28 Ago / 2016

10 cosas que todo el mundo debería saber sobre Próxima Centauri b

Crédito: ESO/M. Kornmesser
No cabe duda de que nos encontramos en un año de grandes descubrimientos y avances científicos: descubrimiento de las ondas gravitatorias,  llegada de la sonda Juno a Júpiter, despegue de ExoMars, una luna en torno a Makemake,…Y el pasado 24 de agosto, por fin, pudimos confirmar la existencia de un planeta potencialmente habitable orbitando a la estrella más cercana al Sol.
En este artículo repasaremos 10 cuestiones sobre este exoplaneta que todo el mundo debería conocer.

1.- ¿Quién descubrió a Próxima Centauri b?

“Pale Red Dot” es una búsqueda internacional para encontrar exoplanetas como la Tierra alrededor de la estrella más cercana a nosotros, Proxima Centauri. Utiliza el instrumento HARPS, instalado en el telescopio de 3,6 metros de ESO, en el Observatorio La Silla, así como las redes de telescopios LCOGT (Las Cumbres Observatory Global Telescope Network) y BOOTES (Burst Optical Observer and Transient Exploring System). Crédito: ESO/Pale Red Dot
El paso 24 de agosto se hizo oficial el descubrimiento de Próxima Centauri b (o para abreviar, Próxima b). Pero ya el pasado 12 de agosto se publicó en Der Spiegel la noticia del descubrimiento, lo que hizo que el rumor de la existencia del exoplaneta corriera por la red a la espera de la confirmación oficial.En 2013, Mikko Tuomi, encontró indicios de la existencia de Próxima b en datos de observación de archivo. Para confirmar el descubrimiento, el Observatorio Europeo de Sur (ESO) puso en marcha el proyecto Pale Red Dot (Pálido Punto Rojo) en enero de 2016. Entonces, los científicos, liderados por Guillem Anglada-Escudé de la Universidad Queen Mary de Londres, con la colaboración del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), analizaron datos tomados entre los años 2000 y 2014, comparándolos y analizándolos junto a datos tomados entre el 19 de enero y el 31 de marzo de 2016, dentro ya del proyecto Pale Red Dot.


Guillem Anglada comenta: “Dedicamos dos años a diseñar la campaña Pálido Punto Rojo, que ha observado Próxima Centauri desde enero hasta marzo con telescopios de cuatro observatorios. Aunque la señal era prometedora desde el principio, revisamos su consistencia cada noche: es verdaderamente emocionante saber que hay un planeta parecido a la Tierra en torno a la estrella más cercana a nosotros”.

2.- ¿Cómo se realizó el descubrimiento?

Las mediciones que dieron lugar al descubrimiento se realizaron utilizando dos espectrógrafos:  HARPS, instalado en el Telescopio de 3,6 metros de ESO en el Observatorio La Silla; y UVES, instalado en el instrumento de 8 metros del Very Large Telescope.Todavía no poseemos la tecnología necesaria como para fotografiar al exoplaneta directamente, por ello los científicos emplearon el método de la velocidad radial para localizarlo.

La velocidad radial es la velocidad de un objeto a lo largo de la línea visual del observador. Esto es, cuando un objeto como una estrella, está acompañado de un planeta, la influencia gravitatoria entre ambos provoca que la estrella varíe su posición respecto a nosotros de manera periódica. Esta oscilación estelar es visible como un desplazamiento doppler en el espectro de la estrella, es decir, lo que los astrónomos ven es cómo las líneas espectrales se desplazan en el espectro, en un movimiento proporcional a la velocidad de la estrella alrededor del centro de masas del sistema. En la ilustración inferior podéis ver gráficamente cómo se obtienen los datos astronómicos mediante esta técnica.

En el caso de Próxima b, en la siguiente imagen se pueden apreciar los datos obtenidos por los científicos encargados de la investigación.

Este diagrama muestra cómo el movimiento de Próxima Centauri, acercándose y alejándose de la Tierra, cambia con el tiempo durante el primer semestre de 2016. A veces, Próxima Centauri se aproxima a la Tierra a unos 5 kilómetros por hora –el ritmo de una marcha humana normal- y, a veces, retrocede a la misma velocidad. Este patrón regular de cambio de velocidades radiales se repite con un período de 11,2 días. Un análisis cuidadoso de los minúsculos cambios en el efecto Doppler indicó la presencia de un planeta con una masa al menos 1,3 veces mayor que la de la Tierra, orbitando a unos 7 millones kilómetros de Próxima Centauri -sólo el 5% de la distancia Sol-Tierra. Fuente: ESO/G. Anglada.

 

 3.- ¿Por qué no lo hemos descubierto antes si está tan cerca?

 

Porque Próxima b orbita en torno a una enana roja. ¿Qué quiere decir esto? Este exoplaneta es más grande que otros que hemos descubierto, pero hay que tener en cuenta que son muchos los factores que pueden hacer dudar de la existencia real de un mundo nuevo. Y uno de ellos es la actividad de una estrella. Próxima Centauri es un astro cuya luminosidad varía significativamente, por lo que dichas variaciones aportan a las mediciones obtenidas un “ruido” a la señal, que podría confundir a los astrónomos. Así que para estar totalmente seguros, los científicos trabajaron en eliminar dicho ruido conociendo muy bien las características del astro. En la gráfica inferior se muestra la probabilidad de que el descubrimiento sea una falsa alarma o FAP. Como podemos apreciar, es muy baja, una vez que se combinan los diferentes datos obtenidos.

 

Crédito:Anglada Escudé et al.

 

 4.- ¿Cómo es el sistema estelar que alberga al planeta?

 

 Próxima b orbita en torno a Próxima Centauri, pero esta estrella, a su vez, orbita en torno a un sistema doble Alfa Centauri A y B, que pueden contemplarse con facilidad en el Hemisferio Sur. Es decir, nos encontramos ante un sistema estelar triple.

Alfa Centauri A:

También llamada Rigel Kentaurus A, es una estrella algo más luminosa, grande y vieja que el Sol, de tipo espectral muy similar a éste. Se la clasifica como enana amarilla. Es el miembro principal del sistema binario que componen Alfa Centauri A y Alfa Centauri B. De clase espectral G2V, se encuentra en la secuencia principal. Su temperatura es de 5.800K y posee 1,1 masas solares. Con una magnitud de -0,01 es visible en la constelación de Centauro. Tras Sirio y Canopo es la tercera estrella más brillante del cielo nocturno.
Su radio es de 1,227 veces el radio solar, y su luminosidad equivale a 1,519 veces la de nuestro Sol. Tiene un periodo de rotación de 22 días.

Alfa Centauri B:

 Es una estrella naranja de secuencia principal que está ligada a Alfa Centauri A. Su edad es bastante parecida a la de su compañera, es decir, 4.850 millones de años, lo que hace pensar que ambas estrellas nacieron ya unidas. Se la clasifica como enana naranja. Gira alrededor del centro de masas del sistema Alfa Centauri A+B.Alfa Centauri B posee un periodo de rotación de 41 días, y aunque es menos luminosa que la componente A del sistema, emite más energía en la banda de los rayos X. Su curva de luz varía en una escala corta de tiempo, detectándose erupciones solares en el astro. De clase espectral K1V, posee una temperatura superficial de 5.000K. Su masa es aproximadamente 0,9 veces la masa solar, siendo su radio de 0,865 veces el del Sol. Su luminosidad es de 0,5 veces la solar.

El sistema binario Alfa Centauri AB:

Alfa Centauri A y Alfa Centauri B orbitan en torno al centro de gravedad común de ambas estrellas, con un periodo de 79,91 años. Como tienen masas parecidas, se mueven alrededor de un punto del espacio casi equidistante entre ellas. Aunque no siempre están a la misma distancia con respecto del Sol debido a este movimiento mutuo, la diferencia es
tan pequeña, que no se suele tener en cuenta.

Fue el astrónomo francés Nicolas Louis de Lacaille quien en 1752 descubrió que Alfa Centauri es una estrella binaria gracias a la técnica de la astrometría posicional, que mide los cambios relativos de la posición de los astros.

Próxima Centauri o Alfa Centauri C:

Se trata de una enana roja con una pequeña fracción de la luminosidad de nuestro Sol. Actualmente, se encuentra a unas 13 000 UA (0,2 años luz) del sistema Alpha Centauri A+B, y casualmente, su posición orbital está de cara a nosotros, lo que la hace, en este momento, la estrella más cercana al sistema solar, a una distancia de cerca de 4,2 años luz.

5.- ¿Qué características posee Próxima Centauri?

 

Próxima Centauri es una estrella enana roja de 11ª magnitud aparente situada a aproximadamente 4,22 años luz de la Tierra y perteneciente al sistema de Alfa Centauri. Descubierta en 1915 por Robert Innes, director del Observatorio Unión de Sudáfrica, es la estrella más cercana al Sol, aunque su intensidad lumínica es demasiado débil como para ser observada sin instrumentos astronómicos. Su distancia con las estrellas que forman el
sistema binario Alfa Centauri, es de 15.000 ± 700 unidades astronómicas.
Debido a la proximidad de esta estrella, su diámetro angular puede medirse directamente, y ha sido calculado en un séptimo del diámetro solar. La masa de Próxima Centauri es aproximadamente un octavo de la del Sol, y su densidad es unas 40 veces mayor. Aunque tiene una luminosidad media muy baja, Próxima es una estrella fulgurante que sufre espectaculares aumentos aleatorios de brillo debido a la actividad magnética. Es precisamente esta actividad lo que ha dificultado el hallazgo de Próxima b. El campo magnético de la estrella es creado por convección en todo el cuerpo estelar, y la actividad de destellos resultante genera una emisión de rayos X total similar a la producida por el Sol.

 

 

Su luminosidad total en todo el espectro electromagnético equivale a un 0,17% de la del Sol, pero cuando se la observa en las longitudes de onda de la luz visible, en las que el ojo es más sensible, su luminosidad cae hasta el 0,0056% de la luminosidad solar, puesto que más del 85% de su energía se irradia en longitudes de onda correspondientes al infrarrojo. Como Próxima Centauri es la estrella más cercana al Sistema Solar, se deduce que no hay enanas rojas que puedan verse a simple vista. Incluso desde las cercanas Alfa Centauri A y B, apenas se vería como una estrella de magnitud 5.

6.- ¿Qué características posee el planeta recién descubierto?

  Proxima Centauri b es un planeta que posee una temperatura de equilibrio de 234 K (−39 °C). Tiene una masa mínima de 1,27 masas terrestres y un radio estimado de 1,1 radios terrestres. Su periodo orbital de 11,186 días y está situado a 7,5 millones de kilómetros de su estrella. Es decir, Próxima b se encuentra más cerca de su estrella que Mercurio del Sol.Vamos a comparar ahora este sistema con la relación Tierra-Sol. Nuestro planeta posee un periodo de rotación de 24 horas, un periodo de traslación de 1 año, y dista del Sol a una Unidad Astronómica, es decir a unos 150 millones de kilómetros.

Esta infografía compara la órbita del planeta que gira alrededor de Próxima Centauri (Próxima b) con la misma región del Sistema Solar. Próxima Centauri es más pequeña y más fría que el Sol y el planeta orbita mucho más cerca de su estrella que Mercurio de nuestro Sol. Como resultado, se encuentra dentro de la zona de habitabilidad, lo que permitiría la existencia de agua líquida en la superficie del planeta. Crédito: ESO/M. Kornmesser/G. Coleman
En la ilustración superior se puede apreciar cómo Próxima Centauri, al ser mucho más pequeña y fría que el Sol, posee su zona de habitabilidad, es decir aquella en la que de haber un planeta tendría posibilidades de mantener agua líquida en su superficie, mucho más cerca del astro. Cualquier exoplaneta con un periodo de rotación entre 4 y 15 días, podría ser habitable. En nuestro Sistema Solar, la zona de habitabilidad se encuentra a una distancia de entre 0,84 y 1,67 UA del Sol.
Desgraciadamente, todavía no sabemos qué radio posee Próxima b, por lo que no podemos estimar su densidad, dato que nos facilitaría saber mucho más sobre este mundo. Tampoco hemos podido observarlo transitando delante de su estrella, por lo que también desconocemos si existe atmósfera o no. De momento, tenemos que esperar a que pueda ser fotografiado directamente por la nueva generación de instrumentos para determinar la existencia de una capa gaseosa. Este dato es de suma importancia ya que la existencia de agua líquida sobre la superficie depende de la presencia de gases de efecto invernadero en su atmósfera, y de la cantidad de agua que pudo perder el planeta durante su evolución, y la cantidad que pudo recibir procedente del impacto de asteroides y cometas al inicio de su existencia.
Esta es una comparación del tamaño angular con el que se ve en el cielo la estrella Próxima vista desde el planeta Próxima b, respecto a cómo aparece el Sol en nuestro cielo en la Tierra. Próxima es mucho menor que el Sol, pero Próxima b se encuentra muy cerca de su estrella. Crédito: ESO/G. Coleman

7.- ¿Qué consecuencias tiene que el planeta se encuentre tan cerca de su estrella?

Ya hemos comentado que, aunque este mundo está mucho más cerca de su estrella que Mercurio con respecto a nuestro Sol, al ser Próxima Centauri una estrella mucho más pequeña y débil que la nuestra, este nuevo mundo podría ser habitable. Pero la cercanía a su astro tiene consecuencias en cuanto a su periodo de rotación y traslación, ya que podría darse un acoplamiento de mareas.
Los científicos barajan dos posibles escenarios. Que se de uno u otro, tiene grandes consecuencias para la posible habitabilidad del planeta.:1) Próxima b posee una órbita casi circular en rotación síncrona 1:1, es decir, en este caso, el planeta siempre mostraría la misma cara hacia su estrella, como la Luna nos muestra a nosotros siempre la misma cara.

En este escenario, las estaciones no existirían, porque su eje no tendría inclinación como sucede en nuestro planeta. En una mitad del planeta siempre será de día, mientras que en la otra mitad la noche será perpetua. Así, la temperatura de este mundo sólo dependería de la distancia de cada región al centro del hemisferio diurno. Cuanto más lejos nos situemos de él, más frío hará. Además, una vez que nos adentremos en la cara oscura, el frío será todavía mayor.Según las diferentes investigaciones llevadas a cabo sobre este tipo de exoplanetas, si el planeta posee muy poca agua, cabe la posibilidad de que ésta se concentre congelada en la cara oscura, mientras que podría correr como ríos formando mares en la cara iluminada. Pero también podría ocurrir que la radiación en la cara iluminada fuese tan intensa, que sin una atmósfera que proteja la superficie de este mundo, el agua se perdería sin remedio.

 

Impresión artística de un exoplaneta con rotación síncrona y poca cantidad de agua en el hemisferio iluminado.
Por otro lado, si el mundo contuviese una cantidad de agua mayor, es decir, si fuese un “mundo océano”, las corrientes oceánicas provocarían que las diferencias de temperatura en ambas caras, la iluminada y la oscura, no fuesen tan drásticas, lo que facilitaría la existencia de vida. En este caso podríamos encontrarnos ante un mundo cubierto de hielo en su totalidad excepto en la región donde es más intensa la radiación de su estrella. A este tipo de exoplanetas los conocemos como eyeball por su similitud a un ojo.

 

Ilustración de un hipotético exoplaneta eyeball, un mundo helado donde el hielo se ha derretido en el área más cálida del mundo.

 

 En el vídeo inferior podéis ver una simulación de la posible temperatura en la superficie de Próxima b, en el caso de un acoplamiento de mareas. Para elaborarlo, los científicos han simulado que Próxima b posee una atmósfera como la terrestre y que está cubierto por un océano.

 

2) Próxima b posee una rotación asíncrona 3:2, por cada tres veces que rota en torno a su propio eje, lo hace dos con respecto a su estrella.
En este caso, las temperaturas del planeta no serían tan extrema lo que otorgaría un abanico más amplio para que se desarrolle la vida en el planeta. Al igual que en el caso anterior, los científicos han elaborado un vídeo para visualizar la temperatura en la superficie de Próxima b, incluyendo una hipotética atmósfera similar a la terrestre y un hipotético océano.

 En este caso, vemos que las regiones más cálidas se extienden a áreas mucho mayores que las que se dan en la rotación síncrona.

 

8.- ¿Qué tipo de vida podría albergar?

Para que pueda haber vida en Próxima b deben darse varios factores conjuntamente. Sabemos que se encuentra a la distancia adecuada de su estrella, pero desconocemos si posee agua y atmósfera, fundamentales para la vida tal y como la conocemos. Pero hay otro factor de gran importancia y es la actividad de Próxima Centauri. Esta estrella es una enana roja, y como todos los astros de su clase, emiten fulguraciones muy energéticas con frecuencia que podrían esterilizar la superficie del planeta. Así que para que la vida pueda mantenerse sobre la superficie de Próxima b, este planeta debe contar con una gruesa atmósfera que lo defienda de esta radiación mortal y un potente escudo en forma de campo magnético que desvíe dicha radiación.De todas formas, no hay que olvidar, que si el planeta posee rotación síncrona, la cara oscura podría estar bastante protegida de estas emisiones estelares lo que dotaría a la vida de una posibilidad de desarrollarse.

Por otra parte, la radiación que emite Próxima Centauri es en su mayoría infrarroja, por lo que los organismos fotosintéticos podrían realizar la fotosíntesis en el agua. De existir estos microorganismos, habrían desarrollado la habilidad de absorber eficientemente la luz infrarroja por lo que existe la posibilidad de que la vegetación sea ¡de color negro!

Existe otros estudio que indican que podría darse lo que se conoce como biofluorescencia, la capacidad que poseen ciertos corales de absorber radiación UV y liberar energía en una longitud de onda más larga y segura, lo que protege a las algas de las radiaciones energéticas de la estrella. Esta adaptación evolutiva detectada en la Tierra podría darse en Próxima b.

9.- ¿Podríamos ir a visitar este exoplaneta?

Próxima Centauri es la estrella más cercana al Sol. Nos separan 4,2 años luz de distancia. Pero, ¿podemos llegar hasta allí? La respuesta es clara: con la tecnología actual es imposible.La nave más rápida fabricada por el ser humano es la Voyager 1 que viaja a 17 Km/s. Con esta velocidad tardaríamos unos 74.000 años en llegar a Próxima b. En la actualidad se está investigando para superar esta velocidad mediante diversas técnicas. Una de ellas es el uso de velas solares cuya velocidad sería entre 14 y 20 UA al año, lo que nos llevaría a tardar 14.000 años en llegar a Próxima b.

Así que, de momento, este terreno se lo dejamos a la ciencia ficción. Eso no significa que lo científicos dejen de lado este reto. De hecho, en la actualidad se está estudiando el uso de velas láser en el proyecto Breakthrough Starshot, que prometen un viaje mucho más asequible de unos cincuenta a cien años.

El tiempo nos dirá cuándo podremos ir a visitar a Próxima b,…, pero será un tiempo lejano.

10.- ¿Cómo verían unos futuros colonos nuestro Sistema Solar desde Próxima Centauri b?

El cielo (aparte del sistema de tres estrellas de Alfa Centauri) se vería casi idéntico a cómo se ve desde la Tierra, con la mayoría de las constelaciones, como la Osa Mayor y Orión, prácticamente sin cambios. Sin embargo, la constelación de Centaurus perdería su estrella más brillante y el Sol aparecería como una estrella de magnitud 0,5 en la constelación de Casiopea, cerca de Epsilon Cassiopeiae. Su ubicación es fácil de calcular, ya que sería lo contrario de la posición de α Centauri como se ve desde la Tierra: 02h 39m 35s haría ascensión recta y declinación +60° 50′ 00″.

Bibliografía

http://www.astrofisicayfisica.com/2012/10/alfa-centauri-anatomia-de-un-sistema.html

Proxima b is our neighbor… better get used to it!

http://www.planetary.org/blogs/guest-blogs/2016/0824-proxima-centauri-b-have-we.html

https://es.wikipedia.org/wiki/Habitabilidad_en_sistemas_de_enanas_rojas

http://danielmarin.naukas.com/2016/08/24/el-dia-que-la-humanidad-descubrio-un-planeta-habitable-alrededor-de-la-estrella-mas-cercana/

http://www.eso.org/public/unitedkingdom/news/eso1629/?lang

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