Proxima Centauri es una pequeña estrella de baja masa ubicada a 4.244 años luz (1.301 pc ) del Sol en la constelación sur de Centaurus . Su nombre en latín significa "la [estrella] más cercana de Centaurus". Este objeto fue descubierto en 1915 por Robert Innes y es la estrella conocida más cercana al Sol . Con una magnitud aparente inactiva de 11.13, es demasiado débil para ser visto a simple vista. Proxima Centauri forma un tercer miembro del sistema Alpha Centauri, siendo identificado como componente Alpha Centauri C, y está a 2.18 ° al suroeste del par Alpha Centauri AB. Actualmente tiene una separación física de aproximadamente 12,950 UA (1.94 billones de km ) de AB y un período orbital de 550,000 años.
Proxima Centauri es una estrella enana roja con una masa de aproximadamente un octavo de la masa del Sol ( M ☉ ) y una densidad promedio de aproximadamente 33 veces la del Sol. Debido a la proximidad de Proxima Centauri a la Tierra , su diámetro angular se puede medir directamente como aproximadamente un séptimo del diámetro del Sol. Aunque tiene una luminosidad promedio muy baja , Proxima es una estrella de bengala que experimenta aumentos dramáticos aleatorios en el brillo debido a la actividad magnética . El campo magnético de la estrella se crea por convección en todo el cuerpo estelar, y la actividad de llamarada resultante genera un totalEmisión de rayos X similar a la producida por el sol. La mezcla del combustible en el núcleo de Proxima Centauri por convección y su tasa de producción de energía relativamente baja significa que será una estrella de secuencia principal durante otros cuatro billones de años.
En 2016, el Observatorio Europeo Austral anunció el descubrimiento de Proxima Centauri b , un planeta que orbita la estrella a una distancia de aproximadamente 0.05 UA (7.5 millones de km) con un período orbital de aproximadamente 11.2 días terrestres. Su masa estimada es al menos 1.3 veces mayor que la de la Tierra. Se estima que la temperatura de equilibrio de Proxima b está dentro del rango donde el agua podría existir como líquido en su superficie, colocándola así dentro de la zona habitable de Proxima Centauri, aunque porque Proxima Centauri es una enana roja y una estrella de bengala, ya sea podría soportar la vida se disputa.
Observación [ editar ]
En 1915, el astrónomo escocés Robert Innes , Director del Observatorio de la Unión en Johannesburgo , Sudáfrica , descubrió una estrella que tenía el mismo movimiento apropiado que Alpha Centauri . [19] [20] [21] [22] Sugirió que se llamara Proxima Centauri [23] (en realidad, Proxima Centaurus ). [24] En 1917, en el Observatorio Real en el Cabo de Buena Esperanza , el astrónomo holandés Joan Voûte midió la paralaje trigonométrica de la estrella en0.755 ″ ± 0.028 ″ y determinó que Proxima Centauri estaba aproximadamente a la misma distancia del Sol que Alpha Centauri. También se descubrió que era la estrella de menor luminosidad conocida en ese momento. [25] El astrónomo estadounidense Harold L. Alden hizo una determinación de paralaje igualmente precisa de Proxima Centauri en 1928, quien confirmó la opinión de Innes de que está más cerca, con un paralaje de0.783 ″ ± 0.005 ″ . [20] [23]
En 1951, el astrónomo estadounidense Harlow Shapley anunció que Proxima Centauri es una estrella de bengala . El examen de los registros fotográficos pasados mostró que la estrella mostró un aumento medible en la magnitud de aproximadamente el 8% de las imágenes, lo que la convierte en la estrella de la llamarada más activa que se conoce. [27] [28] La proximidad de la estrella permite una observación detallada de su actividad de llamarada. En 1980, el Observatorio de Einstein produjo una curva de energía de rayos X detallada de una llamarada estelar en Proxima Centauri. Se realizaron observaciones adicionales de la actividad de las erupciones con los satélites EXOSAT y ROSAT , y la ASCA japonesa observó las emisiones de rayos X de las erupciones solares más pequeñas.satélite en 1995. [29] Proxima Centauri ha sido objeto de estudio por la mayoría de los observatorios de rayos X, incluidos XMM-Newton y Chandra . [30]
En 2016, la Unión Astronómica Internacional organizó un Grupo de Trabajo sobre Nombres de Estrellas (WGSN) para catalogar y estandarizar los nombres propios de las estrellas. [31] El WGSN aprobó el nombre de Proxima Centauri para esta estrella el 21 de agosto de 2016 y ahora está incluido en la Lista de nombres de estrellas aprobados por la IAU . [32]
Debido a la declinación sur de Próxima Centauri, que sólo puede ser visto al sur de la latitud 27 ° N . [nb 3] Las enanas rojas como Proxima Centauri son demasiado débiles para ser vistas a simple vista. Incluso desde Alpha Centauri A o B, Proxima solo sería vista como una estrella de quinta magnitud. [33] [34] Tiene una magnitud visual aparente de 11, por lo que se necesita un telescopio con una apertura de al menos 8 cm (3,1 pulgadas ) para observarlo, incluso en condiciones de visión ideales, bajo cielos claros y oscuros con Proxima Centauri Muy por encima del horizonte. [35]
En 2018, se observó una súper llamarada de Proxima Centauri, la llamarada más fuerte jamás vista. El brillo óptico aumentó en un factor de 68 a aproximadamente magnitud 6,8. Se estima que se producen erupciones similares alrededor de cinco veces al año, pero son de tan corta duración, solo unos minutos, que nunca se han observado antes. [36]
Propiedades físicas [ editar ]
Proxima Centauri es una enana roja , porque pertenece a la secuencia principal en el diagrama de Hertzsprung-Russell y es de clase espectral M5.5 . M5.5 significa que cae en el extremo de baja masa de las estrellas de tipo M. [17] Su magnitud visual absoluta , o su magnitud visual como se ve desde una distancia de 10 parsecs (33 ly), es 15.5. [37] Su luminosidad total sobre todas las longitudes de onda es del 0,17% de la del Sol, [11] aunque cuando se observa en las longitudes de onda de la luz visible al ojo es más sensible, es solo un 0,0056% tan luminoso como el Sol. [38]Más del 85% de su potencia radiada se encuentra en longitudes de onda infrarrojas . [39] Tiene un ciclo de actividad regular de puntos estelares . [40]
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En 2002, la interferometría óptica con el Very Large Telescope (VLTI) descubrió que el diámetro angular de Proxima Centauri es1.02 ± 0.08 mas . Debido a que se conoce su distancia, el diámetro real de Proxima Centauri puede calcularse en aproximadamente 1/7 del Sol, o 1.5 veces el de Júpiter . La masa de la estrella, estimada a partir de la teoría estelar, es 12.2% M ☉ , o 129 masas de Júpiter ( M J ). [41] La masa se ha calculado directamente, aunque con menos precisión, a partir de observaciones de eventos de microlente0,150 0,062
-0,051 M ☉ . [42]
-0,051 M ☉ . [42]
La densidad media de las estrellas de la secuencia principal aumenta con la disminución de la masa, [43] y Proxima Centauri no es una excepción: tiene una densidad media de 47,1 × 10 3 kg / m 3 (47,1 g / cm 3 ), en comparación con la media del Sol. densidad de 1.411 × 10 3 kg / m 3 (1.411 g / cm 3 ). [nb 4]
Un estudio de 1998 de variaciones fotométricas indica que Proxima Centauri gira una vez cada 83.5 días. [44] Un análisis posterior de series temporales de indicadores cromosféricos en 2002 sugiere un período de rotación más largo de116,6 ± 0,7 días. [45] Esto se descartó posteriormente a favor de un período de rotación de82,6 ± 0,1 días. [dieciséis]
Debido a su baja masa, el interior de la estrella es completamente convectivo , [46] energía causando para ser transferidos al exterior por el movimiento físico de plasma en lugar de a través de los procesos radiativos . Esta convección significa que la ceniza de helio que queda de la fusión termonuclear de hidrógeno no se acumula en el núcleo, sino que circula por la estrella. A diferencia del Sol, que solo quemará aproximadamente el 10% de su suministro total de hidrógeno antes de abandonar la secuencia principal, Proxima Centauri consumirá casi todo su combustible antes de que la fusión del hidrógeno llegue a su fin después de aproximadamente 4 billones de años. [47]
La convección está asociada con la generación y persistencia de un campo magnético . La energía magnética de este campo se libera en la superficie a través de destellos estelares que aumentan brevemente la luminosidad general de la estrella. Estas antorchas pueden crecer tan grande como la estrella y alcanzar temperaturas medidas tan alto como 27 millones de K [30] -Hot suficiente para irradiar los rayos X . [48] La luminosidad de rayos X inactiva de Proxima Centauri, aproximadamente (4–16) × 10 26 erg / s ((4–16) × 10 19 W ), es aproximadamente igual a la del Sol mucho más grande. La luminosidad máxima de rayos X de las bengalas más grandes puede alcanzar 10 28 erg / s (10 21 W) [30]
La cromosfera de Proxima Centauri está activa, y su espectro muestra una fuerte línea de emisión de magnesio ionizado individualmente a una longitud de onda de 280 nm . [49] Alrededor del 88% de la superficie de Proxima Centauri puede estar activa, un porcentaje que es mucho más alto que el del Sol, incluso en el pico del ciclo solar . Incluso durante los períodos de reposo con pocos o ningún destello, esta actividad aumenta la temperatura de la corona de Proxima Centauri a 3.5 millones de K, en comparación con los 2 millones de K de la corona del Sol, [50] y su emisión total de rayos X es comparable a la del sol. . [51]El nivel de actividad general de Proxima Centauri se considera bajo en comparación con otras enanas rojas, [51] lo cual es consistente con la edad estimada de la estrella de 4.85 × 10 9 años, [17] ya que se espera que el nivel de actividad de una enana roja disminuya constantemente sobre miles de millones de años a medida que disminuye su velocidad de rotación estelar . [52] El nivel de actividad también parece variar con un período de aproximadamente 442 días, que es más corto que el ciclo solar de 11 años. [53]
Proxima Centauri tiene un viento estelar relativamente débil , no más del 20% de la tasa de pérdida de masa del viento solar . Debido a que la estrella es mucho más pequeña que el Sol, la pérdida de masa por unidad de superficie de Proxima Centauri puede ser ocho veces mayor que la de la superficie solar. [54]
Una enana roja con la masa de Proxima Centauri permanecerá en la secuencia principal durante unos cuatro billones de años. A medida que aumenta la proporción de helio debido a la fusión de hidrógeno, la estrella se volverá más pequeña y más caliente, transformándose gradualmente en una llamada "enana azul" . Cerca del final de este período, se volverá significativamente más luminoso, alcanzará el 2.5% de la luminosidad del Sol ( L ☉ ) y calentará los cuerpos en órbita durante un período de varios miles de millones de años. Cuando el combustible de hidrógeno se agota, Proxima Centauri evolucionará a una enana blanca (sin pasar por la fase gigante roja ) y perderá constantemente la energía térmica restante. [47]
Distancia y movimiento [ editar ]
Basado en una paralaje de768.5004 ± 0.2030 mas , publicado en 2018 en Gaia Data Release 2 , Proxima Centauri está a unos 4.244 años luz (1.301 pc ; 268,400 UA ) del Sol. [9] Paralaje publicado anteriormente incluyen:768.13 ± 1.04 mas , en 2014 por el Consorcio de Investigación en Estrellas Cercanas ; [55] 772.33 ± 2.42 mas , en el Catálogo original de Hipparcos , en 1997; [56] 771.64 ± 2.60 mas en la nueva reducción de Hipparcos, en 2007; [3] y768.77 ± 0.37 mas utilizando el telescopio espacial Hubble 's Fine Guidance Sensors , en 1999. [10] Desde el punto de vista de la Tierra, Proxima se separa de Alpha Centauri por 2,18 grados, [57] o cuatro veces el diámetro angular de la totalidad de la luna . [58] Proxima también tiene un movimiento propio relativamente grande: se mueve 3.85 segundos de arco por año a través del cielo. [59] Tiene una velocidad radial hacia el Sol de 22,2 km / s. [8]
Entre las estrellas conocidas, Proxima Centauri ha sido la estrella más cercana al Sol durante aproximadamente 32,000 años y lo seguirá siendo durante otros 25,000 años, después de lo cual Alpha Centauri A y Alpha Centauri B se alternarán aproximadamente cada 79.91 años como la estrella más cercana a la Dom. En 2001, J. García-Sánchez et al. predijo que Proxima hará su aproximación más cercana al Sol en aproximadamente 26,700 años, llegando dentro de 3.11 ly (0.95 pc). [60] Un estudio de 2010 realizado por VV Bobylev predijo una distancia de aproximación más cercana de 2.90 ly (0.89 pc) en aproximadamente 27,400 años, [61] seguido por un estudio de 2014 realizado por CAL Bailer-Jones que predice un enfoque de perihelio de 3.07 ly (0.94 pc) en aproximadamente 26,710 años. [62] Proxima Centauri está orbitando a través delVía Láctea a una distancia del Centro Galáctico que varía de 27 a 31 kly (8.3 a 9.5 kpc ), con una excentricidad orbital de 0.07. [63]
Desde el descubrimiento de Proxima, se sospecha que es un verdadero compañero del sistema estelar binario Alpha Centauri . Los datos del satélite Hipparcos , combinados con observaciones terrestres, fueron consistentes con la hipótesis de que las tres estrellas son un sistema enlazado. Por esta razón, Proxima a veces se conoce como Alpha Centauri C. Kervella et al. (2017) utilizaron mediciones de velocidad radial de alta precisión para determinar con un alto grado de confianza que Proxima y Alpha Centauri están gravitacionalmente unidos. [8] El período orbital de Proxima alrededor del baricentro Alpha Centauri AB es547 000 +6600
−4000 años con una excentricidad de0,5 ± 0,08 ; se acerca a Alpha Centauri para4300 +1100
−900 AU en el periastrón y se retira a13 000 +300
−100 AU en apastron . [8] En la actualidad, Proxima está a 12,947 ± 260 UA (1.94 ± 0.04 billones de km) del baricentro Alpha Centauri AB, casi hasta el punto más alejado de su órbita. [8]
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−900 AU en el periastrón y se retira a13 000 +300
−100 AU en apastron . [8] En la actualidad, Proxima está a 12,947 ± 260 UA (1.94 ± 0.04 billones de km) del baricentro Alpha Centauri AB, casi hasta el punto más alejado de su órbita. [8]
Tal sistema triple puede formarse naturalmente a través de una estrella de baja masa que es capturada dinámicamente por un binario más masivo de 1.5–2 M ☉ dentro de su cúmulo estelar incrustado antes de que el cúmulo se disperse. [65] Sin embargo, se necesitan mediciones más precisas de la velocidad radial para confirmar esta hipótesis. [66] Si Proxima se unió al sistema Alpha Centauri durante su formación, es probable que las estrellas compartan la misma composición elemental . La influencia gravitacional de Proxima también podría haber agitado los discos protoplanetarios Alpha Centauri . Esto habría aumentado la entrega de volátiles como el agua a las regiones internas secas, lo que posiblemente enriquecería cualquierplanetas terrestres en el sistema con este material. [66] Alternativamente, Proxima pudo haber sido capturado en una fecha posterior durante un encuentro, lo que resultó en una órbita altamente excéntrica que luego fue estabilizada por la marea galáctica y encuentros estelares adicionales. Tal escenario puede significar que el compañero planetario de Proxima ha tenido una probabilidad mucho menor de interrupción orbital por Alpha Centauri. [15]
Seis estrellas individuales, dos sistemas estelares binarios y una estrella triple comparten un movimiento común a través del espacio con Proxima Centauri y el sistema Alpha Centauri. Las velocidades espaciales de estas estrellas se encuentran a 10 km / s del movimiento peculiar de Alpha Centauri . Por lo tanto, pueden formar un grupo de estrellas en movimiento , lo que indicaría un punto de origen común, [67] como en un cúmulo estelar .
Sistema planetario [ editar ]
| Compañero (en orden de estrella) | Masa | Eje semieje mayor ( AU ) | Periodo orbital ( días ) | Excentricidad | Inclinación | Radio |
|---|---|---|---|---|---|---|
| si | ≥1.27 +0.19 −0.17 M ⊕ | 0.0485 +0.0041 −0.0051 | 11.186 | <0 .35="" font=""> | - | 0.8–1.5 [71] R ⊕ |
| c (sin confirmar) | ≥6.0 ± 1.9 M ⊕ | 1.48 ± 0.08 | 1894 +92 −85 | - | - | - |
Las primeras indicaciones del exoplaneta Proxima Centauri b fueron encontradas en 2013 por Mikko Tuomi de la Universidad de Hertfordshire a partir de datos de observación de archivo. [72] [73] Para confirmar el posible descubrimiento, el Observatorio Europeo Austral lanzó el proyecto Pale Red Dot [nb 6] en enero de 2016. [74] El 24 de agosto de 2016, el equipo de 31 científicos de todo el mundo, [75] dirigido por Guillem Anglada-Escudé de la Universidad Queen Mary de Londres , confirmó la existencia de Proxima Centauri b [76] a través de un artículo revisado por pares publicado en Nature. [68] [77] Las mediciones se realizaron con dos espectrógrafos: HARPS en el telescopio ESO de 3,6 m en el Observatorio La Silla y UVES en el telescopio Very Large de 8 m en el Observatorio Paranal . [68] Se han realizado varios intentos para detectar un tránsito de este planeta a través de la cara de Proxima Centauri. Se identificó tentativamente una señal de tránsito que apareció el 8 de septiembre de 2016, utilizando el telescopio Bright Star Survey en la estación de Zhongshan en la Antártida. [78]
Periodo orbital (días) | Separación ( AU ) | Masa máxima [nb 7] ( M ⊕ ) |
|---|---|---|
| 3.6–13.8 | 0.022–0.054 | 2–3 |
| <100 font=""> | <0 .21="" font=""> | 8.5 |
| <1000 font=""> | <1 font=""> | dieciséis |
Proxima Centauri b, o Alpha Centauri Cb, es un planeta que orbita la estrella a una distancia de aproximadamente 0.05 UA (7.5 millones de km) con un período orbital de aproximadamente 11.2 días terrestres. Su masa estimada es al menos 1.3 veces mayor que la de la Tierra . Además, se estima que la temperatura de equilibrio de Proxima b está dentro del rango donde el agua podría existir como líquido en su superficie; así, colocándolo dentro de la zona habitable de Proxima Centauri. [68] [80] [81]
Antes de este descubrimiento, múltiples mediciones de la velocidad radial de la estrella restringían la masa máxima que un compañero detectable de Proxima Centauri podía poseer. [10] [82] El nivel de actividad de la estrella agrega ruido a las mediciones de velocidad radial, lo que complica la detección de un compañero que utiliza este método. [83] En 1998, un examen de Proxima Centauri usando el Espectrógrafo de Objetos Débiles a bordo del Telescopio Espacial Hubble parecía mostrar evidencia de un compañero que orbita a una distancia de aproximadamente 0.5 UA. [84] Una búsqueda posterior utilizando la cámara planetaria de campo ancho 2 no pudo localizar ningún compañero. [85] Mediciones astrométricas en elEl Observatorio Interamericano Cerro Tololo parece descartar un planeta del tamaño de Júpiter con un período orbital de 2 a 12 años. [86] También se detectó una segunda señal en el rango de 60 a 500 días, pero su naturaleza aún no está clara debido a la actividad estelar. [68]
El astrofísico italiano Mario Damasso y sus colegas informaron de un segundo planeta en órbita en órbita alrededor de Proxima Centauri en abril de 2019. [87] [88] El equipo de Damasso había notado movimientos menores de Proxima Centauri en los datos de velocidad radial del instrumento HARPS del ESO, lo que indica un posible planeta adicional que orbita Proxima Centauri. [87] Apodado Proxima c, se estima que el exoplaneta tiene una masa mínima de seis veces la de la Tierra. [87] Se espera que orbita Proxima Centauri a una distancia de 1.5 UA, con un período orbital de aproximadamente 1900 días, o aproximadamente 5.2 años. [88] Debido a su gran distancia de Proxima Centauri, es poco probable que el exoplaneta sea habitable, con una temperatura de equilibrio baja de alrededor de 39 K.[87] Observaciones adicionales y las mediciones del instrumento HARPS y la Agencia Espacial Europea 's Gaia se necesitan naves espaciales para verificar la existencia de la posible exoplaneta. [87] Del Sordo, del equipo de Damasso, afirma que Proxima c podría proporcionar oportunidades para futuras observaciones del sistema planetario Proxima Centauri, especialmente mediante imágenes directas . [87] [88]
Proxima Centauri, junto con Alpha Centauri A y B, se encontraba entre las estrellas objetivo de "Nivel 1" para la Misión de Interferometría Espacial (SIM), ahora cancelada por la NASA , que teóricamente habría podido detectar planetas tan pequeños como tres masas terrestres ( M ⊕ ) dentro de dos UA de una estrella objetivo "Nivel 1". [89]
En 2017, un equipo de astrónomos que usa la matriz Atacama Large Millimeter / submillimeter Array informó que detectó un cinturón de polvo en órbita alrededor de Proxima Centauri a un rango de 1-4 UA de la estrella. Este polvo tiene una temperatura de alrededor de 40 K y tiene una masa total estimada del 1% del planeta Tierra. También detectaron tentativamente dos características adicionales: una correa fría con una temperatura de 10 K orbitando alrededor de 30 UA y una fuente de emisión compacta a aproximadamente 1.2 segundos de arco de la estrella. [90] Sin embargo, tras un análisis más detallado, se determinó que estas emisiones eran el resultado de una gran llamarada emitida por la estrella en marzo de 2017. La presencia de polvo no es necesaria para modelar las observaciones. [91] [92]
Habitabilidad [ editar ]
Antes del descubrimiento de Proxima Centauri b , el documental de televisión Alien Worlds planteó la hipótesis de que podría existir un planeta que sostenga la vida en órbita alrededor de Proxima Centauri u otras enanas rojas. Tal planeta estaría dentro de la zona habitable de Próxima Centauri, aproximadamente a 0.023–0.054 UA (3.4–8.1 millones de kilómetros) de la estrella, y tendría un período orbital de 3.6–14 días. [94] Un planeta en órbita dentro de esta zona puede experimentar el bloqueo de las mareas a la estrella. Si la excentricidad orbitalde este hipotético planeta es bajo, Proxima Centauri se movería poco en el cielo del planeta, y la mayor parte de la superficie experimentaría perpetuamente de día o de noche. La presencia de una atmósfera podría servir para redistribuir la energía desde el lado iluminado por las estrellas hasta el otro lado del planeta. [95]
Los estallidos de la llamarada de Proxima Centauri podrían erosionar la atmósfera de cualquier planeta en su zona habitable, pero los científicos del documental pensaron que este obstáculo podría superarse. Gibor Basri de la Universidad de California, Berkeley , mencionó que "nadie [ha] encontrado ningún obstáculo para la habitabilidad". Por ejemplo, una preocupación era que los torrentes de partículas cargadas de las erupciones de la estrella podrían despojar a la atmósfera de cualquier planeta cercano. Si el planeta tuviera un campo magnético fuerte, el campo desviaría las partículas de la atmósfera; incluso la lenta rotación de un planeta bloqueado por mareas que gira una vez por cada órbita alrededor de su estrella sería suficiente para generar un campo magnético, siempre y cuando parte del interior del planeta permaneciera fundido.
Otros científicos, especialmente los defensores de la hipótesis de las tierras raras , [97] no están de acuerdo en que las enanas rojas puedan sostener la vida. Cualquier exoplaneta en la zona habitable de esta estrella probablemente estaría bloqueado por las mareas , lo que resultaría en un momento magnético planetario relativamente débil , lo que provocaría una fuerte erosión atmosférica por las eyecciones de masa coronal de Proxima Centauri.
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