Intensificando la caza del planeta de Próxima Centauri

Por Paul Gilster, autor de Centauri Dreams

Siempre habrá una ‘próxima’ —aquella estrella más cercana a nosotros—pero ésta no siempre será Próxima Centauri, a quien, en unas decenas de miles de años, habrá que cambiarle el nombre, quizá por Alpha Centauri C o algo parecido. Vivimos en un universo dinámico, en el que la enana roja Ross 248 se convertirá en la nueva ‘próxima’ en unos cuarenta mil años. Otras estrellas se acercarán a nosotros mucho más que Próxima Centauri. Dentro de 1.4 millones de años GL 710 se encontrará a 50.000 UA (unidades astronómicas; aproximadamente la distancia entre la Tierra y el Sol). Yéndonos al pasado, el brillante sistema Alpha Centauri que vemos hoy, no habría sido siquiera visible a simple vista hace 3 millones de años.

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Las estrellas más cercanas en un rango temporal entre 20.000 años hacia el pasado y 80.000 años hacia el futuro.

 

En esta danza celestial, la estrella más cercana siempre cautivará a una sociedad tecnológica en busca de vida en otros lugares, que considera estrategias para enviar sondas a través del vacío interestelar. La estrella más cercana es un imán natural para los cazadores de exoplanetas, y ese es el caso del sistema Alpha Centauri, que incluye a Centauri A, B y, si realmente está gravitacionalmente ligada, como parece ser, Próxima. Son buenas noticias que el proyecto Pale Red Dot esté planeando una campaña observacional de dos meses para buscar un análogo terrestre alrededor de Próxima Centauri usando el espectrógrafo HARPS, (el buscador de planetas de velocidad radial de alta precisión [High Accuracy Radial velocity Planet Searcher]) instalado en el telescopio de 3.6m de ESO en La Silla. El monitoreo comenzó el pasado 18 de enero.

Descubierta en 1915 por el astrónomo escocés Robert Innes, Próxima Centauri ha estimulado nuestra imaginación desde entonces. Para el escritor de ciencia ficción Robert Heinlein, fue el destino inevitable de la nave estelar Vanguard, cuya tripulación vivía y moría a bordo de la ‘nave generacional’ en las dos cortas historias de 1940 que se convertirían en su novela ‘Los huérfanos del cielo’. Murray Leinster ya había declarado a la estrella nuestro principal objetivo en 1935 en su historia “Proxima Centauri”. Y mientras que Centauri B se ha llevado últimamente la mayor parte de la atención con la, aún sin confirmar y bastante dudosa, declaración del candidato a planeta Centauri Bb, los recientes estudios en Próxima Centauri han ayudado a definir los parámetros de la búsqueda planetaria.

Encontrando un mundo que transite

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Próxima Centauri.

A 4,218 años luz del Sol, esta estrella enana roja se vería muy débil incluso desde un planeta alrededor de Centauri A o B. A una distancia de ellos de 15.000 UA, Próxima es tan pequeña y débil que para los astrónomos de Alpha Centauri no sería fácil deducir que en realidad está cerca, y sólo se darían cuenta cuando el gran movimiento propio de la estrella se hiciese evidente. Sí, se podría ver a simple vista, pero con una magnitud de 3.7 no resaltaría en el cielo. Y aun así, es posible que tenga una influencia en las dos estrellas mayores, con Greg Laughlin y Jeremy Wertheimer (UC­Santa Cruz) especulando sobre la posibilidad de que produzca el desalojo de cometas del disco circumbinario que presumiblemente rodea ambas estrellas, lo que favorecería el transporte del agua hacia sus planetas.

Lo que todavía no sabemos es si existen planetas alrededor de Próxima. Para resolver este misterio, se están utilizando varios métodos de detección de exoplanetas, siendo el más reciente la búsqueda de tránsitos de David Kipplin (CfA) usando el telescopio espacial MOST (Microvariability & Oscillations of STars) de la agencia espacial canadiense. El proyecto comenzó en el verano de 2014, tomando 13 días de datos ese año y otros 30 durante 2015. Los resultados se anunciarán en 2016. Un instrumento tan pequeño y barato como MOST consiguió detectar los tránsitos de 55 Cancri e, el primer planeta detectado alrededor de una estrella que es visible a simple vista en el cielo.

La confirmación de un tránsito, que mide la disminución de la luz estelar que capta MOST debido a que un planeta pasa frente a ella, llevaría a este telescopio espacial a los libros de historia. La búsqueda de tránsitos tiene muchas ventajas a la hora de estudiar estrellas pequeñas como Próxima Centauri. Próxima tiene un tamaño que es la décima parte de nuestro Sol. Un planeta habitable a su alrededor produciría una disminución relativamente importante en la luz de la estrella, ya que el tamaño del planeta en relación al de la estrella es importante, al revés de lo que ocurre con pequeños mundos que puedan orbitar alrededor de estrellas G o F, mucho mayores en tamaño. Por la misma razón, aumenta la probabilidad de una alineación del tránsito.

Un planeta a través de una lente gravitatoria

Las microlentes gravitacionales, o ‘microlensing’ son otro posible método para detectar planetas en Próxima, como propuso Kailash Sahu (Space Telescope Science Institute) en 2013, quien planteó que una estrella con un movimiento propio tan rápido, debería pasar a menudo por objetos más distantes, ocultándolos. El microlensing consiste en que un objeto cercano actúa como una lente de una fuente más lejana, debido al movimiento que sigue la luz al curvarse el espacio-tiempo, un efecto predicho por Einstein. La ocultación de una estrella distante por parte de Próxima podría revelar uno o más planetas en ésta, pues los mismos planetas actuarían también como microlentes, aumentando ligeramente el brillo de la estrella de fondo.

Sahu detectó dos ocultaciones, la primera de una estrella de magnitud 20 en octubre de 2014 y la segunda de una estrella de magnitud 19.5 en febrero de 2016. Usando ambas, deberíamos poder medir la masa de Próxima con una precisión del 5%. El telescopio espacial Hubble, el Very Large Telescope (VLT) del Obsevatorio Europeo Austral (ESO) en Chile y el telescopio espacial Gaia de la Agencia Espacial Europea (ESA) son capaces de medir distancias angulares de 0,2 milisegundos de arco, mientras que el desplazamiento de las dos estrellas de fondo producido por la masa de Próxima se estima en 0,5 y 1,5 milisegundos de arco respectivamente.

Investigando perturbaciones estelares

Es posible que las microlentes gravitacionales lleven a encontrar un planeta en Próxima Centauri o no, pero esta estrella también ha sido el objetivo de varios estudios de velocidad radial, en los que buscamos y analizamos un movimiento estelar característico. Esa señal se manifiesta como un movimiento Doppler extremadamente débil, causado por el efecto de un planeta sobre la estrella alrededor de la cuál orbita, alejándose ligeramente de nosotros y después acercándose de nuevo. Podemos rastrear esta perturbación con espectrógrafos extremadamente precisos, como han hecho Michael Endl (UT­Austin) y Martin Kürster (Max­Planck­Institut für Astronomie) en Próxima Centauri, usando siete años de datos tomados con el espectrógrafos UVES en el VLT en Paranal (Chile).

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Límites superiores de las masas planetarias que podrían haber sido detectadas alrededor de Próxima Centauri basados en las observaciones de M. Endl and M. Kürster. La zona de habitabilidad se muestra como una región verde. Imagen de Endl & Kürster, A&A, 488, 1149.

 

No se ha detectado ningún planeta, pero la partida aún no se ha acabado, ya que estamos empezando a saber qué tipos de planetas podemos excluir del ámbito de lo posible. Endl y Kürster no han encontrado planetas por encima de la masa de Neptuno a una distancia aproximada de 1 UA de la estrella. También podemos decir algo sobre las ‘super-Tierras’—mundos rocosos más masivos que el nuestro—, que no han sido encontradas con masas mayores que 8,5 masas terrestres en órbitas menores de 100 días.

Por tanto, no estamos excluyendo la posibilidad de que existan planetas, sino que estamos comenzando a saber qué es lo que no podemos encontrar. Los científicos llaman zona de habitabilidad a la región en la que puede existir agua líquida sobre la superficie de un planeta. En el caso de Próxima Centauri, esta zona debería encontrarse entre 0,022 y 0,054 UA, lo que corresponde a órbitas con un periodo entre 3,6 y 13,8 días. Las investigaciones de Próxima aún no han encontrado nada en este rango, pero lo único que podemos descartar por ahora son super-Tierras de entre 2 y 3 masas terrestres siguiendo órbitas circulares.

Con estos límites en mente, merece la pena mencionar un estudio astronómico liderado por G. Fritz Benedict (McDonald Observatory) en los años 90, en el que usaron el telescopio Hubble para determinar la posición exacta de Próxima Centauri en el cielo. Comparando esos datos con un estudio astrométrico de 2013 de Lurie (Research Consortium on Nearby Stars), lo que se pudo concluir es que Próxima no tiene planetas con masa mayor a la de Júpiter en órbitas entre 0,14 y 12,6 años.

¿Qué puede encontrar Pale Red Dot?

Los estudios de velocidades radiales del proyecto Pale Red Dot aumentan nuestro interés por un objeto lleno de posibilidades. ¿Cuáles son las posibilidades para la vida si encontramos un planeta en la zona de habitabilidad de Próxima Centauri? Hay dos problemas con los que tenemos que lidiar. Como muchas enanas M jóvenes, Próxima es propensa a sufrir violentas llamaradas repentinas, lo que produciría tanto un cambio en la luminosidad que se observa desde la Tierra como cascadas de partículas mortales para cualquier forma de vida en un planeta. En este escenario podría crearse un nicho evolutivo, pero por ahora sólo podemos especular sobre ello.

Igual de significativa es la posibilidad de que un planeta en la zona de habitabilidad se encuentre tan cerca de su estrella que se produzca una rotación síncrona, debida a un acoplamiento de marea, de forma que el mismo hemisferio del planeta se mantendría siempre apuntando hacia la estrella. En estos mundos, donde la estrella no se mueve en el cielo, hay una eterna noche gélida en una mitad y un día permanente en la otra. Por suerte, los modelos desarrollados por Jérémy Leconte (University of Toronto) y sus colegas sugieren que la presencia de una atmósfera puede compensar este problema, distribuyendo el aire frío y caliente y templando la temperatura del planeta.

Además, simulaciones climáticas en 3D realizadas por Jun Yang y Dorian Abbot (University of Chicago) y Nicholas Cowan (Northwestern University) muestran que en el hemisferio planetario que apunta hacia la estrella se desarrollarían nubes altamente reflectantes, que podrían estabilizar la atmósfera y producir un efecto de enfriado, ayudando a mantener una temperatura aceptable en dicho hemisferio. Existe la posibilidad, planteada recientemente por Xavier Delfosse (IPAG, Grenoble), de que mundos habitables cercanos a la estrella sean atrapados en una resonancia orbital, pero no necesariamente con una rotación síncrona, por lo que se mantendrían las posibilidades para la vida en planetas alrededor de enanas rojas.

Se piensa que hasta un 80% de las estrellas en nuestra galaxia son enanas rojas como Próxima Centauri, lo que implica decenas de miles de millones de planetas que podrían estar en la zona de habitabilidad de sus estrellas anfitrionas. Hay unas cien de esas estrellas relativamente cerca del Sol, pero Próxima mantiene el puesto de honor como la más cercana. A 4,2 años luz de distancia, tal vez algún día podamos llegar a ella con tecnologías como las velas fotónicas propulsadas por rayos láser o microondas, pero incluso a la décima parte de la velocidad de la luz, tardaríamos cuatro décadas en alcanzar nuestro destino. El descubrimiento de un mundo potencialmente habitable nos animaría a seguir hacia delante, una posibilidad que entusiasma a todos los científicos que trabajan en la búsqueda de exoplanetas. La tentadora presencia de Centauri B (una estrella de tipo K) y de Centauri A (tipo G, como el Sol) a sólo 15.000 UA, es una razón más para que un día nos animemos a emprender esa travesía.

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Paul Gilster. Photo credit: Paul Gilster.

Sobre el autor. Paul Gilster es escritor y editor de Centauri Dreams (http://www.centauri-dreams.org), donde sigue los desarrollos en la investigación interestelar, desde estudios sobre propulsión o exoplanetas hasta la búsqueda de inteligencia extraterrestre. Escritor a tiempo complete desde hace 35 años, es autor de “Sueños de Centauro: Imaginando y planeando los vuelos interestelares” (Copernicus, 2004) y de “Alfabetismo digital” (John Wiley & Sons, 1997). También es uno de los fundadores de la Tau Zero Foundation, donde ahora trabaja como periodista principal. Esta organización surgió del trabajo realizado en el programa “Breakthrough Propulsion Physics” de la NASA, y busca filántropos que financien la investigación de conceptos de propulsión avanzada para misiones interestelares. Gilster ha contribuido a un gran número de publicaciones tecnológicas y comerciales, y ha publicado ensayos, reportajes, críticas y publicaciones de ficción, tanto dentro como fuera del mundo del espacio y la tecnología

(Traducido del inglés por Rubén Herrero Illana)