Próxima b: el exoplaneta más cercano a la Tierra

Próxima Centauri es la estrella más cercana al Sistema Solar, ubicada a solo poco más de cuatro años luz de distancia. Próxima Centauri es parte de un sistema estelar triple, donde le acompañan las estrellas Alfa Centauri A y B, las cuales forman un sistema binario. En el marco del programa Pale Red Dot de la ESO, Próxima Centauri fue observada permanentemente por un equipo internacional de científicos, desde distintos telescopios, pero en particular desde La Silla, en Chile. Una de las gracias del proyecto Pale Red Dot es que, desde enero de 2016, compartieron todos sus avances en un blog abierto al público y en redes sociales.

Representación artística de Próxima Centauri y su recién descubierto planeta, Próxima b. Entre ambos, a la distancia, se ven Alfa Centauri A y B, sistema binario que acompaña a Próxima Centauri. Imagen: M. Kornmesser vía ESO.
Representación artística de Próxima Centauri y su recién descubierto planeta, Próxima b. Entre ambos, a la distancia, se ven Alfa Centauri A y B, sistema binario que acompaña a Próxima Centauri. Imagen: M. Kornmesser vía ESO.

Y ayer hicieron el anuncio más importante hasta la fecha: el grupo confirmó el descubrimiento de un planeta extrasolar, de masa y tamaño similares a los de la Tierra, que orbita en torno a Próxima Centauri. Y no solo eso: el planeta se ubica en la zona habitable de la estrella, es decir, podría tener agua líquida en su superficie.

Un nuevo mundo cercano

Próxima b es el nombre de este nuevo exoplaneta, el más cercano a nosotros. Su masa mínima es 1.3 veces la de la Tierra, su radio es 1.1 veces el de nuestro planeta, y demora 11.2 días en dar una vuelta en torno a su estrella. Además, orbita a su estrella muy de cerca: Próxima b se ubica a 0.05 unidades astronómicas de su estrella. Como referencia, Mercurio se encuentra a casi 0.4 unidades astronómicas del Sol (una unidad astronómica corresponde a 150 millones de kilómetros).

Comparación entre la órbita de Mercurio alrededor del Sol (izquierda) y la órbita de Próxima b alrededor de Próxima Centauri (derecha). Próxima b se ubica en la zona habitable de su estrella (zona verde), no así Mercurio. Imagen: M. Kornmesser/G. Coleman vía ESO.
Comparación entre la órbita de Mercurio alrededor del Sol (izquierda) y la órbita de Próxima b alrededor de Próxima Centauri (derecha). Próxima b se ubica en la zona habitable de su estrella (zona verde), no así Mercurio. Imagen: M. Kornmesser/G. Coleman vía ESO.

La estrella que alberga a este nuevo exoplaneta, Próxima Centauri, es muy distinta a nuestro Sol. Es una estrella tipo enana roja, siendo tanto su masa como su radio 0.1 veces los del Sol. Además, su temperatura superficial es casi 2000 K menor que la de nuestra estrella. Todas estas características podrían llevar a pensar que es imposible que un planeta alrededor de esta estrella albergue vida, pero no es tan así. El planeta Próxima b se ubica en la zona habitable de su estrella.

La zona habitable

En astronomía se le llama zona habitable de una estrella a un área con forma de anillo, alrededor de cada estrella. Esta área define la zona donde se podrían encontrar planetas con agua líquida en su superficie, lo que facilitaría la presencia de vida.

En verde se muestra la zona habitable de nuestro Sol. Imagen vía Kids Discover.
En verde se muestra la zona habitable de nuestro Sol. Imagen vía Kids Discover.

La zona habitable se define por varios factores, como distancia del planeta a la estrella, tamaño de la estrella, su temperatura superficial, entre otros. La zona habitable varía de estrella a estrella. En nuestro sistema solar, Venus, la Tierra, y Marte se ubican en la zona habitable. Que un planeta orbite en la zona habitable de su estrella no implica directamente la existencia de vida en él. En el caso particular de Próxima b, las posibilidades de la existencia de vida son bajas, a pesar de encontrarse en la zona habitable. Esto, debido a que las emisiones de rayos X y UV provenientes de Próxima Centauri son mucho más intensas que las del Sol. Próxima b recibe un nivel de radiación mucho mayor al que recibimos nosotros en la Tierra.

El descubrimiento

Las primeras observaciones que parecían sugerir la existencia de un planeta en torno a Próxima Centauri se realizaron el año 2013. Sin embargo, la evidencia aún no era convincente, y se decidió hacer nuevas observaciones para confirmar las dudas. Y es que ya se había pasado antes por un problema similar: en el año 2012, algunos datos parecían sugerir la existencia de un exoplaneta en torno a Alfa Centauri B, una de las extrellas del sistema triple al que pertenece Próxima Centauri. Sin embargo, al analizar los datos con más cuidado, se determinó que la señal no era significativa y que no existe tal planeta.

El telescopio de 3.6 m de La Silla, y las ubicaciones de Alfa y Próxima Centauri en el cielo. Imagen: Y. Beletsky (LCO)/ESO/ESA/NASA/M. Zamani.
El telescopio de 3.6 m de La Silla, y las ubicaciones de Alfa y Próxima Centauri en el cielo. Imagen: Y. Beletsky (LCO)/ESO/ESA/NASA/M. Zamani.

Es así como nació el programa Pale Red Dot de la ESO, dedicado exclusivamente a confirmar si las observaciones de Próxima Centauri correspondían realmente a un exoplaneta. Las principales observaciones de este proyecto se realizaron desde el telescopio de 3.6 m del observatorio La Silla, en el norte de Chile. Este telescopio posee el instrumento HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher, o “Buscador de planetas por velocidad radial de alta precisión”), un espectrógrafo especialmente diseñado para detectar planetas extrasolares. Otras observaciones se realizaron desde el telescopio VLT en Cerro Paranal, también en el norte chileno. Además, se complementó con otras observaciones realizadas en redes globales de telescopios, como Las Cumbres (con telescopios en Chile, Australia, Sudáfrica y Estados Unidos). El equipo científico fue integrado por astrónomos de España, Chile, Alemania, y Estados Unidos, entre otros.

A partir de una intensa campaña de obtención de datos, donde la información obtenida con los distintos telescopios fue cuidadosamene analizada y comparada, se comenzaron los nuevos estudios de Próxima Centauri. Esta vez, el equipo quería estar completamente seguro de que las señales eran interpretadas correctamente. En este proyecto se utilizó el método de las velocidades radiales, sistema de detección de planetas que analiza variaciones en la velocidad de la estrella las cuales podrían ser causadas por la presencia de un planeta. Cuando existe un planeta en torno a una estrella, ésta no mantiene una velocidad constante en su órbita, sino que parece estar acercándose y alejándose de la Tierra, periódicamente. Estas variaciones en velocidad pueden medirse con mucha precisión, y los resultados permiten determinar la existencia de planetas alrededor de la estrella. Algo interesante de este método es que también nos permite estimar la masa de los planetas descubiertos.

Estos nuevos datos, en conjunto con 16 años de observaciones previas que se habían realizado de Próxima Centauri, arrojaron en primer lugar una periodicidad en el movimiento de la estrella: cada 11.2 días, su velocidad cambiaba. Esto ocurría desde el principio de las observaciones que se tenían. Estaba claro: un planeta está perturbando el movimiento de la estrella. Posteriores análisis llevaron a determinar la masa del planeta y la distancia a su estrella.

El gráfico muestra el movimiento periódico de Próxima Centauri con respecto a la Tierra. Dicho período corresponde a las perturbaciones generadas por el planeta sobre la estrella. Imagen: G. Anglada-Escudé vía ESO.
El gráfico muestra el movimiento periódico de Próxima Centauri con respecto a la Tierra. Dicho período corresponde a las perturbaciones generadas por el planeta sobre la estrella. Imagen: G. Anglada-Escudé vía ESO.

El futuro

Las perspectivas de encontrar un planeta en la zona habitable de una estrella siempre son emocionantes, y más aún en este caso donde el planeta se encuentra muy cerca de nuestro Sistema Solar. Sin embargo, todavía es muy pronto como para saltar a conclusiones mayores, como la existencia de vida en Próxima b.

El descubrimiento recién anunciado sienta las bases para nuevas observaciones y análisis más cuidadosos de este nuevo planeta, a modo de poder obtener más información sobre él. Es probable que Próxima b sea uno de los objetivos favoritos de las nuevas generaciones de telescopios, como el E-ELT que se está construyendo en el norte de Chile y entrará en funcionamiento el 2020. Es de gran interés poder estudiar la atmósfera de Próxima b, si es que la tiene, pero esto aún parece ser un reto. Para estudiar la atmósfera de un exoplaneta necesitamos que, desde nuestra perspectiva en la Tierra, este se cruce por delante de su estrella, generando así un pequeño eclipse llamado tránsito planetario. Lamentablemente, parece ser que Próxima b no nos permitirá observar su tránsito. Determinar la existencia de atmósfera y campo magnético en este nuevo planeta son los próximos desafíos para el equipo que lo descubrió.

De todas formas, descubrir un planeta tan similar al nuestro, en el sistema estelar más cercano, es algo que hasta hace sólo unas décadas atrás pertenecía al reino de la ciencia ficción. Hoy sabemos que la estrella más cercana a nuestro Sistema Solar tiene, al menos, un planeta. Es lógico que Próxima Centauri y sus estrellas vecinas sean el objetivo de las misiones espaciales del futuro. Y ya se están preparando: el proyecto StarShot, liderado por Stephen Hawking, promete un viaje a Alfa Centauri que no tomará más de 20 años. Quién sabe, quizás nuestros nietos puedan vacacionar en Próxima b.

Fuentes y links de interés

 

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