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Alfa Centauri

Alpha Centauri ( α Centauri , α Cen o Alpha Cen ) es un sistema estelar triple en la constelación austral de Centauro . Se compone de tres estrellas: Rigil Kentaurus ( α Centauri A ), Toliman ( α Centauri B ) y Proxima Centauri ( α Centauri C ). [14] Proxima Centauri es la estrella más cercana al Sol a 4,2465  años luz (1,3020  pc ).

α Centauri A y B son estrellas similares al Sol ( clase G y K , respectivamente) que juntas forman el sistema estelar binario α Centauri AB . A simple vista , estos dos componentes principales parecen ser una sola estrella con una magnitud aparente de −0,27. Es la estrella más brillante de la constelación y la tercera más brillante del cielo nocturno , eclipsada solo por Sirio y Canopus .

α Centauri A (Rigil Kentaurus) tiene 1,1 veces la masa y 1,5 veces la luminosidad del Sol , mientras que α Centauri B (Toliman) es más pequeño y más frío, con 0,9 masas solares y menos de 0,5 luminosidad solar. [15] El par orbita alrededor de un centro común con un período orbital de 79 años. [16] Su órbita elíptica es excéntrica , de modo que la distancia entre A y B varía de 35,6  unidades astronómicas ( UA ), o aproximadamente la distancia entre Plutón y el Sol, a 11,2 UA , o aproximadamente la distancia entre Saturno y el Sol.

α Centauri C , o más comúnmente, Proxima Centauri , es una pequeña enana roja débil ( clase M ). Aunque no es visible a simple vista, Proxima Centauri es la estrella más cercana al Sol a una distancia de 4,24 años luz (1,30 pc), ligeramente más cerca que α Centauri AB . Actualmente, la distancia entre Proxima Centauri y α Centauri AB es de aproximadamente 13.000  UA (0,21 años luz), [17] equivalente a aproximadamente 430 veces el radio de la órbita de Neptuno .

Proxima Centauri tiene dos planetas confirmados: Proxima b o α Centauri Cb , un planeta del tamaño de la Tierra en la zona habitable descubierto en 2016, y Proxima d ( α Centauri Cd ) , un candidato sub-Tierra que orbita muy cerca de la estrella, anunciado en 2022. [18] La existencia de Proxima c ( α Centauri Cc ) , un mini-Neptuno a 1,5  UA de distancia descubierto en 2019, es controvertida. [19] α Centauri A puede tener un planeta del tamaño de Neptuno en la zona habitable, aunque todavía no se sabe con certeza si es de naturaleza planetaria y podría ser un artefacto del mecanismo de descubrimiento. [20] α Centauri B no tiene planetas conocidos: el planeta α Cen Bb , supuestamente descubierto en 2012, fue posteriormente refutado, [21] y todavía no se ha confirmado ningún otro planeta.

Etimología y nomenclatura

α Centauri ( latinizado como Alpha Centauri ) es la designación del sistema dada por J. Bayer en 1603. Pertenece a la constelación Centaurus , llamada así por la criatura mitad humana, mitad caballo de la mitología griega. Hércules hirió accidentalmente al centauro y lo colocó en el cielo después de su muerte. Alpha Centauri marca la pezuña delantera derecha del Centauro . [22] El nombre común Rigil Kentaurus es una latinización de la traducción árabe رجل القنطورس Rijl al-Qinṭūrus, que significa "el pie del centauro ". [23] [24] Qinṭūrus es la transliteración árabe del griego Κένταυρος (Kentaurus). [25] El nombre se abrevia frecuentemente como Rigil Kent ( / ˈ r aɪ dʒ əl ˈ k ɛ n t / ) o incluso Rigil , aunque este último nombre es más conocido como Rigel ( β Orionis). [26] [27] [28] [23] [29] [b]

Un nombre alternativo encontrado en fuentes europeas, Toliman , es una aproximación del árabe الظليمان aẓ-Ẓalīmān (en una transcripción más antigua, aṭ-Ṭhalīmān ), que significa 'los (dos avestruces machos)', una denominación que Zakariya al-Qazwini había aplicado al par de estrellas Lambda y Mu Sagittarii ; a menudo no estaba claro en los mapas estelares antiguos qué nombre se pretendía que fuera con qué estrella (o estrellas), y los referentes cambiaban con el tiempo. [33] El nombre Toliman se origina con la edición de 1669 de Jacobus Golius del Compendio de Al-Farghani . Tolimân es la latinización por parte de Golius del nombre árabe الظلمان al-Ẓulmān "los avestruces", nombre de un asterismo del cual Alfa Centauri formaba la estrella principal. [34] [35] [36] [37]

α Centauri C fue descubierta en 1915 por Robert TA Innes , [38] quien sugirió que se la llamara Proxima Centaurus , [39] del latín  'la [estrella] más cercana a Centaurus '. [40] El nombre Proxima Centauri luego se usó más ampliamente y ahora está listado por la Unión Astronómica Internacional (UAI) como el nombre propio aprobado; [41] [42] comúnmente, se abrevia con frecuencia como Proxima .

En 2016, el Grupo de Trabajo sobre Nombres de Estrellas de la UAI, [14] habiendo decidido atribuir nombres propios a estrellas componentes individuales en lugar de a sistemas múltiples , [43] aprobó el nombre Rigil Kentaurus ( / ˈ r aɪ dʒ əl k ɛ n ˈ t ɔːr ə s / ) como restringido a α Centauri A y el nombre Proxima Centauri ( / ˈ p r ɒ k s ɪ m ə s ɛ n ˈ t ɔːr aɪ / ) para α Centauri C. [44] El 10 de agosto de 2018, la UAI aprobó el nombre Toliman ( / ˈ t ɒ l ɪ m æ n / ) para α Centauri B. [45]

Otros nombres

Durante el siglo XIX, el popularista aficionado del norte EH Burritt utilizó el ahora oscuro nombre Bungula ( / ˈb ʌ ŋ ɡ juː l ə / ) . [46] Su origen no se conoce, pero puede haber sido acuñado a partir de la letra griega beta ( β ) y el latín ungula 'pezuña', originalmente para Beta Centauri (la otra pezuña). [26] [23]

En la astronomía china ,南門 Nán Mén , que significa Puerta del Sur , se refiere a un asterismo formado por Alfa Centauri y Epsilon Centauri . En consecuencia, el nombre chino de Alfa Centauri en sí es南門二 Nán Mén Èr , la Segunda Estrella de la Puerta del Sur. [47]

Para el pueblo indígena Boorong del noroeste de Victoria en Australia, Alpha Centauri y Beta Centauri son Bermbermgle , [48] dos hermanos conocidos por su coraje y destructividad, que atacaron con sus lanzas y mataron a Tchingal "El Emú" (la Nebulosa del Saco de Carbón ). [49] La forma en Wotjobaluk es Bram-bram-bult . [48]

Observación

Alpha Centauri se encuentra en 100x100
Alfa Centauri
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Ubicación de α Cen en Centauro

A simple vista, α Centauri AB parece ser una estrella única, la más brillante de la constelación austral de Centaurus . [50] Su separación angular aparente varía a lo largo de unos 80 años entre 2 y 22 segundos de arco (el ojo desnudo tiene una resolución de 60 segundos de arco), [51] pero a lo largo de gran parte de la órbita, ambas se resuelven fácilmente con binoculares o telescopios pequeños. [52] Con una magnitud aparente de −0,27 (combinada para las magnitudes A y B (véase Magnitud aparente § Adición de magnitudes ) ), Alpha Centauri es una estrella de primera magnitud y es más débil sólo que Sirius y Canopus . [50] Es la estrella exterior de The Pointers o The Southern Pointers , [52] llamada así porque la línea que pasa por Beta Centauri (Hadar/Agena), [53] a unos 4,5° al oeste, [52] apunta a la constelación Crux —la Cruz del Sur. [52] [54] Los punteros distinguen fácilmente la verdadera Cruz del Sur del asterismo más tenue conocido como la Falsa Cruz . [55]

Al sur de aproximadamente 29° de latitud sur, α Cen es circumpolar y nunca se pone por debajo del horizonte. [c] Al norte de aproximadamente 29° de latitud norte, Alpha Centauri nunca sale. Alpha Centauri se encuentra cerca del horizonte sur cuando se observa desde la latitud 29° norte hasta el ecuador (cerca de Hermosillo y Chihuahua City en México ; Galveston, Texas ; Ocala, Florida ; y Lanzarote , las Islas Canarias de España ), pero solo por un corto tiempo alrededor de su culminación . [53] La estrella culmina cada año a la medianoche local el 24 de abril y a las 9 pm locales el 8 de junio. [53] [56]

Vista desde la Tierra, Próxima Centauri está a 2,2° al suroeste de α Centauri AB; esta distancia es aproximadamente cuatro veces el diámetro angular de la Luna . [57] Próxima Centauri aparece como una estrella de color rojo oscuro de una magnitud aparente típica de 11,1 en un campo estelar escasamente poblado, lo que requiere telescopios de tamaño moderado para ser vista. Listada como V645 Cen en el Catálogo General de Estrellas Variables , versión 4.2, esta estrella UV Ceti o "estrella de llamarada" puede brillar inesperadamente rápidamente hasta una magnitud de 0,6 en longitudes de onda visuales, y luego desvanecerse después de solo unos minutos. [58] Algunos astrónomos aficionados y profesionales monitorean regularmente los estallidos utilizando telescopios ópticos o radiotelescopios. [59] En agosto de 2015, ocurrieron las llamaradas más grandes registradas de la estrella, y la estrella se volvió 8,3 veces más brillante de lo normal el 13 de agosto, en la banda B (región de luz azul) . [60]

Alfa Centauri puede estar dentro de la nube G de la Burbuja Local , [61] y su sistema conocido más cercano es el sistema binario enano marrón Luhman 16 , a 3,6 años luz (1,1 parsecs ) de Alfa Centauri. [62]

Historia de la observación

Gran disco blanco difuso sobre un fondo de estrellas
Vista de Alpha Centauri desde el Digitized Sky Survey -2

Alpha Centauri aparece en el catálogo estelar del siglo II adjunto al Almagesto de Ptolomeo . Dio sus coordenadas eclípticas , pero los textos difieren en cuanto a si la latitud eclíptica es 44° 10′ Sur o 41° 10′ Sur . [63] (Actualmente la latitud eclíptica es 43,5° ​​Sur , pero ha disminuido una fracción de grado desde la época de Ptolomeo debido al movimiento propio ). En la época de Ptolomeo, Alpha Centauri era visible desde Alejandría, Egipto , a 31° N, pero, debido a la precesión , su declinación es ahora -60° 51′ Sur , y ya no se puede ver en esa latitud. El explorador inglés Robert Hues llamó la atención de los observadores europeos sobre Alpha Centauri en su obra de 1592 Tractatus de Globis , junto con Canopus y Achernar , y señaló:

Ahora bien, sólo hay tres estrellas de primera magnitud que pude percibir en todas esas partes que nunca se ven aquí en Inglaterra . La primera de ellas es esa estrella brillante en la popa de Argo que llaman Canobus [Canopus]. La segunda [Achernar] está en el extremo de Eridanus . La tercera [Alpha Centauri] está en el pie derecho del Centauro . [64]

La naturaleza binaria de Alpha Centauri AB fue reconocida en diciembre de 1689 por Jean Richaud, mientras observaba el paso de un cometa desde su estación en Puducherry . Alpha Centauri fue la tercera estrella binaria en ser descubierta, precedida por Mizar AB y Acrux . [65]

El gran movimiento propio de Alpha Centauri AB fue descubierto por Manuel John Johnson , que observaba desde Santa Elena , quien informó de ello a Thomas Henderson en el Observatorio Real del Cabo de Buena Esperanza . La paralaje de Alpha Centauri fue posteriormente determinada por Henderson a partir de muchas observaciones posicionales precisas del sistema AB entre abril de 1832 y mayo de 1833. Sin embargo, retuvo sus resultados porque sospechaba que eran demasiado grandes para ser ciertos, pero finalmente los publicó en 1839 después de que Bessel publicara su propia paralaje determinada con precisión para 61 Cygni en 1838. [66] Por esta razón, a veces se considera a Alpha Centauri como la segunda estrella en tener su distancia medida porque el trabajo de Henderson no fue plenamente reconocido al principio. [66] (La distancia de Alpha Centauri a la Tierra se calcula ahora en 4,396  años luz o 4,159 × 10 13  km).

Dos discos blancos uno al lado del otro, cada uno con franjas de colores y picos de difracción prominentes.
α Centauri A (izquierda) es del mismo tipo estelar  G2 que el Sol, mientras que α Centauri B (derecha) es una estrella de tipo K1. [67]

Más tarde, John Herschel realizó las primeras observaciones micrométricas en 1834. [68] Desde principios del siglo XX, las mediciones se han realizado con placas fotográficas . [69]

En 1926, William Stephen Finsen calculó los elementos orbitales aproximados cercanos a los que ahora se aceptan para este sistema. [70] Todas las posiciones futuras son ahora suficientemente precisas para que los observadores visuales determinen las posiciones relativas de las estrellas a partir de las efemérides de una estrella binaria . [71] Otros, como D. Pourbaix (2002), han refinado regularmente la precisión de los nuevos elementos orbitales publicados. [16]

Robert TA Innes descubrió Próxima Centauri en 1915 al hacer parpadear placas fotográficas tomadas en diferentes momentos durante un estudio del movimiento propio . Estas mostraron un gran movimiento propio y una paralaje similar tanto en tamaño como en dirección a los de α Centauri AB, lo que sugirió que Próxima Centauri es parte del sistema α Centauri y está ligeramente más cerca de la Tierra que α Centauri AB . Por lo tanto, Innes concluyó que Próxima Centauri era la estrella más cercana a la Tierra descubierta hasta el momento.

Cinemática

Serie de círculos parciales centrados en un pequeño disco amarillo denominado "Sol", cada círculo etiquetado con una distancia y varios otros discos pequeños etiquetados con los nombres de las estrellas.
Diagrama de las estrellas más cercanas al Sol

Todos los componentes de α Centauri muestran un movimiento propio significativo contra el cielo de fondo. A lo largo de los siglos, esto hace que sus posiciones aparentes cambien lentamente. [72] El movimiento propio era desconocido para los astrónomos antiguos. La mayoría asumía que las estrellas estaban fijas permanentemente en la esfera celeste , como se afirma en las obras del filósofo Aristóteles. [73] En 1718, Edmond Halley descubrió que algunas estrellas se habían movido significativamente de sus antiguas posiciones astrométricas . [74]

En la década de 1830, Thomas Henderson descubrió la verdadera distancia a α Centauri analizando sus numerosas observaciones astrométricas del círculo mural. [75] [76] Luego se dio cuenta de que este sistema probablemente también tenía un alto movimiento propio. [77] [78] [70] En este caso, el movimiento estelar aparente se encontró utilizando las observaciones astrométricas de Nicolas Louis de Lacaille de 1751-1752, [79] por las diferencias observadas entre las dos posiciones medidas en diferentes épocas.

El movimiento propio calculado del centro de masas de α Centauri AB es de aproximadamente 3620 mas/año (milisegundos de arco por año) hacia el oeste y 694 mas/año hacia el norte, lo que da un movimiento general de 3686 mas/año en una dirección 11° al norte del oeste. [80] [d] El movimiento del centro de masas es de aproximadamente 6,1  minutos de arco cada siglo, o 1,02 ° cada milenio. La velocidad en la dirección oeste es de 23,0 km/s (14,3 mi/s) y en la dirección norte de 4,4 km/s (2,7 mi/s). Utilizando espectroscopia, se ha determinado que la velocidad radial media es de alrededor de 22,4 km/s (13,9 mi/s) hacia el Sistema Solar. [80] Esto da una velocidad con respecto al Sol de 32,4 km/s (20,1 mi/s), muy cerca del pico en la distribución de velocidades de las estrellas cercanas. [81]

Dado que α Centauri AB está casi exactamente en el plano de la Vía Láctea vista desde la Tierra, muchas estrellas aparecen detrás de ella. A principios de mayo de 2028, α Centauri A pasará entre la Tierra y una estrella roja distante, momento en el que existe una probabilidad del 45 % de que se observe un anillo de Einstein . También se producirán otras conjunciones en las próximas décadas, lo que permitirá medir con precisión los movimientos propios y posiblemente brindar información sobre los planetas. [80]

Cambios futuros previstos

Gráfico lineal con eje x en miles de años y eje y en años luz, las líneas del gráfico están etiquetadas con los nombres de las estrellas.
Distancias de las estrellas más cercanas desde hace 20.000 años hasta 80.000 años en el futuro
Imagen animada de un mapa celeste del hemisferio celeste sur etiquetado con años.
Animación que muestra el movimiento de α Centauri en el cielo. (Las otras estrellas se mantienen fijas por razones didácticas) "Oggi" significa hoy; "anni" significa años.

Basándose en el movimiento propio común del sistema y las velocidades radiales, α Centauri seguirá cambiando su posición en el cielo de forma significativa y se iluminará gradualmente. Por ejemplo, alrededor del 6200  d. C. , el verdadero movimiento de α Centauri provocará una conjunción estelar de primera magnitud extremadamente rara con Beta Centauri , formando una brillante estrella doble óptica en el cielo austral. [54] Después pasará justo al norte de la Cruz del Sur o Crux , antes de moverse al noroeste y hacia el actual ecuador celeste y alejarse del plano galáctico . Hacia el 26 700  d. C. , en la actual constelación de Hidra , α Centauri alcanzará el perihelio a 0,90  pc o 2,9 años  luz de distancia, [82] aunque cálculos posteriores sugieren que esto ocurrirá en el 27 000 d. C. [83] En su aproximación más cercana, α Centauri alcanzará una magnitud aparente máxima de −0,86, comparable a la magnitud actual de Canopus , pero aún no superará la de Sirio , que brillará gradualmente durante los próximos 60.000 años y seguirá siendo la estrella más brillante vista desde la Tierra (aparte del Sol) durante los próximos 210.000 años. [84]

Sistema estelar

Alpha Centauri es un sistema estelar triple, en el que sus dos estrellas principales, A y B, forman juntas un componente binario . La designación AB , o más antiguamente A×B , denota el centro de masas de un sistema binario principal en relación con la(s) estrella(s) compañera(s) en un sistema estelar múltiple. [85] AB-C se refiere al componente de Proxima Centauri en relación con el binario central, siendo la distancia entre el centro de masas y el compañero exterior. Debido a que la distancia entre Proxima (C) y Alpha Centauri A o B es similar, el sistema binario AB a veces se trata como un único objeto gravitacional. [86]

Propiedades orbitales

Imagen gráfica de un círculo cercano y una elipse estrecha denominadas respectivamente como "trayectoria real de B" y "trayectoria aparente de B", con los años marcados a lo largo de partes de las elipse.
Órbitas aparentes y verdaderas de Alpha Centauri. El componente A se mantiene estacionario y se muestra el movimiento orbital relativo del componente B. La órbita aparente (elipse delgada) es la forma de la órbita vista por un observador en la Tierra. La órbita verdadera es la forma de la órbita vista perpendicularmente al plano del movimiento orbital. De acuerdo con la velocidad radial en función del tiempo, [87] la separación radial de A y B a lo largo de la línea de visión había alcanzado un máximo en 2007, estando B más lejos de la Tierra que A. La órbita se divide aquí en 80 puntos: cada paso se refiere a un paso de tiempo de aproximadamente 0,99888 años o 364,84 días.

Los componentes A y B de Alpha Centauri tienen un período orbital de 79,762 años. Su órbita es moderadamente excéntrica , ya que tiene una excentricidad de casi 0,52; [5] su aproximación más cercana o periastrón es de 11,2 UA (1,68 × 10 9  km), o aproximadamente la distancia entre el Sol y Saturno; y su separación más lejana o apastrón es de 35,6 UA (5,33 × 10 9  km), aproximadamente la distancia entre el Sol y Plutón. [16] El periastrón más reciente fue en agosto de 1955 y el próximo ocurrirá en mayo de 2035; el apastrón más reciente fue en mayo de 1995 y el próximo ocurrirá en 2075.^^

Vista desde la Tierra, la órbita aparente de A y B significa que su separación y ángulo de posición (AP) están en continuo cambio a lo largo de su órbita proyectada. Las posiciones estelares observadas en 2019 están separadas por 4,92 segundos de arco a través del AP de 337,1°, aumentando a 5,49 segundos de arco a través de 345,3° en 2020. [16] El acercamiento reciente más cercano fue en febrero de 2016, a 4,0 segundos de arco a través del AP de 300°. [16] [88] La separación máxima observada de estas estrellas es de unos 22 segundos de arco, mientras que la distancia mínima es de 1,7 segundos de arco. [70] La separación más amplia ocurrió durante febrero de 1976, y la próxima será en enero de 2056. [16]

Alpha Centauri C está a unas 13.000 UA (0,21 ly; 1,9 × 10 12  km) de Alpha Centauri AB, equivalente a alrededor del 5% de la distancia entre Alpha Centauri AB y el Sol. [17] [57] [69] Hasta 2017, las mediciones de su pequeña velocidad y su trayectoria tenían muy poca precisión y duración en años para determinar si está ligado a Alpha Centauri AB o no tiene relación.^

Las mediciones de velocidad radial realizadas en 2017 fueron lo suficientemente precisas para demostrar que Proxima Centauri y Alpha Centauri AB están ligadas gravitacionalmente. [17] El período orbital de Proxima Centauri es aproximadamente511 000+41 000
−30 000años, con una excentricidad de 0,5, mucho más excéntrica que la de Mercurio . Próxima Centauri se encuentra dentro4100+700
−600 AU de AB en el periastrón, y su apastrón ocurre en12 300+200
−100 AU . [5]

Propiedades físicas

Cuatro discos de diferentes colores uno al lado del otro, etiquetados como "Sol", α Centauri A", "α Centauri B" y "Proxima".
Los tamaños y colores relativos de las estrellas en el sistema Alfa Centauri, en comparación con el Sol

Los estudios astrosísmicos , la actividad cromosférica y la rotación estelar ( girocronología ) son todos consistentes con que el sistema Alfa Centauri es similar en edad al Sol o ligeramente más antiguo. [89] Los análisis astrosísmicos que incorporan restricciones observacionales estrictas sobre los parámetros estelares de las estrellas Alfa Centauri han producido estimaciones de edad de4,85 ± 0,5 mil millones de años, [90] 5,0 ± 0,5 Gyr, [91] 5,2 ± 1,9 Gyr, [92] 6,4 Gyr, [93] y6,52 ± 0,3 mil millones de años. [94] Las estimaciones de edad de las estrellas basadas en la actividad cromosférica (emisión de calcio H y K) arrojan 4,4 ± 2,1 mil millones de años, mientras que la girocronología arroja5,0 ± 0,3 mil millones de años. [89] La teoría de la evolución estelar implica que ambas estrellas son ligeramente más antiguas que el Sol, entre 5 y 6 mil millones de años, como se deduce de su masa y características espectrales. [57] [95]

De los elementos orbitales , la masa total de Alpha Centauri AB es de aproximadamente 2,0  M ☉ [e] – o el doble de la del Sol. [70] Las masas estelares individuales promedio son de aproximadamente 1,08  M ​​☉ y 0,91  M ☉ , respectivamente, [5] aunque también se han citado masas ligeramente diferentes en los últimos años, como 1,14  M ☉ y 0,92  M ☉ , [96] totalizando 2,06  M ☉ . Alpha Centauri A y B tienen magnitudes absolutas de +4,38 y +5,71, respectivamente.

Sistema AB Alfa Centauri

Mapa de radar de todos los objetos o sistemas estelares que se encuentran a 9 años luz (años luz) de su centro, el Sol. Justo al lado de Alpha Centauri se encuentra Proxima Centauri: marcada, pero sin etiquetar. Las formas de diamante son sus posiciones ingresadas de acuerdo con la ascensión recta en ángulo horario (indicado en el borde del disco de referencia del mapa) y de acuerdo con su declinación . La segunda marca muestra la distancia de cada uno al Sol, y los círculos concéntricos indican la distancia en pasos de 1 año luz.
Alfa Centauri A

Alpha Centauri A, también conocida como Rigil Kentaurus, es el miembro principal, o primario, del sistema binario. Es una estrella de secuencia principal similar al Sol con un color amarillento similar, [97] cuya clasificación estelar es de tipo espectral G2-V; [3] es aproximadamente un 10% más masiva que el Sol, [90] con un radio aproximadamente un 22% más grande. [98] Cuando se considera entre las estrellas individuales más brillantes en el cielo nocturno, es la cuarta más brillante con una magnitud aparente de +0,01, [2] siendo ligeramente más débil que Arcturus con una magnitud aparente de −0,05.

El tipo de actividad magnética en Alpha Centauri A es comparable a la del Sol, mostrando variabilidad coronal debido a manchas estelares , moduladas por la rotación de la estrella. Sin embargo, desde 2005 el nivel de actividad ha caído en un mínimo profundo que podría ser similar al Mínimo de Maunder histórico del Sol . Alternativamente, puede tener un ciclo de actividad estelar muy largo y estar recuperándose lentamente de una fase mínima. [99]

Alfa Centauri B

Alpha Centauri B, también conocida como Toliman, es la estrella secundaria del sistema binario. Es una estrella de secuencia principal de tipo espectral K1-V, lo que la hace de un color más anaranjado que Alpha Centauri A; [97] tiene alrededor del 90% de la masa del Sol y un diámetro un 14% menor. Aunque tiene una luminosidad menor que A, Alpha Centauri B emite más energía en la banda de rayos X. [100] Su curva de luz varía en una escala de tiempo corta, y se ha observado al menos una llamarada . [100] Es más activa magnéticamente que Alpha Centauri A, mostrando un ciclo de8,2 ± 0,2 años en comparación con los 11 años del Sol, y tiene aproximadamente la mitad de la variación mínima a máxima en la luminosidad coronal del Sol. [99] Alpha Centauri B tiene una magnitud aparente de +1,35, ligeramente más tenue que Mimosa . [44]

Alfa Centauri C (Próxima Centauri)

Alpha Centauri C, más conocida como Proxima Centauri, es una pequeña enana roja de secuencia principal de clase espectral M6-Ve. Tiene una magnitud absoluta de +15,60, más de 20.000 veces más débil que el Sol. Se calcula que su masa es0,1221  M ☉ . [101] Es la estrella más cercana al Sol, pero es demasiado débil para ser visible a simple vista. [102]

Posiciones relativas del Sol, Alpha Centauri AB y Próxima Centauri. El punto gris es la proyección de Próxima Centauri, que se encuentra a la misma distancia que Alpha Centauri AB.

Sistema planetario

El sistema Alfa Centauri en su conjunto tiene dos planetas confirmados, ambos alrededor de Próxima Centauri. Si bien se ha afirmado que existen otros planetas alrededor de todas las estrellas, ninguno de los descubrimientos ha sido confirmado.

Planetas de Proxima Centauri

Próxima Centauri b es un planeta terrestre descubierto en 2016 por astrónomos del Observatorio Europeo Austral (ESO). Tiene una masa mínima estimada de 1,17 M E ( masas terrestres ) y orbita aproximadamente a 0,049 UA de Próxima Centauri, lo que lo sitúa en la zona habitable de la estrella . [103] [104]

El descubrimiento de Proxima Centauri c se publicó formalmente en 2020 y podría ser una supertierra o un mini-Neptuno . [105] [106] Tiene una masa de aproximadamente 7 M E y orbita a aproximadamente 1,49 UA de Proxima Centauri con un período de 1.928 días (5,28 años). [107] En junio de 2020, una posible detección de imágenes directas del planeta insinuó la presencia de un gran sistema de anillos. [108] Sin embargo, un estudio de 2022 cuestionó la existencia de este planeta. [19]

Un artículo de 2020 que refina la masa de Proxima b excluye la presencia de compañeros adicionales con masas superiores a 0,6  M E en períodos más cortos que 50 días, pero los autores detectaron una curva de velocidad radial con una periodicidad de 5,15 días, lo que sugiere la presencia de un planeta con una masa de aproximadamente 0,29  M E. [104] Este planeta , Proxima Centauri d, fue confirmado en 2022. [18] [19]

Planetas de Alfa Centauri A

La imagen del descubrimiento del candidato a planeta neptuniano de Alpha Centauri, marcado aquí como "C1"

En 2021, se detectó un planeta candidato llamado Candidato 1 (abreviado como C1) alrededor de Alpha Centauri A, que se cree que orbita a aproximadamente 1,1 UA con un período de aproximadamente un año y que tiene una masa entre la de Neptuno y la mitad de la de Saturno, aunque puede ser un disco de polvo o un artefacto. Se ha descartado la posibilidad de que C1 sea una estrella de fondo. [109] [20] Si se confirma este candidato, lo más probable es que el nombre temporal C1 se reemplace por la designación científica Alpha Centauri Ab de acuerdo con las convenciones de nomenclatura actuales. [110]

Se planean observaciones del Ciclo 1 de GO para el Telescopio Espacial James Webb (JWST) para buscar planetas alrededor de Alpha Centauri A, así como observaciones de Epsilon Muscae . [111] Las observaciones coronográficas, que ocurrieron el 26 y 27 de julio de 2023, fueron fallidas, aunque hay observaciones de seguimiento en marzo de 2024. [112] Las estimaciones previas al lanzamiento predijeron que JWST podrá encontrar planetas con un radio de 5 R 🜨 a 1–3 UA . Múltiples observaciones cada 3–6 meses podrían reducir el límite a 3 R 🜨 . [113] Las técnicas de posprocesamiento podrían reducir el límite a 0,5–0,7 R 🜨 . [111] Estimaciones posteriores al lanzamiento basadas en observaciones de HIP 65426 b indican que el JWST podrá encontrar planetas incluso más cerca de Alpha Centauri A y podría encontrar un planeta 5 R 🜨 a 0,5–2,5 UA . [114] El candidato 1 tiene un radio estimado entre 3,3–11 R 🜨 [20] y orbita a 1,1 UA . Por lo tanto, es probable que esté dentro del alcance de las observaciones del JWST.

Planetas de Alfa Centauri B

La primera afirmación de que había un planeta alrededor de Alpha Centauri B fue la de Alpha Centauri Bb en 2012, que se propuso que era un planeta con una masa similar a la de la Tierra en una órbita de 3,2 días. [115] Esto fue refutado en 2015 cuando se demostró que el aparente planeta era un artefacto de la forma en que se procesaron los datos de velocidad radial . [116] [117] [21]

Se realizó una búsqueda de tránsitos del planeta Bb con el telescopio espacial Hubble entre 2013 y 2014. Esta búsqueda detectó un posible evento similar a un tránsito, que podría estar asociado con un planeta diferente con un radio de alrededor de 0,92  R 🜨 . Este planeta probablemente orbitaría Alpha Centauri B con un período orbital de 20,4 días o menos, con solo un 5% de posibilidades de que tenga una órbita más larga. La mediana de las órbitas probables es de 12,4 días. Su órbita probablemente tendría una excentricidad de 0,24 o menos. [118] Podría tener lagos de lava fundida y estaría demasiado cerca de Alpha Centauri B para albergar vida . [119] Si se confirma, este planeta podría llamarse Alpha Centauri Bc . Sin embargo, el nombre no se ha utilizado en la literatura, ya que no es un descubrimiento reivindicado.

Planetas hipotéticos

Es posible que existan planetas adicionales en el sistema Alpha Centauri, ya sea orbitando Alpha Centauri A o Alpha Centauri B individualmente, o en grandes órbitas alrededor de Alpha Centauri AB. Debido a que ambas estrellas son bastante similares al Sol (por ejemplo, en edad y metalicidad ), los astrónomos han estado especialmente interesados ​​en realizar búsquedas detalladas de planetas en el sistema Alpha Centauri. Varios equipos establecidos de búsqueda de planetas han utilizado varios métodos de velocidad radial o tránsito estelar en sus búsquedas alrededor de estas dos estrellas brillantes. [120] Todos los estudios observacionales hasta ahora no han logrado encontrar evidencia de enanas marrones o gigantes gaseosos . [120] [121]

En 2009, simulaciones por computadora mostraron que un planeta podría haberse formado cerca del borde interior de la zona habitable de Alpha Centauri B, que se extiende desde 0,5 a 0,9 UA desde la estrella. Ciertas suposiciones especiales, como considerar que el par Alpha Centauri puede haberse formado inicialmente con una separación más amplia y luego haberse acercado entre sí (como podría ser posible si se formaran en un cúmulo estelar denso ), permitirían un entorno favorable a la acreción más alejado de la estrella. [122] Los cuerpos alrededor de Alpha Centauri A podrían orbitar a distancias ligeramente mayores debido a su gravedad más fuerte. Además, la falta de enanas marrones o gigantes gaseosos en órbitas cercanas alrededor de Alpha Centauri hace que la probabilidad de planetas terrestres sea mayor que de otra manera. [123] Un estudio teórico indica que un análisis de velocidad radial podría detectar un planeta hipotético de 1,8  M E en la zona habitable de Alpha Centauri B. [ 124]

Las mediciones de velocidad radial de Alpha Centauri B realizadas con el espectrógrafo High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher fueron lo suficientemente sensibles para detectar un planeta 4  M E dentro de la zona habitable de la estrella (es decir, con un período orbital P = 200 días), pero no se detectaron planetas. [115]

Las estimaciones actuales sitúan la probabilidad de encontrar un planeta similar a la Tierra alrededor de Alpha Centauri en aproximadamente el 75 %. [125] Los umbrales de observación para la detección de planetas en las zonas habitables mediante el método de velocidad radial se estiman actualmente (2017) en aproximadamente 53  M E para Alpha Centauri A, 8,4  M E para Alpha Centauri B y 0,47  M E para Proxima Centauri . [126]

Los primeros modelos generados por computadora de formación planetaria predijeron la existencia de planetas terrestres alrededor de Alpha Centauri A y B , [124] [127] pero las investigaciones numéricas más recientes han demostrado que la atracción gravitatoria de la estrella compañera dificulta la acreción de planetas. [122] [128] A pesar de estas dificultades, dadas las similitudes con el Sol en tipos espectrales , tipo de estrella, edad y probable estabilidad de las órbitas, se ha sugerido que este sistema estelar podría albergar una de las mejores posibilidades de albergar vida extraterrestre en un planeta potencial. [6] [123] [129] [127]

En el Sistema Solar , alguna vez se pensó que Júpiter y Saturno probablemente fueron cruciales en la perturbación de los cometas en el Sistema Solar interior, proporcionando a los planetas interiores una fuente de agua y varios otros hielos. [130] Sin embargo, dado que las mediciones de isótopos de la relación deuterio a hidrógeno (D/H) en los cometas Halley , Hyakutake , Hale–Bopp , 2002T7 y Tuttle arrojan valores aproximadamente el doble del agua oceánica de la Tierra, los modelos y la investigación más recientes predicen que menos del 10% del agua de la Tierra fue suministrada por cometas. En el sistema α Centauri , Proxima Centauri puede haber influido en el disco planetario mientras se formaba el sistema α Centauri , enriqueciendo el área alrededor de Alpha Centauri con materiales volátiles. [131] Esto no sería posible si, por ejemplo, α Centauri B tuviera gigantes gaseosos orbitando alrededor de α Centauri A (o viceversa), o si α Centauri A y B fueran capaces de provocar la perturbación de cometas en sus respectivos sistemas internos, como presumiblemente lo han hecho Júpiter y Saturno en el Sistema Solar. [130] Es probable que esos cuerpos helados también residan en las nubes de Oort de otros sistemas planetarios. Cuando reciben la influencia gravitacional de los gigantes gaseosos o de las perturbaciones causadas por estrellas cercanas que pasan cerca, muchos de esos cuerpos helados se desplazan hacia las estrellas. [130] Esas ideas también se aplican al acercamiento de Alpha Centauri u otras estrellas al Sistema Solar, cuando, en un futuro lejano, la Nube de Oort podría verse perturbada lo suficiente como para aumentar el número de cometas activos. [82]

Para estar en la zona habitable , un planeta alrededor de Alpha Centauri A tendría un radio orbital de entre aproximadamente 1,2 y2,1  UA para tener temperaturas planetarias y condiciones similares para la existencia de agua líquida. [132] Para α Centauri B , ligeramente menos luminoso y más frío , la zona habitable está entre aproximadamente 0,7 y1,2 UA . [132]

Con el objetivo de encontrar evidencia de tales planetas, tanto Proxima Centauri como α Centauri AB se encontraban entre las estrellas objetivo de "nivel 1" de la Misión de Interferometría Espacial (SIM) de la NASA . La detección de planetas tan pequeños como tres masas terrestres o más pequeños a dos UA de un objetivo de "nivel 1" habría sido posible con este nuevo instrumento. [133] Sin embargo, la misión SIM se canceló debido a problemas financieros en 2010. [134]

Discos circunestelares

Basándose en observaciones realizadas entre 2007 y 2012, un estudio encontró un ligero exceso de emisiones en la banda de 24  μm (infrarrojo medio/lejano) que rodea a α Centauri AB , lo que puede interpretarse como evidencia de un disco circunestelar escaso o polvo interplanetario denso . [135] Se estimó que la masa total estaba entre 10-7 a 10−6 la masa de la Luna , o 10–100 veces la masa de la nube zodiacal del Sistema Solar. [135] Si tal disco existiera alrededor de ambas estrellas, el disco de α Centauri A probablemente sería estable a 2,8 UA , y el de α Centauri B probablemente sería estable a 2,5 UA. [135] Esto pondría al disco de A completamente dentro de la línea de congelación , y una pequeña parte del disco exterior de B justo afuera. [135]

Vista desde este sistema

Imagen simulada del cielo nocturno centrada en Orión, etiquetada con los nombres de las constelaciones en rojo y los nombres de las estrellas en amarillo, incluido Sirio muy cerca de Betelgeuse y el Sol cerca de Casiopea.
Mirando hacia el cielo alrededor de Orión desde Alpha Centauri con Sirio cerca de Betelgeuse , Procyon en Géminis y el Sol en Casiopea generado por Celestia
Imagen simulada del cielo nocturno con una "W" de estrellas de Casiopea conectadas por líneas y el Sol, etiquetado como "Sol", tal como aparecería a la izquierda de la "W".

El cielo desde α Centauri AB se vería muy parecido a como se ve desde la Tierra, excepto que la estrella más brillante de Centaurus , siendo α Centauri AB en sí, estaría ausente de la constelación. El Sol aparecería como una estrella blanca de magnitud aparente +0,5, [136] aproximadamente igual al brillo promedio de Betelgeuse desde la Tierra. Estaría en el punto antípoda de la ascensión recta y declinación actuales de α Centauri AB , a las 02 h 39 m 36 s +60° 50′ 02.308″ (2000), en Casiopea oriental , eclipsando fácilmente al resto de las estrellas en la constelación . Con la ubicación del Sol al este de la estrella de magnitud 3,4 Epsilon Cassiopeiae , casi en frente de la Nebulosa del Corazón , la línea "W" de estrellas de Casiopea tendría forma de "/W". [137]

El Triángulo de Invierno no se vería equilátero , sino muy delgado y largo, con Proción eclipsando a Pólux en el centro de Géminis , y Sirio a menos de un grado de Betelgeuse en Orión . Con una magnitud de -1,2, Sirio sería un poco más débil que desde la Tierra, pero aún así sería la estrella más brillante en el cielo nocturno. Tanto Vega como Altair estarían desplazadas hacia el noroeste en relación con Deneb , lo que le daría al Triángulo de Verano una apariencia más equilátera. [ cita requerida ]

Un planeta que orbitara α Cen A o B vería a la otra estrella como una secundaria muy brillante. Por ejemplo, un planeta similar a la Tierra a 1,25 UA de α Cen A (con un período de revolución de 1,34 años) recibiría una iluminación similar a la del Sol de su estrella primaria, y α Cen B aparecería entre 5,7 y 8,6 magnitudes más tenue (−21,0 a −18,2), entre 190 y 2.700 veces más tenue que α Cen A, pero aún así entre 150 y 2.100 veces más brillante que la Luna llena. Por el contrario, un planeta similar a la Tierra a 0,71 UA de α Cen B (con un período de revolución de 0,63 años) recibiría una iluminación casi similar a la del Sol desde su primario, y α Cen A parecería 4,6-7,3 magnitudes más tenue (−22,1 a −19,4), 70 a 840 veces más tenue que α Cen B , pero aún 470-5.700 veces más brillante que la Luna llena.

Próxima Centauri aparecería tenue como una de tantas estrellas. [138]

Exploración futura

Imagen de la cúpula de un telescopio muy grande abierta al cielo nocturno, con la Vía Láctea corriendo en diagonal por el cielo sobre ella y muchas estrellas y constelaciones del sur etiquetadas y conectadas por líneas.
El Very Large Telescope y Alpha Centauri

Alpha Centauri es un primer objetivo para la exploración interestelar tripulada o robótica . Usando las tecnologías de naves espaciales actuales, cruzar la distancia entre el Sol y Alpha Centauri tomaría varios milenios, aunque la posibilidad de propulsión de pulso nuclear o tecnología de vela de luz láser, como se considera en el programa Breakthrough Starshot , podría hacer el viaje a Alpha Centauri en 20 años. [139] [140] [141] Un objetivo de tal misión sería hacer un sobrevuelo y posiblemente fotografiar planetas que pudieran existir en el sistema. [142] [143] La existencia de Proxima Centauri b , anunciada por el Observatorio Europeo Austral (ESO) en agosto de 2016, sería un objetivo para el programa Starshot. [142] [144]

La NASA lanzó un concepto de misión en 2017 que enviaría una nave espacial a Alpha Centauri en 2069 , programado para coincidir con el centenario del primer aterrizaje lunar tripulado en 1969, Apollo 11. Incluso a una velocidad del 10% de la velocidad de la luz (unos 108 millones de km/h), que los expertos de la NASA dicen que puede ser posible, una nave espacial tardaría 44 años en llegar a la constelación, para el año 2113, y tardaría otros 4 años en llegar a la Tierra una señal, para el año 2117. El concepto no recibió más financiación ni desarrollo. [145] [146]

Estimaciones de distancias históricas

En la cultura

Alpha Centauri ha sido reconocido y asociado a lo largo de la historia, particularmente en el hemisferio sur . Los polinesios han estado usando Alpha Centauri para su navegación estelar y lo han llamado Kamailehope . En la cultura Ngarrindjeri de Australia, Alpha Centauri representa con Beta Centauri a dos tiburones persiguiendo a una raya , la Cruz del Sur , y en la cultura incaica con Beta Centauri forman los ojos de una constelación oscura con forma de llama incrustada en la banda de estrellas que la Vía Láctea visible forma en el cielo. En el antiguo Egipto también era venerado y en China se lo conoce como parte del asterismo de la Puerta Sur . [160] Debido a su proximidad, el sistema Alpha Centauri ha aparecido en muchas obras de ficción .

Véase también

Notas

  1. ^ Proxima Centauri está ligada gravitacionalmente al sistema α Centauri , pero por razones prácticas e históricas se describe en detalle en su propio artículo.
  2. ^ La ortografía incluye Rigjl Kentaurus , [30] Portugués Riguel Kentaurus , [31] [32]
  3. ^ Esto se calcula para una latitud fija conociendo la declinación de la estrella ( δ ) usando las fórmulas (90°+ δ ). La declinación de α Centauri es −60° 50′, por lo que la latitud observada donde la estrella es circumpolar será al sur de −29° 10′ Sur o 29°. De manera similar, el lugar donde Alpha Centauri nunca sale para los observadores del norte está al norte de la latitud (90°+ δ ) N o +29° Norte.
  4. ^ Los movimientos propios se expresan en unidades angulares más pequeñas que los segundos de arco, y se miden en milisegundos de arco (mas) (milésimas de segundo de arco). Los valores negativos para el movimiento propio en AR indican que el movimiento del cielo es de este a oeste y en declinación de norte a sur.
  5. ^ – consulte la fórmula en el artículo sobre parámetros gravitacionales estándar .
  6. ^ Estos límites de masa se calculan a partir del radio observado de 3,3~7 R 🜨 aplicado a la ecuación citada, y presumiblemente utilizada, para calcular la masa del planeta a partir del radio del planeta en el artículo de Wagner et al. de 2021: [20] R  ∝  M  0,55 (aunque esta relación radio-masa es para planetas de baja masa y no para gigantes gaseosos más grandes). Por lo tanto, 3,3 1,82 = 8,77 M E y 7 1,82 = 34,52 M E . El M sen i ≥ 53 M E es para un planeta en el borde exterior de la zona habitable conservadora, 2,1 UA , por lo que el límite de masa superior es inferior al del planeta C 1 , de solo 1,1 UA .
  7. ^ Paralaje ponderado basado en paralajes de van Altena et al. (1995) y Söderhjelm (1999).

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Enlaces externos

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