{"id":2704,"date":"2020-04-27T07:00:03","date_gmt":"2020-04-27T06:00:03","guid":{"rendered":"https:\/\/astroterrassa.org\/blog\/?p=2704"},"modified":"2020-04-30T20:49:24","modified_gmt":"2020-04-30T19:49:24","slug":"els-exoplanetes-de-lestel-mes-proper-proxima-centauri","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/astroterrassa.org\/blog\/els-exoplanetes-de-lestel-mes-proper-proxima-centauri\/","title":{"rendered":"Els exoplanetes de l’estel m\u00e9s proper, Proxima Centauri"},"content":{"rendered":"\n

El m\u00e8tode de la mesura de la <\/strong>velocitat radial d’una estrella<\/strong><\/a>, explicat en <\/strong>l’article anterior<\/strong><\/a> d’aquesta s\u00e8rie, \u00e9s el que s’ha utilitzat per descobrir dos <\/strong>exoplanetes<\/strong><\/a> orbitant l’estel m\u00e9s proper, <\/strong>Proxima Centauri<\/strong><\/a>.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

L’any 2016 es van publicar els resultats de les observacions que demostraven l’exist\u00e8ncia del primer exoplaneta de Proxima, per part d’un equip liderat per Guillem Anglada Escud\u00e9<\/a><\/strong>, aleshores investigador a la Universitat Queen Mary de Londres. Les mesures de velocitat radial d’aquest estel nan roig<\/a> d’onzena magnitud<\/a> es van poder fer en dos instruments instal\u00b7lats l’European Southern Observatory<\/a> a Xile, un instrument anomenat HARPS<\/a> en un telescopi de 3.6 metres, i un altre anomenat UVES en un dels 4 telescopis de 8 metres d’aquest observatori situat a Xile. Els dos instruments s\u00f3n espectr\u00f2grafs<\/a> d’una precisi\u00f3 extraordin\u00e0ria: es tracta de mesurar la longitud d’ona<\/a> de les l\u00ednies espectrals<\/a> de Proxima Centauri de forma tan precisa que es pugui detectar fins a variacions d’una part entre 300 milions de la longitud d’ona del centre de la l\u00ednia.<\/p>\n\n\n\n

Aquesta precisi\u00f3 tan gran correspon a poder mesurar la velocitat radial amb una precisi\u00f3 d’un metre per segon. Aproximadament la velocitat a qu\u00e8 es mou una persona que va caminant. El moviment de l’estel a aquesta velocitat, tan petita comparada amb la de la llum, \u00e9s la que ha de produir el petit\u00edssim despla\u00e7ament en la longitud d’ona<\/a> de les l\u00ednies espectrals de Proxima Centauri que delaten la pres\u00e8ncia de l’exoplaneta Proxima b. <\/p>\n\n\n\n

\"\"
Gr\u00e0fic de la velocitat radial de Proxima Centauri, en un per\u00edode de 11,2 dies. Es pot apreciar que la velocitat no \u00e9s constant, amb una variaci\u00f3 de 1.5 m\/s respecte a la velocitat mitjana.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Aquesta gr\u00e0fica ens indica la velocitat radial mesurada en funci\u00f3 del temps (expressat en dies), una vegada hem replegat el temps en funci\u00f3 de la fase amb un per\u00edode de 11.2 dies, que \u00e9s el per\u00edode de la variaci\u00f3 que detectem en la velocitat radial. Veiem que la velocitat varia fins a uns 1.5 metres per segon respecte la velocitat mitjana. Cada punt d’aquesta gr\u00e0fica, amb la seva barra d’error, \u00e9s el resultat d’una sola mesura. Els resultats mostren que la velocitat radial no \u00e9s constant, i que va variant d’una forma peri\u00f2dica. Despr\u00e9s d’arribar al m\u00ednim (fase=0 en la imatge), la velocitat radial va augmentant fins al seu m\u00e0xim al cap de 5.6 dies, i despr\u00e9s torna a disminuir durant 5.6 dies m\u00e9s. La variaci\u00f3 \u00e9s perfectament peri\u00f2dica, i indica el moviment de l’\u00f2rbita del planeta amb un per\u00edode orbital de 11.2 dies. Les observacions es van fer durant un temps molt m\u00e9s llarg que 11 dies, per\u00f2 les representem en funci\u00f3 de la fase respecte d’aquest per\u00edode (\u00e9s a dir, representem el temps a partir de l’inici de l’\u00faltim per\u00edode abans de cada observaci\u00f3), per tal de poder visualitzar la variaci\u00f3 mitjana de la velocitat durant molts per\u00edodes d’observaci\u00f3. D’aquesta manera, superposant els per\u00edodes consecutius, podem aconseguir una mesura molt m\u00e9s precisa de la variaci\u00f3 de la velocitat a cada \u00f2rbita.<\/p>\n\n\n\n

La implicaci\u00f3 d’aquestes dades \u00e9s que hi ha un planeta orbitant Proxima Centauri amb un per\u00edode de 11.2 dies, del qual podem deduir la grand\u00e0ria de l’\u00f2rbita coneixent la massa de Proxima Centauri, que \u00e9s d’unes 0.12 masses solars. Aix\u00f2 ens diu que l’\u00f2rbita fa unes 0.05 Unitats Astron\u00f2miques<\/a> de radi, \u00e9s a dir 20 vegades menor que l’\u00f2rbita de la Terra, o 7 vegades menor que l’\u00f2rbita de Mercuri<\/a>. Una \u00f2rbita, doncs, molt petita, implicada per un per\u00edode orbital tan curt comparat amb l’any terrestre. <\/p>\n\n\n\n

Ara b\u00e9, com que Proxima Centauri \u00e9s un nan roig d’una lluminositat tan baixa com unes 700 vegades menor que la del Sol, aquest planeta tan proper pot estar a una temperatura no massa calenta comparada amb la de la superf\u00edcie de la Terra. En realitat, la temperatura a qu\u00e8 calculem que trobar\u00edem la superf\u00edcie del planeta \u00e9s d’uns 40 graus cent\u00edgrads sota zero (uns 233 graus Kelvin), bastant m\u00e9s freda que la Terra a causa de la baixa lluminositat de Proxima Centauri, encara que aix\u00f2 podria variar en funci\u00f3 de l’atmosfera que pugui tenir el planeta: si t\u00e9 una gran quantitat de gasos d’efecte hivernacle<\/a>, la temperatura podria ser m\u00e9s alta.<\/p>\n\n\n\n

La massa d’aquest planeta la podem obtenir a partir de la velocitat amb qu\u00e8 es mou l’estrella com a reacci\u00f3 a l’\u00f2rbita del planeta, que veiem que \u00e9s de 1.5 metres per segon. Com m\u00e9s r\u00e0pid es mou l’estrella, m\u00e9s gran ha de ser la massa del planeta que provoca la reacci\u00f3 del seu moviment orbital. La massa que dedu\u00efm, per\u00f2, dep\u00e8n de la inclinaci\u00f3 del pla orbital respecte la nostra l\u00ednia de visual, que fins ara no s’ha pogut determinar. Tot i aix\u00f2, el m\u00e9s probable \u00e9s que la massa estigui compresa entre 1.3 i 3 vegades la massa de la Terra. <\/p>\n\n\n\n

El planeta podria ser de tipus roc\u00f3s, semblant a la Terra, i podria contenir aigua l\u00edquida, permetent la possibilitat de la pres\u00e8ncia de vida. Tamb\u00e9 podria ser un planeta que hagu\u00e9s acretat grans quantitats d’hidrogen i heli, i que fos m\u00e9s semblant a Ur\u00e0<\/a>, encara que de massa m\u00e9s petita i amb una atmosfera m\u00e9s calenta que ocultaria qualsevol superf\u00edcie s\u00f2lida. Pel que sabem, la vida no podria desenvolupar-se si la pressi\u00f3 a la superf\u00edcie d’una atmosfera d’hidrogen i heli fos massa gran. Per ara no podem determinar el tipus d’atmosfera ni la composici\u00f3 que pot tenir aquest planeta.<\/p>\n\n\n\n

Com que Proxima b \u00e9s tan a prop del seu estel, un hipot\u00e8tic \u00e9sser viu que visqu\u00e9s en aquest planeta veuria a Proxima com un disc llumin\u00f3s vermell amb un di\u00e0metre d’un grau i mig en el cel, unes tres vegades m\u00e9s gros que nosaltres veiem el Sol des de la Terra. Al mateix temps es podria veure, en la dist\u00e0ncia, la bin\u00e0ria Alpha Centauri<\/a>, com un parell d’estels molt brillants en el cel (unes 10 vegades m\u00e9s brillants que Venus tal com el veiem nosaltres des de la Terra) i separats per uns pocs minuts d’arc, just per poder distingir-los a simple vista com dos estels. Les lleis de Kepler<\/a> haurien pogut ser estudiades en detall veient com els dos astres segueixen una \u00f2rbita el\u00b7l\u00edptica, un al voltant de l’altre, amb un per\u00edode de 80 anys.<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Impressi\u00f3 art\u00edstica del planeta Proxima B, orbitant l’estel nan roig Proxima Centauri (al fons). La doble estrella Alpha Centauri AB tamb\u00e9 apareix a la imatge entre el planeta i Proxima Centauri.
(Cr\u00e8dit\/Font: ESO \/ M. Kornmesser \/eso.org) <\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n
\"\"
Representaci\u00f3 art\u00edstica d’una possible visi\u00f3 de la superf\u00edcie del planeta Proxima b orbitant l\u2019estrella nana vermella Proxima Centauri. Tamb\u00e9 en aquesta representaci\u00f3 podem apreciar la doble estrella Alpha Centauri AB, orbitant una al voltant de l’altre.
(Font: eso.org) <\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n
\"\"
Comparativa de la mida angular de Proxima Centauri vista des de Proxima b, en comparaci\u00f3 amb com es veu el Sol al nostre cel a la Terra. Proxima Centauri \u00e9s molt m\u00e9s petita que el Sol, per\u00f2 Proxima b es troba molt a prop de la seva estrella.
(Cr\u00e8dit \/ Font: ESO \/ G. Coleman \/eso.org)<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

La proximitat de Proxima b al seu estel Proxima Centauri t\u00e9 una altra conseq\u00fc\u00e8ncia important: les forces de marea<\/a> s\u00f3n molt intenses, i han hagut de frenar qualsevol rotaci\u00f3 inicial que hagu\u00e9s pogut tenir el planeta per ancorar-lo a una rotaci\u00f3 igual a la del seu moviment orbital, de manera que
el planeta ha de mostrar sempre la mateixa cara envers el seu estel. El fenomen \u00e9s el mateix que ha passat amb la nostra Lluna, que ens mostra sempre la mateixa cara perqu\u00e8 les forces de marea de la Terra deformen la Lluna i fan que no sigui ben b\u00e9 esf\u00e8rica, sin\u00f3 allargassada en la direcci\u00f3 cap a la Terra, com una mena de mel\u00f3 que apunta cap a nosaltres. La marea terrestre va frenar ja fa molt temps qualsevol rotaci\u00f3 que hagu\u00e9s pogut tenir la Lluna inicialment, ancorant la seva cara visible envers la Terra permanentment. Pel planeta Proxima b, hi ha d’haver tamb\u00e9 una cara permanentment ancorada a rebre la llum de Proxima de forma ininterrompuda, i la cara oposada queda sempre en la foscor d’una nit sense fi.<\/p>\n\n\n\n

El clima a Proxima b seria, per tant, molt diferent que a la Terra, amb una cara oculta a l’estel Proxima molt m\u00e9s freda que la cara exposada a la llum estel\u00b7lar. Si hi hagu\u00e9s aigua l\u00edquida en el planeta, podria haver-hi un oce\u00e0 en la cara il\u00b7luminada que quedaria congelat a la cara de la nit permanent. Si la quantitat d’aigua no fos gaire gran, el vapor d’aigua de l’atmosfera aniria precipitant-se a poc a poc en forma de neu a la cara fosca, i es podria anar acumulant tota l’aigua en una gran glacera que deixaria la resta del planeta completament sec. Per\u00f2 si la quantitat d’aigua fos m\u00e9s gran, el gel acumulat a la cara fosca podria anar despla\u00e7ant-se i fluint per acabar fonent-se de nou dins l’oce\u00e0 l\u00edquid, tal com passa amb les glaceres de l’Ant\u00e0rtida i Grenl\u00e0ndia a la Terra. A aix\u00f2 hi ajudaria el transport de calor proporcionat per la circulaci\u00f3 atmosf\u00e8rica des de la cara di\u00fcrna a la cara nocturna del planeta. En funci\u00f3 de la quantitat de gasos d’efecte hivernacle presents a l’atmosfera, el planeta Proxima b podria tenir una part m\u00e9s gran o m\u00e9s petita de la seva aigua en forma d’un oce\u00e0 l\u00edquid a la cara il\u00b7luminada, o en forma de gel ocupant la resta de la superf\u00edcia planet\u00e0ria. <\/p>\n\n\n\n

\"\"
Representaci\u00f3 d’alguns models del clima de Proxima b.
Podeu visualitzar-ne una animaci\u00f3 a Proxima Centauri b Climate Model Scenarios<\/a>
(Cr\u00e8dit \/ Font: NASA’s Scientific Visualization Studio \/ nasa.gov)<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Les possibilitats per l’exist\u00e8ncia de vida en l’exoplaneta Proxima b es podrien veure dificultades no nom\u00e9s per la manca del cicle de dia i nit. Tamb\u00e9 sabem que la irradiaci\u00f3 per raigs X seria molt m\u00e9s gran que a la Terra, per la proximitat a Proxima Centauri, que com la majoria d’estels de baixa massa t\u00e9 una forta activitat magn\u00e8tica i lluminositat de raigs X. Aix\u00f2 afectaria les parts altes de l’atmosfera i provocaria una p\u00e8rdua del vapor d’aigua a causa de la p\u00e8rdua d’hidrogen cap a l’espai. D’una forma semblant a com ha passat en els planetes Venus<\/a> i Mart<\/a>, l’aigua podria perdre’s progressivament del planeta fins a deixar-lo completament sec. <\/p>\n\n\n\n

Una altra dificultat seria que en planetes tan propers a l’estrella, els cometes podrien col\u00b7lisionar-hi molt m\u00e9s sovint que en el cas de la Terra. Objectes de m\u00e9s de 10 km de di\u00e0metre, com el que va provocar l’extinci\u00f3 dels dinosaures a la Terra fa 65 milions d’anys, podrien xocar amb molta m\u00e9s freq\u00fc\u00e8ncia contra Proxima b, i a velocitats m\u00e9s altes atesa la m\u00e9s gran velocitat orbital de Proxima b. Explosions capaces d’extingir gran part de la vida podrien ser massa freq\u00fcents per permetre l’evoluci\u00f3 de la vida cap a sers complexos en planetes molt propers a nanes roges.<\/p>\n\n\n\n

Recentment, s’ha descobert que Proxima b no \u00e9s l’\u00fanic planeta orbitant l’estel Proxima Centauri. Continuant amb les mesures de velocitat radial, s’ha descobert una altra variaci\u00f3 amb un per\u00edode molt m\u00e9s llarg de 1900 dies, o uns 5 anys. El nou planeta responsable, anomenat Proxima c, orbita a una dist\u00e0ncia 1.5 vegades la dist\u00e0ncia de la Terra al Sol. Amb un estel tan poc llumin\u00f3s com Proxima Centauri, la temperatura superficial d’aquest planeta seria nom\u00e9s d’uns 40 graus Kelvin, o uns 235 graus cent\u00edgrads sota zero, semblant a la temperatura superficial de Plut\u00f3<\/a>. El planeta \u00e9s bastant gran, amb una massa d’unes deu masses terrestres. Segurament deu ser planeta semblant a Nept\u00fa<\/a>, possiblement amb sat\u00e8l\u00b7lits al seu voltant que serien tamb\u00e9 molt freds. Possiblement, noves mesures en el futur poden revelar m\u00e9s planetes en aquest sistema de l’estel m\u00e9s proper.<\/p>\n\n\n\n

Per ara no sabem res m\u00e9s sobre els planetes de Proxima Centauri, per\u00f2 en el futur podrem investigar m\u00e9s detalls sobre les seves propietats amb telescopis i t\u00e8cniques d’observaci\u00f3 astron\u00f2mica cada cop m\u00e9s potents. Podrem fins i tot planejar el primer viatge fins a l’estel m\u00e9s proper, per enviar-hi alguna sonda que explori directament aquest altre sistema planetari. D’aix\u00f2 en parlar\u00e0 el quart article en aquesta s\u00e8rie.<\/p>\n\n\n\n

(Autor: Jordi Miralda Escud\u00e9<\/strong> (Professor d\u2019Investigaci\u00f3 ICREA d\u2019Astrof\u00edsica. Institut de Ci\u00e8ncies del Cosmos, Universitat de Barcelona) <\/p>\n\n\n\n

Articles relacionats: <\/strong><\/p>\n\n\n\n

L\u2019estel m\u00e9s proper al Sistema Solar: Proxima Centauri<\/a> (1 abril 2020)\n\n<\/p>\n\n\n\n

Com s\u2019han detectat planetes en altres estrelles<\/a> (15 abril 2020)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

El m\u00e8tode de la mesura de la velocitat radial d’una estrella, explicat en l’article anterior d’aquesta s\u00e8rie, \u00e9s el que s’ha utilitzat per descobrir dos exoplanetes orbitant l’estel m\u00e9s proper, Proxima Centauri....<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":2706,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[144],"tags":[],"class_list":["post-2704","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-articles-aat"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/astroterrassa.org\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2704","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/astroterrassa.org\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/astroterrassa.org\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/astroterrassa.org\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/astroterrassa.org\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2704"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/astroterrassa.org\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2704\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/astroterrassa.org\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media\/2706"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/astroterrassa.org\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2704"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/astroterrassa.org\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2704"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/astroterrassa.org\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2704"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}