Nuevo Exoplaneta descubierto en Próxima Centaury

Por Diego Bagú, Director de Gestión Planetario Ciudad de La Plata.
Debemos reconocerlo. Estábamos muy ansiosos. A pesar del enorme impacto que provocaría la confirmación de la noticia, ante todo, teníamos que ser cautos. La ciencia es cauta. Experimenta, repite procedimientos, chequea, y al final del proceso, confirma. Y llegó la confirmación tan ansiada. Hoy, miércoles 24 de agosto de 2016, se oficializó el descubrimiento del exoplaneta más cercano al sistema Solar. Pero como si semejante descubrimiento no alcanzase a colmar las expectativas de propios y extraños, resulta que este nuevo integrante de la familia no sólo sería similar a la Tierra sino que además, se encuentra a una distancia de su estrella de manera que le posibilitaría tener agua en estado líquido. Es decir, está ubicado en lo que en astronomía denominamos “zona habitable”. Te invito a compartir un par de líneas de manera de poder disfrutar juntos de este impresionante e histórico descubrimiento.

Un lugar en el universo

Para adentrarnos en la historia de este hallazgo, tengamos en cuenta el lugar del universo en donde ocurre este suceso. De pequeños contemplamos el cielo y así como sabemos reconocer fácilmente a las Tres Marías, otro conjunto de estrellas fácilmente reconocible es el que conforma la constelación de la Cruz (la Cruz del Sur). Acompañando a la Cruz, tendremos a dos estrellas muy brillantes de las cuales, la más alejada de la Cruz, se llama Alfa Centauro. ¿El motivo de este nombre? Centauro se debe a que forma parte de la constelación homónima, y Alfa -la primer letra del alfabeto griego- como consecuencia de ser la estrella más brillante de dicha constelación.

La famosa Cruz del Sur, acompañada (en esta imagen hacia la izquierda) por dos estrellas también fácilmente reconocibles. Se las denomina “los punteros”, por el hecho de “indicarnos” hacia donde se encuentra la Cruz. De esos punteros, el más alejado de la Cruz es Alfa Centauro. (imagen portal web wikipedia.org)
Una de las curiosidades que presenta Alfa Centauro es que, si bien a ojo desnudo aparenta ser una estrella, en realidad son tres. Luego de contemplarla a simple vista, es muy interesante hacerlo con un telescopio. Es allí cuando apreciamos que ya no se trata de una única fuente puntual sino que, ahora, el instrumento nos permite contemplar dos fuentes luminosas. Dos estrellas: Alfa Centauro A y Alfa Centauro B. De esta particular realidad pudimos tomar conocimiento por vez primera en 1752, a partir de las observaciones del astrónomo francés Nicolas-Louis de Lacaille.

A simple vista, Alfa Centauro parece ser una única estrella. Cuando la observamos con un telescopio, podemos apreciar dos fuentes. Pero en realidad, se trata de un sistema de tres componentes.

Pero la sorpresa no termina allí, ya que el sistema de “dos” estrellas que nos permiten apreciar nuestros telescopios caseros, en realidad está compuesto por tres estrellas: las dos observables con nuestros instrumentos (Alfa Centauro A y B) y una tercera “inobservable”. Esta tercer integrante es Proxima Centauro. Lo de Centauro ya sabés el motivo; lo de Proxima se debe a que se trata de la estrella más cercana a la Tierra, luego del Sol. Es decir, de las cientos de miles de millones que conforman nuestra galaxia, la más cercana es esta misma.

La Cruz del Sur junto a los dos famosos “punteros”. El más alejado respecto de la Cruz, es Alfa Centauro. A simple vista pareciera ser una sola estrella. Cuando la observamos con un telescopio casero, podemos apreciar dos astros. Pero en realidad, se trata de un sistema triple (Alfa Centauro A y B, más una tercera llamada Proxima Centauro, la estrella más cercana a nuestro sistema Solar). (imagen obtenida a partir del soft Stellarium.org)

Muy cerca nuestro (aunque no lo parezca)

Sabemos que las expresiones “lejos” y “cerca” son completamente relativas a los conceptos y/o magnitudes que estemos considerando. En otras palabras, si bien en nuestro quehacer diario unos 40 billones de kilómetros (perdón, ¿cuánto? unos 40.000.000.000.000 de km) resulta ser una distancia literalmente sideral, en términos astronómicos podríamos decir que es una distancia insignificante ya que estos 40 millones de millones de kilómetros es la distancia a la cual se encuentra Proxima Centauro. Debido a que magnitudes de este tipo son algo “incómodas” de trabajar (números muy grandes), los astrónomos utilizamos otro tipo de unidad: el Año Luz (AL). Un AL equivale a la distancia que recorre la luz justamente durante un año. A una velocidad de prácticamente 300.000 km/seg (la velocidad más alta que puede hallarse en el universo), un rayo de luz recorre unos 9,4 billones de kilómetros. En términos “redondos”, Proxima Centauro, la estrellas más cercana al Sol, se encuentra a unos 4,22 AL. Como te darás cuenta, es más “sencillo” trabajar con 4,22 ¡que con 40.000.000.000.000! Otra manera de poder interpretar estas cantidades es a partir de la comparación con la distancia Tierra-Sol. Esta distancia, en promedio es de 150.000.000 km (ciento cincuenta millones de km), y se la denomina Unidad Astronómica (150.000.000 km = 1 UA). De esta manera, Proxima Centauro se encuentra a unas 273.000 UA de nuestro Sol.

Proxima Centauro, la estrella más cercana al Sol, se encuentra a unos 4,22 Años Luz, es decir, aproximadamente a 40 millones de millones de kilómetros. Esto equivale a 270.000 veces la distancia Tierra-Sol.

Luego de Proxima Centauro, las dos estrellas más cercanas al sistema Solar son Alfa Centauro A y Alfa Centauro B, las cuales ubicamos a unos 4,37 AL.

Las tres estrellas más cercanas al sistema Solar: Proxima Centauro (a 4,22 AL) y Alfa Centauro A y B (a 4,37 AL aprox.). (imagen proyecto Pale Red Dot)

La estrella de esta historia

Proxima Centauro es la estrella -literalmente- de esta fascinante historia. Siendo bastante más pequeña que el Sol (posee una octava parte de la masa de éste), se trata de una enana roja, es decir, una estrella cuya temperatura superficial apenas alcanza los 3.000 kelvin (el kelvin, a estas temperaturas, puede asemejarse al grado centígrado). Por ejemplo, el Sol posee una temperatura superficial de unos 6.000 kelvin y por lo tanto, su color es amarillo. En cambio, los 3.000 K superficiales de Proxima, hacen que esta se observe de color rojo. En astronomía estelar, color es sinónimo de temperatura.

Comparación de Proxima Centauro respecto de otras estrellas, entre las cuales, encontramos al Sol. (imagen portal web ESO)
Desde hacía un par de años se sospechaba que alrededor de Proxima se encontraba orbitando un planeta. De ser así, implacaría algo realmente impactante. Si bien en las últimas dos décadas se descubrieron miles de exoplanetas (planetas más allá de nuestro sistema Solar), que la estrella más cercana al Sol ya tuviese un planeta orbitándola sería majestuoso. Por supuesto, fue necesario realizar una serie de observaciones en cantidad y tiempo, con el fin de analizar y corroborar dicha existencia. Finalmente, y tal cual indicaba la información filtrada durante los primeros días del presente mes, hoy miércoles 24 de agosto, el Observatorio Austral Europeo (ESO), el consorcio astronómico más importante del mundo, confirmó la existencia de un exoplaneta alrededor de Proxima Centauro. Se lo denominó Proxima b. La investigación estuvo liderada por el astrónomo Guillem Anglada-Escudé a partir de telescopios del ESO y otras instituciones.
Obviamente, esto impacta profundamente en la astronomía y en nuestra concepción del cosmos, la cual viene sufriendo, en el mejor de los sentidos, cambios profundos como resultado del acelerado avance científico-tecnológico. Veamos entonces cómo fue posible semejante descubrimiento.

El descubrimiento de Proxima b

Desde hace cientos de años se tenía la sospecha que los planetas que conforman el sistema Solar no serían los únicos. Es decir, que el hecho que una estrella como nuestro Sol tuviese una serie de compañeros orbitándola, no podría ser una particularidad única de este lugar en el universo. Con el correr del tiempo y el avance científico (en particular a lo largo del siglo XX), esas sospechas se fueron incrementando hasta que hace unas dos décadas, pudo descrubrirse el primer planeta fuera del sistema Solar (un “exoplaneta”).
Ahora bien, como te imaginarás, los planetas son en general mucho más pequeños que las estrellas que orbitan. Y si a estas las podemos observar como simples puntos de luz, ¿cómo es posible detectar a los primeros? Además, éstos no emiten luz propia, sino que la observación visual de los mismos debería ser resultado de la reflexión de la luz emitida por la estrella a la cual orbitan. Evidentemente, se trata de una misión más que compleja. Es así que se diseñaron diversas estrategias para poder detectarlos de manera “indirecta”, es decir, no “observándolos directamente” sino detectando su presencia a partir de los efectos que éstos causasen en su estrella compañera.

La detección de exoplanetas es una de las acciones más complejas de la astronomía moderna.

¿Cómo fue posible entonces el descubrimiento de Proxima b? Hace ya varios siglos, Isaac Newton nos mostró que dos cuerpos se atraen mutuamente en función de sus masas y de la distancia existente entre ambos. Esta atracción “gravitatoria” tiende a que los cuerpos se acerquen entre sí. Así como la Tierra nos atrae, y por lo tanto tendemos a mantenernos “pegados” a su superficie, uno también atrae a la Tierra. Pero claro, como nuestro planeta tiene muchísima más masa que una persona, somos nosotros quienes nos “acercamos” hacia ella, es decir, hacia su centro. Debido a este mismo fenómeno físico, una estrella (Proxima Centauro, por ejemplo), atrae a su planeta compañero (Proxima b) y por lo tanto, éste orbita a su alrededor. De todas maneras, si bien el planeta tiene menos masa que la estrella, ésta también se ve afectada por el tironeo del primero. Para ello, observemos el siguiente gráfico, el cual está divido en tres partes (superior, central e inferior).

A medida que el exoplaneta Proxima b orbita su estrella (Proxima), ésta última se acerca y se aleja regularmente respecto nuestro. (imagen portal web ESO)
Supongamos que nosotros nos encontramos observando el sistema “de frente”, tal cual indica el gráfico. En la parte superior, tenemos al exoplaneta Proxima b hacia nuestra derecha respecto de la estrella a la cual orbita. En la figura central, ahora el exoplaneta se encuentra por detrás de la estrella. Debido a que ambos cuerpos se atraen, respecto de nosotros la estrella se alejará (poco o mucho), pero se alejará. Análogamente, en la parte inferior del gráfico tenemos la situación en la cual el exoplaneta se encuentra por delante de la estrella, haciendo que ésta se acerque hacia nosotros a causa del “tironeo” que le produce su pequeño compañero. Si pudiésemos medir ese alejamiento y acercamiento de la estrella respecto nuestro, entonces podríamos inferir que hay un cuerpo (¡un exoplaneta!) que la está haciendo bailar de un lado para el otro. Esto fue exactamente lo que permitió descubrir la existencia del exoplaneta Proxima b. La misma causa por la cual la gravedad terrestre nos mantiene “pegados” a su superficie, hace posible el descubrimiento de exoplanetas a enormes distancias de la Tierra.
Por supuesto, te estarás preguntando ¿de qué manera los astrónomos pueden no sólo captar sino también medir ese tironeo sobre la estrella y por lo tanto, su acercamiento y alejamiento? El gran secreto está muy bien guardado en la luz que nos llega de la estrella. Seguramente te será muy familiar el fenómeno que se produce con el sonido de una sirena al momento de acercarse o alejarse respecto tuyo. Cuando un móvil con determinado sonido se acerca, el sonido es algo agudo, mientras que por el contrario, una vez que pasa y se aleja, el mismo se vuelve algo más grave. Algo exactamente análogo ocurre con la luz de una estrella. Si ésta se te acerca, su luz, por decirlo de alguna manera, se vuelve más azulada, mientras que si se aleja, se hace un poco más rojiza. Si pudiésemos medir y analizar dicha luz, podríamos entonces darnos cuenta si la estrella no sólo se mueve, sino además, saber hacia dónde lo hace. Y eso es lo que aplican muchos astrónomos, en particular los que trabajan con espectrógrafos, instrumentos que analizan la luz de las estrellas. Los espectrógrafos permiten determinar la huella dactilar de una estrella.
Obviamente, el poder realizar estas detecciones depende de muchos factores, por ejemplo, cuán grande es el telescopio para poder recolectar la mayor cantidad de luz estelar posible y transferirla al espectrógrafo para su correspondiente análisis. O cuán sensible es el propio espectrógrafo. Desde ya, también influye de manera directa ¡el mismo movimiento del astro! Es decir, si se mueve poco será mucho más difícil detectar su “bamboleo” a que si lo hace de manera considerable. Para que te des una idea de la complejidad que implicó la detección de Proxima b, su estrella (Proxima) se acerca y se aleja de nosotros a una velocidad de 5 kilómetros a la hora, o sea, a la misma velocidad con la cual camina una persona. Impresionante realmente.

La estrella Proxima Centauro se acerca y se aleja de la Tierra a una velocidad de aproximadamente 5 km/h.

Para estar seguros que el “baile estelar” se debe a un exoplaneta que la tironea regularmente y no a otros factores, es necesario realizar una serie de observaciones las cuales, por las características del sistema, obviamente deben repetirse. Es así que los astrónomos fueron tomando distintas medidas (puntos rojos en el gráfico inferior) a lo largo de mucho tiempo, para luego intentar unirlos con alguna gráfica (línea azul). Cuántos más puntos se puedan tener y en particular, cuanto mejor podamos ajustar esa gráfica a los puntos, mejores resultados podrán obtenerse. En ciencia, por lo general, continuamente realizamos mediciones y ajustamos gráficas. Cuando este grupo de astrónomos del ESO ajustó la gráfica a los puntos, pudieron confirmar que la estrella Proxima “iba y venía” respecto de ellos. Proxima se acerca y se aleja de la Tierra, y lo hace de manera periódica, de manera regular. Fue así que pudieron confirmar la existencia de “alguien” que continuamente la “tironea” de un lado hacia otro.

El ajuste de las observaciones a partir del cual pudo detectarse la existencia del exoplaneta Proxima b. Los resultados indican que su órbita la completa cada 11 días. (imagen portal web ESO)
Los números también indican que Proxima b se encuentra a unos 7 millones de kilómetros de su estrella (muy cerquita en comparación a los planetas de nuestro sistema Solar respecto del Sol) y la orbita de manera completa cada 11 días. Es decir, un año en Proxima b dura 11 días.

Proxima b se encuentra a 7 millones de kilómetros de Proxima Centauro y su año dura 11 días.

¿Y por qué lo de su nombre tan particular? Por convención astronómica, cuando se descubre un planeta alrededor de una estrella, el primero recibe el nombre de esta última más una letra minúscula. El primer planeta descubierto recibe la letra b, para luego continuar en orden alfabético en función de encontrarse más planetas. Es por ello que el primero descubierto alrededor de Proxima Centauro recibió el nombre de Proxima b.

Pero la sorpresa fue aún mayor

Como si fuese poco semejante descubrimiento, las sorpresas fueron en aumento, ya que este grupo de investigadores pudo determinar que Proxima b sería rocoso y algo más masivo que la Tierra (aproximadamente 1,3 veces la masa terrestre). Pero además, y este es uno de los factores más impactantes de este hallazgo, Proxima b se encuentra en la denominada “zona habitable”, es decir, una franja en la cual un planeta recibe tal cantidad de energía estelar la cual le permite contar con agua superficial en estado líquido . Por ejemplo, en nuestro sistema Solar, la zona habitable se encuentra un poco más allá de Venus y poco más allá de Marte. Por lo tanto, la Tierra pertenece justamente a dicha zona. De hecho, de no ser así no me encontraría redactando estas líneas ni vos leyéndolas.
Debemos ser claros en un concepto. No se está afirmando que en Proxima b hay agua en estado líquido, sino que, en caso que este exoplaneta tuviese agua en su superficie, entonces sería altamente probable que parte de ella se encontrase en estado líquido. Y por supuesto, esto abre enormes conjeturas en cuanto a la posibilidad de vida al menos microorgánica.

Una de las mayores expectativas generadas por este descubrimiento es la ubicación de Proxima b respecto de su estrella. Se encuentra en la denominada “zona habitable”. (imagen portal web ESO)

Testigos privilegiados de la historia

Nuevamente somos testigos privilegiados de la historia. Vivimos la mejor de las épocas en cuanto a ciencia y tecnología se refiere. En pocos años hemos modificado no sólo nuestra concepción del universo sino que, además, nos encontramos descubriendo nuevos mundos a pasos agigantados.
De pequeños nos ha fascinado estudiar el sistema Solar. Armábamos maquetas -y lo seguimos haciendo- en donde a sus principales integrantes los ordenábamos en función de la distancia a la que se encontraban respecto del Sol. Comenzábamos con Mercurio, para continuar con Venus y finalizar nuestro recorrido en Plutón. En 2006, por distintas razones, a este último ya no lo consideramos como “planeta principal”, aunque vale decir que nunca perdió su protagonismo. Desde hoy 24 de agosto de 2016, será usual escuchar a nuestros niños mencionar también a Proxima b, un primo hermano de la familia que, si bien nos era esquivo, finalmente lo encontramos.
Ya no será lo mismo a partir de ahora. Hemos dado vuelta una nueva e importantísima página en nuestro derrotero cósmico. Y eso, justamente eso, es lo maravilloso que nos brinda la ciencia, la más fascinante de las herramientas que supimos construir no sólo para preguntarnos quiénes somos y hacia dónde vamos, sino fundamentalmente, ¿estaremos solos?

Un aparente cielo observable desde la superficie de Proxima b. (imagen portal web ESO)