Esta semana hemos podido leer un nuevo paper sobre Proxima b, ese alucinante planeta que orbita en Proxima Centauri. Damasso y Del Sordo han confirmado el hallazgo del planeta aplicando de forma independiente técnicas diferentes de análisis de los datos. La confirmación no supone una sorpresa porque el trabajo del equipo descubridor del planeta, liderado por Guillem Anglada, era realmente sólido.
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| Representación artística de Proxima b comparada con la Tierra. Solo parece ser un poco más masivo (Fuente: PHL, Universidad de Puerto Rico en Arecibo.) |
El descubrimiento de Guillem solo aportó que la excentricidad era inferior a 0,35, pero este nuevo paper ha ido un poco más allá, y se ha atrevido a cuantificarla en 0,17. Esta primera medición de la excentricidad de la órbita de Proxima b debe interpretarse con cautela, los intervalos de confianza son amplios. Además, como el autor reconoce el ruido del modelo tiende a manifestarse en forma de excentricidad.
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| La órbita de Proxima b representada con un excentricidad de 0,37. La nueva estimación del dato se sitúa en 0,17. (Fuente: PHL. Universidad de Puerto Rico en Arecibo.) |
No obstante, merece la pena analizar qué efectos tendría sobre la habitabilidad del planeta esta excentricidad en su órbita.
Un indicio de que hay más planetas.
Las órbitas de planetas tan cercanos a su estrella deberían sufrir un efecto de circularización más o menos intenso, que eliminase la excentricidad. Según Meadows en 3 Ga debería haberse producido, en cambio, según Ribas, su efecto no parece tan intenso. De cualquier forma, si un sistema planetario nace con un solo planeta (Coleman) debería nacer sin excentricidad, en una órbita circular.
Sea como fuere, entonces, ¿cómo puede ser Proxima b un planeta excentrico?
Dos son las explicaciones posibles. La primera, un encuentro con otras estrellas. En este caso particular, es sabido que Proxima Centauri está vinculada gravitatoriamente a otras dos estrellas (Alfa Centauri A y B) que en el pasado pudieron estar mucho más cerca, hasta el punto de haber perturbado la órbita de Proxima b. Las estimaciones de Ribas son que este efecto nunca produciría una excentricidad mayor de 0,1 frente a la observada en Proxima b, de 0,17.
Cabe otra posibilidad. Podría haber más planetas en el sistema, planetas aún no detectados que afectan gravitatoriamente a Proxima b. Si la excentricidad es correcta, probablemente, cuando haya más datos, aparezcan nuevos planetas.
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| Una representación artística de Proxima b.(Fuente: ESO. Crédito: M. Kommesser) |
La Rotación de Proxima b.
Siguiendo a Ribas, un planeta con una excentricidad tan elevada no debería tener acoplamiento de marea. Es decir, su rotación no será como la de la Luna que presenta siempre su misma cara a la Tierra. Mucho más probable es una rotación 3:2 como la de Mercurio que rota 3 veces por cada 2 órbitas. Y en ello tiene mucho que ver que Mercurio tenga una excentricidad de 0,21, similar a la de Proxima b de 0,17, mientras la Luna está en una órbita circular. De hecho, los cálculos de Ribas et al. permiten estimar que por debajo de una excentricidad de 0,06 se produciría la transición hacia una transición sincrónica.
La consecuencia es clara: Proxima b no es un planeta en forma de ojo, o planeta ocular.
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| Representación artística de un planeta ocular frío. Se caracteriza por mostrar siempre la misma cara a la estrella. PArece que este no es el caso de Proxima b. (Crédito: Steve Bowers) |
Además, los efectos de marea pueden disminuir la oblicuidad del eje de rotación del planeta (Barnes) llevándole a un eje perpendicular al plano de la órbita del planeta. No habría estaciones o las diferencias serían reducidas.
Volcanes en Proxima b.
Proxima b está orbitando a sólo 0,05 UA de Proxima Centauri. Con esa excentricidad el planeta se acerca y se aleja de Proxima periódicamente. Como a esa distancia el campo gravitatorio de Proxima es bastante intenso el planeta sufre una serie de efectos de marea que estresan la masa planetaria al estirarla y contraerla. Meadows et al. explican que un planeta en una órbita excéntrica puede calentarse debido a la fricción que produce este efecto, pudiendo llegar a ser muy intenso, hasta el punto de que este fenómeno podría evaporar los mares del planeta.
Según Ribas et al. una excentricidad de 0,35 produciría un calentamiento por efecto marea de 2,5 W/m2, algo parecido a la de IO, esa luna de Júpiter abrasada por la actividad volcánica. Una excentricidad de 0,097 produciría aproximadamente 0,07 W/m2, comparable al inducido por las mareas de la Luna en el manto de la Tierra. Con una excentricidad de 0,17 Proxima b desarrollaría una actividad volcánica elevada, más intensa que la terrestre.
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| Representación artística del paisaje de Proxima b. Quizá habría que añadir volcanes. (Fuente:ESO. Crédito: M. Kommesser) |
Para finalizar unas pequeñas notas técnicas:
Por supuesto, Damasso y Del Sordo no se limitan a aplicar técnicas más bien sencillas como el típico diagrama Lomb-Scargle. Por el contrario, proponen una interesante modelización del ruido basada en un proceso gaussiano. Como sabemos, este tipo de proceso es caracterizable aportado los primeros y segundos momentos. En la práctica, basta aportar la matriz de covarianzas o kernel.
El kernel elegido es una función quasiperiodica, compuesta de un término temporal que refleja que el ruido depende de zonas activas que se mantienen estables durante un tiempo. Otro término es periódico y está relacionado con la rotación de la estrella porque las manchas entran y salen periódicamente del campo de visión. Finalmente, se incorporan términos independientes para jrecoger el ruido instrumental y un término genérico.
Con la construcción de la función de verosimilitud del ruido, añadiendo las solución kepleriana, se plantea el habitual algoritmo bayesiano MCMC, Monte Carlo de cadenas de Markov. Partiendo de distribuciones a priori en su mayoría uniformes, se lanzan 150 cadenas que convergen en unos 200.000 pasos.
Worth y Sigurdsson muestran un mes antes del anuncio de Proxima b que las interacciones gravitatorias entre Proxima b y Alfa Cnetauri A y B en el presente y en el pasado no son un impedimento para la formación de planetas en las estrellas.
Kervella et al. demuestran que Alfa Centauri A y B están vinculados gravitatoriamente con Proxima Centauri, constituyendo un sistema triple.
El espectacular hallazgo de un posible planeta en Proxima b por Guillem Anglada.
Ignasi Ribas et al. Analizan la habitabilidad de Proxima b.
Coleman estudia escenarios en los que pudo formarse Proximab.
Barnes et al. Construyen su propios escenarios para estudiar la habitabilidad de Proxima b.
Victoria A. Meadows et al. realizan un detallado estudio de la habitabilidad de Proxima b.
Damasso y Del Sordo obtienen resultados similares a partir de las series temporales de velocidad radial, confirmando parcialmente el descubrimiento de Proxima b.
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