A la búsqueda de planetas en la Estrella de Barnard.

Pocas estrellas despiertan tanto nuestra imaginación como la Estrella de Barnard. A menos de 6 años luz, es el segundo sistema más cercano al Sistema Solar. Sólo Alfa Centauri está más cerca.

La Estrella de Barnard, el puntito señalado, es una de las estrellas más cercanas. (Fuente: Wikipedia.org)

Edward Emerson Barnard descubrió en 1916 la estrella con el mayor movimiento propio hasta hoy conocido. Desde entonces, ha sido estudiada intensamente. Se mueve tan rápido, que en unos 10.000 años se acercará mucho al Sol, a algo menos de 4 años luz.

La Estrella de Barnard es la cuarta estrella más cercana al Sistema Solar. (Fuente: NASA/Penn State University)

Claro, con tal movimiento propio tenía que ser necesariamente veloz y muy cercana. Además, esta pequeña y fría estrella, una enana roja, parece bastante antigua. De hecho, se estima que pueda tener unos 10.000 millones de años de antigüedad. Podría ser una estrella de halo.

La historia de la búsqueda de planetas es muy antigua. El primer anuncio de planetas en esta estrella empieza nada menos que en 1963 desde el Observatorio Sproul, en el que las observaciones astrométricas de Peter van de Kamp con el refractor de 63 cm le hicieron plantear la posible existencia de planetas. Empezó en 1963 anunciando un planeta del tamaño de Júpiter. Con el tiempo, lejos de desdecirse, planteó planetas adicionales. En 1969 Peter van de Kamp sugirió la existencia de dos planetas.

Peter van de Kamp. (Fuente: Obtenida de una entrevista que concedió en 1979. Aquí)

Como sabemos, la astrometría se basa en identificar con una precisión exquisita la posición en el cielo de la estrella. Al medir con precisión la posición de una estrella con el tiempo, no sólo se puede determinar su paralaje sino también el movimiento de esta estrella producido por un cuerpo más pequeño (un planeta) orbitando. Si hay un planeta, la estrella terminaría realizando un pequeño circulito con la periodicidad de la órbita del planeta. Es más complicado de lo que parece porque la estrella puede tener movimiento propio y hay otros muchos efectos que pueden complicar la detección.

Fue Gatewood (Univ. Pittsburgh) quien posteriormente, en 1973, vertiría dudas sobre estos supuestos hallazgos, al no poder confirmar los resultados. Al parecer, las paradas de mantenimiento del telescopio utilizado por Peter van de Kamp, habían incorporado errores sistemáticos en sus observaciones. Más tarde, en 1996, Gategood se animaría a anunciar la detección de planetas por técnicas astrométricas en Lalande 21185, que hasta hoy tampoco han podido ser confirmados.

George Gategood es probablemente el mejor experto en astrometría del siglo XX. Amigo de Carl Sagan, buscó incansablemente planetas en las estrellas más cercanas. Su anucio de dos planetas en Lalande 21185 no pudo ser confirmado. Su biografía aquí. (Fuente: Allegheny Observatory)

En el año 1990 se puso en órbita el HST (el telescopio espacial Hubble) ampliando dramáticamente las posibilidades de los astrónomos de la época. Se consideró, entonces, que quizá toda esta potencia tecnológica podría ser suficiente para que la Estrella de Barnard, Proxima Centauri y otras estrellas más cercanas comenzasen a desvelar sus secretos. 

Son típicos de la época los estudios astrométricos liderados por Benedict (el hombre que finalmente pareció conseguir obtener señales astrométricas de un posible planeta en Epsilon Eridani), midiendo cuidadosamente con el Fine Guidance Sensor del HST la posición de la estrella. De hecho, durante los 90 se desató cierta “fiebre” por la búsqueda de planetas en Proxima Centauri y en la Estrella de Barnard. Por supuesto, hubo algún anuncio de un planeta en Proxima, que se desmintió rápidamente...

Las curvas son las prediciones de Peter van de Kamp frente a datos recientemente obtenidos por velocidad radial. Los planetas no existen. (Fuente: Jieun Choi, 2012)

Desde el año 2000 la caza y captura de planetas en esta estrella ha cambiado de estrategia, pasando a la moda de la velocidad radial, una técnica mucho más fiable que la astrometría, si hablamos de exoplanetas. También ha habido numerosos intentos sin éxito. La última referencia publicada que conozco es de 2012, imponiendo límites a la existencia de planetas con, como mucho, una masa mínima de 3 M⊕ en órbitas de 100 días. Hay recorrido todavía, por tanto, para descubrir extraordinarias exotierras en su Zona Habitable.

Estimaciones de planetas en la Estrella de Barnard. Con un periodo de 10 días, planetas de unas 1 o 2 masas terrestres deberían ya haber sido detectados.(Fuente: Jieun Choi, 2012)

Desde entonces esta tranquila estrella permanece impasible ante los decididos intentos de los científicos por detectar planetas. El último es fruto del esfuerzo del equipo Red Dots (que estudia esta estrella junto a Proxima Centauri), con el famoso espectrógrafo HARPS. Los resultados aparecerán publicados en unos meses y estamos a la espera. Me da por pensar que si hubieran detectado algo en una estrella tan famosa, ya se habría filtrado algo, como ocurrió con Proxima b. 

Los años pasan y esa vieja e inmutable estrella se muestra inasequible y desafiante. Algún día, quizá cuando menos lo esperemos, será derrotada y nos revelará sus intimidades. 

En fin. Veremos. Sigamos atentos.

No deja de ser curioso que todos estos míticos artículos, a pesar de su antigüedad, están disponibles en la red (gracias por cierto al repositorio de la Univ. de Harvard):

1963. El espectacular artículo de Peter van de Kamp anunciando un exoplaneta de masa 1,6 veces la de Júpiter y un periodo de 12 años.

http://adsabs.harvard.edu/full/1963AJ.....68..515V

1969. Peter van de Kamp no se conforma e insiste. Ahora plantea no sólo uno, sino dos planetas. Períodos de 26 y 12 años con masas 1,1 y 0,8 veces la masa de Júpiter, respectivamente. 

http://adsabs.harvard.edu/full/1969AJ.....74..757V

1973. Gatewood no puede confirmar los hallazgos.

http://adsabs.harvard.edu/full/1973AJ.....78..769G

1982. Peter van de Kamp nunca reconoció que los planetas no existían. En 1982 son dos planetas con periodos de 12 y 20 años y masas 0,7 y 0,5 veces la masa de Júpiter.

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0083665682900046?via%3Dihub

1997. Una de las publicaciones de Benedict sobre la Estrella de Barnard y Proxima Centauri.

http://adsabs.harvard.edu/abs/1997BAAS...29.1316B

2012. El más reciente artículo publicado buscando planetas en la Estrella de Barnard por la técnica de velocidad radial.

https://arxiv.org/abs/1208.2273

2015. Finalmente un estudio intentando detectar compañeros subestelares de la Estrella de Barnard por observación directa con la cámara infrarroja del Gran Telescopio de las Canarias.

https://arxiv.org/abs/1507.01254

Y aquí un magnífico artículo de Paul Gilster sobre la Estrella de Barnard.

https://reddots.space/dreaming-peter-van-de-kamps-dream/

Indicios de tránsitos de exoplanetas en Proxima Centauri.

Nuevamente aparecen indicios de tránsitos en la estrella más cercana. El tránsito (lo recordamos) se produce cuando el exoplaneta pasa entre nosotros y la estrella. Sería fenomenal que Proxima b produjera tránsitos porque permitiría estudiar la atmósfera más fácilmente. Prudencia. Todo conduce a que son meros indicios, no se puede hablar de que se haya detectado realmente un tránsito.

Proxima Centauri vista por el Telescopio Espacial Hubble. (Fuente: ESA/NASA)

No debería ocurrir, los estudios de velocidad radial que permitieron la detección de Proxima b no aportan demasiada información sobre la inclinación de la órbita del planeta. Sin embargo, un mero cálculo geométrico muestra que la probabilidad de que Proxima b esté transitando es menor del 1,5%. De cualquier forma, si hubiera tránsitos, Proxima Centauri es tan pequeña que no serían muy difíciles de detectar, con una profundidad más o menos del 0,5%, alcanzable desde telescopios terrestres.

Además, la reciente detección de posibles cinturones de polvo en Proxima Centauri, quizá con una inclinación de unos 45 grados, hace pensar que si la órbita del planeta fuera más o menos coplanar con la arquitectura de los cinturones (como ocurre en el Sistema Solar), no habría tránsitos.

No obstante, tras el anuncio del hallazgo del planeta, David Kipping del CfA mostró en 2016 los resultados de sus estudios de la fotometría de Proxima Centauri, aprovechando las notables capacidad del pequeño telescopio espacial MOST, de 15 cm de apertura. David observó la estrella durante 12,5 días en 2014 y 31 días en 2015. Tres señales interesantes fueron detectadas, que bien podían ser algún tipo de distorsión o alguna sencilla fluctuación estocástica de los datos.

Una de las señales detectadas por MOST. Por desgracia la señal S, de la que se detectaron 4 eventos, no era coherente con las efemérides del planeta detectado por velocidad radial (Fuente: Kipping, 2016)

El más prometedor parecía la llamada señal C, una señal coherente con los parámetros de Proxima b, pero muy débil, con una significatividad estadística realmente muy baja. Aparecía otra señal más, con cierta significatividad (la señal S), pero incoherente con la información de las efemérides que se tenían del planeta. La llamada señal T no era real, por ser claramente espuria, debido a la forma del tránsito en V.

De la señal C se tenían 2 eventos de tránsito, y es además coherente con las efemérides del planeta. (Fuente : Kipping, 2016)

Por su parte, el húngaro Gaspar Bakos, al frente de su red de telescopios HAT-Sur también estudió la estrella, sin obtener ningún resultado positivo. De hecho, la señal C no aparecía, y parecía poder rechazarse con un nivel de 1 ó 2 σ.

La señal T era la más frágil de todas. Su forma en V no respondía con nuestra intuición. (Fuente: Kipping, 2016)

En principio, aunque lo que sabemos de Proxima Centauri nos induce a pensar que no debería haber tránsitos, aparecen nuevamente indicios. El astrónomo chino Hui-Gen Liu y sus colaboradores han seguido analizando la fotometría de la estrella desde el Antártico con un telescopio de 30 cm. Ubicados en la base china Zhongshan, a casi 70 grados latitud sur. En unos años esperan trasladar el telescopio, que está adaptado para operar a muy bajas temperaturas, a la base de Kunlun, a unos 80 grados de latitud sur y 4.000 metros de altura. Se benefician así del largo invierno del Antártico y sus prolongada noche invernal que les permite observar el cielo de forma ininterrumpida y de la enorme calidad del cielo del polo Sur, casi siempre sin nubes. Quizá sea el mejor cielo de todo el planeta.

Estación china en la que está instalado actualmente el telescopio utilizado para detectar el supuesto tránsito. (Fuente: Wikipedia. Crédito: Alexrk2)

La fotometría fue obtenida durante 10 días seguidos de la noche invernal antártica, desde el 29 de agosto hasta el 21 de septiembre de 2016. El presunto tránsito detectado es razonablemente coherente con las efemérides que se derivan del modelo de velocidad radial, pero no es del todo coherente con las más precisas predicciones que se derivan de los dos eventos que conforman la señal C por apenas 138 minutos, así que se propone que haya TTVs, es decir, retrasos o adelantos en el tiempo de paso en los tránsitos derivados de la interacción de Proxima b con otros hipotéticos planetas no detectados por velocidad radial.

El indicio de tránsito parece coherente con la señal del planeta descubierto por velocidad radial y con la señal C de Kipping. (Fuente: Hui-Gen Liu, 2017)

Finalmente, es importante saber que la significatividad estadística del indicio es de apenas un 2,5 σ. No es gran cosa. Se necesitan más datos para confirmar o desmentir el indicio. En principio esperan seguir trabajando en el tema durante el próximo invierno del hemisferio sur, quizá en la nueva base de Kunlun.

En principio no deberíamos esperar demasiado de estos eventos, porque la fotometría de esta estrella puede estar distorsionada por las abundantes fulguraciones. De cualquier forma, no hay que dejarlos desatendidos porque podrían terminar siendo algo importante.

Sigamos atentos, las noticias sobre este sistema son constantes.

2016. David Kipping lidera un equipo que detecta indicios de tránsitos en Proxima Centauri.

https://arxiv.org/abs/1609.08718

Mis comentarios sobre el artículo de Kipping.

http://exoplanetashabitables.blogspot.com.es/2016/10/el-esoterico-transito-de-proxima-b.html

2017. Hui-Gen Liu et al. Detectan indicios adicionales de tránsitos.

https://arxiv.org/abs/1711.07018

Ross 128 b. Un planeta “templado” muy cercano.

No acabamos de comentar el hallazgo de los anillos de polvo en Proxima Centauri y ya estamos con otro tema que nos deja alucinados. Esto de escribir sobre exoplanetas es no parar. Resulta que acaba de anunciarse el descubrimiento de Ross 128 b, un planeta muy interesante. 

Recreación artística del planeta Ross 128 b. (Fuente: ESO. M. Kommesser)

Está muy cerca, a sólo 11,03 años luz. Con una masa mínima de 1,35 masas terrestres parece una exotierra, la segunda mas cercana conocida después de Proxima b (1,27 masa terrestres). Otro planeta más cercano como Lalande 21185 b es más grande, quizá una supertierra.

No deja de ser curioso. La estrella se acerca a nosotros y, de hecho, se estima que en unos 70.000 años estará a algo menos de 6,3 años luz, y entonces será la estrella más cercana al Sol…¡estará más cerca que Proxima Centauri!

La estrella es una enana roja, un poco más grande y caliente que Proxima Centauri, ubicada en la constelación de Virgo, con el 15% masa solar y el 20% del radio solar. El planeta Ross 128 b está orbitando a unas 0,05 UA de su estrella cada 9,9 días en una órbita poco excéntrica.

El planeta en cuestión orbita alrededor de la estrella Ross 128, que parece ser que tiene también un precioso nombre: Proxima Virginis (sin acentos, por favor). Me encantaría que se emplease este nombre alternativo más a menudo, pero no parece ser así.

La Detección del Planeta.

El hallazgo del planeta ha sido realizado (claro) por el legendario espectrómetro HARPS, el mismo que descubrió Proxima b y otros muchos planetas cercanos interesantes. El equipo ha sido liderado por Xavier Bonfils (Universidad de Grenoble), un viejo conocido en este blog, por ejemplo, en relación con el descubrimiento de GJ 667 Cc.

Se analiza un histórico de más de 10 años (2005-2016) de velocidades radiales de la estrella, comprendiendo 157 observaciones. El análisis preliminar de los datos con un sencillo diagrama GLS ya arroja una señal de 9.9 días. Los residuos siguen teniendo estructura, que se asocia a distorsiones en las velocidades radiales producidas por la rotación del planeta. El futuro dirá si en estos residuos está escondido un planeta adicional.

Diagrama que muestra la señal en 9,9 días (Fuente: Bonfils, 2017)

El equipo ha aplicado técnicas de procesos gaussianos con diversos núcleos (quasi-periódico, exponencial cuadrática) y con diversas especificaciones (kepleriano puro o kepleriano con un drift). Todos los enfoques implementados con algoritmos MCMC conducen a una solución con un planeta terrestre orbitando con un periodo de 9,9 días.

Los datos ordenados durante una órbita comparados con la estimación del modelo. Abajo, los residuos que quedan. (Fuente: Bonfils, 2017)

La Actividad Estelar.

Es my interesante que la estrella Ross 128 sea muy tranquila. Proxima b está continuamente afectada por la actividad estelar de Proxima Centauri y eso es una amenaza para su habitabilidad.

Comparada con la actividad estelar de Proxima Centauri o TRAPPIST-1, Ross 128 parece una estrella poco activa, que rota lentamente en unos 120 días debido a su longevidad de más de 9.000 millones de años.

Esto es muy positivo para la habitabilidad del planeta, que podrá garantizar una cierta estabilidad en su atmósfera.

La Habitabilidad

La habitabilidad siempre es un tema difícil. Estando casi a la misma distancia que Proxima b (0,05 UA), como la estrella es un poco más grande y está más caliente que Proxima Centauri, Ross 128 b (1,34) parece recibir más flujo, el doble de hecho, que Proxima b (0,68), y podría estar mucho más caliente.

El Laboratorio de Habitabilidad Planetaria (PHL) que mantiene la Universidad de Puerto Rico en Arecibo (por cierto, que está luchando valientemente por superar las dificultades causadas por el reciente huracán) ha clasificado el planeta como ubicado en la zona de habitabilidad en su versión más optimista. 

Ross 128 b ha sido incorporado al Catalogo de Exoplanetas Potencialmente Habitables en la lista Optimista. (Fuente: PHL. Universidad de Puerto Rico en Arecibo.)

Los modelos más comúnmente utilizados (Kopp. 2013/2014) son muy apreciados por su sencillez, y parece que ubican al planeta cerca de su límite inferior en su versión más optimista. Otros modelos más complejos (Kopp. 2016) aplicados a un planeta que debería tener acoplamiento de marea, permiten al planeta estar confortablemente dentro de la zona de habitabilidad.

En fin. Son modelos meramente teóricos no contrastados con observaciones decentes en los sistemas planetarios de las enanas rojas. No se sabe qué puede estar ocurriendo, aunque parece que hay candidatos mejores.

Comparativa entre Ross 128 b y Proxima b. (Fuente: Elaboración Propia.)

¿Qué podemos esperar en el futuro de este planeta?

Por suerte, el planeta cayó dentro del campo de visión del Kepler K2, que lo observó durante casi 3 meses, sin detectar ningún tránsito. Esto, unido a la baja probabilidad teórica de tránsitos, hace que probablemente no los haya. Es una dificultad para posteriores observaciones de la atmósfera del planeta.

Como no parece que haya tránsitos, la posibilidad (real para Proxima b) de seguir con el JWST la curva de luz en el infrarrojo (permite medir temperatura, intuir densidad atmósfera, etc.), no parece plausible para Ross 128 b.

El autor expresa que el ELT podría resolver el sistema y tomar imágenes. En el caso de Proxima b parece que el ELT podrá intentarlo, pero Ross 128 b está más del doble de lejos y, en mi opinión, será mucho más difícil. Depende básicamente de dos factores: el contraste, que no es demasiado problema en la HZ de las enanas rojas; y el Inner Working Angle (IWA). Al estar más lejos que Proxima b su IWA será más reducida (15 mas para Ross 128 b vs 37 mas para Proxima b). El autor, no obstante, se muestra moderadamente optimista.

No subestimemos el ingenio de los científicos. Si no basta con la resolución angular, habrá que utilizar otras estrategias. Nuevas técnicas que combinan alta resolución angular con alta resolución espectral (SPHERE+ESPRESSO) quizá puedan dar la sorpresa. De hecho, Lovis, el científico que lidera estos planteamientos en el VLT, es coautor del paper

 .

Por cierto, cómo me gustaría que ALMA observarse el sistema en busca de anillos de polvo.

Sigamos atentos, que los exoplanetas no dan tregua.

Planetas a menos de 15 años luz. Lalande 21185 b está algo más cerca, pero es menos interesante. (Fuente: Elaboración Propia)

El anuncio del ESO.

https://www.eso.org/public/news/eso1736/

2010. Bobylev. Analiza datos del Hipparcos para predecir el acercamiento de Ross 128 a 1.9 parsecs en los próximos 72.400 años. Hay diversas estimaciones que están entre 70.000 - 80.000 años.

https://arxiv.org/abs/1003.2160

2017. El artículo de Xavier Bonfils con el flamante hallazgo de Rosa 128 b.

https://arxiv.org/abs/1711.06177

Proxima Centauri y la historia de los cinturones de polvo.

El descubrimiento de cinturones de polvo en Proxima Centauri hace necesario entender mejor su historia. De esta manera, podemos enmarcar el hallazgo en su contexto.

Espectacular imagen de Fomalhaut tpmada por el HST. Se puede apreciar la evolución del planeta Fomalhaut b. (Fuente: NASA)

En los años 80 no se conocían planetas en otras estrellas distintas del Sol. El único sistema planetario estudiado hasta entonces era el Sistema Solar. Fue entonces cuando algo empezó a cambiar, con la puesta en órbita de IRAS, el primer telescopio infrarrojo.

La sorpresa llegó enseguida, cuando los instrumentos del nuevo telescopio IRAS se estaban calibrando. Para ello, se enfocó a Vega, una estrella bien conocida, de la que no se esperaban sorpresas. Cuando apareció un exceso en el infrarrojo muchos pensaron que era un defecto fatal del dispositivo. Sin embargo, tras muchos test se verificó que el telescopio funcionaba correctamente.

El telescopio espacial IRAS detectó lo que se llama “un exceso en el infrarrojo”. Es decir, en el espectro de distribución de energía de una estrella aparecía un flujo en el infrarrojo superior al esperado.

Y, además, la estrella Vega no era la única; había otras más, muchas más. Por si fuera poco, en 1984 se consiguió obtener la primera imagen del disco que rodeaba a la estrella Beta Pictoris.

En unos años había cuatro famosas estrellas en las que se tomaron imágenes de discos. Las llamaron “Las Cuatro Fantásticas (The Fantastic Four)”: Beta Pictoris, Vega, Fomalhaut y Epsilon Eridani.

Imagen del planeta de Beta Pictoris b (Centro) sobre la imagen del disco de debris de la estrella (Fuente: ESO. Crédito: Lagrange, 2008).

Se comprendió enseguida que los discos de escombros (debris) eran el remanente del proceso de formación del sistema planetario, en el que ya no quedaba gas. En estos discos de escombros se producían colisiones en cascada que terminaban produciendo un polvo que emitía intensamente en el infrarrojo.

Llegaron nuevos telescopios espaciales en el infrarrojo medio y lejano, como el ISO, que en los 90 amplió el número de estrellas que mostraban un “exceso en el infrarrojo”. 

La llegada del telescopio Spitzer aportó nuevas imágenes de discos durante su fase criogénica (2003-2009). Fue capaz de resolver el disco que rodeaba a muchas estrellas. Pero fue realmente Herschel (2009-2013), con su apertura de 3,5 metros, el telescopio espacial que permitió que ahora se conozcan cientos de discos de escombros (debris) similares comparables con nuestro cinturón de Kuiper.

Imagen del disco de Epsilon Eridani en la banda submilimétrica. (Fuente: SCUBA. JCMT. Jane Greaves.)

Muchas de la estrellas grandes (A) tienen discos. La mejora de las técnicas de imagen de alto contraste permitió identificar planetas en ellas: Fomalhaut, Beta Pictoris, HR 8799, HD 95086, etc. proporcionando imágenes espectaculares.

Esquema del sistema Epsilon Eridani comparado con el Sistema Solar. (Fuente: NASA JPL Caltech)

En las estrellas pequeñas (M) apenas se detectaban discos. Quizá si los hay, pero no son lo suficientemente grandes para poder detectarlos. Estaba el caso de GJ 581 y Au Mic.

En las estrellas del tipo solar (FGK) los resultados estadísticos eran que un 16%-22% podían tener discos. Parece que hay cierta correlación entre la presencia de discos y planetas pequeños. Resultaba que las estrellas con exoplanetas no muy grandes (< 100 masas terrestres) suelen tener discos. En las que tenían gigantes gaseosos se sospecha que de alguna forma los destruyen. Tengamos en cuenta (modelo de Niza) que posiblemente los gigantes gaseosos dejaron el Cinturón de Kuiper en un 1% de lo que fue en su origen.

Tau Ceti, 82 G. Eridani (HD 20794), 61 Vir, HD 69830, HD 38858 son casos de estrellas del tipo solar con discos y posibles planetas pequeños. Hay casos más difíciles, como Epsilon Eridani, que parece que tiene un gigante gaseoso y enormes cinturones.

Actualmente, los telescopios espaciales en el infrarrojo IRAS, ISO, el Spitzer criogénico y Herschel han dejado de funcionar. Sin embargo, ahora tenemos a ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) un sistema interferométrico de antenas instaladas en el desierto de Atacama. 

Imagen del disco de HR 8799, sistema famoso por tener 4 planetas obtenidos por Imagen de al ta resolución (Fuente: NASA JPL_Caltech)

Cuando se obtienen imágenes en el infrarrojo lejano la localización del verdadero anillo, con los planetesimales, no es clara. Y es que en el infrarrojo se ve el polvo que generan las colisiones entre los cuerpos y este polvo se mueve por, por ejemplo, la radiación o el viento estelar. ALMA sin embargo, estudia el polvo en la escala del milímetro y es sensible a partículas más grandes que los telescopios infrarrojos, De esta manera, los resultados estarán más cerca de la localización real de los discos de escombros.

Imagen de un disco protoplanetario obtenida con ALMA. No confundir con un disco de escombros (Debris), que describe una fase posterior a la formación de planetas (Fuente: ALMA)

Y conociendo realmente bien dónde están los cinturones de planetesimales se pueden identificar resonancias o procesos que permitan intuir dónde están los planetas.

Y ahora volvamos sobre Proxima Centauri:

• Los cinturones detectados en Proxima Centauri son bastante débiles. El cinturón principal (1-4 UA), podría tener una masa similar al Cinturón de Kuiper. 

• Para confirmar el disco más externo (30 UA) se necesita más información pero, si se confirma, sería un extraño cinturón no comparable con nada del Sistema Solar. Se han detectado casos parecidos, como el cinturón de la cercana estrella Groombridge 1618. Esta estrella tiene un extraño anillo muy frío.

• El extraño objeto a 1,6 UA hace volar nuestra imaginación. La posibilidad de que sea un gran planeta que, por su lejanía, haya pasado desapercibido para las campañas de velocidad radial no deja de ser sugerente, aunque quizá debería tener menos de 100 masas terrestres. Seamos cautos. Tenemos el ejemplo de la estrella con planetas (55 Cancri), en la que se detectó un “exceso en el infrarrojo” con IRAS que luego (en 2002) terminaron siendo galaxias lejanas que aparecían en el fondo. Es verdad. Estas situaciones que se produjeron con IRAS son mucho menos probables con un sistema de la potencia de ALMA. No obstante, sería muy interesante estudiar nuevamente el sistema con ALMA, para ver si los objetos siguen mostrándose pasados unos meses.

• Los resultados del equipo Red Dots deberían mostrarnos si es posible confirmar la presencia de ese planeta Proxima c, que podría estar relacionado con el más interior y caliente de los cinturones (0,4 UA) 

Finalizando, lo único que tengo claro es que el sistema de Proxima Centauri renueva su interés. Cada vez me emociona más. 

Sigamos atentos.

Relación sistemas resueltos a menos de 10 parscs (33 años luz). Se echan de menos Groombridge 1634 (4 parsecs) y 82 G. Eridani (6 pasecs). Quizá el autor considera que no se ha alcanzado un resolución completa de esos discos.

(Fuente: https://www.circumstellardisks.orgp)

2011. Herschel detecta débiles cinturones con una luminosidad reducida, similar a la del Cinturón de Kuiper, pero mucho más fríos. Entre otras, destaca la cercana estrella Groombridge 1618.

https://arxiv.org/abs/1110.4826

2012. Wyatt resuelve con Herschel el disco de la cercana estrella 61 Vir usando el telescopio Herschel. Además analiza la relación entre la presencia de discos y planetas.

https://arxiv.org/abs/1206.2370

2014. Herschel observa el disco de Tau Ceti.

https://arxiv.org/abs/1408.02791

2015. Kennedy muestra los discos de algunas estrellas cercanas (incluyendo la cercana estrella 82 G. Eridani) analizando la relación entre los discos y sus planetas.

https://arxiv.org/abs/1503.02073

2016. Montesinos explica que un 22% de las estrellas del tipo solar (FGK) podrían tener discos. La introducción del paper es muy interesante.

https://arxiv.org/abs/1605.05837

2016. ALMA observa el cercano sistema Tau Ceti.

https://arxiv.org/abs/1607.02513

2017. ALMA observa el cercano sistema Epsilon Eridani.

https://arxiv.org/abs/1705.01560

2017. ALMA observa el disco de 61 Virginis, un sistema con exoplanetas.

https://arxiv.org/abs/1705.01944

2017. Estudio del disco de Fomalhaut con ALMA.

https://arxiv.org/abs/1705.05867

2017. Cinturones de polvo en Proxima Centauri con ALMA.

https://arxiv.org/abs/1711.00578

Cinturones de polvo alrededor de Proxima Centauri, la estrella más próxima.

El sistema planetario de Proxima Centauri, la estrella más cercana, podría ser mucho más complejo, más rico y más misterioso de lo que suponíamos. Estos enigmáticos cinturones de polvo podrían revelar que sólo ahora estamos empezando realmente a comprender este sistema planetario.

Representación artística de los cinturones de polvo alrededor de Proxima Centauri (Fuente: ESO. Crédito: M. Kommesser.)

Lo conocido hasta ahora lo sabemos todos, pero lo recuerdo. Se tiene bastante seguridad sobre la presencia de Proxima b, a 0,05 UA de la estrella, un planeta de masa algo superior a la terrestre. Además, hay indicios no confirmados de la presencia de Proxima c, otro planeta más, quizá algo más grande, quizá a unas 0,3-0,4 UA.

Sin embargo, resultados recientes obtenidos por el Observatorio ALMA (uno de los múltiples estudios iniciados para apoyar al equipo Red Dots), muestran discos de polvo.

La nueva estructura del sistema (Fuente: Guillem Anglada, 2017)

Parece detectarse un cinturón de polvo frío entre 1 y 4 UA, quizá a una temperatura de sólo 40 K (inferida por si distancia a la tenue estrella), con una masa total cercana a 0,01 masas terrestres. El polvo es el resultado de colisiones entre asteroides en un cinturón similar al de Kuiper de nuestro Sistema Solar.

La estructura del sistema es compleja. Pudiera haber un extraño cinturón adicional a 30 UA, todavía más frío (10K); así como otro cinturón más caliente, a apenas 0,4 UA (¿cerca de Proxima c si existe?).

Por si esto fuera poco, se detecta un objeto sorprendente a unas 1,6 UA. Podría ser una galaxia de fondo o una colisión entre asteroides reciente, aunque se considera improbable. Si es así desaparecerá en futuras observaciones:

“Finalmente, una excitante alternativa es que la fuente describa un anillo de polvo rodeando a un planeta gigante todavía no descubierto a una distancia (proyectada) de 1,6 UA (período orbital de 5,8 años).”

(“Finally, an exciting alternative scenario is that the source traces a ring of dust surrounding an as yet undiscovered giant planet orbiting at a (projected) distance of 1.6 au (orbital period 5.8 yr).”)

Podría ser un gigante con un anillo como el de Saturno… ¿puede ser más emocionante?

Otros de los aspectos interesantes es que los cinturones parecen estar inclinados 45 grados. Si suponemos que la órbita de Proxima b es más o menos coplanar con los cinturones, nos daría que la masa de este planeta no supera las 2 masas terrestres, y esto es una magnífica noticia.

En el Sistema Solar tanto el Cinturón de Kuiper como el Cinturón de Asteroides están pastoreados y controlados por resonancias con los planetas gaseosos.

¿Qué puede estar escondido en los huecos que quedan entre esos cinturones de polvo?

Sigamos atentos, que lo más emocionante está por llegar. 

El autor principal del artículo es Guillem Anglada Pons del IAA, y no debe ser confundido con Guillem Anglada Escudé, el descubridor de Proxima b, que es coautor de este artículo. (Fuente: IAA. http://revista.iaa.es/content/hh30-el-jet-que-no-tenia-cabeza)

El artículo de Paul Gilster en Centauri Dreams.

https://www.centauri-dreams.org/?p=38679

2017. El anuncio del sorprendente hallazgo.

https://arxiv.org/abs/1711.00578