Alfa Centauri y Avatar

Todos hemos visto la película de James Cameron. Avatar nos describe cómo podría ser el sistema Alfa Centauri: orbitando en la Zona Habitable de Alfa Centauri A hay un gigante gaseoso llamado Polifemo. Una de sus lunas tiene un gran tamaño y es habitable. Su nombre, claro, es Pandora.

Polifemo y Pandora (Fuente:http://es.james-camerons-avatar.wikia.com/wiki/Polifemo)

Hay bastante acuerdo entre los científicos en que un planeta como Polifemo probablemente no existe, porque habría sido ya detectado por la técnica de la velocidad radial. Esto es seguro en Próxima y en B pero, es verdad que A es bastante difícil de estudiar por esta técnica y es posible que, si el gigante gaseoso no es muy gigante, algo así como un gigante enano, podría, quizá, hum, existir sin haber sido detectado.

Las simulaciones de ordenador de formación de planetas en estrellas binarias ponen de manifiesto la elevada dificultad de los gigantes gaseosos para formarse en estas condiciones. Nuevamente, es improbable pero no imposible. De hecho, ahí tenemos la estrella Gamma Cephei, un sistema de estrellas binario con un planeta con el doble de masa que Júpiter.

Polifemo comparado con Júpiter (Fuente:http://es.james-camerons-avatar.wikia.com/wiki/Polifemo)

Sí podría en cambio haber planetas del tamaño de Pandora en Alfa Centauri. Los científicos que estudian la estabilidad del sistema están de acuerdo en que podría haber orbitando planetas a menos de 2,5 UA y serían estables. Por supuesto la Zona Habitable está dentro de esta distancia y podría contener uno o más planetas terrestres.

Quizá todas nuestras dudas desaparezcan si se termina construyendo ACESat (Alpha Centauri Exoplanet Satellite), el satélite propuesto por Ruslan Belikov. Belikov es un científico del Ames Reseach Center de la NASA especializado en la investigación de coronógrafos de altísima calidad.

Ruslan Belikov (Fuente: NASA)

Como sabemos, fotografiar un planeta orbitando en una estrella no es tema fácil, es como fotografiar una luciérnaga cercana a un luminoso faro. Para solucionar este problema un coronógrafo bloquea la luz de la estrella para poder así observar el tenue planeta que de otra forma no veríamos, ya que la brillante estrella nos deslumbraría.

Pues bien, Belikov ha propuesto la construcción de un telescopio espacial, con un avanzadisimo coronógrafo, dedicado a observar exclusivamente el sistema Alfa Centauri. Sería un telescopio pequeño y razonablemente barato, de apenas 45 kg, con una apertura inferior a 45 cm. Sin embargo, según Belikov, observando continuamente el sistema Alfa Centauri este pequeño telescopio podría detectar planetas terrestres en su zona habitable. Si la propuesta fuera aprobada bien podría estar en órbita en 2020.

La historia de Belikov me recuerda mucho la de otro científico del Ames Research Center, que hace muchos años también propuso un telescopio innovador. Al final, tras 25 años(!) de paciente espera se le hizo caso. Sí, me refiero a William Borucki, el hombre tenaz que desarrolló el glorioso telescopio Kepler, uno de los telescopios espaciales más exitosos de la historia, con el que se han descubierto centenares y centenares de exoplanetas.

¡Esperemos que Belikov tenga más suerte y no tarden tanto en considerar su propuesta!

El telescopio ACESat (youtube.com)

http://blogs.scientificamerican.com/observations/planet-hunters-bet-big-on-a-small-telescope-to-see-alien-earths/
http://danielmarin.naukas.com/2015/10/08/un-telescopio-espacial-para-descubrir-planetas-habitables-alrededor-de-alfa-centauri
http://www.centauri-dreams.org/?p=35434

Alfa Centauri y la extraordinaria historia del planeta fantasma.

Si alguna vez se descubriese un planeta en Alfa Centauri sería una noticia importante, quizá incluso un hecho histórico. Supondría empezar a conocer la estructura del sistema planetario de las estrellas más próximas.

Es por eso que en 2012 la noticia nos dejó a todos fascinados: se había descubierto un planeta en Alfa Centauri B. Su nombre, claro, era Alfa Centauri B b. Es verdad que no estaba en la zona habitable que en esta estrella empieza en 0,7 UA.

(Xavier Dumusque  Fuente: https://www.cfa.harvard.edu/~xdumusqu/Xavier_Dumusque/Welcome.html)

Parecía que Xavier Dumusque, un joven científico del Observatorio de Ginebra, utilizando HARPS había detectado un planeta de tamaño terrestre en una zona demasiado caliente, apenas a 0,04 UA de la estrella con un período orbital de 3,24 días. La intensidad de la señal de velocidad radial era sospechosa, pues arrojaba una K=0,51 m/s, quizá demasiado débil para la sensibilidad de HARPS, que por entonces estaba en algo menos que 1 m/s.

Xavier hizo un esfuerzo importante, eliminando todas las posibles fuentes de ruido, en su mayoría producidas por la propia estrella para quedarse solo con la señal del planeta. Eran numerosas las fuentes de ruido a aislar porque la precisión necesaria era enorme, nunca se había detectado un exoplaneta utilizando la técnica de la velocidad radial con esa precisión. Pero se podía intentar, Alfa Centauri B era una estrella muy tranquila. Con Alfa Centauri A, la estrella más grande del sistema, mucho más inestable, Xavier lo habría tenido mucho más dificil.

(La señal de velocidad radial de Alfa Centauri B b)

El método científico es implacable. Así que pronto llegaron científicos que analizaron los datos objetivamente, desde la más escrupulosa imparcialidad. El más prominente de todos fue Hatzes, un veterano investigador. Hatzes analizó los datos desde otro punto de vista, con otras herramientas estadísticas y sus resultados, publicados en mayo de 2013, no fueron concluyentes. A veces, solo a veces, a él también le salía la señal de 3,24 días. Ni pudo rebatir, ni pudo confirmar el hallazgo. El hipotético planeta le sugería muchísimas dudas, pero al final terminó concluyendo que eran necesarios más datos. Todavía nos quedaba un hilo de esperanza.

Lo siguiente que ocurrió fue tremendo. Alfa Centauri B b parecía estar a solo 0,04 UA de su estrella y por otro lado el sistema A y B parecía estar “de canto”. No era descabellado pensar que podía haber tránsitos, es decir, que el planeta podía pasar exactamente entre nosotros y Alfa Centauri B. No se perdía nada probando.

Brice-Olivier Demory, de la Universidad de Cavendish, en colaboración con el Observatorio de Ginebra, fue quien se encargó de conseguir acceso al telescopio espacial. Le fueron concedidas 16 órbitas del HST, unas 26 horas de julio de 2013.

(Brice-Olivier Demory Fuente: http://www.mrao.cam.ac.uk/~demory/)

Y aquello fue una sorpresa: ¡detectaron un tránsito!, la luminosidad de Alfa Centauri B disminuía en unas 90 ppm, ¡una señal propia de un planeta terrestre!

(El tránsito de Alfa Centauri B c obtenido por Demory)

Demory necesitaba confirmar su tránsito y tuvo que volver a solicitar tiempo en el HST. Pero en un telescopio tan demandado, tuvo que explicar muy bien el motivo por el que quería volver a utilizar el telescopio.

Y la noticia del tránsito corrió como la pólvora entre los científicos. Nada de esto era público porque no había sido publicado, pero aquello parecía una confirmación espectacular y el prestigio en la comunidad científica de Xavier Dumusque, el hombre del planeta, creció enormemente. De hecho pasó a trabajar a la Universidad de Harvard. Y, mientras, la opinión pública no se enteraba de nada.

A Demory le fueron concedidas nuevamente 9 órbitas con 13,5 horas en julio de 2014. Y nuevamente hubo sorpresa: ¡el tránsito no apareció! Además tras un análisis minucioso del tránsito de 2013 parecía que realmente no era el mismo planeta. El planeta del tránsito parecía tener un periodo entre 10 y 20 días, a unas 0,10 ó 0,15 UA. Y le llamaron, claro, Alfa Centauri B c. Los resultados fueron publicados en marzo de 2015.

Finalmente, Rajpaul, de la Universidad de Oxford, publicó en octubre de 2015 un sólido artículo en que mostraba que Alfa Centauri B b no existía y era realmente un artificio de los datos, un “fantasma” (ghost) producido por la estrategia de la obtención de los datos y su temporización.

Xavier fue muy elegante y felicitó enseguida a Rajpaul por su trabajo:

“This is really good work. We are not 100 percent sure, but probably the planet is not there.”
http://news.nationalgeographic.com/2015/10/151028-planet-disappears-alpha-centauri-astronomy-science/

La situación actual (2016) es que Alfa Centauri B b no existe. Pero sobre Alfa Centauri B c (el tránsito) debería realizarse un estudio para desmentir o confirmar el resultado. Y no es fácil. Para detectar un planeta terrestre se necesita bajar de 100 ppm y eso por ahora solo puede hacerse con un telescopio espacial. El HST es un telescopio muy demandado, es difícil conseguir 20 días de su tiempo. El Spitzer no está preparado para estudiar una estrella tan luminosa. Ni Kepler ni TESS están diseñados para realizar trabajos específicos sobre una estrella. Quizá nos queda CHEOPS, que será lanzado en 2017.

Algún día sabremos qué hay en verdad allí. Estemos atentos.

https://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1241/eso1241a.pdf
http://arxiv.org/abs/1305.4960
http://arxiv.org/abs/1503.07528
http://arxiv.org/abs/1510.05598

Alfa Centauri, la estrella más próxima

Cuando era más joven leía todo lo que caía en mis manos de Isaac Asimov. Uno de mis libros preferidos era “Alfa Centauri, la estrella más próxima”, un viejo ensayo de los años 80 en el que este gran divulgador elucubraba sobre las estrellas más cercanas y sus posibilidades de tener planetas, mucho antes de que se descubriera el primer exoplaneta:

“Por lo común, cuando se habla de la detección de señales procedentes de otros planetas no se menciona el sistema de Alfa Centauri. Sin embargo, obsérvese que Alfa Centauri A se parece a nuestro Sol tanto como Zeta Tucanae, si no más, y que está a sólo un quinto de la  distancia de ésta. Es más, Alpha Centauri B se parece mucho a Epsilon Eridani, y está separada de nosotros por sólo dos quintos de la distancia de esta estrella. ¿Por qué no  investigar el sistema de Alfa Centauri como un posible hogar de vida y civilización?”

Si este gran hombre de ciencia, fallecido en 1992, pudiera ver los algo así como 2.000 exoplanetas actualmente descubiertos no cabría en sí gozo… Sin embargo, reconozcámoslo, aún no hay ningún planeta confirmado en el sistema Alfa Centauri.

Cuando los navegantes europeos pusieron nombres a las constelaciones del Sur pocos podían adivinar que en el Centauro estaban las estrellas de las noche más cercanas al Sol. Alfa Centauri está a algo más de 4 años luz. El sistema, como sabéis, está formado por tres estrellas: A, de tamaño similar al Sol; B, un poquito más pequeña y fría; y C, una pequeña estrella de intensas fulguraciones, una activa enana roja que también es llamada Próxima Centauri.

Con un periodo orbital de casi 80 años los componentes A y B llegan a acercarse hasta 11 UA para luego alejarse bastante hasta 36 UA en una órbita excéntrica. Como consecuencia de ello, vistos desde la Tierra, la distancia angular que los separa varía mucho. Actualmente en 2016 están demasiado cerca, de hecho no habían estado tan juntos desde hace muchos años. Esto es un problema porque es difícil estudiar B sin que parte de la luz de A se cuele en el telescopio y al revés. Así que ahora los científicos se dedican a mejorar sus instrumentos para que, en unos pocos años cuando las estrellas vuelvan a estar separadas, puedan realizarse estudios del máximo nivel.

Posición aparente de las dos estrellas (Fuente: Wikipedia)

Próxima Centauri es la estrella más próxima al Sol. A menudo en la red se leen cosas como  que hay estrellas más cercanas, se especula con que el Sistema Solar sea un sistema doble y que en la oscuridad de la nube de Oort se esconde una estrella que perturba y precipita los cometas periódicamente… Se argumenta que esta estrella es la causa de la extinción de los dinosaurios y cosas así.

Hoy estas teorías se consideran poco probables. Para mostrarlo basta con  analizar los resultados del satélite WISE. El Wide-field Infrared Survey Explorer es un telescopio sensible al infrarrojo puesto en órbita por la NASA en 2009. Este telescopio fotografió el 99% del cielo y llegó a tomar más de 1,5 millones de imágenes de altísima calidad. Gracias a este instrumento han sido descubiertos decenas y decenas de miles de asteroides. Utilizando los datos del WISE fue posible detectar Luhman 16, un sistema binario de enanas marrones muy débiles a tan solo 6,5 años luz.

Los cuerpos más cercanos al Sol (Fuente: Wikipedia)

Si hubiera en nuestro Sistema Solar algún cuerpo del tamaño de Neptuno a menos de 700 UA WISE lo habría detectado, si hubiera un planeta del tamaño de Júpiter a menos de 1 año luz habría sido detectado. Y, por supuesto, si hubiera otra estrella aunque fuera de pequeño tamaño en el Sistema Solar o incluso bastante más allá también, con toda seguridad, habría sido detectada.

No exagero, más información la podéis obtener aquí:

http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0004-637X/781/1/4/pdf
https://arxiv.org/abs/1303.2401