Proxima Centauri

Proxima Centauri is 'n klein ster sowat 4,2465 ligjare van die Son af in die suidelike sterrebeeld Sentour. Sy Latynse naam beteken "die naaste ster van Sentour". Dit is in 1915 deur Robert Innes in Suid-Afrika ontdek en is die naaste ster aan die Son. Met 'n skynbare magnitude van 11,13 as dit nie opvlam nie, is dit te dof om met die blote oog te sien. Proxima Centauri is as Alpha Centauri C lid van die Alpha Centauri-sterstelsel, en lê 2,18° suidwes van die Alpha Centauri AB-paar. Dit is tans 12 950 AE (0,2 ligjare) van AB af en wentel een keer in 550 000 jaar om dié sterre.

Proxima Centauri is 'n rooidwergster met 'n massa van omtrent 12,5% van die Son s'n (sonmassa), en 'n gemiddelde digtheid van sowat 33 keer dié van die Son. Omdat Proxima Centauri so naby aan die Aarde is, kan sy hoekdeursnee regstreeks gemeet word: Dit is sowat 'n sewende (14%) van die Son s'n. Hoewel dit 'n baie lae gemiddelde ligsterkte het, is Proxima Centauri 'n opvlamster wat lukraak drastiese toenames in helderheid ondervind vanweë magnetiese aktiwiteit. Die ster se magneetveld word geskep deur konveksie deur die hele ster. Die opvlamaktiwiteit wat daardeur veroorsaak word, wek 'n algehele X-straalemissie op wat ooreenstem met die Son se uitstraling. Die interne vermenging van sy brandstof deur konveksie deur sy kern en Proxima se relatief lae energieopwekkingstempo beteken dit sal vir nog 4 biljoen jaar 'n hoofreeksster bly.

Proxima Centauri het drie bekende eksoplanete: b, c en d. Proxima Centauri b se wentelbaan is rofweg 0,05 AE van die ster af, met 'n wentelperiode van omtrent 11,2 aarddae. Sy geraamde massa is minstens 1,17 keer dié van die Aarde. Die planeet is in die ster se bewoonbare sone, waar die temperatuur reg is sodat vloeibare water op sy oppervlak kan voorkom. Omdat Proxima Centauri 'n rooidwerg en 'n opvlamster is, is daar egter twyfel oor die bewoonbaarheid van die planeet. Proxima Centauri c is 'n kandidaat-Superaarde en wentel sowat 1,5 AE van die planeet af, met 'n wentelperiode van 1 900 dae (5,2 jaar). Proxima Centauri d is 'n Subaarde wat rofweg elke 5,1 dae sowat 0,029 AE van die ster af om hom wentel.

Waarneming

In 1915 het die Skotse sterrekundige Robert Innes, direkteur van die Uniesterrewag in Johannesburg, Suid-Afrika, 'n ster ontdek wat dieselfde eiebeweging as Alpha Centauri het. Hy het voorgestel dit word "Proxima Centauri" genoem (eintlik "Proxima Centaurus"). 

In 1917, by die Koninklike Sterrewag van die Kaap die Goeie Hoop, het die Nederlandse sterrekundige Joan Voûte die ster se trigonometriese parallaks gemeet as  en vasgestel Proxima Centauri is min of meer net so ver van die Son af as Alpha Centauri. In daardie stadium was dit die ster met die laagste ligsterkte wat bekend was. Die Amerikaanse sterrekundige Harold L. Alden het in 1928 ook Proxima Centauri se parallaks gemeet en met Innes saamgestem dat dit nader is, met 'n parallaks van .

In 1951 het die Amerikaanse sterrekundige Harlow Shapley aangekondig Proxima Centauri is 'n opvlamster. 'n Bestudering van vorige fotografiese rekords het gewys die ster toon 'n merkbare toename in magnitude op sowat 8% van die foto's. Dit was destyds die aktiefste opvlamster bekend.

Omdat die ster so naby was, kon sy opvlamaktiwiteit in besonderhede waargeneem word. In 1980 het die Einstein-ruimtesterrewag 'n gedetailleerde X-straalenergiekurwe van 'n opvlamming op Proxima Centauri saamgestel. Ook ander sterrewagte het opvlammings waargeneem en Proxima Centauri is sedertdien die onderwerp van bestudering deur die meeste X-straalsterrewagte, insluitende Chandra.

In 2016 het die Internasionale Sterrekundige Vereniging (IAU) 'n werkgroep georganiseer om eiename vir sterre te katalogiseer en standaardiseer. Die werkgroep het die naam "Proxima Centauri" op 21 Augustus 2016 vir die ster goedgekeur en dit word nou as sulks ingesluit op die IAU se lys van goedgekeurde stername.

Vanweë Proxima Centauri se suidelike deklinasie kan dit net suid van breedtegraad 27° N waargeneem word. Rooidwerge soos Proxima Centauri is te dof om met die blote oog te sien. Selfs van Alpha Centauri A of B af sal Proxima net as 'n ster van die 5de magnitude gesien word. Dit het 'n skynbare magnitude van 11, en daarom is 'n teleskoop met 'n lensopening van minstens 8 cm nodig om dit te sien, selfs as die lug baie donker is en Proxima ver bo die horison lê.

In 2016 is die sterkste opvlamming tot in daardie stadium op Proxima Centauri waargeneem. Die optiese helderheid het met 'n faktor van 68× toegeneem tot 'n magnitude van omtrent 6,8. Daar word geraam sulke opvlammings geskied omtrent vyf keer per jaar. Omdat hulle net 'n paar minute duur, is hulle egter nie voorheen gesien nie.

Fisiese eienskappe

Proxima Centauri is 'n rooidwerg; dit behoort tot die hoofreeks op die Hertzsprung-Russell-diagram en is van spektraaltipe M5,5. Die "M5,5" beteken die ster is 'n M-tipe dwergster met 'n lae massa, 'n rooierige kleur en 'n effektiewe temperatuur van sowat . Sy absolute magnitude, soos gesien vanaf 'n afstand van 10 parsek, is 15,5. Sy algehele helderheid oor alle golflengtes is 0,17% dié van die Son, maar oor die golflengtes van sigbare lig het dit net 0,0056% van die Son se ligsterkte. Meer as 85% van die lig wat dit uitstraal, is in infrarooigolflengtes.

In 2002 is met optiese interferometrie met die Baie Groot Teleskoop bereken die hoekdeursnee van Proxima Centauri is  (milliboogsekonde). Omdat sy afstand bekend is, kan die ster se werklike deursnee bereken word, en dit is 'n sewende van die Son s'n, of 1,5 keer dié van Jupiter. Sy massa is 12,2% van die Son s'n, of 129 Jupitermassas. 

In 1998 is vasgestel Proxima Centauri voltooi 'n volle rotasie elke 83,5 dae. Dit is later aangepas tot 82,6 dae.

Vanweë sy lae massa is die binnekant van die ster heeltemal konvekties, en daarom beweeg energie na die buitekant danksy die fisiese beweging van plasma, eerder as deur stralingsprosesse. Dié konveksie beteken die helium-as wat oorbly ná die termonukleêre fusie van waterstof versamel nie in die kern nie, maar word deur die hele ster gesirkuleer. Anders as die Son, wat net 10% van sy totale waterstofvoorraad sal verbrand voordat hy die hoofreeks verlaat, sal Proxima Centauri byna al sy brandstof gebruik voordat die fusie van waterstof eindig.

Konveksie word verbind met die opwekking en instandhouding van 'n magneetveld. Die magnetiese energie van dié veld word op die oppervlak vrygestel deur steropvlammings wat vir 'n kort rukkie (tot net 10 sekondes) die algehele ligsterkte van die ster verhoog. Op 1 Mei 2019 was 'n kort, maar uiterste vlam die helderste wat nog waargeneem is, met 'n verre-ultraviolet-uitstraling van . Dié vlamme kan net so groot soos die ster word en temperature van tot 27 miljoen K bereik – warm genoeg om X-strale uit te straal. Proxima Centauri se X-straalsterkte wanneer dit nie opvlam nie, is min of meer dieselfde as dié van die veel groter Son.

Proxima Centauri se chromosfeer is aktief en sy spektrum toon sterk emissielyne van enkelgeïoniseerde magnesium op 'n golflengte van 280 nm. Sowat 88% van die ster se oppervlak is dalk aktief. Dié persentasie is veel hoër as by die Son, selfs op die hoogtepunt van die Son se aktiwiteitsiklus. Selfs in stil tye sonder opvlammings verhoog dié aktiwiteit die koronatemperatuur van Proxima Centauri tot 3,5 miljoen K, in vergelyking met die 2 miljoen K van die Son se korona. 

Proxima Centauri se algehele aktiwiteitsvlak word as laag beskou in vergelyking met ander rooidwerge, wat ooreenstem met die ster se geraamde ouderdom van 4,85 miljard jaar, want die aktiwiteitsvlak van 'n rooidwerg sal na verwagting oor miljarde jare afneem namate sy sterrotasietempo afneem. Dit lyk of die aktiwiteitsvlak wissel met 'n tydperk van rofweg 442 dae, wat korter is as die Son se siklus van 11 jaar.

Proxima Centauri het 'n relatief swak sterwind, met nie meer as 20% van die massverliestempo van die sonwind nie. Omdat die ster baie kleiner as die Son is, kan die massaverlies per oppervlakeenheid van Proxima Centauri agt keer dié van die Son se oppervlak wees.

'n Rooidwerg met die massa van Proxima Centauri sal sowat 4 biljoen jaar in die hoofreeks bly. Namate die verhouding van helium toeneem vanweë die verbranding van waterstof, sal die ster kleiner en warmer word en eindelik verander in 'n sogenaamde "blou dwerg". Naby die einde van dié tydperk sal dit aansienlik helderder word en tot 2,5% van die Son se ligsterkte bereik. Dit sal enige liggame wat om hom wentel, vir 'n tydperk van miljarde jare verhit. 

Wanneer die waterstof op is, sal Proxima Centauri ontwikkel in 'n helium-witdwerg (sonder om deur 'n rooireusfase te gaan) en langsamerhand sy oorblywende hitte-energie verloor.

Afstand en beweging

Gebaseer op 'n parallaks van  is Proxima Centauri 4,2465 ligjare van die Son af. Van die Aarde af gesien, is Proxima Centauri met 2,18 grade van Alpha Centauri geskei, of vier keer die hoekdeursnee van die volmaan. Proxima Centauri het 'n relatief groot eiebeweging en beweeg 3,85 boogsekondes per jaar deur die lug. Dit het 'n radiale snelheid van 22,2 km/s in die rigting van die Son.

Onder die bekende sterre was Proxima Centauri sowat 32 000 jaar lank die naaste ster aan die Son en sal dit nog sowat 25 000 jaar lank die naaste bly. Daarna sal Alpha Centauri A en Alpha Centauri B mekaar sowat elke 79,91 jaar afwissel as die naaste ster. In 2001 het J. García-Sánchez et al. voorspel dat Proxima Centauri oor sowat 26 700 jaar op sy naaste aan die Son sal wees: binne 3,11 ligjare. 

Vandat Proxima Centauri ontdek is, is vermoed dat dit 'n ware metgesel van die Alpha Centauri-dubbelsterstelsel is. Data van die Hipparcos-satelliet, saam met grondgebaseerde waarnemings, het ooreengestem dat die drie sterre deur swaartekrag verbind word. Daarom word soms na Proxima as Alpha Centauri C verwys. Kervella et al. (2017) het hoëpresisie-radialesnelheidsmetings gebruik om met 'n groot mate van sekerheid te bepaal dat Proxima en Alpha Centauri gravitasioneel gebonde is.

So 'n driedubbele stelsel kan natuurlik vorm deurdat 'n ster met 'n lae massa deur 'n swaarder dubbelster van 1,5-2 sonmassas vasgevang word in die sterreswerm waarin hulle ontstaan het voordat die swerm uitmekaardryf. Akkurater metings van die radiale snelheid is egter nodig om dié hipotese te bevestig. 

As Proxima Centauri tydens sy vorming aan die Alpha Centauri-stelsel verbind is, sal die sterre waarskynlik dieselfde samestelling van chemiese elemente hê. Die swaartekraginvloed van Proxima kon Alpha Centauri se protoplanetêre skyf deurmekaargekrap het. Dit sou die beweging van vlugtige stowwe soos water na die droë innerlike dele aangehelp het en moontlik so enige aardplanete in die stelsel met dié materiaal verryk het. Alternatiewelik kon Proxima Centauri later vasgevang gewees het toe die sterre naby aan mekaar beweeg het. Dit sou gelei het tot 'n hoogs eksentrieke wentelbaan, wat toe gestabiliseer is deur die galaktiese gety en ander stellêre wisselwerkings. So 'n scenario kan beteken die wentelbane van Proxima Centauri se planete het 'n veel kleiner kans gehad om deur Alpha Centauri versteur te word. Daar word voorspel dat namate die Alpha Centauri-dubbelster evolueer en massa verloor, Proxima Centauri oor sowat 3,5 miljard jaar van die dubbelster sal begin wegbeweeg.

Ses enkelsterre, twee dubbelsterre en 'n driedubbele ster het dieselfde algemene beweging deur die lug as Proxima Centauri en die Alpha Centauri-stelsel, onder meer γ2 Normae en Gliese 676. Die ruimtesnelhede van dié sterre is almal binne 10 km/s van Alpha Centauri se sonderlinge beweging. Hulle kan dus 'n bewegende stergroep vorm wat sou dui op 'n gedeelde plek van oorsprong, soos in 'n sterreswerm.

Planeetstelsel

Teen 2022 is drie planete om Proxima Centauri ontdek. Een is onder die ligstes wat nog deur radiale snelheid bespeur is (d), een naby aan die Aarde se grootte in die bewoonbare sone (b) en 'n moontlike gasdwerg wat veel verder as die ander twee van die ster af is (c).

Sedert die eerste eksoplanete ontdek is, is daar al 'n soektog na eksoplanete in die Alpha Centauri-stelsel. Die aktiwiteitsvlak van die ster veroorsaak ruis en bemoeilik so die waarneming van 'n metgesel met behulp van radiale snelheid. In 1998 het 'n ondersoek van Proxima Centauri met die "Faint Object Spectrograph" aan boord van die Hubble-ruimteteleskoop blykbaar bewyse gelewer van 'n metgesel wat op 'n afstand van sowat 0,5 AE wentel. In 'n daaropvolgende soektog met die "Wide Field Planetary Camera 2" is geen metgesel gevind nie. 

Sedertdien is drie planete (twee bevestig en een kandidaat) in 'n wentelbaan om Proxima Centauri ontdek.

Planeet b

Proxima Centauri b, of Alpha Centauri Cb, wentel op 'n afstand van rofweg 0,05 AE om die ster, met 'n wentelperiode van sowat 11,2 aarddae. Sy massa is na raming minstens 1,17 keer dié van die Aarde. Die planeet se temperatuur is na raming binne die omvang waar water op sy oppervlak as vloeistof kan bestaan en dit is in die ster se bewoonbare sone.

Die eerste aanduiding van Proxima Centauri b se bestaan is in 2013 deur Mikko Tuomi van die Universiteit van Hertfordshire ontdek in argiefwaarnemingsdata. 

'n Span sterrekundiges het later sy ontdekking bevestig.

Planeet c
Proxima Centauri c is 'n kandidaat-Superaarde of gasdwerg van sowat 7 aardmassas wat elke sowat 1 900 dae rofweg 1,5 AE van die ster af om hom wentel. As dit die stelsel se Aarde was, sou Proxima Centauri c gelykstaande aan Neptunus gewees het. Vanweë sy groot afstand van die ster af is dit waarskynlik nie bewoon nie. Dit het 'n lae temperatuur van sowat 39 K.

Die Italiaanse astrofisikus Mario Damasso en sy kollegas het dit in April 2019 die eerste waargeneem. 

Dit is in 2020 met Hubble-data van omstreeks 1995 bevestig, maar wetenskaplikes is nie heeltemal seker nie. As dit wel Proxima Centauri c is wat hulle bevestig het, is dit te helder vir 'n planeet van sy massa en ouderdom, wat kan beteken die planeet het 'n ringstelsel met 'n radius van sowat 5 Jupiter-radiusse.

Planet d
In 2019 het 'ns pan sterrekundiges weer deur date van ESPRESSO oor Proxima Centauri b gegaan om sy massa te herbereken. Hulle het toe nog 'n radialesnelheidspiek gekry met 'n tydperk van 5,15 dae. Hulle het geraam dat as dit 'n planeet was, dit nie kleiner as 0,29 aardmassas sou wees nie. Verdere ontleding het daartoe gelei dat die ontdekking bevestig is en in Februarie 2022 aangekondig is.

Ander ontdekkings
In 2016 is in 'n verslag wat gehelp het om die bestaan van Proxima Centauri b te bevestig, berig dat 'n tweede sein met 'n omvang van 60 tot 500 dae waargeneem is. Die aard daarvan is egter steeds onduidelik weens onder meer steraktiwiteit.

In 2017 het 'n span sterrekundiges wat ALMA gebruik het, berig dat hulle 'n gordel koue stof waargeneem het wat om Proxima Centauri wentel op 'n afstand van 1-4 AE. Dié stof het 'n temperatuur van sowat 40 K en 'n totale geraamde massa van 1% van die Aarde s'n. Hulle het tentatief twee bykomende verskynsels waargeneem: 'n koue gordel met 'n temperatuur van 10 K sowat 30 AE van die ster af en 'n kompakte emissiebron sowat 1,2 boogsekondes van die ster af. Daar was ook 'n aanduiding van 'n warm gordel op 'n afstand van 0,4 AE. By nader ondersoek is egter vasgestel dié emissies is hoogs waarskynlik vanweë 'n groot opvlamming deur die ster in Maart 2017. Die teenwoordigheid van stof is nie nodig om die waarnemings te vorm nie.

Bewoonbaarheid

Voor die ontdekking van Proxima Centauri b het die TV-dokumentêr Alien Worlds gehipotetiseer dat 'n lewe-onderhoudende planeet dalk in 'n wentelbaan om Proxima Centauri of ander rooidwerge kan voorkom. So 'n planeet sal in die bewoonbare sone van Proxima Centauri lê wat sowat 0,023-0,054 AE van die ster af is. Dit sal 'n wentelperiode van 3,6-14 dae hê. 

'n Planeet wat in dié sone wentel, kan in 'n gebonde rotasie om die ster wees. As die eksentrisiteit van dié hipotetiese planeet laag is, sal Proxima Centauri min in die planeet se lugruim beweeg en sal die helfte van die planeet heeltyd dag hê en die ander helfte heeltyd nag. Die teenwoordigheid van 'n atmosfeer kan dien om die energie van die verligte kant na die donker kant te versprei.

Proxima Centauri se opvlammings kan die atmosfeer van 'n planeet in sy bewoonbare sone vernietig, maar die dokumentêr se wetenskaplikes was van mening dat dié struikelblok oorkom kan word. Gibor Basri van die Universiteit van Kalifornië, Berkeley het gesê: "Niemand het nog [enige] stok in die wiel vir bewoonbaarheid gevind nie." Een bekommernis was byvoorbeeld dat die strome gelaaide deeltjies van die ster se opvlammings enige planeet daarnaby se atmosfeer kan wegstroop. 

As die planeet 'n sterk magneetveld het, sal die veld egter die deeltjies wegkaats. Selfs die stadige rotasie van 'n gebonde planeet, wat net een keer in die rondte draai vir elke keer dat hy om die ster wentel, sal genoeg wees om 'n magneetveld op te wek, solank 'n deel van die planeet se binnekant gesmelt bly.

Ander wetenskaplikes, veral aanhangers van die Seldsame Aarde-hipotese, stem nie saam dat rooidwerge lewe kan onderhou nie.

In Desember 2020 is aangekondig 'n kandidaat-SETI-radiosein kan van die ster af kom. Later is vasgestel die sein was 'n mensgemaakte radiosteuring.

Toekomstige verkenning

Vanweë die ster se nabyheid aan die Aarde, is Proxima Centauri al voorgestel as 'n verbyvlugbestemming vir interstellêre reise. As konvensionele aandrywingstegnologie gebruik word, sal dit 'n ruimtetuig waarskynlik duisende jare kos om Proxima Centauri te bereik. Voyager 1, wat nou teen 17 km/s relatief tot die Son beweeg, sou Proxima oor sowat 73 775 jaar bereik het as hy in die ster se rigting beweeg het. 'n Stadig bewegende tuig sal net 'n paar tienduisend jaar hê om Proxima Centauri te bereik naby sy naaste afstand aan die Son, voordat die ster uit bereik beweeg.

Kernpulsaandrywing kan die duurte van so 'n reis tot 'n eeu verkort, en dié idee het verskeie projekte geïnspireer, soos Projek Orion, Projek Daedalus en Projek Longshot.

Projek Breakthrough Starshot het ten doel om die Alpha Centauri-stelsel binne die eerste helfte van die 21ste eeu te bereik met mikrotuie wat teen 20% van die ligsnelheid aangedryf word deur Aardgebaseerde lasers van sowat 100 gigawatt. Die tuie sal 'n verbyvlug van Proxima Centauri uitvoer om foto's te neem en data te versamel van sy planete se atmosferiese samestellings. Dit sal 4,25 jaar duur om die inligting terug te stuur Aarde toe.

Van Proxima Centauri af sal die Son lyk soos 'n helder ster met 'n magnitude van 0,4 in die sterrebeeld Kassiopeia, wat ooreenstem met die helderheid van Achernar of Procyon soos gesien van die Aarde af.

Verwysings

Skakels
 
 
 
 
 
 

M-tipe hoofreekssterre
Veranderlike sterre
Sterre met eiename
Planetêre stelsels