Εγγύτατος Κενταύρου b

Ο Εγγύτατος  Κενταύρου b (επίσης  Proxima b ή  Alpha Centauri Cb) είναι εξωπλανήτης σε τροχιά μέσα στην κατοικήσιμη ζώνη στο πλησιέστερο άστρο στον Ήλιο, τον ερυθρό νάνο Εγγύτατος του Κενταύρου, ο οποίος ανήκει σε τριπλό αστρικό σύστημα. Βρίσκεται σε απόσταση περίπου 4,2 έτη φωτός (1,3 παρσέκ ή 40 τρισεκατομμύρια χιλιόμετρα) από τη Γη στον αστερισμό του Κενταύρου, και είναι ο πιο κοντινός εξωπλανήτης στο Ηλιακό Σύστημα.

Ο εγγύτατος του Κενταύρου b περιστρέφεται γύρω από το μητρικό του άστρο  σε απόσταση περίπου 0,05 AU (7.500.000 χλμ) με τροχιακή περίοδο περίπου 11,2 ημέρες ενώ εκτιμάται ότι έχει μάζα τουλάχιστον 1,3 φορές μεγαλύτερη από τη Γη. Η κατοικησιμότητα του δεν έχει προσδιοριστεί, αν και είναι απίθανο να είναι κατοικήσιμος αφού υπόκειται σε πιέσεις ηλιακών ανέμων πάνω από 2.000 φορές μεγαλύτερες από αυτές που δέχεται η Γη από τον ηλιακό άνεμο.

Η ανακάλυψη του πλανήτη ανακοινώθηκε τον Αύγουστο του 2016 από το Ευρωπαϊκό Νότιο Αστεροσκοπείο (ESO). Ο πλανήτης βρέθηκε χρησιμοποιώντας τη μέθοδο της μεταβολής της ακτινικής ταχύτητας, όπου περιοδικές μετατοπίσεις των φασματικών γραμμών Doppler του άστρου, αποκαλύπτουν  την τροχιά ενός αντικειμένου που περιστρέφεται γύρω του. Από αυτές τις ενδείξεις, η ακτινική ταχύτητα του μητρικού άστρου σε σχέση με τη Γη ποικίλει, με πλάτος περίπου δύο μέτρα ανά δευτερόλεπτο. Σύμφωνα με τον Γκιγιέμ Ανγκλάδα‐Εσκουδέ, η σχετικά μικρή απόσταση από τη Γη, προσφέρει μια ευκαιρία για ρομποτική εξερεύνηση του πλανήτη με το σχέδιο Starshot. .

Χαρακτηριστικά

Μάζα, ακτίνα και  θερμοκρασία 
Η εμφανής κλίση στην τροχιά του Proxima Centauri b  δεν έχει μετρηθεί ακόμη. Η ελάχιστη μάζα του πλανήτη είναι 1,27 M⊕ (γήινες μάζες), η οποία θα ήταν και η πραγματική αν η τροχιά του ήταν ορατή από τη Γη. Όταν η κλίση της τροχιάς είναι γνωστή, μπορεί να υπολογιστεί η μάζα. Περισσότεροι κεκλιμένοι προσανατολισμοί συνεπάγονται μεγαλύτερη μάζα, με το 90% των πιθανών προσανατολισμών να υποδηλώνουν μάζα κάτω από 3M⊕   Η ακριβής ακτίνα του πλανήτη είναι άγνωστη. Αν έχει βραχώδη σύνθεση και πυκνότητα ίση με αυτή της Γης, τότε η ακτίνα του είναι τουλάχιστον 1,1 R⊕ (γήινες ακτίνες). Θα μπορούσε να είναι μεγαλύτερη εάν έχει μικρότερη πυκνότητα από τη Γη, ή μάζα μεγαλύτερη από την ελάχιστη μάζα. Όπως και πολλές άλλες υπεργαίες, ο Εγγύτατος του Κενταύρου b θα μπορούσε να έχει μια παγωμένη σύνθεση, όπως ο Ποσειδώνας, με ένα παχύ στρώμα υδρογόνου στην επιφάνεια του, με πιθανότητα  μεγαλύτερη του 10%. Ο πλανήτης έχει θερμοκρασία ισορροπίας στους .

Μητρικό άστρο 
Ο πλανήτης περιστρέφεται γύρω από ένα ερυθρό νάνο τύπου M τον Εγγύτατο Κενταύρου. Το άστρο έχει μάζα 0,12 M☉, ακτίνα 0,14 R☉ και  θερμοκρασία επιφάνειας 3.042 K  ενώ η ηλικία του είναι 4,85 δισεκατομμύρια έτη. Σε σύγκριση, ο Ήλιος είναι 4,6 δισεκατομμυρίων ετών  και έχει θερμοκρασία επιφάνειας 5.778 Κ. Ο Εγγύτατος του Κενταύρου περιστρέφεται μια φορά περίπου κάθε 83 ημέρες, και έχει φωτεινότητα περίπου 0,0015  L☉. Όπως και τα δύο μεγαλύτερα άστρα στο τριπλό αστρικό σύστημα, ο Εγγύτατος του Κενταύρου είναι πλούσιος σε μέταλλα, σε σύγκριση με τον Ήλιο, γεγονός σπάνιο για χαμηλής μάζας αστέρια. Η μεταλλικότητα του ([Fe/H]), είναι 0,21 ή 1,62 φορές το ποσό που υπάρχει στην ατμόσφαιρα του Ήλιου.

Παρόλο που ο Εγγύτατος του Κενταύρου είναι το πλησιέστερο άστρο στον Ήλιο, δεν είναι ορατό με γυμνό μάτι από τη Γη, λόγω της χαμηλής φωτεινότητας του (φαινόμενο μέγεθος ίσο με 11,13).

Ο εγγύτατος του Κενταύρου είναι αστέρας εκλάμψεων. Αυτό σημαίνει ότι παρουσιάζει περιστασιακές,  μεγάλες αυξήσεις στη φωτεινότητα του και εκπομπές υψηλής ενέργειας και εξαιτίας της μαγνητικής δραστηριότητας του που μπορεί να δημιουργήσει μεγάλες ηλιακές καταιγίδες. Η επιφάνεια του εξωπλανήτη  του, μπορεί να ακτινοβολείται έντονα  αν δεν διαθέτει ισχυρό μαγνητικό πεδίο ή προστατευτική ατμόσφαιρα.

Τροχιά 
Ο εγγύτατος του Κενταύρου b περιστρέφεται γύρω από το άστρο του κάθε 11,186 ημέρες σε ημιμεγάλο άξονα απόστασης περίπου 0,05 AU (7 εκ. χλμ) που σημαίνει ότι η απόσταση του από  το άστρο του είναι το ένα εικοστό της απόστασης Γης Ήλιου. Συγκριτικά, ο Ερμής, ο κοντινότερος πλανήτης στον Ήλιο, έχει ημιμεγάλο άξονα 0,39 AU. Ο Proxima Centauri b λαμβάνει περίπου το 65% του ποσού της ακτινοβολίας από το άστρο του από ότι δέχεται η Γη από τον Ήλιο, για σύγκριση ο Άρης λαμβάνει περίπου το 43%. Η περισσότερη από την ακτινοβολία από τον Εγγύτατο του Κενταύρου είναι στο υπέρυθρο φάσμα. Στο ορατό φάσμα, ο εξωπλανήτης λαμβάνει μόνο το 2,1% της ακτινοβολίας που λαμβάνει η Γη - για σύγκριση ο Δίας λαμβάνει το 3,7% και ο Κρόνος το 1,1%. Έτσι οπουδήποτε στην επιφάνεια του πλανήτη η μέρα δεν είναι φωτεινότερη από το λυκόφως της Γης. Ο μέγιστος φωτισμός του οριζόντιου εδάφους με το λυκόφως στην ανατολή του ηλίου είναι γύρω στα 400 lux, ενώ ο φωτισμός του πλανήτη είναι περίπου 2.700 Lux χωρίς εκλάμψεις του αστέρα Εγγύτατου. Επίσης, ο αστέρας Εγγύτατος έχει εκλάμψεις. Στην πιο λαμπρή έκλαμψη, μέχρι στιγμής, παρατηρήθηκε αύξηση της οπτικής φωτεινότητας του Εγγύτατου περίπου 8 φορές, η οποία θα είναι μια μεγάλη αλλαγή από το προηγούμενο επίπεδο, αλλά και πάλι το 17% του φωτισμού της Γης δεν είναι πολύ ισχυρό φως. Ωστόσο, λόγω της κοντινής τροχιάς, ο πλανήτης δέχεται περίπου 400 φορές περισσότερη ακτινοβολία  ακτίνων X από τη Γη.

Κατοικησιμότητα 

Η κατοικησιμότητα του Proxima Centauri b δεν έχει εξακριβωθεί, δεδομένου  ότι ο πλανήτης υπόκειται σε αστρικούς ανέμους με πιέσεις πάνω από 2.000 φορές από εκείνες που ασκούνται στη Γη από τον ηλιακό άνεμο. Αυτή η ακτινοβολία και οι αστρικοί άνεμοι πιθανότατα θα απομάκρυναν οποιαδήποτε ατμόσφαιρα, αφήνοντας ως  δυνητικά κατοικήσιμη θέση στον πλανήτη μόνο ότι βρίσκεται κάτω από την επιφάνεια.

Ο εξωπλανήτης βρίσκεται σε τροχιά μέσα στην κατοικήσιμη ζώνη του Εγγύτατου Κενταύρου, στην περιοχή όπου, με τις σωστές πλανητικές συνθήκες και ιδιότητες της ατμόσφαιρας, το υγρό νερό μπορεί να υπάρχει στην επιφάνεια του πλανήτη. Το μητρικό άστρο, με περίπου το ένα όγδοο από τη μάζα του Ήλιου, έχει κατοικήσιμη ζώνη μεταξύ ∼0,0423 και 0,0816 AU. Τον Οκτώβριο του 2016, ερευνητές από το CNRS research institute της Γαλλίας, δήλωσαν ότι υπάρχει σημαντική πιθανότητα ο πλανήτης να φιλοξενεί επιφανειακούς  ωκεανούς και λεπτή ατμόσφαιρα. Ωστόσο, οι διελεύσεις του πλανήτη μπροστά από το άστρο του από την οπτική γωνία της Γης, είναι δύσκολο να επιβεβαιώσουν αυτές τις υποθέσεις.

Παρόλο που ο Εγγύτατος Κενταύρου b βρίσκεται στην κατοικήσιμη ζώνη, η κατοικησιμότητα του έχει αμφισβητηθεί λόγω των πολλών δυνητικά επικίνδυνων φυσικών συνθηκών. Ο εξωπλανήτης είναι αρκετά κοντά στο άστρο του, ώστε να είναι παλιρροϊκά κλειδωμένος. Στην περίπτωση αυτή, αναμένεται ότι οι όποιες περιοχές κατοικησιμότητας θα περιορίζονται σε περιοχές των συνόρων μεταξύ των δύο ακραίων πλευρών, σε σημείο που αναφέρεται ως  terminator line, δεδομένου ότι μόνο σε αυτό το σημείο οι θερμοκρασίες μπορεί να είναι κατάλληλες για την ύπαρξη υγρού νερού. Αν  η τροχιακή εκκεντρότητα του πλανήτη είναι 0, αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε σύγχρονη περιστροφή, με μία καυτή πλευρά μόνιμα στραμμένη προς το αστέρι, και μία απέναντι πλευρά σε μόνιμο σκοτάδι και παγωνιά. Ωστόσο, η τροχιακή εκκεντρότητα του Εγγύτατου Κενταύρου b  δεν είναι γνωστή με βεβαιότητα, παρά μόνο ότι είναι κάτω από 0,35—δυνητικά αρκετά υψηλή για να έχει μια σημαντική ευκαιρία να συλληφθεί σε τροχιακό συντονισμό 3:2 παρόμοιο με εκείνον του Ερμή, όπου η μέρα του Proxima b θα είναι περίπου ισοδύναμη με 7,5 γήινες ημέρες. Τροχιακοί συντονισμοί της τάξης του 2:1, είναι επίσης δυνατοί.

Το Ευρωπαϊκό Νότιο Παρατηρητήριο εκτιμά ότι αν υπάρχουν νερό και  ατμόσφαιρα, το περιβάλλον θα είναι φιλόξενο. Υποθέτοντας μία ατμοσφαιρική πίεση N2 1 bar και ∼0,01 bar CO2, σε ένα κόσμο, συμπεριλαμβανομένων των ωκεανών με μέσες θερμοκρασίες παρόμοιες με αυτές της Γης, μια ευρεία ζώνη του ισημερινού (μη-σύγχρονη περιστροφή), ή η πλειονότητα της στην ηλιοφωτιζόμενη πλευρά (σύγχρονη περιστροφή), θα είναι μόνιμα χωρίς πάγο. Ένα μεγάλο μέρος του πλανήτη μπορεί να είναι κατοικήσιμο, αν έχει μια ατμόσφαιρα αρκετά πυκνή ώστε να μεταφέρει θερμότητα προς την πλευρά που βρίσκεται μακριά από το αστέρι. Αν έχει ατμόσφαιρα, οι προσομοιώσεις δείχνουν ότι ο πλανήτης θα μπορούσε να έχει χάσει περίπου όσο και η ποσότητα του νερού που έχει η Γη λόγω της πρώιμης ακτινοβολίας στα πρώτα 100-200 εκατομμύρια χρόνια μετά το σχηματισμό του πλανήτη. Το υγρό νερό μπορεί να είναι διαθέσιμο σε λίμνες μόνο στις πιο ηλιόλουστες περιοχές της επιφάνειας του πλανήτη, είτε σε μια περιοχή στο ημισφαίριο του πλανήτη που βλέπει το αστέρι ή—αν ο πλανήτης είναι σε τροχιακό συντονισμό 3:2 —ημερησίως στην ισημερινή ζώνη. Συνολικά, οι αστροφυσικοί θεωρούν την ικανότητα του Proxima Centauri b να συγκρατεί νερό από τον σχηματισμό του, ως το πιο κρίσιμο σημείο για την παρούσα αξιολόγηση της κατοικησιμότητας του. Ο πλανήτης μπορεί να ερευνηθεί περαιτέρω με τηλεσκόπια και τεχνικές που θα μπορούσαν να αποκαλύψουν περισσότερα σχετικά με τη σύνθεση και την ατμόσφαιρα, αν έχει.

Σχηματισμός 
Είναι απίθανο ο Εγγύτατος του Κενταύρου b να σχηματίστηκε αρχικά στην τρέχουσα τροχιά του, καθώς  τα τρέχοντα μοντέλα προβλέπουν ότι ο σχηματισμός άστρων για μικρά αστέρια όπως ο Εγγύτατος του Κενταύρου θα πρέπει να περιέχουν λιγότερη από μία γήινη μάζα της ύλης τους μέσα στο κεντρικό AU, κατά το χρόνο του σχηματισμού τους. Αυτό σημαίνει ότι είτε ο Εγγύτατος του Κενταύρου b σχηματίστηκε αλλού με τρόπο που θα καθοριστεί, ή ότι τα τρέχοντα μοντέλα για τον αστρικό σχηματισμό χρειάζονται αναθεώρηση.

Ανακάλυψη 
Οι πρώτες ενδείξεις για τον εξωπλανήτη βρέθηκαν το 2013 από τον Mikko Tuomi από το Πανεπιστήμιο του Hertfordshire από αρχειακά δεδομένα παρατήρησης. Για να επιβεβαιώσει την πιθανή ανακάλυψη, το Ευρωπαϊκό Νότιο Παρατηρητήριο  ξεκίνησε το πρόγραμμα Pale Red Dot  τον Ιανουάριο του 2016. Στις 24 Αυγούστου 2016 ομάδα 31 επιστημόνων από όλο τον κόσμο, με επικεφαλής τον Γκιγιέμ Ανγκλάδα-Εσκουδέ από το Πανεπιστήμιο Queen Mary του Λονδίνου, επιβεβαίωσαν την ύπαρξη του Proxima Centauri b μέσω ενός επιστημονικού άρθρου που δημοσιεύθηκε στο Nature. 

Οι μετρήσεις έγιναν με χρήση δύο φασματογράφων: του HARPS στο τηλεσκόπιο ESO 3.6 m στο Αστεροσκοπείο La Silla και του UVES στο 8 μέτρων Very Large Telescope.  Η μέγιστη ακτινική ταχύτητα του μητρικού άστρου σε συνδυασμό με την επιτρεπόμενη περίοδο της τροχιάς δίνει τη δυνατότητα υπολογισμού της ελάχιστης μάζα του εξωπλανήτη. Η πιθανότητα ψευδούς θετικής ανίχνευσης είναι μικρότερη από μία στα δέκα εκατομμύρια.

Παρατηρησιακές επιπλοκές του συστήματος, εξακολουθούν να αφήνουν περιθώριο για πρόσθετους μεγάλους πλανήτες, σε τροχιά γύρω από τον Κένταυρο. Οι υπολογισμοί δείχνουν ότι άλλος ένας πλανήτης τύπου υπεργαίας γύρω από το άστρο δεν μπορεί να αποκλειστεί, και η παρουσία του δεν θα αποσταθεροποιούσε την τροχιά του Proxima Centauri b.

Μελλοντικές παρατηρήσεις 

Μια ομάδα από επιστήμονες πιστεύουν ότι μπορούν να απεικονίσουν τον  Proxima Centauri b και να διερευνήσουν την ατμόσφαιρα του για  οξυγόνο, υδρατμούς και μεθάνιο, συνδυάζοντας το  «ESPRESSO » και το «SPHERE» του VLT. Το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Τζέιμς Γουέμπ μπορεί να είναι σε θέση να αναλύσει την ατμόσφαιρα του Εγγύτατου του Κενταύρου b, αν και δεν υπάρχουν πειστικές αποδείξεις για διελεύσεις από τη φωτομετρία των τηλεσκοπίων MOST και HATSouth, δίνοντας λιγότερο από 1 τοις εκατό πιθανότητα να πρόκειται για διερχόμενο πλανήτη από το μητρικό του άστρο. Μελλοντικά τηλεσκόπια όπως  το  European Extremely Large Telescope το Giant Magellan Telescope, και το Thirty Meter Telescope (TMT) θα έχουν την ικανότητα να αναλύσουν πλήρως τον Proxima Centauri b.

Η ανακάλυψη του Proxima b ήταν σημαντική για το ερευνητικό πρόγραμμα «Breakthrough Starshot» το οποίο έχει ως στόχο να στείλει ένα στόλο από μικροσκοπικά ρομπότ στο σύστημα του Άλφα του Κενταύρου . Το έργο καθοδηγείται από την ερευνητική εταιρεία Breakthrough Initiatives, η οποία σχεδιάζει να αναπτύξει και εκτοξεύσει ένα στόλο από μικροσκοπικά μη επανδρωμένα διαστημόπλοια που ονομάζονται StarChips, τα οποία θα μπορούσαν να ταξιδέψουν μέχρι το 20% της ταχύτητας του φωτός, φτάνοντας στο σύστημα σε 20 χρόνια με την ειδοποίηση άφιξης τους να φτάνει στη Γη τέσσερα χρόνια αργότερα.

Το 2017, το «Breakthrough Initiatives» και το Ευρωπαϊκό Νότιο Παρατηρητήριο (ESO), ξεκίνησαν συνεργασία για να ενεργοποιήσουν και εφαρμόσουν μια αναζήτηση για κατοικήσιμους πλανήτες στο κοντινό αστρικό σύστημα «Άλφα του Κενταύρου». Η συμφωνία περιλαμβάνει το Breakthrough Initiatives με στόχο την παροχή χρηματοδότησης για την αναβάθμιση του VISIR (VLT Imager and Spectrometer for mid-Infrared) οργάνου του ESO στο Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο (VLT) στη Χιλή

Πολυμέσα

Βίντεο

Δείτε επίσης 
 Αστροβιολογία
 Κατάλογος των δυνητικά κατοικήσιμων εξωπλανητών
 Κατοικησιμότητα στα πλανητικά συστήματα των ερυθρών νάνων

Σημειώσεις

Αναφορές

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

 Βίντεο παρουσίασης του πλανήτη στο youtube με αγγλικούς υπότιτλους
 A search for Earth-like planets around Proxima Centauri
 The habitability of Proxima Centauri b - Pale Red Dot website for future updates  
 
 
 
Κένταυρος (αστερισμός)
Εξωηλιακοί πλανήτες
Υπεργαίες