ASTRONÓMICA

Conferencia de la Astronómica de Sabadell. Xavier Bros, 9 de marzo de 2016.

Si alguno de vosotros ha tenido la suerte de ir al hemisferio sur y ver la estrella alfa centauri, ya sabrá que es una de las estrellas más brillantes. Y lo es porque está muy cerca de nosotros.

Vamos a ver las estrellas más cercanas al Sol. En una esfera de 20 años luz alrededor del Sol entrarían 117 estrellas. La mayoría son estrellas pequeñas, de tipo M, que son enanas rojas. De estrellas tipo O y B, que son las más azules, brillantes y masivas, no tenemos ni una en nuestro entorno. Hay dos estrellas A que son Sirio y Altair, una F que es Procion. De tipo G hay varias, 16 de tipo K, y la gran mayoría, como hemos dicho, son de diferentes tipos de enanas, muchas de ellas de tipo M.

Otra curiosidad de todas estas estrellas es que 56 de ellas son solitarias y 61 forman parte de un sistema binario o múltiple. Ya sabíamos que en la Galaxia, aproximadamente el 50% forman parte de un sistema múltiple.

En el mapa siguiente (figura 1) podemos ver las estrellas más cercanas al Sol.

Figura 1. Las estrellas más cercanas al Sol

Es bastante curioso pensar que si bien ahora la estrella Próxima Centauri es la más cercana, en 35.000 años lo será la estrella Ross 248 y en 45.000 años Gliese 445 ambas pequeñas enanas rojas.

El Sistema alfa centauri

El Sistema alfa centauri está formado por tres estrellas, llamadas Alfa Centauri A (Rigil Kent), Alfa Centauri B y Alfa Centauri C o Próxima Centauri.

Alfa Centauri A es ligeramente más grande que el Sol, mientras que nuestro Sol es un poco más grande que Alfa Centauri B, y todas ellas son mucho más voluminosas que Próxima Centauri. La masa de la primera es un 113% la masa del Sol y una luminosidad bastante más intensa (152%) mientras que el tipo espectral de Alfa Centauri A y nuestra estrella son idénticos (G2). Alfa Centauri B tiene una masa similar a la solar y su temperatura es un poco más fría (tipo espectral K1). Próxima Centauri, en cambio, es bastante diferente: tiene un tamaño de sólo el 12% del Sol y una luminosidad únicamente de un 0,17% la luminosidad del Sol. Su tipo espectral se M5; es decir, bien roja. La distancia al Sol de Alfa Centauri A y B es de 4,37 años luz, mientras que la de Próxima Centauri es de 4,22 años luz.

Este grupo de alfa centauri es un sistema triple, pero muy curioso, porque Alfa Centauri A y B giran una alrededor de la otra, y Próxima Centauri gira mucho más allá, alrededor de las dos primeras. Entre A y B, la distancia mínima es de 11,2 UA y la distancia máxima es de 36,2 UA. Cada 80 años realizan este baile entre ellas.

Figura 2. Órbitas de las estrellas Alfa Centauri A y B

En cambio Próxima Centauri ahora mismo está a 13.000 UA y se aproxima como mucho a 500 UA. Parece ser que tiene un periodo de 500.000 años. Cabe decir que todavía hay astrónomos que no ven del todo claro que Próxima Centauri forme parte con toda seguridad de este sistema.

Como hablaremos de un posible planeta alrededor de alfa centauri, dejadme que os diga que hay estudios que dicen que no es posible que se formen planetas en sistemas estelares dobles relativamente cercanos y con órbitas excéntricas. Estas órbitas harían que los discos protoplanetarios se rompieran y no podrían formarse cuerpos planetarios de tamaño importante. Pero también hay otros estudios que dicen exactamente lo contrario [el conferenciante muestra trabajo científico que defiende esta tesis].

Una cosa es que se formen planetas y otra cosa es que, una vez formados, puedan situarse en órbitas estables a lo largo de miles y millones de años. Hay trabajos que dicen que las órbitas estables sólo serían posibles a una cierta distancia de la estrella principal o secundaria. En el caso de Alfa Centauri, hay cuatro estudios independientes que dicen que las órbitas estables son hasta 2 UA de Alfa Centauri A y B. Si se formara un planeta por ejemplo a 10 UA, su órbita no sería estable y terminaría por desaparecer.

Estos trabajos también han determinado la zona habitable alrededor de las estrellas Alfa Centauri A y B y han constatado que se sitúa en la zona de estabilidad orbital alrededor de ambas estrellas. Esto es muy importante.

La zona habitable es la zona alrededor de una estrella donde, en caso de haber un planeta con las condiciones adecuadas, el agua en él podría encontrarse en estado líquido, y por lo tanto podría haber, quizás, vida. Hay, pero, que ser muy prudente. Estar en la zona habitable (mal llamada así) no es garantía de que haya vida. Únicamente confirma que se cumple una de las muchas condiciones necesarias para la aparición de la vida.

La detección de exoplanetas

Recordemos, de forma sencilla, tres de los métodos con los que se descubren exoplanetas.

El primero es el método de las velocidades radiales. Este método consiste en que, si tenemos una estrella y un planeta, los dos giran alrededor del centro de gravedad. Así, aunque no vemos el planeta, podemos detectar que la estrella tiene un cierto movimiento, hacia adelante y hacia atrás. Esto lo detectamos a partir del efecto doppler del espectro de la estrella.

El segundo método es el de los tránsitos. Se da cuando un planeta pasa por delante de la estrella y le tapa un poco de su luz. Podemos medir la cantidad de luz que proviene de la estrella y si vemos que esta desciende durante unas horas y vuelve a subir querrá decir que el planeta ha pasado por delante. Para confirmarlo, la disminución debe ser periódica y será el periodo de traslación del planeta alrededor de la estrella.

Y el tercer método es el que se llama de las microlentes gravitatorias. Es el efecto de desvío que hace la gravedad sobre la luz que pasa cerca de una estrella. En el caso de los planetas lo que pasa es que la luminosidad aumenta mucho de golpe, para luego disminuir por el efecto de lente gravitacional.

La detección de un exoplaneta la alrededor de Alfa Centauri

En el año 2013 se publicó un estudio realizado por Xavier Dumusque, desde el observatorio de La Silla (Chile), según medidas que hizo entre 2008 y 2011. El equipo de este astrónomo hizo 458 medidas de la velocidad radial de la estrella Alfa Centauri B, y llegaron a la conclusión de que alrededor de esta estrella había un planeta. Este planeta estaría muy cerca de la estrella porque tendría un período orbital de sólo 3,24 días. Sería un planeta de 1,14 masas terrestres, muy similar a la Tierra en este aspecto pero fuera de la zona habitable.

Este hecho se publicitó mucho por tratarse del sistema estelar más cercano. Ahora bien, las medidas de las velocidades radiales deben ser muy precisas y son muy delicadas porque aparecen muchos problemas a la hora de depurarlas: ruido del propio instrumento, oscilaciones de la propia estrella, movimiento de los gránulos fotosféricos, rotación de la estrella, la presencia de manchas y fáculas, el magnetismo de la estrella, y sobre todo, la contaminación por la luz de la otra estrella más brillante (Alfa Centauri A).

Otro grupo de astrónomos de Oxford, con los mismos datos en bruto que obtuvieron los primeros astrónomos, llegaron a la conclusión de que no se podía deducir la presencia de ningún planeta alrededor de Alfa Centauri B. La polémica ya estaba servida. Y aún otro grupo de astrónomos hizo nuevas medidas sobre las velocidades radiales de estas estrellas, más numerosas y más precisas, y también llegó a la conclusión de que no había ningún planeta.

Pero el señor Dumusque no se dio por vencido y consiguió involucrar el Telescopio Espacial Hubble para ver si detectaba algún tránsito alrededor de estas estrellas. En 2015 se publicó el trabajo final y se llegó a la conclusión de que alrededor de Alfa Centauri A no había tránsito, y que en el caso de Alfa Centauri B no se observó ninguna tránsito con el período de 3 días. Es decir, no se detectó el planeta del Sr. Dumusque. Ahora bien, sí apareció un posible tránsito, que podría ser real, pero que no se correspondía con el planeta de 3 días de periodo. La verdad es que el telescopio Hubble no dedicó demasiado tiempo a esta tarea y los datos no son concluyentes. Podría tratarse de un planeta con un período mucho mayor que el de Dumusque, pero no se conoce su periodo porque sólo se detectó un único tránsito. Habrá que seguir investigando. De hecho, ahora mismo se están haciendo más observaciones de esta estrella.

Como conclusión podemos decir que alrededor de Alfa Centauri A no se ha detectado ningún planeta; que alrededor de Alfa Centauri B existe la duda de que se haya detectado un planeta; y en el caso de Próxima Centauri ha deducido que no hay planetas, al menos que sean más grandes que Neptuno y que estén más cerca de una Unidad Astronómica de la estrella.

Actualmente también hay un estudio para detectar, con el método de las lentes gravitatorias, algún posible planeta alrededor de la estrella Próxima Centauri. Y también hay un proyecto para lanzar en órbita un pequeño telescopio (de 45 cm de diámetro), con un coronógrafo, que serviría exclusivamente para estudiar el sistema Alfa Centauri y detectar de forma directa posibles exoplanetas. Quizás se lanzaría el año 2020, pero no está confirmada su dotación presupuestaria para construirlo.

Viajes a Alfa Centauri

Dejadme que haga, como un entretenimiento, un ejercicio hipotético sobre la posibilidad de viajar hasta este sistema estelar más cercano.

En primer lugar haré un homenaje a Valery Poliakov, que es la persona que ha estado más tiempo en el espacio de una forma continuada. Concretamente estuvo 437 días y 12 horas en la estación espacial MIR. Es un record absoluto, de momento.

Figura 3. Valery Poliakov

Como sabéis, estar en el espacio durante mucho tiempo es peligroso para la salud humana. El cuerpo humano sufre mucho, sobre todo debido a la radiación cósmica. Por ello, entre otras razones, aún no hemos ido a Marte.

Hacemos correr un poco la imaginación y vamos a ver qué motores deberíamos tener para poder viajar a Alfa Centauri.

En primer lugar tenemos el motor iónico, que ya se ha probado con el Deep Space 1, y que consume poco. Ahora bien, con este motor tardaríamos 81.000 años para llegar a Alfa Centauri (unas 2.700 generaciones dentro de esta nave...).

Con las sondas más rápidas que hemos hecho nunca, y que se propulsan gracias a la asistencia gravitacional tardaríamos un poco menos. Así, la sonda Voyager 1 tardaría 76.000 años hasta Alfa Centauri, y Helios 2 tardaría 19.000 años (600 generaciones).

Y ahora os pongo tecnologías que aún no tenemos suficiente maduras: el motor electromagnético, un cierto tipo de energía nuclear de propulsión, y el motor de fusión. Este último es el más esperanzador ya que, según los más optimistas, sólo tardaríamos hasta Alfa Centauri unos 36 años.

En la fusión nuclear se está trabajando en el llamado proyecto ITER. Se trata de conseguir energía a través de la fusión termonuclear, al igual que sucede en el Sol y en las estrellas. Pero la operatividad en un motor se lo hipotética.

Otros motores, de ciencia ficción, serían los de antimateria o de deformación del espacio tiempo.

Con todo ello, actualmente es muy difícil imaginar un proyecto realista de viaje a las estrellas a medio plazo. Nos tendremos que conformar, al menos de momento, con las películas de Star Trek.

Por último ¿qué cielo veríamos si estuviéramos Alfa Centauri? Pues veríamos casi el mismo cielo que se ve desde la Tierra, pero con las estrellas más cercanas desplazadas (Sirio, Altair, Proción, etc). Una nueva estrella bastante brillante sería el Sol, cerca de Cassiopeia. Proción estaría en Gemini, pero el más espectacular sería la constelación de Orión: Muy cerca de Betelgeuse, como un sistema estelar doble muy ancho, habría la nueva alfa del Orión: Sirius y harían un magnífico contraste de color.