Próxima Centauri

¿Cómo puede Próxima Centauri producir fulguraciones tan intensas?

Próxima Centauri tiene cerca del 12 % de la masa del Sol y apenas un 14 % de su radio. Sin embargo, que una estrella sea pequeña no significa que siempre esté tranquila. En casi todo el interior de Próxima, el gas caliente asciende y el gas más frío desciende. Este movimiento, junto con la rotación de la estrella, genera un campo magnético intenso. Cuando la energía acumulada en ese campo se libera de repente, una fulguración hace aumentar con fuerza la radiación ultravioleta, los rayos X y las ondas de radio.

Próxima se encuentra a unos 4,24 años luz del Sol y es la estrella más cercana a nosotros después del propio Sol. Está unida por la gravedad a Alfa Centauri A y B, pero, a diferencia de esas dos estrellas parecidas al Sol, es una enana roja mucho más pequeña y tenue. La luz total que emite indica una temperatura superficial de unos 2.900 K, cerca de 2.600 °C. Emite más energía como luz infrarroja invisible que como luz visible.

• Unos 4,24 años luz Distancia del Sol a Próxima Centauri
• Cerca del 12 % del Sol Masa calculada con observaciones y modelos estelares
• Cerca del 14 % del Sol Radio calculado con observaciones y modelos estelares
• Unos 2.900 K Temperatura superficial, cerca de 2.600 °C

¿En qué se diferencia Próxima Centauri del Sol?

En el Sol, la energía producida en el núcleo se desplaza hacia fuera de distintas maneras según la región interior. Los modelos indican que, en una estrella de masa muy baja como Próxima, la convección —el ascenso del gas caliente y el descenso del gas más frío— se da en la mayor parte del interior. Esta circulación mezcla el hidrógeno por amplias zonas de la estrella. Por eso, Próxima cambia al envejecer de una forma distinta al Sol, que consume primero el hidrógeno de su núcleo.

Una masa menor implica un núcleo más frío y una fusión nuclear más lenta para convertir el hidrógeno en energía. Próxima es mucho menos luminosa que el Sol, pero consume su combustible tan despacio que, según los modelos, puede mantener la fusión de hidrógeno durante mucho más tiempo. El universo solo tiene unos 13.800 millones de años, menos que esa vida prevista. Por eso todavía no hemos observado directamente la etapa final de una enana roja de este tipo y solo podemos predecirla con modelos de evolución estelar.

Próxima tarda unos 90 días en completar una rotación, frente a los cerca de 25 días del Sol, y aun así mantiene una intensa actividad magnética. El gas caliente de su interior contiene partículas con carga eléctrica. El movimiento de ese gas y la rotación de la estrella generan juntos el campo magnético. Las manchas oscuras y las regiones brillantes de la superficie también modifican ligeramente el brillo y los colores de la luz estelar a medida que la estrella gira.

¿Con qué rapidez se intensifica y se desvanece una fulguración?

En 2019, un equipo observó Próxima simultáneamente en luz ultravioleta, visible y ondas de radio durante unas 40 horas. En el punto máximo de la fulguración más intensa de ese periodo, el brillo ultravioleta aumentó brevemente hasta unas 14.000 veces su nivel habitual. Fue el máximo de una erupción corta, no el brillo medio de la estrella.

Incluso dentro de una misma fulguración, cada tipo de luz aumenta en momentos y proporciones diferentes. La luz ultravioleta y los rayos X muestran el gas caliente de las regiones exteriores de la estrella, mientras que las ondas de radio revelan electrones que se mueven a gran velocidad y el estado del campo magnético. Una sola clase de luz no permite conocer toda la energía ni el movimiento de partículas de la erupción, por lo que se observan varias longitudes de onda a la vez.

Próxima Centauri es pequeña y normalmente tenue, pero puede producir una fulguración intensa cuando la energía acumulada en su campo magnético se libera de golpe.

¿Cómo afectan las fulguraciones a las atmósferas de los planetas cercanos?

Próxima b y d orbitan muy cerca de su estrella. Por eso, una fulguración de una intensidad determinada puede exponerlos a mucha más radiación ultravioleta y rayos X de los que la Tierra recibe del Sol. La luz de alta energía puede romper moléculas de la atmósfera y cambiar qué gases contiene y en qué cantidad. Con el paso de mucho tiempo también puede facilitar que parte de la atmósfera escape al espacio.

Sin embargo, la presencia de fulguraciones fuertes no permite concluir de inmediato que no haya atmósfera ni vida. El resultado depende de la frecuencia de las fulguraciones, de cuántas partículas llegan, del grosor inicial de la atmósfera y de los gases que la componen. También pueden influir el campo magnético del planeta y la liberación de gases nuevos desde su interior. Como todavía no se ha detectado directamente una atmósfera en los planetas de Próxima, los estudios actuales comparan su posible evolución bajo distintas condiciones.

La cifra de unas 14.000 veces el brillo habitual corresponde a un máximo ultravioleta breve medido en 2019. No significa que la estrella aumentara en la misma proporción en todas las longitudes de onda, incluida la luz visible, ni que mantuviera ese brillo durante mucho tiempo.

¿Cómo se distingue la actividad de una estrella de la señal de un planeta?

La gravedad de un planeta mueve Próxima ligeramente hacia delante y hacia atrás. Ese movimiento produce diferencias minúsculas en la luz estelar cuando la estrella se acerca a la Tierra y cuando se aleja. Las manchas y las regiones brillantes pueden crear diferencias parecidas al girar la estrella. Tampoco se deben tratar las mediciones tomadas durante una fulguración igual que la luz registrada cuando la estrella está tranquila.

Los investigadores comparan la velocidad medida de la estrella, sus cambios de brillo y su actividad magnética en varios tipos de luz. Una variación causada por un planeta debe repetir el mismo periodo de forma estable durante mucho tiempo. Si una señal cambia cuando se intensifican las manchas o las fulguraciones, se atribuye a la actividad de la estrella y se calcula por separado. Por eso Próxima b y d se comprobaron con instrumentos distintos durante campañas prolongadas.

1. Medir la luz habitual de la estrella Registrar su temperatura y composición, su rotación y el nivel básico de actividad magnética.
2. Observar varios tipos de luz a la vez Seguir cómo cambia una misma fulguración en ultravioleta, luz visible y ondas de radio.
3. Identificar los cambios causados por la rotación Comprobar si las manchas y las regiones brillantes reaparecen cada 90 días aproximadamente.
4. Buscar por separado el periodo de un planeta Verificar si los ciclos distintos de 11,2 y 5,12 días se repiten con varios instrumentos.

¿Puede un telescopio mostrarnos la superficie de Próxima?

En las imágenes de Hubble, Próxima Centauri aparece como un punto brillante con trazos de luz, no como una superficie estelar redonda y resuelta. Su disco real es demasiado pequeño para fotografiar la posición de una mancha o de una fulguración. La masa, el radio, la temperatura y la rotación se calculan combinando mediciones de distancia, brillo y colores de la luz estelar con modelos de estrellas.

El nombre «enana roja» tampoco significa que alguien haya visto una superficie claramente roja. Es una clasificación para estrellas lo bastante frías como para emitir más luz de longitud de onda larga que el Sol. La ilustración de esta página es una representación basada en mediciones, no una fotografía de la superficie real.

¿Qué más podemos aprender al observar una estrella tan cercana?

Una distancia de 4,24 años luz no puede recorrerse rápidamente con las naves actuales, pero Próxima se observa más brillante que estrellas más lejanas y resulta adecuada para repetir mediciones. Es posible contar con continuidad las pequeñas fulguraciones, seguir los cambios a largo plazo en la rotación y la actividad magnética, y medir cuánto hacen oscilar la estrella sus planetas. Estos datos ayudan a explicar cómo la actividad de las pequeñas enanas rojas dificulta la búsqueda de planetas y puede afectar a las atmósferas de los mundos cercanos.

Fuentes

• NASA Science — Proxima Centauri
• NASA — Alpha Centauri: A Triple Star System
• ESA — Proxima Centauri, Our Nearest Neighbour
• NASA Science — Neighboring Star’s Bad Behavior
• NASA Science — Puny Stars Pack a Big Punch
• Astronomy & Astrophysics — Proxima Centauri Stellar Parameters
• Astronomy & Astrophysics — Proxima Centauri with NIRPS