Alpha Centauri

…e Proxima ne fa tre: Alpha Centauri è davvero una tripla stella!

>

A volte nella scienza le cose che dai per scontate sono cose che non dovresti, ed è solo che sono state accettate così a lungo che non ci pensi più molto.

A volte scopri che è sbagliato (come, diciamo, il tempo è assoluto , o la luce agisce solo come un'onda ), ma a volte qualcuno lo scopre davvero era Giusto.

È quello che è successo con Alpha Centauri. Si scopre che il sistema stellare più vicino al Sole è una stella tripla. Fino a poco tempo, tutti solo presunto era. Ma ora, alcuni astronomi sono andati e mostrato esso .



Alpha Cen (come lo chiamano quelli di noi che lo sanno) è una stella luminosa che appare nei cieli dell'emisfero australe. Appare luminoso solo perché è vicino; a circa 4.363 anni luce di distanza. È una stella binaria, due stelle che orbitano l'una intorno all'altra. Una delle stelle è molto simile al Sole (solo il 10% più massiccia e circa 1,22 volte il suo diametro), e l'altra è una stella leggermente più fredda con una massa di 0,94 volte quella del Sole e circa 0,86 volte più larga. Per convenzione quello più luminoso si chiama Alpha Cen A e l'altro Alpha Cen B.

Proxima Centauri è una nana rossa molto debole, solo 0,122 volte la massa del Sole, con un diametro di appena 0,15 di quello del Sole. È così debole che è stato scoperto solo nel 1915, a circa due gradi (quattro volte la larghezza della Luna piena) da Alpha Cen nel cielo. Usando parallasse —un metodo per misurare fisicamente la distanza dalle stelle vicine—è stato scoperto che la sua distanza è di 4,24 anni luce. È abbastanza vicino alla distanza di Alpha Cen. Non solo, ma usando lo spostamento Doppler nello spettro , è possibile determinare la velocità delle stelle verso o lontano dal Sole e sia Alpha Cen che Proxima si dirigono verso di noi all'incirca alla stessa velocità (22,345 e 22,393 chilometri al secondo)*.

Questa è una forte prova che tutti e tre fanno parte dello stesso sistema ... ma è circostanziale evidenza. Potrebbe essere una coincidenza. L'unico modo per saperlo con certezza è scoprire se Proxima è effettivamente in orbita attorno ad Alpha Cen. Il problema è che, se lo fa, quel movimento è sllllooooowwwww. È così lontano dal binario che ci vorrebbero centinaia di migliaia di anni per orbitare intorno a loro una volta. Come lo misuri?

Si scopre che non devi. Quello che vogliamo davvero sapere è se Proxima si muove rispetto ad Alpha Cen più lentamente della velocità di fuga, la velocità che devi spostare per poter scappare da un corpo con la gravità. Se si muove più lentamente di quel limite, allora è legato al binario, un vero membro del sistema. La velocità di fuga cambia con la distanza (perché la gravità si indebolisce con la distanza), quindi devi anche sapere quanto spazio separa Proxima e Alpha Cen. Quindi calcoli la velocità di fuga nella posizione di Proxima, fai i conti e il gioco è fatto.

Alfa e Proxima CentauriIngrandire

Alpha e Proxima Centauri visti dalla Terra. Alpha è sovraesposta (anche le due singole stelle si sono fuse insieme) e appare blu invece che giallastra a causa del modo in cui è stata elaborata l'immagine. Nota come Proxima è debole e lontana da loro! Credito: Digitalized Sky Survey 2 / Davide De Martin / Mahdi Zamani

Ma non è così facile. Proxima è debole e difficile da studiare, e ci sono molti altri effetti che devi compensare. Ad esempio, in una stella, il gas caldo dall'interno sale fino a raggiungere la superficie, si raffredda e poi ridiscende. Quel gas sale in grandi bolle e affonda attorno ai bordi della bolla, quindi la maggior parte della superficie della stella è in realtà gas ascendente. Ciò significa che si sta dirigendo verso di te, il che significa che anche Doppler è spostato. Per Alpha Cen A, tale spostamento è di circa 300 metri al secondo, una quantità significativa.

Un altro effetto è il redshift gravitazionale; quando la luce di una stella si sposta verso l'esterno dalla superficie, perde energia a causa della gravità della stella. Quell'effetto produce anche un effetto simile al Doppler, equivalente a 600 o più metri al secondo! Anche questo doveva essere preso in considerazione.

L'orbita di Proxima

L'orbita di Proxima Centauri vista dalla Terra. I segni di spunta sono intervalli di 40.000 anni (!) e l'attuale separazione è di circa 2 trilioni di chilometri. Credito: Kervella e Thévenin

Alla fine, hanno scoperto che, se Proxima si muoveva più velocemente di 545 m/s rispetto ad Alpha Cen, allora sarebbe unbound, un intruso, e se fosse inferiore, sarebbe il terzo membro del sistema.

Quello che hanno scoperto è che Proxima si sta muovendo a 293 m/s (con un'incertezza di circa 40 m/s). Scoprono anche che la possibilità che ciò accada per coincidenza è solo di circa 1 su 500.000.000, quindi penso che sia una scommessa abbastanza sicura.

Alpha Cen è una tripla! Consiste di Alpha Cen A, Alpha Cen B e Proxima Cen. Il sistema stellare più vicino a noi è un trinario! Fresco.

Con tutti questi dati in mano, potrebbero fare ancora di più. Potevano anche calcolare l'orbita di Proxima. Hanno scoperto che ha un diametro orbitale di 2,7 trilioni di chilometri, un quarto di anno luce di diametro! - e ci vogliono 590.000 anni per fare una singola orbita. L'orbita è ellittica e il punto più vicino che Proxima arriva ad Alpha Cen (il punto nella sua orbita chiamato periastron) è di circa 800 miliardi di chilometri, e raggiunge fino a 1,9 trilioni di chilometri ad apastron quando è più distante. È quasi all'apoastron ora.

È sbalorditivo. Nettuno dista al massimo 4,5 miliardi di chilometri dal Sole. Il sistema Alpha Cen è molto, molto più grande del nostro sistema solare.

Ma c'è una nota a margine interessante a questo. Proxima ha un pianeta delle dimensioni della Terra che lo orbita , scoperto nel 2016. Orbita molto vicino alla stella, a circa 7 milioni di chilometri da essa (per un po' si pensava che Alpha Cen A avesse un aereo t, ma si è scoperto che la conclusione era errata). Sapere che Proxima fa parte del sistema Alpha Cen è importante! Se assumiamo che tutte e tre le stelle si siano formate insieme dalla stessa nube di gas e polvere, allora hanno la stessa età e la stessa composizione (quindi, ad esempio, il rapporto tra idrogeno e ferro è lo stesso in tutte e tre). Alpha Cen è più luminoso e più facile da osservare, quindi più lo scopriamo più sappiamo su Proxima, e quindi possiamo dedurre anche sul pianeta. È piuttosto utile.

È divertente per me che ci siano ancora alcuni grandi misteri da svelare sulla stella più vicina al Sole. Ma è molto soddisfacente poter tracciare una linea rossa attraverso uno di essi.

Suggerimento sull'echelleogramma per astrobiti .

* Non preoccuparti, non sono diretti verso di noi! Quella velocità verso di noi è chiamata velocità radiale, ma c'è anche un movimento laterale, chiamato velocità tangenziale. Insieme, questi costituiscono l'effettiva velocità spaziale delle stelle. Si scopre che sono solo all'incirca diretti nella nostra direzione, e ci stanno scivolando accanto allo stesso tempo (come stare sul ciglio di una strada mentre passa un'auto; all'inizio sembra che sia diretta verso di te, ma poi mentre si avvicina puoi vedere che non è e mi mancherai). Alpha Cen sarà il più vicino a noi tra circa 27.000 anni, quando sarà a 3,25 anni luce di distanza; dopodiché la distanza inizierà ad aumentare man mano che si allontana.



^