Astronomie

Pourquoi Proxima Centauri s'appelle-t-elle Proxima Centauri ?

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Il semble très logique, d'appeler l'étoile, la plus proche de la terre, "Proxima" ("Proximus" est latin pour "près" et le mot pour étoile, "stella", est féminin, d'où "Proximune"), mais il y a une chose que je ne comprends pas : pour appeler une étoile ±"La plus proche", vous devez être sûr qu'à l'avenir, aucune étoile plus proche ne sera trouvée.
Ce n'est pas si simple : beaucoup d'étoiles très proches, comme l'étoile de Barnard, celle de Kapteyn,… , sont très faibles et même invisibles à l'œil nu.
Alors, comment pouvons-nous être sûrs que Proxima est bien le plus proche ? Les astronomes ont-ils effectivement examiné l'intégralité du ciel pour le prouver ?


Alors, comment pouvons-nous être sûrs que Proxima est bien le plus proche ? Les astronomes ont-ils effectivement examiné l'intégralité du ciel pour le prouver ?

La magnitude absolue minimale pour une étoile est, selon ce diagramme bien connu, d'environ +16. Proxima Centuari se situe tout en bas de cette échelle avec une magnitude absolue de +15,60. Pourtant, il a une magnitude apparente de +11,13. Cela signifie que si une étoile est plus proche de nous, elle doit être de +11,5 ou plus. Chaque objet de cette magnitude ou plus brillant a été classé, et une étoile proche hypothétique se serait démarquée en raison de sa grande parallaxe. Il est donc sûr de dire qu'il n'y a pas d'étoiles plus proches… en ce moment.

vous devez être sûr qu'à l'avenir, aucune étoile plus proche ne sera trouvée.

Les étoiles se déplacent (elles tournent autour du centre de la galaxie), donc dans un (loin) avenir, il pourrait y avoir une étoile plus proche à utiliser que Proxima Centauri, tout comme parfois Vénus est la planète la plus proche de la Terre, et parfois Mars. Il est donc possible que Proxima ne soit pas l'étoile la plus proche dans un avenir lointain. Ce n'est pas quelque chose dont nous devons nous inquiéter de notre vivant, cependant :)


Un article de 1928 mentionne précisément ce point :

Iɴɴᴇs a suggéré le nom Proxima Centauri pour cette étoile. Puisqu'il s'agit de la plus proche des trois composantes du système, le nom est le plus approprié et peut fort bien être retenu même si une étoile plus proche du Soleil est découverte par la suite dans la même constellation.

Il y a quelques points à noter ici. "Proxima Centauri" peut être compris comme signifiant "fermer l'un des Centaures". Donc une étoile plus proche dans un différent constellation n'invaliderait pas le nom.

Innes, la découverte de la star, espérait que sa découverte était importante. Il a tenté de mesurer la distance par parallaxe (en voyant jusqu'où l'étoile semble se déplacer lorsque la Terre tourne autour du soleil.) La valeur de la distance qu'il a publiée était légèrement inférieure à la distance acceptée d'Alpha Centauri, mais les barres d'erreur dans il mesure signifiait qu'en vérité il ne savait pas s'il était légèrement plus proche ou légèrement plus éloigné du Soleil. Il suggéra néanmoins :

Si cette petite étoile avait un nom, ce serait pratique - il est donc suggéré de l'appeler Proxima Centaure. (cité)

C'est essentiellement de la démagogie. Innes espérait que son étoile pourrait s'avérer être l'étoile la plus proche et a suggéré ce nom. En 1928, il a été établi qu'il s'agissait de l'étoile la plus proche du système Alpha centauri, le nom a été défini et considéré comme approprié, même si une autre étoile a été découverte plus tard comme étant plus proche.

À l'avenir, d'autres étoiles se rapprocheront. Une étoile appelée Ross 248 sera brièvement l'étoile la plus proche dans environ 30 000 ans.


Proxima Centauri

Proxima Centauri en infrarouge. Image de 2-Micron All Sky Survey.

Proxima Centauri (également connue sous le nom de Gliese 551) est l'étoile la plus proche du Soleil, à seulement 4,24 années-lumière (268 000 UA ou 40 000 milliards de miles), mais vous ne pouvez pas la voir sans télescope. C'est parce que c'est une naine rouge - une étoile qui est beaucoup plus petite, plus froide et plus faible que le Soleil - plus de 10 000 fois plus faible. Il fait partie du système Alpha Centauri, contournant les deux étoiles principales, A et B, sur une orbite énorme, à une distance de plus d'un cinquième d'année-lumière, ce qui prend plus d'un demi-million d'années. . Proxima Centauri a été découverte en 1915 par Robert Innes.

En raison de sa proximité, à la fois du Soleil et de ses voisins Alpha Cen, Proxima possède des propriétés physiques bien déterminées, notamment une masse de 0,11 masse solaire, un rayon d'environ 15 % de celui du Soleil et un âge de 5 à 6 milliards. an. Malgré son âge considérable, Proxima a une chromosphère active et est également une étoile évasée (désignation d'étoile variable V645 Centauri), capable d'éclaircir une magnitude ou plus en quelques minutes. Les observations de sa chromosphère aux longueurs d'onde ultraviolettes suggèrent une période de rotation d'environ 31 jours. Les affirmations faites au milieu des années 1990, sur la base des données du télescope spatial Hubble, selon lesquelles Proxima pourrait être en orbite autour d'une grande planète ou d'une naine brune, n'ont pas été étayées.

distance 4,24 années-lumière (1,30 pc)
type spectral M5.5Ve
ampleur apparente 11.09
grandeur absolue 15.53
luminosité (Soleil = 1) 0.0017
Température 3 040 K
masse (Soleil = 1) 0.12
rayon (Soleil = 1) 0.14
autres appellations &alpha Centauri C, V645 Centauri,
GCTP 3278.00, GJ 551,
LHS 49, LFT 1110,
LTT 5721, HIP 70890


Pourquoi Proxima Centauri s'appelle-t-elle Proxima Centauri ? - Astronomie

Pour diffusion : 11 octobre 2016


L'illustration d'un artiste représente l'intérieur d'une étoile de faible masse. Ces étoiles ont des structures intérieures différentes de celles de notre Soleil, on ne s'attend donc pas à ce qu'elles présentent des cycles d'activité magnétique. Cependant, les astronomes ont découvert que l'étoile voisine Proxima Centauri défie cette attente et montre des signes d'un cycle d'activité de 7 ans.
Crédit : NASA/CXC/M.Weiss

Cambridge, MA - En août, des astronomes ont annoncé que l'étoile voisine Proxima Centauri héberge une planète de la taille de la Terre (appelée Proxima b) dans sa zone habitable. À première vue, Proxima Centauri ne ressemble en rien à notre Soleil. C'est une petite étoile naine rouge froide seulement un dixième aussi massive et un millième aussi lumineuse que le Soleil. Cependant, de nouvelles recherches montrent qu'il ressemble au soleil d'une manière surprenante : il a un cycle régulier de taches stellaires.

Les taches stellaires (comme les taches solaires) sont des taches sombres sur la surface d'une étoile où la température est un peu plus fraîche que la zone environnante. Ils sont entraînés par des champs magnétiques. Une étoile est constituée de gaz ionisés appelés plasma. Les champs magnétiques peuvent restreindre le flux du plasma et créer des taches. Les modifications du champ magnétique d'une étoile peuvent affecter le nombre et la distribution des taches stellaires.

Notre Soleil connaît un cycle d'activité de 11 ans. Au minimum solaire, le Soleil est presque sans tache. Au maximum solaire, généralement plus de 100 taches solaires couvrent en moyenne moins d'un pour cent de la surface du Soleil.

La nouvelle étude révèle que Proxima Centauri subit un cycle similaire d'une durée de sept ans, de pic en pic. Cependant, son cycle est beaucoup plus dramatique. Au moins un cinquième de la surface de l'étoile est recouvert de taches à la fois. De plus, certaines de ces taches sont beaucoup plus grandes par rapport à la taille de l'étoile que les taches de notre Soleil.

« Si des extraterrestres intelligents vivaient sur Proxima b, ils auraient une vue très dramatique », explique l'auteur principal Brad Wargelin du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA).

Les astronomes ont été surpris de détecter un cycle d'activité stellaire à Proxima Centauri car son intérieur devrait être très différent de celui du Soleil. Le tiers externe du Soleil subit un mouvement tourbillonnant appelé convection, semblable à l'eau bouillante dans une casserole, tandis que l'intérieur du Soleil reste relativement immobile. Il existe une différence de vitesse de rotation entre ces deux régions. De nombreux astronomes pensent que le cisaillement résultant de cette différence est responsable de la génération du cycle d'activité magnétique du Soleil.

En revanche, l'intérieur d'une petite naine rouge comme Proxima Centauri devrait être convectif jusqu'au cœur de l'étoile. En conséquence, il ne devrait pas connaître un cycle d'activité régulier.

"L'existence d'un cycle à Proxima Centauri montre que nous ne comprenons pas comment les champs magnétiques des étoiles sont générés aussi bien que nous le pensions", explique Jeremy Drake, co-auteur du Smithsonian.

L'étude ne précise pas si le cycle d'activité de Proxima Centauri affecterait l'habitabilité potentielle de la planète Proxima b. La théorie suggère que des éruptions ou un vent stellaire, qui sont tous deux entraînés par des champs magnétiques, pourraient récurer la planète et éliminer toute atmosphère. Dans ce cas, Proxima b pourrait être comme la Lune de la Terre - située dans la zone habitable, mais pas du tout favorable à la vie.

« Les observations directes de Proxima b ne se produiront pas avant longtemps. Jusque-là, notre meilleur pari est d'étudier l'étoile, puis d'intégrer ces informations dans des théories sur les interactions étoile-planète », explique le co-auteur Steve Saar.

L'équipe a détecté le cycle d'activité à l'aide d'observations au sol de l'enquête automatisée All Sky combinées à des mesures de rayons X spatiales par plusieurs missions, notamment Swift, Chandra et XMM-Newton. Leurs résultats ont été acceptés pour publication dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society et apparaissent en ligne.

Basé à Cambridge, dans le Massachusetts, le Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) est une collaboration entre le Smithsonian Astrophysical Observatory et le Harvard College Observatory. Les scientifiques du CFA, organisés en six divisions de recherche, étudient l'origine, l'évolution et le destin ultime de l'univers.


Contenu

En 1915, l'astronome écossais Robert Innes, directeur de l'Observatoire de l'Union à Johannesburg, en Afrique du Sud, a découvert une étoile qui avait le même mouvement qu'Alpha Centauri. [23] [24] [25] [26] Il a suggéré qu'il soit nommé Proxima Centauri [27] (en fait Proxima Centaure). [28] En 1917, à l'Observatoire royal du Cap de Bonne-Espérance, l'astronome néerlandais Joan Voûte a mesuré la parallaxe trigonométrique de l'étoile à 0,755″ ± 0,028″ et a déterminé que Proxima Centauri était approximativement à la même distance du Soleil qu'Alpha Centauri. Il s'est également avéré que c'était l'étoile à la luminosité la plus faible connue à l'époque. [29] Une détermination de parallaxe tout aussi précise de Proxima Centauri a été faite par l'astronome américain Harold L. Alden en 1928, qui a confirmé l'opinion d'Innes selon laquelle il est plus proche, avec une parallaxe de 0,783″ ± 0,005″ . [24] [27]

En 1951, l'astronome américain Harlow Shapley a annoncé que Proxima Centauri est une étoile flamboyante. L'examen des enregistrements photographiques antérieurs a montré que l'étoile affichait une augmentation mesurable de la magnitude sur environ 8% des images, ce qui en fait l'étoile évasée la plus active alors connue. [30] [31] La proximité de l'étoile tient compte de l'observation détaillée de son activité de fusée. En 1980, l'observatoire Einstein a produit une courbe d'énergie détaillée des rayons X d'une éruption stellaire sur Proxima Centauri. D'autres observations de l'activité des éruptions ont été faites avec les satellites EXOSAT et ROSAT, et les émissions de rayons X de plus petites éruptions de type solaire ont été observées par le satellite japonais ASCA en 1995. [32] Proxima Centauri a depuis fait l'objet d'études par la plupart des observatoires à rayons X, y compris XMM-Newton et Chandra. [33]

En 2016, l'Union astronomique internationale a organisé un groupe de travail sur les noms des étoiles (WGSN) pour cataloguer et normaliser les noms propres des étoiles. [34] Le WGSN a approuvé le nom Proxima Centauri pour cette étoile le 21 août 2016 et elle est désormais incluse dans la liste des noms d'étoiles approuvés par l'AIU. [35]

En raison de la déclinaison sud de Proxima Centauri, elle ne peut être vue qu'au sud de la latitude 27° N. [nb 4] Les naines rouges telles que Proxima Centauri sont trop faibles pour être vues à l'œil nu. Même à partir d'Alpha Centauri A ou B, Proxima ne serait considérée que comme une étoile de cinquième magnitude. [36] [37] Il a une magnitude visuelle apparente 11, donc un télescope avec une ouverture d'au moins 8 cm (3,1 pouces) est nécessaire pour l'observer, même dans des conditions d'observation idéales - sous un ciel clair et sombre avec Proxima Centauri bien au-dessus l'horizon. [38]

En 2018, une superflare a été observée depuis Proxima Centauri, la plus forte éruption jamais vue. La luminosité optique a augmenté d'un facteur de 68x jusqu'à une magnitude d'environ 6,8. On estime que des éruptions similaires se produisent environ cinq fois par an, mais sont d'une durée si courte, quelques minutes seulement, qu'elles n'ont jamais été observées auparavant. [39]

Les 22 et 23 avril 2020, le Nouveaux horizons le vaisseau spatial a pris des images de deux des étoiles les plus proches, Proxima Centauri et Wolf 359. Par rapport aux images terrestres, un très grand effet de parallaxe était facilement visible. Cependant, cela était surtout utile à des fins d'illustration et n'améliorait pas les mesures de distance précédentes. [40] [41]

Proxima Centauri est une naine rouge, car elle appartient à la séquence principale du diagramme de Hertzsprung-Russell et est de classe spectrale M5.5. M5.5 signifie qu'il se situe dans l'extrémité de faible masse des étoiles naines de type M. [16] Sa magnitude visuelle absolue, ou sa magnitude visuelle vue à une distance de 10 parsecs (33 ly), est de 15,5. [42] Sa luminosité totale sur toutes les longueurs d'onde est de 0,17% de celle du Soleil, [10] bien que lorsqu'elle est observée dans les longueurs d'onde de la lumière visible auxquelles l'œil est le plus sensible, elle n'est que de 0,0056 % aussi lumineuse que le Soleil. [43] Plus de 85% de sa puissance rayonnée est aux longueurs d'onde infrarouges. [44]

En 2002, l'interférométrie optique avec le Very Large Telescope (VLTI) a trouvé que le diamètre angulaire de Proxima Centauri est de 1,02 ± 0,08 mas. Parce que sa distance est connue, le diamètre réel de Proxima Centauri peut être calculé comme étant environ 1/7 de celui du Soleil, ou 1,5 fois celui de Jupiter. La masse de l'étoile, estimée à partir de la théorie stellaire, est de 12,2 % M , soit 129 masses de Jupiter ( M J). [45] La masse a été calculée directement, bien qu'avec moins de précision, à partir des observations d'événements de microlentille à 0,150 + 0,062
−0.051 M . [46]

Les étoiles de la séquence principale de masse inférieure ont une densité moyenne plus élevée que celles de masse plus élevée, [47] et Proxima Centauri ne fait pas exception : elle a une densité moyenne de 47,1 × 10 3 kg/m 3 (47,1 g/cm 3 ), par rapport à la Densité moyenne du soleil de 1,411 × 10 3 kg/m 3 (1,411 g/cm 3 ). [nb 5] La gravité de surface mesurée de Proxima Centauri, donnée comme le logarithme en base 10 de l'accélération en unités de cgs, est de 5,20. [11] C'est 162 fois la gravité de surface sur Terre. [nb 6]

Une étude de 1998 sur les variations photométriques indique que Proxima Centauri tourne une fois tous les 83,5 jours. [48] ​​Une analyse ultérieure de séries chronologiques d'indicateurs chromosphériques en 2002 suggère une période de rotation plus longue de 116,6 ± 0,7 jours. [49] Cela a ensuite été écarté au profit d'une période de rotation de 82,6 ± 0,1 jour. [15]

En raison de sa faible masse, l'intérieur de l'étoile est complètement convectif, [50] provoquant le transfert d'énergie vers l'extérieur par le mouvement physique du plasma plutôt que par des processus radiatifs. Cette convection signifie que les cendres d'hélium restantes de la fusion thermonucléaire de l'hydrogène ne s'accumulent pas au cœur, mais circulent plutôt dans toute l'étoile. Contrairement au Soleil, qui ne brûlera qu'environ 10 % de son approvisionnement total en hydrogène avant de quitter la séquence principale, Proxima Centauri consommera la quasi-totalité de son carburant avant la fin de la fusion de l'hydrogène après environ 4 000 milliards d'années. [51]

La convection est associée à la génération et à la persistance d'un champ magnétique. L'énergie magnétique de ce champ est libérée à la surface par des éruptions stellaires qui brièvement (aussi courtes que dix secondes) [52] augmentent la luminosité globale de l'étoile. Le 1er mai 2019, un événement d'éruption extrême est brièvement devenu le plus brillant jamais détecté, avec une émission dans l'ultraviolet lointain de 2 × 10 30 erg . [53] Ces éruptions peuvent devenir aussi grandes que l'étoile et atteindre des températures mesurées jusqu'à 27 millions de K [33] — assez chaudes pour émettre des rayons X. [54] La luminosité des rayons X au repos de Proxima Centauri, approximativement (4–16) × 10 26 erg/s ((4–16) × 10 19 W), est à peu près égale à celle du Soleil beaucoup plus grand. La luminosité maximale des rayons X des plus grandes éruptions peut atteindre 10 28 erg/s (10 21 W). [33]

La chromosphère de Proxima Centauri est active et son spectre affiche une forte raie d'émission de magnésium ionisé individuellement à une longueur d'onde de 280 nm. [55] Environ 88 % de la surface de Proxima Centauri peut être active, un pourcentage bien supérieur à celui du Soleil même au sommet du cycle solaire. Même pendant les périodes de repos avec peu ou pas d'éruptions, cette activité augmente la température de la couronne de Proxima Centauri à 3,5 millions de K, par rapport aux 2 millions de K de la couronne solaire [56] et son émission totale de rayons X est comparable à celle du soleil. . [57] Le niveau d'activité global de Proxima Centauri est considéré comme faible par rapport aux autres naines rouges, [57] ce qui est cohérent avec l'âge estimé de l'étoile de 4,85 × 10 9 ans, [16] puisque le niveau d'activité d'une naine rouge devrait régulièrement diminuer sur des milliards d'années à mesure que son taux de rotation stellaire diminue. [58] Le niveau d'activité semble également varier [59] avec une période d'environ 442 jours, ce qui est plus court que le cycle solaire de 11 ans. [60]

Proxima Centauri a un vent stellaire relativement faible, pas plus de 20% du taux de perte de masse du vent solaire. Parce que l'étoile est beaucoup plus petite que le Soleil, la perte de masse par unité de surface de Proxima Centauri peut être huit fois supérieure à celle de la surface solaire. [61]

Une naine rouge avec la masse de Proxima Centauri restera sur la séquence principale pendant environ quatre mille milliards d'années. Au fur et à mesure que la proportion d'hélium augmente en raison de la fusion d'hydrogène, l'étoile deviendra plus petite et plus chaude, se transformant progressivement en ce qu'on appelle une « naine bleue ». Vers la fin de cette période, il deviendra nettement plus lumineux, atteignant 2,5 % de la luminosité du Soleil ( L ) et le réchauffement de tout corps en orbite pendant une période de plusieurs milliards d'années. Lorsque le carburant hydrogène sera épuisé, Proxima Centauri évoluera alors en naine blanche (sans passer par la phase de géante rouge) et perdra progressivement toute énergie thermique restante. [51]

Distance et mouvement Modifier

Sur la base d'une parallaxe de 768,0665 ± 0,0499 mas, publiée en 2020 dans Gaia Data Release 3, Proxima Centauri est à 4,2465 années-lumière (1,3020 pc 268 550 UA) du Soleil. [8] Les parallaxes précédemment publiées incluent : 768,5 ± 0,2 mas en 2018 par Gaia DR2, 768,13 ± 1,04 mas , en 2014 par le Research Consortium On Nearby Stars [62] 772,33 ± 2,42 mas , dans le catalogue original Hipparcos, en 1997 [63 ] 771,64 ± 2,60 mas dans la nouvelle réduction Hipparcos, en 2007 [2] et 768,77 ± 0,37 mas en utilisant les capteurs de guidage fin du télescope spatial Hubble, en 1999. [9] Du point de vue de la Terre, Proxima Centauri est séparé d'Alpha Centauri de 2,18 degrés, [64] ou quatre fois le diamètre angulaire de la pleine Lune. [65] Proxima Centauri a également un mouvement propre relativement important, se déplaçant de 3,85 secondes d'arc par an dans le ciel. [66] Il a une vitesse radiale vers le Soleil de 22,2 km/s. [7]

Parmi les étoiles connues, Proxima Centauri a été l'étoile la plus proche du Soleil pendant environ 32 000 ans et le sera encore pendant environ 25 000 ans, après quoi Alpha Centauri A et Alpha Centauri B alterneront environ tous les 79,91 ans en tant qu'étoile la plus proche du Soleil. En 2001, J. García-Sánchez et al. a prédit que Proxima Centauri se rapprochera le plus du Soleil dans environ 26 700 ans, à 3,11 al (0,95 pc). [67] Une étude de 2010 de VV Bobylev a prédit une distance d'approche la plus proche de 2,90 ly (0,89 pc) en environ 27 400 ans, [68] suivie d'une étude de 2014 de CAL Bailer-Jones prédisant une approche périhélie de 3,07 ly (0,94 pc) en 26 710 ans environ. [69] Proxima Centauri orbite autour de la Voie Lactée à une distance du Centre Galactique qui varie de 27 à 31 kly (8,3 à 9,5 kpc), avec une excentricité orbitale de 0,07. [70]

Depuis la découverte de Proxima Centauri, il a été suspecté d'être un véritable compagnon du système stellaire binaire Alpha Centauri. Les données du satellite Hipparcos, combinées à des observations au sol, étaient cohérentes avec l'hypothèse selon laquelle les trois étoiles sont un système lié. Pour cette raison, Proxima Centauri est parfois appelée Alpha Centauri C. Kervella et al. (2017) ont utilisé des mesures de vitesse radiale de haute précision pour déterminer avec un degré de confiance élevé que Proxima et Alpha Centauri sont liés gravitationnellement. [7] La ​​période orbitale de Proxima Centauri autour du barycentre Alpha Centauri AB est de 547 000 +6600
-4000 ans avec une excentricité de 0,5 ± 0,08 il se rapproche d'Alpha Centauri à 4300 +1100
-900 UA au périastrone et recule à 13 000 +300
−100 UA à apastron. [7] À l'heure actuelle, Proxima Centauri est à 12 947 ± 260 UA (1,94 ± 0,04 billion de km) du barycentre d'Alpha Centauri AB, presque au point le plus éloigné de son orbite. [7]

Un tel système triple peut se former naturellement grâce à une étoile de faible masse capturée dynamiquement par un binaire plus massif de 1,5 à 2 M dans leur amas d'étoiles intégré avant que l'amas ne se disperse. [71] Cependant, des mesures plus précises de la vitesse radiale sont nécessaires pour confirmer cette hypothèse. [72] Si Proxima Centauri était lié au système Alpha Centauri lors de sa formation, les étoiles sont susceptibles de partager la même composition élémentaire. L'influence gravitationnelle de Proxima pourrait également avoir agité les disques protoplanétaires d'Alpha Centauri. Cela aurait augmenté la livraison de substances volatiles telles que l'eau dans les régions intérieures sèches, enrichissant ainsi éventuellement toutes les planètes terrestres du système avec ce matériau. [72] Alternativement, Proxima Centauri peut avoir été capturé à une date ultérieure lors d'une rencontre, résultant en une orbite hautement excentrique qui a ensuite été stabilisée par la marée galactique et des rencontres stellaires supplémentaires. Un tel scénario peut signifier que les compagnons planétaires de Proxima Centauri ont eu une chance beaucoup plus faible de perturbation orbitale par Alpha Centauri. [14]

Six étoiles simples, deux systèmes d'étoiles binaires et une étoile triple partagent un mouvement commun dans l'espace avec Proxima Centauri et le système Alpha Centauri. Les vitesses spatiales de ces étoiles sont toutes à moins de 10 km/s du mouvement particulier d'Alpha Centauri. Ainsi, ils peuvent former un groupe d'étoiles en mouvement, ce qui indiquerait un point d'origine commun, [73] comme dans un amas d'étoiles.

Le système planétaire Proxima Centauri [74] [75] [19] [76] [18] [20]
Un compagnon
(dans l'ordre de l'étoile)
Masse Demi-grand axe
(AU)
Période orbitale
(journées)
Excentricité Inclination Rayon
(non confirmé) ≥ 0.29 ± 0.08 M 0.028 95 ± 0.000 22 5.168 +0.051
−0.069
b 1.60 +0.46
−0.36 M
0.048 57 +0.000 29
−0.000 29
11.184 18 +0.000 68
−0.000 74
0.109 +0.076
−0.068
1.30 +1.20
−0.62 R
c 7 ± 1 M 1.489 ± 0.049 1928 ± 20 0.04 ± 0.01 133 ± 1 °
Limites de masse supérieures dérivées du RV des compagnons potentiels [77]
Orbital
période
(journées)
Séparation
(UA)
Maximum
masse [nb 7]
(M)
3.6–13.8 0.022–0.054 2–3
< 100 < 0.21 8.5
< 1000 < 1 16

Jusqu'à présent, en 2021, deux planètes ont été confirmées en orbite autour de Proxima Centauri, l'une étant proche de la taille de la Terre et dans la zone habitable (b) et un autre qui peut être un nain gazeux qui orbite beaucoup plus loin (c). Il y a des signes qu'une troisième planète, encore plus petite, pourrait orbiter plus près que les deux planètes, mais cela n'a pas encore été confirmé.

Depuis que les premières exoplanètes ont été découvertes, il y a eu une chasse aux exoplanètes dans le système Alpha Centauri. De multiples mesures de la vitesse radiale de l'étoile ont limité la masse maximale qu'un compagnon détectable de Proxima Centauri pourrait posséder. [9] [78] Le niveau d'activité de l'étoile ajoute du bruit aux mesures de vitesse radiale, ce qui complique la détection d'un compagnon en utilisant cette méthode. [79] En 1998, un examen de Proxima Centauri utilisant le spectrographe d'objet faible à bord du télescope spatial Hubble a semblé montrer la preuve d'un compagnon en orbite à une distance d'environ 0,5 UA. [80] Une recherche ultérieure utilisant la caméra planétaire à champ large 2 n'a pas réussi à localiser de compagnons. [81] Les mesures astrométriques à l'Observatoire interaméricain Cerro Tololo semblent exclure une planète de la taille de Jupiter avec une période orbitale de 2 à 12 ans. [82]

Planète b Modifier

Proxima Centauri b, ou Alpha Centauri Cb, orbite autour de l'étoile à une distance d'environ 0,05 UA (7,5 millions de km) avec une période orbitale d'environ 11,2 jours terrestres. Sa masse estimée est au moins 1,17 fois celle de la Terre. [83] De plus, on estime que la température d'équilibre de Proxima Centauri b se situe dans la plage où l'eau pourrait exister sous forme liquide à sa surface, la plaçant ainsi dans la zone habitable de Proxima Centauri. [74] [84] [85]

Les premières indications de l'exoplanète Proxima Centauri b ont été trouvées en 2013 par Mikko Tuomi de l'Université du Hertfordshire à partir de données d'observation d'archives. [86] [87] Pour confirmer la possible découverte, une équipe d'astronomes a lancé le projet Pale Red Dot [nb 8] en janvier 2016. [88] Le 24 août 2016, l'équipe de 31 scientifiques du monde entier, [89] dirigé par Guillem Anglada-Escudé de l'Université Queen Mary de Londres, a confirmé l'existence de Proxima Centauri b [90] à travers un article à comité de lecture publié dans Nature. [74] [91] Les mesures ont été effectuées à l'aide de deux spectrographes : HARPS sur le télescope ESO de 3,6 m à l'observatoire de La Silla et UVES sur le très grand télescope de 8 m à l'observatoire de Paranal. [74] Plusieurs tentatives pour détecter un transit de cette planète à travers la face de Proxima Centauri ont été faites. Un signal de type transit apparaissant le 8 septembre 2016 a été provisoirement identifié, à l'aide du télescope Bright Star Survey de la station Zhongshan en Antarctique. [92]

Planète c Modifier

Proxima Centauri c est une super-Terre ou naine gazeuse d'environ 7 masses terrestres en orbite à environ 1,5 unité astronomique (220 000 000 km) tous les 1 900 jours (5,2 ans). [93] Si Proxima Centauri b était la Terre de l'étoile, Proxima Centauri c serait équivalent à Neptune. En raison de sa grande distance de Proxima Centauri, il est peu probable qu'elle soit habitable, avec une température d'équilibre basse d'environ 39 K. [94] La planète a été signalée pour la première fois par l'astrophysicien italien Mario Damasso et ses collègues en avril 2019. [94] [ 93] L'équipe de Damasso avait remarqué des mouvements mineurs de Proxima Centauri dans les données de vitesse radiale de l'instrument HARPS de l'ESO, indiquant une possible planète supplémentaire en orbite autour de Proxima Centauri. [94] En 2020, l'existence de la planète a été confirmée par les données d'astrométrie Hubble de c. 1995. [95] Une éventuelle contrepartie directe en imagerie a été détectée dans l'infrarouge avec la SPHERE, mais les auteurs admettent qu'ils "n'ont pas obtenu une détection claire". Si leur source candidate est en fait Proxima Centauri c, elle est trop brillante pour une planète de sa masse et de son âge, ce qui implique que la planète peut avoir un système d'anneaux avec un rayon d'environ 5 R J. [96] Si cette détection d'imagerie directe est confirmée, Proxima Centauri c sera l'exoplanète la plus proche jamais imagée directement.

Autres découvertes Modifier

En 2016, dans un article qui a permis de confirmer l'existence de Proxima Centauri b, un deuxième signal de l'ordre de 60 à 500 jours a également été détecté. Cependant, sa nature n'est toujours pas claire en raison de l'activité stellaire et d'un échantillonnage inadéquat. [74]

En 2017, une équipe d'astronomes utilisant le grand réseau millimétrique/submillimétrique d'Atacama a signalé la détection d'une ceinture de poussière froide en orbite autour de Proxima Centauri à une distance de 1 à 4 UA de l'étoile. Cette poussière a une température d'environ 40 K et a une masse totale estimée à 1% de la planète Terre. Ils ont également provisoirement détecté deux caractéristiques supplémentaires : une ceinture froide avec une température de 10 K en orbite autour de 30 UA et une source d'émission compacte à environ 1,2 seconde d'arc de l'étoile. Il y avait aussi une allusion à une ceinture de poussière chaude supplémentaire à une distance de 0,4 UA de l'étoile. [97] Cependant, après une analyse plus approfondie, il a été déterminé que ces émissions étaient très probablement le résultat d'une grande éruption émise par l'étoile en mars 2017. La présence de poussière n'est pas nécessaire pour modéliser les observations. [98] [99]

En 2019, une équipe d'astronomes a revisité les données d'ESPRESSO sur Proxima Centauri b pour affiner sa masse. Ce faisant, l'équipe a trouvé un autre pic de vitesse radiale avec une périodicité de 5,15 jours. Ils ont estimé que s'il s'agissait d'un compagnon planétaire, il ne représenterait pas moins de 0,29 masse terrestre. [18] La découverte a été publiée en 2020.

Habitabilité Modifier

Avant la découverte de Proxima Centauri b, le documentaire télévisé Mondes extraterrestres a émis l'hypothèse qu'une planète vitale pourrait exister en orbite autour de Proxima Centauri ou d'autres naines rouges. Une telle planète se trouverait dans la zone habitable de Proxima Centauri, à environ 0,023-0,054 UA (3,4-8,1 millions de km) de l'étoile, et aurait une période orbitale de 3,6-14 jours. [100] Une planète en orbite dans cette zone peut subir un verrouillage de marée sur l'étoile. Si l'excentricité orbitale de cette planète hypothétique est faible, Proxima Centauri se déplacerait peu dans le ciel de la planète, et la majeure partie de la surface connaîtrait le jour ou la nuit perpétuellement. La présence d'une atmosphère pourrait servir à redistribuer l'énergie du côté éclairé par les étoiles vers l'autre côté de la planète. [101]

Les explosions de Proxima Centauri pourraient éroder l'atmosphère de n'importe quelle planète dans sa zone habitable, mais les scientifiques du documentaire pensaient que cet obstacle pouvait être surmonté. Gibor Basri de l'Université de Californie, Berkeley, a déclaré que "personne [n'a] trouvé d'obstacles à l'habitabilité". Par exemple, une préoccupation était que les torrents de particules chargées provenant des éruptions stellaires pourraient dépouiller l'atmosphère de toute planète voisine. Si la planète avait un champ magnétique puissant, le champ dévierait les particules de l'atmosphère, même la rotation lente d'une planète verrouillée par les marées qui tourne une fois pour chaque fois qu'elle orbite autour de son étoile serait suffisante pour générer un champ magnétique, tant qu'une partie de l'intérieur de la planète est resté en fusion. [102]

D'autres scientifiques, en particulier les partisans de l'hypothèse des terres rares, [103] ne sont pas d'accord sur le fait que les naines rouges peuvent maintenir la vie. Toute exoplanète dans la zone habitable de cette étoile serait probablement verrouillée par les marées, ce qui entraînerait un moment magnétique planétaire relativement faible, entraînant une forte érosion atmosphérique par les éjections de masse coronale de Proxima Centauri. [104]

En raison de la proximité de l'étoile avec la Terre, Proxima Centauri a été proposée comme destination de survol pour les voyages interstellaires. [105] Proxima Centauri se déplace actuellement vers la Terre à une vitesse de 22,2 km/s. [7] (Le barycentre du système se rapproche, tandis que la rotation autour de AB est éloignée du Soleil, c'est-à-dire prograde). Après 26 700 ans, lorsqu'il s'approchera de 3,11 années-lumière, il commencera à s'éloigner. [67]

Si des technologies de propulsion conventionnelles non nucléaires sont utilisées, le vol d'un vaisseau spatial vers Proxima Centauri et ses planètes prendrait probablement des milliers d'années. [106] Par exemple, Voyageur 1, qui se déplace maintenant à 17 km/s (38 000 mph) [107] par rapport au Soleil, atteindrait Proxima Centauri dans 73 775 ans, si le vaisseau spatial voyageait en direction de cette étoile. Une sonde se déplaçant lentement n'aurait que plusieurs dizaines de milliers d'années pour attraper Proxima Centauri près de son approche la plus proche, et pourrait finir par la regarder reculer au loin. [108]

La propulsion par impulsion nucléaire pourrait permettre un tel voyage interstellaire avec une durée de voyage d'un siècle, inspirant plusieurs études telles que le projet Orion, le projet Daedalus et le projet Longshot. [108]

Le projet Breakthrough Starshot vise à atteindre le système Alpha Centauri au cours de la première moitié du 21e siècle, avec des microsondes voyageant à 20 % de la vitesse de la lumière propulsée par environ 100 gigawatts de lasers terrestres. [109] Les sondes effectueraient un survol de Proxima Centauri pour prendre des photos et collecter des données sur les compositions atmosphériques de ses planètes. Il faudrait 4,25 ans pour que les informations recueillies soient renvoyées sur Terre. [110]

From Proxima Centauri, the Sun would appear as a bright 0.4-magnitude star in the constellation Cassiopeia, similar to that of Achernar from Earth. [nb 9]

In December 2020, a candidate SETI radio signal BLC-1 was announced as potentially coming from the star. [111]


Contenu

In 1915, the Scottish astronomer Robert Innes, director of the Union Observatory in Johannesburg, South Africa, discovered a star that had the same proper motion as Alpha Centauri. [23] [24] [25] [26] He suggested that it be named Proxima Centauri [27] (actually Proxima Centaurus). [28] In 1917, at the Royal Observatory at the Cape of Good Hope, the Dutch astronomer Joan Voûte measured the star's trigonometric parallax at 0.755″ ± 0.028″ and determined that Proxima Centauri was approximately the same distance from the Sun as Alpha Centauri. It was also found to be the lowest-luminosity star known at the time. [29] An equally accurate parallax determination of Proxima Centauri was made by American astronomer Harold L. Alden in 1928, who confirmed Innes's view that it is closer, with a parallax of 0.783″ ± 0.005″ . [24] [27]

In 1951, American astronomer Harlow Shapley announced that Proxima Centauri is a flare star. Examination of past photographic records showed that the star displayed a measurable increase in magnitude on about 8% of the images, making it the most active flare star then known. [30] [31] The proximity of the star allows for detailed observation of its flare activity. In 1980, the Einstein Observatory produced a detailed X-ray energy curve of a stellar flare on Proxima Centauri. Further observations of flare activity were made with the EXOSAT and ROSAT satellites, and the X-ray emissions of smaller, solar-like flares were observed by the Japanese ASCA satellite in 1995. [32] Proxima Centauri has since been the subject of study by most X-ray observatories, including XMM-Newton and Chandra. [33]

In 2016, the International Astronomical Union organized a Working Group on Star Names (WGSN) to catalogue and standardize proper names for stars. [34] The WGSN approved the name Proxima Centauri for this star on August 21, 2016 and it is now so included in the List of IAU approved Star Names. [35]

Because of Proxima Centauri's southern declination, it can only be viewed south of latitude 27° N. [nb 4] Red dwarfs such as Proxima Centauri are too faint to be seen with the naked eye. Even from Alpha Centauri A or B, Proxima would only be seen as a fifth magnitude star. [36] [37] It has apparent visual magnitude 11, so a telescope with an aperture of at least 8 cm (3.1 in) is needed to observe it, even under ideal viewing conditions—under clear, dark skies with Proxima Centauri well above the horizon. [38]

In 2018, a superflare was observed from Proxima Centauri, the strongest flare ever seen. The optical brightness increased by a factor of 68× to approximately magnitude 6.8. It is estimated that similar flares occur around five times every year but are of such short duration, just a few minutes, that they have never been observed before. [39]

On 2020 April 22 and 23, the Nouveaux horizons spacecraft took images of two of the nearest stars, Proxima Centauri and Wolf 359. When compared with Earth-based images, a very large parallax effect was easily visible. However, this was mostly useful for illustrative purposes and did not improve on previous distance measurements. [40] [41]

Proxima Centauri is a red dwarf, because it belongs to the main sequence on the Hertzsprung–Russell diagram and is of spectral class M5.5. M5.5 means that it falls in the low-mass end of M-type dwarf stars. [16] Its absolute visual magnitude, or its visual magnitude as viewed from a distance of 10 parsecs (33 ly), is 15.5. [42] Its total luminosity over all wavelengths is 0.17% that of the Sun, [10] although when observed in the wavelengths of visible light the eye is most sensitive to, it is only 0.0056% as luminous as the Sun. [43] More than 85% of its radiated power is at infrared wavelengths. [44]

In 2002, optical interferometry with the Very Large Telescope (VLTI) found that the angular diameter of Proxima Centauri is 1.02 ± 0.08 mas . Because its distance is known, the actual diameter of Proxima Centauri can be calculated to be about 1/7 that of the Sun, or 1.5 times that of Jupiter. The star's mass, estimated from stellar theory, is 12.2% M , or 129 Jupiter masses ( M J). [45] The mass has been calculated directly, although with less precision, from observations of microlensing events to be 0.150 +0.062
−0.051 M . [46]

Lower mass main-sequence stars have higher mean density than higher mass ones, [47] and Proxima Centauri is no exception: it has a mean density of 47.1 × 10 3 kg/m 3 (47.1 g/cm 3 ), compared with the Sun's mean density of 1.411 × 10 3 kg/m 3 (1.411 g/cm 3 ). [nb 5] The measured surface gravity of Proxima Centauri, given as the base-10 logarithm of the acceleration in units of cgs, is 5.20. [11] This is 162 times the surface gravity on Earth. [nb 6]

A 1998 study of photometric variations indicates that Proxima Centauri rotates once every 83.5 days. [48] A subsequent time series analysis of chromospheric indicators in 2002 suggests a longer rotation period of 116.6 ± 0.7 days. [49] This was subsequently ruled out in favor of a rotation period of 82.6 ± 0.1 days. [15]

Because of its low mass, the interior of the star is completely convective, [50] causing energy to be transferred to the exterior by the physical movement of plasma rather than through radiative processes. This convection means that the helium ash left over from the thermonuclear fusion of hydrogen does not accumulate at the core, but is instead circulated throughout the star. Unlike the Sun, which will only burn through about 10% of its total hydrogen supply before leaving the main sequence, Proxima Centauri will consume nearly all of its fuel before the fusion of hydrogen comes to an end after about 4 trillion years. [51]

Convection is associated with the generation and persistence of a magnetic field. The magnetic energy from this field is released at the surface through stellar flares that briefly (as short as per ten seconds) [52] increase the overall luminosity of the star. On May 1, 2019, an extreme flare event briefly became the brightest ever detected, with a far ultraviolet emission of 2 × 10 30 erg . [53] These flares can grow as large as the star and reach temperatures measured as high as 27 million K [33] —hot enough to radiate X-rays. [54] Proxima Centauri's quiescent X-ray luminosity, approximately (4–16) × 10 26 erg/s ((4–16) × 10 19 W), is roughly equal to that of the much larger Sun. The peak X-ray luminosity of the largest flares can reach 10 28 erg/s (10 21 W). [33]

Proxima Centauri's chromosphere is active, and its spectrum displays a strong emission line of singly ionized magnesium at a wavelength of 280 nm. [55] About 88% of the surface of Proxima Centauri may be active, a percentage that is much higher than that of the Sun even at the peak of the solar cycle. Even during quiescent periods with few or no flares, this activity increases the corona temperature of Proxima Centauri to 3.5 million K, compared to the 2 million K of the Sun's corona, [56] and its total X-ray emission is comparable to the sun's. [57] Proxima Centauri's overall activity level is considered low compared to other red dwarfs, [57] which is consistent with the star's estimated age of 4.85 × 10 9 years, [16] since the activity level of a red dwarf is expected to steadily wane over billions of years as its stellar rotation rate decreases. [58] The activity level also appears to vary [59] with a period of roughly 442 days, which is shorter than the solar cycle of 11 years. [60]

Proxima Centauri has a relatively weak stellar wind, no more than 20% of the mass loss rate of the solar wind. Because the star is much smaller than the Sun, the mass loss per unit surface area from Proxima Centauri may be eight times that from the solar surface. [61]

A red dwarf with the mass of Proxima Centauri will remain on the main sequence for about four trillion years. As the proportion of helium increases because of hydrogen fusion, the star will become smaller and hotter, gradually transforming into a so-called "blue dwarf". Near the end of this period it will become significantly more luminous, reaching 2.5% of the Sun's luminosity ( L ) and warming up any orbiting bodies for a period of several billion years. When the hydrogen fuel is exhausted, Proxima Centauri will then evolve into a white dwarf (without passing through the red giant phase) and steadily lose any remaining heat energy. [51]

Distance and motion Edit

Based on a parallax of 768.0665 ± 0.0499 mas , published in 2020 in Gaia Data Release 3, Proxima Centauri is 4.2465 light-years (1.3020 pc 268,550 AU) from the Sun. [8] Previously published parallaxes include: 768.5 ± 0.2 mas in 2018 by Gaia DR2, 768.13 ± 1.04 mas , in 2014 by the Research Consortium On Nearby Stars [62] 772.33 ± 2.42 mas , in the original Hipparcos Catalogue, in 1997 [63] 771.64 ± 2.60 mas in the Hipparcos New Reduction, in 2007 [2] and 768.77 ± 0.37 mas using the Hubble Space Telescope 's fine guidance sensors, in 1999. [9] From Earth's vantage point, Proxima Centauri is separated from Alpha Centauri by 2.18 degrees, [64] or four times the angular diameter of the full Moon. [65] Proxima Centauri also has a relatively large proper motion—moving 3.85 arcseconds per year across the sky. [66] It has a radial velocity toward the Sun of 22.2 km/s. [7]

Among the known stars, Proxima Centauri has been the closest star to the Sun for about 32,000 years and will be so for about another 25,000 years, after which Alpha Centauri A and Alpha Centauri B will alternate approximately every 79.91 years as the closest star to the Sun. In 2001, J. García-Sánchez et al. predicted that Proxima Centauri will make its closest approach to the Sun in approximately 26,700 years, coming within 3.11 ly (0.95 pc). [67] A 2010 study by V. V. Bobylev predicted a closest approach distance of 2.90 ly (0.89 pc) in about 27,400 years, [68] followed by a 2014 study by C. A. L. Bailer-Jones predicting a perihelion approach of 3.07 ly (0.94 pc) in roughly 26,710 years. [69] Proxima Centauri is orbiting through the Milky Way at a distance from the Galactic Centre that varies from 27 to 31 kly (8.3 to 9.5 kpc), with an orbital eccentricity of 0.07. [70]

Ever since the discovery of Proxima Centauri, it has been suspected to be a true companion of the Alpha Centauri binary star system. Data from the Hipparcos satellite, combined with ground-based observations, were consistent with the hypothesis that the three stars are a bound system. For this reason, Proxima Centauri is sometimes referred to as Alpha Centauri C. Kervella et al. (2017) used high-precision radial velocity measurements to determine with a high degree of confidence that Proxima and Alpha Centauri are gravitationally bound. [7] Proxima Centauri's orbital period around the Alpha Centauri AB barycenter is 547 000 +6600
−4000 years with an eccentricity of 0.5 ± 0.08 it approaches Alpha Centauri to 4300 +1100
−900 AU at periastron and retreats to 13 000 +300
−100 AU at apastron. [7] At present, Proxima Centauri is 12,947 ± 260 AU (1.94 ± 0.04 trillion km) from the Alpha Centauri AB barycenter, nearly to the farthest point in its orbit. [7]

Such a triple system can form naturally through a low-mass star being dynamically captured by a more massive binary of 1.5–2 M within their embedded star cluster before the cluster disperses. [71] However, more accurate measurements of the radial velocity are needed to confirm this hypothesis. [72] If Proxima Centauri was bound to the Alpha Centauri system during its formation, the stars are likely to share the same elemental composition. The gravitational influence of Proxima might also have stirred up the Alpha Centauri protoplanetary disks. This would have increased the delivery of volatiles such as water to the dry inner regions, so possibly enriching any terrestrial planets in the system with this material. [72] Alternatively, Proxima Centauri may have been captured at a later date during an encounter, resulting in a highly eccentric orbit that was then stabilized by the galactic tide and additional stellar encounters. Such a scenario may mean that Proxima Centauri's planetary companions have had a much lower chance for orbital disruption by Alpha Centauri. [14]

Six single stars, two binary star systems, and a triple star share a common motion through space with Proxima Centauri and the Alpha Centauri system. The space velocities of these stars are all within 10 km/s of Alpha Centauri's peculiar motion. Thus, they may form a moving group of stars, which would indicate a common point of origin, [73] such as in a star cluster.

The Proxima Centauri planetary system [74] [75] [19] [76] [18] [20]
Companion
(in order from star)
Masse Semimajor axis
(AU)
Orbital period
(days)
Eccentricity Inclination Radius
(unconfirmed) ≥ 0.29 ± 0.08 M 0.028 95 ± 0.000 22 5.168 +0.051
−0.069
b 1.60 +0.46
−0.36 M
0.048 57 +0.000 29
−0.000 29
11.184 18 +0.000 68
−0.000 74
0.109 +0.076
−0.068
1.30 +1.20
−0.62 R
c 7 ± 1 M 1.489 ± 0.049 1928 ± 20 0.04 ± 0.01 133 ± 1 °
RV-derived upper mass limits of potential companions [77]
Orbital
period
(days)
Separation
(AU)
Maximum
mass [nb 7]
(M)
3.6–13.8 0.022–0.054 2–3
< 100 < 0.21 8.5
< 1000 < 1 16

So far, as of 2021, two planets have been confirmed to orbit around Proxima Centauri, with one being close to Earth’s size and within the habitable zone (b) and another which may be a gas dwarf that orbits much father out (c). There are signs a third, even smaller planet could be orbiting closer than both of the planets, however this has not been confirmed yet.

Ever since the first exoplanets were discovered, there has been a hunt for exoplanets in the Alpha Centauri system. Multiple measurements of the star's radial velocity constrained the maximum mass that a detectable companion to Proxima Centauri could possess. [9] [78] The activity level of the star adds noise to the radial velocity measurements, complicating detection of a companion using this method. [79] In 1998, an examination of Proxima Centauri using the Faint Object Spectrograph on board the Hubble Space Telescope appeared to show evidence of a companion orbiting at a distance of about 0.5 AU. [80] A subsequent search using the Wide Field Planetary Camera 2 failed to locate any companions. [81] Astrometric measurements at the Cerro Tololo Inter-American Observatory appear to rule out a Jupiter-sized planet with an orbital period of 2−12 years. [82]

Planet b Edit

Proxima Centauri b, or Alpha Centauri Cb, orbits the star at a distance of roughly 0.05 AU (7.5 million km) with an orbital period of approximately 11.2 Earth days. Its estimated mass is at least 1.17 times that of the Earth. [83] Moreover, the equilibrium temperature of Proxima Centauri b is estimated to be within the range where water could exist as liquid on its surface thus, placing it within the habitable zone of Proxima Centauri. [74] [84] [85]

The first indications of the exoplanet Proxima Centauri b were found in 2013 by Mikko Tuomi of the University of Hertfordshire from archival observation data. [86] [87] To confirm the possible discovery, a team of astronomers launched the Pale Red Dot [nb 8] project in January 2016. [88] On August 24, 2016, the team of 31 scientists from all around the world, [89] led by Guillem Anglada-Escudé of Queen Mary University of London, confirmed the existence of Proxima Centauri b [90] through a peer-reviewed article published in Nature. [74] [91] The measurements were performed using two spectrographs: HARPS on the ESO 3.6 m Telescope at La Silla Observatory and UVES on the 8 m Very Large Telescope at Paranal Observatory. [74] Several attempts to detect a transit of this planet across the face of Proxima Centauri have been made. A transit-like signal appearing on September 8, 2016 was tentatively identified, using the Bright Star Survey Telescope at the Zhongshan Station in Antarctica. [92]

Planet c Edit

Proxima Centauri c is a super-Earth or gas dwarf about 7 Earth masses orbiting at roughly 1.5 astronomical units (220,000,000 km) every 1,900 days (5.2 yr). [93] If Proxima Centauri b were the star's Earth, Proxima Centauri c would be equivalent to Neptune. Due to its large distance from Proxima Centauri, it is unlikely to be habitable, with a low equilibrium temperature of around 39 K. [94] The planet was first reported by Italian astrophysicist Mario Damasso and his colleagues in April 2019. [94] [93] Damasso's team had noticed minor movements of Proxima Centauri in the radial velocity data from the ESO's HARPS instrument, indicating a possible additional planet orbiting Proxima Centauri. [94] In 2020, the planet's existence was confirmed by Hubble astrometry data from c. 1995. [95] A possible direct imaging counterpart was detected in the infrared with the SPHERE, but the authors admit that they "did not obtain a clear detection." If their candidate source is in fact Proxima Centauri c, it is too bright for a planet of its mass and age, implying that the planet may have a ring system with a radius of around 5 R J. [96] If this direct imaging detection is confirmed, Proxima Centauri c will be the closest exoplanet ever directly imaged.

Other discoveries Edit

In 2016, in a paper that helped to confirm Proxima Centauri b's existence, a second signal in the range of 60 to 500 days was also detected. However, its nature is still unclear due to stellar activity and inadequate sampling. [74]

In 2017, a team of astronomers using the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array reported detecting a belt of cold dust orbiting Proxima Centauri at a range of 1−4 AU from the star. This dust has a temperature of around 40 K and has a total estimated mass of 1% of the planet Earth. They also tentatively detected two additional features: a cold belt with a temperature of 10 K orbiting around 30 AU and a compact emission source about 1.2 arcseconds from the star. There was also a hint at an additional warm dust belt at a distance of 0.4 AU from the star. [97] However, upon further analysis, these emissions were determined to be most likely the result of a large flare emitted by the star in March 2017. The presence of dust is not needed to model the observations. [98] [99]

In 2019, a team of astronomers revisited the data from ESPRESSO about Proxima Centauri b to refine its mass. While doing so, the team found another radial velocity spike with a periodicity of 5.15 days. They estimated that if it were a planetary companion, it would be no less than 0.29 Earth masses. [18] The discovery was released in 2020.

Habitability Edit

Prior to the discovery of Proxima Centauri b, the TV documentary Alien Worlds hypothesized that a life-sustaining planet could exist in orbit around Proxima Centauri or other red dwarfs. Such a planet would lie within the habitable zone of Proxima Centauri, about 0.023–0.054 AU (3.4–8.1 million km) from the star, and would have an orbital period of 3.6–14 days. [100] A planet orbiting within this zone may experience tidal locking to the star. If the orbital eccentricity of this hypothetical planet is low, Proxima Centauri would move little in the planet's sky, and most of the surface would experience either day or night perpetually. The presence of an atmosphere could serve to redistribute the energy from the star-lit side to the far side of the planet. [101]

Proxima Centauri's flare outbursts could erode the atmosphere of any planet in its habitable zone, but the documentary's scientists thought that this obstacle could be overcome. Gibor Basri of the University of California, Berkeley, mentioned that "no one [has] found any showstoppers to habitability". For example, one concern was that the torrents of charged particles from the star's flares could strip the atmosphere off any nearby planet. If the planet had a strong magnetic field, the field would deflect the particles from the atmosphere even the slow rotation of a tidally locked planet that spins once for every time it orbits its star would be enough to generate a magnetic field, as long as part of the planet's interior remained molten. [102]

Other scientists, especially proponents of the rare-Earth hypothesis, [103] disagree that red dwarfs can sustain life. Any exoplanet in this star's habitable zone would likely be tidally locked, resulting in a relatively weak planetary magnetic moment, leading to strong atmospheric erosion by coronal mass ejections from Proxima Centauri. [104]

Because of the star's proximity to Earth, Proxima Centauri has been proposed as a flyby destination for interstellar travel. [105] Proxima Centauri currently moves toward Earth at a rate of 22.2 km/s. [7] (Barycenter of system moving closer, while rotation around AB is away from Sun, i.e. prograde). After 26,700 years, when it will come within 3.11 light-years, it will begin to move farther away. [67]

If non-nuclear, conventional propulsion technologies are used, the flight of a spacecraft to Proxima Centauri and its planets would probably require thousands of years. [106] For example, Voyageur 1, which is now travelling 17 km/s (38,000 mph) [107] relative to the Sun, would reach Proxima Centauri in 73,775 years, were the spacecraft travelling in the direction of that star. A slow-moving probe would have only several tens of thousands of years to catch Proxima Centauri near its closest approach, and could end up watching it recede into the distance. [108]

Nuclear pulse propulsion might enable such interstellar travel with a trip timescale of a century, inspiring several studies such as Project Orion, Project Daedalus, and Project Longshot. [108]

Project Breakthrough Starshot aims to reach the Alpha Centauri system within the first half of the 21st century, with microprobes travelling at 20% of the speed of light propelled by around 100 gigawatts of Earth-based lasers. [109] The probes would perform a fly-by of Proxima Centauri to take photos and collect data of its planets' atmospheric compositions. It would take 4.25 years for the information collected to be sent back to Earth. [110]

From Proxima Centauri, the Sun would appear as a bright 0.4-magnitude star in the constellation Cassiopeia, similar to that of Achernar from Earth. [nb 9]

In December 2020, a candidate SETI radio signal BLC-1 was announced as potentially coming from the star. [111]


Super-Earth Proxima Centauri c

To find the new super-Earth, scientists used the HARPS spectrograph at the La Silla Observatory and the UVES spectrograph on the Very Large Telescope, both in Chile. Mario Damasso (Astrophysical Observatory of Torino, Italy) and colleagues analyzed data collected between 2000 and 2017, looking for the signature “wobble” in Proxima’s Centauri’s light spectrum that would indicate the presence of a planet, the same technique that enabled scientists to confirm the Proxima b’s presence in 2016.

“Stars like Proxima Centauri are rather restless and continuously present eruptions and spots on their surface, which make the detection of a planetary-induced oscillation very complicated,” says coauthor Fabio Del Sordo (University of Crete and Foundation for Research and Technology-Hellas in Heraklion, Greece).

Because the observations span almost two decades, the scientists have confidently ruled out those sources of noise, but they caution that follow-up observations are needed to confirm that the signal comes from a planet. “The problem with planets in distant orbits,” says Yiannis Tsapras (Astronomical Calculation Institute, Germany), “is that their orbital periods span several years to decades, which means that any observing campaigns need to be of comparable length, or even longer if the aim is to verify the signal over multiple orbits.” Tsapras was part of the team that discovered Proxima b but was not involved with the current study.

Proxima c is about 1.5 astronomical units (a.u.) away from its star — just a little farther out than Earth is from the Sun, but about 30 times farther out than Proxima b. Because of this large distance, even if the planet were rocky, it would be too cold to host life as we know it.


This artist&rsquos impression shows the exoplanet Proxima b, which orbits the red dwarf star Proxima Centauri. The double star Alpha Centauri AB appears in the image between the exoplanet and its star. Proxima b appears to be at least 1.3 times the mass of Earth, making it slightly larger than our home planet.

The planet Proxima b was discovered by scientists using a telescope at the European Southern Observatory in Chile. The top panel in this image offers a view of the southern skies over the ESO 3.6-meter telescope at the La Silla Observatory in Chile. The lower panel shows real images of the stars Proxima Centauri (lower right) and the double star Alpha Centauri AB (lower left), taken with the NASA/ESA Hubble Space Telescope.


New tricks from old data: Astronomer uses 25-year-old Hubble data to confirm planet Proxima Centauri c

Benedict, G. Fritz. Credit: University of Texas McDonald Observatory

Fritz Benedict has used data he took over two decades ago with Hubble Space Telescope to confirm the existence of another planet around the Sun's nearest neighbor, Proxima Centauri, and to pin down the planet's orbit and mass. Benedict, an emeritus Senior Research Scientist with McDonald Observatory at The University of Texas at Austin, will present his findings today in a scientific session and then in a press conference at a meeting of the American Astronomical Society.

Proxima Centauri has been in the news frequently since 2016, when scientists including McDonald Observatory's Michael Endl found its first planet, Proxima Centauri b. The discovery incited speculation on the types of in-depth studies that could done on an extrasolar planet so close to our own solar system.

Adding to the excitement, earlier this year a group led by Mario Damasso of Italy's National Institute for Astrophysics (INAF) announced they might have found another planet orbiting Proxima Centauri farther out. This group used radial velocity observations, that is, measurements of the star's motion on the sky toward and away from Earth, to deduce the possible planet (dubbed Proxima Centauri c) orbits the star every 1,907 days at distance of 1.5 AU (that is, 1.5 times the distance at which Earth orbits the Sun).

Still, the existence of planet c was far from certain. Thus Benedict decided to re-visit his studies of Proxima Centauri from the 1990s made with Hubble Space Telescope. For that study, he had used Hubble's Fine Guidance Sensors (FGS).

Though their primary role is to ensure accurate pointing of the telescope, Benedict and others routinely used FGS for a type of research called astrometry: the precise measurement of the positions and motions of celestial bodies. In this case, he used FGS to search for Proxima Centauri's motion on sky caused by tugging from its surrounding—and unseen—planets.

When Benedict and research partner Barbara MacArthur originally studied Proxima Centauri in the 1990s, he said, they only checked for planets with orbital periods of 1,000 Earth days or fewer. They found none. He now revisited that data to check for signs of a planet with a longer orbital period.

Indeed, Benedict found a planet with an orbital period of about 1,907 days buried in the 25-year-old Hubble data. This was an independent confirmation of the existence of Proxima Centauri c.

Shortly afterward, a team led by Raffaele Gratton of INAF published images of the planet at several points along its orbit that they had made with the SPHERE instrument on the Very Large Telescope in Chile.

Benedict then combined the findings of all three studies: his own Hubble astrometry, Damasso's radial velocity studies, and Gratton's images to greatly refine the mass of Proxima Centauri c. He found that the planet is about 7 times as massive as Earth.

This analysis shows the power of combining several independent methods of studying an exoplanet. Each approach has its strengths and weaknesses, but together they serve to confirm the existence of Proxima Centauri c.

"Basically, this is a story of how old data can be very useful when you get new information," Benedict said. "It's also a story of how hard it is to retire if you're an astronomer, because this is fun stuff to do!"


Sunscreen anyone? Proxima Centauri just spit out its biggest solar flare ever

In an eruption of amazing magnitude, the volatile star Proxima Centauri (our Sun's closest neighbor) has just belched out its biggest solar flare ever recorded and the implications may mean that if alien life existed on its pair of orbiting planets, it would look very different from Earth's.

Led by a team of researchers at CU Boulder in Colorado, a study of the fantastic flare was published this week in the online journal, The Astrophysical Journal Letters. Officially categorized as a Red Dwarf, Proxima Centauri is about one-eighth the mass of our own star and lies four light-years away.

More Proxima Centauri

In a new press release, university astrophysicist Meredith MacGregor indicated that Proxima Centauri might be a small, dim star but don't let its diminutive size and feeble radiance fool you. Existing 20 trillion miles beyond our own sun, it's home to at least two planets, Proxima Centauri a and Proxima Centauri b.

MacGregor is an assistant professor at the Center for Astrophysics and Space Astronomy (CASA) and Department of Astrophysical and Planetary Sciences (APS) at CU Boulder in Colorado.

She and her team watched Proxima Centauri for roughly 40 hours using an array of nine ground telescopes and one orbital observatory. During the study, Proxima Centauri shot out an intense radiation plume that instantly elevated it to one of the largest ever observed in the Milky Way.

“The star went from normal to 14,000 times brighter when seen in ultraviolet wavelengths over the span of a few seconds,” said MacGregor. “If there was life on the planet nearest to Proxima Centauri, it would have to look very different than anything on Earth. A human being on this planet would have a bad time.”

Proxima Centauri has been in the crosshairs of astronomers for decades as a potential spot for alien life outside our own planetary neighborhood. One of its exoplanets, Proxima Centauri b, is Earth-like and exists in a “habitable zone” whose temperature range might be conducive to the formation of liquid water.

“A lot of the exoplanets that we’ve found so far are around these types of stars,” she explained. “But the catch is that they’re way more active than our sun. They flare much more frequently and intensely.”

To record this rare event, MacGregor and her crew aimed their astronomical devices at Proxima Centauri for a total of 40 hours over several months back in 2019. The instruments included the Hubble Space Telescope, the Atacama Large Millimeter Array (ALMA), and NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Five of the nine were fortunate enough to capture the incredible flare and its accompanying broad spectrum of radiation.

“It’s the first time we’ve ever had this kind of multi-wavelength coverage of a stellar flare,” noted MacGregor. “Usually, you’re lucky if you can get two instruments.”

By using this layered process, the CU Boulder team was able to capture one of the most detailed solar flares ever obtained in the Milky Way. The record-setting, 7-second occurrence was seen on May 1, 2019. It did not generate a significant level of visible light, but was instead characterized by waves of both ultraviolet and radio, also called “millimeter” radiation.

“In the past, we didn’t know that stars could flare in the millimeter range, so this is the first time we have gone looking for millimeter flares,” she said.

The star's observed flare was nearly 100 times stronger than any similar flare witnessed from Earth’s sun. This type of energy can ravage a planet’s atmosphere and potentially blanket life forms with lethal deadly radiation.

“Proxima Centauri’s planets are getting hit by something like this not once in a century, but at least once a day if not several times a day," MacGregor concluded. “There will probably be even more weird types of flares that demonstrate different types of physics that we haven’t thought about before.”