Proxima b, la "Terra gemella" più vicina possibile

[Enrico Corsaro]

Trovate tracce di un possibile pianeta simile al nostro in orbita in zona abitabile attorno a Proxima Centauri, la stella più vicina al Sistema solare, ad appena 4.2 anni luce da noi. La scoperta, annunciata oggi in conferenza stampa internazionale dall'ESO, è pubblicata su Nature...
leggi tutto... (http://www.astronomia.com/2016/08/27/proxima-b-la-terra-gemella-piu-vicina-possibile/)

[Red Hanuman]

Caro Enrico, ne abbiamo già parlato in un paio di 3d... ;)
Però, ben venga una spiegazione più esauriente!

[Enrico Corsaro]

Si lo so, se noti l'ho scritto infatti all'inizio dell'articolo mettendo il link alla vostra discussione ;). Questo è comunque l'articolo mediatico in riferimento alla pubblicazione ufficiale avvenuta questo scorso mercoledì.

[Stefanone]

Ormai ne parlano tutti... anche Nationalgeographic!!!
http://news.nationalgeographic.com/2016/08/earth-mass-planet-proxima-centauri-habitable-space-science/

[Enrico Corsaro]

Diciamo che è la big news del momento, e forse anche per diversi anni a seguire. Se questo pianeta dovesse risultare di fatto abitabile, sarà il target principale di tutte le missioni future a scopo esplorativo per la vita extraterrestre. La prossimità è in questo caso una chiave fondamentale!

[Gaetano M.]

A me sembra più simile a Mercurio che alla terra! Il periodo di rotazione è uguale a quello di rivoluzione, quindi di abitabile si sarà, nella migliore delle ipotesi, una piccola fascia? :confused:

[Enrico Corsaro]

In termini di periodo hai ragione, ma le condizioni di temperatura sono molto differenti. Tuttavia, personalmente credo che sarà difficile che si tratti di un pianeta abitabile, anche nella migliore delle ipotesi. Bisogna tenere in considerazione il fatto che proxima centauri è una stella nana, fredda, e che in quanto tale ha fortissimi fenomeni di attività magnetica, che molto probabilmente spazzerebbero via ogni forma di vita in pochi minuti, ammesso ne esistesse anche qualcuna in forma batterica. Staremo a vedere le future osservazioni, e soprattutto con l'arrivo di JWST, cosa ci riserveranno!

[Ares1973]

Dall'articolo sembrerebbe esclusa la possibilità di utilizzare il metodo dei transiti per una questione prospettica; oppure è solo una problematica risolvibile con strumenti più potenti (James Webb)? Grazie Enrico, sempre completi ed esaustivi i tuoi articoli ;)

[Enrico Corsaro]

Eccomi a risponderti. Premetto che l'articolo non è di mio pugno, ho riportato la fonte in fondo (spesso si tratta di Media INAF).

Ho visionato l'articolo su Nature. Gli autori affermano di aver controllato in dettaglio numerose curve di luce ma di non aver trovato alcuna evidenza di transiti, sfortunatamente. Questo significa che il sistema pianeta-stella ha un piano orbitale con una inclinazione significativamente diversa da 90° rispetto alla linea di vista, quindi non si potrà effettuare alcun tipo di studio che sfrutti i transiti.

James Webb però, anche se non discusso nell'articolo, dovrebbe consentirci in linea di principio di osservare qualcosa. Non so precisamente le caratteristiche dello strumento, nè la risoluzione che può raggiungere, ma considerate le sue grandi capacità sia in termini di sensitività fotometrica che di precisione in risoluzione angolare, è possibile che possa riuscirci. James Webb non risolverebbe il problema del transito (è semplicemente impossibile dalla nostra posizione), ma potrebbe riuscire ad osservare direttamente il pianeta e dunque darci conferma per la presenza o meno di una eventuale atmosfera.
E chissà anche che non sia l'unico pianeta possibile su Proxima, o anche che Alpha Centauri A e B (le altre due stelle del sistema triplo formato insieme a Proxima) non ospitino pianeti con condizioni interessanti!

[Il_Voza]

Ottimo articolo. Ho trovato il luogo in cui leggere le news :D
Comunque a parer mio la posizione dell'ipotetico pianeta nel sistema di proxima centauri non garantisce che ci sia acqua allo stato liquido. Credo bisogna tener conto sia dell'attività termica planetaria sia della presenza di eventuali gas serra (se c'è atmosfera). Un po' come la Terra, che nel punto in cui si trova la temperatura di equilibrio risulta -15 °C circa.

[Enrico Corsaro]

Si hai ben detto. Quello che temo di più però e' l'effetto devastante della radiazione stellare e dei campi magnetici. Una nana rossa e' un tipo di stella molto attiva, e la prossimità del pianeta e' davvero allarmante.

[Gaetano M.]

Questo è un sistema triplo. Come sarà l'orbita? Le tre stelle sono abbastanza distanti e il pianeta orbita intorno ad uno solo?

[Il_Voza]

La distanza tra Proxima Centauri e le altre due stelle è di circa 12000 UA relativamente lontana. Ho letto che Proxima ruoti attorno le due stelle principali. Quindi per questo motivo Proxima b non risulta legata gravitazionalmente alle altre due stelle e tende a ruotare solo su Proxima Centauri.

Comunque riguardo l'irraggiamento di Proxima Centauri, essendo una nana rossa, chissà quanta densità di potenza emette.

Ho una domanda: noi sappiamo che il Sole emette una densità di potenza di circa 1367 W/m^2. C'è una formula che mi permette di arrivare a questo risultato? Oppure deriva da un risultato empirico? Cioé il problema principale è: come posso calcolare la potenza [W] erogata dal Sole?

Al massimo possiamo usare la bellissima E = mc^2 per scoprire che il Sole ha a disposizione: E = 1.98855*10^30 * 0.1* 0.007 * 299 792 458^2 [kg*m/s] = 1.251053727*10^44 [J]

0.1 corrisponde al 10% della massa totale del Sole che riguarda il nucleo in cui avviene la fusione nucleare.
0.7% dato che lo 0.7% della massa degli atomi che si fondono si trasforma in energia (non so se questa percentuale vale lo stesso quando l'idrogeno si esaurisce e l'elio (e in seguito altri elementi) comincia il processo di fusione.

Ora, sapendo che la potenza erogata è = energia/tempo, significa che la potenza erogata ogni secondo dal Sole corrisponde a 1.25*10^44 [W]?
Perché su internet invece per misurare l'energia del Sole usano la luminosità che risulta 3.78*10^26 J/s (quindi [W]) (che credo provenga dall'equazione E=hv, energia di un singolo fotone, in cui h è la costante di Planck e v assumo la frequenza del visibile alla frequenza del giallo, e ottengo che la frequenza di un singolo fotone è E = 3.424353507*10^19 [J])? Non credo che da questa ultima formula posso ricavarmi l'energia emessa dato che non so quanti fotoni vengono emessi. Cioé perché ottengo due valori di potenza differenti?

Scrivendo mi son perso in queste cose... Su internet la Luminosità poi la calcola tenendo conto della densità di potenza. Ma questo significa che il valore 1367 W/m^2 non dipende dalla distanza in cui l'area colpita si trova... Se questo è vero significa che per quanto riguarda la distanza del pianeta Proxima b e la nana rossa, quello che può influenzare la vita non è solo la distanza dalla stella, ma più che altro l'area colpita dalla radiazione solare. Il raggio di Proxima Centauri risulta 98093.7 km, quindi il volume sarà 39.5*10^14 [km^3]. Il raggio di Proxima b è circa 7008.1 km, quindi il volume sarà 1.44*10^12 [km^3], distanza dalla stella 0.05 UA, quindi il 5% della distanza tra Terra e Sole. Il raggio del Sole è 695700 [km]. Il 5% del raggio del Sole corrisponde a 34785 [km]. Il volume di una sfera con questo raggio corrisponde a 1.76*10^14 [km^3], quindi in scala la nana rossa risulta ancora più grande del 5% del volume del Sole. Da qui praticamente, sapendo che, secondo la formula della Luminosità (che ancora devo chiarire rispetto alla prima formula dell'energia calcolata sopra usando E=mc^2) essa è direttamente proporzionale al quadrato della distanza, suggerisce che Proxima b, essendo il 95% più vicina, riceve il 90% in più di luminosità che riceve la Terra se al posto della nana rossa ci fosse una stella che avesse il 5% del volume del Sole, dato che Proxima Centauri è un po' più grande di quel 5%, Proxima b ne riceverebbe più del 90% di quello che riceve la Terra...

Vabbé questo ragionamento è stato fatto con le semplicistiche approssimazioni, corpi come sfere perfette etc, e altra semplificazione è lo scalamento lineare del volume della stella con la riduzione della distanza tra pianeta e stella (partendo da Terra-Sole per poi scalare a Proxima b-Proxima C.).

Questo ragionamento avrà sicuramente degli errori, mi farebbe piacere discuterne anche per metterci il cuore in pace che, come dicevate sopra, la vita, almeno per come noi la conosciamo, non è possibile li. E poi vorrei capire il fatto dell'energia, la differenza tra i due valori, quella provieniente da E=mc^2 e la luminosità. Oppure forse sbaglio a ragionare perché la prima formula indica l'energia di TUTTO il nucleo solare?

[davide1334]

io da quello che ho capito il pianeta orbita attorno a proxima in undici giorni, e insieme orbitano attorno al sistema alfa AB in centomila e passa anni. ma ad una distanza tale (0,1 anni luce),un osservatore sul quel pianeta(ovviamente posto nell'emisfero buio) la coppia alfa centauri la vedrebbe come una stella in mezzo alle altre o sarebbero due discreti fari nella notte?

[Enrico Corsaro]

Si il pianeta orbita solo attorno a Proxima. Lo si può capire chiaramente dal tipo di modulazione in velocità radiale, che risulta sinusoidale.

Riguardo alla famosa costante solare, che poi costante non è, il calcolo si fa tramite il corpo nero. Ti consiglio di visionare QUI (https://it.m.wikipedia.org/wiki/Costante_solare). Si considera la legge di Planck, che ti da la densità di energia per tempo e in un intervallo di frequenza e per unità di superficie, e la si integra su tutto lo spettro di emissione di un corpo nero con una temperatura efficace pari a 5777 K, cioè quella solare. Si tratta di un valore teorico, a cui poi si confronta quello osservato, che risulta fluttuare (per questo appunto non è una costante).

Non c'entra nulla E=mc^2 qui. Se vuoi sviluppare i calcoli per le leggi di corpo nero lo possiamo fare, ma solo quando trovo un po' di tempo. Ed infine si, la costante solare come già mostra la sua unità di misura (W/m^2), dipende dalla distanza che si considera poiché è espressa per unità di superficie, la quale aumenta con il quadrato della distanza essendo distribuita su di una sfera.

[Enrico Corsaro]

Il_Voza, ho controllato nell'articolo pubblicato su Nature. Ovviamente per fare una conclusione del genere sull'abitabilità, e per essere un lavoro pubblicato su una rivista del genere, si è sempre piuttosto attenti a verificare tutto. Sarebbe stato un pò troppo "naif" da parte degli autori, e ovviamente imperdonabile da parte dell'editore di Nature, Leslie Sage, accettare un lavoro sulla scoperta di un pianeta potenzialmente abitabile che non includesse il calcolo dell'irradianza stellare.
Gli autori riportano che l'irradianza corrisponde al 65% di quella terrestre, vale a dire una costante pari a circa 825 W/m^2, sufficiente a poter ospitare acqua allo stato liquido e vita come la conosciamo. Il problema quindi non è nell'irradianza stellare, ma nei fenomeni discussi anche nell'articolo che ho inserito, e cioè legati all'intensità delle radiazioni e.m. e all'attività stellare.

[Enrico Corsaro]

Per chi fosse interessato, ecco un articolo (http://www.ice.cat/personal/iribas/Proxima_b/indepth.html) che discute l'abitabilità del pianeta.