Alfa Centauro y la búsqueda de vida extraterrestre

Redactado por Heber Rizzo Baladán
Montevideo, Enero 20, 2007

El sistema estelar que componen nuestros vecinos espaciales más cercanos (el barrio contiguo al nuestro, digamos) es el de Alfa del Centauro (o, más sencillamente, Alfa Centauro).

Apenas a 4,35 años luz de distancia, la “estrella” más brillante de la constelación (Alfa) es, en realidad, un sistema triple. Es un objeto único cuando se lo observa a simple vista, pero un telescopio más o menos pequeño puede mostrarnos los integrantes del sistema.

Pero no es solamente eso lo que lo hace especial, sino el que sea uno de los pocos lugares de la galaxia que pueden ofrecer una posibilidad clara de vida de un tipo más o menos terrestre.

Los dos componentes mayores del sistema (Alfa Centauro A y Alfa Centauro B) conforman un sistema binario, girando una alrededor de la otra a una distancia de unos 3 500 millones de kilómetros (es decir, unas 23 veces la distancia Sol-Tierra, o 23 Unidades Astronómicas) y completan una órbita cada casi exactamente 80 años.

El tercer miembro del grupo es Alfa Centauro C, que se encuentra a 10 000 UA de A y de B, o sea más de 300 veces la distancia Sol-Neptuno. A esa distancia tan enorme, todavía no se puede estar seguro del todo si realmente está unida al dúo A-B. Por ahora, lo que sí sabemos es que su órbita la ha ubicado momentáneamente en el lado más cercano a nosotros. Se encuentra a 4,22 años luz de distancia, y es la estrella individual más cercana a nuestro sistema solar. Por esa razón, Alfa Centauro C es también llamada a veces Proxima Centauri (nombre en latín que significa Próxima del Centauro) o simplemente Próxima.

Alfa Centauro A es una estrella amarilla del tipo espectral G2, tal como el Sol. Por lo tanto, su temperatura y su color también son muy similares a los de nuestra estrella materna. Alfa Centauro B es de tipo espectral K1, de color naranja y más fría que el Sol. Por su parte, Próxima es una enana roja de tipo espectral M5, mucho más fría y pequeña que nuestro astro central. Por supuesto, también es mucho menos luminosa, razón por la cual recién fue descubierta en 1915, pese a su cercanía.

Alfa Centauro y la búsqueda de vida extraterrestre
La constelación del Centauro.© quickseek.com(pulsar sobre la imagen para ampliarla)

Condiciones para la vida

Cuando se procede a estimar las posibilidades de que haya vida en un sistema estelar dado, el primer criterio a considerar debe ser la madurez y estabilidad de la estrella; es decir, debe estar en la secuencia principal. Como las estrellas de la secuencia principal utilizan el hidrógeno para generar energía a partir de su conversión en helio dentro de sus núcleos, y como el hidrógeno es muy abundante, la mayoría de las estrellas permanece en la secuencia principal por largo tiempo, dando así una oportunidad para el desarrollo de la vida.

La segunda condición es que la estrella debe pertenecer al tipo espectral correcto, ya que éste determina la cantidad de energía emitida por la estrella. Las estrellas más masivas y calientes, que pertenecen a los tipos espectrales O, B, A, y a los primeros escalones del tipo F, queman su combustible muy rápidamente, por lo que su ciclo vital es demasiado corto (de unas pocas decenas a algunas centenas de millones de años, nada más). Las estrellas más pequeñas y frías, que pertenecen a los últimos escalones del tipo K y al tipo M no generan mucha energía, por lo que quizás no puedan mantener agua líquida en sus planetas más lejanos, y para los más cercanos (que sí podrían contener agua en estado líquido), por efecto de marea mostrarían siempre un mismo lado a la estrella, teniendo así un hemisferio con una temperatura demasiado alta y el otro hemisferio eternamente congelado.

Sin embargo, las estrellas tipo G (como nuestro Sol, única prueba de vida que conocemos) y aquellas que pertenezcan a los últimos escalones del tipo F y a los primeros del tipo K, deberían ser más aptas para albergar planetas con buenas condiciones para la vida.

El tercer criterio debe ser la presencia de condiciones estables en el sistema estelar, es decir, que la emisión de energía por parte de la estrella no debe variar mucho en plazos relativamente cortos. Dado el cumplimiento de las condiciones anteriores, ahora resulta importante el hecho de que el sistema sea de una sola estrella, o que contenga más de una. En este último caso, importa tanto el tipo espectral de los miembros estelares, como la distancia que los separe. Las posibilidades de variación son prácticamente infinitas. Asimismo, resulta importante en este caso el tipo espectral del objeto en cuestión.

La cuarta condición es, por supuesto, la edad de la estrella a considerar. En nuestro caso, el Sol tiene 4 600 millones de años de edad, un tiempo evidentemente suficiente como para que la vida haya surgido y evolucionado, y por lo que sabemos hasta ahora, la vida pudo haber surgido unos 800 millones de años después de su formación. Por otro lado, tiene todavía por delante varios centenares de millones de años en los que las condiciones sobre la Tierra permanecerán favorables para la vida, y después de eso los mundos más exteriores también mantendrán condiciones de habitabilidad por otros centenares de millones de años.

Y la quinta y última condición refiere a la metalicidad de la estrella, es decir, si presenta la cantidad suficiente de elementos más pesados que el hidrógeno (o metales, como los llaman los astrónomos), tales como carbono, nitrógeno, oxígeno, hierro, etc. De esta metalicidad parece depender la formación de planetas, y además son necesarios para la confección de moléculas indispensables para la vida. Nuestro Sol, por ejemplo, está compuesto principalmente por hidrogeno y helio, pero aproximadamente un dos por ciento de su masa consiste en “metales”.

Esto es así porque nuestro astro principal es una estrella de segunda o tercera generación, ya que se formó a partir de nubes estelares enriquecidas por estrellas anteriores que estallaron como supernovas al final de su vida, creando en esos momentos finales y diseminando por el espacio una enorme cantidad de elementos pesados, a todo lo largo de la tabla periódica. Aunque ese dos por ciento no parezca mucho, resultó más que suficiente como para crear a su alrededor a todos los planetas rocosos, y a nosotros mismos.

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Tamaños relativos del Sol y de las tres estrellas de Alfa Centauro. © Sol Company (pulsar sobre la imagen para ampliarla)

¿Cómo es el sistema de Alfa Centauro?

Los tres vecinos estelares más próximos del Sol están localizados en la región sureste de la constelación del Centauro, y conforman la “estrella” más luminosa de la constelación y la tercera más brillante del cielo nocturno, Alfa del Centauro, también llamada Rigil Kentaurus (del árabe Al Rijl al Qanturus, por “la pata del centauro) y, a veces, Toliman.

Visible a simple vista, Alfa del Centauro ha sido conocida por milenios, si bien no se supo que era una estrella doble hasta la observación realizada en 1752 por Nicolás Louis de La Caille desde el Cabo de Buena Esperanza, Sud África, quien realizaba un estudio de las estrellas del hemisferio austral utilizando un telescopio refractor de media pulgada (La Caille la consideró un sistema binario porque únicamente pudo ver a Alfa Centauro A y a Alfa Centauro B). La poco luminosa Próxima Centauro tuvo que esperar más tiempo, y recién fue descubierta en 1915 por Robert Thorburn Ayton Innes, un escocés que también estaba observando desde el Cabo, probablemente con el telescopio de 7 pulgadas del Observatorio Real.

Si un observador situado en el sistema de Alfa Centauro estudiara al Sol, lo encontraría en Casiopea, cerca de su límite con Perseo, y lo vería como una brillante estrella amarilla casi tan luminosa como Capella (Alfa del Auriga) nos parece a nosotros.

Las dos estrellas más grandes y luminosas se encuentran a una distancia de unos 4,36 años luz, y conforman una binaria cercana, estando separadas en promedio por unas 23,7 UA, es decir apenas un poco más que la distancia Sol-Urano (si bien, como dijimos antes, su separación mínima puede llegar a ser de 11 UA y su separación máxima alcanza las 35 UA).

Próxima Centauro se encuentra a solamente 4,22 años luz de distancia de nosotros y a unas 10 000 UA de A y B. Está tan lejos de ellas, que es posible que no esté unida gravitatoriamente con el par binario, aunque las tres podrían ser parte de un cercano grupo estelar en movimiento que incluye a la estrella triple ADS 10288 (Gl 649.1), a Gliese140.1, a Gliese 676, y a otras seis estrellas.

A continuación damos más información sobre cada uno de los tres componentes del sistema:

Alfa Centauro A

Como el Sol, es una estrella enana amarilla-naranja tipo G2V. Tiene unas 1,09 o 1,10 masas solares y su radio es 1,227 veces el de nuestra estrella (o sea 854 000 km). En cuanto a su luminosidad, es aproximadamente un 52 a un 60 por ciento más luminosa que el Sol, y puede ser algo mayor que éste, estimándose su edad en 4 850 millones de años. Su composición química es la siguiente: hidrógeno 71,5 %, helio 25,8%, y metales (elementos más pesados que el helio y el hidrógeno) 2,74%. En comparación, los números para el Sol son 73,7%, 24,5% y 1,81% respectivamente).

Como es tan parecida al Sol, muchos especulan sobre la posibilidad de que tenga planetas que puedan albergar vida. Dada sus características, un planeta tipo Tierra podría tener agua líquida a una distancia media de 1,25 UA, es decir, algo así como un punto medio entre las órbitas de la Tierra y de Marte aquí en nuestro sistema. En ese caso tendría un período orbital de 1,34 años. También, y según cálculos recientes, podría haber incluso una zona habitable algo mayor.

Alfa Centauro B

La segunda estrella del sistema binario, Alfa Centauro B, es una enana color naranja-rojizo de la secuencia principal, tipo espectral K1V. Parece tener 0,907 masas solares, un radio de 0,865 radios solares (602 000 km), y entre un 45 a 52 por ciento de la luminosidad del Sol. Su edad es similar a la de Alfa Centauro A (4 850 millones de años). Según los últimos análisis, su composición química sería la siguiente: hidrógeno 69,4%, helio 27,7% y metales 2,89%.

Vista desde un planeta que girara alrededor de Alfa Centauro A a una distancia similar a la de la Tierra, esta estrella compañera Alfa Centauro B proporcionaría un poco más de luz que la Luna llena, pero dada la distancia que la separa (mayor que la distancia Sol-Saturno) no afectaría demasiado la vida sobre ese mundo.

Según algunos estudios, su zona “Ricitos de Oro” estaría centrada alrededor de las 0,73 – 0,74 UA (la distancia Sol-Venus en nuestro sistema solar), con una período orbital algo menor que el nuestro. Otros estudios dan una zona habitable algo mayor.

Alfa Centauro C, o Próxima Centauro

Próxima es muy fría y muy poco luminosa, una enana roja de la secuencia principal tipo M5.5Ve, que parece tener una masa de 0,123 masas solares y un diámetro de 0,145 diámetros solares. Su luminosidad varía entre 0,000053 y 0,00012 tomando Sol = 1. Es, por lo tanto, 19 000 veces menos luminosa que nuestro astro, y si estuviéramos a una distancia Sol-Tierra de ella (es decir, a una unidad astronómica), su disco apenas sería visible. Se calcula que su período orbital alrededor del par Alfa Centauro A-B puede ser de varios millones de años (si es que en realidad forma un sistema con ellas). Está compuesta por un 69,5% de hidrógeno, un 27,8% de helio y un 2,90% de metales.

La región en la cual un eventual planeta pudiera mostrar agua líquida se encuentra entre las 0,02 y las 0,06 UA, mucho más cerca que las 0,4 UA de Mercurio alrededor del Sol, con un período orbital de dos a 16 días. Por lo tanto, la rotación de ese planeta habría sido fijada por el efecto de mareas y uno de sus hemisferios enfrentaría continuamente a la estrella, mientras que el otro hemisferio permanecería eternamente en la sombra.

Además, como muchas otras enanas rojas, Próxima es una “estrella llameante”, es decir que puede aumentar abruptamente y en mucho su luminosidad. Sus llamaradas pueden llegar a multiplicar su brillo por dos, y ocurren esporádicamente de hora en hora. Más aún, puede haber varias llamaradas al mismo tiempo. Por lo tanto, podríamos decir que allí las condiciones para la vida son casi imposibles.

Alfa Centauro y la búsqueda de vida extraterrestre
Diagrama Hertzsprung-Russell que muestra al Sol y a las estrellas de Alfa Centauro.© ESO (pulsar sobre la imagen para ampliarla)

El caso de habitabilidad para Alfa Centauro

Como hemos visto, Alfa Centauro es un lugar notable, puesto que puede ofrecer para la vida condiciones similares a las de nuestro propio sistema solar ya que, en general, cumple con las cinco condiciones que hemos establecido. Veamos lo que sucede en cada caso con sus tres integrantes.

1) Los tres objetos estelares del sistema se encuentran dentro de la secuencia principal, han permanecido en ella por largo tiempo, y seguirán estando allí por otro largo período, aunque por su pequeño tamaño, Próxima permanecerá en ella por muchísimo tiempo más.

2) Alfa Centauro A pertenece al mismo tipo espectral que el Sol, mientras que Alfa Centauro B es una estrella tipo K1, es decir, al escalón más luminoso de las de su clase, por lo cual también podría resultar apta. Próxima es una enana roja, y parece razonable dejarla de lado.

3) El tercer punto podría parecer complicado, ya que Alfa Centauro A y B forman claramente un sistema binario. Sin embargo, aquí toma importancia la distancia que las separa. Su período de traslación a lo largo de sus órbitas alrededor del centro gravitatorio común es de unos 80 años, durante los cuales la distancia entre ambas estrellas varía entre 11 UA y 35 UA. Para tener una idea mejor, cuando ambas estrellas están más cerca una de la otra, están todavía dos UA más lejos que la distancia media Sol-Saturno, mientras que en su mayor separación están seis UA más alejadas que la distancia media Sol-Neptuno.

Por lo tanto, y observando desde los planetas que puedan existir alrededor de cualquiera de ellas, la luminosidad de la otra estrella aumenta y disminuye un poco al acercarse y alejarse. Sin embargo, esta variación es demasiado pequeña como para representar un problema, de modo que ambas estrellas superan también este obstáculo.

Sobre Próxima, deberemos decir que tampoco pasa esta prueba. Como muchas enanas rojas, es proclive a generar estallidos que duplican o triplican su luminosidad (y su emisión de energía) en apenas unos pocos minutos.

4) En cuanto al tiempo necesario para la aparición y evolución de la vida, tanto Alfa Centauro A como Alfa Centauro B son incluso algo más viejas que el Sol, con una edad estimada de algo menos de cinco mil millones de años. Las estimaciones para Próxima arrojan una edad similar.

5) ¿Y el asunto de la metalicidad? Pues también aquí Alfa Centauro A y B pasan la prueba. Son estrellas ricas en metales, como nuestro Sol. De hecho, el sistema A-B podría ser hasta casi el doble de rico en metales que nuestro propio sistema solar. Próxima también es rica en metales.

Ahora bien, queda todavía algo por dilucidar. ¿Existen en Alfa Centauro planetas rocosos tipo Tierra que se encuentren dentro de la zona de habitabilidad y donde se posible encontrar agua en estado líquido (la así llamada zona “Ricitos de Oro”).

La respuesta es que todavía no lo sabemos. Lo que sí sabemos es que un sistema binario los planetas no pueden estar muy lejos de su estrella primaria, puesto que en caso contrario sus órbitas serían inestables. Si la distancia es más de un quinto de la distancia de máxima aproximación de las dos estrellas, entonces el segundo miembro del sistema provocaría distorsiones en la órbita del planeta.

En el caso de Alfa Centauro, esa aproximación máxima es de 11 UA, por lo cual el límite para órbitas planetarias estables sería de unas dos unidades astronómicas. De hecho, los modelos de computadora sugieren que si bien podrían formarse planetas rocosos en las cercanías de las dos estrellas mayores, ese no sería el caso para los planetas gaseosos mayores y más lejanos, debido a los efectos gravitatorios combinados de ambos astros.

Si lo comparamos con nuestro propio sistema, eso significaría que tanto Alfa Centauro A como Alfa Centauro B podrían poseer hasta cuatro planetas interiores (en nuestro sistema, la distancia que separa a los cuatro planetas rocosos del Sol es la siguiente: Mercurio 0,4 UA, Venus 0,7 UA, la Tierra 1 UA y Marte 1,5 UA). Por lo tanto, ambas estrellas podrían albergar uno o hasta dos planetas rocosos en su respectiva zona “Ricitos de Oro”.

Sin embargo, es necesario también tener en cuenta la opinión de algunos astrónomos que sostienen que los planetas tipo Tierra en Alfa Centauro deberían ser bastante áridos, puesto que se cree que Júpiter y Saturno cumplieron un papel crucial en dirigir los cometas hacia el sistema solar interior, los que a su vez representaron una fuente de agua para los planetas cercanos al Sol.

Alfa Centauro y la búsqueda de vida extraterrestre
Terrestrial Planet Finder (Buscador de Planetas Terrestres) de la NASA© JPL / NASA (pulsar sobre la imagen para ampliarla)

Conclusión

Los datos recogidos hasta la fecha indican que el sistema de Alfa Centauro merece ser estudiado a fondo y tenido en cuenta en todas las búsquedas de planetas extrasolares (y de vida extraterrestre) que se realicen en el futuro.

Las simulaciones de computadora sugieren que, dada su alta metalicidad y su composición orbital, podría albergar a varios planetas rocosos en órbitas estables alrededor de cualquiera de sus estrellas o en ambas.

Precisamente por eso, Alfa Centauro A y B han sido seleccionadas entre las 100 estrellas principales a investigar por el Terrestrial Planet Finder (Buscador de Planetas Terrestres) de la NASA, cuando éste sea lanzado. La detección de planetas en Alfa Centauro marcaría el inicio de una nueva etapa en la búsqueda de vida extraterrestre cuya lógica conclusión, para muchos de nosotros, sería el viaje interestelar.


A Candidate for Terrestrial Planets And Intelligent Life
Fuentes utilizadas

European Southern Observatory
SolStation.com
ChView
Absolute Astronomy.com
Alpha Centauri
Wikipedia
QuickSeek
Stanford University: In The Beginning

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