vörös törpe a Kentaur csillagképben From Wikipedia, the free encyclopedia
A Proxima Centauri (latin proxima: legközelebbi) vörös törpe a Kentaur csillagképben. A Földtől 4,24 fényév (4·1013 km) távolságra helyezkedik el. 1915-ben fedezte fel Robert Innes, a dél-afrikai Union Obszervatórium igazgatója. A Proxima Centauri a Naphoz legközelebbi csillag.[7] Az Alfa Centauri hármascsillag-rendszer tagja. A két fő csillagtól 0,21 fényév (15 000 ± 700 CsE) távolságra helyezkedik el.[10]
| Proxima Centauri | |
 | |
| a Proxima Centauri elhelyezkedése | |
| Más jelölések | Alfa Centauri C, CCDM J14396-6050C, GCTP 3278.00, GJ 551, HIP 70890, LFT 1110, LHS 49, LPM 526, LTT 5721, NLTT 37460, V645 Centauri |
| Megfigyelési adatok | |
| Csillagkép | Kentaur |
| Rektaszcenzió | 14 h 29 m 42,9487 s[1] |
| Deklináció | −62° 40′ 46,141″[1] |
| Távolság | 4,246 fé, 1,3019 pc |
| Látszólagos fényesség | 11,05[1] |
| Abszolút fényesség | 15,49[2] |
| Színkép típusa | M5,5 Ve[1] |
| Változócsillag típusa | Flercsillag |
| Pályaadatok | |
| Távolság a Tejútrendszer magjától | kb. 30 ezer fényév (8,3-9,5 pc) |
| Évi parallaxis | 768,7 ± 0,3 mas[3] |
| Radiális sebesség | −21,7 ± 1,8 km/s[4] |
| Sajátmozgás | |
| rektaszcenzióban | −3775,4 mas/év[1] |
| deklinációban | 769,33 mas/év[1] |
| Fizikai adatok | |
| Sugár | 0,145 ± 0,011[5] R☉ |
| Tömeg | 0,123 ± 0,006[5] M☉ |
| Felszíni gravitáció | 5,20 ± 0,23[5] |
| Hőmérséklet | |
| Felszín | 3042 ± 117[5] K |
| Luminozitás | 0,0017[6] L☉ |
| Kor | 4,85·109 év[7] |
| Forgási adatok | |
| Forgási periódus | 83,5 nap[8] |
| Radiális forgási sebesség | 2,7 km/s[9] |
Közelsége miatt a csillag szögátmérője közvetlenül mérhető, a Nap átmérőjének mintegy hetedét teszi ki.[7] Tömege a Nap tömegének nyolcada, átlagos sűrűsége pedig annak 40-szerese.[m 1] Habár luminozitása nagyon alacsony, a Proxima Centauri flercsillag, mágneses tevékenysége folytán véletlenszerűen növekedik a fényessége.[11] A csillag mágneses mezeje áramlásokat hoz létre a csillag belsejében, ami flereket idéz elő; ennek eredményeképpen pedig a sugárzása lefedi a teljes röntgentartományt.[12] A Proxima Centauri fősorozatbeli csillag; figyelembe véve a relatív alacsony energiatermelési ütemét, valamint a hidrogén áramlását a magjában, még négy billió évig az is marad.[13] Ez az univerzum jelenlegi feltételezett életkoránál 300-szor hosszabb idő.[14]
A Proxima Centauri körül keringő égitestek létezésére irányuló kutatások sikertelenek maradtak, kizárva a barna törpék és a szupernehéz bolygók jelenlétét.[15][16] Precíz radiális sebességmérések szuperföldek jelenlétét is kizárták a csillag lakható övezetén belül.[17][m 2] Kisebb objektumok észlelése olyan új eszközöket igényel, mint a tervezett SIM PlanetQuest űrtávcső.[18] Miután a Proxima Centauri egy vörös törpe és egyben változócsillag, vitatott, hogy egy körülötte keringő bolygón lehetséges-e az élet.[19][20] A csillag – közelsége miatt – egy jövőbeni csillagközi utazás lehetséges célpontja.[21]
Robert Innes a dél-afrikai Johannesburgban található Union Obszervatórium igazgatója, 1915-ben felfedezte, hogy a Proxima Centaurinak az Alfa Centaurival megegyező sajátmozgása van.[22] Nevéhez fűződik a Proxima Centauri név javaslata is.[23] 1917-ben Joan Voûte holland csillagász a Jóreménység fokán épült Királyi Obszervatóriumban (ma Dél-afrikai Asztronómiai Obszervatóruim, SAAO), megmérte a csillag trigonometrikus parallaxisát, és megállapította, hogy valóban azonos távolságra van, mint az Alfa Centauri. Abban az időben a Proxima Centauri számított a legkisebb luminozitású ismert csillagnak.[24] 1951-ben Harlow Shapley amerikai csillagász bejelentette, hogy a Proxima Centauri változócsillag. A korábban készült fényképek vizsgálata azt mutatta, hogy a képek 8%-án mérhetően nagyobb a csillag fényessége, így a legaktívabb akkoriban ismert változócsillag.[25]
A csillag közelsége lehetővé teszi flertevékenységének részletes megfigyelését. 1980-ban az Einstein Obszervatórium aprólékosan kidolgozott röntgensugárzási görbét készített a Proxima Centauri flerjeiről. További megfigyeléseket végzett az EXOSAT és ROSAT műhold, majd 1995-ben a japán ASCA műhold, amely kisebb (a Napéhoz hasonló) flerek által kibocsátott röntgensugárzást észlelt.[26] A legtöbb röntgenobszervatórium, beleértve az XMM-Newtont és a Chandrát, azóta is tanulmányozza a Proxima Centaurit.[27]
A csillag déli deklinációjának köszönhetően a Proxima Centauri csak a 27. északi szélességi körtől délre látható az égbolton.[m 3] A Proxima Centaurihoz hasonló vörös törpék fénye túl halvány ahhoz, hogy szabad szemmel láthatóak legyenek; még a Proxima Centauri A-ról és B-ről is csak akkor látszódna a csillag, ha fényessége elérné az 5 magnitúdót.[28][29] A csillag látszólagos fényessége 11 magnitúdó, megfigyeléséhez még felhőtlen égbolt esetén is legalább 8 cm objektívátmérőjű távcső szükséges.[30] Ahhoz, hogy valóban vizsgálni lehessen, a Proxima Centaurinak magasan a horizont felett kell járnia az éjszakai égbolton.
A Proxima Centauri vörös törpeként lett osztályozva, mert a Hertzsprung–Russell-diagram alapján a fősorozatban jár, színképosztálya M5,5. További besorolása „késői M-törpe csillag”, amely arra utal, hogy M5,5-ös értéknél tömege közelebb esik az M osztály alsó határához.[7] A csillag abszolút fényessége (vagyis látszólagos fényessége 10 parszek távolból nézve) 15,49.[2] Luminozitása a teljes hullámhossztartományban a Nap 0,17%-a;[6] az emberi szem számára látható fény tartományában azonban csupán a Nap 0,0056%-a.[31] A kisugárzott energiájának 85%-a az infravörös tartományba esik.[32]
2002-ben a VLT-vel optikai interferenciamérésekkel meghatározták a Proxima Centauri szögátmérőjét, amely 1,02±0,08 milliívmásodpercnek (mas) adódott. Mivel a távolság ismert, kiszámítható a valódi átmérője is, amely a Nap átmérőjének hetede, vagy másképpen a Jupiter átmérőjének a másfélszerese.[22] A csillag becsült tömege a naptömeg 12,3%-a, vagyis 129 szerese a Jupiter tömegének.[7] A fősorozati csillagok átlagos sűrűsége a tömegükkel fordítottan arányos.[33] Ez alól a Proxima Centauri sem kivétel, átlagos sűrűsége 56 800 kg/m³. Összehasonlításképpen a Nap átlagos sűrűsége 1409 kg/m³.[m 1]
A kis tömege miatt a csillag belseje teljes egészében konvektív, ennek eredményeképpen a kisugárzott energia nagyobbrészt a plazma áramlásának következménye, és nem a sugárzási folyamatoké. Ez az áramlás azt jelenti, hogy a hidrogén termonukleáris fúziójából visszamaradt hélium nem halmozódik fel a magban, hanem a csillag belsejében cirkulál. A Nappal ellentétben, amely hidrogénkészletének mintegy 10%-át fogja csak elhasználni a fősorozat elhagyása előtt, a Proxima Centauri ennél jóval nagyobb mennyiséget fog felhasználni, mielőtt a hidrogénfúzió leáll.[13]
Ezek az áramlások a mágneses mező jelenlétéhez köthetők. A mágneses energia a flernek nevezett folyamat során szabadul fel a mezőből, rövid időre megnövelve a csillag fényességét. A flerek a csillaggal megegyező méretre nőhetnek, és hőmérsékletük elérheti a 27 millió kelvint is.[27] Ez a hőmérséklet elegendően forró röntgensugárzás kibocsátásához[34] A csillag fényessége a röntgentartományban „nyugalmi” állapotban 4–16·1019 watt között mozog; ami hozzávetőleg megegyezik a Nap fényességével. Nagyobb flerek esetén azonban elérheti a 1021 wattot is.[27]
A csillag kromoszférája aktív, és spektrumában erősen látszódnak az egyszeresen negatív magnéziumion 280 nm hullámhosszúságú emissziós vonalai.[35] A Proxima Centauri felszínének kb. 88%-a nagy valószínűséggel aktív; ez a Naphoz viszonyítva lényegesen magasabb érték, még a napciklus maximumához képest is. Ez az aktivitás még azokban a „nyugodt” időszakokban is 3,5 millió kelvin körüli hőmérsékletre fűti a koronát, amikor alig, vagy egyáltalán nincsenek flerek. Összehasonlításképpen a Nap koronájának hőmérséklete 2 millió kelvin.[36] Más M-törpékkel összevetve aktivitása alacsony,[12] ami a csillag becsült életkorával magyarázható. Az évmilliók során a csillag tengely körüli forgása lassul, ezzel együtt az aktivitási szintje is csökken.[37] Az aktivitási szint periodikus változásokat mutat, egy ilyen periódus 442 napig tart; így rövidebb a 11 éves napciklusnál.[38]
A Proxima Centauri csillagszele viszonylag gyenge, az így vesztett tömeg alig éri el a Nap napszél okozta tömegvesztési rátájának 20%-át. A csillag azonban lényegesen kisebb a Napnál, így az egységnyi felületre jutó tömegvesztesége nyolcszorosa a Napénak.[39]
Egy, a Proxima Centaurival megegyező tömegű vörös törpe négybillió évig a fősorozatban marad. Ahogy a hidrogénfúzió eredményeképpen nő a hélium mennyisége, a csillag egyre kisebb és forróbb lesz, fokozatosan változva át vörösből kékké. A folyamat végéhez közeledve a Proxima Centauri jelentősen fényesebbé válik majd, elérve a Nap fényességének 2,5%-át, és néhány milliárd évre felmelegít minden körülötte keringő égitestet. A hidrogén kimerülésével a vörös óriás fázist kihagyva fehér törpévé fog átalakulni, fokozatosan veszítve el a megmaradt hőenergiát.[13]
A Hipparcos által mért 772,3±2,4 milliívmásodperces és a precízebb Hubble, illetve a Fine Guidance Sensor általi 768,7±0,3 milliívmásodperces[3] parallaxis alapján a Proxima Centauri hozzávetőleg 4,2 fényévnyire található. Ez a távolság 270 000 csillagászati egység. A Földről nézve a Proximát 2,18° választja el az Alfa Centauritól,[40] ez a telihold szögátmérőjének négyszerese.[41] A Proxima Centauri ugyanakkor gyors sajátmozgással rendelkezik; évente 3,85 ívmásodpercet halad az égbolton.[42] Radiális sebessége –21,7 km/s; a csillag közelít a Naphoz.[1]
Az ismert csillagok között az elmúlt 32 000 évben a Proxima Centauri volt a Naphoz legközelebbi csillag, és a következő 33 000 évben az is marad; ekkorra a Ross 248 válik a legközelebbi csillagá.[43] A Proxima Centauri körülbelül 26 700 év múlva éri el legnagyobb közelségét, ekkor 3,11 fényévnyire lesz majd.[4] A Proxima Centauri a Tejútrendszerben kering a galaktikus mag körül. Távolsága a galaktikus magtól 8,3 és 9,5 kpc között változik. Pályájának excentritása 0,07.[44]
Felfedezése óta gyanítják, hogy a Proxima Centauri az Alfa Centauri kettőscsillag rendszer harmadik tagja. Ebben az esetben az Alfa Centauritól mindössze 0,21 fényév (15 000 ± 700 CsE)[10] távolságban keringő csillag keringési ideje 500 000 év lenne. Ennek okán sokszor hivatkoznak rá α Centauri C-ként is. A modern számítások szerint – figyelembe véve a csillagok közti kis távolságot és viszonyított sebességüket – a véletlenszerű egybeesés valószínűsége egy a millióhoz.[45] A Hipparcos adatait földi megfigyelésekkel egybevetve megalapozottnak látszik a hipotézis, miszerint a három csillag valóban egy rendszert alkot. Ha ez így van, akkor a Proxima Centauri közel jár az apasztronhoz, pályájának legtávolabbi pontjához. A feltételezés bizonyításához pontosabb radiálissebesség-mérések szükségesek.[10]
Amennyiben a Proxima Centauri kialakulása idején az Alfa Centauri rendszer része volt, a csillagok elemi összetétele feltehetőleg azonos. Lehetséges, hogy éppen a Proxima gravitációs hatása felelős az Alfa Centauri protoplanetáris korongjának felkavarásáért. Ez elősegíthette az alacsony forráspontú anyagok (pl. víz) eljutását a száraz belső régiókba. Egy Föld-típusú bolygó feltehetőleg nagy mennyiségben tartalmaz ilyen anyagokat.[10]
Az Alfa Centauri rendszeren kívül még hat csillag, két kettőscsillag rendszer és egy hármascsillag rendelkezik a Proxima Centaurihoz hasonló térbeli mozgással. E csillagok mindegyikének sebessége a Proxima Centauri sebességének közelében van (±10 km/s). Ezek a csillagok feltehetőleg egy mozgási csoportot alkotnak, ami közös kiindulópontra utal,[46] például egy csillaghalmazra. Ha bebizonyosodik, hogy Proxima Centauri nem az Alfa Centauri rendszer tagja, akkor egy mozgási csoport magyarázhatja a csillagok relatív közelségét.[47]
Bár a Proxima Centauri a legközelebbi valódi csillag, elképzelhető, hogy eddig felfedezetlen barna törpék közelebb találhatóak.[48]
Ha egy nagy tömegű égitest a Proxima Centauri körül keringene, akkor ennek az égitestnek a gravitációja elmozdulásokat idézne elő a csillag helyzetében (a pálya síkjában). Vagyis, ha ezeknek az égitesteknek a pályasíkjai nem merőlegesek a látóirányra, akkor a csillag radiális sebességében periodikus változásokat lehetne észlelni. A különböző mérések eddig nem mutattak ki ehhez hasonló változásokat, így lecsökkent a lehetséges kísérők maximális tömege.[3][15] Sajnálatos módon a csillag aktivitása miatt a radiális sebesség pontos mérése nem lehetséges, ez behatárolja a módszer jövőbeni kilátásait esetleges kísérők felfedezését illetően.[49]
A Proxima Centauri 1998-as vizsgálata során, amit a Hubble űrteleszkópon található Faint Object Spectrograph-fal végeztek, bizonyítékot találtak egy 0,5 CsE távolságban keringő kísérő létezésére.[50] A Wide Field and Planetary Camera 2-val végzett későbbi keresések azonban nem tudtak lokalizálni egyetlen kísérőt sem.[16] A Proxima Centauri, az Alfa Centauri A-val és B-vel együtt a NASA tervezett Űr-Interferometriai Küldetésének (SIM) elsődleges célcsillagai közé (Tier 1) tartozik. Az űreszközzel elméletileg lehetségessé válik kis tömegű (3 földtömeg) égitestek észlelése 2 CsE távolságban a szóban forgó csillagok körül.[18]
Nagyon valószínűtlen, hogy 2–3 földtömegnél nehezebb bolygók keringenek a lakható övezeten belül.[51] Az Idegen Világok dokumentumfilm-sorozat feltételezte, hogy egy élet számára alkalmas bolygó létezhet a Proxima Centauri, vagy más vörös törpék körül. Egy ilyen bolygó a lakható övezeten belül, 0,023–0,054 CsE közti távolságban keringene a csillag körül, és keringési ideje 3,6–14 nap lenne.[52] Egy, a csillagtól ilyen távolságban keringő bolygón kötött tengelyforgás lenne tapasztalható, vagyis a Proxima Centauri egyáltalán nem, vagy csak alig mozogna a bolygó egén. Ebből adódóan a felszínének túlnyomó részén örök nappal, illetve éjszaka uralkodna. Mindazonáltal egy jelenlévő légkör képes lehet arra, hogy a napenergia egy részét a túloldalra is eljuttassa.[19]
A Proxima Centauri flercsillag, a csillagból származó flerek zavart okozhatnak bármely, a lakható övezeten belül keringő bolygó légkörében. Azonban a dokumentumfilm tudósai szerint ez az akadály is legyőzhető. Gibor Basri, a Kaliforniai Egyetem munkatársa egyenesen azt állítja, eddig senki sem talált olyan tényt, ami kétségbe vonná a lakhatóságot. Például, az egyik elmélet szerint a flerekből származó töltött részecskék özöne lefejheti egy közeli bolygó légkörét. Ha azonban a bolygónak van mágneses mezeje, akkor a mező eltérítené a töltött részecskéket, így védve meg a légkört. Még egy M-törpe kötött tengelyforgású bolygójának lassú forgása – egyszer fordul meg a saját tengelye körül, azalatt míg megkerüli a csillagját – is elegendő egy mágneses mező generálásához, mindaddig, amíg a mag olvadt marad.[53]
Más tudósok, különösen a Ritka Föld elmélet támogatói vitatják,[54] hogy egy M-törpe csillag fenn tudja-e tartani az életet. A kötött tengelyforgású bolygó rendkívül gyenge mágneses momentummal rendelkezne, ez pedig a légkör erős eróziójához vezetne, amit a Proxima Centauri koronakidobódásai okoznának.[20] Néhány szerző továbbá úgy véli, hogy a földi típusú élet valószínűtlen.[51]
A folyamatos megfigyelések és az egyre tökéletesedő észlelési technikák következtében 2016-ban nyilvánosságra került a Proxima Centauri b léte, amely 1,3-szoros földtömegű, a csillagától 7,5 millió kilométer távolságban keringő bolygó, amely 11,2 földi nap alatt tesz meg egy keringést.[55] A tovább gyarapodó adatbázis elemzésével 2019-ben újabb exobolygó jelölt került elő, amely legalább hatszoros földtömegű, és másfél csillagászati egység távolságban helyezkedik el napjától.[56]
A Proxima Centauri javasolt úti célja az első csillagközi utazásnak.[21] Alternatív megoldás, egy az Alfa Centauri rendszerben végrehajtott hintamanővert magában foglaló utazás, mivel így nincs szükség lassítási fázisra. A nukleáris impulzusmeghajtás több olyan technológiát fog össze, amelyek a jövőben lehetővé tehetik a csillagközi utazást. Egy ilyen út a következő évszázadban kezdődhetne, és hozzávetőleg egy évszázadig is tartana. Az utazásnak ennek a módja inspirálta a Daedalus tervet, az Orion tervet és a Longshot tervet.[57]
A Voyager-program űrszondái az első olyan ember alkotta mesterséges tárgyak, amelyek eljutnak a csillagközi űrbe; ám a szondák relatíve lassan mozognak, mindössze 17 km/s-os sebességgel, így számukra jóval több mint 10 000 évig tart egyetlen fényév megtétele is.[58] Összehasonlításképpen a Proxima jelenleg 21,7 km/s-mal közeledik;[1] igaz, csak 3,11 fényévre fogja megközelíti a Napot, és 26 700 év múlva már távolodni fog.[4] Tehát egy alacsony sebességű űrszondának már csak néhány tízezer év áll rendelkezésre, hogy akkor érje a Proximát, mikor az a legközelebb található; ám a siker nem garantált, hiszen egy ilyen út könnyen végződhet azzal, hogy a szonda már csak a távolodó csillagot lesz képes megfigyelni. Az ionhajtómű előtérbe kerülésével lehetőség nyílt a Voyager szondáknál gyorsabb csillagközi űrhajók készítésére, ilyen a tervezett Innovative Interstellar Explorer. Ennek ellenére az ionhajtású űrhajókat még mindig túl lassúnak tartják egy működő próbaúthoz.[57]
A csillagközi utazást már a 2100-as évekre megvalósíthatónak tartják nukleáris pulzus meghajtásos rakétamotorok segítségével. Ezek tervezése már több projektet (Project Orion, Project Daedalus, Project Longshot) inspirált. A „Project Breakthrough Starshot” az Alpha Centauri rendszert 100 GW-os lézermeghajtásos mikroszondákkal tervezi elérni, kb. 20 éven belül, ha a fénysebesség egy ötödével haladna.
A Proxima Centauriról nézve a Nap fényessége 0,4 magnitúdó lenne, és a Kassziopeia csillagképben látszódna.[m 4] A jelenlegi hagyományos meghajtás használatával, egy több ezer éves úthoz olyan méretű űrhajóra lenne szükség, amely képes elegendő embert szállítani egy bolygó kolonizálásához.[59]
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
