Как следует из параллакса в 768,5 ± 0,2 угловой миллисекунды (по данным телескопа «Gaia»)[1], Проксима Центавра расположена примерно в 4,244 светового года от Земли, что в 270 тыс. раз больше расстояния от Земли до Солнца (астрономической единицы).
В 2002 году с использованием метода оптической интерферометрии было вычислено, что угловой диаметр Проксимы Центавра составляет 1,02 ± 0,08 угловой миллисекунды. Отсюда, с учётом приведённого выше расстояния до звезды, следует, что её фактический диаметр примерно в 7 раз меньше диаметра Солнца и только в 1,5 раза больше диаметра Юпитера. Масса Проксимы Центавра примерно в 8 раз меньше массы Солнца и в 130 раз больше массы Юпитера.
Проксима Центавра является членом системы Альфа Центавра AB и обращается вокруг общего центра масс системы с периодом около 550 000 лет. В настоящее время Проксима находится на расстоянии 12 950 а.е. (1,94 трлн км) от пары Альфа Центавра AB[3].
Сравнительные размеры и цвет Солнца и звёзд, составляющих систему α Центавра
Видимая звёздная величина Проксимы Центавра равна 11m, несмотря на малое расстояние до Земли. Объясняется это тем, что Проксима Центавра — красный карлик, а такие звёзды вообще излучают мало энергии. Звезду такой малой яркости невозможно различить невооружённым глазом[4]. Из-за трудностей наблюдения эта звезда была открыта только в 1915 году Робертом Иннесом, который был в то время директором Обсерватории Союза в Йоханнесбурге, ЮАС. Параллакс звезды был впервые измерен в 1917 году, до этого ближайшей к Солнцу звездой считалась α Центавра[5].
Как и многие другие красные карлики, Проксима Центавра является вспыхивающей переменной звездой. Во время вспышек её светимость может увеличиться в несколько раз. Вспышки сопровождаются увеличением яркости не только в оптическом, но и в рентгеновском диапазоне[6], о чём свидетельствуют наблюдения орбитальной обсерватории XMM-Newton. Светимость Проксимы Центавра в диапазоне энергий 0,15—10 кэВ менялась от 3,9⋅1028 до 1,5⋅1032 эрг/с[6][7].
Векторы собственного движения Проксимы Центавра и звёзд Альфа Центавра A и B практически совпадают, что свидетельствует в пользу того, что все три звезды составляют одну систему, а Проксима Центавра обращается по орбите вокруг пары A и B[8]. В 2017 году удалось более точно определить параметры орбиты Проксимы Центавра: большая полуось орбиты — 8,7+0,7 −0,4 тыс.а.e.; эксцентриситет орбиты — 0,5+0,08 −0,09; орбитальный период — 547+66 −44 тыс. лет. На этом основании звезду также называют Альфа Центавра C. Для наблюдателя на Земле угловое расстояние между Проксимой Центавра и Альфой Центавра через примерно 300 тыс. лет уменьшится в 4 раза — до половины градуса[3].
История наблюдений
Ближайшее окружение Солнца.
В 1915 году Роберт Иннес, директор обсерватории, находящейся недалеко от Йоханнесбурга на Мысе Доброй Надежды (1903—1927), открыл звезду, имевшую такое же собственное движение, как и звезда Альфа Центавра. Он предложил назвать её Проксима Центавра. В 1917 году нидерландский астроном Джоан Вут[англ.] измерил тригонометрический параллакс звезды и подтвердил, что Проксима Центавра находится примерно на таком же расстоянии от Солнца, что и Альфа Центавра[9]. Было также определено, что Проксима Центавра является звездой с минимальной измеренной светимостью (на то время). Первое точное определение параллакса Проксимы Центавра было выполнено американским астрономом Гарольдом Олденом (Harold L. Alden) в 1928 году: он подтвердил результаты предыдущих измерений параллакса — 0,783″ ±0,005″[10].
В 1951 году американский астроном Харлоу Шепли заявил, что Проксима Центавра — вспыхивающая звезда. Сравнение с фотографиями, сделанными ранее, выявило, что звезда демонстрирует некоторое увеличение яркости примерно на 8 % изображений; в то время этот факт позволял считать её наиболее активной вспыхивающей звездой[11]. Относительная близость звезды позволяет проводить тщательные наблюдения её вспышечной активности. В 1980 году астрономы обсерватории HEAO-2 составили подробную кривую энергии рентгеновского излучения Проксимы Центавра. Дальнейшие наблюдения вспышечной активности производились с помощью спутников EXOSAT и ROSAT. В 1995 году рентгеновское излучение менее масштабных, подобных солнечным, вспышек наблюдал японский спутник ASCA. С тех пор Проксима Центавра является объектом изучения большинства обсерваторий, работающих в рентгеновском диапазоне, в том числе XMM-Newton и «Чандра»[12].
Самая чёткая фотография Проксимы Центавра, снятая космическим телескопом «Хаббл»
Поскольку Проксима Центавра имеет значительное южное склонение, её можно наблюдать только южнее 27° с. ш. Такие красные карлики, как Проксима Центавра, слишком тусклы, поэтому их нельзя увидеть невооружённым глазом. Даже со звёзд Альфа Центавра A и Альфа Центавра B Проксима Центавра видна как объект 5-й звёздной величины. Её видимая звёздная величина — 11m, поэтому даже в идеальных условиях — когда небо не засвечено, а звезда находится высоко над горизонтом, — для её наблюдения нужен телескоп с апертурой не менее 8 см.
В апреле 2020 года космический зонд New Horizons произвёл съёмку Проксимы Центавра и Wolf 359 для измерения параллакса на базе в 46 астрономических единиц[13].
Планетная система
Схема планетной системы Проксимы Центавра. Зелёным показана зона обитаемости
В 2017 году субмиллиметровый телескоп ALMA в Чили смог зарегистрировать в системе Проксима Центавра тепловое излучение, которое, возможно, исходит от пояса астероидов, аналогичного поясу Койпера в Солнечной системе. Также имеется ещё несколько кандидатов в пояса астероидов и кандидат в планеты, расположенный у кромки первого пояса[14][15].
Ещё в 1998 году спектрограф космического телескопа «Хаббл» обнаружил планету на расстоянии 0,5 а.е. от Проксимы Центавра[16], но последующие поиски не подтвердили данный результат[17]. Поиски планет, вращающихся вокруг Проксимы Центавра, не увенчались успехом и исключили возможность существования коричневых карликов и массивных планет возле неё. Точные измерения её радиальной скорости исключили также возможность существования суперземель в её зоне обитаемости. Выявление тел меньшего размера требует использования новых инструментов — например, космического телескопа имени Джеймса Уэбба, запущенного 25 декабря 2021 года.
В 2018 году, проанализировав данные радиоинтерферометра ALMA, астрономы под руководством Мередит МакГрегор из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики выяснили, что в марте 2017 года Проксима Центавра за 10 секунд увеличила свою яркость в тысячу раз (это в 10 раз ярче самых мощных солнечных вспышек в аналогичном диапазоне). Этой вспышке предшествовала другая, более слабая вспышка, длившаяся менее 2 минут. Некоторые учёные полагают, что дозы радиации, полученные планетой Проксима Центавра b за миллионы лет, должны были сделать её поверхность безжизненной (что не отменяет возможность существования жизни в океане, если таковой имеется). С другой стороны, наличие механизмов радиационной устойчивости некоторых микроорганизмов (например, Deinococcus radiodurans) позволяет надеяться на возможную эволюцию гипотетической жизни на планете, позволяющую адаптироваться даже к столь жёстким условиям обитания. Также группа МакГрегор считает необходимым отказаться от выдвинутых ранее предположений о наличии газопылевого кольца и других планет вокруг Проксимы Центавра[19][20].
В 2019 году астрономами Туринской обсерватории было сообщено об открытии у Проксима Центавры ещё одного кандидата в экзопланеты[21]. Неподтверждённая экзопланета Проксима Центавра c может иметь массу 5,8 ± 1,9 масс Земли, и большую полуось орбиты 1,5 а.е. Период обращения планеты вокруг Проксимы Центавра по эллиптической орбите может составлять около 1900 дней или около 5,21 +0,26/−0,22 года[22]. Из-за удалённости от своей материнской звезды сверхземляПроксима Центавра c находится далеко за пределами зоны обитаемости и имеет равновесную температуру около 39 К. Для подтверждения существования этой экзопланеты необходимы дополнительные наблюдения и измерения с помощью прибора HARPS, установленного на 3,6-метровом телескопе Европейской южной обсерватории в Чили, и космического телескопа Gaia Европейского космического агентства[23]. На изображении, полученном прибором SPHERE[англ.] (VLT), кроме Проксимы Центавра и фоновых звёзд в неожиданном месте был обнаружен ещё один объект, однако он может являться шумом, так как астрономы не смогли полностью удалить свет от звезды и фоновый свет, поэтому рябь видна по всему снимку[24].
Существование планеты Проксима Центавра b было подтверждено учёными в 2020 году с помощью данных спектрографа ESPRESSO[англ.]Очень Большого Телескопа (VLT)[25]. Также были уточнены её масса — не менее 1,173 ± 0,086 массы Земли и период обращения — 11,18427 ± 0,00070 дня. Кроме того, в данных ESPRESSO был зафиксирован дополнительный короткопериодический сигнал, повторяющийся с периодом 5,15 дня, что может свидетельствовать о наличии у Проксимы Центавра ещё одной планеты с минимальной массой 0,29±0,08 массы Земли, находящейся на расстоянии 0,03 а.е. от материнской звезды. Также собранные спектрографом ESPRESSO данные исключают наличие у Проксимы Центавра дополнительных компаньонов массой выше 0,6 массы Земли с периодами обращения короче 50 дней[26].
В 2020—2022 годах с помощью спектрографа ESPRESSO телескопа VLT у Проксимы Центавра была открыта третья неподтверждённая экзопланета субземного размера Проксима Центавра d, более близкая чем первые две планеты. Радиус планеты оценивается в 0,81±0,08 радиуса Земли. Масса планеты: ≥0,26±0,05 массы Земли (в два раза больше массы Марса)[27].
Будущие исследования
Вид на Солнце из системы Альфа Центавра в программе Celestia
Из-за её близости к Земле, Проксиму Центавра было предложено облететь в рамках межзвёздного полёта[28]. Проксима в настоящее время движется к Земле со скоростью 22,2 км/с[3]. Через 26700 лет, когда она приблизится на расстояние 3,11 световых лет, она начнёт удаляться[29].
При использовании обычных, неядерных двигательных установок полет космического аппарата к Проксиме Центавра потребовал бы тысячи лет[30]. Например, зонд «Вояджер-1», скорость которого составляет 17 км/с[31] относительно Солнца, мог бы достичь Проксимы за 73775 лет, если бы двигался в направлении этой звезды. У медленно двигающегося зонда было бы несколько десятков тысяч лет на то, чтобы нагнать Проксиму Центавра вблизи точки её максимального приближения, после чего лишь наблюдать, как она удаляется[32].
Ядерно-импульсный двигатель позволил бы выполнить такой межзвёздный перелёт в пределах столетия, что послужило вдохновением для ряда проектов, таких как Орион, Дедал и Longshot[32].
Проект Breakthrough Starshot направлен на то, чтобы достичь системы Альфа Центавра в первой половине 21-го века, используя микрозонды, движущиеся со скоростью 20 % от скорости света и приводимые в движение давлением света от наземных лазеров мощностью около 100 гигаватт[33]. Зонды совершили бы пролёт мимо Проксимы Центавра, чтобы сделать фотографии и собрать данные о составах атмосфер её планет. Пересылка собранной информации на Землю заняла бы 4,22 года[34].
Проксима Центавра в научной фантастике
В фильме «Москва — Кассиопея» главный герой и его хулиганистый одноклассник едва не погибают, оказавшись в открытом космосе недалеко от Проксимы Центавра, с которой произошёл выброс облака водорода.
Проксима Центавра была упомянута в романе Айзека Азимова «Немезида» как возможное направление, в котором отправилось космическое поселение.
В романе Гарри Гаррисона «Пленённая Вселенная» повествуется о гигантском космическом корабле, отправленном с Земли к ближайшей звезде, Проксиме Центавра, для заселения новых миров.
В романе Филипа Дика «Три стигмата Палмера Элдрича» (The Three Stigmata of Palmer Eldritch) Палмер Элдрич возвращается с Проксимы, населённой Проксами.
В научно-фантастическом фильме «Сквозь горизонт» космический корабль «Горизонт событий» имел на борту устройство, способное генерировать мини-чёрную дыру и, используя её энергию, искривлять пространство-время, чтобы наложить друг на друга точку, где корабль находится в данный момент времени, с другой произвольной точкой, куда он хочет переместиться. Другими словами, создавалась червоточина, через которую корабль мог мгновенно перемещаться на многие световые годы. Корабль должен был «прыгнуть» к Проксиме Центавра и вернуться, но исчез без вести.
↑Sherrod P. C., Koed T. L. A Complete Manual of Amateur Astronomy: Tools and Techniques for Astronomical Observations (Dover Books on Astronomy). — Dover Publications, 2003. — 335 с. — ISBN 978-0486428208.
↑Возможно, у ближайшей к Солнцу звезды есть ещё одна планета. Потенциальная экзопланета, если будет подтверждена, получит обозначение Proxima с и станет вторым миром в ближайшей к нам звездной системе (неопр.). in-space.ru (13 апреля 2019). Дата обращения: 2 июня 2019. Архивировано 21 апреля 2019 года.
↑Crawford, I.A. Interstellar Travel: A Review for Astronomers (англ.) // Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society. — 1990. — September (vol. 31). — P. 377–400. — Bibcode: 1990QJRAS..31..377C.
↑ 12Beals K.A.; Beaulieu, M.; Dembia, F.J.; Kerstiens, J.; Kramer, D. L.; West, J.R.; Zito, J.A.: .Project Longshot, an Unmanned Probe to Alpha Centauri(англ.). NASA-CR-184718. U. S. Naval Academy (1988). Дата обращения: 30 ноября 2020. Архивировано 6 апреля 2022 года.
