Astrometrische Messungen wie die des Hipparcos-Satelliten legen die Vermutung nahe, dass sich Proxima Centauri in einer Umlaufbahn um das Doppelsternsystem befindet, mit einer Umlaufdauer in der Größenordnung von 500.000 Jahren (die Angaben schwanken von einigen 100.000 Jahren bis zu einigen Jahrmillionen).
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Es sind noch genauere Messungen der Radialgeschwindigkeit erforderlich, um diese Annahme zu bestätigen.[24]
Einige Radialgeschwindigkeitsmessungen, z. B. im Gliese-Katalog, weichen jedoch von den für ein gebundenes System erwarteten Werten ab, so dass nicht auszuschließen ist, dass es sich nur um eine zufällige Sternbegegnung handelt. Diese Vermutung wird durch Simulationsrechnungen gestützt, die ausgehend von der berechneten Bindungsenergie des Systems nur in 44 Prozent der untersuchten Möglichkeiten ein gebundenes System ergaben.[24]
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Untersuchungen aus dem Jahr 1994 weisen darauf hin, dass Proxima Centauri zusammen mit dem inneren Doppelsternsystem und neun weiteren Sternsystemen eine Bewegungsgruppe bildet. Demzufolge würde er nicht das Paar Alpha Centauri in einer gebundenen Bewegung umrunden, sondern seine Bahn würde durch das Doppelsternsystem hyperbolisch gestört. Das bedeutet, Proxima Centauri würde nie einen vollen Umlauf um Alpha Centauri A und B vollführen.
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