El segundo sistema estelar más cercano a la Tierra es uno de los objetivos más intensamente estudiados en la galaxia. Los astrónomos han estado midiendo las características minúsculas de la estrella durante décadas, buscando signos de planetas en órbita, y a lo largo de los años, se han descubierto indicios de un posible mundo tirando de la estrella aquí y allá, pero nada se consideró concluyente.
Ahora, sin embargo, los astrónomos finalmente han revelado fuertes signos de que la Estrella de Barnard, a solo seis años luz de distancia, tiene uno o más planetas orbitando a su alrededor.
Un equipo de investigadores de la institución de caza de exoplanetas Red Dots publicó hoy un estudio en Nature que recopila más de 20 años de observaciones de la estrella. El trabajo dibujó un candidato planetario bastante inusual: un planeta súper frío, aproximadamente 3.2 veces la masa de la Tierra, que rodea su estrella cada 233 días.
Impresión artística del planeta de la Estrella de Barnard bajo la luz naranja teñida de la estrella. (IEEC / Science-Wave - Guillem Ramisa) La estrella de Barnard, una pequeña enana roja, ha sido durante mucho tiempo un objetivo principal para la caza de planetas. Desde 1963 hasta 1972, se creía ampliamente que la estrella albergaba uno o más gigantes gaseosos, lo que representa algunas de las primeras afirmaciones de planeta extrasolar que recibieron una atención generalizada. Los "planetas", sin embargo, terminaron siendo nada más que un problema de instrumentación con el Observatorio Sproul en Swarthmore, Pennsylvania, cuyo director, Peter van de Kamp, afirmó por primera vez la existencia de planetas alrededor de la estrella.
Desde entonces, sin embargo, los cazadores de planetas tras cazadores de planetas han apuntado sus telescopios a la estrella en busca de signos fuera de lo común. Aunque la estrella de Barnard es el segundo sistema estelar más cercano a la Tierra, después de las tres estrellas del sistema Alpha Centauri, los astrónomos continuaron con las manos vacías hasta que se pudieron obtener muchos años de datos.
Ahora, esta fría Super-Tierra es el segundo exoplaneta más cercano conocido a la Tierra, después de Próxima Centauro b.
"Al final, creemos firmemente que el objeto está allí", dice Ignasi Ribas, del Institut de Ciències de l'Espai y autor principal del artículo. "Siempre tenemos que ser un poco cautelosos y, por supuesto, más datos deberían fortalecer el caso, pero estábamos lo suficientemente seguros de que estábamos dispuestos a seguir adelante con la publicación".
Parte del desafío de encontrar el planeta proviene del método que usaron los astrónomos: la velocidad radial (RV). El método de velocidad radial busca cambios gravitacionales a medida que un planeta empuja o tira de su estrella. El método es excelente para encontrar planetas grandes, y se ha utilizado eficazmente para encontrar planetas cercanos más pequeños como Proxima Centauri b, pero para encontrar planetas pequeños y lejanos, es un asunto completamente diferente.
La estrella b de Barnard, como se conoce al nuevo planeta, causa solo un cambio de 1.2 metros por segundo a la velocidad radial de su estrella. Los primeros planetas descubiertos por el método RV causaron cambios de 13 metros por segundo, lo que hace que esta señal sea inferior al 10 por ciento de la fuerza de otros hallazgos exitosos.
Cullen Blake, profesor de la Universidad de Pensilvania que no participó en el estudio, dice que algunos de los datos de RV podrían haber sido embarrados por la actividad estelar de la estrella. Sin embargo, la gran cantidad de observaciones crea un caso bastante convincente de que el planeta está allí.
"Parece que hay un ruido considerable en términos de actividad estelar que han modelado", dice. "[El candidato] es muy fuerte en términos de significación estadística".
Los primeros indicios de que el planeta de Barnard estaba allí llegaron en 2015, cuando uno de los coautores del artículo, Mikko Tuomi, examinó los datos de velocidad radial existentes de la estrella y descubrió que algo cambiaba según un período de 233 días. En ese momento, el caso de un objeto planetario (en lugar de algún tipo de actividad intrínseca a la estrella) no era lo suficientemente fuerte como para sostenerse por sí mismo.
Ribas y su equipo utilizaron 800 observaciones diferentes de la Estrella de Barnard para reducir la incertidumbre de que el planeta existía. Después de analizar la cantidad de datos de décadas, la existencia de Barnard's Star b parece bastante segura, aunque el siempre cauteloso equipo de Red Dots todavía lo llama candidato a un planeta.
Representación gráfica de las distancias relativas a las estrellas más cercanas al sol. La estrella de Barnard es el segundo sistema estelar más cercano, y la estrella individual más cercana a nosotros. (IEEC / Science-Wave - Guillem Ramisa) Y los investigadores también encontraron algo más en los datos: evidencia débil de otro planeta, que se conocería como la Estrella de Barnard c. Se estima que este segundo planeta fantasmal en el sistema, si existe, tiene un período orbital largo y alrededor de la masa de Neptuno. La existencia del planeta gaseoso es aún más difícil de demostrar, ya que su período de 10 años significa que produce una señal más débil. Sin embargo, vale la pena señalar que las mediciones ubican al planeta en un período similar al de las afirmaciones de van de Kamp en la década de 1960.
Van de Kamp pensó que vio al menos dos planetas, uno en una órbita de 12 años y otro en una órbita de 25 años, ambos alrededor de la masa de Júpiter. Las pistas provienen de señales astrométricas, que buscan la desviación en el camino de una estrella desde una línea central debido a la influencia de un planeta invisible.
La nueva señal, por otro lado, parece indicar algo acerca de 15 masas terrestres, lo que es poco probable que muestre una señal astrométrica notable desde la Tierra. (El nuevo documento menciona que Gaia, un observatorio de astrometría espacial, podría confirmar el planeta). Debido a su tamaño, el planeta produce un cambio de velocidad radial de 3 a 4 metros por segundo, más fuerte que el otro candidato planetario, pero sin el gran número de observaciones para descartar una explicación alternativa.
"No estamos afirmando que esto esté relacionado de ninguna manera con los planetas astrométricos de Van de Kamp", dice Ribas. Él nota, sin embargo, que es una coincidencia interesante. “Vemos alguna variación. Se sabe que las estrellas muestran ciclos de actividad, por lo que este podría ser un ciclo de actividad estelar [en lugar de un planeta] ".
El período de 233 días para el mundo de la nieve, Barnard's Star b, está mucho más allá de la zona habitable de su estrella. Aunque el planeta está más cerca de su estrella que la Tierra del Sol, la estrella de Barnard es muy pequeña y fría en comparación. El planeta orbita en un área conocida como la "línea de nieve", donde los cuerpos rocosos tienden a dar paso a cuerpos más fríos. El documento también dice que no hay evidencia de nada alrededor de la masa de la Tierra dentro de la zona habitable de la Estrella de Barnard, aunque no se han descartado los objetos en masa de Marte.
Pero incluso si este mundo es demasiado frío para la vida tal como lo conocemos, marca un descubrimiento intrigante, ya que el planeta está mucho más lejos de su estrella anfitriona que otros planetas que se encuentran en órbita alrededor de pequeñas enanas rojas (como Proxima Centauri b, que tiene un período de solo 11 días). Desde una perspectiva de exploración, el planeta está más cerca que cualquier otro exoplaneta conocido salvo uno, y en 10, 000 años, la Estrella de Barnard se habrá mudado para convertirse en la estrella más cercana a nuestro sol. Los físicos ya están pensando en posibles formas de lanzar una sonda en miniatura a Proxima Centauri b, a unos 4, 2 años luz de distancia, y en el futuro, la Estrella b de Barnard podría convertirse en otro objetivo.
"Mi sensación es que estas cosas son probablemente bastante comunes, pero extraerlas es mucho más difícil", dice Blake sobre planetas distantes, pequeños y de largo período como la Estrella b de Barnard. "Supongo que habrá más campañas como esta".
