Los científicos han confirmado la existencia de cuatro planetas pequeños y rocosos que orbitan la estrella de Barnard, el segundo sistema estelar más cercano a la Tierra, utilizando un instrumento especializado en el poderoso telescopio North Gemini en Hawai. A solo seis años de luz de nosotros, todos los mundos están demasiado calurosos para apoyar la vida tal como la conocemos.
Este hallazgo es particularmente emocionante, explicado Ritvik Basant, quien es un Ph.D. Estudiante de la Universidad de Chicago y autor en un periódico sobre el nuevo descubrimiento. Esto se debe a que, dijo, la estrella de Barnard es esencialmente nuestra vecina cósmica, pero no sabemos mucho al respecto.
Ha habido muchas afirmaciones de exoplanetas Orbitando la estrella de Barnard a lo largo de los años, que sale hasta la década de 1960. La estrella de Barnard es una enano rojotambién conocido como M-Dwarf, y es notable por tener el movimiento adecuado más rápido, en referencia a su movimiento visible en el cielo nocturno, de cualquier estrella hasta ahora descubierta.
Más recientemente, en 2024, los astrónomos que usan el espectrógrafo de espresso sobre el telescopio muy grande en Chile afirmaron el detección de un planetay evidencia de otros tres. Ahora, un equipo dirigido por Jacob Bean y Basant en la Universidad de Chicago ha confirmado más allá de una sombra de una duda la existencia de los cuatro planetas.
“La proximidad de Barnard’s Star nos permitió observarlo incluso durante las noches de mal tiempo, ya que su brillo lo hizo accesible incluso en condiciones subóptimas. Esto nos permitió recopilar más datos, lo que finalmente condujo a la detección de estos planetas de muy baja masa”, dijo Basant a Space.com.
Una herramienta clave utilizada en las observaciones del equipo fue el espectrómetro Maroon-X, que es un instrumento de visita en Gemini North. Maroon-X mide la “velocidad radial”: el ligero bamboleo de ida y vuelta de la estrella de Barnard, ya que gira en torno al centro de masa compartido entre sí mismo y los cuatro planetas orbitantes. Todos son mucho menos masivos que Tierra. De hecho, son algunas de las exoplanetas menos masivas jamás detectadas.
El planeta más interno en el sistema es el planeta D (los planetas se nombran en orden de descubrimiento, no a la distancia de la estrella), que tiene una masa de solo 26% el de la tierra y Orbits Barnard’s Star cada 2.34 días a una distancia de 1.7 millones de millas (2.8 millones de kilómetros/0.0188 unidades astronómicas). El siguiente es el planeta B: el planeta se identificó por primera vez en los datos de espresso en 2024. Este planeta tiene una masa del 30% que la de la Tierra, y orbita su estrella cada 3.15 días a una distancia de 2.13 millones de millas (3.4 millones de kilómetros/0.0229 au).
Planet C es el peso pesado del grupo, con una masa 33.5% que la de la Tierra. Orbita la estrella de Barnard a una distancia de 2.55 millones de millas (4.1 millones de kilómetros/0.0274 UA) y tiene un período orbital de 4.12 días.
Los primeros tres planetas se confirmaron utilizando solo las observaciones de Maroon-X. Para confirmar el cuarto planeta, E, los datos de Maroon-X tuvieron que combinarse con las mediciones de Espresso para revelar un planeta con solo el 19% de la masa de la Tierra, orbitando la estrella de Barnard cada 6.74 días a una distancia de 3.56 millones de millas (5.7 millones de kilómetros/0.0381 Au).
Estos mundos son increíblemente compactos en términos de distancia entre sí, con solo 372,820 millas (600,000 kilómetros) entre los planetas D y B, y 434,960 millas (700,000 kilómetros) entre B y C. Para comparación, la distancia media entre la tierra y nuestro luna es solo 238,600 millas (384,000 kilómetros). ¡Imagina tener un planeta en nuestra puerta en solo el doble de esa distancia!
Sin embargo, así es como se organizan las cosas alrededor de la estrella de Barnard.
Para un contraste aún más rígido, la NASA Sonda solar de Parkerque en realidad se sumerge en la corona solar, se acerca tan cerca de 3.9 millones de millas (6.2 millones de kilómetros) a la superficie de nuestro sol. Las órbitas de los cuatro planetas alrededor de la estrella de Barnard podrían caber fácilmente dentro de la órbita de la sonda solar de Parker. Y, para promover el contraste entre nuestro sistema solar y el sistema planetario de la estrella de Barnard, el planeta más cercano al sol en nuestro sistema solar, Mercuriotiene una distancia media de 36 millones de millas (58 millones de kilómetros) entre sí mismo y el sol.
Las pequeñas separaciones entre los planetas alrededor de la estrella de Barnard también recuerdan otro sistema de mundos alrededor de un enano rojo, Trappist-1donde siete planetas están llenos de 5.75 millones de millas (9.267 millones de kilómetros) de su estrella central.
Sin embargo, un enano rojo como la estrella de Barnard es muy diferente a nuestro sol. Tiene solo el 16% de la masa de nuestro sol y el 19% su diámetro. Como tal, su sistema planetario se reduce. Los enanos rojos también pueden ser muy volátiles, arrojando nubes de partículas cargadas y bengalas de radiación con más frecuencia que nuestro sol, lo que podría desnudar los mundos cercanos de sus atmósferas. Sin embargo, la actividad enana roja disminuye con la edad, y el sistema estrella de Barnard tiene unos 10 mil millones de años.
Dicho esto, ninguno de los planetas encontrados hasta ahora sería habitable para la vida tal como la conocemos de todos modos, ya que son demasiado cercanos y demasiado calurosos. En cambio, el zona habitable Alrededor de la estrella de Barnard coincidiría con mundos más alejados, con períodos orbitales de entre 10 y 42 días. Hasta ahora, no se han encontrado planetas tan lejos de la estrella.
“Con el conjunto de datos actual, podemos descartar con confianza cualquier planeta más masivo que del 40 al 60% de la masa de la Tierra cerca de los bordes internos y externos de la zona habitable”, dijo Sbasant … “Además, podemos excluir la presencia de planetas de la Tierra con períodos orbitales de hasta unos pocos años. También estamos seguros de que el sistema no alberga un gigante dentro de las distancias razonables”.
Maroon-X pudo reunir 112 mediciones de velocidad radial de la estrella de Barnard durante el período 2021–2023. Mientras tanto, Espresso ha registrado 149 mediciones de velocidad radial de la estrella de la flota con patas de flota pero diminuta. Esto no es suficiente para descartar por completo la posibilidad de más planetas pequeños que podrían estar al acecho en la zona habitable.
“También tenemos datos adicionales de 2024 que no se usaron en este descubrimiento”, dijo Basant. “Si tuviera que elegir un número, estimaría que 50 puntos de datos más serían ideales para lograr la mejor sensibilidad posible con los instrumentos actuales”.
Maroon-X está diseñado específicamente para medir las velocidades radiales de los sistemas enanos rojos. El enfoque en los enanos rojos es doble. Una razón es que son el tipo de estrella más popular en el galaxia Y inventa la mayoría de las estrellas más cercanas para nosotros. En segundo lugar, sus pequeñas masas hacen que sea más fácil detectar bobos en sus movimientos causados por planetas rocosos del tamaño de una tierra. Colocado en un telescopio de clase de ocho metros como Gemini North, y capaz de ver el infrarrojo cercano donde los enanos rojos como la estrella de Barnard son más brillantes, Maroon-X está perfectamente ubicado para buscar estos sistemas planetarios escalados.
“Este descubrimiento fue posible debido a una combinación de factores”, dijo Basant. “Si tuviera que elegir uno, sería la precisión sin precedentes de los instrumentos de próxima generación como Maroon-X y Espresso”.
Desafortunadamente, los cuatro planetas de la estrella de Barnard no transiten, ni pasan frente a su estrella, desde nuestro punto de vista. Esto significa que no podemos observar los eclipses secundarios (donde los planetas se mueven detrás de su estrella, lo que nos permite restablecer la luz de la estrella de la luz combinada de la estrella y los planetas, para dejar solo la luz de los planetas) o la espectroscopía de tránsito (donde la luz de la estrella se filtra a través de atmósferas planetarias, si tienen una, revelando moléculas que pueden estar presentes).
Sin embargo, “a medida que estos planetas no transiten, su emisión térmica se puede estudiar con [the James Webb Space Telescope]aunque esto sigue siendo desafiante “, dice Basant.
Mientras tanto, Basant, Bean y su equipo tienen la intención de seguir buscando más planetas orbitando la estrella de Barnard. Después de todo, somos prácticamente vecinos, y ya es hora de que encontramos y conocimos este sistema planetario de al lado.
Los hallazgos fueron publicados el 11 de marzo en Las cartas de la revista astrofísica.