Descubren una ‘supertierra’ en un mundo helado

Descubierto un planeta orbitando el segundo sistema estelar más cercano a la Tierra

La estrella única más cercana al Sol alberga un exoplaneta al menos 3,2 veces tan masivo como la Tierra, una llamada supertierra. Una de las campañas de observación más grande realizada hasta la fecha, que ha utilizado datos de un conjunto de telescopios de todo el mundo (incluyendo el instrumento cazador de planetas HARPS de ESO), ha revelado la existencia de este mundo helado y débilmente iluminado. El planeta recién descubierto es el segundo exoplaneta conocido más cercano a la Tierra. La estrella de Barnard es la estrella más rápida del cielo nocturno.

 

ESO-UCM- CV

A solo seis años luz de nosotros, la estrella de Barnard tiene un movimiento aparente más rápido que cualquier otra estrella en el cielo. Esta enana roja, más pequeña y antigua que nuestro Sol, es una de las enanas rojas menos activas conocidas y representa un objetivo ideal para buscar exoplanetas usando diversos métodos.

Llamada así por el astrónomo E. E. Barnard, la estrella de Barnard es la estrella única más cercana al Sol. Mientras que la estrella en sí misma es antigua (tiene probablemente dos veces la edad de nuestro Sol), y relativamente inactiva, también es la estrella con el movimiento aparente más rápido del cielo.

Las supertierras son el tipo más común de planeta de los que se forman alrededor de las estrellas de baja masa como la estrella de Barnard

Las supertierras son el tipo más común de planeta de los que se forman alrededor de las estrellas de baja masa como la estrella de Barnard, otorgando credibilidad a este candidato planetario recién descubierto. Por otra parte, las teorías actuales de formación planetaria predicen que la línea de nieve es el lugar ideal para la formación de estos planetas.

Las búsquedas anteriores de un planeta alrededor de estrella de Barnard han tenido resultados decepcionantes, pero este reciente avance ha sido posible combinando las mediciones de varios instrumentos de alta precisión montados en telescopios de todo el mundo.

Ilustración de la superficie de una supertierra orbitando a la estrella de Barnard / ESO

 

Más de dos décadas de búsqueda

Desde 1997, varios instrumentos han estado recogiendo una gran cantidad de medidas del sutil movimiento hacia adelante y hacia atrás de esta estrella. Un análisis de los datos recogidos hasta el año 2015, incluyendo observaciones del HIRES/Keck y de los espectrómetros HARPS y UVES de ESO, sugirió que ese movimiento podría ser causado por un planeta con un período orbital de unos 230 días. Para confirmar dicha hipótesis, sin embargo, se consideró necesario obtener bastantes más medidas.

Desde 1997, varios instrumentos han estado recogiendo una gran cantidad de medidas del sutil movimiento hacia adelante y hacia atrás de esta estrella

Con el propósito de confirmar la detección, los astrónomos observaron regularmente la estrella de Barnard con espectrómetros de alta precisión como CARMENES (Observatorio de Calar Alto, en España), o HARPS y HARPS-N en una colaboración internacional llamada Red Dots [2]. Esta técnica consiste en usar el efecto Doppler de la luz de la estrella para medir cómo cambia la velocidad de un objeto con el tiempo.

“Para el análisis usamos observaciones de siete instrumentos diferentes, a lo largo de casi 20 años. El resultado de este esfuerzo es uno de los conjuntos de datos más grandes y exhaustivos jamás utilizado para estudios precisos de velocidad radial, acumulando en total más de 700 observaciones”, explica David Montes investigador de la Complutense (Departamento de Física de la Tierra y Astrofísica de la Facultad de Ciencias Físicas) y coautor del artículo.

Al combinar y analizar de nuevo todos los datos, volvió a aparecer claramente una señal con un período de 233 días

Al combinar y analizar de nuevo todos los datos, volvió a aparecer claramente una señal con un período de 233 días. Esta señal implica que la estrella de Barnard se está acercando y alejando de nosotros a unos 1,2 metros por segundo (aproximadamente la velocidad a la que anda una persona), lo que se explica muy probablemente por la presencia de un planeta orbitándola.

“Después de un cuidadoso análisis, estamos seguros al 99% de que el planeta está ahí, pues es la explicación que mejor encaja con nuestras observaciones”, asegura Ignasi Ribas, investigador del Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC) y el Instituto de Ciencias Espaciales (ICE) y primer autor del artículo. “Sin embargo, debemos ser prudentes y recoger más datos para poder estar seguros, porque las variaciones naturales del brillo de la estrella debidas a las manchas estelares o a ciclos de actividad podrían producir efectos similares a los detectados”. Nuevas observaciones están llevándose a cabo desde diferentes observatorios.

Esta imagen muestra una ilustración artística del exoplaneta visto desde el espacio / Crédito:
ESO/M. Kornmesser
Un planeta congelado incluso en el vacío del espacio

El candidato a planeta, llamado Estrella de Barnard b (Barnand’s Star b o bien “GJ 699 b” si se usa su nombre de catálogo), es una supertierra con una masa mínima de unas 3,2 veces la terrestre. Completa una órbita alrededor de su estrella cada 233 días y está situada en una zona denominada línea de hielo (o snow-line), la distancia de la estrella a partir de la cual el agua estaría congelada, incluso en el vacío del espacio.

Si el planeta careciera de atmósfera, su temperatura podría llegar a ser de -150°, lo cual haría muy improbable que pudiera tener agua líquida en su superficie

Si el planeta careciera de atmósfera, su temperatura podría llegar a ser de -150°, lo cual haría muy improbable que pudiera tener agua líquida en su superficie. Sin embargo, sus características lo convierten en un excelente objetivo para ser visualizado usando la próxima generación de instrumentos como el telescopio WFIRST de la NASA, y podría ser detectable con observaciones que ya están siendo obtenidas gracias a la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea (ESA).

Hasta el momento, no se habían descubierto exoplanetas así de pequeños y lejanos de su estrella usando la técnica Doppler. Se ha logrado ahora gracias a las mejoras en la instrumentación, métodos de análisis y campañas optimizadas a la búsqueda de este tipo de exoplanetas. Con la próxima generación de instrumentos, estas posibilidades solo pueden mejorar.

Hasta el momento, no se habían descubierto exoplanetas así de pequeños y lejanos de su estrella usando la técnica Doppler

“Todos hemos trabajado muy duro para obtener este resultado”, dice Guillem Anglada-Escudé, investigador de la Queen Mary University of London y colíder del estudio. “Esta colaboración ha sido organizada dentro del contexto del proyecto Red Dots, que ha permitido usar e incorporar mediciones de instrumentos obtenidos por todo el mundo, incluyendo astrónomos semi-profesionales coordinados por AAVSO”.

Cristina Rodríguez-López, investigadora del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA, CSIC), coautora del artículo y coordinadora de las campañas de seguimiento fotométrico, habla sobre la importancia del hallazgo. “Es un avance significativo en la búsqueda de exoplanetas alrededor de nuestros vecinos estelares, con la esperanza de, finalmente, encontrar uno con las condiciones adecuadas para albergar vida”.

Referencia bibliográfica: 
Artículo científico: “Asuper-Earth planet candidate orbiting at the snow-line of Barnard’s star, de I. Ribas et al., que aparece en la revista Nature el 15 de noviembre de 2018

 

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