Descubren cuatro pequeños planetas alrededor de una de las estrellas más cercanas a la Tierra

La Estrella de Barnard es una estrella pequeña y tenue, del tipo que los astrónomos llaman enanas rojas. Por consiguiente, a pesar de ser una de las estrellas más cercanas a la Tierra, de modo que su luz tarda solo seis años en llegar, es demasiado débil para ser observada a simple vista. Ahora, se han descubierto cuatro pequeños planetas orbitando la estrella. Equipos en América y Europa lograron esta difícil detección utilizando instrumentos de precisión en los telescopios más grandes del mundo.

La diminuta Estrella de Barnard tiene un tamaño más cercano a Júpiter que al Sol. Solo las tres estrellas que conforman el sistema Alfa Centauri se encuentran más cerca de nosotros.

Los planetas recién descubiertos alrededor de la Estrella de Barnard son demasiado débiles para ser vistos directamente, entonces, ¿cómo se encontraron? La respuesta radica en el efecto de su gravedad sobre la estrella. La atracción gravitatoria mutua mantiene a los planetas en sus órbitas, pero también atrae a la estrella, moviéndola en una danza rítmica que puede ser detectada por instrumentos espectrográficos sensibles. Los espectrógrafos dividen la luz de la estrella en las longitudes de onda que la componen. Pueden utilizarse para medir el movimiento de la estrella.

Sin embargo, un reto importante para la detección es el propio comportamiento de la estrella. Las estrellas son fluidas, y el horno nuclear de su núcleo impulsa movimientos giratorios que generan un campo magnético (al igual que la agitación del núcleo fundido de la Tierra produce el campo magnético terrestre). Las superficies de las estrellas enanas rojas están plagadas de tormentas magnéticas. Esta actividad puede simular la señal de un planeta cuando no existe.

La tarea de encontrar planetas mediante este método comienza con la construcción de instrumentos espectrográficos de alta sensibilidad. Se montan en telescopios lo suficientemente grandes como para captar suficiente luz de la estrella. La luz se envía al espectrógrafo, que registra los datos. Los astrónomos observan una estrella durante meses o años. Tras calibrar cuidadosamente los datos resultantes y tener en cuenta la actividad magnética estelar, se pueden analizar en busca de las diminutas señales que revelan planetas en órbita.

En 2024, un equipo liderado por Jonay González Hernández, del Instituto de Astrofísica de Canarias, informó sobre cuatro años de monitoreo de la Estrella de Barnard con el espectrógrafo Espresso del Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral (ESO) en Chile. Encontraron un planeta definitivo y reportaron señales tentativas que indicaban tres planetas más.

Ahora, un equipo liderado por Ritvik Basant, de la Universidad de Chicago, en un artículo recién publicado en The Astrophysical Journal Letters, ha añadido tres años de monitoreo con el instrumento Maroon-X del telescopio Gemini Norte. El análisis de sus datos confirmó la existencia de tres de los cuatro planetas, mientras que la combinación de ambos conjuntos de datos demostró que los cuatro planetas son reales.

A menudo, en la ciencia, cuando las detecciones superan los límites de las capacidades actuales, es necesario reflexionar sobre la fiabilidad de los hallazgos. ¿Existen efectos instrumentales espurios que los equipos no han tenido en cuenta? Por lo tanto, resulta tranquilizador que equipos independientes, utilizando diferentes telescopios, instrumentos y programas informáticos, lleguen a las mismas conclusiones.

Los planetas forman un sistema compacto y compacto, con períodos orbitales cortos, de entre dos y siete días terrestres (en comparación, Mercurio, el planeta más cercano a nuestro Sol, orbita en 88 días). Es probable que todos tengan masas inferiores a la de la Tierra. Probablemente sean planetas rocosos, con superficies de roca desnuda impactadas por la radiación de su estrella. Estarán demasiado calientes para contener agua líquida, y es probable que hayan perdido toda atmósfera.

Los equipos buscaron planetas de períodos más largos, más alejados de la zona habitable de la estrella, pero no encontraron ninguno. No sabemos mucho más sobre los nuevos planetas, como sus tamaños estimados. La mejor manera de averiguarlo sería observar los tránsitos, cuando los planetas pasan frente a su estrella, y luego medir cuánta luz estelar bloquean. Sin embargo, los planetas de la Estrella de Barnard no están orientados de tal manera que los veamos de canto desde nuestra perspectiva. Esto significa que no transitan, lo que dificulta su estudio.

Sin embargo, los planetas de la Estrella de Barnard nos revelan información sobre la formación planetaria. Se habrían formado en un disco protoplanetario de material que giraba alrededor de la estrella cuando era joven. Las partículas de polvo se habrían adherido y acumulado gradualmente formando rocas que se agregaron para formar planetas. Las enanas rojas son el tipo de estrella más común, y la mayoría de ellas parecen tener planetas. Siempre que tenemos suficientes observaciones de estas estrellas, encontramos planetas, por lo que es probable que haya muchos más planetas en nuestra galaxia que estrellas.

La mayoría de los planetas descubiertos se encuentran cerca de su estrella, dentro de la zona habitable (donde el agua líquida podría sobrevivir en la superficie del planeta), pero esto se debe principalmente a que su proximidad facilita su localización. Estar más cerca significa que su atracción gravitatoria es mayor y que tienen períodos orbitales más cortos (por lo que no tenemos que monitorizar la estrella durante tanto tiempo). También aumenta la probabilidad de que transiten y, por lo tanto, de que se detecten en estudios de tránsitos.

La misión Platón de la Agencia Espacial Europea, que se lanzará en 2026, está diseñada para encontrar planetas más alejados de sus estrellas. Esto debería producir muchos más planetas en sus zonas habitables y debería empezar a revelarnos si nuestro propio sistema solar, que no tiene planetas cercanos, es inusual.

Con información de The Astrophysical Journal