Los científicos han confirmado la existencia de cuatro pequeños planetas rocosos que orbitan alrededor de la Estrella de Barnard -el segundo sistema estelar más cercano a la Tierra- utilizando un instrumento especializado del poderoso telescopio Gemini Norte, en Hawái. A sólo seis años luz de nosotros, todos los mundos son demasiado calientes para albergar vida tal como la conocemos.
Este hallazgo es especialmente emocionante, explicó Ritvik Basant, estudiante de doctorado en la Universidad de Chicago y autor de un artículo sobre el nuevo descubrimiento. La estrella de Barnard es esencialmente nuestra vecina cósmica, pero no sabemos mucho de ella.
A lo largo de los años se ha hablado mucho de exoplanetas en órbita alrededor de la estrella de Barnard, desde la década de 1960. La estrella de Barnard es una enana roja, también conocida como enana M, y destaca por tener el movimiento propio más rápido, en referencia a su movimiento visible en el cielo nocturno, de todas las estrellas descubiertas hasta ahora.
Impresión artística de la superficie de uno de los mundos que orbitan alrededor de la estrella de Barnard. Los otros tres planetas pueden verse en el cielo. (Crédito de la imagen: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/P. Marenfeld)
Más recientemente, en 2024, los astrónomos que utilizan el espectrógrafo ESPRESSO en el Very Large Telescope de Chile afirmaron la detección de un planeta, y la evidencia de otros tres. Ahora, un equipo dirigido por Jacob Bean y Basant, de la Universidad de Chicago, ha confirmado sin lugar a dudas la existencia de los cuatro planetas.
«La proximidad de la estrella de Barnard nos permitió observarla incluso durante las noches de mal tiempo, ya que su brillo la hacía accesible incluso en condiciones no óptimas. Esto nos permitió recoger más datos, lo que en última instancia condujo a la detección de estos planetas de muy baja masa», explicó Basant a universeexpedition.com.
Una herramienta clave utilizada en las observaciones del equipo fue el espectrómetro MAROON-X, que es un instrumento visitante en Gemini Norte. MAROON-X mide la «velocidad radial», es decir, el ligero vaivén de la estrella de Barnard al girar alrededor del centro de masa que comparten ella y los cuatro planetas en órbita. Todos ellos son mucho menos masivos que la Tierra. De hecho, son algunos de los exoplanetas menos masivos jamás detectados.
El planeta más interior del sistema es el planeta d (los planetas se nombran por orden de descubrimiento, no por distancia a la estrella), que tiene una masa de apenas el 26% de la de la Tierra y orbita la estrella de Barnard 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 identificado por primera vez en los datos de ESPRESSO en 2024. Este planeta tiene una masa un 30% superior a la de la Tierra y orbita alrededor de su estrella cada 3,15 días a una distancia de 2,13 millones de millas (3,4 millones de kilómetros/0,0229 UA).
El planeta c es el más pesado del grupo, con una masa del 33,5% de la de la Tierra. Orbita alrededor de 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 tres primeros planetas se confirmaron utilizando únicamente 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 sólo el 19% de la masa de la Tierra, que orbita la estrella de Barnard cada 6,74 días a una distancia de 3,56 millones de millas (5,7 millones de kilómetros/0,0381 UA).
Estos mundos son increíblemente compactos en términos de distancia entre sí, con sólo 372.820 millas (600.000 kilómetros) entre los planetas d y b, y 434.960 millas (700.000 kilómetros) entre b y c. Para comparar, la distancia media entre la Tierra y nuestra luna es de sólo 238.600 millas (384.000 kilómetros). Imagínate tener un planeta a dos veces esa distancia.
Sin embargo, así es como están dispuestas las cosas alrededor de la Estrella de Barnard.
Para un contraste aún más marcado, la Parker Solar Probe de la NASA, que se sumerge en la corona solar, se acerca hasta 6,2 millones de kilómetros (3,9 millones de millas) 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 Parker Solar Probe. Y, para aumentar 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, Mercurio, tiene una distancia media de 36 millones de millas (58 millones de kilómetros) entre él y el sol.
Las pequeñas separaciones entre los planetas alrededor de la estrella de Barnard también traen a la mente otro sistema de mundos alrededor de una enana roja, TRAPPIST-1, donde siete planetas se apiñan en un radio de 5,75 millones de millas (9,267 millones de kilómetros) de su estrella central.
Sin embargo, una enana roja como la estrella de Barnard es muy diferente a nuestro sol. Sólo tiene el 16% de la masa de nuestro Sol y el 19% de su diámetro. Por tanto, su sistema planetario es más pequeño. Además, las enanas rojas pueden ser muy volátiles y escupir nubes de partículas cargadas y llamaradas de radiación con más frecuencia que nuestro Sol, lo que podría despojar a los mundos cercanos de sus atmósferas. Sin embargo, la actividad de las enanas rojas disminuye con la edad, y el sistema de la estrella de Barnard tiene unos 10.000 millones de años.
Dicho esto, ninguno de los planetas encontrados hasta ahora sería habitable para la vida tal como la conocemos, ya que están demasiado cerca y son demasiado calientes. En cambio, la 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 alejados de la estrella.
«Con el conjunto de datos actual, podemos descartar con seguridad cualquier planeta más masivo que el 40 al 60% de la masa de la Tierra cerca de los bordes interior y exterior de la zona habitable», dijo sBasant…. «Además, podemos excluir la presencia de planetas de masa terrestre con períodos orbitales de unos pocos años. También estamos seguros de que el sistema no alberga un gigante gaseoso a distancias razonables.»
MAROON-X pudo recoger 112 mediciones de velocidad radial de la estrella de Barnard a lo largo del periodo 2021-2023. ESPRESSO, por su parte, ha registrado 149 mediciones de la velocidad radial de esta estrella de pies ligeros pero diminuta. Esto no basta para descartar por completo la posibilidad de que haya más planetas pequeños al acecho en la zona habitable.
«También tenemos datos adicionales de 2024 que no se utilizaron en este descubrimiento», dijo Basant. «Si tuviera que elegir un número, estimaría que 50 puntos de datos más serían ideales para alcanzar la mejor sensibilidad posible con los instrumentos actuales».
MAROON-X está diseñado específicamente para medir velocidades radiales de sistemas de enanas rojas. El interés por las enanas rojas es doble. Por un lado, son el tipo de estrella más poblado de la galaxia y constituyen la mayoría de las estrellas más cercanas a nosotros. En segundo lugar, sus pequeñas masas facilitan la detección de bamboleos en sus movimientos causados por planetas rocosos del tamaño de la Tierra. MAROON-X, colocado en un telescopio de ocho metros como Gemini North y capaz de observar en el infrarrojo cercano, donde las enanas rojas como la estrella de Barnard son más brillantes, está perfectamente situado para buscar estos sistemas planetarios a escala reducida.
«Este descubrimiento ha sido posible gracias a una combinación de factores», afirmó Basant. «Si tuviera que elegir uno, sería la precisión sin precedentes de instrumentos de última generación como MAROON-X y ESPRESSO».
Desgraciadamente, los cuatro planetas de la estrella de Barnard no transitan, o pasan por delante de su estrella, desde nuestro punto de vista. Esto significa que no podemos observar eclipses secundarios (en los que los planetas se mueven detrás de su estrella, lo que nos permite sustraer la luz de la estrella de la luz combinada de la estrella y los planetas, para quedarnos sólo con la luz de los planetas) ni espectroscopia de tránsito (en la que la luz de la estrella se filtra a través de las atmósferas planetarias, si tienen una, revelando las moléculas que puedan estar presentes).
Sin embargo, «aunque estos planetas no transitan, su emisión térmica puede estudiarse con [el telescopio espacial James Webb] , aunque esto sigue siendo un reto», dice Basant.
Mientras tanto, Basant, Bean y su equipo tienen la intención de seguir buscando más planetas en órbita alrededor de la estrella de Barnard. Al fin y al cabo, somos prácticamente vecinos, y ya es hora de que encontremos y conozcamos este sistema planetario de al lado».
Los hallazgos se publicaron el 11 de marzo en The Astrophysical Journal Letters.
