Astrônomos descobrem uma super-Terra orbitando a estrela de Barnard

A estrela mais próxima do Sol hospeda um exoplaneta pelo menos 3,2 vezes mais massiva que a Terra – a chamada super-Terra. Uma das maiores campanhas de observação até à data, utilizando dados de uma série de telescópios mundiais, incluindo ESOestá caçando planetas HARPAS instrumento, revelou este mundo congelado e mal iluminado. O planeta recém-descoberto é o segundo exoplaneta conhecido mais próximo da Terra. A estrela de Barnard é a estrela que se move mais rapidamente no céu noturno.

Um planeta foi detectado orbitando a Estrela de Barnard, a apenas 6 anos-luz de distância. Este avanço – anunciado em artigo publicado em 14 de novembro na revista Natureza — é o resultado dos projetos Red Dots e CARMENES, cuja busca por planetas rochosos locais já revelou um novo mundo orbitando o nosso vizinho mais próximo, Proxima Centauri.

O planeta, designado Estrela b de Barnard, agora é o segundo exoplaneta conhecido mais próximo da Terra. Os dados recolhidos indicam que o planeta poderá ser uma super-Terra, com uma massa pelo menos 3,2 vezes superior à da Terra, que orbita a sua estrela hospedeira em cerca de 233 dias. A Estrela de Barnard, a estrela hospedeira do planeta, é uma anã vermelha, uma estrela fria e de baixa massa, que ilumina apenas vagamente este mundo recém-descoberto. A luz da Estrela de Barnard fornece ao seu planeta apenas 2% da energia que a Terra recebe do Sol.

Esta imagem mostra uma impressão artística do exoplaneta visto do espaço. Crédito: ESO/M. Kornmesser

Apesar de estar relativamente próximo da sua estrela-mãe — a uma distância de apenas 0,4 vezes a distância entre a Terra e o Sol — o exoplaneta situa-se perto da linha de neve, a região onde compostos voláteis como a água podem condensar-se em gelo sólido. Este mundo gelado e sombrio pode ter uma temperatura de –170 ℃ (-274 ºF), tornando-o inóspito para a vida como a conhecemos.

Nomeada em homenagem ao astrônomo EE Barnard, a Estrela de Barnard é a estrela mais próxima do Sol. Embora a estrela em si seja antiga – provavelmente com o dobro da idade do nosso Sol – e relativamente inativa, ela também tem o movimento aparente mais rápido de qualquer estrela no céu noturno. As super-Terras são o tipo mais comum de planeta que se forma em torno de estrelas de baixa massa, como a Estrela de Barnard, dando credibilidade a este candidato planetário recém-descoberto. Além disso, as teorias atuais de formação planetária prevêem que a linha de neve é ​​o local ideal para a formação de tais planetas.

Pesquisas anteriores de um planeta em torno da Estrela de Barnard tiveram resultados decepcionantes — esta descoberta recente só foi possível através da combinação de medições de vários instrumentos de alta precisão montados em telescópios em todo o mundo.

“Após uma análise muito cuidadosa, estamos 99% confiantes de que o planeta está lá”, afirmou o cientista-chefe da equipe, Ignasi Ribas (Instituto de Estudos Espaciais da Catalunha e Instituto de Ciências Espaciais, CSIC na Espanha). “No entanto, continuaremos a observar esta estrela em movimento rápido para excluir possíveis, mas improváveis, variações naturais do brilho estelar que poderiam mascarar-se como um planeta.”

Este vídeo mostra uma impressão artística do sistema visto do espaço. Crédito: ESO/M. Kornmesser

Entre os instrumentos utilizados estavam os famosos espectrógrafos HARPS e UVES, caçadores de planetas do ESO. “O HARPS desempenhou um papel vital neste projeto. Combinámos dados de arquivo de outras equipas com novas medições sobrepostas da estrela de Barnard obtidas em diferentes instalações,” comentou Guillem Anglada Escudé (Queen Mary University of London), co-cientista principal da equipa responsável por este resultado. “A combinação de instrumentos foi fundamental para nos permitir cruzar o nosso resultado.”

Os astrônomos usaram o efeito Doppler para encontrar o candidato a exoplaneta. Enquanto o planeta orbita a estrela, a sua atração gravitacional faz com que a estrela oscile. Quando a estrela se afasta da Terra, seu espectro muda para o vermelho; isto é, ele se move em direção a comprimentos de onda mais longos. Da mesma forma, a luz das estrelas é deslocada para comprimentos de onda mais curtos e azuis quando a estrela se move em direção à Terra.

A impressão deste artista percorre a superfície deste mundo gelado e sombrio. Crédito: ESO/M. Kornmesser

Os astrónomos aproveitam este efeito para medir as mudanças na velocidade de uma estrela devido à órbita de um exoplaneta – com resultados surpreendentes. precisão. O HARPS pode detectar mudanças na velocidade da estrela tão pequenas quanto 3,5 km/h (2,2 m/h) – aproximadamente o ritmo de caminhada. Esta abordagem à caça de exoplanetas é conhecida como método da velocidade radial e nunca antes foi usada para detectar um exoplaneta semelhante do tipo super-Terra numa órbita tão grande em torno da sua estrela.

“Usamos observações de sete instrumentos diferentes, abrangendo 20 anos de medições, tornando este um dos maiores e mais extensos conjuntos de dados já utilizados para estudos precisos de velocidade radial”, explicou Ribas. “A combinação de todos os dados levou a um total de 771 medições – uma enorme quantidade de informação!”

Nomeada em homenagem ao astrônomo EE Barnard, a Estrela de Barnard é a estrela mais próxima do Sol e fica a apenas 6 anos-luz de distância. Esta visualização mostra as estrelas mais próximas do Sol e destaca a localização da Estrela de Barnard. Crédito: ESO/L. Calçada/Vladimir Romanyuk (spaceengine.org). Música: Eletrônica Astral

“Todos trabalhámos arduamente neste avanço”, concluiu Anglada-Escudé. “Esta descoberta é o resultado de uma grande colaboração organizada no contexto do projeto Red Dots, que incluiu contribuições de equipas de todo o mundo. Observações de acompanhamento já estão em andamento em diferentes observatórios em todo o mundo.”

Referência: “Um candidato a planeta super-Terra orbitando próximo à linha de neve da estrela de Barnard” por I. Ribas, M. Tuomi, A. Reiners, RP Butler, JC Morales, M. Perger, S. Dreizler, C. Rodríguez-López , JI González Hernández, A. Rosich, F. Feng, T. Trifonov, SS Vogt, JA Caballero, A. Hatzes, E. Herrero, SV Jeffers, M. Lafarga, F. Murgas, RP Nelson, E. Rodríguez, JBP Strachan, L. Tal-Or, J. Teske, B. Toledo-Padrón, M. Zechmeister, A. Quirrenbach, PJ Amado, M. Azzaro, VJS Béjar, JR Barnes, ZM Berdiñas, J. Burt, G. Coleman, M. Cortés-Contreras, J. Crane, SG Engle, EF Guinan, CA Haswell, Th. Henning, B. Holden, J. Jenkins, HRA Jones, A. Kaminski, M. Kiraga, M. Kürster, MH Lee, MJ López-González, D. Montes, J. Morin, A. Ofir, E. Pallé, R . Rebolo, S. Refffert, A. Schweitzer, W. Seifert, SA Shectman, D. Staab, RA Street, A. Suárez Mascareño, Y. Tsapras, SX Wang e G. Anglada-Escudé, 14 de novembro de 2018, Natureza.
DOI: 10.1038/s41586-018-0677-y