Un equip internacional co-liderat per investigadors del CSIC troba un exoplaneta amb el triple de massa de la Terra. L'exoplaneta orbita la nana vermella Barnard, l'estrella singular més propera al Sol després del sistema Alpha Centauri. L'equip ha emprat observacions preses en 18 anys combinades amb l'espectrògraf caça-planetes CARMENES.
A només sis anys llum, l'estrella de Barnard es mou en el cel nocturn de la Terra més ràpidament que qualsevol altra estrella. Aquesta nana vermella, més petita i antiga que el nostre Sol, està entre les nanes vermelles menys actives conegudes, de manera que representa un objectiu ideal per buscar exoplanetes.
Ara, un equip internacional liderat per investigadors del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) ha trobat una Superterra freda orbitant al voltant de l'estrella Barnard, el segon sistema estel·lar més proper a la Terra. És la primera vegada que els astrònoms descobreixen aquest tipus de exoplaneta usant el mètode de la velocitat radial. Els resultats de l'estudi es publiquen a la revista Nature.
"Després d'una anàlisi meticulosa, estem segurs al 99% que el planeta està aquí, ja que aquest és el model que millor encaixa en les nostres observacions", assegura el director de l'estudi, Ignasi Ribas, investigador del CSIC a l'Institut de Ciències del Espai (ICE) i a l'Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC). "No obstant això, hem de ser prudents i recollir més dades per confirmar la troballa, perquè les variacions naturals en la brillantor estel·lar causades per taques solars podrien produir efectes similars als detectats".
Un subtil balanceig estel·lar
El subtil balanceig de l'estrella ha cridat l'atenció dels astrònoms des de fa temps. Des de 1997, diversos instruments han recollit una gran quantitat de mesuraments sobre aquest moviment d'oscil·lació. Una anàlisi de 2015 suggeria que el balanceig podria estar causat per un planeta amb un període orbital d'uns 230 dies. Però es requerien més mesures.
Per a confirmar la hipòtesi, els astrònoms han observat amb regularitat l'estrella Barnard a través d'espectròmetres d'alta precisió com CARMENES, a l'Observatori de Calar Alto. La tècnica emprada consisteix a usar l'efecte Doppler en la llum estel·lar per mesurar com la velocitat d'un objecte en la nostra línia de visió canvia amb el temps.
"Amb el mètode de la velocitat radial, els espectròmetres de precisió es fan servir per mesurar l'efecte Doppler. Quan un objecte s'allunya de nosaltres, la llum que observem es torna lleugerament menys energètica i més vermella. Al contrari, quan l'estrella s'apropa a nosaltres, la llum es fa més energètica i blavosa ", indica Ribas.
"Quan van tornar a analitzar totes la mesures combinades, va aparèixer un senyal clar en un període de 233 dies. Aquest senyal implica que l'estrella de Barnard s'acosta i s'allunya de nosaltres a uns 1,2 metres per segon -aproximadament la velocitat d'una persona al caminar- i la millor explicació per a aquest fenomen és que un planeta estigui orbitant l'estrella", indica Ribas.
El planeta candidat, anomenat estrella de Barnard b (o GJ 699 b), és una super-Terra amb un mínim de 3,2 masses terrestres. Orbita la seva estrella vermella cada 233 dies prop de la línia de neu, una distància a la qual l'aigua es congela. Com que no té Sense tenir atmosfera, és probable que la seva temperatura sigui de -170ºC, el que fa improbable que el planeta pugui tenir aigua líquida a la superfície.
"Cap exoplaneta tan petit i tan llunyà de la seva estrella s'havia descobert anteriorment mitjançant la tècnica Doppler", assenyala Ribas. Això significa que els astrònoms estan millorant a l'hora de trobar i explorar un relativament nou tipus de planetes externs al Sistema Solar.
"Hem treballat molt dur per obtenir aquest resultat", indica l'investigador Guillem Anglada-Escudé, de la Universitat Queen Mary de Londres, i codirector de l'estudi. "Aquest és el resultat d'una gran col·laboració organitzada en el context del projecte Xarxa Dots, que reuneix col·laboracions d'equips de tot el món, incloent astrònoms semiprofessionals coordinats pel AAVSO", afegeix.
Cristina Rodríguez-López, investigadora de l'Institut d'Astrofísica d'Andalusia (IAA, CSIC) i co-autora de l'estudi, considera que: "Aquest descobriment significa un impuls per continuar la recerca d'exoplanetes orbitant nostres veïns estel·lars, amb l'esperança que a l' final trobarem un que tingui les condicions adequades per a albergar vida ".
I. Ribas et al. A candidate super-Earth planet orbiting near the snow line of Barnard’s star. Nature. DOI: 10.1038/s41586-018-0677-y.