Durante a busca por planetas extra-solares, algumas descobertas muito interessantes foram feitas. Alguns deles até ocorreram em nosso próprio bairro galáctico. Apenas dois anos atrás, astrônomos das campanhas Red Dots e CARMENES anunciaram a descoberta do Proxima b, um planeta rochoso que orbita dentro da zona habitável do nosso vizinho estelar mais próximo - Proxima Centauri.
Este mundo rochoso, que pode ser habitável, continua sendo o exoplaneta mais próximo já descoberto em nosso Sistema Solar. Alguns dias atrás (14 de novembro), Red Dots e CARMENES anunciaram outra descoberta: um planeta rochoso orbitando a estrela de Barnard, a apenas 6 anos-luz da Terra. Este planeta, a estrela b de Barnard, é agora o segundo exoplaneta mais próximo do nosso Sistema Solar e o planeta mais próximo a orbitar uma única estrela.
A descoberta foi anunciada em um artigo que apareceu recentemente na revista científica Natureza, intitulado "Um planeta candidato à super-Terra que orbita perto da linha de neve da estrela de Barnard". De acordo com o estudo, a campanha internacional de observação contou com dados de uma série mundial de telescópios que procuravam sinais de mudança de Doppler da estrela de Barnard (também conhecida como método de velocidade radial).
Nomeado em homenagem ao astrônomo americano Edward Emerson Barnard, o Barnard's Star é uma estrela do tipo M de baixa massa e baixa luminosidade e é a estrela mais próxima do Sol. Apesar de sua idade (7 a 12 bilhões de anos) e baixo nível de atividade, essa estrela tem o movimento aparente mais rápido de qualquer estrela no céu noturno. Desde 1997, vários instrumentos mediram o movimento para frente e para trás desta estrela (também conhecido como velocidade radial) para determinar se ela possuía algum planeta em órbita.
Até 2015, a análise de todos os dados coletados indicava que o movimento da estrela poderia ser causado por um planeta com um período orbital de cerca de 230 dias. Esses dados incluíam espectros obtidos pelo HARPS (Speed Radial Planet Searcher) do ESO e pelo espectrógrafo ultravioleta e visual Echelle (UVES) e pelo espectrômetro Echelle de alta resolução do Observatório Keck (HIRES).
Para confirmar isso, as campanhas Red Dots e CARMENES realizaram medições adicionais da velocidade radial da estrela. Como explicou Ignasi Ribas, diretor do Observatório Astronômico Monstec e principal autor do estudo da equipe, em um recente comunicado de imprensa do ESO:
“Para a análise, usamos observações de sete instrumentos diferentes, com duração de 20 anos, tornando este um dos maiores e mais extensos conjuntos de dados já usados para estudos precisos de velocidade radial. A combinação de todos os dados levou a um total de 771 medições. ”
“A HARPS desempenhou um papel vital neste projeto. Combinamos dados de arquivo de outras equipes com novas e sobrepostas medidas da estrela de Barnard de diferentes instalações ", acrescentou Guillem Anglada Escudé, pesquisadora da Queen Mary University de Londres e co-líder da equipe de descoberta. "A combinação de instrumentos foi fundamental para permitir a verificação cruzada de nossos resultados".
De acordo com os dados, a Estrela b de Barnard provavelmente é uma "super-Terra" (com uma massa pelo menos 3,2 vezes a da Terra). Eles também determinaram que ela orbita sua estrela com um período de 233 dias e a uma distância de 0,4 UA (0,4 vezes a distância entre a Terra e o Sol). Apesar dessa órbita relativamente próxima, a baixa massa e brilho da Estrela de Barnard significa que o planeta recebe apenas cerca de 2% da energia que a Terra recebe do Sol.
Combinado com a órbita do planeta, isso coloca a estrela b de Barnard próxima à linha Frost do sistema, onde compostos voláteis como água, dióxido de carbono, amônia e metano se condensam em gelo sólido. De acordo com as estimativas da equipe, o planeta teria uma temperatura média da superfície de -170 ° C, tornando-o inóspito à vida como a conhecemos.
Esta não foi uma descoberta inesperada, no entanto. De acordo com as teorias atuais da formação de planetas, a Linha Frost pode ser o local ideal para a formação de tais planetas em torno de uma estrela. Além disso, os astrônomos acreditam que as Super-Terras são o tipo mais comum de planeta a se formar em torno de estrelas de baixa massa, como a Estrela de Barnard. Essas teorias acrescentam credibilidade à descoberta recente.
"Após uma análise muito cuidadosa, estamos 99% confiantes de que o planeta está lá", disse Ribas. "No entanto, continuaremos a observar essa estrela em movimento rápido para excluir possíveis, mas improváveis, variações naturais do brilho estelar que poderiam se disfarçar de planeta".
Em todas as tentativas anteriores, os astrônomos falharam em detectar planetas ao redor de Barnard Star usando o método de Velocidade Radial. Por fim, foi apenas combinando medições de vários instrumentos de alta precisão de todo o mundo que tornou possível essa descoberta. Como Ribas explicou:
“Usamos observações de sete instrumentos diferentes, abrangendo 20 anos de medições, tornando este um dos maiores e mais extensos conjuntos de dados já usados para estudos precisos de velocidade radial. A combinação de todos os dados levou a um total de 771 medições - uma enorme quantidade de informações! ”
Essa descoberta também foi uma conquista retumbante devido à natureza do planeta descoberto. Embora os instrumentos utilizados tenham sido capazes de medir mudanças de velocidade em uma estrela com uma precisão incrível no passado, esta é a primeira vez que o método de Velocidade Radial foi usado para detectar uma super-Terra em uma órbita tão grande em torno de sua estrela .
"Todos nós trabalhamos duro nessa inovação", concluiu Anglada-Escudé. “Essa descoberta é o resultado de uma grande colaboração organizada no contexto do projeto Red Dots, que incluiu contribuições de equipes de todo o mundo. As observações de acompanhamento já estão em andamento em diferentes observatórios em todo o mundo. ”
Além de validar os sofisticados instrumentos envolvidos, essa descoberta é mais uma demonstração de quão eficaz o compartilhamento de dados e as colaborações entre institutos científicos em todo o mundo podem ser. Por último, mas não menos importante, esta descoberta mais próxima do nosso Sistema Solar certamente incentivará pesquisas semelhantes de estrelas próximas.
Como Cristina Rodríguez-López, pesquisadora do Instituto de Astrofísica da Andaluzia (IAA, CSIC) e coautora do artigo, indicou em um recente comunicado à imprensa do Red Dots:
“Essa descoberta significa um impulso para continuar procurando exoplanetas em torno de nossos vizinhos estelares mais próximos, na esperança de que, eventualmente, nos deparemos com alguém que tenha as condições certas para hospedar a vida”.
E embora esse planeta próximo possa não ser ideal para a vida (como a conhecemos), seu tamanho e órbita o tornam um excelente candidato para imagens diretas usando os instrumentos da próxima geração. Além de missões como a da NASA Telescópio Espacial James Webb (JWST) e Telescópio de pesquisa por infravermelho de campo amplo (WFIRST) - com lançamento previsto para 2021 e meados de 2020, respectivamente - o planeta também pode ser observado diretamente por missões como as da ESA Gaia nave espacial.
Assim como o Proxima be muitos outros exoplanetas próximos, podemos esperar ouvir mais sobre a Estrela b de Barnard nos próximos anos. E não deixe de conferir este ESOcast que discute essa descoberta mais recente e seu significado:
