Una supertierra a "solo" 6 años luz

El exoplaneta orbita la enana roja Barnard, que forma parte del segundo sistema estelar más cercano a la Tierra

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Representación artistica del exoplaneta Barnard-b. Representación artística del exoplaneta Barnard-b

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Representación artística del exoplaneta Barnard-b

La estrella única más cercana al Sol alberga un exoplaneta al menos 3,2 veces tan masivo como la Tierra, una llamada supertierra. Utilizando datos de un conjunto de telescopios de todo el mundo (incluyendo el instrumento cazador de planetas HARPS de ESO), se ha revelado la existencia de este mundo helado y débilmente iluminado. El planeta recién descubierto es el segundo exoplaneta conocido más cercano a la Tierra. La estrella de Barnard es la estrella más rápida del cielo nocturno.

Foto: ESO/M. Kornmesser

Representación artística de GJ 699 b bvisto desde el espacio

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Representación artística de GJ 699 b bvisto desde el espacio

La velocidad total de la estrella de Barnard en relación con el Sol es de cerca de 500.000 kilómetros por hora. A pesar de este ritmo tan veloz, no es la estrella conocida más rápida. Lo que hace notable el movimiento de la estrella es la rapidez con la que parece moverse a través del cielo nocturno vista desde la Tierra, algo conocido como movimiento aparente. La estrella de Barnard viaja una distancia equivalente al diámetro de la Luna en el cielo cada 180 años (aunque esto pueda no parecer mucho, es el movimiento aparente más rápido de cualquier estrella).

Foto: ESO/M. Kornmesser

Próxima Centauri en los cielos del sur

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Próxima Centauri en los cielos del sur

En esta imagen de los cielos del hemisferio sur se aprecian las estrellas Próxima Centauri -abajo a la derecha- y la estrella doble Alfa Centauri AB, a la izquierda. Se trata de las estrellas más cercanas al Sol y las cuales conforman el sistema estelar triple Alfa Centauri. En 2016, un equipo de astrónomos, utilizando telescopios de ESO y otras instalaciones, encontró claras evidencias de un planeta que orbitaba a la estrella de este sistema más cercana a la Tierra, Próxima Centauri. Ese planeta se encuentra a poco más de 4 años luz de la Tierra y fue descubierto por un equipo dirigido por Guillem Anglada Escudé.

Foto: Y. Beletsky (LCO)/ESO/ESA/NASA/M. Zamani

El cazador de planetas

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El cazador de planetas

En la búsqueda de mundos distantes, pocos telescopios han tenido tanto éxito como el telescopio de 3,6 metros del ESO en la imagen- situado en el observatorio de la Silla, en Chile. Entre los instrumentos utilizados están el famoso cazador de planeta HARPS y el espectrógrafo UVES, ambos de ESO. "HARPS desempeñó un papel vital en este proyecto. Se combinaron datos de archivo de otros equipos con medidas nuevas y superpuestas de la estrella de Barnard de diferentes instalaciones", comentó Guillem Anglada Escudé

Foto: Iztok Bončina/ESO

La estrella de Barnard en la constelación de Ofiuco

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La estrella de Barnard en la constelación de Ofiuco

Este mapa muestra la constelación de Ofiuco -el portador de la serpiente- que se extiende por la línea del ecuador celeste. El gráfico muestra la ubicación de la estrella de Barnard y señala la mayoría de las estrellas visibles a simple vista en una noche oscura y despejada.

Foto: ESO, IAU and Sky & Telescope

Representación artistica del exoplaneta Barnard-b

Una supertierra a "solo" 6 años luz

A tan sólo 6 años luz, la estrella de Barnard se mueve en el cielo nocturno de la Tierra más rápidamente que cualquier otra estrella. Esta enana roja, más pequeña y antigua que nuestro Sol, está entre las enanas rojas menos activas conocidas, por lo que representa un objetivo ideal para buscar exoplanetas.

Ahora, un equipo internacional liderado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas -CSIC- ha hallado una supertierra fría orbitando alrededor de la estrella Barnard, el segundo sistema estelar más cercano a la Tierra. Es la primera vez que los astrónomos descubren este tipo de exoplaneta usando el método de la velocidad radial. Los resultados fruto de los proyectos Red Dots y CARMENES, cuya búsqueda de planetas rocosos locales ya ha descubierto un nuevo mundo orbitando a nuestra vecina más cercana, Proxima Centauri, se publican en la revista Nature, en el artículo: A candidate super-Earth planet orbiting near the snow line of Barnard’s star.

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“Tras un análisis meticuloso, estamos seguros al 99% de que el planeta está ahí, puesto que este es el modelo que mejor encaja en nuestras observaciones”, asegura el director del estudio, Ignasi Ribas, investigador del CSIC en el Instituto de Ciencias del Espacio y en el Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña. “Sin embargo, debemos ser cautos y recoger más datos para confirmar el hallazgo, porque las variaciones naturales en el brillo estelar causadas por manchas solares podrían producir efectos similares a los detectados”, añade.

Un sutil bamboleo estelar

El sutil bamboleo de la estrella ha llamado la atención de los astrónomos desde hace tiempo. Desde 1997 varios instrumentos han recogido una gran cantidad de mediciones sobre ese movimiento de oscilación. Así, un análisis de 2015 sugería que el bamboleo podría estar causado por un planeta con un período orbital de unos 230 días. Pero se requerían más mediciones.

Intentando confirmar la hipótesis, los astrónomos han observado con regularidad la estrella Barnard a través de espectrómetros de alta precisión como CARMENES, en el Observatorio de Calar Alto. La técnica empleada consiste en usar el efecto Doppler en la luz estelar para medir cómo la velocidad de un objeto en nuestra línea de visión cambia con el tiempo. Así, mientras el planeta orbita a la estrella, su atracción gravitatoria hace que la estrella sufra un bamboleo. Cuando la estrella se aleja de la Tierra, su espectro se desplaza al rojo; es decir, hacia longitudes de onda más largas. Del mismo modo, la luz de la estrella se desplaza hacia longitudes de onda más cortas, más azules, cuando la estrella se mueve hacia la Tierra.

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Los astrónomos aprovechan este efecto para medir con asombrosa exactitud los cambios en la velocidad de una estrella debidos a un exoplaneta que orbita. “Al volver a analizar todas la mediciones combinadas, apareció una señal clara en un período de 233 días. Esta señal implica que la estrella de Barnard se acerca y se aleja de nosotros a unos 1.2 metros por segundo aproximadamente la velocidad de una persona al caminar- y la mejor explicación para este fenómeno es que un planeta esté orbitando la estrella”, explica Ribas.

Barnard b, anatomía de una Supertierra

Llamada así por el astrónomo E. E. Barnard, la estrella de Barnard, pese a encontrarse muy cerca de nuestro sol, es en sí misma una estrella bastante antigua. Tiene probablemente dos veces la edad de nuestro Sol, y se trata de una estrella relativamente inactiva, fría, de baja masa,y que ilumina de forma muy débil a este mundo recién descubierto. La luz de la estrella de Barnard proporciona a su planeta sólo el 2% de la energía que recibe la Tierra del Sol. Por otro lado, las supertierras son el tipo más común de planeta de los que se forman alrededor de las estrellas de baja masa como la estrella de Barnard, otorgando credibilidad a este candidato planetario recién descubierto.

Es improbable que el planeta tenga agua líquida en la superficie

Así, el planeta candidato, llamado Barnard b -o GJ 699 b, es una Supertierra con un mínimo de 3,2 masas terrestres. Orbita su estrella del tipo enana roja cada 233 días y lo hace cerca de la conocida como línea de nieve, una distancia entre el planeta y la estrella a la que el agua se congela debido a la escasa radiación que llega de la segunda. Por otra parte al carecer de atmósfera, es probable que la temperatura sea de Barnard b sea de unos -170ºC, lo que hace improbable que el planeta pueda tener agua líquida en la superficie.

Tiempo, esfuerzo y trabajo en equipo

“Ningún exoplaneta tan pequeño y tan lejano de su estrella se había descubierto anteriormente mediante la técnica Doppler”, señala Ribas. Esto significa que los astrónomos están mejorando a la hora de encontrar y explorar un relativamente nuevo tipo de planetas externos al Sistema Solar. Hemos utilizado observaciones de 7 instrumentos diferentes, que abarcan 20 años de mediciones, haciendo de este uno de los conjuntos de datos más grande y más extenso usado para estudios precisos de velocidad radial", explica Ribas. "La combinación de todos los datos llevó a un total de 771 medidas, ¡una gran cantidad de información!"

Hemos utilizado observaciones de 7 instrumentos diferentes, que abarcan 20 años de mediciones

Por su parte, Guillem Anglada-Escudé, de la Universidad Queen Mary de Londres, y codirector del estudio declara que: “hemos trabajado muy duro para obtener este resultado, fruto de una gran colaboración en el contexto del proyecto Red Dots, que reúne colaboraciones de equipos de todo el mundo, incluyendo astrónomos semiprofesionales coordinados por la Asociación Estadounidense de Observadores de Estrellas Variables -AAVSO por sus siglas en inglés-”, añade.

Cristina Rodríguez-López, investigadora del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA, CSIC) y co-autora del estudio, considera que: “este descubrimiento significa un impulso para continuar la búsqueda de exoplanetas orbitando nuestros vecinos estelares, con la esperanza de que al final encontraremos uno que tenga las condiciones adecuadas para albergar vida”.

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