Descubren planetas orbitando una estrella cercana a la Tierra

Desde hace un siglo, los astrónomos han estudiado la estrella de Barnard con la esperanza de encontrar planetas alrededor suyo. Descubierta por E. E. Barnard en el Observatorio Yerkes en 1916, se trata del sistema estelar con una sola estrella más cercano a la Tierra [1]. La estrella de Barnard está clasificada como una enana roja —estrellas de baja masa que a menudo albergan sistemas planetarios compactos. Este tipo de estrellas son muy numerosas en el Universo, por lo que los científicos están muy interesados en saber qué tipos de planetas albergan.

Uno de esos esfuerzos fue liderado por Jacob Bean, de la Universidad de Chicago, cuyo equipo creó un instrumento llamado MAROON-X, designado especialmente para buscar planetas distantes alrededor de estrellas enanas M. El instrumento se encuentra instalado en el telescopio de Gemini Norte, la mitad boreal del Observatorio Internacional Gemini, financiado en parte por la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos y operado por NOIRLab de NSF.

MAROON-X busca exoplanetas utilizando la técnica de velocidad radial, mediante la cual es posible detectar el suave vaivén de una estrella a medida que los planetas que la orbitan tiran de ella. Esto produce que la luz que emite la estrella cambie ligeramente de longitud de onda. Este poderoso instrumento mide estas pequeñas variaciones de la luz de forma tan precisa que incluso puede determinar el número y masa de los planetas que circundan una estrella.

Luego de calibrar y analizar rigurosamente los datos obtenidos durante 112 noches por un período de tres años, el equipo encontró evidencia sólida de tres exoplanetas alrededor de la Estrella de Barnard, dos de los cuales fueron clasificados previamente como candidatos a planetas extrasolares. El equipo también combinó datos de otro estudio de 2024 realizado por el instrumento ESPRESSO del Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral en Chile, para confirmar la existencia de un cuarto planeta, elevándolo de la categoría de candidato a exoplaneta bona fide.

“Se trata de un hallazgo muy emocionante: La estrella de Barnard’s es una vecina cósmica, y sin embargo, sabemos muy poco de ella. La precisión de estos instrumentos supone un gran avance en comparación a generaciones anteriores”, precisó el estudiante de doctorado de la Universidad de Chicago y primer autor del artículo que aparece en The Astrophysical Journal Letters, Ritvik Basant.

Es muy probable que los planetas recientemente descubiertos sean rocosos en lugar de planetas gaseosos como Júpiter. Sin embargo, esto será difícil de precisar certeramente, ya que por el ángulo con que los observamos desde la Tierra, los planetas no cruzan enfrente de su estrella, como es el método usual para determinar la composición de los planetas. Pero con información de planetas similares alrededor de otras estrellas, el equipo será capaz de hacer mejores estimaciones de su composición.

Asimismo, el equipo fue capaz de descartar con bastante certeza la existencia de otros exoplanetas subtierra en la zona habitable —una región del espacio alrededor de una estrella que es ideal para permitir la formación de agua en la superficie de un planeta en órbita— de la Estrella de Barnard.

La estrella de Barnard también se la conoce como la “gran ballena blanca” por los cazadores de planetas, ya que en distintas oportunidades a lo largo del siglo pasado algunos grupos de investigadores anunciaron pruebas sobre la existencia de planetas alrededor suyo, pero posteriormente fueron desmentidas. Sin embargo, estos últimos hallazgos ofrecen un grado de confianza mucho mayor que cualquier resultado anterior.

“Observamos en distintas horas de la noche en distintos días. Ellos están en Chile y nosotros en Hawai‘i. Nuestros equipos no se coordinaron en lo absoluto, lo que nos da muchas garantías de que no se trata de fantasmas en los datos”, explicó Basant.

Los cuatro planetas, cada uno de los cuales tiene una masa cerca de un 20 a 30% la masa de la Tierra, están tan cerca de su estrella que son capaces de dar una vuelta alrededor de ella en cuestión de días. El cuarto planeta es el exoplaneta con menor masa descubierto hasta ahora utilizando la técnica de velocidad radial. El equipo espera que este hallazgo abra una nueva era de descubrimientos de más y más exoplanetas subtierra en el Universo.

La mayoría de los planetas rocosos que encontramos hasta ahora son mucho más grandes que la Tierra, y parecen ser bastante similares en toda la Vía Láctea. Pero hay razones para pensar que los exoplanetas más pequeños tienen composiciones más variadas. A medida que los científicos encuentren más de ellos, podrán empezar a obtener mayor información sobre la formación de estos planetas y qué hace probable que tengan condiciones de habitabilidad.

Por su parte, el director de programa de NSF para el Observatorio Internacional Gemini, Martin Still, indicó que “La Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos está colaborando con la comunidad astronómica en la aventura de observar más en profundidad en el Universo para detectar planetas con entornos que puedan ser similares al de la Tierra. Los descubrimientos de planetas realizados por MAROON-X, que se encuentra instalado en Gemini Norte, representan un enorme paso en esa aventura”.

MAROON-X sigue siendo un instrumento visitante en Gemini Norte. Dado su excelente desempeño y popularidad en la comunidad de usuarios, está en proceso de convertirse en un instrumento de instalación permanente.

“Estos resultados demuestran las capacidades competitivas y de vanguardia que Gemini ofrece a su comunidad de usuarios. El observatorio se encuentra en pleno proceso de renovación de su conjunto de instrumentos, y MAROON-X es parte de la primera ola de nueva instrumentación, junto con GHOST en Gemini Sur, e IGRINS-2 en Gemini Norte”, destacó Andreas Seifahrt, Director Asociado de Desarrollo para el Observatorio Internacional Gemini y coautor del equipo de investigadores que diseñaron y construyeron MAROON-X.

Notas

[1] El sistema estelar más cercano a nosotros es Proxima Centauri, y contiene tres estrellas orbitando entre sí, lo que altera la dinámica de la formación planetaria y sus órbitas.

Más Información

Esta investigación se presentó en un artículo de investigación titulado “Four sub-Earth planets orbiting Barnard’s Star from MAROON-X and ESPRESSO” publicado en la revista The Astrophysical Journal Letters. DOI: 10.3847/2041-8213/adb8d5

El equipo de investigación estaba compuesto por Ritvik Basant (University of Chicago), Rafael Luque (University of Chicago, NHFP Sagan Fellow), Jacob L. Bean (University of Chicago), Andreas Seifahrt (International Gemini Observatory/NSF NOIRLab), Madison Brady (University of Chicago), Lily L. Zhao (University of Chicago, NHFP Sagan Fellow), Nina Brown (University of Chicago), Tanya Das (University of Chicago), Julian Stürmer (Heidelberg University), David Kasper (University of Chicago), Rohan Gupta (University of Chicago), and Guðmundur Stefánsson (University of Amsterdam).

NOIRLab de NSF, el centro de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos para la astronomía óptica-infrarroja terrestre, opera el Observatorio Internacional Gemini (una instalación de NSF, NRC-Canadá, ANID-Chile, MCTIC-Brasil, MINCyT-Argentina, y KASI-República de Corea), el Observatorio Nacional Kitt Peak de NSF (KPNO), el Observatorio Interamericano Cerro Tololo de NSF (CTIO), el Centro de Datos para la Comunidad Científica (CSDC), y el Observatorio Vera C. Rubin de NSF-DOE (en cooperación con el Laboratorio Nacional del Acelerador SLAC del DOE). Es administrado por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA) en virtud de un acuerdo de cooperación con NSF y tiene su sede central en Tucson, Arizona.

La comunidad científica está honrada por tener la oportunidad de realizar investigaciones astronómicas en I’oligam Du’ag (Kitt Peak) en Arizona, en Maunakea en Hawaiʻi, y en Cerro Tololo y Cerro Pachón, en Chile. Reconocemos y apreciamos el importante rol cultural y el valor que I’oligam Du’ag tiene para la Nación Tohono O'odham, y el que Maunakea tiene para la comunidad Kanaka Maoli (hawaianos nativos).

Este comunicado de prensa fue traducido por Manuel Paredes

Enlaces

• Lea el artículo científico: Four sub-Earth planets orbiting Barnard’s Star from MAROON-X and ESPRESSO
• Comunicado de prensa de la Universidad de Chicago
• Fotografías de Gemini Norte
• Videos de Gemini Norte
• Revise otros comunicados de prensa de NOIRLab

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