O segundo sistema estelar mais próximo da Terra é um dos alvos mais estudados da galáxia. Os astrônomos têm medido características minúsculas da estrela há décadas, em busca de sinais de planetas em órbita, e ao longo dos anos, sugestões de um possível mundo puxando a estrela foram recolhidas aqui e ali - mas nada nunca foi considerado conclusivo.
Agora, no entanto, os astrônomos finalmente revelaram fortes sinais de que a Estrela de Barnard, a apenas seis anos-luz de distância, tem um ou mais planetas orbitando ao seu redor.
Uma equipe de pesquisadores da instituição de caça aos exoplanetas Red Dots publicou um estudo hoje na Nature que compila mais de 20 anos de observações da estrela. O trabalho atraiu um candidato planetário bastante incomum: um planeta super-frio, cerca de 3, 2 vezes a massa da Terra, que circunda sua estrela a cada 233 dias.
A impressão artística do planeta de Barnard's Star sob a luz alaranjada da estrela. (IEEC / Science-Wave - Guillem Ramisa) Barnard's Star, uma pequena anã vermelha, há muito tempo é um dos principais alvos de caça ao planeta. De 1963 a 1972, acreditava-se que a estrela abrigasse um ou mais gigantes gasosos, representando algumas das primeiras reivindicações extrassolares do planeta que receberam ampla atenção. Os "planetas", no entanto, acabaram sendo nada mais do que um problema de instrumentação com o Observatório Sproul em Swarthmore, Pensilvânia, cujo diretor, Peter van de Kamp, afirmou pela primeira vez a existência de planetas ao redor da estrela.
Desde aquela época, no entanto, os caçadores de planetas após os caçadores de planetas apontaram seus telescópios para a estrela em busca de sinais de algo fora do comum. Embora Barnard's Star seja o segundo sistema estelar mais próximo da Terra - depois das três estrelas do sistema Alpha Centauri - os astrônomos continuaram de mãos vazias até que muitos anos de dados pudessem ser adquiridos.
Agora, esta super-Terra fria é o segundo exoplaneta conhecido mais próximo da Terra, depois de Proxima Centaur b.
"No final, acreditamos firmemente que o objeto está lá", diz Ignasi Ribas, do Institut de Ciències de l'Espai, e principal autor do artigo. "Nós sempre temos que permanecer um pouco cautelosos, e é claro que mais dados devem fortalecer o argumento para isso, mas estávamos certos de que estávamos dispostos a ir adiante com a publicação."
Parte do desafio de encontrar o planeta vem do método que os astrônomos usaram: velocidade radial (RV). O método de velocidade radial procura por mudanças gravitacionais quando um planeta empurra ou puxa sua estrela. O método é ótimo para encontrar planetas grandes e tem sido efetivamente usado para encontrar planetas menores próximos, como Proxima Centauri b - mas para encontrar planetas pequenos e distantes, é uma questão totalmente diferente.
Barnard's Star b, como o novo planeta é conhecido, causa apenas uma mudança de 1, 2 metros por segundo para a velocidade radial de sua estrela. Os primeiros planetas descobertos pelo método RV causaram mudanças de 13 metros por segundo, fazendo com que este sinal seja inferior a 10% da força de outras descobertas bem-sucedidas.
Cullen Blake, um professor da Universidade da Pensilvânia que não esteve envolvido no estudo, diz que alguns dos dados do RV poderiam ter sido enlameados pela atividade estelar da estrela. Mas, no entanto, o grande número de observações cria um caso bastante convincente de que o planeta está lá.
"Parece que há algum ruído substancial em termos de atividade estelar que eles modelaram", diz ele. “[O candidato] é muito forte em termos de significância estatística.”
Os primeiros indícios de que o planeta de Barnard estava lá aconteceram em 2015, quando um dos co-autores do artigo, Mikko Tuomi, analisou os dados de velocidade radial da estrela e descobriu que algo mudava de acordo com um período de 233 dias. Na época, o argumento para um objeto planetário (em vez de algum tipo de atividade intrínseca à estrela) não era forte o suficiente para se sustentar sozinho.
Ribas e sua equipe usaram 800 observações diferentes da Estrela de Barnard para reduzir a incerteza de que o planeta existia. Depois de analisar o número de décadas de dados, a existência da Star b de Barnard parece bastante certa - embora a sempre cautelosa equipe Red Dots ainda esteja chamando-a de candidata planetária.
Representação gráfica das distâncias relativas às estrelas mais próximas do sol. A estrela de Barnard é o segundo sistema estelar mais próximo e a estrela mais próxima para nós. (IEEC / Science-Wave - Guillem Ramisa) E os pesquisadores também descobriram algo mais nos dados: evidência fraca de outro planeta, que seria conhecido como Star c de Barnard. Estima-se que este segundo planeta fantasmagórico no sistema, se existir, tenha um longo período orbital e aproximadamente a massa de Netuno. A existência do planeta gasoso é ainda mais difícil de provar, já que seu período de 10 anos significa que ele produz um sinal mais fraco. Vale a pena notar, no entanto, que as medições colocam o planeta em um período similar às reivindicações de van de Kamp na década de 1960.
Van de Kamp pensou ter visto pelo menos dois planetas, um em uma órbita de 12 anos e outro em 25 anos, ambos em torno da massa de Júpiter. As pistas vieram de sinais astrométricos, que procuram desvios no caminho de uma estrela a partir de uma linha central devido à influência de um planeta invisível.
O novo sinal, por outro lado, parece indicar algo sobre 15 massas terrestres, o que é improvável que mostre um sinal astrométrico notável da Terra. (O novo artigo menciona que Gaia, um observatório de astrometria baseado no espaço, poderia confirmar o planeta.) Devido ao seu tamanho, o planeta faz uma mudança de velocidade radial de 3 a 4 metros por segundo - mais forte que o outro candidato planetário., mas sem o grande número de observações para descartar uma explicação alternativa.
"Não estamos alegando que isso está de alguma forma relacionado aos planetas astrométricos de van de Kamp", diz Ribas. Ele nota, no entanto, que é uma coincidência interessante. “Nós vemos algumas variações. As estrelas são conhecidas por mostrar ciclos de atividade, então isso pode ser um ciclo de atividade estelar [em vez de um planeta]. ”
O período de 233 dias para o mundo da neve, Barnard's Star b, está muito além da zona habitável de sua estrela. Mesmo que o planeta esteja mais próximo de sua estrela do que a Terra esteja ao sol, a Estrela de Barnard é muito pequena e fria em comparação. O planeta orbita em uma área conhecida como "linha de neve", onde corpos rochosos tendem a dar lugar a corpos mais gelados. O jornal também diz que não há evidência de algo em torno da massa da Terra dentro da zona habitável da Estrela de Barnard - embora os objetos de massa de Marte não tenham sido descartados.
Mas mesmo que este mundo esteja muito frio para a vida como o conhecemos, ele marca uma descoberta intrigante, pois o planeta está muito mais longe de sua estrela hospedeira do que outros planetas encontrados orbitando pequenas anãs vermelhas (como Proxima Centauri b, que tem uma período de apenas 11 dias). De uma perspectiva de exploração, o planeta está mais perto do que qualquer exoplaneta conhecido, exceto que, em 10.000 anos, a estrela de Barnard realmente se mudou para se tornar a estrela mais próxima do nosso sol. Os físicos já estão pensando em possíveis maneiras de lançar uma sonda em miniatura para Proxima Centauri b, a cerca de 4.2 anos-luz de distância - e, no futuro, a Barnard's Star b poderia se tornar outro alvo.
“Meu sentimento é que essas coisas provavelmente são bastante comuns, mas extraí-las é muito mais difícil”, diz Blake sobre planetas distantes, pequenos e de longo período como Barnard's Star b. "Meu palpite é que haverá mais campanhas como essa."
