Uma equipe de cientistas, incluindo pesquisadores da Universidade de Berna, da Universidade de Genebra e do NCCR PlanetS, usou o espectrógrafo ESPRESSO para descobrir um exoplaneta de massa subterrestre orbitando a estrela de Barnard, o segundo sistema estelar mais próximo do Sol. Esta descoberta ajuda a compreender a formação planetária em torno das anãs vermelhas e fornece informações sobre a diversidade dos sistemas planetários na nossa vizinhança cósmica.
Os astrônomos descobriram um exoplaneta menos massivo que a Terra orbitando a Estrela de Barnard. É o segundo sistema estelar mais próximo do Sol, depois do sistema Alpha Centauri. Esta descoberta é interessante não só pela sua proximidade – apenas seis anos-luz – mas também porque a Estrela de Barnard é uma anã vermelha, o tipo de estrela mais comum na nossa galáxia. Está, portanto, a ajudar os cientistas a compreender a diversidade dos sistemas planetários na nossa vizinhança cósmica próxima, proporcionando ao mesmo tempo uma oportunidade única para obter uma melhor compreensão dos mecanismos envolvidos na formação e evolução de planetas próximos da sua estrela.
A descoberta de Barnard b, que tem pelo menos metade da massa de Vénus, acrescenta-se à lista crescente de planetas de baixa massa em torno de anãs vermelhas, sublinhando a prevalência destes sistemas. O estudo foi realizado pelo consórcio ESPRESSO com o Guaranteed Time Observations (GTO), que inclui os dois institutos anfitriões do Centro Nacional de Competência em Pesquisa NCCR PlanetS, a Universidade de Berna e a Universidade de Genebra. A equipa de astrónomos fez a descoberta após quatro anos de observações com o ESPRESSO, o espectrógrafo de alta resolução montado no Very Large Telescope do ESO (VLT). Os resultados são publicados na revista Astronomia e Astrofísica.
Desvendando o mistério de Barnard b
A Estrela de Barnard é um alvo principal na busca por exoplanetas devido à sua proximidade e ao seu status como uma anã vermelha, um tipo comum de estrela onde planetas de baixa massa são frequentemente encontrados. Apesar de um sinal promissor detectado em 2018, nenhum planeta tinha sido definitivamente confirmado em torno dele até agora. O espectrógrafo ESPRESSO, com a sua precisão sem precedentes, permitiu aos astrónomos detectar Barnard b, um planeta subterrâneo que orbita a estrela em 3,15 dias. A equipa também identificou sinais que indicam a possível presença de outros três candidatos a exoplanetas, que ainda não foram confirmados.
“A descoberta de Barnard b é importante não só porque é um dos mais pequenos exoplanetas que detectámos, mas também porque se encontra na nossa vizinhança estelar”, explica o Prof. Yann Alibert, co-diretor do Centro para o Espaço e Habitabilidade ( CSH) da Universidade de Berna e coautor do estudo. “Isto dá-nos uma oportunidade única de estudar planetas que estão próximos de nós e de compreender melhor a sua formação e migração.
Quatro anos de observações de alta precisão
O estudo baseou-se no método da velocidade radial, segundo o qual a atração gravitacional de um planeta em órbita faz com que sua estrela hospedeira oscile, o que afeta as características da luz que ele emite. Ao medir as pequenas mudanças na luz da estrela de Barnard, os astrónomos conseguiram confirmar a existência de Barnard b, que está vinte vezes mais perto da sua estrela do que Mercúrio está do Sol.
“O ESPRESSO desempenhou um papel crucial nesta descoberta”, observa Melissa Hobson, investigadora de pós-doutoramento no Departamento de Astronomia da Universidade de Genebra e coautora do estudo. “A precisão alcançada por este instrumento permitiu-nos detectar os pequenos sinais de Barnard b, provando mais uma vez que as anãs vermelhas são excelentes alvos para a descoberta de planetas de baixa massa.”
O estudo foi desenhado com base em quatro anos de observações com o ESPRESSO, bem como em dados de instrumentos como HARPS, HARPS-N e CARMENES. Os esforços combinados e o vasto conjunto de dados permitiram aos investigadores detectar uma variação periódica de apenas 2 km/h na velocidade medida da estrela, que se deve à presença do planeta.
Uma abundância de planetas ao redor das Anãs Vermelhas
A descoberta de Barnard b contribui para a nossa compreensão dos sistemas planetários em torno das anãs vermelhas e reforça a ideia de que planetas de baixa massa, incluindo sub-Terras, são abundantes em torno deste tipo de estrela. Embora Barnard b esteja demasiado próximo da sua estrela para albergar água líquida, com uma temperatura superficial a rondar os 125°C, a sua deteção abre novas perspetivas para o estudo deste tipo de planeta. “Sabemos agora que planetas de baixa massa são comuns em torno de anãs vermelhas, e a estrela de Barnard não é exceção”, afirma João Faria, investigador e docente do departamento de astronomia da Universidade de Genebra e coautor do estudo. “Esta descoberta proporciona um novo campo de jogo para testar a nossa compreensão da formação destes planetas e da sua evolução ao longo do tempo.”
Olhando para o futuro
Esta descoberta sublinha a importância de instrumentos de alta precisão como o ESPRESSO no avanço da nossa compreensão dos sistemas planetários. O instrumento, que foi amplamente desenvolvido em universidades suíças, é atualmente o único espectrógrafo capaz de medir a velocidade das estrelas com uma precisão de alguns 10 cm/s (ou seja, 0,36 km/h). Os resultados obtidos com a Estrela de Barnard têm implicações importantes para o estudo de exoplanetas, em particular para a identificação de planetas potencialmente habitáveis em sistemas próximos.
“A nossa investigação está a ajudar-nos a mapear a diversidade de sistemas planetários que existem nas proximidades da Terra”, explica Alibert. “A descoberta de Barnard b, bem como de outros planetas próximos, como Proxima b, mostra que a nossa vizinhança estelar está repleta de pequenos planetas rochosos, que são cruciais para a nossa compreensão da diversidade planetária.”
O próximo passo da equipe de pesquisa é continuar observando a Estrela de Barnard com ainda maior precisão. A possibilidade de outros três planetas orbitarem-no acrescenta uma nova camada de intriga, já que a confirmação destes planetas forneceria ainda mais informações sobre a dinâmica e composição do sistema. O Extremely Large Telescope (ELT) do ESO, atualmente em construção, deverá fornecer dados ainda mais detalhados dentro de alguns anos.