Investigadores españoles a la caza de planetas más allá del Sistema Solar
Recreación del paisaje del exoplaneta ‘Barnard b’ orbitando su estrella. Imagen: Gabriel Pérez IAC.
En los nuevos hallazgos en Astrofísica, varios investigadores españoles han tenido un papel fundamental. Un equipo liderado por especialistas nacionales ha descrito un exoplaneta –aquellos mundos que se domicilian más allá de nuestro Sistema Solar–, que orbita en torno a ‘Barnard’, la estrella solitaria más cercana a la nuestra, y que se emplaza a ‘tan solo’ seis años luz del Sol, lo que en términos estelares es una distancia muy reducida. “Barnard es el segundo sistema estelar más próximo –después del grupo de tres cuerpos de ‘Alpha Centauri’–, así como la estrella individual más inmediata a nosotros”, confirman los especialistas en el artículo ‘A sub-Earth-mass planet orbiting Barnard’s star’, en el que se ha dado a conocer este descubrimiento y que ha sido publicado en la revista ‘Astronomy & Astrophysics’.
Barnard es una enana roja de tipo espectral, con un 16% de la masa del Sol. Se emplaza en la constelación de Ofiuco, aunque es demasiado tenue para ser observada sin telescopio. Si estuviera a la misma distancia de la Tierra que el astro solar, su brillo únicamente sería 100 veces mayor que el de la Luna llena. Con una edad de entre 7.000 y 12.000 millones de años, es uno de los cuerpos de su tipo más viejos de la Vía Láctea. Desde hace varios decenios se ha sucedido la polémica sobre si albergaba un sistema planetario. A partir de la década de 1960, se han formulado diversas teorías al respecto, pero parece que esta realidad, al fin, se confirma.
“Estamos ante la estrella con mayor movimiento propio, lo que provoca importantes cambios Doppler debido a la aceleración secular”, se asevera en Astronomy & Astrophysics. Este tipo de investigación –la Doppler– es un método espectroscópico para encontrar planetas extrasolares. Involucra la observación de desplazamientos en el espectro de la estrella alrededor de la cual orbita el mundo en cuestión. Se hace una serie de observaciones del espectro de luz emitido por una estrella. Si existen variaciones, las mismas pueden ser indicadores de que la velocidad radial de la estrella está siendo alterada por la presencia de planetas que la orbitan, causando corrimientos Doppler en la estrella. En el caso de que se detecte un planeta extrasolar, su masa se determina a partir de los cambios en la velocidad radial de la estrella.
Así, se ha sabido que el nuevo cuerpo celeste descrito –el Barnard b– es de menor talla que la Tierra. Cuenta con la mitad de la masa de Venus. Por ello, se constituye como uno de los exoplanetas conocidos más pequeños, al tiempo que se emplaza muy cerca de su sol. El descubrimiento ha sido el resultado de los análisis realizados durante los últimos años con el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO), situado en Paranal (Chile). “Siempre estuvimos seguros de que se podía encontrar algo”, asegura Jonay González Hernández, uno de los especialistas involucrados en el hallazgo.
“El conjunto del VLT es, hasta el momento, el buque insignia de la astronomía terrestre europea de nuestra Era. Es el instrumento óptico más avanzado del mundo”, aseguran desde el ESO. “Consta de cuatro Telescopios Unitarios (Unit Telescopes, UTs), con un espejo primario de 8,2 metros de diámetro”. Estas infraestructuras se ven acompañadas por otros cuatro Telescopios Auxiliares (Auxiliary Telescopes, ATs) móviles más, de 1,8 metros de diámetro. Sin duda, un complejo de gran potencia, que permite avanzar en el conocimiento astronómico.
Recreación artística de un exoplaneta. Imagen: ESO M.Kornmesser.
Estos equipamientos poseen la capacidad de “funcionar conjuntamente para formar un interferómetro gigante”, mucho más potente en la obtención de resultados. “Permitiría ver detalles con 25 veces más precisión que con telescopios individuales de mayor tamaño”, como se ha demostrado en el descubrimiento de Barnard b. En cualquier caso, los telescopios de 8,2 metros de diámetro también pueden utilizarse de forma unitaria. “Con uno de ellos, se pueden obtener imágenes de objetos celestes muy débiles, llegando a la magnitud 30 tras una hora de exposición”, confirman desde el ESO. “Esto equivale a poder ver objetos que son 4.000 millones de veces más débiles que el límite detectable por el ojo humano”. Así, las aplicaciones de estas infraestructuras incluyen la descripción de “galaxias con alto desplazamiento al rojo, formaciones estelares, exoplanetas y sistemas protoplanetarios”.
A pesar de ello, y visto el tiempo transcurrido, la descripción de Barnard b no ha sido fácil, ya que su tamaño es más reducido que el de nuestro planeta. Se encuentra 20 veces más cerca de su estrella que Mercurio del Sol, por lo que su órbita dura poco más de tres días terrestres. En concreto, 3,15 jornadas. Además, su temperatura superficial llega a los 125°C, lo que imposibilita la existencia de agua líquida. Sin embargo, el calor no es uniforme en toda su superficie. “Creemos que una de las caras del planeta mira a Barnard permanentemente, por lo que sería aún mucho más caliente, mientras que la otra sería más fría. Esas condiciones lo acercan mucho más a Mercurio que a la Tierra. De ningún modo cabe hablar de habitabilidad”, asegura Alejandro Suárez Mascareño, del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), quien también es coautor del descubrimiento del nuevo exoplaneta.
Observación indirecta
La descripción de Barnard b ha sido posible gracias a las observaciones indirectas ya mencionadas. Se trata de un método a través del cual no se visualiza a simple vista el cuerpo celeste, sino que se realiza a través de otro tipo de parámetros. Con este fin, además de Doppler, los investigadores emplearon Espresso, “un instrumento de alta precisión diseñado para medir el bamboleo de una estrella causado por la atracción gravitatoria de uno o más planetas en órbita”, indican los astrofísicos. “El globo terrestre mueve ligeramente a su estrella mientras gira a su alrededor. Medimos el cambio en la velocidad de la estrella, y si la señal se repite una y otra vez, es que hay un planeta”, añaden desde el IAC.
Representación artística de la estrella enana roja CHRX 73 (arriba a la izquierda) y su compañera CHRX 73 B en primer plano (abajo a la derecha), que pesan 12 veces la masa de Júpiter.
“Espresso ha tenido un impacto relevante en la ciencia de exoplanetas desde que comenzó sus operaciones regulares en el Observatorio Paranal en octubre de 2018”, se explica en A sub-Earth-mass planet orbiting Barnard’s star. “El proyecto se ha dedicado a la búsqueda y caracterización de exoplanetas y de sus atmósferas”. Barnard es el objetivo principal de las observaciones de este instrumento. Fue monitoreada durante cuatro años, desde mayo de 2019 hasta julio de 2023, y gracias a ello se han obtenido resultados de gran impacto, como el descubrimiento del exoplaneta Barnard b, que emitía una señal de medio metro por segundo.
Unos datos que además han sido confirmados por otros instrumentos especializados en la búsqueda de exoplanetas. Entre ellos, HARPS, un espectrógrafo de alta resolución alimentado por fibra e instalado en 2003 en el telescopio del Observatorio La Silla (Chile). También se ha de mencionar el trabajo de HARPS-N, otro espectrógrafo échelle de alta resolución alimentado y en funcionamiento desde 2012 en el Observatorio del Roque de Los Muchachos (La Palma). Todo ello sin olvidar el elemento Carmenes, emplazado en el Observatorio de Calar Alto en Almería.
Este último instrumento –Carmenes– se encuentra integrado por 150 científicos de 11 instituciones distintas, que han participado en el diseño, desarrollo, integración y explotación científica del mismo. “El consorcio se concibió sobre la base de la paridad entre los dos países miembros, por lo que el número de instituciones participantes es de cinco alemanas, cinco españolas y una mixta, que se trata del Observatorio de Calar Alto, emplazamiento definitivo del complejo, que es gestionado conjuntamente por el CSIC español y el Max–Planck–Gesellschaft alemán”, añaden desde el ESO. “El Instituto de Astrofísica de Andalucía es el responsable final del diseño, desarrollo, integración y operación del canal NIR (infrarrojo cercano), mientras que el canal VIS (visible) ha sido gestionado por instituciones alemanas”.
Más elementos planetarios
Además, estas investigaciones han arrojado indicios de la posible existencia de otros tres posibles exoplanetas en torno a Barnard, posibilidades que deberán ser confirmadas. “Asegurar la presencia de un sistema compacto de cuatro mundos orbitando en torno a la mencionada estrella, similar a otros sistemas planetarios que orbitan estrellas cercanas, requeriría muchas más observaciones de Espresso”, se indica en A sub-Earth-mass planet orbiting Barnard’s star.
“Estas observaciones deberían realizarse con suficiente cadencia para muestrear los períodos del planeta y con una línea de base suficientemente larga para poder modelar adecuadamente la actividad de la estrella. En particular, aquellas señales de actividad asociadas con la rotación estelar”, confirman los investigadores. “Este resultado estimularía aún más la búsqueda de planetas de masa terrestre y subterrestre en las estrellas más cercanas, y fomentaría nuevos estudios detallados con instalaciones actuales y futuras”. De hecho, los científicos involucrados en el hallazgo abogan por continuar trabajando. “Ahora tenemos que seguir observando en esta estrella las otras señales de posibles candidatos”, asegura Alejandro Suárez, del IAC.
Si, finalmente, este extremo se acaba confirmando, se demostrará que nuestro vecindario cósmico es muy variado y que se encuentra trufado de planetas, abriéndose nuevas oportunidades. Unos avances científicos y astronómicos en los que –a buen seguro– los especialistas españoles tendrán un importante papel, como ha ocurrido con Barnard b. Sólo hay que conocer las investigaciones en el Observatorio del Roque de Los Muchachos –de La Palma– o del Observatorio de Calar Alto –en Almería– para comprobarlo.
No hay comentarios