domingo, 18 de noviembre de 2018

El planeta de la Estrella de Barnard

Estrella de Barnard b, Barnard b, GJ 699 b o, incluso, (más coloquialmente) Barny b son los nombres del nuevo planeta excepcional descubierto en el segundo sistema más cercano al Sistema Solar. Es un planeta extraordinario: a tan sólo 6 años luz, es el segundo exoplaneta más cercano a la Tierra. El más cercano, claro está, es Proxima b.


Una sugerente imagen de Barnard b. (Fuente: ESO; Crédito: M. Kornmesser)

El planeta está ubicado en la Estrella de Barnard. Es una pequeña enana roja muy estable, ideal para buscar planetas. Es una estrella muy vieja, que rota lentamente, con reducidos niveles de emisión de rayos X y ultravioleta. Emite débilmente, es muy tenue, y casi todo en el infrarrojo. Sin embargo, a veces da sorpresas; como la de 1998, cuando esta anciana estrella emitió una superfilguración.

En principio, el hallazgo no es un descubrimiento sorprendente. Es más bien previsible, porque ya sabíamos que las estrellas más pequeñas, las enanas rojas, esas que suponen más del 70% de las estrellas de la secuencia principal, tienen muchos planetas. Era Courtney Dressing quien utilizando datos estadísticos obtenidos con el telescopio Kepler, explicaba que las enanas rojas parecen tener 2,5 planetas terrestres de media.

Pero la verdad es que todos estamos impresionados. No pensábamos que iba a descubrirse algo así, salvo los científicos colaborando con el equipo Red Dots. De las cuatro enanas rojas más cercanas (Proxima Centauri, Estrella de Barnard, Wolf 359 y Lalande 21185), en todas salvo Wolf 359 ya hay fuertes indicios de planetas. 3 de 4.


La órbita de Barnard b. (Fuente: PHL)

La Vía Láctea rebosa de planetas, y algunos están bastante cerca. Quizá algún día se conozcan los cientos de planetas que hay a menos de 20 años luz de la Tierra. Es necesario mucho trabajo. Sólo tras 20 años de estudios y después de más de 700 mediciones de velocidad radial fruto del trabajo de muchos observatorios (HARPS, UVES, HARPS-N, HIRES, PFS, APF y CARMENES, entre otros) se ha descubierto este fenomenal planeta.

La larga historia de la búsqueda de planetas en la Estrella de Barnard es muy interesante. Los primeros anuncios de exoplanetas en la estrella datan nada menos que del año 1963 cuando Peter van de Kamp anunció la presencia de supuestos planetas detectados por medios astrométricos con datos obtenidos del Observatorio Sproul. En 1973 George Gatewood anunció que no le era posible confirmar el resultado, sino todo lo contrario. Hubo cierta controversia, y aunque el astrónomo nunca reconoció que el planeta no existía, la técnica de velocidad radial años después dejó claro que era un falso positivo.

Fue en 2016 cuando el experimentado cazador de planetas Mikko Tuomi, combinando datos de diversos observatorios, detectó en las velocidades radiales de la estrella una señal sospechosa que podía ser un planeta, o una distorsión en los datos. Era necesario más trabajo. Así que después de que el proyecto Pale Red Dot en 2016 descubriera Proxima b, en la campaña del año 2017 se buscaron planetas en otras enanas rojas cercanas, incluyendo Proxima Centauri y también la Estrella de Barnard. Tras mucho trabajo, el nuevo proyecto, rebautizado Red Dots, ha visto publicado el artículo del descubrimiento.
La señal del planeta. Cada observación tiene un color en función del observatorio que la ha observado. (Ribas, 2018)
El planeta Barnard b tiene una masa mínima de 3,2 masas terrestres y una órbita con un semieje mayor de 0,40 UA y un periodo de 233 días. La Estrella de Barnard tiene una edad de unos 10.000 millones de años (es una vieja estrella de halo, el Sol tiene 4.500 millones), así que el planeta tiene que ser también muy antiguo, como Kapteyn c.


Los parámetros del planeta (Ribas, 2018)

Barnard b es un planeta muy frío. De hecho, se piensa que está ubicado en la línea del hielo, que en el Sistema Solar está cerca del Cinturón de Asteroides. Se habla de que pueda estar a 170 C bajo cero. Los expertos en planetología no tienen claro cómo puede ser ese planeta porque no se conocen bien las atmósferas de los planetas en estas estrellas, pero la opinión más extendida es que podría ser un planeta como Titán, pero mucho más grande.


Imagen artística de Barnard b. Está representado como un Supetitán. (Fuente: PHL)
Sobre otros medios para detectar el exoplaneta, es poco probable que tenga tránsitos, porque está muy alejado de su estrella. A pesar de que ahora que hay instrumentos tan potentes como GAIA, la posibilidad de detectar el exoplaneta por medios astrométricos parece ser reducida. Sobre la imagen directa es posible que los nuevos telescopios extremadamente grandes puedan hacer algo: a favor está que la separación angular entre la estrella y el planeta es muy grande (223 mas) y la Estrella de Barnard es poco brillante; en contra que es un planeta poco luminoso, frío, y que debería brillar poco en el infrarrojo.


La posibilidad de detectar el planeta por astrometría es reducida, incluso con GAIA. Se muestra la señal en función de la inclinación de la órbita del planeta (Fuente: Lev Tal -Or, 2018)


Además del resultado del planeta, se puede garantizar que no hay planetas de masa mínima terrestre en la Zona Habitable (periodo 10-40 días). Si existiera habría sido detectado.

Es impresionante. Los planetas en las enanas rojas no suelen estar solos. Es cuestión de tiempo que sigan apareciendo planetas en las estrellas más cercanas.

Los exoplanetas más cercanos. (Fuente: Elaboración Propia)



2018. El descubrimiento de un planeta en la Estrella de Barnard.

Mis comentarios sobre la historia de la búsqueda de planetas en la Estrella de Barnard.

Los comentarios sobre el hallazgo de Suárez Mascareño, uno de los codescubridores del planeta.

La noticia en el Queen Mary de la Universidad de Londres.

La página del equipo Red Dots.

La noticia en la UC Santa Cruz.

2015. Courtney Dressing: “In total, we estimate a cumulative planet occurrence rate of 2.5±0.2 planets per M dwarf with radii 1-4 Earth radii and periods shorter than 200 days.”





Relación (no sistemática) de artículos de la historia de la búsqueda de planetas en la Estrella de Barnard:

1963. El espectacular artículo de Peter van de Kamp anunciando un exoplaneta de masa 1,6 veces la de Júpiter y un periodo de 12 años.
http://adsabs.harvard.edu/full/1963AJ.....68..515V

1969. Peter van de Kamp no se conforma e insiste. Ahora plantea no sólo uno, sino dos planetas. Períodos de 26 y 12 años con masas 1,1 y 0,8 veces la masa de Júpiter, respectivamente.
http://adsabs.harvard.edu/full/1969AJ.....74..757V

1973. Gatewood no puede confirmar los hallazgos.
http://adsabs.harvard.edu/full/1973AJ.....78..769G

1982. Peter van de Kamp nunca reconoció que los planetas no existían. En 1982 son dos planetas con periodos de 12 y 20 años y masas 0,7 y 0,5 veces la masa de Júpiter.
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0083665682900046?via%3Dihub

1997. Una de las publicaciones de Benedict sobre la Estrella de Barnard y Proxima Centauri.
http://adsabs.harvard.edu/abs/1997BAAS...29.1316B
2003. Un estudio de velocidades radiales en la Estrella de Barnard. Se detectan señales a 32 y 45 días.

2009. Zechmeister et al. Un nuevo estudio que incluye GJ 699. Sigue apareciendo señales, esta vez de 45 días, que se asocian a la actividad estelar. Son ruido.

2012. Otro artículo publicado buscando planetas en la Estrella de Barnard por la técnica de velocidad radial.
https://arxiv.org/abs/1208.2273

2015. Un estudio intentando detectar compañeros subestelares de la Estrella de Barnard por observación directa con la cámara infrarroja del Gran Telescopio de las Canarias.
https://arxiv.org/abs/1507.01254

2018. El descubrimiento de un planeta en la Estrella de Barnard.

2018. Sobre las escasas posibilidades de la detección por astrometría del planeta en la Estrella de Barnard.