Após décadas de procura, os astrónomos encontraram algumas das provas mais sólidas da existência de exoplanetas em órbita da Estrela de Barnard, o sistema estelar singular mais próximo da Terra, a cerca de 6 anos-luz de distância.
Os quatro planetas descobertos são classificados como sub-Terras, uma vez que têm entre 19% e 34% da massa terrestre, de acordo com o novo estudo.
"É uma descoberta verdadeiramente entusiasmante - a Estrela de Barnard é a nossa vizinha cósmica e, no entanto, sabemos tão pouco sobre ela", afirmou Ritvik Basant, autor principal do estudo e estudante de doutoramento em astronomia e astrofísica na Universidade de Chicago. "Esta descoberta representa um avanço na precisão dos novos instrumentos em relação às gerações anteriores".
A Estrela de Barnard, descoberta pelo astrónomo norte-americano E. E. Barnard em 1916, é uma anã vermelha de baixa massa, um dos tipos de estrela mais comuns no Universo. Nos últimos anos, os cientistas têm identificado que muitas destas estrelas possuem vários planetas rochosos na sua órbita.
A investigação foi conduzida com recurso ao MAROON-X, um instrumento instalado no telescópio Gemini North, no Havai, concebido para procurar exoplanetas em órbita de anãs vermelhas. A técnica utilizada é a da velocidade radial, que deteta oscilações na estrela causadas pela atração gravitacional dos planetas.
Graças a este método, a equipa conseguiu identificar o exoplaneta menos maciço alguma vez descoberto. Os cientistas esperam que esta deteção leve à identificação de mais exoplanetas sub-terrestres.
O estudo que detalha as descobertas foi publicado no mês passado no The Astrophysical Journal Letters.
Quatro mundos minúsculos
Os planetas são "tão pequenos" que são comparáveis em tamanho a Marte.
“Quando comparado com o nosso sistema solar, cada um dos quatro planetas encontra-se dentro da distância da órbita de Mercúrio”, disse Basant.
Os planetas orbitam de forma próxima à Estrela de Barnard, deslocando-se à volta da estrela hospedeira em apenas alguns dias, em contraste com o ano que a Terra leva para completar uma órbita em torno do Sol. O planeta mais afastado demora menos de sete dias a completar uma órbita, enquanto o planeta mais próximo faz essa trajetória em menos de três dias, de acordo com Basant.
A proximidade tem um preço
Os cientistas acreditam que os exoplanetas são demasiado quentes para suportarem vida, uma vez que estão muito próximos da sua estrela hospedeira.
Para além disso, quando a Estrela de Barnard era mais jovem, emitiu uma intensa radiação X-UV, acompanhada de erupções frequentes e ventos fortes. Segundo Edward Guinan, professor de astronomia e astrofísica na Universidade de Villanova, "estes pequenos planetas provavelmente não têm atmosferas, água ou vida".
Guinan não participou no novo estudo, mas já tinha procurado planetas ao redor da Estrela de Barnard.
Planetas com estas dimensões estão entre os menos explorados no sistema solar, tornando esta descoberta um passo importante para os astrónomos que procuram planetas de massa terrestre em torno de estrelas semelhantes ao Sol, segundo Basant.
"Encontrámos algo que, esperamos, a humanidade conhecerá para sempre. Essa sensação de descoberta é incrível", disse o coautor do estudo, Jacob Bean, professor do departamento de astronomia e astrofísica da Universidade de Chicago.
A procura de planetas próximos
Embora o sistema Proxima Centauri seja o mais próximo do nosso sistema solar, a uma distância de 4,25 anos-luz, é composto por três estrelas que giram em torno umas das outras, o que faz da Estrela de Barnard o sistema estelar único mais próximo.
Agora, os astrónomos sabem que os planetas orbitam os dois sistemas estelares mais próximos do nosso sistema solar.
A Estrela de Barnard tem sido uma das candidatas mais estudadas ao longo das décadas pelos astrónomos na busca por exoplanetas. No passado, várias deteções revelaram-se falsos positivos, "provavelmente devido à sensibilidade limitada dos instrumentos da época", afirma Basant.
Muitos exoplanetas foram descobertos quando transitavam, ou passavam em frente da sua estrela hospedeira, criando um mergulho observável na luz da estrela, sugerindo a presença de um planeta.
No entanto, os "esquivos" planetas que orbitam a estrela de Barnard não transitam, o que significa que não passam à frente da estrela na perspetiva dos telescópios na Terra e não podem ser detectados por poderosos observatórios espaciais como o Telescópio Espacial James Webb.
A equipa de investigação, liderada por Bean, captou dados da estrela de Barnard durante 112 noites ao longo de três anos. Os dados mostraram evidências de três planetas a orbitar a estrela de Barnard, dois dos quais tinham sido previamente sugeridos como potenciais planetas.
O estudo foi complementado com observações realizadas com o instrumento ESPRESSO, no Very Large Telescope, no Chile, confirmando a existência de um quarto exoplaneta.
"Observámos a diferentes horas da noite, em dias diferentes. Eles estavam no Chile, nós no Havai. As nossas equipas trabalharam de forma independente, em diferentes partes do mundo, e chegámos às mesmas conclusões. Isso dá-nos muita confiança de que esta descoberta é real", destaca Basant.
"É emocionante testemunhar a precisão dos espectrógrafos de nova geração como o MAROON-X e o ESPRESSO. A sua capacidade de detetar planetas de massa inferior à da Terra pela primeira vez é como desbloquear um novo nível num jogo, cheio de possibilidades desconhecidas", acrescenta o autor principal do estudo.
Jonay González Hernández, autor de um estudo anterior sobre a Estrela de Barnard e investigador do Instituto de Astrofísica das Canárias, em Espanha, acredita que os novos dados confirmam finalmente a existência destes exoplanetas.
"Durante 50 anos, foram anunciados vários planetas em torno da Estrela de Barnard, mas revelaram-se falsos alarmes. Agora, finalmente, têm uma base sólida", concorda Guinan.
O MAROON-X, inicialmente um instrumento temporário, será agora convertido numa ferramenta permanente devido às suas detecções bem-sucedidas. Os cientistas esperam que esta descoberta abra caminho para novas investigações sobre planetas de massa terrestre e a possibilidade de vida fora do nosso sistema solar.
