Usando em parte o telescópio Gemini North, metade do Observatório Internacional Gemini, os astrónomos descobriram quatro exoplanetas subterrestres em órbita da Estrela de Barnard, o sistema mais próximo da Terra composto por apenas uma estrela. Um dos planetas é o menos massivo alguma vez descoberto usando a técnica da velocidade radial, indicando um novo ponto de referência para a descoberta de planetas mais pequenos em torno de estrelas próximas.

Há já um século que os astrónomos estudam a Estrela de Barnard na esperança de encontrar planetas em órbita. Descoberta pela primeira vez por E. E. Barnard no Observatório Yerkes em 1916, é o sistema, com apenas uma estrela, mais próximo da Terra (o sistema Alpha Centauri é o mais próximo, mas tem três estrelas). A Estrela de Barnard está classificada como uma anã vermelha - estrelas de baixa massa que frequentemente albergam sistemas planetários íntimos, muitas vezes com múltiplos planetas rochosos. As anãs vermelhas são extremamente numerosas no Universo, pelo que os cientistas estão interessados em compreender os ambientes dos planetas que elas albergam.

Um desses esforços foi liderado por Jacob Bean, da Universidade de Chicago, cuja equipa criou um instrumento chamado MAROON-X, concebido especificamente para procurar planetas distantes em torno de estrelas anãs vermelhas. O MAROON-X está montado no telescópio Gemini North, metade do Observatório Internacional Gemini, financiado em parte pela NSF (National Science Foundation) dos EUA e operado pelo NOIRLab (National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory).

O MAROON-X procura exoplanetas usando a técnica da velocidade radial, o que significa que deteta a subtil oscilação para a frente e para trás de uma estrela, à medida que os seus exoplanetas a puxam gravitacionalmente, o que faz com que a luz emitida pela estrela se desloque ligeiramente em termos de comprimento de onda. O potente instrumento mede estas pequenas oscilações da luz com tanta precisão que até consegue determinar o número e a massa dos planetas que devem estar a orbitar a estrela para produzir o efeito observado.

Depois de calibrar e analisar rigorosamente os dados recolhidos durante 112 noites ao longo de um período de três anos, a equipa encontrou evidências sólidas da existência de três exoplanetas em torno da Estrela de Barnard, dois dos quais já tinham sido classificados como candidatos. A equipa também combinou dados do MAROON-X com dados de um estudo de 2024 feito com o instrumento ESPRESSO no VLT (Very Large Telescope) do ESO, no Chile, para confirmar a existência de um quarto planeta, elevando-o também de candidato a genuíno.

"É uma descoberta realmente excitante - a Estrela de Barnard é nossa vizinha cósmica e, no entanto, sabemos tão pouco sobre ela", diz Ritvik Basant, estudante de doutoramento na Universidade de Chicago e primeiro autor do artigo científico publicado na revista The Astrophysical Journal Letters. "Com a precisão destes novos instrumentos, está a sinalizar um avanço em relação às gerações anteriores".

Os planetas recém-descobertos são, muito provavelmente, planetas rochosos e não planetas gasosos como Júpiter. No entanto, será difícil determinar com certeza este facto, uma vez que, devido ao ângulo em que os observamos da Terra, os planetas não se cruzam em frente da sua estrela, que é o método habitual para determinar a composição de um planeta. Mas com informações de planetas semelhantes em torno de outras estrelas, a equipa poderá fazer melhores estimativas da sua composição.

No entanto, conseguiram excluir, com um grau de certeza razoável, a existência de outros exoplanetas com massas comparáveis à da Terra na zona habitável da Estrela de Barnard - a região do espaço em torno de uma estrela que é a adequada para permitir a existência de água líquida à superfície de um planeta em órbita.

A Estrela de Barnard tem sido chamada a "grande baleia branca" para os caçadores de exoplanetas; várias vezes ao longo do último século, grupos anunciaram evidências que sugeriam a existência de planetas em torno da Estrela de Barnard, apenas para serem posteriormente refutadas. Mas estas últimas descobertas dão um grau de confiança muito maior do que qualquer outro resultado anterior.

"Observámos a diferentes horas da noite, em dias diferentes. Eles estão no Chile, nós estamos no Hawaii. As nossas equipas não coordenaram nada entre si", diz Basant. "Isso dá-nos muita segurança de que não se trata de fantasmas nos dados".

Os quatro planetas, cada um com apenas cerca de 20 a 30% da massa da Terra, estão tão perto da sua estrela natal que completam uma órbita numa questão de dias. O quarto planeta é o planeta menos massivo descoberto até à data usando a técnica da velocidade radial. A equipa espera que isto desencadeie uma nova era de descoberta de mais e mais exoplanetas subterrestres no Universo.

A maioria dos planetas rochosos encontrados até agora são muito maiores do que a Terra e parecem ser bastante semelhantes em toda a Galáxia. Mas há razões para pensar que os exoplanetas mais pequenos têm composições mais variadas. À medida que os cientistas forem encontrando mais deles, poderão começar a obter mais informações sobre o modo como estes exoplanetas se formam e o que os torna suscetíveis de terem condições habitáveis.

"A NSF dos EUA está a colaborar com a comunidade astronómica numa aventura para olhar mais fundo no Universo e detetar planetas com ambientes que se possam assemelhar ao da Terra", diz Martin Still, diretor do programa da NSF para o Observatório Internacional Gemini. "As descobertas de planetas, proporcionadas pelo MAROON-X montado no Gemini North, constituem um passo significativo nessa viagem".

O MAROON-X continua a ser um instrumento "visitante" no Gemini North. Dado o seu excelente desempenho e popularidade junto da comunidade de utilizadores, está em vias de ser convertido num instrumento permanente.

"Este resultado demonstra as capacidades competitivas e de ponta que o Gemini oferece à sua comunidade de utilizadores. O observatório está a rejuvenescer o seu portfólio de instrumentos e o MAROON-X faz parte da primeira vaga de novos instrumentos, juntamente com o GHOST no Gemini South e o IGRINS-2 no Gemini North", afirma Andreas Seifahrt, Diretor Associado de Desenvolvimento do Observatório Internacional Gemini, coautor do artigo científico e membro da equipa que concebeu e construiu o MAROON-X.

// NOIRLab (comunicado de imprensa)
// Observatório Internacional Gemini (comunicado de imprensa)
// Universidade de Chicago (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal Letters)

Quer saber mais?

CCVAlg - Astronomia:
04/10/2024 - Cientistas descobrem planeta em órbita da estrela individual mais próxima do Sol
16/11/2018 - Uma super-Terra orbita a estrela de Barnard (refutada em 2021)

Estrela de Barnard:
Wikipedia 
ipac
Barnard b (NASA)
Barnard b (Exoplanet.eu)
Barnard c (Exoplanet.eu)
Barnard d (Exoplanet.eu)
Barnard e (Exoplanet.eu)

Exoplanetas:
Wikipedia
Lista de planetas (Wikipedia)
Lista de exoplanetas potencialmente habitáveis (Wikipedia)
Lista de exoplanetas mais próximos (Wikipedia)
Lista de extremos (Wikipedia)
Lista de exoplanetas candidatos a albergar água líquida (Wikipedia)
Open Exoplanet Catalogue
NASA
Exoplanet.eu

Observatório Internacional Gemini:
Página principal
Wikipedia
MAROON-X (Gemini North)

VLT (Very Large Telescope):
ESO
Wikipedia
Espetrógrafo ESPRESSO (ESO)