Il secondo sistema stellare più vicino alla Terra è uno degli obiettivi più intensamente studiati nella galassia. Gli astronomi misurano minuscole caratteristiche della stella da decenni, alla ricerca di segni di pianeti in orbita, e nel corso degli anni sono stati raccolti qua e là i suggerimenti di un possibile mondo che trascina la stella, ma nulla è mai stato considerato conclusivo.
Ora, tuttavia, gli astronomi hanno finalmente rivelato forti segnali del fatto che Barnard's Star, a soli sei anni luce di distanza, ha uno o più pianeti in orbita attorno.
Un team di ricercatori dell'istituto di caccia agli esopianeti Red Dots ha pubblicato oggi uno studio su Nature che raccoglie più di 20 anni di osservazioni sulla stella. Il lavoro ha attirato un candidato planetario piuttosto insolito: un pianeta super-freddo, circa 3, 2 volte la massa della Terra, che circonda la sua stella ogni 233 giorni.
L'impressione dell'artista del pianeta di Barnard's Star sotto la luce arancione della stella. (IEEC / Science-Wave - Guillem Ramisa) Barnard's Star, una piccola nana rossa, è stata a lungo un obiettivo primario per la caccia al pianeta. Dal 1963 al 1972, si credeva che la stella ospitasse uno o più giganti gassosi, rappresentando alcune delle prime affermazioni extrasolari del pianeta che ricevettero ampia attenzione. I "pianeti", tuttavia, finirono per essere nient'altro che un problema di strumentazione con l'Osservatorio Sproul di Swarthmore, in Pennsylvania, il cui direttore, Peter van de Kamp, per primo rivendicò l'esistenza di pianeti attorno alla stella.
Da quel momento, tuttavia, i cacciatori di pianeti dopo cacciatori di pianeti hanno puntato i loro telescopi verso la stella per segni di qualcosa di straordinario. Sebbene Barnard's Star sia il secondo sistema stellare più vicino alla Terra, dopo le tre stelle del sistema Alpha Centauri, gli astronomi hanno continuato a emergere a mani vuote fino a quando non è stato possibile acquisire molti anni di dati.
Ora, questa fredda Super-Terra è il secondo esopianeta più vicino conosciuto alla Terra, dopo Proxima Centaur b.
"Alla fine, crediamo fermamente che l'oggetto sia lì", dice Ignasi Ribas dell'Institut de Ciències de l'Espai e autore principale dell'articolo. "Dobbiamo sempre rimanere un po 'cauti e, naturalmente, più dati dovrebbero rafforzare il caso, ma eravamo abbastanza sicuri di essere disposti ad andare avanti con la pubblicazione".
Parte della sfida di trovare il pianeta deriva dal metodo utilizzato dagli astronomi: la velocità radiale (RV). Il metodo della velocità radiale cerca i cambiamenti gravitazionali mentre un pianeta spinge o tira la sua stella. Il metodo è ottimo per trovare pianeti di grandi dimensioni ed è stato effettivamente utilizzato per trovare pianeti più piccoli e vicini come Proxima Centauri b, ma per trovare pianeti piccoli e distanti, è una questione completamente diversa.
La stella b di Barnard, come è noto il nuovo pianeta, provoca solo un cambiamento di 1, 2 metri al secondo della velocità radiale della sua stella. I primi pianeti scoperti con il metodo RV causarono cambiamenti di 13 metri al secondo, rendendo questo segnale inferiore del 10 percento alla forza di altri reperti riusciti.
Cullen Blake, un professore dell'Università della Pennsylvania che non è stato coinvolto nello studio, afferma che alcuni dei dati del camper potrebbero essere stati confusi dall'attività stellare della stella. Tuttavia, il semplice numero di osservazioni crea un caso abbastanza convincente che il pianeta sia lì.
"Sembra che ci sia un po 'di rumore sostanziale in termini di attività stellare che hanno modellato", dice. "[Il candidato] è molto forte in termini di significato statistico."
I primi indizi che il pianeta Barnard era lì arrivarono nel 2015, quando uno dei coautori del documento, Mikko Tuomi, osservò i dati di velocità radiale esistenti dalla stella e trovò qualcosa che cambiava in un periodo di 233 giorni. All'epoca, il caso di un oggetto planetario (invece di una sorta di attività intrinseca alla stella) non era abbastanza forte da resistere da solo.
Ribas e il suo team hanno usato 800 diverse osservazioni della Stella di Barnard per ridurre l'incertezza dell'esistenza del pianeta. Dopo aver analizzato il numero di decenni di dati, l'esistenza della Stella b di Barnard sembra abbastanza certa, anche se il sempre cauto team Red Dots lo sta ancora definendo un candidato planetario.
Rappresentazione grafica delle distanze relative alle stelle più vicine dal sole. La stella di Barnard è il secondo sistema di stelle più vicino e la stella singola più vicina a noi. (IEEC / Science-Wave - Guillem Ramisa) E i ricercatori hanno anche trovato qualcos'altro nei dati: deboli prove di un altro pianeta, che sarebbe noto come la stella di Barnard c. Si stima che questo secondo pianeta spettrale nel sistema abbia un lungo periodo orbitale e circa la massa di Nettuno. L'esistenza del pianeta gas è ancora più difficile da dimostrare, poiché il suo periodo di 10 anni significa che produce un segnale più debole. Vale la pena notare, tuttavia, che le misurazioni collocano il pianeta in un periodo simile a quello di Van de Kamp negli anni '60.
Van de Kamp pensava di aver visto almeno due pianeti, uno su un'orbita di 12 anni e uno su un'orbita di 25 anni, entrambi attorno alla massa di Giove. Gli indizi provengono da segnali astrometrici, che cercano la deviazione nel percorso di una stella da una linea centrale a causa dell'influenza di un pianeta invisibile.
Il nuovo segnale, d'altra parte, sembra indicare qualcosa circa 15 masse terrestri, che è improbabile che mostri un segnale astrometrico evidente dalla Terra. (Il nuovo documento menziona che Gaia, un osservatorio astrometrico basato sullo spazio, potrebbe essere in grado di confermare il pianeta.) A causa delle sue dimensioni, il pianeta fa circa 3 a 4 metri al secondo un cambiamento di velocità radiale, più forte dell'altro candidato planetario, ma senza il solo numero di osservazioni per escludere una spiegazione alternativa.
"Non stiamo affermando che ciò sia in alcun modo correlato ai pianeti astrometrici di van de Kamp", afferma Ribas. Nota, tuttavia, che è una coincidenza interessante. “Vediamo alcune variazioni. È noto che le stelle mostrano cicli di attività, quindi potrebbe trattarsi di un ciclo di attività stellare [piuttosto che di un pianeta] ".
Il periodo di 233 giorni per il mondo della neve, Barnard's Star b, è molto al di là della zona abitabile della sua stella. Anche se il pianeta è più vicino alla sua stella rispetto alla Terra rispetto al sole, la Stella di Barnard è molto piccola e fredda al confronto. Il pianeta orbita in un'area conosciuta come la "linea della neve", in cui i corpi rocciosi tendono a cedere il passo a corpi più ghiacciati. Il documento afferma anche che non vi è alcuna prova di nulla intorno alla massa della Terra all'interno della zona abitabile della Stella di Barnard, sebbene gli oggetti di massa di Marte non siano stati esclusi.
Ma anche se questo mondo è troppo freddo per la vita come lo conosciamo, segna una scoperta intrigante, poiché il pianeta è molto più lontano dalla sua stella ospite di altri pianeti trovati in orbita attorno a piccole nane rosse (come Proxima Centauri b, che ha un periodo di soli 11 giorni). Dal punto di vista dell'esplorazione, il pianeta è più vicino di qualsiasi altro esopianeta salvo uno, e tra 10.000 anni, la Stella di Barnard si sarà effettivamente spostata per diventare la stella più vicina al nostro sole. I fisici stanno già pensando a possibili modi per lanciare una sonda in miniatura su Proxima Centauri b, a circa 4, 2 anni luce di distanza, e in futuro la Stella b di Barnard potrebbe diventare un altro obiettivo.
"La mia sensazione è che queste cose siano probabilmente abbastanza comuni, ma estrarle è solo molto più difficile", dice Blake di pianeti lontani, piccoli e di lungo periodo come la Stella di Barnard b. "La mia ipotesi è che ci saranno più campagne come questa."
