Visió artística del planeta a la llum taronja del seu estel (IEEC/Science-Wave-Guillem Ramisa)

Un planeta tres vegades més gran que la Terra i on l'any dura 233 dies. És el nou exoplaneta -planeta situat fora del nostre sistema solar- descobert per un equip internacional liderat per dos investigadors catalans.

El planeta es troba al voltant de l'estel Barnard, situat a sis anys llum de nosaltres, una distància molt petita en termes còsmics. El descobriment l'ha fet un ampli equip internacional liderat per Ignasi Ribas, de l'Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) i de l'Institut de Ciències Espacials (ICE), i Guillem Anglada-Escudé, de la Universitat Queen Mary de Londres. El treball es publica a la revista "Nature". L'any 2016, Anglada-Escudé va publicar a la mateixa revista el descobriment d'un planeta al voltant de l'estel més proper a la Terra.

Notícia relacionada: L'astrofísic Guillem Anglada, Nature Ten d'investigació

Vint anys d'observacions

El procés per descobrir el planeta ha estat llarg i laboriós. S'han fet servir observacions de set instruments diferents al llarg de 20 anys i es van reunir més de 700 observacions.

Tot va començar el 1997, quan es va observar que l'estel Barnard tenia un subtil moviment endavant i endarrere. Barnard és una nana roja, més petita, freda i antiga que el nostre Sol i una de les menys actives que es coneixen.

L'anàlisi de les dades va suggerir que el moviment podia ser degut a l'existència d'un planeta en òrbita al voltant de l'estel. Degut a la gran distància a què es troben, els exoplanetes no es poden observar directament. La seva lluminositat és molt feble comparada amb la de l'estel. Només els planetes molt grans i en òrbites àmplies poden ser visibles. Per això la detecció es fa en base a les alteracions en el moviment de l'estel.

L'efecte és similar al que pateix algú que aixeca un nen amb els braços i comença a donar voltes. Encara que intenti estar sempre en el mateix lloc, el pes del nen farà que es mogui, per poc que sigui. De la mateixa manera, un estel que té al seu voltant planetes en òrbita experimentarà petites alteracions en el seu moviment.

Visió artística de la superfície del planeta (ESO - M. Kornmesser)



El moviment de l'estel altera la llum que observem

Detectar això també és complicat. Els autors d'aquest treball han fet servir l'anomenat efecte Doppler. L'experimentem sovint en la vida quotidiana. Quan s'acosten una ambulància o un cotxe de bombers o de policia amb la sirena engegada, el so és agut. Quan s'allunya, és greu. En el cas de la llum que rebem d'un estel, quan aquest s'acosta la llum que observem és més blava i, quan s'allunya, es torna més vermella.

Això serveix per mesurar la velocitat d'un objecte respecte a nosaltres. Es van fer observacions regulars amb aparells de gran precisió, com el CARMENES, que es troba a l'Observatori de Calar Alto, a Almeria Analitzant les dades de tots els instruments, es va poder calcular que l'estel s'està acostant i allunyant de la Terra a uns 1,2 metres per segon -poc més de quatre quilòmetres per hora, aproximadament la velocitat a la que camina una persona. I l'explicació més probable era que hi havia un planeta orbitant-la.

Esquema de les distàncies relatives fins al Sol (IEEC/Science-Wave - Guillem Ramisa)



Un món gelat

Els investigadors també han calculat la seva distància respecte a l'estel. Seria similar a la que separa Mercuri del nostre Sol. Però degut a què Barnard emet molta menys energia, el nou planeta no té una temperatura tan elevada. Es troba en una zona anomenada línia de gel, a partir de la qual l'aigua estaria congelada. Si el planeta no té atmosfera, la seva temperatura pot arribar a ser de -150 °C. I això faria molt improbable que pogués tenir aigua líquida en la seva superfície.

Però amb el mètode utilitzat no es pot saber si té atmosfera. Ni tan sols la massa està ben determinada. Pot ser com una Terra més gran, però també podria ser com un Neptú o un Urà més petit.

Fins ara, no s'havien descobert exoplanetes tan petits i allunyats del seu estel fent servir la tècnica Doppler. Com és habitual, els científics sempre admeten un petit marge de dubte, com explica Ignasi Ribas:

"Després d'una anàlisi acurada, estem segurs al 99% que el planeta és real, ja que és l'explicació que millor encaixa amb les nostres observacions. Malgrat això, hem de ser prudents i recollir més dades per poder estar-ne segurs, perquè les variacions naturals de la brillantor de l'estrella degudes a les taques estel·lars o a cicles d'activitat podrien produir efectes similars als detectats."

I això serà factible amb la pròxima generació d'instruments. Un és el WFIRST de la NASA, un telescopi que treballarà en el camp infraroig i permetrà la visualització directa d'exoplanetes. També hi contribuirà la missió Gaia de l'Agència Espacial Europea, que està elaborant un mapa molt precís de la nostra galàxia.

Tot això permetrà confirmar definitivament l'existència del planeta, determinar la seva massa i la seva òrbita i estudiar la seva atmosfera. Unes dades que contribuiran a posar més peces en el coneixement de la formació i l'evolució dels planetes.

Aquest vídeo, produït per IEEC/Science-Wave, descriu els característiques de l'estel Barnard i del planeta.

