Cientistas confirmaram a existência de quatro pequenos planetas rochosos orbitando a Estrela de Barnard — o segundo sistema estelar mais próximo da Terra — utilizando um instrumento especializado no poderoso telescópio Gemini North, no Havaí. Localizada a apenas seis anos-luz de distância, todos esses mundos são quentes demais para suportar vida como a conhecemos.
Essa descoberta é particularmente emocionante, explicou Ritvik Basant, coautor do artigo sobre a nova descoberta. Ele destacou que a Estrela de Barnard é essencialmente nossa vizinha cósmica, mas ainda sabemos muito pouco sobre ela.
Ao longo dos anos, houve várias alegações de exoplanetas orbitando a Estrela de Barnard, datando desde a década de 1960. A Estrela de Barnard é uma anã vermelha, também conhecida como anã M, e é notável por ter o movimento próprio mais rápido no céu noturno entre todas as estrelas já descobertas.
Mais recentemente, em 2024, astrônomos usando o espectrógrafo ESPRESSO no Very Large Telescope, no Chile, alegaram a detecção de um planeta e evidências de mais três. Agora, uma equipe liderada por Jacob Bean e Basant confirmou, sem sombra de dúvida, a existência dos quatro planetas.
“A proximidade da Estrela de Barnard nos permitiu observá-la mesmo em noites de clima ruim, já que seu brilho a tornava acessível mesmo em condições não ideais. Isso nos permitiu coletar mais dados, levando à detecção desses planetas de massa muito baixa”, disse Basant.
Uma ferramenta essencial usada nas observações da equipe foi o espectrômetro MAROON-X, um instrumento visitante no Gemini North. O MAROON-X mede a “velocidade radial” — o leve balanço da Estrela de Barnard conforme ela orbita o centro de massa compartilhado com os quatro planetas. Esses planetas são muito menos massivos que a Terra. Na verdade, estão entre os exoplanetas de menor massa já detectados.
O planeta mais interno do sistema é o planeta d (os planetas são nomeados em ordem de descoberta, não de distância da estrela), com uma massa de apenas 26% da Terra e que orbita a Estrela de Barnard a cada 2,34 dias, a uma distância de 2,8 milhões de quilômetros (0,0188 unidades astronômicas). Em seguida, está o planeta b, identificado pela primeira vez nos dados do ESPRESSO em 2024. Esse planeta tem 30% da massa da Terra e orbita sua estrela a cada 3,15 dias, a uma distância de 3,4 milhões de quilômetros (0,0229 UA).
O planeta c é o mais massivo do grupo, com 33,5% da massa da Terra. Ele orbita a Estrela de Barnard a uma distância de 4,1 milhões de quilômetros (0,0274 UA) e tem um período orbital de 4,12 dias.
Os três primeiros planetas foram confirmados apenas com as observações do MAROON-X. Para confirmar o quarto planeta, e, os dados do MAROON-X foram combinados com as medições do ESPRESSO, revelando um planeta com apenas 19% da massa da Terra, que orbita a Estrela de Barnard a cada 6,74 dias, a uma distância de 5,7 milhões de quilômetros (0,0381 UA).
Esses mundos estão incrivelmente próximos uns dos outros, com apenas 600.000 quilômetros entre os planetas d e b, e 700.000 quilômetros entre b e c. Para comparação, a distância média entre a Terra e a Lua é de 384.000 quilômetros. Imagine ter um planeta “na porta de casa” a apenas o dobro dessa distância!
No entanto, é assim que as coisas estão organizadas ao redor da Estrela de Barnard.
Para um contraste ainda maior, a sonda Parker Solar Probe da NASA, que mergulha na coroa solar, chega a 6,2 milhões de quilômetros da superfície do Sol. As órbitas dos quatro planetas ao redor da Estrela de Barnard caberiam facilmente dentro da órbita da Parker Solar Probe. E, para ampliar o contraste entre nosso sistema solar e o sistema planetário da Estrela de Barnard, o planeta mais próximo do Sol em nosso sistema, Mercúrio, está a uma distância média de 58 milhões de quilômetros do Sol.
As pequenas separações entre os planetas ao redor da Estrela de Barnard também lembram outro sistema de mundos ao redor de uma anã vermelha, o TRAPPIST-1, onde sete planetas estão compactados dentro de 9,267 milhões de quilômetros de sua estrela central.
Uma anã vermelha como a Estrela de Barnard é muito diferente do nosso Sol. Ela tem apenas 16% da massa do Sol e 19% de seu diâmetro. Como resultado, seu sistema planetário é reduzido. Anãs vermelhas também podem ser muito voláteis, liberando nuvens de partículas carregadas e erupções de radiação com mais frequência do que o Sol, o que poderia destruir as atmosferas de mundos próximos. No entanto, a atividade das anãs vermelhas diminui com a idade, e o sistema da Estrela de Barnard tem cerca de 10 bilhões de anos.
Dito isso, nenhum dos planetas descobertos até agora seria habitável para a vida como a conhecemos, já que estão muito próximos e quentes. A zona habitável ao redor da Estrela de Barnard coincidiria com mundos mais distantes, com períodos orbitais entre 10 e 42 dias. Até agora, nenhum planeta foi encontrado nessa região.
“Com o conjunto de dados atual, podemos descartar com confiança a existência de planetas com mais de 40 a 60% da massa da Terra perto das bordas interna e externa da zona habitável”, disse Basant. “Além disso, podemos excluir a presença de planetas com massa semelhante à da Terra com períodos orbitais de até alguns anos. Também estamos confiantes de que o sistema não hospeda um gigante gasoso a distâncias razoáveis.”
O MAROON-X coletou 112 medições de velocidade radial da Estrela de Barnard entre 2021 e 2023. Enquanto isso, o ESPRESSO registrou 149 medições de velocidade radial dessa estrela rápida, porém pequena. Isso não é suficiente para descartar completamente a possibilidade de outros pequenos planetas que possam estar escondidos na zona habitável.
“Também temos dados adicionais de 2024 que não foram usados nesta descoberta”, disse Basant. “Se eu tivesse que escolher um número, estimaria que 50 pontos de dados adicionais seriam ideais para alcançar a melhor sensibilidade possível com os instrumentos atuais.”
O MAROON-X foi projetado especificamente para medir velocidades radiais de sistemas de anãs vermelhas. O foco nas anãs vermelhas tem dois motivos. Um é que elas são o tipo mais populoso de estrela na galáxia e constituem a maioria das estrelas mais próximas de nós. Segundo, suas pequenas massas facilitam a detecção de oscilações em seus movimentos causadas por planetas rochosos do tamanho da Terra. Instalado em um telescópio de classe de oito metros, como o Gemini North, e capaz de observar no infravermelho próximo, onde anãs vermelhas como a Estrela de Barnard são mais brilhantes, o MAROON-X está perfeitamente posicionado para buscar esses sistemas planetários em escala reduzida.
“Essa descoberta foi possível graças a uma combinação de fatores”, disse Basant. “Se eu tivesse que escolher um, seria a precisão sem precedentes de instrumentos de última geração como o MAROON-X e o ESPRESSO.”
Infelizmente, os quatro planetas da Estrela de Barnard não transitam, ou passam na frente de sua estrela, do nosso ponto de vista. Isso significa que não podemos observar eclipses secundários (quando os planetas passam atrás da estrela, permitindo subtrair a luz da estrela da luz combinada da estrela e dos planetas, deixando apenas a luz dos planetas) ou espectroscopia de trânsito (quando a luz da estrela é filtrada através das atmosferas planetárias, se existirem, revelando moléculas que possam estar presentes).
No entanto, “embora esses planetas não transitem, sua emissão térmica pode ser estudada com o [Telescópio Espacial James Webb], embora isso permaneça desafiador”, diz Basant.
Enquanto isso, Basant, Bean e sua equipe pretendem continuar procurando por mais planetas orbitando a Estrela de Barnard. Afinal, somos praticamente vizinhos — e já é hora de encontrarmos e conhecermos esse sistema planetário ao lado.
