El instrumento CARMENES, que fue codesarrollado por el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) y busca planetas extrasolares desde el telescopio de 3,5 metros del Observatorio de Calar Alto, ha permitido hallar dos planetas en torno a la estrella de Teegarden, una de las más cercanas conocidas. Con masas similares a la de la Tierra, sus temperaturas podrían ser lo suficientemente suaves como para albergar agua líquida en la superficie, según el estudio publicado en la revista Astronomy & Astrophysics.

CARMENES encuentra dos planetas templados de tipo terrestre alrededor de la estrella de Teegarden, una enana roja cercana.

Situada a una distancia de solo 12,5 años luz, la estrella de Teegarden es el sistema estelar número veinticuatro más cercano al nuestro, y una de las estrellas enanas rojas más pequeñas que se conocen. A pesar de su proximidad y debido a su bajo brillo, la estrella de Teegarden no fue identificada hasta el año 2003.

“Hemos estado observando esta estrella con el instrumento CARMENES desde el inicio de este proyecto hace tres años, con el fin de medir su movimiento con gran precisión”, explica Mathias Zechmeister, investigador postdoctoral de la Universidad de Göttingen (Alemania) que encabeza el trabajo.

Los planetas se han hallado gracias a la técnica Doppler, que permite detectar el pequeño movimiento que los planetas producen en su estrella al girar en torno a ella. Sin embargo, la búsqueda de planetas de tipo terrestre en torno a estrellas similares al Sol resulta compleja porque las velocidades son tan pequeñas que no se pueden detectar con la tecnología actual. Por eso CARMENES, que puede medirlas con una precisión de un metro por segundo, se centra en las enanas rojas (o enanas M), estrellas más pequeñas que ofrecen las condiciones para la existencia de agua líquida en órbitas cercanas y en las que sí se pueden detectar los movimientos producidos por planetas similares al nuestro.

“CARMENES es el primer espectrómetro de alta precisión en funcionamiento diseñado específicamente para encontrar planetas utilizando esta ventaja de la enana roja”, añade Mathias Zechmeister. La temperatura de la estrella de Teegarden es de solamente 2600 grados (casi la mitad de los 5500 grados del Sol), es 1500 veces más débil y diez veces menos masiva que nuestra estrella. Como resultado, irradia la mayor parte de su energía en longitudes de onda rojas e infrarrojas, lo que la convierte en un blanco ideal para CARMENES, que opera simultáneamente en el visible y en el infrarrojo.

Las mediciones doppler de la estrella de Teegarden mostraron la presencia de al menos dos señales, ahora identificadas como los dos nuevos exoplanetas, denominados estrella de Teegarden b y c. La obtención de una detección sólida requirió la recolección de más de doscientas mediciones y, en función del movimiento medido, los investigadores han deducido que el planeta estrella de Teegarden b tiene una masa similar a la de la Tierra y completa una órbita en torno a la estrella cada 4,9 días a un 2,5 % de la distancia Tierra-Sol. Por su parte, estrella de Teegarden c es también similar a la Tierra en términos de masa, completa su órbita en 11,4 días y está situado a un 4,5 % de la distancia Tierra-Sol.

Dado que la estrella de Teegarden irradia mucha menos energía que nuestro Sol, las temperaturas en estos planetas deberían ser suaves y podrían, en principio, albergar agua líquida en la superficie, especialmente en el planeta más exterior, estrella de Teegarden c. Este tipo de planetas constituyen el objetivo principal para las futuras búsquedas de vida más allá de nuestro Sistema Solar.

Un hito importante del proyecto CARMENES

A diferencia de los descubrimientos anteriores de CARMENES, en los que se combinaban mediciones de varios instrumentos, todas las mediciones Doppler de alta precisión y las observaciones de seguimiento utilizadas para este hallazgo han sido obtenidas por el consorcio CARMENES. Varios grupos dentro del consorcio usaron telescopios de menor diámetro para monitorear los cambios en el brillo de la estrella a fin de descartar explicaciones alternativas a la existencia de planetas, como manchas estelares u otras características de la superficie. Las actividades de seguimiento incluyeron campañas fotométricas intensivas en el Telescopio de Calar Alto/CSIC de 1,23 m, el Observatorio de Sierra Nevada (IAA-CSIC) y el Telescopio Joan Oró-Montsec (IEEC), entre otros.

“La característica única de nuestro instrumento, que le permite observar simultáneamente en el visible y en el infrarrojo cercano, es fundamental para confirmar la naturaleza de las señales detectadas con ambos canales como debido a la presencia de planetas en órbita, ya que en este caso la amplitud de la señal no depende del canal con que se mida, al contrario de lo que ocurre cuando la señal se debe a variabilidad intrínseca de la estrella”, señala Pedro J. Amado, astrónomo del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) y co-investigador principal de CARMENES.

Los dos planetas pueden ser parte de un sistema más grande, ya que las estrellas de muy baja masa suelen tener sistemas planetarios densamente poblados.

“Este descubrimiento es un gran éxito para el proyecto CARMENES, que fue diseñado específicamente para buscar planetas alrededor de las estrellas menos masivas”, apunta Ignasi Ribas, investigador del IEEC (ICE/CSIC), y científico del proyecto CARMENES. Los nuevos planetas son el décimo y undécimo en el conteo de los descubrimientos de exoplanetas hechos con CARMENES. La búsqueda continúa.

Gráfico que muestra la zona de habitabilidad de las estrellas dependiendo de su temperatura.