Exoplanetas orbitam estrela em dias e têm entre 20 % e 30 % da massa terrestre. Equipe usou técnica de velocidade radial em instrumento em telescópio no Havaí.
A Estrela de Barnard é uma pequena e fraca estrela anã vermelha na constelação de Ofíuco. Ela tem apenas 16 % da massa do Sol e cerca de 0,35 % de sua luminosida. Sua distância foi medida pela primeira vez pelo astrônomo EE Barnard em 1916. Apesar de sua proximidade, é invisível a olho nu.
A estrela também se destaca por ter o maior movimento próprio de qualquer estrela conhecida, movendo-se rapidamente pelo nosso céu a 10,3 segundos de arco por ano. Esse movimento rápido se deve tanto à sua proximidade quanto à sua alta velocidade em relação ao Sistema Solar.
A estrela foi alvo de um estudo de exoplanetas liderado por Jacob Bean, da Universidade de Chicago. A equipe usou um instrumento personalizado chamado MAROON-X, projetado para identificar planetas orbitando estrelas anãs vermelhas. Ele está conectado ao telescópio Gemini North, perto do cume do Mauna Kea, no Havaí, a cerca de de 4.200 metros de altitude. O telescópio é um dos dois componentes Observatório Internacional Gemini. Ele é operado pelo NOIRLab da National Science Foundation e tem um espelho primário de 8,1 m de diâmetro.
O MAROON-X detecta exoplanetas medindo pequenas mudanças no comprimento de onda da luz das estrelas causadas pela atração gravitacional dos planetas em órbita — um método conhecido como técnica de velocidade radial. O instrumento permite que os cientistas determinem o número e as massas dos exoplanetas com base nessas variações sutis na luz. É preciso uma quantidade significativa de calibração e análise de dados coletados em 112 noites ao longo de três anos.
A equipe confirmou três exoplanetas orbitando a Estrela de Barnard, elevando dois do status de candidato. Eles também conseguiram combinar dados do MAROON-X com descobertas do instrumento ESPRESSO do Very Large Telescope, do Observatório Europeu do Sul, no Chile. Isso permitiu que eles verificassem um quarto planeta, elevando-o também do status de candidato para o status de confirmado.
Os quatro planetas estão em órbitas próximas à estrela, com períodos de apenas alguns dias, e cada um deles possui apenas entre 20 % e 30 % da massa da Terra. O quarto planeta é o exoplaneta mais leve já detectado usando a técnica de velocidade radial,
Os novos planetas ao redor da Estrela de Barnard são mais provavelmente rochosos do que gigantes gasosos como Júpiter. No entanto, é um pouco mais desafiador confirmar a composição dos planetas porque seus planos orbitais não permitem observações de trânsito. Um trânsito do planeta através do disco da estrela permite que a luz estelar atravesse componentes gasosos do planeta. Assim, atmosferas exoplanetárias podem ser estudadas.
Em vez disso, a equipe teve que confiar em dados de exoplanetas semelhantes para estimar sua composição. Eles foram capazes de descartar a existência de planetas com massa terrestre dentro da zona habitável da Estrela de Barnard, a região orbital onde as condições permitiriam água líquida na superfície de um planeta.