La historia de van de Kamp y la Estrella de Barnard

Tras las anteriores entradas de Astronomía y Física puramente matemática, hoy vengo con una amena historia: la de van de Kamp y la Estrella de Barnard, o cómo durante casi medio siglo creyeron haber descubierto los dos primeros exoplanetas de la historia. Para empezar, procederé a contar la historia del descubrimiento de la Estrella de Barnard con la información de varias fuentes consultadas, y más tarde procederé a narrar la de van de Kamp, para que podamos situarnos mejor en el espacio tiempo. Así pues, comenzamos.

El astrónomo E.E. Barnard 

a sus 40 años de edad.

En las publicaciones del 7 y 15 de septiembre de 1916 de las revistas ‘The Astronomical Journal’ y ‘Nature’ respectivamente, apareció un artículo que trataba sobre el descubrimiento de una estrella muy pequeña, ‘casi insignificante’ como Edward Emerson Barnard (su descubridor) en las mismas citaba. Esta estrella, tal y como había podido medir, presentaba el mayor movimiento propio detectado hasta la fecha, con una velocidad de desplazamiento sobre el fondo celeste de 10.3 segundos de arco anuales.

La enana roja de Barnard y su más que notable movimiento 

propio.

A día de hoy sabemos que esta exorbitada velocidad se debe a la gran proximidad de la estrella a nosotros (5.98 años luz), a su gran velocidad de desplazamiento y a que, como es obvio, la Vía Láctea se mueve continuamente y, aunque en el cielo nos pueda parecer que las estrellas jamás cambian de posición, lo bien cierto es que están en continuo movimiento, a pesar de que no lo observamos por las distancias cientos de veces mayores que nos separan de ellas. De hecho, dentro de 250 millones de años las Pléyades no serán más que decenas de estrellas desperdigadas por el cielo, a pesar de que quienes las observamos en vida jamás notaremos su lenta danza celeste.

Desde julio de 1960 hasta junio de 2012, la Estrella

de Barnard se había desplazado 9 minutos de arco en el 

fondo celeste.

Y precisamente este descomunal hallazgo (una de las estrellas más cercanas que, además, se acercaba hacia nosotros con la mayor de las velocidades jamás registradas), hizo que los astrónomos sintiesen la necesidad de obtener más información sobre la misma con el fin de establecer nuevos cálculos sobre su movimiento aparente y las características que la definían. Así, a los pocos meses y tras numerosas observaciones, se determinó que esta estrella de magnitud 10 era una pequeña enana roja que distaba 1.82 parsecs de la Tierra (5.95 años luz, un cálculo excelente hace un siglo), lo que la situaba en nuestro más absoluto vecindario. La guinda al pastel la puso su movimiento: no solo se desplazaba a gran velocidad, sino que lo hacía justo hacia nosotros, a una velocidad tal que, para el año 11.800 d.C se situaría a tan solo 3.8 años luz (unos 1.16 parsecs) de nosotros, convirtiéndose así en la más cercana tras adelantar a Alfa Centauri (4.4 años luz).

Disponiendo de todos estos datos (una estrella enana roja, muy próxima a nosotros, y de gran movimiento que podía sugerir la existencia de algún cuerpo que lo causase) y ante el auge del concepto hasta entonces futurista y casi utópico de ‘exoplaneta’, los astrónomos la convirtieron en la candidata más potencial para albergar cuerpos orbitando a su alrededor. 

Tras todo esto, toca aclarar dos conceptos: astrometría y perturbación. La Astrometría es una rama astronómica que estudia el movimiento propio de las estrellas y llamamos perturbación a cualquier anomalía en el movimiento propio de una estrella (si sigue su curso correctamente o muestra débiles bamboleos causados por la tensión gravitatoria entre la estrella y un cuerpo orbitándola).

Peter van de Kamp en 1926.

Así pues, tras ser descubierta la Estrella de Barnard y comenzar a extenderse entre la comunidad científica el término ‘exoplaneta’, aparecerá –ahora sí- en la historia la figura de Peter van de Kamp (1901-1995), un astrónomo holandés que trabajó en el ‘Sproul Observatory of Swarthmore College’ y dedicó toda su vida a examinar decenas de miles de placas de la misma que él y sus estudiantes habían tomado durante tres décadas. Según van de Kamp, había logrado detectar un bamboleo bastante evidente que atribuyó a un cuerpo un 160% más grande que Júpiter que orbitaba esta enana roja con un periodo de 24 años. También se aventuró, por mera imaginación y dando por sentado que realmente era un planeta, a afirmar que su órbita era elongada.

Recreación del aspecto que podría haber tenido el 

primer planeta que afirmó haber descubierto van de Kamp

orbitando la enana roja de Barnard.

Tras el paso de los años y la continua recepción de datos, Peter van de Kamp publicó numerosos escritos afinando un poco su puntería. Así, en una publicación en la ‘Astronomical Journal’ de marzo de 1969, reconsideró una gran cantidad de parámetros físicos del que él consideraba un exoplaneta. A partir de las fotografías y las placas obtenidas entre 1916 y 1919 a la Estrella de Barnard y todas las que él había tomado de 1938 a 1967, pudo determinar que el planeta (él en sus escritos lo mencionaba siempre como ‘su planeta’) orbitaba alrededor de su estrella madre cada 25 años (un año más de lo previsto en un primer momento) y su masa era un 170% mayor que la de Júpiter (un 10% más de lo estimado).

Y este hubiese sido el panorama desde la superficie

de este supuesto planeta, con su estrella madre

y su planeta hermano en el horizonte, despreciando

su atmósfera.

Prácticamente medio año después, en agosto de 1969, volvió a publicar otro artículo en la misma revista, la ‘Astronomical Journal’ en la que afirmaba con solemnidad que, considerando otra vez los datos que poseía, ya no era un único planeta el que orbitaba la Estrella de Barnard, sino dos. Ya no era ‘su planeta’, ahora hablaba de ‘sus planetas’, que danzaban alrededor de la misma, pues, de forma circular y no elongada, como se atrevió a vaticinar sin pruebas en su día. Esto conllevó que tuviesen que calcularse de nuevo todos los parámetros físicos, ascendiendo ya a 26 años el periodo orbital del primer planeta supuestamente detectado y descendiendo su masa a tan solo un 110% de la joviana (frente a los 160% y 170% predichos previamente). Al segundo supuesto planeta  le correspondía un periodo orbital de 12 años y una masa del 80% de la joviana.

              

Heinrich Eichhorn (izda.) y George David Gatewood (dcha.)

Mientras van de Kamp seguía midiendo sus planetas, no tardaron en salir numerosos artículos en contra de este misterioso descubrimiento en el que a nadie salvo a van de Kamp parecía cuadrarle las cuentas. Los astrometristas George David Gatewood (1940-) y Heinrich Eichhorn (1927 - 1999) examinaron placas fotográficas tomadas con los telescopios de 20 pulgadas (0.5 metros) y 30 pulgadas (0.75 metros) de la Universidad Wesleyan y el Observatorio Allegheny respectivamente. Ambos científicos fueron absolutamente incapaces (con aparatos el doble y el triple de grandes que el de van de Kamp) apreciar bamboleo alguno, por muy débil que fuese, en la Estrella de Barnard. No hacía falta calentarse más la cabeza: ‘no bamboleo, no exoplanetas’.

John L. Hershey en 1975.

El mismo año de la publicación de los ‘descubrimientos’ de Gatewood y Eichhorn (1973), otro astrónomo, John Herhsey, mientras trabajaba en el mismo observatorio del que van de Kamp extrajo sus placas, detectó que algo no iba bien, y decidió analizarlas una por una. Detectando siempre la misma señal, comenzó a pensar que era una señal ‘fantasma’ realmente debida a algún tipo de anomalía interna, por lo que comenzó a realizar un estudio sistemático no solo de la Estrella de Barnard, sino de todas las estrellas que aparecían en las imágenes de van de Kamp (un total de 12).

El famoso Sproul Observatory de Pennsylvania.

Cuál fue la sorpresa de Hershey que no solo detectó un enorme bamboleo en la Estrella de Barnard, sino que lo detectó en todas y cada una de las otras 12 estrellas que estaba analizando. Qué cara debió quedársele a nuestro compañero… pues anda que no había descubierto van de Kamp pocos (supuestos) planetas ni nada… Como era obvio y dejando de lado la ironía, Hershey supo que eso era imposible y barajó dos hipótesis: que todas las estrellas sin excepción albergasen 2 o más exoplanetas (casualidades de la vida) o que verdaderamente el Telescopio Sproul estuviese un tanto averiado (que parecía, a priori, ser la más factible). Todo parecía apuntar a que era la segunda, por lo que van de Kamp, que basó todas sus afirmaciones en estas fotografías a cada cual más falsa, no había descubierto absolutamente nada, y por tanto no existía exoplaneta alguno descubierto hasta la fecha.

Y su famoso telescopio de 61 pulgadas.

Convenía aclarar cuál era el problema, por lo que los estudios continuaron. Sabiendo que la señal se presentaba por igual en todas las estrellas, se procedió a medirla en todas las placas, sabiendo ya cuál era el problema. En las de 1949 a 1956 y en las de 1956 a 1957 se observaron dos grandes discrepancias, en todos los astros por igual, lo que llevó a pensar que –como era obvio- no eran estos quienes se habían alineado misteriosamente, sino el telescopio que no estaba en condiciones de funcionar. Pero todavía faltaba aclarar el porqué (está claro que el telescopio funcionaba de manera incorrecta, pero en ambas ocasiones había sido imposible explicar por completo la razón, por lo que no podía hacerse efectivo), por lo que Hershey se informó de qué podía haber ocurrido estos años. Y halló la respuesta: en 1949 se quitó la lente anteriormente existente para sustituirla por otra nueva, al igual que en 1957 se ajustó la misma. 

Esto parecía explicar perfectamente por qué en 1949 el bamboleo se hizo todavía más evidente y en 1957 se hizo tan tenue. Y fue Robert Harrington (en imagen) quien lo confirmó cuando, haciendo uso del reflector de metro y medio del Observatorio de Flagstaff (Arizona) compiló 400 placas de la Estrella de Barnard y fue incapaz de detectar bamboleo alguno. 

Al mismo tiempo, Laurence Fredrick, que usaba el telescopio de 0.6 metros de la Universidad de Virginia, afirmaba ser también incapaz de detectar anomalía alguna en el movimiento de la enana roja, aunque –como ambos concluían en sus estudios- no eran detractores de la teoría y no negaban la existencia de exoplanetas en Barnard, aunque afirmaban, eso sí, que no eran los predichos por van de Kamp y, en caso de haberlos, no habían sido todavía detectados. Fredrick se declaró pesimista y Harrington, aunque en un principio se declaró escéptico y pesimista, reculó en no pocas ocasiones entre 1976 y 1977 añadiendo que había detectado un bamboleo prácticamente residual en dirección Norte-Sur que podía provenir de la estrella o sus aledaños (bamboleo residual que nadie más detectó y del que todos desconfiaron).

Peter van de Kamp en los 80's.

Transcurrieron 6 años en los que no volvió a haber publicación alguna por parte de van de Kamp sobre ‘sus planetas’ hasta que, en 1975, y ajeno al resto, sacó a la luz otro estudio inédito analizando datos astrométricos recolectados entre los años 1950 y 1974 según los cuales la masa de los dos planetas seguían bajando: el primer planeta ya era exactamente tan masivo como Júpiter y, el segundo, el 40%. Este descenso en las masas calculadas para ambos cuerpos también acarreó el descenso de sus periodos orbitales; ahora se calculaban 22 años para el primer cuerpo y 11.5 para el segundo. Y esto no queda aquí… El planeta cuyo periodo orbital había sido fijado en 22 años no era el primero, como se creyó durante más de una década, sino que era el segundo: el menos masivo.

Peter van de Kamp en su despacho, entre los años

30 y 40.

A pesar de esto, de que los datos bailasen de forma caótica y cada vez se dijese una cosa distinta con datos que parecían ser así solo para él, van de Kamp no se paró aquí y, siguiendo su modo GPS (continuamente recalculando), siguió aportando más y más datos. Así, en 1982, gracias a nuevas medidas a partir de las placas fotométricas tomadas de 1938 a 1981, publicó otro ensayo con resultados (cómo no) distintos a los previamente desarrollados. Tan solo coincidió en que las órbitas de los supuestos planetas eran circulares, pues aumentó el tiempo de revolución del primer planeta de 11.5 a 12 años y redujo el del segundo de 22 años a 20. También aumentó la masa del primero de 0.4 a 0.7 masas jovianas y redujo la del segundo de 1 a 0.5 masas jovianas. Según él, todo esto se debía a que ahora disponía de más datos y, por tanto, la variedad era mayor y el error se había reducido considerablemente, hecho que explicaba por qué esas medidas eran más ciertas que nunca.

Retrato de van de Kamp.

Tras la que sería la última publicación de van de Kamp sobre sus planetas, pasaron 3 años sin novedades sobre el tema hasta que, en 1985 salió a la luz una entrevista neerlandesa en que este amonestó toda crítica vertida hacia él y todo estudio en su contra, argumentando que su trabajo era mucho más largo (44 años frente a los pocos de sus detractores), que el número de placas que él estudió era mayor (decenas de miles frente a unas pocas cientas) y que él veló por eliminar todos los errores que pudiese haber en las señales, estando convencido de que los planetas existían. Sobre las críticas, y fuera de todo argumento, opinaba que él estaría encantado de hablar con sus detractores cuando estos hubiesen dedicado el mismo tiempo que él dedicó a analizar todas y cada una de las imágenes que él analizó. Peter van de Kamp murió 10 años después, en 1995, más de medio siglo después de iniciar su periplo y justo meses antes de que se descubriese, esta vez sí, el primer exoplaneta de la historia, en la constelación de Pegaso.

Esta es la historia de la Estrella de Barnard y van de Kamp, de lo más curiosa sin lugar a dudas, pero, si hay algo que todavía intrigará a más de uno es… ¿Hay exoplanetas allí o no? Hasta la fecha no: 0 detectados, 0 confirmados, pero no se descarta que pueda haberlos y todavía no sepamos de ellos (como ocurre con todas y cada una de las estrellas del Universo); es más, se cree que esta clase de estrellas suelen ser las más pobladas, sobre todo por planetas de masa igual o menor que la de Júpiter, como los que creyó detectar van de Kamp (planetas mucho más grandes que Júpiter, del orden de 10 veces su masa, ya serían considerados enanas marrones), por lo que es muy posible que en un futuro sean descubiertos, y no sería para nada descabellado pensar en, por ejemplo, la Estrella de Barnard. 

Esto es todo por hoy. Espero que os haya gustado esta curiosa gran historia llena de personajes (y todos ellos muy importantes en la historia de la Astronomía) que se extendió a lo largo de más de medio siglo y acabó con el descubrimiento del primer exoplaneta, paradójicamente.