L'existence d'un système planétaire orbitant autour de l'étoile de Barnard, une des étoiles les plus proches de la Terre, à un peu moins de six années-lumière de distance, est déjà avancée dès 1972.
En , une étude menée par une équipe internationale d'astronomes, issus de l'Observatoire européen austral et de la Carnegie Institution for Science, fait état d'une possible exoplanète, de la catégorie des super-Terres, avec une masse estimée à 3,2 fois celle de la Terre, orbitant autour de l'étoile de Barnard. Cette découverte est officiellement publiée dans la revue scientifique Nature le , et la planète est baptisée Étoile de Barnard b (en anglais: Barnard's Star b),.
L'existence de cette planète glacée, est avancée avec un taux de confiance de 99 % de la part des scientifiques, et il est envisagé d'obtenir une observation directe par télescope d'ici une dizaine d'années.
L'existence de cette planète est cependant réfutée en , après une analyse de la vitesse radiale de l'étoile. Les variations de vitesse observées sont alors interprétées comme un artéfact dû à l'activité stellaire, plutôt que comme la présence d'un compagnon en orbite,.
Caractéristiques de la première Barnard b
La planète a été étudiée par la méthode des vitesses radiales, la technique de chasse aux planètes la plus courante. Il est confirmé que l'étoile de Barnard présentait une «oscillation» observée dans son mouvement, ayant une période d'environ 233 jours, ce qui correspondrait à la présence d'un compagnon à un demi-grand axe de 0,4 UA. La masse minimale du corps planétaire théorisé est alors estimée à environ 3,2 masses terrestres (M🜨). L'analyse est minutieuse et approfondie, en effet l'astronome principal Ignasi Ribas fait remarquer que «nous avons utilisé les observations de sept instruments différents, couvrant 20 ans de mesures, ce qui en fait l'un des ensembles de données les plus importants et les plus complets jamais utilisés pour des études précises de vitesse radiale».
Vue d'artiste de la planète Barnard b orbitant l'étoile de Barnard (2019).
Barnard b était alors présentée comme une planète tellurique glacée, atteignant des températures de surface d'environ −170°C. Sa distance orbitale, bien que proche de l'étoile selon les normes du système solaire, se situe autour de la ligne de glace pour une naine rouge faible comme l'étoile de Barnard. C'est la ligne isotherme où les composés volatils tels que l'eau se condensent pour former de la glace, hors de la zone habitable supposée où les températures permettent la présence d'eau liquide en surface.
Les astronomes s'attendaient également à trouver dans la zone de Barnard b d'autres planètes de ce genre, l'accrétion protoplanétaire étant courante dans cette plage de températures.
Seconde découverte: sous-Terre ardente
Après la remise en question de l'existence de la super-Terre en 2021, une équipe de l'ESO recycle le nom de Barnard b pour une exoplanète de la catégorie des sous-Terres, bien moins massives (0,37 M🜨), orbitant autour de son étoile en 3,15 jours terrestres. C'est une planète chaude, dont la température d'équilibre vue de l'espace avoisine les 125°C.
Néanmoins, il est très probable qu'elle soit en rotation synchrone, vu la proximité de son étoile, la faible excentricité de son orbite et l'âge très avancé de ce système. Ses nuits perpétuelles sont supposées être très froides et sa période diurne est toujours chaude. Ce serait alors une planète de type globe oculaire. Il est en outre peu probable qu'elle ait une atmosphère, dû à sa faible masse et sa grande proximité avec la naine rouge[réf.nécessaire].
Suite à la découverte de Barnard b, les chercheurs se penchent sur l'existence de trois planètes voisines potentielles. L'existence de ces corps telluriques est confirmée grâce à l'outil MAROON-X en , et l'existence d'une cinquième planète, Barnard e, est théorisée. Le système est un des plus compacts observés, aucune des planètes observées ne dépassant la masse de 0,57 M🜨 pour une période de révolution de 7 jours terrestres au maximum.
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