Diego Rojas
Un equipo de la Universidad Occidental podría haber detectado seis exolunas al acecho en datos astronómicos antiguos.
El hallazgo, si se confirma y se publica en una revista revisada por pares (actualmente está a la espera de publicación), sería emocionante. Hay alrededor de 4.000 exoplanetas, o planetas fuera de nuestro sistema solar, encontrados desde la década de 1990, pero las exolunas siguen siendo un objetivo difícil de alcanzar, y ninguno ha sido confirmado todavía. Y eso no es por falta de intentos.
Las exolunas son pequeñas, lo que las hace difíciles de detectar en los datos telescópicos. Por lo general, los planetas se detectan observando la cantidad de luz que bloquean de una estrella, o la cantidad de tirón que producen en la estrella por gravedad durante las órbitas planetarias. Las exolunas, al ser mucho más pequeñas, apenas aparecen en estos datos. Se han discutido algunos hallazgos tentativos a lo largo de los años, pero no se ha encontrado nada seguro.
Pero el equipo occidental dice que podrían tener la clave para analizar la información antigua del telescopio espacial Kepler de la NASA. Kepler fue optimizado para observar planetas que orbitan estrellas distantes, realizando su misión entre 2009 y 2018 (cuando se quedó sin combustible). Hasta ahora, los astrónomos han encontrado algo como 2.300 planetas en los datos de Kepler – y más puede venir con más estudios.
La clave para detectar las posibles exolunas provino de observar una métrica conocida como «variaciones de tiempo de tránsito», o cuánto cambio hay entre el momento en que se supone que un planeta pasa a través de una estrella y el momento en que realmente lo hace. En teoría, el sutil tirón gravitatorio de una luna puede perturbar ligeramente la órbita de su planeta padre. Esa perturbación gravitacional podría alterar la órbita del planeta en su trayectoria alrededor de la estrella madre, pero solo por unos pocos minutos.
El equipo dirigido por Occidente primero volvió a las publicaciones de los tiempos de tránsito del archivo Kepler a partir de dos documentos: a Artículo complementario de la Revista Astrofísica 2016 dirigido por Tomer Holczer de la Universidad de Tel Aviv, y un Boletín Mensual de 2017 de la Royal Astronomical Society dirigido por Jingjing Chen de la Universidad de Columbia y el reconocido cazador de planetas David Kipping, también de Columbia. El uso de estos archivos establecidos permitió al equipo occidental eliminar automáticamente eventos disfrazados de tránsitos planetarios, como erupciones estelares o manchas solares.
De este archivo de miles de planetas, el equipo de investigación redujo el grupo a aproximadamente 100 candidatos con pequeñas variaciones de tránsito para una mayor investigación, antes de seleccionar seis con posibles exolunas.
«Estamos en el límite de los límites de Kepler en estos casos», dijo el autor principal Chris Fox, un candidato occidental a doctorado que trabaja con el profesor Paul Wiegert. «Estamos midiendo estas señales en el orden de 10 minutos o menos, pero a veces tenemos algún error significativo en eso, de cinco minutos más o menos. Estamos un poco en la maleza, pero ese era el objetivo del proyecto.”
Los resultados descubrieron seis exolunas potenciales que son muy grandes, en comparación con lo que estamos acostumbrados en nuestro sistema solar. La luna más pequeña del grupo se estima en 10 veces más masiva que la luna de la Tierra. La luna más grande sería cinco veces el tamaño de nuestro planeta. Como se puede imaginar, los planetas que orbitan estas lunas potenciales son, en consecuencia, bastante grandes, en el rango de mini-Neptuno a super-Neptuno.
¿Podrían las lunas ser habitables? Parece poco probable. Aunque la mayoría de sus masas son lo suficientemente grandes como para aferrarse potencialmente a una atmósfera o exosfera, dijo Fox, cada uno de estos sistemas está extremadamente cerca de sus estrellas madre.
El período orbital planetario más corto es de 42 días terrestres y el más largo del orden de 150 días, lo que coloca a estos planetas, y sus posibles lunas, dentro de la zona habitable de sus estrellas, donde existiría agua líquida en sus superficies. En cambio, el agua podría evaporarse muy bien.
En el peor de los casos, las atmósferas también podrían estar en peligro si las estrellas son muy activas y emiten radiación al espacio. Afortunadamente, ninguna de las estrellas observadas son enanas M muy activas, que son propensas a estas tormentas periódicas. La mayoría de las estrellas son similares al sol en masa, lo que suponemos que serían entornos bastante estables. Una estrella tiende un poco más pequeña en el rango de las enanas K, y un par de otras estrellas son más grandes que el sol en el rango de las subgigantes.
El sistema que parece más comparable a la Tierra es Kepler 409b (KOI-1925.01). Probablemente no sería un sistema habitable, con una órbita de 69 días; la de Mercurio, en comparación, es de unos 88 días. Kepler 409b parece tener aproximadamente la masa de la Tierra, pero la luna propuesta es enorme. La masa de esa luna es el 20 por ciento del tamaño del planeta del tamaño de la Tierra. La luna de la Tierra, en comparación, es solo el uno por ciento de la masa de nuestro planeta.
«Este sistema es muy similar a Plutón-Caronte, pero ampliado proporcionalmente», explicó Fox. El planeta enano Plutón tiene varias lunas; su mayor, Caronte, tiene aproximadamente el 20 por ciento de la masa de Plutón. Pero Plutón es un pipsqueak en mundos extraterrestres, con solo el 0,2 por ciento de la masa de nuestro propio planeta.
¿Es posible la confirmación de estas exolunas? Fox dice que depende de las capacidades de los telescopios que actualmente están destinados a buscar planetas distantes, no lunas. La próxima Telescopio Espacial James Webb (que puede lanzarse en 2021 en el mejor de los casos, dependiendo de cómo la pandemia afecte su cronograma) es una especie de telescopio multiusos que puede observar muchas cosas,incluidos los planetas. Por lo tanto, se desconoce si Webb puede confirmar estas exolunas, dijo Fox.
Hay otras posibilidades de confirmación, agregó Fox. El Satélite de Estudio de Exoplanetas en Tránsito de la NASA puede observar los sistemas más cercanos, que están a cientos de años luz de distancia. El próximo Satélite de Caracterización de Exoplanetas (CHEOPS) de la Agencia Espacial Europea también podría ser capaz de investigar, si la luminosidad de las posibles exolunas no es demasiado limitante para su fotometría.
Alternativamente, un telescopio optimizado para observar los datos de velocidad radial de los remolcadores gravitacionales puede proporcionar una confirmación independiente, aunque Fox dijo que no está muy familiarizado con cuáles podrían ser útiles. (Un poderoso ejemplo de instrumentación de velocidad radial es HARPS, el Buscador de Planetas de Velocidad Radial de Alta Precisión en el telescopio La Silla de 3,6 metros de ESO en Chile, pero Fox dijo que su experiencia es más en tecnología de búsqueda de tránsito.)
Si se confirman las exolunas, Fox dijo que los descubrimientos nos ayudarán a comprender mejor la formación planetaria en general. «Solo tenemos un punto de datos (para las lunas): nuestro propio sistema solar», explicó. «No sabemos si nuestro sistema solar es común porque tiene muchos planetas gigantes con lunas, o si eso es inusual.”
Fox también señaló una analogía con la caza temprana de planetas. Si estas exolunas potenciales recién descubiertas parecen sorprendentemente grandes, es útil recordar que los primeros exoplanetas encontrados en la década de 1990 tendían a ser planetas del tamaño de Júpiter o más grandes que estaban extremadamente cerca de sus estrellas madre, donde las señales eran más fáciles de encontrar. Gradualmente, la tecnología de búsqueda de planetas ha evolucionado para encontrar planetas del tamaño de la Tierra (o incluso planetas más pequeños) más alejados de sus estrellas. Se podría esperar una revolución similar con las exolunas a medida que la tecnología de los telescopios continúa mejorando.
Los seis candidatos a exolunas se encuentran en los sistemas estelares conocidos como KOI 268.01, Kepler 517b (KOI-303.01), Kepler 1000b (KOI-1888.01), Kepler 409b (KOI-1925.01), Kepler 1326b (KOI-2728.01) y Kepler 1442b (KOI-3220.01).
Los hallazgos fueron presentados recientemente al Avisos Mensuales de la Real Sociedad Astronómica.
