Usando los telescopios espaciales Hubble y Kepler de la NASA, los astrónomos han descubierto pruebas contundentes de lo que podría ser el primer descubrimiento de una luna que orbita un planeta fuera de nuestro sistema solar.
Esta candidata a la luna, que está a 8.000 años luz de distancia de la Tierra en la constelación de Cygnus, orbita un planeta gigante de gas que, a su vez, orbita una estrella llamada Kepler-1625. Los investigadores advierten que la hipótesis de la luna es provisional y debe ser confirmada por las observaciones de seguimiento del Hubble.
«Este hallazgo intrigante muestra cómo las misiones de la NASA trabajan juntas para descubrir misterios increíbles en nuestro cosmos», dijo Thomas Zurbuchen, administrador asociado de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en la sede de Washington. «Si se confirma, este hallazgo podría alterar completamente nuestra comprensión de cómo se forman las lunas y de qué están compuestas».
Dado que las lunas fuera de nuestro sistema solar, conocidas como exolunas, no pueden ser fotografiadas directamente, su presencia se deduce cuando pasan frente a una estrella, atenuando momentáneamente su luz. Dicho evento se denomina tránsito y se ha utilizado para detectar muchos de los exoplanetas catalogados hasta la fecha.
Sin embargo, los exolunas son más difíciles de detectar que los exoplanetas porque son más pequeñas que su planeta compañero, por lo que su señal de tránsito es más débil cuando se traza en una curva de luz que mide la duración del cruce del planeta y la cantidad de atenuación momentánea. Las exolunas también cambian de posición con cada tránsito porque la luna está orbitando el planeta.
En busca de exolunas, Alex Teachey y David Kipping, astrónomos de la Universidad de Columbia en Nueva York, analizaron datos de 284 planetas descubiertos por Kepler que estaban en órbitas comparativamente amplias, más de 30 días, alrededor de su estrella anfitriona. Los investigadores encontraron un caso en el planeta Kepler-1625b, de una firma de tránsito con anomalías intrigantes, que sugería la presencia de una luna.
«Vimos pequeñas desviaciones y oscilaciones en la curva de luz que nos llamó la atención», dijo Kipping.
Sobre la base de sus hallazgos, el equipo dedicó 40 horas a realizar observaciones con el Hubble para estudiar el planeta de forma intensiva, también utilizando el método de tránsito, para obtener datos más precisos sobre las inmersiones de la luz. Los científicos monitorearon el planeta antes y durante su tránsito de 19 horas a través de la cara de la estrella. Una vez que terminó el tránsito, el Hubble detectó una segunda disminución y, mucho menor, en el brillo de la estrella aproximadamente 3.5 horas después. Esta pequeña disminución es consistente con una luna unida por gravedad que recorre el planeta, como un perro que sigue a su dueño. Desafortunadamente, las observaciones programadas del Hubble terminaron antes de que se pudiera medir el tránsito completo de la luna candidata y se confirmara su existencia.
Además de esta caída en la luz, el Hubble proporcionó evidencias de apoyo para la hipótesis de la luna al encontrar que el tránsito del planeta se produce más de una hora antes de lo previsto. Esto es consistente con un planeta y una luna que orbitan un centro de gravedad común que haría que el planeta se tambalease desde su ubicación predicha, de la misma manera en que la Tierra se tambalea a medida que nuestra Luna lo orbita.
Los investigadores señalan que el bamboleo planetario podría ser causado por la atracción gravitatoria de un hipotético segundo planeta en el sistema, en lugar de una luna. Si bien Kepler no ha detectado un segundo planeta en el sistema, podría ser que el planeta esté allí, pero que no sea detectable utilizando las técnicas de Kepler.
«Una luna compañera es la explicación más simple y natural para el segundo descenso en la curva de luz y la desviación de la órbita», explicó Kipping. «Definitivamente fue un momento impactante ver la curva de luz del Hubble, mi corazón comenzó a latir más rápido mientras seguía mirando esa firma. Pero sabíamos que nuestro trabajo era mantener la calma y, en esencia, asumir que era falso, y probar todas las formas posibles en que los datos podrían engañarnos «.
En un artículo publicado en la revista Science Advances, los científicos informan que la luna candidata es inusualmente grande, potencialmente comparable a Neptuno. Tales lunas grandes no existen en nuestro propio sistema solar. Los investigadores dicen que esto puede proporcionar nuevos conocimientos sobre el desarrollo de los sistemas planetarios y puede hacer que los expertos revisen las teorías de cómo se forman las lunas alrededor de los planetas.
Se estima que el candidato a la luna posee solo el 1.5 % de la masa de su planeta compañero, y se estima que el planeta tiene varias veces la masa de Júpiter. Esta relación de masa es similar a la que existe entre la Tierra y la Luna. En el caso del sistema Tierra-Luna y el sistema Plutón-Caronte, se cree que las lunas se crean a través de restos de polvo después de colisiones planetarias rocosas. Sin embargo, Kepler-1625b y su posible satélite son gaseosos y no rocosos, por lo que la luna puede haberse formado a través de un proceso diferente.
Los investigadores señalan que si esto es realmente una luna, tanto ella como su planeta huésped se encuentran dentro de la zona habitable de su estrella, donde las temperaturas moderadas permiten la existencia de agua líquida en cualquier superficie planetaria sólida. Sin embargo, ambos cuerpos se consideran gaseosos y, por lo tanto, no son adecuados para la vida tal como la conocemos.
Las búsquedas futuras de exolunas, en general, apuntarán a planetas del tamaño de Júpiter que están más lejos de su estrella que la Tierra del Sol. Los planetas candidatos ideales que albergan lunas están en órbitas amplias, con tiempos de tránsito largos e infrecuentes. En esta búsqueda, una luna habría estado entre las más fáciles de detectar debido a su gran tamaño. Actualmente, solo hay un puñado de tales planetas en la base de datos de Kepler. Si las observaciones futuras confirman la existencia de la luna Kepler-1625b, el Telescopio Espacial James Webb de la NASA se usará para encontrar lunas candidatas alrededor de otros planetas, con mucho más detalle que Kepler.
Fuente: NASA
