Astrónomos encuentran la primera evidencia convincente de una luna fuera de nuestro sistema solar
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Impresión artística del exoplaneta
Kepler-1625b, en tránsito por la estrella, con el candidato a exoluna a
cuestas. Crédito: Dan Durda
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Un par de astrónomos de la Universidad de Columbia utilizando el Telescopio Espacial Hubble de la NASA y el Telescopio Espacial Kepler han reunido pruebas convincentes de la existencia de una luna orbitando a un planeta gigante de gas a 8.000 años luz de distancia.
En un artículo publicado el 3 de octubre en la revista Science Advances, Alex Teachey y David Kipping informan que la detección de una exoluna candidata, es decir, lunas orbitando planetas en otros sistemas estelares, es inusual debido a su gran tamaño, comparable al diámetro de Neptuno. Estas lunas gigantescas no existen en nuestro propio sistema solar, donde se han catalogado casi 200 satélites naturales.
"Este sería el primer caso de detección de una luna fuera de nuestro sistema solar", dijo Kipping, profesor asistente de astronomía en Columbia. "Si se confirma por las observaciones de seguimiento del Hubble, el hallazgo podría proporcionar pistas vitales sobre el desarrollo de los sistemas planetarios y podría hacer que los expertos revisen las teorías de cómo se forman las lunas alrededor de los planetas".
Al buscar exolunas, los investigadores analizaron datos de 284 planetas descubiertos por Kepler que estaban en órbitas comparativamente amplias, con períodos de más de 30 días, alrededor de su estrella anfitriona. Las observaciones midieron la atenuación momentánea de la luz estelar cuando un planeta pasaba frente a su estrella, llamado tránsito. Los investigadores encontraron una instancia, en Kepler 1625b, que tenía anomalías intrigantes.
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Impresión artística del exoplaneta
Kepler-1625b que transita la estrella con el candidato a exoluna a cuestas. Crédito:
Dan Durda
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"Vimos pequeñas desviaciones y oscilaciones en la curva de luz que nos llamó la atención", dijo Kipping.
Los resultados de Kepler fueron suficientes para que el equipo tuviera 40 horas de tiempo con el Hubble para estudiar intensamente el planeta, obteniendo datos cuatro veces más precisos que los de Kepler. Los investigadores monitorearon el planeta antes y durante su tránsito de 19 horas a través de la cara de la estrella. Después de terminar, Hubble detectó una segunda disminución, mucho menor, en el brillo de la estrella, 3,5 horas más tarde, consistente con "una luna que sigue al planeta como un perro que sigue a su dueño con una correa", dijo Kipping. "Desafortunadamente, las observaciones programadas del Hubble terminaron antes de que se pudiera medir el tránsito completo de la Luna".
Además de esta caída en la luz, Hubble proporcionó evidencia de apoyo para la hipótesis de la luna al medir que el planeta comenzó su tránsito 1,25 horas antes de lo previsto. Esto es consistente con el planeta y la luna que orbitan un centro de gravedad común (baricentro) que causaría que el planeta se tambalee desde su ubicación prevista.
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Animación que muestra las imágenes
WFC3 corregidas de Kepler-1625. La estrella está ubicada en el centro y se
extiende horizontalmente debido a la agilidad del instrumento, lo que
proporciona información del color del observador sobre la fuente. Crédito: Alex Teachey y David Kipping
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"En una civilización extraterrestre que observaba el tránsito de la Tierra y la Luna, el Sol notaría anomalías similares en el tiempo del tránsito de la Tierra", dijo Kipping.
Los investigadores señalan que, en principio, esta anomalía podría ser causada por la atracción gravitatoria de un hipotético segundo planeta en el sistema, aunque Kepler no encontró evidencia de planetas adicionales alrededor de la estrella durante su misión de cuatro años.
"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", dijo el autor principal, Teachey, miembro graduado de la NSF en astronomía en Columbia. "Fue un momento impactante ver esa curva de luz, mi corazón comenzó a latir un poco más rápido y seguí mirando esa firma. Pero sabíamos que nuestro trabajo era mantener la cabeza a nivel probando todas las formas posibles en que los datos podrían estar engañando". nosotros hasta que nos quedamos sin otra explicación ".
Se estima que la luna tiene solo un 1,5 por ciento de la masa de su planeta compañero, que a su vez se estima en varias veces la masa de Júpiter. Este valor está cerca de la relación de masa entre la Tierra y su luna. Pero en el caso del sistema Tierra-Luna y el sistema Plutón-Caronte, el más grande de los cinco satélites naturales conocidos del planeta enano Plutón, se presume que una colisión temprana con un cuerpo más grande ha despedido material que luego se unió en un Luna. Kepler 1625b y su satélite, sin embargo, son gaseosos, no rocosos, y, por lo tanto, tal colisión puede no conducir a la condensación de un satélite.
Las exolunas son difíciles de encontrar porque son más pequeñas que su planeta compañero y, por lo tanto, su señal de tránsito es débil; también cambian de posición con cada tránsito porque la luna está orbitando el planeta. Además, los planetas candidatos ideales que albergan lunas están en grandes órbitas, con tiempos de tránsito largos e infrecuentes. En esta búsqueda, la luna del tamaño de Neptuno habría estado entre las más fáciles de detectar por su gran tamaño.
ESPECIAL EXOLUNA | Evidencia de
una exolunaalrededor de Kepler-1625b. Crédito: Cool Worlds
El planeta huésped y su luna se encuentran dentro de la zona habitable de la estrella de masa solar (Kepler 1625), donde las temperaturas moderadas permiten la existencia de agua líquida en cualquier superficie planetaria sólida. "Sin embargo, se considera que ambos cuerpos son gaseosos y, por lo tanto, no son adecuados para la vida tal como la conocemos", dijo Kipping.
Las búsquedas futuras apuntarán a planetas del tamaño de Júpiter que están más alejados de su estrella que la Tierra del Sol. Hay solo un puñado de estos en la base de datos de Kepler. El próximo Telescopio Espacial James Webb de la NASA podría realmente "limpiar" en la búsqueda por satélite, dijo Kipping. "Podemos esperar ver lunas realmente pequeñas".
Los telescopios espaciales Hubble
y Kepler de la NASA han descubierto lo que podría ser el primer exomoon.
Crédito: NASA
Goddard
Fuente: Universidad de Columbia, NASA,
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