Un par de astrónomos de la Universidad de Columbia que utilizan el telescopio espacial Hubble y el telescopio espacial Kepler de la NASA han reunido pruebas convincentes de la existencia de una luna en órbita alrededor de un planeta gigante gaseoso 8, 000 años luz de distancia.

En un artículo publicado el 3 de octubre en la revista Avances de la ciencia , Alex Teachey y David Kipping informan que la detección de un candidato a exoluna, es decir, lunas que orbitan planetas en otros sistemas estelares, es inusual debido a su gran tamaño, comparable al diámetro de Neptuno. Tales lunas gigantescas no existen en nuestro propio sistema solar, donde se han catalogado cerca de 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 lo confirman las observaciones de seguimiento del Hubble, el hallazgo podría proporcionar pistas vitales sobre el desarrollo de sistemas planetarios y puede hacer que los expertos revisen las teorías sobre cómo se forman las lunas alrededor de los planetas ".

Buscando exolunas, los investigadores analizaron datos de 284 planetas descubiertos por Kepler que estaban en órbitas comparativamente amplias, con periodos superiores a 30 días, alrededor de su estrella anfitriona. Las observaciones midieron la atenuación momentánea de la luz de las estrellas cuando un planeta pasaba frente a su estrella, llamado tránsito. Los investigadores encontraron una instancia, en Kepler 1625b, que tenía intrigantes anomalías.

"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 que terminó El Hubble detectó una segunda y mucho menor disminución en el brillo de la estrella 3,5 horas después, coherente 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 orbitando un centro de gravedad común (baricentro) que haría que el planeta se tambaleara desde su ubicación prevista.

"Una civilización extraterrestre que observe el tránsito de la Tierra y la Luna por el Sol notaría anomalías similares en el momento del tránsito de la Tierra, "Dijo Kipping.

Los investigadores señalan que, en principio, esta anomalía podría ser causada por la atracción gravitacional 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 la segunda caída en la curva de luz y la desviación de la sincronización 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 consistía en mantener la calma probando todas las formas imaginables en las que los datos podrían estar engañándonos hasta que nos quedáramos sin otra explicación ".

Se estima que la luna tiene solo el 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 mayor de los cinco satélites naturales conocidos del planeta enano Plutón, se supone que una colisión temprana con un cuerpo más grande ha desprendido material que luego se fusionó en un Luna. Kepler 1625b y su satélite, sin embargo, son gaseosos, no rocoso, y, por lo tanto, tal colisión puede no dar lugar 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 órbitas grandes, 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 primera vez debido a su gran tamaño.

El planeta anfitrión 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. "Ambos cuerpos, sin embargo, se consideran gaseosos y, por lo tanto, no son aptos para la vida tal como la conocemos, "Dijo Kipping.

Las búsquedas futuras apuntarán a planetas del tamaño de Júpiter que estén más lejos 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 de satélites, Dijo Kipping. "Podemos esperar ver lunas realmente diminutas".