La imagen de un artista de una exoonomía similar a la Tierra que orbita un planeta gigante gaseoso.
Crédito: NASA / JPL-Caltech
El verano pasado, los científicos anunciaron que habían descubierto lo que podría ser la primera luna fuera del sistema solar. Pero nuevas investigaciones sobre la supuesta evolución de la luna llaman a su existencia en cuestión.
Si existe, es muy probable que la luna sea un objeto grande, de tamaño Neptuno, que orbite alrededor de un planeta gigante gaseoso aún más grande. Pero el sistema inmanejable dificulta la comprensión de cómo se pudo haber formado, según los investigadores.
En julio de 2017, los científicos anunciaron a regañadientes el posible descubrimiento de una exomión. Un planeta candidato identificado por el telescopio Kepler de la NASA reveló desniveles en la luz que fluye de la estrella del planeta, lo que sugiere la posibilidad de una luna. Después de que el cazador de excombatientes David Kipping , de la Universidad de Columbia en Nueva York, solicitó tiempo en el Telescopio Espacial Hubble para realizar un seguimiento de la actividad inusual, varios medios de comunicación sondearon la investigación. Esto llevó a Kipping y Alex Teachey de Columbia, el científico principal en el posible descubrimiento, a anunciar la posibilidad de la primera aparición de un exoón.
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René Heller, un astrofísico del Instituto Max Planck en Alemania, aprovechó la oportunidad para analizar de forma independiente los datos de Kepler. Además de analizar un rango de tamaño para la luna potencial, Kepler 1625 bi, también exploró sus posibles métodos de formación. [ Los descubrimientos alienígenas más intrigantes de 2017 ]
"Resulta que Kepler 1625 bi, de hecho, no es un buen candidato para un exoón", dijo Heller a Space.com por correo electrónico, señalando que el equipo de investigación original dijo que los datos de Kepler solos eran ambiguos. (Es por eso que planearon hacer un seguimiento utilizando el Telescopio Espacial Hubble.) Una gran parte del problema proviene del hecho de que la estrella madre está tan lejos de la Tierra que parece oscura, lo que resulta en una baja calidad de datos, dijo Heller.
"El resultado final es que Kepler 1625 bi es uno de los mejores candidatos para exoonom hasta ahora, pero aún no es un buen candidato", dijo Heller.
"Un pequeño sistema solar"
En el sistema solar de la Tierra, las lunas son bastante comunes; solo Mercurio y Venus no tienen satélites rocosos o helados. Si bien la mayoría de las lunas de nuestro sistema solar son inhóspitas para la vida tal como la conocemos, tres son potencialmente habitables. El europa de Júpiter contiene un océano líquido debajo de la corteza helada de la luna. Alrededor de Saturno, la luna helada encelado también alberga un océano, mientras que titan tiene lagos de metano y etano que podrían haber permitido que se formara un tipo de vida diferente a la de la Tierra. Por lo tanto, el único planeta habitable del sistema solar (la Tierra) es superado en número por las lunas potencialmente habitables del sistema.
Eso podría significar buenas noticias para aquellos que buscan vida en las lunas azlrededor de otras estrellas. Incluso si pocos planetas son capaces de albergar la vida tal como la conocemos, sus lunas podrían ser habitables , dijo Heller.
"En el lado desafiante, se espera que las lunas sean significativamente más pequeñas y livianas que sus planetas", dijo Heller. "Eso es simplemente lo que aprendemos de las observaciones de las lunas del sistema solar".
Debido a que los objetos con una masa o radio mayor son más fáciles de encontrar desde lejos, ya sean planetas o lunas, eso hace que los satélites naturales sean más difíciles de detectar, dijo Heller.
cuando kepler caza planetas, lo hace observando la luz que fluye desde una estrella en lo que los científicos llaman una curva de luz. (Kepler no estudió una estrella a la vez, sino que examinó miles de estrellas a la vez). Cuando un planeta se mueve entre su estrella y la Tierra, la luz de la estrella se atenúa, lo que permite a los investigadores determinar el tamaño del planeta. Los investigadores observan múltiples pases para determinar cuánto tiempo le lleva al planeta orbitar su estrella.
Lo que los investigadores originales notaron sobre un objeto, Kepler 1625 b, fue que contenía una extraña inmersión secundaria. Heller usó el conjunto de datos públicamente disponible de Kepler para estudiar tres tránsitos de un objeto del tamaño de Júpiter que se mueve a través de la estrella, junto con algunos meneos que podrían haber sido causados por una luna que orbita alrededor del objeto.
"Si, y solo si, estos meneos adicionales realmente surgen de la luna, entonces es posible derivar la masa y el radio tanto del planeta como de la luna de la dinámica del sistema planeta-luna que se puede derivar de la curva de luz ", Dijo Heller.
Heller determinó que el objeto masivo podría ser cualquier cosa, desde un planeta ligeramente más masivo que Saturno hasta una enana marrón , una estrella casi no lo suficientemente masiva como para encender la fusión en su núcleo, o incluso una estrella de muy baja masa (VLMS) una décima parte de la masa del sol. La luna propuesta podría variar desde un satélite de gas de masa terrestre hasta un compañero de roca y agua sin atmósfera.
Heller llegó a la conclusión de que una Exomoon de masa de Neptuno alrededor de un planeta gigante o una enana marrón de baja masa no coincidiría con la relación de escalamiento masivo que se encuentra en las lunas de nuestro sistema solar. Mientras que la Tierra y Plutón tienen grandes lunas en comparación con los tamaños de los planetas, los gigantes gaseosos del sistema solar tienen lunas cercanas al 0.01 al 0.03 por ciento de los tamaños de los planetas, según el Laboratorio de Habitabilidad Planetaria de la Universidad de Puerto Rico.
Las teorías previas predijeron que esta relación debería extenderse a mundos más grandes, lo que parece descartar la existencia de la exomoon potencial. Por otro lado, un mini-Neptuno alrededor de una enana marrón de gran masa o un VLMS estaría más en línea con esa proporción, dijo Heller.
"Si el objeto en tránsito principal es una estrella de muy poca masa y si su compañero de tamaño Neptuno resulta existir realmente, entonces veríamos un pequeño sistema solar en órbita alrededor de una estrella similar al sol a aproximadamente la distancia de la Tierra al sol ¡Esto sería algo por sí mismo! Heller dijo.
Incluso sin el potencial para una exoonización habitable, el pequeño sistema solar podría ayudar a los científicos a comprender cómo se forman los mundos, dijo.
"Si el [objeto] primario fuera una [enana marrón] o un VLMS con una gran compañía, entonces esto representaría un puente fascinante entre la formación de planetas alrededor de las estrellas y la formación de la luna alrededor de los planetas gigantes", dijo Heller.
Heller publicó su investigación en el servidor de preimpresión arXiv .
La imagen de un artista de una luna gigante que orbita alrededor de un planeta aún más grande.
Crédito: NASA / JPL-CaltechEl nacimiento de las lunas
Con las estimaciones de la luna y el planeta - o estrella - en la mano, Heller decidió mirar cómo podría haberse formado la luna.
"Las lunas en el sistema solar sirven como trazadores de la formación y evolución de sus planetas", dijo en el nuevo documento. "Por lo tanto, se puede esperar que el descubrimiento de las lunas alrededor de los planetas extrasolares podría proporcionar conocimientos fundamentalmente nuevos sobre la formación y evolución de exoplanetas que no pueden obtenerse solo mediante observaciones de exoplanetas".
Con esto en mente, Heller aplicó los tres modelos diferentes de formación de la luna en el sistema solar al nuevo exomoon potencial.
Primero fue el modelo de impacto, que describe cómo los científicos piensan que se formo la luna de la tierra. Cuando un gran cuerpo se estrelló contra la Tierra hace miles de millones de años, los restos esculpidos en el planeta crearon un nuevo compañero. Según Heller, una característica peculiar de este modelo es la alta proporción de satélites a planetas. Si bien el gran tamaño de la luna propuesta en comparación con su anfitrión sería consistente con un impacto, expresó su preocupación de que la masa del planeta o estrella anfitriona fuera mucho más alta que la de cualquier planeta en el sistema solar de la Tierra.
En el segundo modelo de formación lunar, se desarrollan a partir del gas y el polvo que quedan después de que nace el planeta, y así es como se cree que se formaron la mayoría de las lunas de los gigantes gaseosos. La relación de escalamiento masivo que mantiene a las lunas mucho más pequeñas que sus planetas es un resultado natural de la formación de la luna que ocurre en el ambiente de hambruna de gas alrededor de un planeta completo, Heller escribió en el periódico. Esa misma relación hace que este método de formación sea improbable, dijo.
"Si el compañero alrededor de Kepler 1625 b puede confirmarse y ambos objetos pueden ser validados como objetos gigantes gaseosos, entonces sería difícil entender cómo estos dos planetas de gas podrían haberse formado a través de un impacto gigante o acreción in situ en sus órbitas actuales alrededor de la estrella ", escribió Heller.
La posibilidad restante es que el mundo lejano capturó un objeto del tamaño de Neptuno. Se cree que la luna de neptuno triton y las 2 lunas marcianas se formaron de esta manera. La exomión podría haberse formado originalmente con un compañero del tamaño de la Tierra, antes de ser alejada de ella por la gravedad del objeto más grande, dijo Heller. Él determinó que la captura de un objeto de masa de Neptuno por Kepler 1625 b es posible en la ubicación actual del planeta.
Aún así, aunque esa captura es posible en principio, Heller le dijo a Space.com que cree que el escenario es "muy poco probable".
Y aunque los científicos actualmente sostienen esos tres diferentes escenarios de formación de la luna para planetas alrededor del sol de la Tierra, eso no significa que los satélites naturales no puedan formarse de otra manera, dijo Heller.
"Es posible que este sistema en realidad se forme a través de un mecanismo que no hemos visto en el sistema solar", dijo Heller.
Sugirió una teoría alternativa, similar a la de la formación de planetas gigantes, en la que los dos objetos comenzaron como un sistema binario de planetas rocosos. La pareja podría haber extraído el gas del disco de material sobrante, como el proceso por el cual se forman los planetas gigantes, con el futuro planeta consumiendo más gas que su futura luna. Advirtió que esto era una especulación y que los dos objetos podrían no ser estables a largo plazo.
Aún así, si la exoneración del tamaño de Neptuno alrededor de Kepler 1625 b es real, el nuevo sistema podría proporcionar una visión intrigante de la formación de la luna fuera del sistema solar, dijo Heller.
Los datos de Kepler no son la única investigación disponible. En octubre, Teachey y Kipping miraron el sistema usando Hubble. Los resultados de esas observaciones deberían anunciarse pronto.
Hasta entonces, sin embargo, las cosas no se ven bien para la exomoon potencial.
"La afirmación extraordinaria de un exoon no está respaldada por pruebas extraordinarias para ello", dijo Heller.
Siga a Nola Taylor Redd en @NolaTRedd , Facebook o Google+ . Síganos en @Spacedotcom , Facebook o Google+ . Originalmente publicado en Space.com .
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