Un planeta gigante gaseoso fuera de nuestro sistema solar presenta una leve oscilación en su órbita alrededor de su estrella, lo que sugiere a los astrónomos que podría estar orbitado por su propia luna. Si esta sospecha se confirma, sería un descubrimiento extraordinario, ya que esta luna sería inmensamente masiva, comparable a aproximadamente la mitad de la masa de Júpiter. Esto la haría miles de veces más masiva que cualquier luna que orbite un planeta de nuestro sistema solar, y podría obligar a los científicos a reconsiderar la definición de lo que constituye una luna.
El planeta extrasolar, o “exoplaneta”, que se sospecha alberga esta enorme exoluna, es HD 206893 B, un gigante gaseoso con 28 veces la masa de Júpiter, que orbita una estrella joven ubicada a unos 133 años luz de la Tierra. El equipo de investigación detectó indicios de esta posible exoluna mientras investigaba HD 206893 B con el instrumento GRAVITY del Very Large Telescope (VLT), situado en la región desértica de Atacama, en el norte de Chile.
“Lo que encontramos es que HD 206893 B no sigue simplemente una órbita suave alrededor de su estrella. Además de este movimiento, muestra una pequeña pero medible oscilación de ida y vuelta. Esta oscilación tiene un período de aproximadamente nueve meses y una magnitud comparable a la distancia entre la Tierra y la Luna”, explicó Quentin Kral, líder del equipo e astrónomo de la Universidad de Cambridge, a Space.com. “Este tipo de señal es exactamente lo que se esperaría si el objeto estuviera siendo atraído por un compañero invisible, como una luna grande, lo que convierte a este sistema en un candidato particularmente intrigante para albergar una exoluna.”
El instrumento GRAVITY permitió al equipo utilizar una técnica llamada astrometría, que mide con precisión las posiciones de las estrellas y otros cuerpos astronómicos a lo largo del tiempo. Esto permite a los astrónomos detectar pequeñas aberraciones en el movimiento que son el resultado de una “tirón” gravitacional de un cuerpo invisible.
“Esta técnica se ha utilizado previamente para medir las órbitas largas y lentas de exoplanetas masivos y enanas marrones, donde las observaciones espaciadas a lo largo de años son suficientes”, señaló Kral. “En nuestro estudio, llevamos este enfoque mucho más allá al monitorear el objeto en escalas de tiempo mucho más cortas, de días a meses. Lo que encontramos es que HD 206893 B no sigue simplemente una órbita suave alrededor de su estrella. Además de este movimiento, muestra una pequeña pero medible oscilación de ida y vuelta.”
El resultado de esta investigación fue la inferencia de un cuerpo acompañante orbitando HD 206893 B una vez cada nueve meses a una distancia de aproximadamente una quinta parte de la distancia entre la Tierra y el Sol. La órbita de esta posible exoluna está inclinada aproximadamente 60 grados con respecto al plano orbital de su planeta padre, lo que podría indicar que alguna interacción ha perturbado este sistema en algún momento de su historia.
Por supuesto, lo realmente extraordinario de esta exoluna, si se confirma, sería su inmensa masa, alrededor del 40% de la masa de Júpiter, o alrededor de nueve veces la masa del gigante de hielo Neptuno. Una masa tan grande podría poner en tela de juicio la definición de la palabra “luna”.
“En nuestro sistema solar, la luna más masiva es Ganímedes, que aún es extremadamente pequeña en comparación con lo que estamos infiriendo aquí. Ganímedes es miles de veces menos masiva que Neptuno, por lo que existe una enorme brecha de masa entre las lunas más grandes que conocemos y esta posible candidata a exoluna”, afirmó Kral.
“Esto plantea naturalmente la pregunta de si un objeto así debería siquiera llamarse luna. A estas masas, la distinción entre una luna masiva y un compañero de muy baja masa se vuelve borrosa. Sin embargo, actualmente no existe una definición oficial de una exoluna, y en la práctica, los astrónomos se refieren generalmente a cualquier objeto que orbite un planeta o un compañero subestelar como una luna.”
Aunque los astrónomos creen que se han detectado varias exolunas en el pasado, todas estas posibles detecciones han sido controvertidas. Por lo tanto, el equipo espera que la exoluna de HD 206893 B pueda ser la primera en ser confirmada oficialmente.
“Las exolunas son difíciles de detectar porque producen señales que son extremadamente pequeñas en comparación con las de los planetas, y esas señales dependen en gran medida tanto de la técnica de observación como de la geometría del sistema”, explicó Kral.
El método más exitoso de detección de exoplanetas hasta ahora ha sido el método de tránsito, que mide la disminución de la luz causada cuando un planeta cruza, o “transita”, la cara de su estrella madre.
Sin embargo, esta técnica no ha tenido tanto éxito en la detección de exolunas.
“El método de tránsito, que ha sido la técnica más exitosa para encontrar exoplanetas, puede, en principio, detectar lunas comparables en tamaño a las lunas más grandes de Júpiter. Sin embargo, es más sensible a los planetas que orbitan muy cerca de sus estrellas, y los estudios teóricos sugieren que estos planetas cercanos es poco probable que retengan lunas grandes durante largos períodos de tiempo”, dijo Kral.
“La astrometría, la técnica que utilizamos, es sensible a las lunas de período más largo que orbitan planetas o compañeros subestelares lejos de sus estrellas. Esto la hace particularmente prometedora para detectar exolunas en regiones donde se espera que sean estables, al menos para las lunas más masivas, que probablemente sean las primeras que podamos encontrar.”
Además de confirmar esperanzadoramente la presencia de esta exoluna, Kral y sus colegas creen que esta investigación y la técnica que utilizaron sientan las bases para un futuro mapa de carreteras para el descubrimiento de exolunas en otros sistemas planetarios.
“Es importante tener en cuenta que probablemente solo estamos viendo la punta del iceberg”, concluyó Kral. “Al igual que los primeros exoplanetas descubiertos fueron los más masivos que orbitan muy cerca de sus estrellas, simplemente porque eran los más fáciles de detectar, se espera que las primeras exolunas que identifiquemos sean los ejemplos más masivos y extremos.”
“A medida que mejoren las técnicas de observación, nuestras definiciones y comprensión de lo que constituye una luna evolucionarán casi con seguridad.”
La investigación del equipo está disponible como un documento pre-revisado por pares en el repositorio arXiv, y aceptada para su publicación en Astronomy & Astrophysics.
