La búsqueda de exolunas está en marcha

Las lunas son la norma en nuestro sistema solar. La Unión Astronómica Internacional reconoce 288 lunas planetarias y se están descubriendo más. Saturno tiene nada menos que 146 lunas. Todos los planetas, excepto Mercurio y Venus, tienen lunas, y su falta de lunas se atribuye a su pequeño tamaño y proximidad al sol.

Parece razonable que haya lunas alrededor de exoplanetas en otros sistemas estelares, y ahora vamos a empezar a buscarlas con el telescopio espacial James Webb.

El Laboratorio de Mundos Fríos forma parte del Departamento de Astronomía de la Universidad de Columbia y está dirigido por el profesor adjunto David Kipping, un conocido astrónomo británico/estadounidense. El laboratorio se centra en exoplanetas fríos con órbitas amplias alrededor de estrellas.

«En este régimen, la dinámica orbital y la química atmosférica divergen de sus contrapartes calientes, y el potencial de satélites, anillos y habitabilidad aumenta», dice el sitio web del laboratorio. Las exolunas que rodean a estos planetas son parte del enfoque del laboratorio, y Kipping es autor y coautor de varios artículos sobre exolunas.

Hay mucho debate activo en el mundo de la astronomía sobre las exolunas, cómo encontrarlas y cómo confirmarlas. Actualmente, no hay ninguna exoluna confirmada, solo una lista de candidatas, algunas de las cuales deberían estar en zonas habitables si son reales.

Kipping y su equipo han logrado obtener tiempo de observación del JWST para buscar una exoluna. En febrero, su propuesta fue seleccionada. «Hemos estado esperando encontrar exolunas durante mucho tiempo», dice Kipping en un video de YouTube que anuncia el comienzo de sus observaciones del JWST, y agrega que las exolunas han sido «un hilo conductor continuo en mi carrera».

Ahora, Kipping y el Cool Worlds Lab tienen la oportunidad de usar el telescopio espacial más poderoso del mundo para observar un exoplaneta llamado Kepler-167e. El propio Kipping descubrió este planeta hace unos 10 años y tiene algo especial. Es un análogo de Júpiter y un ejemplo muy raro de un gigante gaseoso en tránsito de largo período. Debido a que Júpiter tiene tantas lunas, Kipping y otros sostienen que Kepler-167e es un fuerte candidato a tener también lunas.

El planeta sólo transita su estrella una vez cada tres años y el próximo tránsito está ocurriendo ahora mismo. De hecho, comenzó la mañana del 24 de octubre y el JWST estaba observando en nombre del Cool Worlds Lab. El JWST ha otorgado al laboratorio 60 horas (2 días y medio) de tiempo de observación. Esas observaciones se están realizando ahora mismo y, si todo va bien, es posible que tengamos nuestra primera detección sólida de una exoluna.

Los datos de estas observaciones son exclusivos del Cool Worlds Lab durante un año. «Tenemos un año antes de que los datos se hagan públicos y eso es bastante normal con los datos del JWST», dijo Kipping.

Kipping dice que tienen que ser cautelosos cuando obtienen sus resultados iniciales. «He estado en esta situación muchas veces. Recibes los datos el primer día. Ves una caída y piensas: ‘Ya está. Ya estamos. Tenemos una luna'». Pero unas semanas o meses después, podría resultar que no es real. «Por eso no queremos entusiasmar a la gente de forma prematura», dijo.

Buscar exolunas es un desafío enorme y Kipping lideró un esfuerzo para encontrar algunas en los datos de Kepler. «Estudiamos probablemente alrededor de 300 o 350 exoplanetas durante nuestro tiempo, y solo aparecieron dos candidatos reales en todo este análisis», dijo Kipping en una entrevista con Fraser Cain a principios de este año. Uno de los candidatos era Kepler-1625 b, e incluso entonces, solo tenían el «ínfimo indicio de los datos de Kepler de que había algo allí», dijo.

Kipping dijo a Universe Today que «realmente estamos llevando estos conjuntos de datos al límite para obtener estas señales».

Pero los datos del JWST deberían ser más sólidos que los de Kepler. Kepler era un sondeo automatizado, mientras que el JWST es una bestia diferente. Kepler tenía un campo de visión fijo y un espejo primario de sólo 0,95 metros de diámetro. Su única función era detectar exoplanetas que transitaran frente a sus estrellas. El JWST tiene un espejo de 6,5 metros, múltiples instrumentos, incluidas cámaras y espectrógrafos, y un sistema de filtros. Es mucho más capaz que Kepler, como casi todo el mundo sabe.

Kipping tiene la esperanza de que el JWST pueda detectar lunas tan pequeñas como Ganímedes y Calisto. Existe la posibilidad de que el JWST detecte una exoluna perfecta y que todo el mundo lo sepa. «Ese es el escenario ideal», dice Kipping. Sin embargo, este conjunto de observaciones será científicamente rico tanto si detectan una exoluna como si no, porque el JWST podrá medir otras cosas sobre el planeta.

«Pero también existe la posibilidad de que no veamos nada», dijo Kipping. Si eso sucede, también sería un hallazgo significativo. «Básicamente, tendríamos que romper el libro de texto», dijo Kipping. «Si no vemos un Titán, si no vemos un Ganímedes, si no vemos una Calisto, eso nos está diciendo algo muy profundo sobre la formación de las lunas, tal vez que nuestro sistema solar es algo especial».

Esto refleja lo que solíamos decir sobre los exoplanetas. Antes de la misión Kepler, que encontró más de 2.500 exoplanetas, no estábamos seguros de si la población de planetas de nuestro sistema solar era normal o extraordinaria. Ahora sabemos que es probable que haya exoplanetas orbitando cada estrella (aunque nuestro sistema solar sigue siendo especial).

Es posible que estemos al borde de una era de descubrimiento de exolunas, tal como lo estábamos antes del lanzamiento de Kepler. Las observaciones de exolunas del Cool Worlds Lab son solo uno de los cinco esfuerzos de observación de exolunas que el JWST ha aprobado, y el JWST no es el único telescopio que las buscará. La próxima misión PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars) de la ESA estudiará exoplanetas en zonas habitables alrededor de estrellas similares al Sol, y también descubrirá exolunas.

Kipping está hirviendo de entusiasmo por las observaciones de Kepler-167e del JWST. Kipping descubrió el planeta y, si él y su equipo pudieran encontrar la primera exoluna confirmada a su alrededor, sería todo un logro.

«Es una oportunidad increíble que tenemos para poner a prueba algunas teorías que ya existen desde hace mucho tiempo», afirmó Kipping, y agregó que también es un «sueño que he tenido durante toda mi carrera».

Con información de UniverseToday