A la caza de exolunas, la pr¨®xima frontera de exploraci¨®n planetaria

Existe un planeta en las afueras de nuestro Sistema Solar que tiene 79 lunas. Lleva el nombre de un dios, J¨²piter, y se lo merece. El dios de los dioses en la mitolog¨ªa romana era celoso y vengativo. En el reciclaje de su nombre como planeta, no tengo claro si se puede hablar de toponimia fuera de la Tierra, es simplemente eso, un planeta. Eso s¨ª, el m¨¢s grande que tenemos en casa, as¨ª que llevar puesto el nombre de un dios le ajusta como un guante.

J¨²piter tiene tantos sat¨¦lites que algunos todav¨ªa no han sido nombrados oficialmente, en concreto 23 de ellos. Entre las lunas de J¨²piter que s¨ª tienen nombre podemos encontrar a las menos conocidas Thyone, Adrastea, Isonoe o Kale y tambi¨¦n a las famosas Europa, Gan¨ªmedes la m¨¢s grande del Sistema Solar, o ?o la de los volcanes. Si la mera presencia de una luna nos fascina en la Tierra, podemos fantasear como ser¨ªa el cielo nocturno en la superficie de nuestro vecino gigante: un cielo surcado por sat¨¦lites naturales de colores y tama?os diferentes, y con alineaciones recurrentes. La imaginaci¨®n es una parte importante de las m¨²ltiples habilidades del cerebro y como en verano las noches son cortas e invitan a mirar el cielo so?emos c¨®mo ser¨ªa tener un planeta con tantas lunas como J¨²piter o como Saturno con sus m¨¢s de 60.

Pero, ?de d¨®nde salen tantas lunas? Por lo que sabemos hasta la fecha, el proceso de formaci¨®n de un sat¨¦lite alrededor de un planeta es similar al de construcci¨®n de un planeta orbitando una estrella, ambos crecen en el disco resultado del proceso de formaci¨®n del cuerpo m¨¢s grande. Aunque en el caso de las lunas tambi¨¦n se pueden crear a partir de una colisi¨®n gigante como en el caso de la nuestra. O pueden haber sido capturadas. Este parece ser el origen de Trit¨®n, un cautivador sat¨¦lite que orbita al planeta Neptuno. Trit¨®n tiene una ¨®rbita que gira en direcci¨®n contraria al planeta y esto, junto con su composici¨®n qu¨ªmica, que es similar a la de Plut¨®n, hacen pensar que estamos tratando con un objeto que posiblemente haya sido atado atrapado por el campo gravitatorio de Neptuno y que tenga origen en el llamado cintur¨®n de Kuiper, una concentraci¨®n de cuerpos menores m¨¢s all¨¢ de la ¨®rbita neptuniana.

El caso es que en el Sistema Solar existen cientos de sat¨¦lites naturales orbitando, sobre todo, los planetas gigantes. Pero fuera de nuestro sistema todav¨ªa no tenemos ninguna luna, exoluna, confirmada a pesar de que pudieran estar alrededor de los miles de exoplanetas que hemos conseguido detectar en los ¨²ltimos a?os. La b¨²squeda de exolunas contin¨²a. El problema es que su detecci¨®n es complicada.

La t¨¦cnica m¨¢s prol¨ªfica de detecci¨®n de exoplanetas es la de tr¨¢nsitos. As¨ª es como se han descubierto la mayor parte de los planetas confirmados hasta la fecha (v¨¦ase Kepler por ejemplo). El m¨¦todo consiste en apuntar a la estrella con un telescopio, ya sea en tierra o en el espacio, y esperar a que algo pase por delante. Obviamente, es m¨¢s sencillo medir algo que pasa delante cuando es grande con respecto al cuerpo que oculta y est¨¢ en el mismo plano. Del mismo modo que resulta m¨¢s probable que sea tu abuela, y no una mosca, quien te haya estropeado m¨¢s de un momento ¨¢lgido mientras ve¨ªas tu programa favorito en la televisi¨®n. Aunque ambos hayan pasado siempre a la misma distancia de la televisi¨®n y haya en promedio muchas m¨¢s moscas que abuelas, tu abuela es, esperemos, m¨¢s grande y si no es as¨ª es que tienes un problema de plagas en casa nivel Parque Jur¨¢sico.

La detecci¨®n de exoplanetas por esta t¨¦cnica de tr¨¢nsitos funciona mejor cuando la ¨®rbita del objeto grande adem¨¢s es cercana a la estrella, esto es cuando sus periodos orbitales son cortos. Un ejemplo extremo lo tenemos en la ocultaci¨®n total que se produce en un eclipse. Un planeta como Saturno tarda 29.4 a?os terrestres en dar la vuelta al Sol, ese es su periodo. Obviamente, detectar la se?al de Saturno por tr¨¢nsito desde un planeta lejano ser¨ªa mucho m¨¢s dif¨ªcil que hacerlo si estuviese colocado a la distancia que est¨¢ la Tierra del Sol que tiene un periodo de un a?o (terrestre, obviamente). Continuando con el ejemplo de la abuela: si tuvieses una casa inmensa tipo futbolista famoso (aqu¨ª asumo que son los ¨²nicos que hacen tanto dinero en este pa¨ªs como para tener una casa grande) y tu abuela pasase lejos del televisor no la ver¨ªas, recordemos que tambi¨¦n tiene que estar lejos de ti y en el mismo plano, que estamos, no perdamos el hilo, hablando de exoplanetas que est¨¢n a grandes distancias de nosotros.

El problema para detectar lunas en exoplanetas por tr¨¢nsitos es que, precisamente, es en estos planetas de largo periodo donde se espera que las lunas sean m¨¢s abundantes, pero no por consideraciones de similitud con el Sistema Solar sino por efectos din¨¢micos.

Pensamos que los planetas gigantes se forman con alta probabilidad lejos de la estrella, m¨¢s all¨¢ de la l¨ªnea de hielos. Pero despu¨¦s puede acercarse a la estrella. Cuando el planeta migra en el disco protoplanetario hasta situarse en la ¨®rbita m¨¢s cercana donde lo detectamos por tr¨¢nsitos, la esfera de influencia gravitatoria del planeta disminuye, lo que provoca que pierda sus lunas. Las lunas se vuelven inestables o bien son eyectadas o colisionan con el planeta.

Los planetas gigantes que detectamos por tr¨¢nsitos con m¨¢s facilidad no han nacido donde est¨¢n, han tenido que migrar y el destino de las lunas de un planeta gigante que se encuentra cerca de la estrella depende de la historia de migraci¨®n del planeta. Si se detectan lunas alrededor de un planeta con una peque?a ¨®rbita alrededor de su estrella es muy probable que no sea una luna que se form¨® con el planeta, sino que haya sido capturada en el proceso de migraci¨®n.

La primera exoluna candidata orbita el planeta Kepler-1625b tendr¨ªa el tama?o de Neptuno y fue detectada utilizando el telescopio Hubble aunque un posterior an¨¢lisis de los datos parece descartar su existencia. Otra candidata es Kepler-1708 b-i, que tendr¨ªa dos veces el tama?o de la Tierra. Seguimos buscando con mucho cuidado.

Eva Villaver es investigadora del Centro de Astrobiolog¨ªa, dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Cient¨ªficas y del Instituto Nacional de T¨¦cnica Aeroespacial (CAB/CSIC-INTA).

Vac¨ªo C¨®smico es una secci¨®n en la que se presenta nuestro conocimiento sobre el universo de una forma cualitativa y cuantitativa. Se pretende explicar la importancia de entender el cosmos no solo desde el punto de vista cient¨ªfico sino tambi¨¦n filos¨®fico, social y econ¨®mico. El nombre ¡°vac¨ªo c¨®smico¡± hace referencia al hecho de que el universo es y est¨¢, en su mayor parte, vac¨ªo, con menos de un ¨¢tomo por metro c¨²bico, a pesar de que en nuestro entorno, parad¨®jicamente, hay quintillones de ¨¢tomos por metro c¨²bico, lo que invita a una reflexi¨®n sobre nuestra existencia y la presencia de vida en el universo. La secci¨®n la integran Pablo G. P¨¦rez Gonz¨¢lez, investigador del Centro de Astrobiolog¨ªa; Patricia S¨¢nchez Bl¨¢zquez, profesora titular en la Universidad Complutense de Madrid (UCM); y Eva Villaver, investigadora del Centro de Astrobiolog¨ªa.

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