¿La primera exoluna?

Kepler-1625b I, la primera candidata a este tipo de astro.

Sabemos que existen más de 3600 planetas extrasolares, pero por ahora no hay rastro de ningún satélite alrededor de los mismos, es decir, exolunas. Pero eso puede haber cambiado, porque el planeta Kepler-1625b podría albergar la primera exoluna descubierta por la humanidad. La dificultad en la detección de exolunas es que de los dos métodos más populares para descubrir planetas extrasolares, el método del tránsito y el de la velocidad radial, solo el primero nos permite revelar la existencia de satélites. El siguiente inconveniente es que la señal de una exoluna en la curva de luz de un tránsito es muy complicada de vislumbrar entre el ruido de la señal. 

Una exoluna de tamaño terrestre alrededor de un planeta gigante.

El lugar ideal para buscar exolunas son los datos del telescopio espacial Kepler de la NASA, así que es normal que se hayan puesto en marcha varias iniciativas con este propçosito. La más famosa es HEK (Hunt for Exomoons with Kepler), liderada por el investigador británico David Kipping. Desde 2011 el proyecto HEK no ha parado de buscar exolunas, pero sin éxito. Las características del método del tránsito nos dicen que cuanto mayor sea la luna en proporción al planeta y cuanto más grandes sean ambos, más fácil será su detección. Otros factores que facilitan su descubrimiento son que la actividad estelar sea lo más baja posible (no olvidemos que es la principal fuente de ruido) y que el planeta gire alrededor de una estrella pequeña (en ese caso el tránsito es más nítido y la relación señal ruido es por tanto mayor). En definitiva, la curva de luz de un exoplaneta con una exoluna presenta un perfil más complejo que resulta difícil separar del ruido. Por otro lado, además de modificar la curva de luz, la existencia de una luna generará variaciones en la duración y/o el momento del tránsito del planeta (TDV y TTV). Paradójicamente, es más difícil de detectar la presencia de varias lunas, si las hubiera, que la de un único satélite del mismo tamaño. 

Cómo modifica una exoluna la curva de luz de un planeta.

En el último trabajo del proyecto HEK Kipping y sus colegas han estudiado 284 sistemas candidatos a tener exolunas. Los planetas con posibles lunas tienen un tamaño comprendido entre el de la Tierra y el de Júpiter y están situados a una distancia de su estrella de entre 15 y 150 millones de kilómetros. Y hay buenas y malas noticias. Las malas son que no han podido descubrir ninguna exoluna de forma concluyente, lo que indica que las lunas de gran tamaño deben ser escasas en la Galaxia. Las buenas son que al menos hay un candidato destacable. Sea como sea, una interpretación estadística de los resultados, o más bien de la ausencia de los mismos, es que la mayoría de exolunas tendrían un tamaño comparable a la mitad de la Tierra y se hallarían a una distancia de entre 5 y 10 radios planetarios. Llama la atención la falta de sistemas análogos a los satélites galileanos de Júpiter, es decir, lunas de entre 0,2 y 0,4 radios terrestres (aunque obviamente son más difíciles de detectar). 

Visión de dos exolunas, vistas desde otra, alrededor de un gigante tipo joviano.

Kepler-1625b I (KOI-5084.01) es el candidato a exoluna más prometedor, aunque la confianza estadística no es lo suficientemente alta (4,4 sigma) para asegurar que el descubrimiento sea real. Este sistema está a 4000 años luz de distancia y, si confiamos en los datos, estamos hablando de una exoluna del tamaño de Neptuno (!) que orbita un planeta similar a Júpiter en tamaño, pero con unas diez veces su masa (lo que lo coloca muy cerca del límite entre planetas y enanas marrones). Esta ‘superluna’ parece orbitar su planeta madre a una distancia de 1.300.000 kilómetros (unos 19 radios planetarios), fuera del límite de Roche que impide la existencia de satélites, pero dentro de la esfera de Hill de influencia gravitatoria del planeta. Este asombroso planeta doble gira a su vez alrededor una estrella que es 1,7 veces más grande que el Sol. Kepler-1625b I podría ser un simple espejismo creado por el análisis de los datos, así que habrá que esperar a futuras observaciones. De entrada Kipping y sus colegas ya han pedido tiempo de observación en octubre con el telescopio espacial Hubble para obtener más datos del sistema y, con suerte, confirmar el descubrimiento. 

Los tres tránsitos de Kepler-1265b observados por Kepler. Atención a la forma irregular de cada tránsito.

Si Kepler-1625b I existe de veras habría que explicar cómo se puede formar semejante sistema. En el sistema solar las lunas de gran tamaño se han formado mediante tres tipos de mecanismos: por acreción —es decir, como un sistema solar en miniatura (los satélites más grandes de Júpiter, Saturno y Urano)—, por colisiones catastróficas (la Luna y, quizás, Fobos y Deimos) o por captura gravitatoria (Tritón en Neptuno). De estos tres mecanismos, el único que puede explicar la formación de una luna gigante como Kepler-1625b I sería el último, o sea, captura gravitatoria. O puede que no y sea necesario revisar los modelos de formación planetaria como ya ocurrió cuando se descubrió el primer júpiter caliente en 1995. Ahora supongamos por un momento que Kepler-1625b I es real. Estamos hablando nada más y nada menos que de un planeta como Júpiter rodeado por un mundo como Neptuno. Ciertamente tiene que ser todo un espectáculo.