La existencia de una luna situada fuera de nuestro sistema solar nunca ha sido confirmada, pero un nuevo estudio dirigido por la NASA puede proporcionar evidencia indirecta de la existencia de una.
Una nueva investigación realizada en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA revela posibles signos de una luna volcánica rocosa que orbita un exoplaneta a 635 años luz de la Tierra. La pista más importante es una nube de sodio que, según los hallazgos, está cerca pero ligeramente desincronizada con el exoplaneta, un gigante gaseoso del tamaño de Saturno llamado WASP-49 b, aunque se necesitan más investigaciones para confirmar el comportamiento de la nube. Dentro de nuestro sistema solar, las emisiones de gas de la luna volcánica de Júpiter, Io, crean un fenómeno similar.
Aunque no se ha confirmado ninguna exoluna (lunas de planetas fuera de nuestro sistema solar), se han identificado múltiples candidatos. Es probable que estos compañeros planetarios hayan pasado desapercibidos porque son demasiado pequeños y tenues para que los telescopios actuales los detecten.
La nube de sodio alrededor de WASP-49 b se detectó por primera vez en 2017, lo que llamó la atención de Apurva Oza, ex investigadora postdoctoral en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y ahora científica de Caltech, que administra el JPL. Oza ha pasado años investigando cómo se pueden detectar las exolunas a través de su actividad volcánica. Por ejemplo, Ío, el cuerpo más volcánico de nuestro sistema solar, arroja constantemente dióxido de azufre, sodio, potasio y otros gases que pueden formar enormes nubes alrededor de Júpiter de hasta 1000 veces el radio del planeta gigante. Es posible que los astrónomos que observan otro sistema estelar puedan detectar una nube de gas como la de Ío incluso si la luna en sí fuera demasiado pequeña para verla.
Tanto WASP-49 b como su estrella están compuestos principalmente de hidrógeno y helio, con trazas de sodio. Ninguno contiene suficiente sodio como para explicar la nube, que parece provenir de una fuente que produce aproximadamente 220.000 libras (100.000 kilogramos) de sodio por segundo. Incluso si la estrella o el planeta pudieran producir esa cantidad de sodio, no está claro qué mecanismo podría expulsarlo al espacio.
¿Podría ser la fuente una exoluna volcánica? Oza y sus colegas se propusieron tratar de responder esa pregunta. El trabajo resultó desafiante de inmediato porque desde una distancia tan grande, la estrella, el planeta y la nube a menudo se superponen y ocupan el mismo punto diminuto y lejano en el espacio. Por lo tanto, el equipo tuvo que observar el sistema a lo largo del tiempo.
Una nube en movimiento
Como se detalla en un nuevo estudio publicado en Astrophysical Journal Letters, encontraron varias pruebas que sugieren que la nube es creada por un cuerpo separado que orbita el planeta, aunque se necesita investigación adicional para confirmar el comportamiento de la nube. Por ejemplo, el doble de sus observaciones indicaron que la nube aumentó repentinamente de tamaño, como si estuviera reabasteciendo combustible, cuando no estaba cerca del planeta.
También observaron que la nube se movía más rápido que el planeta, de una manera que parecería imposible a menos que estuviera siendo generada por otro cuerpo que se mueve independientemente del planeta y más rápido que él.
“Creemos que se trata de una prueba realmente crucial”, dijo Oza. “La nube se mueve en la dirección opuesta a la que la física nos dice que debería ir si fuera parte de la atmósfera del planeta”.
Aunque estas observaciones han intrigado al equipo de investigación, dicen que necesitarían observar el sistema durante más tiempo para estar seguros de la órbita y la estructura de la nube.
Una posibilidad de nubes volcánicas
Para parte de su investigación, los investigadores utilizaron el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral en Chile. La coautora de Oza, Julia Seidel, investigadora del observatorio, estableció que la nube está ubicada muy por encima de la atmósfera del planeta, de forma muy similar a la nube de gas que Ío produce alrededor de Júpiter.
También utilizaron un modelo informático para ilustrar el escenario de la exoluna y compararlo con los datos. El exoplaneta WASP-49 b orbita la estrella cada 2,8 días con regularidad, como un reloj, pero la nube aparecía y desaparecía detrás de la estrella o detrás del planeta a intervalos aparentemente irregulares. Utilizando su modelo, Oza y su equipo demostraron que una luna con una órbita de ocho horas alrededor del planeta podría explicar el movimiento y la actividad de la nube, incluida la forma en que a veces parecía moverse frente al planeta y no parecía estar asociada con una región particular del planeta.
“La evidencia es muy convincente de que algo más que el planeta y la estrella está produciendo esta nube”, dijo Rosaly Lopes, geóloga planetaria del JPL, coautora del estudio con Oza. “Detectar una exoluna sería bastante extraordinario, y gracias a Ío, sabemos que es posible que haya una exoluna volcánica”.
Un final violento
En la Tierra, los volcanes son impulsados por el calor en su núcleo que quedó de la formación del planeta. Los volcanes de Ío, por otro lado, son impulsados por la gravedad de Júpiter, que comprime la luna a medida que se acerca al planeta y luego reduce su “agarre” a medida que la luna se aleja. Esta flexión calienta el interior de la pequeña luna, lo que lleva a un proceso llamado vulcanismo de marea.
Si WASP-49 b tiene una luna de tamaño similar a la de la Tierra, Oza y su equipo estiman que la rápida pérdida de masa combinada con la compresión de la gravedad del planeta eventualmente provocará su desintegración.
“Si realmente hay una luna allí, tendrá un final muy destructivo”, dijo Oza.
Traducción no oficial con fines divulgativos del artículo original en Inglés.
Créditos: NASA / JPL-Caltech