Un par de astrónomos de la Columbia University utilizando el Telescopio Espacial Hubble de la NASA y el Telescopio Espacial Kepler han reunido pruebas convincentes de la existencia de una luna orbitando a un planeta gigante de gas a 8.000 años luz de distancia.

En un reciente estudio, Alex Teachey y David Kipping informan de la detección de una exoluna candidato, es decir, lunas orbitando planetas en otros sistemas estelares. Este tipo de lunas son inusuales debido a su gran tamaño, comparable al diámetro de Neptuno. Estas lunas gigantescas no existen en nuestro propio Sistema Solar, donde se han catalogado casi 200 satélites naturales.

Kipping, profesor asistente en Columbia, dijo en un comunicado:

Este sería el primer caso de detección de una luna fuera de nuestro sistema solar. Si se confirma por las observaciones de seguimiento del Hubble, el hallazgo podría proporcionar pistas vitales sobre el desarrollo de los sistemas planetarios y podría hacer que los expertos revisen las teorías de cómo se forman las lunas alrededor de los planetas”.

Al buscar exolunas, los investigadores analizaron datos de 284 planetas descubiertos por Kepler que estaban en órbitas comparativamente amplias, con períodos de más de 30 días, alrededor de su estrella anfitriona. Las observaciones midieron la atenuación momentánea de la luz estelar cuando un planeta pasaba frente a su estrella, llamado tránsito. Los investigadores encontraron una instancia, en Kepler 1625b, que tenía anomalías intrigantes.

Kipping dijo:

Vimos pequeñas desviaciones y oscilaciones en la curva de luz que nos llamó la atención”.

Los resultados de Kepler fueron suficientes para que el equipo tuviera 40 horas de tiempo con el Hubble para estudiar intensamente el planeta, obteniendo datos cuatro veces más precisos que los de Kepler. Los investigadores monitorearon el planeta antes y durante su tránsito de 19 horas a través de la cara de la estrella. Después de que terminó, Hubble detectó una segunda disminución, mucho menor, en el brillo de la estrella, 3.5 horas más tarde, consistente con «una luna que sigue al planeta como un perro que sigue a su dueño con una correa», dijo Kipping.

Desafortunadamente, las observaciones programadas del Hubble terminaron antes de que se pudiera medir el tránsito completo de la Luna”.

Representación artística del exoplaneta Kepler-1625b que transita la estrella con el el candidato a exoluna. Crédito: Dan Durda

Además de esta caída en la luz, Hubble proporcionó evidencia de apoyo para la hipótesis de la luna al medir que el planeta comenzó su tránsito 1.25 horas antes de lo previsto. Esto es consistente con el planeta y la luna que orbitan un centro de gravedad común (baricentro) que haría que el planeta se tambalee desde su ubicación prevista.

Kipping dijo:

En una civilización extraterrestre que observaba el tránsito de la Tierra y la Luna, el Sol notaría anomalías similares en el tiempo del tránsito de la Tierra”.

Los investigadores señalan que, en principio, esta anomalía podría ser causada por la atracción gravitatoria de un hipotético segundo planeta en el sistema, aunque Kepler no encontró evidencia de planetas adicionales alrededor de la estrella durante su misión de cuatro años.

Teachey, miembro graduado de la NSF en astronomía en Columbia, dijo en un comunicado:

Una luna compañera es la explicación más simple y natural para el segundo descenso en la curva de luz y la desviación de la órbita. Fue un momento impactante ver esa curva de luz, mi corazón comenzó a latir un poco más rápido y seguí mirando esa firma. Pero sabíamos que nuestro trabajo era mantener la cabeza a nivel probando todas las formas posibles en que los datos podrían estar engañándonos hasta que nos quedamos sin otra explicación”.

Se estima que la luna tiene solo un 1,5 por ciento de la masa de su planeta compañero, que a su vez se estima en varias veces la masa de Júpiter. Kepler 1625b y su satélite, sin embargo, son gaseosos, no rocosos.

El planeta huésped y su luna se encuentran dentro de la zona habitable de la estrella de masa solar (Kepler 1625), donde las temperaturas moderadas permiten la existencia de agua líquida en cualquier superficie planetaria sólida.

Las búsquedas futuras apuntarán a planetas del tamaño de Júpiter que están más alejados de su estrella que la Tierra del Sol.

El estudio científico ha sido publicado en la revista Science Advances.