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Es posible que se haya encontrado una luna orbitando un exoplaneta

En las últimas tres décadas, el campo de los estudios de planetas extrasolares ha avanzado a pasos agigantados. Incluso hoy, 4903 planetas extrasolares Ha sido confirmado en 3.677 sistemas planetarios, mientras que otros 8.414 candidatos están a la espera de confirmación. La naturaleza diversa de estos planetas, que van desde el súper Júpiter y la súper Tierra hasta el Mini Neptuno y los mundos acuáticos, ha planteado muchas preguntas sobre la naturaleza de la formación y evolución planetaria. La pregunta bastante importante es el papel y el intercambio de satélites naturales, también conocido como. «exolunas».

Dada la cantidad de lunas en el sistema solar, es bastante razonable suponer que hay lunas en todas partes de nuestra galaxia. Desafortunadamente, aunque hay miles de exoplanetas conocidos, todavía no hay exoplanetas confirmados disponibles para estudiar. Pero gracias a la Universidad de Columbia profesor david kipping Y un equipo internacional de astrónomos, puede haber cambiado. últimamente Un estudio apoyado por la NASAKipping y sus colegas informan sobre el posible descubrimiento de la luna exterior que encontraron mientras examinaban datos de telescopio espacial kepler.

El equipo de investigación incluyó a miembros de Instituto de la NASA para la ciencia de los exoplanetas (NExScI) en Caltech, Centro de Investigación Ames de la NASA, y Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial en el Instituto de Tecnología de Massachusetts, Instituto Manny Baumic de Física Teórica en la Universidad de California, Los Ángeles Instituto de Física de Partículas y Astrofísica en el Instituto Federal Suizo de Tecnología (ETH) de Zúrich, y Instituto de Astronomía y Astrofísica En la Academia Sínica de Taipei. El artículo que describe su investigación y sus hallazgos apareció recientemente en la revista astronomía natural.

Ilustración artística de la nave espacial Kepler de la NASA. Crédito: NASA/Kepler

El profesor Kipping es mejor conocido por su trabajo pionero en estudios de exoplanetas. Como líder del Laboratorio Cool Worlds de la Universidad de Columbia, él y sus colegas han pasado años desarrollando métodos para estudiar y caracterizar exoplanetas. Kipping es también el investigador principal de Buscando Exomunas con Kepler (HEK), una campaña de Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica (CfA) dedicado a encontrar evidencia de la presencia de exomons en Kepler Datos de la misión. Como Kipping le dijo a Universe Today por correo electrónico:

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Los astrónomos suelen ofrecer dos tipos de gustos, los que quieren entender cómo funciona el universo y los que quieren saber si estamos solos o no. En ambos temas, los exomones tienen mucha esperanza. En cuanto a lo primero, darán otros ejemplos de cómo aparecieron las lunas del universo fuera de las costas cósmicas. Cuando miramos a la Luna, por ejemplo, nos preguntamos: ¿fue su formación (probablemente a través de una colisión gigante) 1 en un billón de suerte, o estamos viendo la consecuencia inevitable de la formación de planetas?

«Y finalmente, las lunas pueden ser habitantes repetidos de por vida, que es una metáfora común en la ciencia ficción, por supuesto. Dado que el objetivo general de la NASA es comprender qué tan comunes son los mundos similares a la Tierra, la búsqueda de lunas es una parte necesaria de eso, porque todos saben que pueden dominar. De hecho, en los bienes inmuebles habitables del universo «.

La formación y el desarrollo del único satélite natural de la Tierra está estrechamente relacionado con la Tierra misma. de acuerdo a La hipótesis del impacto gigante, los cuales se formaron después de que un objeto del tamaño de Marte (Theia) chocara con una Tierra primitiva hace unos 4.500 millones de años. Además, algunos científicos creen que este efecto gigante puede ser la causa ¿Por qué la tierra es habitable? hoy dia. Otra teoría dice que La luna ayuda a mantener la dinamo En el interior de la tierra, generando un campo magnético que nos protege de las radiaciones.

Por estas razones, Kipping y sus colegas estudiaron los sistemas de exoplanetas y trabajaron para encontrar formas de descubrir exolunas. Una forma que Kipping y sus colegas idearon para buscarlo es Diferencias de tiempo de tránsito (TTV), donde la fluctuación gravitatoria de un exoplaneta se interpreta como el efecto de las lunas exteriores (similar a Método de velocidad radial). Otra forma es buscar los tránsitos de las propias exolunas, que se alinean con la fotometría transitoria (también conocida como . método de tránsito).

En 2017, Kipping y la campaña HEK identificaron al candidato exoluna más fuerte hasta la fecha: Kepler-1625 b-i. Usando la fotometría de tránsito (también conocida como método de tránsito) de Kepler, El equipo encontró evidencia de un posible exoplaneta (o planeta doble) del tamaño de Neptuno que orbita una estrella similar al Sol a 8.000 años luz de la Tierra. Un año después, presentaron nueva guía que consiguió telescopio espacial Hubble lo que reforzó sus resultados anteriores. Kepler-1625b-i siguió siendo la única luna exterior candidata porque es muy difícil de detectar. Kipping dijo:

“Las exolunas son difíciles de detectar porque se espera que sean más pequeñas que su planeta habitual, lo que las hace difíciles de encontrar y, por lo tanto, sus señales se mezclan con los tránsitos planetarios, lo que las hace difíciles de separar. Hay muchas, muchas formas de buscar satélites. Pero en aras de la brevedad, creemos que los tránsitos son el enfoque más efectivo, por lo que claramente son muy exitosos para el descubrimiento de planetas y proporcionan eventos repetibles que permiten construir una hipótesis falible».

Como se señaló, los satélites naturales son muy comunes alrededor de los gigantes de gas/hielo del Sistema Solar, todos los cuales orbitan más allá de la línea de congelación y son «fríos» (a diferencia de los calientes Júpiter y Neptuno). Por lo tanto, parece lógico que lo mismo sea cierto para los exoplanetas gigantes gaseosos/gigantes helados. Esto llevó a Kipping y sus colegas de HEK a examinar los datos de Kepler en busca de posibles indicios de exolunas haciendo tránsitos junto con los exoplanetas originales.

Percepción artística de una exoluna habitable. crédito: NASA

«Esperamos que los Júpiter calientes sean poco probables, por ejemplo, ya que se cree que migran hacia el interior, lo que podría representar una amenaza para la supervivencia de la Luna», dijo Kipping. “En nuestro trabajo, hostigamos [theorized] Este Fantastic Giants era el mejor lugar para buscar, pero eso era una apuesta. Esto fue impulsado por los exoplanetas gigantes que tienen una gran cantidad de lunas y los tamaños de bolas de colinas más bajas que ocurren en los planetas cercanos».

Para probar aún más esta hipótesis, Kipping y su equipo examinaron los datos de archivo obtenidos por Kepler Para tránsitos de gigantes de gas frío de aproximadamente el doble del tamaño de Júpiter y períodos orbitales de más de 400 días. Después de eliminar cualquier objeto con menos de dos tránsitos (y potencialmente falsos positivos), se obtuvo una muestra de 73 exoplanetas. Luego, analizaron la muestra en función de un modelo de planeta + luna a planeta solo para ver dónde se prefiere fuertemente la señal de planeta + luna. Al final, Kepler-1708b fue el candidato más fuerte.

«Fue lo único que pasó todas las pruebas que se nos ocurrieron», dijo Kipping. “La mejor manera de describirlo es que es una señal de tránsito para la cual el modelo astrofísico más apropiado es un modelo de planeta + luna, y no podemos encontrar razones para descartar esta hipótesis después de una serie de pruebas”.

Por supuesto, esta investigación aún está en sus inicios, y Kipping y sus colegas reconocen la necesidad de tiempo para desarrollar sus métodos y refinar sus técnicas. Kipping resume: «Soy optimista de que podamos aprovechar estos éxitos para encontrar eventualmente lunas más pequeñas cuya naturaleza nos perturbe menos porque están convergiendo cada vez más con las lunas que encontramos en nuestro sistema solar».

Impresión artística de la vista desde una luna hipotética de un exoplaneta que orbita un sistema estelar triple. crédito: NASA

Además, la investigación de exoplanetas y exoplanetas se beneficiará enormemente en un futuro próximo a medida que los observatorios de próxima generación como james webb y el nancy gracia romano Los telescopios espaciales estuvieron disponibles. Ahora que James Webb finalmente se lanzó y sus espejos y escudo térmico están desplegados, los astrónomos esperan que tome sus primeras fotografías en solo seis meses. Mientras tanto, los telescopios terrestres como telescopio muy grande (ELT) y Telescopio Magallanes Gigante (GMT) La búsqueda de exolunas se reducirá.

Usando sus conjuntos avanzados de espejos primarios gigantes, espectrómetros, trazadores coronales y óptica adaptativa, estos observatorios realizarán estudios de imágenes en vivo de exoplanetas. Particularmente planetas rocosos más pequeños que orbitan cerca de sus estrellas donde se esperarían planetas similares a la Tierra. Estas capacidades avanzadas también pueden detectar señales de luz tenue de las lunas exteriores en órbita.

Lectura profunda: astronomía natural