El Hubble encuentra evidencia convincente de una luna fuera del Sistema Solar.

Una luna del tamaño de Neptuno orbita un planeta del tamaño de Júpiter.

Este diagrama representa las observaciones fotométricas del Telescopio Espacial Hubble del planeta Kepler-1625b que pasa frente a su estrella madre, llamada tránsito. El planeta bloquea una pequeña fracción de la luz de la estrella y esto se registra en una curva de luz (línea verde inferior) como un ligero descenso en el brillo de la estrella. Después de que se completó el tránsito de 19 horas del planeta, los astrónomos notaron una segunda caída más pequeña en la curva de luz aproximadamente tres horas y media más tarde (panel 4). (Debido a las restricciones de observación, Hubble no pudo registrar el evento completo). La segunda caída se interpreta como la firma de una luna que se arrastra por el planeta. Se estima que la luna es tan grande como el planeta Neptuno. La inclinación de la órbita de la luna candidata es solo una de una amplia gama de posibles inclinaciones que son consistentes con los datos. Los astrónomos esperan repetir esta observación para confirmar la existencia de la luna. Si las observaciones de seguimiento son exitosas, esta sería la primera luna descubierta fuera de nuestro sistema solar. Créditos: NASA, ESA, D. Kipping (Universidad de Columbia) y A. Feild (STScI).

Usando el Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA y datos anteriores del Telescopio Espacial Kepler, dos astrónomos han encontrado la primera evidencia convincente de una luna fuera de nuestro propio Sistema Solar. Los datos indican un exoluna del tamaño de Neptuno, en un sistema estelar a 8000 años luz de la Tierra. Los nuevos resultados se presentan en la revista Science Advances.

La búsqueda de exoplanetas (planetas fuera de nuestro Sistema Solar) proporcionó sus primeros resultados hace solo 30 años. Mientras que los astrónomos ahora encuentran estos planetas de manera regular, la búsqueda de lunas que orbitan exoplanetas no tuvo éxito, hasta hoy.

En 2017, el Telescopio Espacial Kepler de la NASA detectó indicios de un exoluna que orbita el planeta Kepler-1625b. Ahora, dos científicos de la Universidad de Columbia en Nueva York (EE. UU.) Han utilizado las incomparables capacidades del Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA para estudiar la estrella Kepler-1625, a 8.000 años luz de distancia, y su planeta con más detalle. Las nuevas observaciones hechas con el Hubble muestran evidencia convincente de un gran exoluna orbitando el único planeta conocido de Kepler-1625. Si se confirma, este sería el primer descubrimiento de una luna fuera de nuestro Sistema Solar.

El planeta fue observado por Hubble antes y durante su tránsito de 19 horas. Una vez
que terminó el tránsito, el Hubble detectó una disminución secundaria y mucho
menor en el brillo de la estrella aproximadamente 3.5 horas más tarde, en consonancia
con el efecto de una luna que se arrastraba por el planeta. "Definitivamente fue
un momento impactante ver esa curva de luz: mi corazón comenzó a latir un poco
más rápido y seguí mirando esa firma", David Kipping describió sus sentimientos.
Desafortunadamente, las observaciones programadas del Hubble terminaron
antes de que se pudiera capturar el tránsito completo de la luna.
Crédito de la imagen: NASA, ESA.

La luna candidata, con la designación Kepler-1625b-i, es inusual debido a su gran tamaño; Es comparable en diámetro al planeta Neptuno. Tales lunas gigantescas son desconocidas en nuestro propio Sistema Solar. "Esto puede generar nuevos conocimientos sobre el desarrollo de los sistemas planetarios y puede hacer que los astrónomos revisen las teorías de cómo se forman las lunas", explicó Alex Teachey, un estudiante graduado que dirigió el estudio, con entusiasmo [1].

Al igual que su luna, Kepler-1625b también es más grande que sus homólogos en el Sistema Solar. El exoplaneta es un gigante gaseoso, varias veces más masivo que Júpiter [2]. Orbita a su estrella madre a una distancia similar a la distancia entre el Sol y la Tierra, que la coloca, y su luna candidata, en el borde interior de la zona habitable del sistema estelar [3].

Para encontrar evidencia de la existencia del exoluna, el equipo observó el planeta mientras estaba en tránsito frente a su estrella madre, causando una atenuación de la luz de las estrellas. "Vimos pequeñas desviaciones y oscilaciones en la curva de luz que nos llamó la atención", dijo David Kipping, segundo autor del estudio.

Además de esta segunda caída en la curva de luz, el Hubble proporcionó pruebas convincentes de la hipótesis de la luna al detectar el tránsito del planeta más de una hora antes de lo previsto. Esto es consistente con un modelo del sistema en el que el planeta y su luna giran alrededor de un centro de gravedad común, lo que hace que el planeta se tambalee fuera de su ubicación prevista [4].

En principio, esta anomalía también podría ser causada por la atracción gravitatoria de un hipotético segundo planeta en el sistema, pero el Telescopio Espacial Kepler no encontró evidencia de planetas adicionales alrededor de la estrella durante su misión de cuatro años. Aún así, se necesitan más observaciones por parte del Hubble para confirmar completamente la existencia de Kepler-1625b-i.

"Si se confirma, Kepler-1625b-i proporcionará un rompecabezas interesante para que los teóricos lo resuelvan", dijo Kipping. Teachey concluyó: "Es un recordatorio emocionante de lo poco que sabemos realmente sobre los sistemas planetarios distantes y el gran espíritu de descubrimiento que incorpora la ciencia exoplanetaria".

Notas:

El telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA orbitando la Tierra.
Crédito: NASA/ESA & Hubble.

[1] Las lunas de Júpiter y Saturno probablemente se formaron a través de la aglomeración en un disco de material que orbita los planetas, por lo que es posible que esta exoluna también se forme en un disco circumplanetario. Otra posibilidad es que un objeto pasajero fue capturado por la gravedad del planeta. Las fuerzas de marea entre los dos objetos le robarían el impulso al compañero menos masivo y, finalmente, lo arrastrarían a una órbita permanente. No hay indicaciones de captura de mareas entre las lunas de nuestro Sistema Solar. En el caso del sistema Tierra-Luna, se supone que una colisión temprana con un cuerpo más grande desparramó material que luego se unió en una luna. Sin embargo, Kepler-1625b y su luna candidata son gaseosas, no rocosas, por lo que tal colisión no habría llevado a la condensación de un satélite.

[2] A pesar de su tamaño, se estima que la masa de la luna candidata es solo el 1,5 por ciento de la masa de su planeta compañero. Este valor está cerca de la relación de masa entre la Tierra y la Luna.

[3] Si bien tanto el planeta como su luna candidata están dentro de la zona habitable, donde las temperaturas moderadas permiten la existencia de agua líquida, ambos cuerpos se consideran gaseosos y, por lo tanto, no son adecuados para la vida tal como la conocemos.

[4] Un observador distante observando el tránsito de la Tierra y la Luna, el Sol notaría anomalías similares en el tiempo del tránsito de la Tierra.

Más información

El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la ESA y la NASA.

Los resultados se presentaron en el documento "Evidence for a large exomoon orbiting Kepler-1625b" en la revista Science Advances.

El equipo de astrónomos en este estudio está formado por Alex Teachey y David M. Kipping (Columbia University, Nueva York, EE. UU.).

Enlaces de interés:

• Documento de ciencia en Science advances.
• Versión de Hubblesite
• Lanzamiento de la Universidad de Columbia.
• La publicación de YouTube de Teachey.
• La publicación de Kipping en YouTube.
• Publicado en Hubble el 3 de octubre del 2.018, enlace artículo.

Contactos:

Alex Teachey

Universidad de Colombia

Nueva York, Estados Unidos

Correo electrónico: ateachey@astro.columbia.edu

David M. Kipping

Universidad de Colombia

Nueva York, Estados Unidos

Correo electrónico: dkipping@astro.columbia.edu

Mathias Jäger

ESA / Hubble, responsable de información pública

Garching, Alemania

Celular: +49 176 62397500

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