Las exolunas masivas habitables… ¿podrían existir?

Un nuevo estudio nos plantea algunas preguntas muy interesantes. Especifícamente, se centra en la posible existencia de exolunas masivas. Es decir, lunas que orbitan alrededor de planetas más allá del Sistema Solar. Nos podrían dar una imagen muy interesante del cosmos…

La existencia de exolunas masivas

¿Existen las exolunas masivas?

Un atardecer en una exoluna, generada por el simulador Space Engine.
Crédito: Space Engine

La pregunta que nos plantea el estudio es tan sencilla como intrigante… ¿Hay exolunas masivas, quizá del tamaño de la Tierra o aún mayores, en torno a gigantes gaseosos en las zonas habitables de otras estrellas de la Vía Láctea? El planteamiento resulta muy interesante porque aumentaría, sensiblemente, la posibilidad de que haya vida en sistemas muy diferentes al nuestro. Así que este estudio es un soplo de aire fresco.

En él, los investigadores han desarrollado modelos de formación lunar y evolución orbital en un amplio conjunto de condiciones. Es decir, han analizado qué variaciones podrían producirse en función de la composición del disco circumplanetario. Es, decir, el disco de material que rodea a un planeta durante su formación. Algo que, a su vez, nos obliga también a considerar cómo se forman los sistemas planetarios. Algo que, por sorprendente que parezca, todavía no está muy claro.

Los investigadores se centran en los dos grandes modelos. Por un lado, el de acreción del núcleo. En el los planetas se forman a partir de partículas pequeñas que van agolpándose. Así, paulatinamente, se llega a un planeta gigante. El otro es el de inestabilidad gravitacional. En él se plantea el proceso contrario (en vez de ir desde algo pequeño a algo grande). Según este modelo, una nube de material gaseoso colapsa sobre sí misma para formar un planeta.

Dos modelos válidos

Concepto artístico de un disco protoplanetario.
Crédito: NASA

Los dos modelos permiten que los gigantes gaseosos puedan tener discos circumplanetarios a su alrededor, durante las últimas fases de su formación. Eso sí, los discos circumplanetarios no se comportan exactamente igual que los discos circunestelares. Estos últimos son los que rodean a las estrellas recién formadas. Es decir, son la cuna de sistemas planetarios, como el Sistema Solar. Los discos circumplanetarios reciben un flujo constante de gas y polvo, procedente de las capas superiores del disco protoplanetario.

Es el resultado de la acreción de gas durante la formación del planeta gigante. Los satélites de Júpiter son un buen ejemplo local de cómo funciona este proceso. De hecho, es algo que nos puede ayudar a comprender la formación de satélites. Hay varias cosas interesantes sobre los satélites galileanos. Sabemos que Ío es rocoso. Los otros tres (Ganímedes, Europa y Calisto) tienen una buena cantidad de agua helada.

El estudio indica que esos satélites solo pueden formarse a partir de un disco circumplanetario con temperaturas inferiores al punto de congelación del agua. Sin embargo, las simulaciones muestran que esos discos tendrían temperaturas de varios cientos, y miles, de grados Celsius. Algo que podría tomarse como señal de que los satélites galileanos se formaron mucho más tarde. Quizá cuando Júpiter se había enfriado sustancialmente y el disco comenzaba a disiparse.

Las exolunas masivas y variaciones en los discos

Recreación artística de una hipotética exoluna (luna en torno a un planeta extrasolar) habitable.
Crédito: Luciano Mendez

Así que los investigadores hicieron varias simulaciones. En ellas, cambiaban las condiciones tanto del disco circumplanetario como el disco circunestelar. Se simularon 20.000 sistemas para estudiar la formación, migración y acreción de los satélites. El resultado es interesante, especialmente desde la perspectiva de las exolunas masivas. El flujo continuo de polvo, del disco protoplanetario, provoca que se formen satélites masivos y se muevan hacia el planeta.

De manera que contaminan su atmósfera con metales. Según los investigadores, esas lunas se formarían muy rápido, a menudo en tan solo 10.000 años. Algo que tiene que ver con la corta duración de la órbita del disco alrededor de un planeta. Es mucho menos que el tiempo que tardaría el disco circunestelar, alrededor de una estrella como el Sol, en completar una vuelta alrededor del astro si estuviese a la distancia de Júpiter.

Durante este período de formación, el disco circumplanetario sigue enfriándose. Así que llega un momento en el que se permite la formación de lunas de hielo. De hecho, según las simulaciones de los investigadores, alrededor del 85% de las lunas supervivientes contendrían agua. Además, también han determinado que la cantidad de satélites que se precipitarían contra el planeta equivaldrían a 0,3 veces la masa de la Tierra, de media. En algunos casos, podría ser hasta 10 veces la masa del planeta.

Un panorama prometedor

Concepto artístico de una exoluna similar a la Tierra alrededor de un planeta gaseoso.
Crédito: Andy McLatchie

Eso sería un mecanismo de contribución para explicar la abundancia de metales pesados en Júpiter. Lo más interesante de todo es que, a pesar de eso, el estudio demuestra que sí se podrían formar exolunas masivas que llegasen a sobrevivir. Eso a pesar de que se forman mucho más tarde, cuando al disco circumplanetario ya solo le queda un 2% de su masa inicial. A pesar de ello, se puede llegar a acumular mucha masa.

Los investigadores calculan que esas exolunas podrían tener, de media, una masa similar a las de los satélites galileanos y hasta más masa que la Tierra. Además, quiere decir que estas exolunas, en órbitas cercanas a gigantes gaseosos, podrían ser detectables por algunos proyectos. El telescopio Kepler tiene un proyecto, en el futuro, centrado en la detección de exolunas. Este estudio le da un punto más de interés. ¿Qué descubrimientos podrá realizar?

En cuanto a las exolunas masivas, su existencia es muy interesante. Si están en la zona habitable, tienen implicaciones muy interesantes para la búsqueda de vida. A fin de cuentas, quiere decir que habría muchas más oportunidades para que se desarrolle la vida. Eso sí, de momento tenemos que esperar, porque la tecnología de la que disponemos en la actualidad no es suficiente. Habrá que tener nuevos instrumentos, y mejores, para poder descubrir si este estudio está en lo correcto…

El estudio es Cilibrasi et al.; “Satellites Form Fast & Late: a Population Synthesis for the Galilean Moons”. Ha sido enviado a la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society y puede ser consultado en arXiv.

Referencias: Centauri Dreams

Alex Riveiro

Amante de la astronomía. Hablo de todo lo relacionado con el universo y sus conceptos de una manera amena y sencilla. Desde los púlsares hasta la historia de la astronomía en Al-Andalus.

También te podría gustar...

1 respuesta

  1. Arnoldo De la Hoz dice:

    Leído.

¡Comenta este artículo!

Este sitio usa Akismet para reducir el spam. Aprende cómo se procesan los datos de tus comentarios.

A %d blogueros les gusta esto: