Un grupo de investigadores plantea un nuevo método para detectar exolunas. Algo que puede ser vital a la hora de encontrar planetas similares a la Tierra. A fin de cuentas, la Luna tiene un efecto muy marcado en nuestro planeta y puede ser necesario encontrar mundos con satélites a su alrededor…
La importancia de detectar exolunas y la vida en la Tierra
Sabemos que la Luna tiene un efecto muy importante en la Tierra. Al estabilizar la inclinación de su eje, ha permitido que nuestro planeta haya experimentado condiciones similares a lo largo de toda su existencia. Por lo que el razonamiento, de un grupo de investigadores, es de lo más lógico. Si se consigue encontrar un sistema parecido, en otro lugar de la Vía Láctea, es posible que sea un mundo parecido a la Tierra. No quiere decir, ni mucho menos, que vayamos a encontrarnos ante un planeta que esté habitado, como es nuestro caso. Pero sería un gran avance…
Por otro lado, del mismo modo que se sabe que la Luna tiene un efecto importante en la Tierra, hay otros factores que pueden jugar en contra. No es el caso del Sistema Solar, pero sí podría serlo en otros lugares. A largo plazo, hay muchos aspectos que pueden provocar que la presencia de un satélite alrededor de su planeta no sea posible. Esto es lo que ha llevado a los investigadores a analizar esos escenarios. En su estudio, se han centrado en el sistema de Alfa Centauri, el más cercano al Sistema Solar, y especialmente, en Alfa Centauri A y B.
El Sol es una estrella atípica en cuanto a que es solitaria. Muchas de las estrellas que podemos ver, de noche, son en realidad parte de sistemas múltiples. En los sistemas binarios (formados por dos estrellas) podemos encontrar planetas en dos órbitas diferentes. Pueden describir una órbita circunestelar (alrededor de una estrella) o circumbinaria (alrededor de ambas). En estudios anteriores, ya se había determinado que un exoplaneta puede tener exolunas estables si su órbita es circumbinaria. Pero no se sabía si sería así en el caso de planetas circunestelares.
El método de variación en el tiempo de tránsito como herramienta para detectar exolunas
Así que, en parte de su estudio, los investigadores se enfrentan a esa pregunta. Para hacerlo, tomaron el sistema de Alfa Centauri como punto de partida. Por un lado, recurrieron a la técnica de variación en el tiempo de tránsito (TTV, por sus siglas en inglés). El tránsito es el nombre que recibe el tiempo que un planeta tarda en volver a pasar por delante de su estrella, desde nuestra perspectiva. Libre de influencias gravitacionales, ese tránsito será regular, con la caída de luz (provocada por el paso del planeta) sucediendo en intervalos regulares.
Sin embargo, las interacciones gravitacionales en su sistema provocarán variaciones. Pueden deberse a la presencia de otro exoplaneta o de una exoluna. La interacción entre el exoplaneta que se esté observando, y esos otros posibles objetos, provocará que el tránsito no se produzca exactamente cuando debería. El método ya ha permitido descubrir exoplanetas, pero ahora los investigadores plantean utilizarlo para exolunas también. La interacción con un satélite también provocará pequeñas diferencias en el tiempo de tránsito.
En el mundo real, sabemos que Alfa Centauri tiene dos exoplanetas, Próxima b y c, ambos alrededor de Próxima Centauri, una enana roja que orbita alrededor de Alfa Centauri A y B. También es posible que alrededor de Alfa Centauri A y B, y en su zona habitable, haya otro exoplaneta. En la simulación de los investigadores, plantean que habrá muchos planetas y satélites, para poder llevar a cabo su estudio. Así, explican que los planetas circumbinarios tendrán órbitas más elípticas que la de la Tierra, provocando que su tránsito pueda variar.
Un ejemplo hipotético en Alfa Centauri
Por lo que parte de esa variación podría deberse a la órbita elíptica. Otra parte, sin embargo, podría deberse a la presencia de una exoluna. Si se consiguiese deducir qué variaciones corresponden a una exoluna, se puede determinar algunas características tanto del exoplaneta como del satélite. Es decir, sería una forma indirecta de detectarlas, al determinar que no habría nada más que pudiese interactuar de esa forma con el exoplaneta. Uno de los inconvenientes es la dificultad para determinar todos los factores posibles en un sistema binario.
Las órbitas elípticas lo dificultan todo, porque el planeta y sus posibles lunas pueden moverse a velocidades diferentes. Si las condiciones son apropiadas, pueden incluso provocar resonancias. Esas resonancias pueden provocar que el sistema se vuelva caótico. Aunque, incluso en ese escenario, debería haber un período de estabilidad. El suficiente como para que, según explican los investigadores, valga la pena pensar en realizar búsquedas de exolunas en exoplanetas en sistemas binarios. Una de las mayores diferencias, evidentemente, es la presencia de una segunda estrella.
Los investigadores explican su efecto de una manera muy elegante. Esa segunda estrella es como una marea en la playa. Periódicamente se acerca y se aleja del borde de la playa. En una órbita lo suficientemente excéntrica (es decir, elíptica), el período de estabilidad se ve reducido. Es algo que puede ayudar a determinar mejor en qué sistemas vale la pena intentar encontrar alguna exoluna. A fin de cuentas, ese es otro de los aspectos en los que se centra el estudio. ¿Cuál es la longevidad de una exoluna en estos casos?
Detectar exolunas puede acercarnos a encontrar planetas habitables (¿y habitados?)
La longevidad de una exoluna puede ser imprescindible para ayudar a que un planeta sea capaz de mantener un entorno habitable. Es lo que sucedió en el caso de la Tierra. El inconveniente es que hay muchos mecanismos que pueden provocar que un satélite sea expulsado del entorno de su planeta. La excentricidad de la órbita, en un sistema binario, es uno de los principales factores. Todo se debe a que la segunda estrella, en ese escenario, actúa como un agente perturbador. Su gravedad termina expulsando al satélite del entorno del planeta.
Del mismo modo, la interacción gravitacional entre exoplaneta y exoluna puede ser parte del problema. En el caso de Alfa Centauri, los investigadores observaron que Alfa Centauri A sería un perturbador y provocaría más excentricidad en la órbita de un exoplaneta alrededor de Alfa Centauri B. Algo que haría que, en una escala de 10 000 millones de años, una exoluna se convirtiese en inestable. Pero no es algo que se cumpla a rajatabla. Hay excepciones que permiten que una exoluna pueda mantenerse en torno a un exoplaneta durante mucho más tiempo.
Sea como fuere, el estudio, a través de esa simulación de un planeta parecido a la Tierra, con un satélite similar a la Luna, en torno a Alfa Centauri, permite definir límites. Es algo que podría ayudar a encontrar exoplanetas, con una configuración similar a la de nuestro mundo, en sistemas binarios. La variación en el tiempo de tránsito de un sistema así sería muy pequeña, y el telescopio Kepler ya detectó algunas de ese tipo. Por lo que puede que, además de ruido, algunos de esos datos sirvan para detectar exolunas en otros lugares de la Vía Láctea…
Estudio
El estudio es B. Quarles, S. Eggl, M. Rosario-Franco y G. Li; «Exomoons in Systems with a Strong Perturber: Applications to α Cen AB». Publicado en la revista The Astronomical Journal el 14 de julio de 2021. Puede consultarse en este enlace.
Referencias: Universe Today
