El descubrimiento de exoplanetas gigantes alrededor de los planetas Kepler-1625b y Kepler-1708b ha planteado interrogantes. Así como podemos suponer que las estrellas de la Vía Láctea tienen planetas orbitando alrededor de ellas, las lunas alrededor de estos exoplanetas no deberían ser infrecuentes. Esto aumenta la dificultad de detectarlos. Hasta la fecha, de los más de 5.300 exoplanetas conocidos, sólo se ha descubierto que dos tienen lunas.
Los investigadores descubrieron por primera vez rastros de estos satélites en las observaciones de los planetas Kepler-1625b y Kepler-1708b realizadas por los telescopios espaciales Kepler y Hubble. Ahora, un nuevo estudio arroja dudas sobre esas afirmaciones anteriores. Científicos del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar y del Observatorio Sonnenberg en Alemania informaron en la revista Nature Astronomy que la explicación "planetaria pura" de las observaciones es más convincente.
Durante el análisis, los investigadores utilizaron su algoritmo informático Pandora, recientemente desarrollado, que facilita y acelera la búsqueda de nubes de gas externas. También observaron qué tipos de exolunas podrían, en principio, descubrirse en las observaciones astronómicas modernas basadas en el espacio, y sus respuestas fueron impactantes.
Exomatas: un fenómeno raro en observación
En nuestro sistema solar, el hecho de que un planeta esté orbitado por uno o más satélites es la regla más que la excepción: con excepción de Mercurio y Venus, todos los demás planetas tienen tales compañeros; En el caso del gigante gaseoso Saturno, los investigadores han descubierto hasta el momento 140 satélites naturales. Por lo tanto, los científicos creen que los planetas de sistemas estelares distantes también pueden tener lunas. Sin embargo, hasta el momento, sólo hay dos casos con evidencia de la existencia de tales exolunas: Kepler-1625b y Kepler-1708b. Este bajo rendimiento no es sorprendente. Después de todo, las lunas distantes son mucho más pequeñas que sus estrellas madre y, por tanto, más difíciles de detectar. Además, la búsqueda de pruebas de lunas en observaciones de miles de exoplanetas requiere muchísimo tiempo.
Para hacer las búsquedas más fáciles y rápidas, los autores del nuevo estudio utilizaron un algoritmo de búsqueda llamado Pandora. Publicaron su método el año pasado, poniendo el código fuente abierto del algoritmo a disposición de todos los investigadores. Cuando se aplican a las observaciones de Kepler-1625b y Kepler-1708b, los resultados son sorprendentes.
"Queríamos confirmar el descubrimiento de exolunas alrededor de Kepler-1625b y Kepler-1708b, pero desafortunadamente nuestro análisis mostró lo contrario", dijo el científico del MPS, Dr. René Heller, primer autor del nuevo estudio.
Hace cinco años, el planeta Kepler-1625b, similar a Júpiter, fue noticia. Investigadores de la Universidad de Columbia en Nueva York informan que hay pruebas concluyentes de que en su órbita se encuentra una luna masiva con dimensiones que eclipsarían a todos los satélites del sistema solar. Los científicos analizaron datos del telescopio espacial Kepler de la NASA, que observó más de 100.000 estrellas y más de 2.000 exoplanetas durante su primera misión de 2009 a 2013.
Sin embargo, en los años posteriores a su descubrimiento en 2018, el candidato a exoplaneta obligó a los astrónomos a jugar una versión cósmica del escondite. Primero, después de que los datos de Kepler fueron limpiados del ruido del sistema, desaparecieron. Sin embargo, nuevas observaciones con el Telescopio Espacial Hubble revelaron pistas. El año pasado, este inusual candidato a exoplaneta consiguió un compañero: otra luna gigante, mucho más grande que la Tierra, que orbita el planeta Kepler-1708b, del tamaño de Júpiter, según investigadores de Nueva York.
La compleja tarea de detectar exolunas
El Dr. René Heller explicó: "Los exomatas están tan lejos que no podemos verlos directamente, ni siquiera con los telescopios modernos más potentes".
Los telescopios registran las fluctuaciones en el brillo de estrellas distantes en una serie temporal llamada curva de luz. Luego, los investigadores buscaron señales de satélites en estas curvas de luz. Si un exoplaneta pasa frente a una estrella, la oscurecerá un poco, visto desde la Tierra. Este fenómeno se llama tránsito y se repite regularmente con el ciclo de un planeta que orbita una estrella. Los exoplanetas que acompañan a este planeta tendrían un efecto de atenuación similar. Sin embargo, su traza en la curva de luz será mucho más débil.
Además, esta atenuación adicional en la curva de luz seguirá un patrón bastante complejo debido al movimiento de la Luna y los planetas alrededor de su centro de gravedad común. Además, hay otros efectos a considerar, como los eclipses planetarios-lunares, los cambios naturales de brillo en las estrellas y otras fuentes de ruido generadas durante las mediciones telescópicas.
Aún así, para detectar las lunas, los investigadores de Nueva York y sus colegas alemanes primero calcularon millones de curvas de luz "artificiales", incluidos los tamaños, distancias mutuas y direcciones orbitales de todos los planetas y lunas posibles. Luego, un algoritmo compara estas curvas de luz simuladas con las curvas de luz observadas, buscando la mejor coincidencia. Investigadores de las universidades de Göttingen y Sonneberg utilizaron su algoritmo de código abierto Pandora. El algoritmo "Pandora" está optimizado para la búsqueda de exoplanetas y resuelve esta tarea mucho más rápido que los algoritmos anteriores.
Aún no hay rastro del satélite
En el caso de Kepler-1708b, los astrónomos alemanes han descubierto que la ausencia de una luna puede explicar las observaciones con tanta precisión como la presencia de una. Michael Hippke del Observatorio Sonneberg es uno de los coautores del nuevo estudio. "Estos datos no indican la presencia de una exoluna alrededor de Kepler-1708b".
Hay mucha evidencia de que Kepler-1625b tampoco tiene una luna gigante. Anteriormente, Kepler y Hubble observaron el planeta transitando frente a su estrella. Los investigadores alemanes creen ahora que los cambios instantáneos de brillo de una estrella a lo largo de su disco, el llamado efecto de atenuación del borde estelar, tienen una influencia crucial en la señal de exoluna propuesta.
Este efecto de oscurecimiento de los bordes se ve diferente cuando se observa la estrella madre de Kepler-1625b a través de los telescopios Kepler o Hubble. Esto se debe a que Kepler y Hubble son muy sensibles a las diferentes longitudes de onda de luz que reciben. Los investigadores de las universidades de Göttingen y Sonneberg creen ahora que su modelización de este efecto explica los datos de forma más concluyente que las exolunas gigantes.
Su nuevo y extenso análisis también muestra que los algoritmos de búsqueda de exoplanetas a menudo producen resultados poco confiables. Una y otra vez "descubrieron" una luna cuando en realidad sólo un planeta transitaba por su estrella anfitriona. Para una curva de luz como Kepler-1625b, la tasa de "fallos" puede rondar el 11%. "Las afirmaciones anteriores de nuestros colegas de Nueva York fueron el resultado de búsquedas de lunas alrededor de docenas de exoplanetas", dijo Heller. "Según nuestras estimaciones, los resultados poco fiables no son sorprendentes en absoluto, casi se esperaban."
satélite extraño
Los investigadores también utilizaron su algoritmo para predecir los tipos de exoplanetas reales que podrían detectarse claramente mediante las curvas de luz de misiones espaciales como Kepler. Según su análisis, la tecnología actual sólo puede detectar lunas particularmente grandes que orbitan alrededor de planetas en órbitas amplias. En comparación con las conocidas lunas del sistema solar, estas lunas son rarezas: al menos dos veces el tamaño de Ganímedes, la luna más grande del sistema solar y, por lo tanto, casi tan grande como la Tierra.
"Las observaciones futuras, como las primeras exolunas descubiertas por la misión PLATO, serán ciertamente muy inusuales y, por lo tanto, emocionantes de explorar", dijo Heller.
Fuente compilada: ScitechDaily