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Encontrar una copia exacta de la Tierra en algún lugar del universo parece una idea descabellada, pero los científicos creen que, dado que la Tierra se produjo en nuestro sistema solar, algo similar tiene que existir en algún otro lugar. El investigador de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, Siegfried Eggl, y sus colegas afirman que las lunas en órbita pueden desempeñar un papel clave en el mantenimiento de la habitabilidad de los planetas durante largos períodos y han identificado un método para encontrarlas.
"En nuestro sistema solar, tenemos una media de 20 lunas orbitando alrededor de cada planeta. Así que sospechamos que también hay lunas alrededor de planetas en otros sistemas. En realidad, no hay ninguna razón para que no las haya", dijo Eggl, profesor del Departamento de Ingeniería Aeroespacial de la UIUC.
Eggl dijo que los astrónomos que utilizan el Atacama Large Millimeter Array han observado recientemente lo que creen que es evidencia de la formación de una luna alrededor del planeta extrasolar PDS 70c. El siguiente paso es encontrar lunas alrededor de planetas que tienen dos estrellas.
Algunos planetas de otros sistemas solares pueden verse con telescopios muy grandes como ALMA, el observatorio W.M. Keck de Hawai o el Observatorio Europeo Austral de Chile, pero las lunas completamente formadas son todavía demasiado pequeñas para ser detectadas.
"Sabemos que están ahí. Sólo tenemos que buscar más. Pero como es tan difícil verlas, hemos identificado una forma de detectarlas a través del efecto que tienen sobre un planeta utilizando las variaciones de tiempo de tránsito".
Eggl dijo que pueden observar cómo se comportan los planetas en su órbita y comparar esas observaciones con modelos con y sin lunas. "Sabemos que los planetas, las estrellas y las lunas de nuestro sistema solar interactúan gravitacionalmente como un gigantesco juego de mesa", dijo Eggl. "La luna interactúa marealmente con la Tierra y frena su propia rotación, pero el Sol también está ahí, tirando de ambos. Una segunda estrella actuaría como otro perturbador externo del sistema".
Según explicó Eggl, cuando un planeta pasa por delante de una estrella, ésta se oscurece un poco. Una luna que tira del planeta hace que éste se tambalee ligeramente en su órbita. Este bamboleo hace que el oscurecimiento de la estrella se produzca unas veces antes y otras después. En un sistema estelar doble, las variaciones adicionales en el tiempo de tránsito se deben a las órbitas forzadas y elípticas del planeta y su luna. Si se detectan, estas variaciones pueden aportar información adicional sobre las propiedades del sistema.
Al igual que probar que hay viento observando cómo se doblan las ramas de los árboles, Eggl dijo que "esta es una prueba indirecta de una luna porque no hay nada más que pueda tirar del planeta de esa manera".
Por supuesto, esto supone que los planetas no perdieron sus lunas por el camino.
"Primero tuvimos que determinar las resonancias orbitales en los sistemas que examinamos", dijo Eggl. "Cuando las lunas y los planetas tienen órbitas ligeramente elípticas, no se mueven siempre a la misma velocidad. Cuanto más excéntrica es una órbita, más frecuencias pueden excitarse, y vemos que estas resonancias son cada vez más importantes. En algún momento habrá resonancias superpuestas que pueden llevar al caos al sistema. En nuestro estudio hemos demostrado, sin embargo, que hay suficiente "terreno" estable como para merecer una búsqueda exhaustiva de lunas alrededor de planetas en sistemas estelares dobles."
Billy Quarles, autor principal del estudio, dijo: "La principal diferencia con los sistemas binarios es que la estrella compañera actúa como la marea en la playa, donde entra periódicamente y borra el frente de la playa. Con una órbita binaria más excéntrica, se elimina una mayor parte del "terreno" estable. Esto puede ayudar mucho en nuestra búsqueda de lunas en otros sistemas estelares".
La conclusión para Eggl es que nuestro sistema solar probablemente no es tan especial como nos gustaría pensar.
"Si podemos utilizar este método para demostrar que hay otras lunas ahí fuera, entonces es probable que haya otros sistemas similares al nuestro", dijo. "También es probable que la luna sea fundamental para la evolución de la vida en nuestro planeta, porque sin ella la inclinación del eje de la Tierra no sería tan estable, cuyos resultados serían perjudiciales para la estabilidad del clima". Otros estudios revisados por expertos han demostrado la relación entre las lunas y la posibilidad de vida compleja."
Fuentes, créditos y referencias:
Billy Quarles et al, Exomoons in Systems with a Strong Perturber: Applications to α Cen AB, The Astronomical Journal (2021). DOI: 10.3847/1538-3881/ac042a
Imágen: Crédito: Universidad de Illinois en Urbana-Champaign