Ilustración artística del exoplaneta Kepler-1625b con su luna hipotética, que se cree que es del tamaño de Neptuno.
(Imagen: © Dan Durda)
El primer candidato a exomoon serio es probablemente el núcleo capturado de un planeta bebé gigante, si el mundo exótico realmente existe, sugiere un nuevo estudio.
En octubre de 2018, los astrónomos de la Universidad de Columbia, Alex Teachey y David Kipping, anunciaron que habían visto evidencia de un Mundo del tamaño de Neptuno que rodea Kepler-1625b, un enorme planeta alienígena que se encuentra a unos 8,000 años luz de la Tierra.
Esta fue una gran noticia: si se confirma, el nuevo mundo, conocido como Kepler-1625b-i, sería la primera luna descubierta más allá de nuestro sistema solar. Pero la confirmación ha resultado difícil.
Teachey y Kipping enfatizaron en ese momento que la detección, realizada utilizando observaciones de los telescopios espaciales Kepler y Hubble de la NASA, era tentativa. Desde entonces, otro equipo de investigación ha argumentado en contra de la existencia de Kepler-1625b-i, y otro ha enfatizado que los datos no son concluyentes en este momento. Entonces, un año después, Kepler-1625b-i sigue siendo candidato en lugar de un mundo de buena fe.
Ese estado no ha impedido que otros científicos intenten comprender cómo el potencial exomoon llegó a ser, sin embargo. De hecho, un nuevo estudio abordó esa pregunta y obtuvo una respuesta intrigante.
Orígenes turbios
Los astrónomos piensan que Kepler-1625b-i es aproximadamente 10 veces más masivo que la Tierra, y el objeto parece orbitar su planeta padre similar a Júpiter a una distancia promedio de 1.9 millones de millas (3 millones de kilómetros).
Por lo tanto, Kepler-1625b-i probablemente "tiene un momento de masa y angular muy superior a todo lo visto en los satélites de los planetas del sistema solar", escribió Bradley Hansen, del Instituto Mani L. Bhaumik de Física Teórica de la UCLA, en el nuevo estudio: que fue publicado en línea hoy (2 de octubre) en la revista Avances científicos.
"Los parámetros de Kepler-1625b-i son comparables a los de los planetas recientemente descubiertos que orbitan cerca de estrellas de baja masa", escribió Hansen. "Por lo tanto, no es obvio que Kepler-1625b-i se formó de manera similar a las lunas del sistema solar".
Las grandes lunas de Júpiter, por ejemplo, probablemente se unió de un disco de material que dio vueltas alrededor del planeta recién nacido hace mucho tiempo. Pero el trabajo de modelado sugiere que Kepler-1625b-i es demasiado grande para haberse formado de esta manera, dijo Hansen.
Es posible que el exomoon candidato sea un antiguo planeta que fue capturado gravitacionalmente por Kepler-1625b, que es el doble de masivo que Júpiter. Pero esto tampoco parece funcionar; "Todos los escenarios que ensamblan o capturan Kepler-1625b-i después de que se formó el planeta anfitrión sufren el problema de que producen lunas que son demasiado pequeñas o demasiado cercanas", escribió Hansen.
En cambio, su nuevo trabajo de modelado sugiere que la captura ocurrió considerablemente antes, poco después de que ambos cuerpos nacieran. Es probable que los dos objetos en crecimiento ocuparan el mismo vecindario orbital: una porción de espacio alrededor de una unidad astronómica (UA) de la estrella anfitriona. (Una UA es la distancia promedio entre la Tierra y el Sol, aproximadamente 93 millones de millas, o 150 millones de kilómetros).
En este escenario, el núcleo planetario que se convirtió en Kepler-1625b engulló más gas que su vecino, consolidando para siempre su dominio en la relación.
"La forma en que funciona la acumulación de gas es una función muy fuerte de la masa", dijo Hansen a Space.com.
"Si se adelanta un poco, comienza a aumentar mucho más rápido, por lo que se trata esencialmente de una situación ganadora", agregó. "Uno de ellos capturó todo el gas en las cercanías y se convirtió en el gigante gaseoso. El que se arrastraba un poco se quedó atascado en esta etapa central y, debido al aumento de la gravedad [de su vecino], fue derribado para convertirse en el satélite."
Incluso en este estado atrofiado, Kepler-1625b-i probablemente habría acumulado tanto gas que no es un buen análogo del planeta terrestre, dijo Hansen. Entonces, aunque el exomoon potencial reside en la zona habitable de su estrella anfitriona, el rango de distancias donde podría existir agua líquida en la superficie de un mundo, Kepler-1625b-i probablemente no sea un gran candidato para una vida similar a la Tierra.
¿Una ocurrencia común?
Los elementos de este escenario pueden haber jugado en nuestro propio cuello del bosque cósmico, dijo Hansen.
Por ejemplo, es posible que Neptuno y Urano son protocores gigantes gaseosos que nacieron en el reino de Júpiter y Saturno. Estos dos mundos tardíos comenzaron a engullir gas, dice la idea, y, en lugar de capturar gravitacionalmente a Neptuno y Urano, impulsaron al dúo hacia sus lugares actuales.
De hecho, este proceso puede ayudar a explicar la abundancia de mundos de masas de Neptuno en la galaxia de la Vía Láctea, que parece exceder la predicha por los modelos tradicionales de formación de planetas, dijo Hansen.
"Si comenzamos a tener en cuenta el hecho de que múltiples núcleos podrían estar interactuando en aproximadamente los mismos lugares, puede ser que no todos lleguen a ser un planeta gigante", dijo. "Puede ser esta carrera contra el tiempo".
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