MADRID, 7 (EUROPA PRESS)
Científicos del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar (MPS) y del Observatorio Sonnenberg, ambos en Alemania, utilizaron su algoritmo informático Pandora, recientemente desarrollado, que facilita y acelera la búsqueda de exolunas. También investigaron qué tipo de exolunas se pueden encontrar en principio en las observaciones astronómicas modernas basadas en el espacio. Publican resultados en Nature Astronomy.
Cuando se aplicaron los datos de observación de Kepler-1625b y Kepler-1708b, los resultados fueron sorprendentes. "Nos hubiera gustado confirmar el descubrimiento de exolunas alrededor de Kepler-1625b y Kepler-1708b", afirma el primer autor del nuevo estudio, el científico del MPS, Dr. René Heller. "Pero, lamentablemente, nuestros análisis muestran lo contrario", añade.
El planeta Kepler-1625b, parecido a Júpiter, fue noticia hace cinco años. Investigadores de la Universidad de Columbia en Nueva York informaron contundentes evidencias de una luna gigante en su órbita que eclipsaría a todas las lunas del Sistema Solar. Los científicos analizaron datos del telescopio espacial Kepler de la NASA, que observó más de 100.000 estrellas durante su primera misión de 2009 a 2013 y descubrió más de 2.000 exoplanetas.
Sin embargo, en los años que siguieron a la afirmación del descubrimiento de 2018, la candidata a exoluna obligó a los astrónomos a jugar una versión cósmica del escondite. Primero desapareció después de que los datos de Kepler fueron limpiados del ruido sistemático. Sin embargo, se volvieron a encontrar pistas en nuevas observaciones con el Telescopio Espacial Hubble. Y luego, el año pasado, esta extraordinaria candidata a exoluna tuvo compañía: según los investigadores de Nueva York, otra luna gigante mucho más grande que la Tierra orbita alrededor del planeta Kepler-1708b, del tamaño de Júpiter.
"Las exolunas están tan lejos que no podemos verlas directamente, ni siquiera con los telescopios modernos más potentes", explica el Dr. René Heller. En cambio, los telescopios registran las fluctuaciones de brillo de estrellas distantes, cuya serie temporal se denomina curva de luz. Luego, los investigadores buscan signos de lunas en estas curvas de luz. Si un exoplaneta pasa frente a su estrella vista desde la Tierra, la oscurece en una pequeña fracción. Este evento se llama tránsito y vuelve a ocurrir regularmente durante el período orbital del planeta alrededor de la estrella.
Una exoluna que acompañara al planeta tendría un efecto de atenuación similar. Sin embargo, su traza en la curva de luz no sólo sería significativamente más débil. Debido al movimiento de la Luna y el planeta alrededor de su centro de gravedad mutuo, esta atenuación adicional en la curva de luz seguiría un patrón bastante complicado. Y hay otros efectos a considerar, como los eclipses planeta-luna, las variaciones naturales de brillo de la estrella y otras fuentes de ruido generadas durante las mediciones telescópicas.
Sin embargo, para poder detectar las lunas, tanto los investigadores neoyorquinos como sus colegas alemanes calculan primero muchos millones de curvas de luz "artificiales" para todos los tamaños, distancias mutuas y orientaciones orbitales imaginables de posibles planetas y lunas. Luego, un algoritmo compara estas curvas de luz simuladas con la curva de luz observada y busca la mejor coincidencia. Los investigadores de Göttingen y Sonneberg utilizaron su algoritmo de código abierto Pandora, que está optimizado para la búsqueda de exolunas y puede resolver esta tarea varios órdenes de magnitud más rápido que los algoritmos anteriores.
En el caso del planeta Kepler-1708b, el dúo alemán descubrió que los escenarios sin luna pueden explicar los datos de observación con tanta precisión como aquellos con luna. "La probabilidad de que una luna orbite alrededor de Kepler-1708b es claramente menor de lo que se había informado anteriormente", afirma Michael Hippke del Observatorio Sonneberg y coautor del nuevo estudio. "Los datos no sugieren la existencia de una exoluna alrededor de Kepler-1708b", continúa Hippke.
Hay muchos indicios de que Kepler-1625b también carece de un compañero gigante. Los tránsitos de este planeta frente a su estrella ya se habían observado anteriormente con los telescopios Kepler y Hubble. Los investigadores alemanes sostienen ahora que la variación instantánea del brillo de la estrella a través de su disco, un efecto conocido como oscurecimiento de las extremidades estelares, tiene un impacto crucial en la señal de exoluna propuesta.
La extremidad del disco solar, por ejemplo, parece más oscura que el centro. Sin embargo, dependiendo de si se mira la estrella natal de Kepler-1625b a través del telescopio Kepler o Hubble, este efecto de oscurecimiento de las extremidades se ve diferente. Esto se debe a que Kepler y Hubble son sensibles a diferentes longitudes de onda de la luz que reciben. Los investigadores de Göttingen y Sonneberg sostienen ahora que su modelización de este efecto explica los datos de forma más concluyente que una exoluna gigante.
Sus nuevos y extensos análisis también muestran que los algoritmos de búsqueda de exolunas a menudo producen resultados falsos positivos. Una y otra vez, "descubren" una luna cuando en realidad sólo hay un planeta en tránsito por su estrella anfitriona. En el caso de una curva de luz como la de Kepler-1625b, la tasa de "falsos impactos" probablemente rondará el 11 por ciento. "La afirmación anterior de exolunas hecha por nuestros colegas de Nueva York fue el resultado de una búsqueda de lunas alrededor de docenas de exoplanetas", dice Heller. "Según nuestras estimaciones, un resultado falso positivo no es nada sorprendente, pero sí casi esperable", añade.
Los investigadores también utilizaron su algoritmo para predecir los tipos de exolunas reales que podrían ser claramente detectables en misiones espaciales con curvas de luz como Kepler. Según su análisis, con la tecnología actual sólo se pueden detectar lunas particularmente grandes que orbitan alrededor de su planeta en una órbita amplia. En comparación con las lunas familiares de nuestro Sistema Solar, todas serían bichos raros: al menos el doble del tamaño de Ganímedes, la luna más grande del Sistema Solar y, por lo tanto, casi tan grande como la Tierra.
"Las primeras exolunas que se descubrirán en futuras observaciones, como las de la misión PLATO, serán sin duda muy inusuales y, por tanto, apasionantes de explorar", afirma Heller.