Por Nicolás Cuello, investigador postdoctoral del Instituto de Astrofísica de la Pontificia Universidad Católica de Chile y del Núcleo Milenio de Formación Planetaria.

Hoy en día estamos asistiendo a una verdadera revolución exoplanetaria. El término “exoplaneta” se refiere simplemente a un planeta que se formó alrededor de otra estrella. Dicho de otro modo, planetas alrededor de otros “soles” (en rigor, también existen planetas vagabundos que han sido expulsados del sistema planetario donde nacieron, pero no hablaremos de ellos hoy). Hasta la fecha, se han descubierto más de 3700 exoplanetas y el número está creciendo a una velocidad apabullante. Un dato importante es que el primer exoplaneta fue descubierto hace un poco más de 20 años. Obviamente, se sospechaba que se formaban sistemas planetarios alrededor de otras estrellas desde hace tiempo (Aristarco, Bruno, Kant, Laplace), sin embargo las evidencias que demuestran esto son muy recientes. Un hecho curioso es que los astrónomos esperaban detectar sistemas planetarios muy parecidos al Sistema Solar ¡pero resulta que hay una gran variedad de arquitecturas planetarias en la galaxia!

Por un lado, se empezaron a detectar planetas gigantes (como Júpiter y Saturno) extremadamente cerca de la estrella central — a distancias inferiores de la que hay entre Mercurio y el Sol — y también muchísimo más lejos — a varias decenas o incluso cientos de veces la distancia entre la Tierra y el Sol. Por otro lado, también se detectaron súper-Tierras y mini-Neptunos, especies de planetas inexistentes en el Sistema Solar. Además, hay planetas todavía más exóticos en sistemas con dos o tres soles… Los investigadores tuvieron entonces que desarrollar nuevos modelos de formación planetaria para explicar estas enigmáticas observaciones. Actualmente, se sabe que los planetas pueden migrar hacia dentro o hacia fuera y que la formación planetaria es un proceso altamente dinámico. En otras palabras, los planetas no siempre están a la misma distancia de la estrella. Esto tiene consecuencias muy profundas que alimentan una buena parte de los debates científicos actuales.

Pero volvamos un instante al Sistema Solar que está compuesto por el Sol, un cortejo de planetas y ¡lunas! Vale la pena recordar que la Tierra no es el único planeta que tiene una luna. De hecho, es una característica bastante común de los planetas en realidad, y suele haber muchas lunas alrededor de un planeta. Tomemos el ejemplo de Júpiter y sus lunas galileanas: Ío, Europa, Ganı́medes y Calisto. Además de ser hermosas y de muchos tamaños, formas y colores (ver imagen 1) son objetos extremadamente fascinantes. Al estar muy lejos del Sol, las temperaturas son muy bajas y suelen estar cubiertas de hielos un tanto exóticos (mezcla de agua y otros compuestos químicos). Hace unos años, cuando la sonda Juno visitó los suburbios de Júpiter pudo observar en gran detalle alguna de sus lunas. Midiendo el movimiento un poco anómalo de Europa por ejemplo, los científicos dedujeron que dicha luna debía albergar un océano bajo la capa de hielo. Básicamente, vieron que Europa rotaba sobre sí misma como gira un huevo crudo en vez de girar como un huevo cocido. Salvando las distancias, las lunas son especies de huevos gigantes: para saber si esconden océanos subterráneos, basta ver cómo giran. Se piensa que este tipo de océanos son propicios para la vida, dado que el hielo (menos denso que el agua líquida) protege el océano de las fuertes dosis de radiación. Futuras misiones explorarán sin duda estos enigmáticos océanos extraterrestres. Por otro lado, Saturno también tiene muchas lunas, además de sus majestuosos anillos. Una de las más misteriosas es Pan, una luna con forma de raviol (ver imagen 2).

Las formas raras de los cometas y de las lunas aportan indicios muy valiosos para el estudio de la evolución del Sistema Solar. Hoy se sabe que las lunas se forman cerca de los planetas. Sin embargo la gran pregunta es: ¿las lunas se forman a partir de los anillos? o ¿los anillos se forman a partir de lunas que se rompen? Como verán las lunas no son para nada anecdóticas en el campo de la formación planetaria. Nuestra mismísima luna, con su superficie cubierta de cráteres, nos permite estimar la tasa de impactos en el pasado. De ese modo, uno tiene una idea de cuán peligrosos son los ambientes planetarios cuando estos son jóvenes (si no, pregúntenle a los dinosaurios).

Por lo tanto, si la formación planetaria es común alrededor de otras estrellas, entonces también debería serlo la formación de lunas. A este tipo de razonamiento se le llama “principio de mediocridad”, y estipula que la Tierra y el Sistema Solar no son lugares ni privilegiados ni únicos. Parece una hipótesis razonable. Dado que estas hipotéticas lunas están fuera del Sistema Solar las llamaremos “exolunas”. Vale la pena destacar que éstas son mucho más difíciles de observar que los exoplanetas, dado que son astros extremadamente poco brillantes y pequeñísimas. Pero que algo sea imposible de observar (por ahora) no nos impide investigar cómo serían y cómo se comportarían alrededor de los exoplanetas.

En particular, nos interesa saber si las lunas son estables o si son astros que pueden ser destruidos y formar anillos (como los de Saturno) alrededor de los exoplanetas. Además, junto a Mario Sucerquia (estudiante invitado del Núcleo) estamos estudiando qué pasa cuando un planeta gigante como Júpiter y su cortejo de lunas se acerca demasiado al Sol. Por un lado, puede pasar que las lunas salgan disparadas y choquen contra el planeta o la estrella. En este caso, aunque uno no vea la luna, se podrı́an observar los efectos de estas grandes colisiones. También puede pasar que la luna se ponga a dar vueltas alrededor de la estrella (en vez del planeta). Si esto pasa, estamos entonces ante ¡una luna que se convirtió en planeta! De hecho, Mario las bautizó “ploonets” (contracción de “planet” y “moon”), que en castellano serían “plunetas”. Pero hay más: estos objetos exóticos pueden generar anomalías sutiles en los tránsitos de los planetas. O sea que es posible que analizando de manera minuciosa los datos se puedan detectar exolunas o plunetas pronto. Cuando esto ocurra, podremos comparar nuestras predicciones con las observaciones y saber si estos astros existen y si son comunes o no.

Sea como fuere, podemos predecir con casi total seguridad que se viene una “revolución exolunar”. Hace unos años, la misión Kepler fue el desencadenante de la revolución exoplanetaria. Hoy todas nuestras esperanzas están centradas en TESS, un telescopio espacial que seguirá con la labor de búsqueda de exoplanetas pero a mayor resolución que Kepler.

Pronto sabremos si las exolunas abundan o no en la Galaxia: ¡estén atentos!