¿Cuándo una luna deja de ser luna? Ese es el enigma que plantea un nuevo estudio, y la respuesta parece ser: ¿cuándo se trata de un planeta? O tal vez sea al revés.
Éstas son las extrañas cuestiones semánticas que plantean los estudios de CD-35 2722 b, una enana marrón con unas 30 veces la masa de Júpiter que orbita una pequeña estrella a unos 73 años luz de la Tierra. La enana marrón parece tener su propio satélite, al igual que la Tierra tiene la Luna, aunque casi tan grande como el planeta más grande de nuestro sistema solar. Si bien los astrónomos han descubierto miles de exoplanetas, CD-35 2722 puede ser el primer sistema estelar encontrado que exhibe esta jerarquía de tres niveles de “estrella enana marrón-satélite”.
Observaciones anteriores de CD-35 2722 b, tomadas en el Observatorio WM Keck en Hawái, habían mostrado indicios de una exoluna, un tipo de objeto que aún no se ha encontrado definitivamente, pero los datos no fueron concluyentes. Para resolver el asunto, Kevin Hoy, estudiante de doctorado en el Instituto de Estudios Astrofísicos de Santiago, Chile, recurrió al Very Large Telescope (VLT) más potente del Observatorio Europeo Austral y su instrumento CRIRES+ en la cima de una montaña en el alto desierto chileno.
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CRIRES+ es un espectrógrafo, un instrumento que analiza la luz de una estrella en un espectro de colores similar al de un arco iris; las fluctuaciones en ese espectro siguen el movimiento de una estrella en el cielo, y el espectro se vuelve más azul si una estrella se acerca a la Tierra y más rojo si una estrella se aleja. Los astrónomos buscan compañeras orbitales ocultas por la forma en que su gravedad puede arrastrar una estrella de un lado a otro, creando sutiles oscilaciones estelares que se registran como una serie reveladora de “desplazamientos al azul” y “desplazamientos al rojo” en el espectro de una estrella.
Durante casi dos años y medio, que finalizaron en febrero, Hoy y sus colegas utilizaron el VLT y CRIRES+ para medir periódicamente el espectro de la enana marrón en busca de tales oscilaciones, una técnica conocida como análisis de velocidad radial. Como describieron en un nuevo artículo publicado en Nature el jueves, CD-35 2722 b se está tambaleando, debido a una especie de satélite invisible que lo orbita una vez cada 170 días.
Cómo llamar exactamente a este compañero es un tema de debate. Si bien actúa como una luna, es grande, muy, muy grande, con una masa mínima del 90 por ciento de la de Júpiter. “La masa podría ser incluso mayor”, señala Hoy, y agrega que el gran tamaño del objeto probablemente significa que está hecho principalmente de gas, en lugar de roca, hielo o metal. Si estuviera orbitando una estrella de pleno derecho en lugar de una enana marrón claramente subestelar, los astrónomos simplemente llamarían al objeto un exoplaneta, y uno relativamente corriente, además.
Las enanas marrones ocupan un lugar peculiar en el orden jerárquico cósmico. Son orbes gaseosos muchas veces más grandes que Júpiter, pero demasiado pequeños para haber alcanzado la masa crítica necesaria para sostener las reacciones de fusión termonuclear que hacen brillar a las estrellas. (Es por eso que a las enanas marrones a menudo se las llama estrellas fallidas). Dado lo extraños que son, tiene sentido que cualquier cosa que los orbite también sea rareza.
El análogo más cercano al hallazgo de Hoy puede ser HD 206893 b, un exoplaneta de 28 masas de Júpiter notablemente oscilante a 129 años luz de la Tierra, dice David Kipping, un astrónomo cazador de exolunas de la Universidad de Columbia, que no trabajó en el nuevo estudio. Pero si bien la oscilación de HD 206893 b es consistente con el tirón persistente de un satélite acompañante de aproximadamente la mitad de la masa de Júpiter, dice, un artículo publicado en enero mostró que esta señal también podría tener otras explicaciones, haciendo que la oscilación sea evidencia de una exoluna “candidata”, en el mejor de los casos. La supuesta exoluna de CD-35 2722 b también es técnicamente solo una candidata, pero su oscilación asociada es mucho más clara y difícil de explicar.
“Es un objeto candidato, pero probablemente sea real”, dice Kipping. “En este caso, sienten que es más seguro y probablemente lo compraría. Parece una detección realmente limpia”.
A medida que los instrumentos astronómicos continúan mejorando, es probable que se encuentren más compañeros candidatos pequeños y extraños tanto para enanas marrones como para exoplanetas, dice Hoy. Eso significa que, en primer lugar, los astrónomos tendrán que empezar a encontrar mejores definiciones de lo que constituye una exoluna frente a un exoplaneta. Por ahora, sugiere, podríamos seguir con un término más neutral para todos estos objetos: exosatélites.
Un objeto que ya está en el límite como la enana marrón CD-35 2722 b es “el lugar perfecto para iniciar este tipo de conversación, porque el sistema es como el banco de pruebas perfecto para discutir sobre cosas”, dice Hoy. “La estrella es claramente una estrella. La enana marrón también es claramente una enana marrón. Ahora tenemos este nuevo objeto que es demasiado grande para ser obviamente una luna. La forma en que trazamos la línea entre lo que es una luna y lo que es un planeta binario es muy confusa en los bordes”.
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