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| Una nueva investigación dirigida por la NASA sugiere que una nube de sodio observada alrededor del exoplaneta WASP-49 b podría ser creada por una luna volcánica, que se representa en este concepto artístico. La ardiente luna Io de Júpiter produce una nube similar. Crédito: NASA/JPL-Caltech |
Una nueva investigación realizada en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA revela posibles indicios de la existencia de una luna rocosa y volcánica en órbita alrededor de un exoplaneta situado a 635 años luz de la Tierra. El mayor indicio es una nube de sodio que, según los resultados, está cerca del exoplaneta, un gigante gaseoso del tamaño de Saturno llamado WASP-49 b, pero ligeramente desincronizada con él, aunque se necesitan más investigaciones para confirmar el comportamiento de la nube. Dentro de nuestro sistema solar, las emisiones de gas de la luna volcánica Io de Júpiter crean un fenómeno similar.
Aunque no se ha confirmado la existencia de exolunas (lunas de planetas fuera de nuestro sistema solar), se han identificado múltiples candidatas. Es probable que estos compañeros planetarios hayan pasado desapercibidos porque son demasiado pequeños y tenues para ser detectados por los telescopios actuales.
La nube de sodio alrededor de WASP-49 b se detectó por primera vez en 2017, llamando la atención de Apurva Oza, anteriormente investigador postdoctoral en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y ahora científico de plantilla en Caltech, que gestiona el JPL. Oza lleva años investigando cómo podrían detectarse los exomoones a través de su actividad volcánica.
Por ejemplo, Io, el cuerpo más volcánico de nuestro sistema solar, escupe constantemente dióxido de azufre, sodio, potasio y otros gases que pueden formar vastas nubes alrededor de Júpiter de hasta 1.000 veces el radio del planeta gigante. Es posible que los astrónomos que observan otro sistema estelar puedan detectar una nube de gas como la de Io aunque la propia luna fuera demasiado pequeña para verla.
Tanto WASP-49 b como su estrella están compuestos principalmente de hidrógeno y helio, con trazas de sodio. Ninguno de los dos contiene suficiente sodio para explicar la nube, que parece proceder de una fuente que produce aproximadamente 100.000 kilogramos de sodio por segundo. Incluso si la estrella o el planeta pudieran producir esa cantidad de sodio, no está claro qué mecanismo podría expulsarlo al espacio.
¿Podría tratarse de un exomoon volcánico? Oza y sus colegas se propusieron responder a esta pregunta. El trabajo resultó ser un reto de inmediato porque, desde una distancia tan grande, la estrella, el planeta y la nube a menudo se superponen y ocupan el mismo punto diminuto y lejano del espacio. Así que el equipo tuvo que observar el sistema a lo largo del tiempo.
Como se detalla en un nuevo estudio publicado en la revista Astrophysical Journal Letters, hallaron varias pruebas que sugieren que la nube es creada por un cuerpo independiente que orbita alrededor del planeta, aunque se necesita más investigación para confirmar el comportamiento de la nube. Por ejemplo, en dos ocasiones sus observaciones indicaron que la nube aumentaba repentinamente de tamaño, como si estuviera repostando, cuando no estaba junto al planeta.
También observaron que la nube se movía más deprisa que el planeta, algo que parecería imposible a menos que estuviera siendo generada por otro cuerpo que se moviera independientemente y más rápido que el planeta.
«Creemos que se trata de una prueba fundamental», afirma Oza. «La nube se está moviendo en la dirección opuesta a la que la física nos dice que debería ir si formara parte de la atmósfera del planeta».
Aunque estas observaciones han intrigado al equipo de investigación, afirman que necesitarían observar el sistema durante más tiempo para estar seguros de la órbita y la estructura de la nube.
Para ello, los investigadores utilizaron el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral, en Chile. La coautora de Oza, Julia Seidel, investigadora del observatorio, determinó que la nube se encuentra muy por encima de la atmósfera del planeta, de forma muy parecida a la nube de gas que Io produce alrededor de Júpiter.
También utilizaron un modelo informático para ilustrar el escenario de la exomuna y compararlo con los datos. El exoplaneta WASP-49 b orbita la estrella cada 2,8 días con la regularidad de un reloj, pero la nube aparecía y desaparecía detrás de la estrella o del planeta a intervalos aparentemente irregulares.
Utilizando su modelo, Oza y su equipo demostraron que una luna con una órbita de ocho horas alrededor del planeta podía explicar el movimiento y la actividad de la nube, incluida la forma en que a veces parecía moverse por delante del planeta y no parecía estar asociada a una región concreta del planeta.
Rosaly Lopes, geóloga planetaria del JPL y coautora del estudio junto con Oza, afirma que «las pruebas son muy convincentes de que algo distinto del planeta y la estrella está produciendo esta nube». «Detectar un exomoon sería bastante extraordinario, y gracias a Io, sabemos que un exomoon volcánico es posible».
En la Tierra, los volcanes son impulsados por el calor que queda en su núcleo desde la formación del planeta. Los volcanes de Io, en cambio, son impulsados por la gravedad de Júpiter, que aprieta a la luna a medida que se acerca al planeta y luego reduce su «agarre» cuando la luna se aleja. Esta flexión calienta el interior de la pequeña luna, dando lugar a un proceso denominado vulcanismo de marea.
Si WASP-49 b tiene una luna de tamaño similar a la de la Tierra, Oza y su equipo calculan que la rápida pérdida de masa, combinada con la presión de la gravedad del planeta, acabará provocando su desintegración.
«Si realmente hay una luna allí, tendrá un final muy destructivo», dijo Oza.