La supuesta primera luna encontrada más allá del sistema solar es probablemente un mundo volcánico que arroja sodio

La posibilidad de que exista una luna similar a Io alrededor del exoplaneta WASP-49b parece cada vez más cierta, según muestra una nueva investigación. Se sospecha que el posible objeto está salpicado de volcanes, creando una nube de sodio que rodea su planeta. Aunque ha habido afirmaciones sobre otras exolunas (lunas más allá del Sistema Solar), ahora están bajo considerable cuestionamiento, por lo que esta es probablemente la evidencia más sólida que tenemos de una primicia de este tipo.
Cuando las misiones Voyager viajaron al Sistema Solar exterior para estudiar los planetas gigantes allí, descubrieron que las lunas que las orbitaban eran más diversas y al menos igual de interesantes. Mientras la NASA se prepara para lanzar una nave espacial para estudiar una de esas lunas (y está trabajando en una misión a otra), los astrónomos reflexionan sobre lo que podría haber en órbita alrededor de los planetas que hemos descubierto girando alrededor de otras estrellas.
Cualquiera de estas lunas definitivamente será demasiado pequeña para que podamos verla directamente, incluso con la próxima generación de instrumentos. En teoría, podríamos detectar la sombra que proyectan cuando pasan frente a sus estrellas, pero estudios contradictorios sobre el satélite propuesto para Kepler-1625b muestran que esta no es una ruta fácil. En 2019, un equipo que incluía al astrónomo de la NASA, el Dr. Apurva Oza, propuso que podríamos haber visto evidencia de una exoluna de otra manera, sugiriendo que una nube de sodio podría provenir de sus volcanes.
El abundante vulcanismo de Ío fue uno de los grandes descubrimientos de las Voyager, por lo que sabemos que las lunas cercanas a los planetas gigantes pueden escupir una gran cantidad de material de esta manera. Además, todavía tenemos que encontrar una explicación alternativa probable para el sodio detectado. Aun así, la ciencia busca pruebas más contundentes que eso.
Realmente no sabemos cómo será la luna de WASP-49b, si es que existe, pero este artista hizo una suposición.
Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech
Oza, ahora en Caltech, ha seguido explorando el tema. Todavía no tiene pruebas absolutas de la existencia de una exoluna, pero su equipo ha demostrado que la nube de sodio se mueve más rápido que WASP-49b. «Creemos que esta es una prueba realmente crítica», dijo Oza en un comunicado. «La nube se está moviendo en la dirección opuesta a la que la física nos dice que debería ir si fuera parte de la atmósfera del planeta».
Oza y sus coautores también han demostrado que el sodio se renueva periódicamente y se emite a una velocidad asombrosa de hasta 100.000 kilogramos (220.000 libras) por segundo.
WASP-49b es un «Saturno caliente» (un planeta cuya masa es similar a la de Saturno pero tiene una temperatura mucho más alta que la de Venus). Tenemos una idea aproximada de su composición basándonos en la luz que atraviesa su atmósfera exterior cuando pasa por delante de su estrella. Al ser principalmente hidrógeno y helio, no hay forma obvia de que pueda expulsar tanto sodio. Tampoco tenemos motivos para pensar que la estrella WASP-49, que tiene una composición similar, pueda ser la fuente.
Ío es volcánico porque la combinación de la gravedad de Júpiter y el tirón de las otras lunas galileanas lo estiran y aprietan constantemente, creando suficiente calor para fundir su interior. Parte de lo que brota de sus volcanes vuelve a posarse en la Luna, pero otra parte escapa, sólo para ser capturada por Júpiter, creando una nube alrededor del planeta que, desde una gran distancia, podría parecerse un poco a lo que estamos viendo alrededor de WASP-49b.
WASP-49b es muy diferente a Júpiter (o Saturno) en que orbita una estrella no mucho más fría que el Sol en sólo 2,8 días terrestres. Entre otras diferencias, esto significa que la atracción gravitacional de la estrella es tan grande que la flexión no requiere otras lunas grandes, aunque, por supuesto, en teoría también podrían existir.
Ío escupe sodio, pero aún más dióxido de azufre y algunos otros gases. El sodio se ilumina más fácilmente en estas condiciones que la mayoría de los otros elementos, por lo que es posible que la nube alrededor de WASP-49b tenga una composición mucho más mixta, pero sólo el sodio es visible desde aquí.
Aunque una fuente exoluna parece ser la mejor explicación que tenemos para la nube, todavía hay un problema: no se puede seguir produciendo sodio a un ritmo así para siempre, ni siquiera por mucho tiempo. Se estima que WASP-49 tiene alrededor de 7 mil millones de años, por lo que es poco probable que estas emisiones hayan sido una característica original del sistema.
El estallido más largo observado duró 40 minutos. Las erupciones volcánicas de la Tierra pueden liberar miles de millones de toneladas de material, pero sólo una pequeña proporción es sodio y muy poco escapa a la gravedad del planeta. Si Oza tiene razón, la exoluna está perdiendo masa tan rápidamente que eventualmente se desintegrará, y tenemos suerte de haberla detectado antes de que lo haga. «Si realmente hay una luna allí, tendrá un final muy destructivo», dijo Oza.
Por otro lado, se han detectado nubes de sodio alrededor de docenas de otros exoplanetas, señalan los autores, por lo que si sus conclusiones son correctas, las lunas volcánicas podrían ser una característica común del universo.
El estudio se publica en acceso abierto en The Astrophysical Journal Letters.