Representación artística de Kepler-35, donde un planeta del tamaño de Saturno orbita un par de estrellas de tipo solar. Estos sistemas podrían acoger una exoluna dentro de la zona habitable de las estrellas. Lior Taylor

A la hora de buscar vida, a veces tenemos que examinar aquellos mundos en los que jamás pensaríamos. Entre los más extraños podrían situarse aquellas lunas que se encuentran en sistemas estelares binarios, incluso estos pequeños mundos podrían tener más posibilidad de albergar vida que sus homónimos situados en el interior de un sistema solar como el nuestro, con un solo sol.

Una nueva investigación presentada en la 223 ª reunión de la American Astronomical Society ha demostrado que las estrellas binarias amortiguarían la radiación solar que emite su compañera y incluso aumentaría la zona habitable alrededor de este tipo de sistemas solares.

‘Las dos estrellas calman la una a la otra en términos de actividad’, comento Paul Mason, un astrofísico de la Universidad de Texas en El Paso, en una entrevista con Astrobiology Magazine.

Mason presentó los resultados de un estudio, que utiliza los datos recogidos por la misión Kepler para descubrir exoplanetas potencialmente habitables en nuestra región de la Vía Láctea.

Hasta ahora hemos sido capaces de confirmar la existencia de más de un millar de planetas fuera del sistema solar, aunque de momento no hemos sido capaces de detectar ninguna luna. Por lo que científicos como Mason están realizando cálculos teóricos para determinar qué sistemas solares podrían ser los mejores candidatos para albergar lunas potencialmente habitables.

Las jóvenes, violentas y activas estrellas giran rápidamente, emitiendo radiación y vientos estelares que podrían interferir con la habitabilidad de los planetas y las lunas cercanas. Un sistema binario en el que sus estrellas se encuentren cerca la una de la otra, situadas en el centro del sistema, podrían amortiguar estos efectos, debido sobre todo a que las fuerzas de gravedad de las dos estrellas las obligan a sincronizan sus giros.

Sabemos que existen sistemas estelares binarios en una amplia gama de configuraciones. Algunas están muy distantes entre sí, de esta forma, cualquier planeta que se encuentre en torno a una de estas estrellas se comportaría como cualquiera de los presentes en nuestro sistema solar interior mientras que la estrella compañera no sería más que una estrella muy brillante en el cielo. Sin embargo otros sistemas pueden tener estos dos soles muy cerca el uno del oro, sincronizando su rotación durante miles de millones de años.

La investigación de Mason se centra en parejas de estrellas que orbitan entre sí entre 10 y 60 días de la Tierra, con un planeta en órbita alrededor de estos dos soles, estos sistemas son conocidos como sistemas de circumbinarios. Las estrellas emparejadas ejercen fuerzas de marea que provocan que su velocidad de rotación disminuya, debilitando la radiación y el viento solar emitido al espacio, provocando que estos tuviesen una menor cantidad de energía que los lanzados por estrellas individuales como nuestro Sol. Los vientos solares se desplazan a mucha velocidad y pueden llegar a eliminar la atmosfera de un planeta, dejando su superficie expuesta al constante bombardeo de radiación pesada que la esterilizaría, impidiendo la aparición de vida.

Al mismo tiempo, la luz combinada de la pareja empuja el borde de la región donde puede existir agua en estado liquido, la comúnmente llamada ‘zona habitable’, alejándola incluso mas allá de donde la encontraríamos en un sistema con una sola estrella. De esta forma, al desplazar la zona habitable un poco más lejos, aquellos planetas que se encuentren en si interior verían como los efectos negativos de una estrella se reducen drásticamente. ‘La zona habitable de un sistema binario se encuentra un poco más lejos, simplemente porque tienes la luz de dos estrellas en vez de la luz de una’, señalo Mason.

Esta distancia es importante porque, si un planeta orbita muy cerca de su estrella madre, su luna puede quedar completamente esterilizada o incluso podría llegar a perder dicha luna. ‘Cuanto más cerca está un planeta de la estrella, más pequeña será su esfera de influencia gravitatoria’ señalo David Kipping, astrónomo del Centro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica en una entrevista con Astrobiology Magazine.

Kipping, que no participó en la investigación, es el investigador principal de un proyecto destinado a la caza de las posibles exolunas examinando los datos recabados por la misión Kepler.

Pero empujar exolunas más lejos también tiene ramificaciones para las enanas rojas, el tipo estelar más común de la galaxia. La zona habitable alrededor de estas estrellas pequeñas y cuya esperanza de vida es muy larga está tan cerca de su estrella madre que la actividad estelar hizo que muchos astrónomos considerasen que hay pocas posibilidades de que existan planetas habitables alrededor de ellas, aunque investigaciones recientes han aumentado estas posibilidades. En un sistema binario compuesto por una pareja de este tipo de estrellas, la zona habitable empujada disminuiría muchos de los efectos negativos que limitan la habitabilidad en su entorno.

Representación artística de Kepler-34 (AB)b que órbita un sistema estelar doble. David A. Aguilar/Centro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica

Según Mason, si el Sol tuviese una estrella compañera, la composición del sistema solar cambiaría significativamente. Venus quizás podría aun mantener en su atmosfera una buena cantidad de agua, aumentando su potencial de habitabilidad, la Tierra podría haber sufrido un destino muy diferente ‘La Tierra sería un planeta más húmedo si estuviésemos orbitando una estrella binaria’, comento.

Y es que cuando se trata de exolunas potencialmente habitables, las estrellas similares al Sol son siempre las mejores ‘La circunstancia ideal es gemelos solares. Simplemente añadiendo una estrella similar al Sol a la mezcla mejora las posibilidades de la vida".

‘Las estrellas de tipo solar con compañeros funcionan muy bien’, dijo Mason. ’Son mucho más eficaces que nuestro sistema solar sin un compañero estelas.’

Sin embargo, en un sistema circumbinarios, lo que importa no solo es el tipo de estrella, sino que también influye la frecuencia con que se orbitan entre sí. Si el par de estrellas completan una órbita en un periodo de entre 10 y 60 días aumentan las posibilidades de que se den las condiciones de habitabilidad necesarias en sus lunas y planetas. (La excepción seria las estrellas gigantes masivas, estas queman su combustible rápidamente y mueren pronto, lo que proporcionaría poco tiempo a la vida para que evolucionase)

Sin embargo, según Mason si al menos una de las dos estrellas en un sistema binario es similar al Sol, entonces el sistema tendría una zona habitable muy amplia, con mucho espacio para la presencia de agua en sus planetas.

Una zona habitable más amplia significa mejores oportunidades para aquellos planetas que se encuentren en su interior, incluso sus exolunas podrían ser habitables. Desafortunadamente, de momento seguimos sin encontrar estos cuerpos celestes, aunque la lógica nos dicta que deberían ser, por lo menos, tan comunes como los en nuestro sistema solar.

Los astrónomos buscan estas distantes lunas esencialmente con los mismos métodos destinados a la caza de planetas. Pueden cruzar frente al planeta justo cuando su mundo se encuentra entre su sol y nosotros, veríamos un aumento o disminución del brillo de la estrella seguido e un descenso o aumento de luz mucho menor, una señal de que el planeta es seguido o precedido por un cuerpo menor.

Otro método sería el de la velocidad radial, cuando descubramos un planeta lo suficientemente cerca de nosotros podríamos ver la influencia gravitatoria de su luna en su órbita, veríamos como el planeta se tambalea levemente. Una luna también podría cambiar ligeramente la rapidez con laque un planeta orbita a su sol.

Lo malo es que en un sistema multiplanetario otros mundos también pueden ser los responsables de estas oscilaciones o cambios de velocidad, por lo que el esfuerzo realizado en pos del descubrimiento de estas exolunas es mucho mayor.

Kipping y su equipo han recortado la lista de casi 5.000 candidatos a planetas detectados por el Kepler hasta quedarse con 250 cuerpos considerados los mejores objetivos para albergar una luna.

Originalmente, esperaban fijarse en aquellos planetas de tamaño similar al de Júpiter o mayores, y es que en nuestro sistema solar las únicas lunas con cierta capacidad de habitabilidad se encuentran en torno a los dos gigantes gaseosos. Las lunas de un tamaño similar al de la Tierra podrían encontrarse más allá de la zona habitable de una estrella, pero todavía podrían mantener agua en estado líquido debido al calentamiento de marea de su planeta. Estas lunas verían que sus orbitas son mínimamente afectadas cuando viajan alrededor de un sistema binario.

Y de nuevo surge otro escoyo a superar, ‘Uno de los descubrimientos más sorprendentes de Kepler es que los planetas similares a Júpiter son raros’, comento Kipping, y es que debería ser mucho más fácil detectar una luna en torno a uno de estos planetas.

En su lugar, Kipping y su equipo han tenido que recurrir a otros mundos un poco menos masivos, los llamados mini-Neptunos o sub-Neptunos, este tipo de planetas abundan en el campo de visión de Kepler.

Aunque las lunas del tamaño de la Tierra alrededor de ellos no tienen por qué ser habitables, si podrían tener un enorme impacto en su planeta. Nacida de una temprana colisión que tuvo lugar en los comienzos del sistema solar, nuestra Luna es mucho más grande que las demás si la comparamos con el tamaño del planeta. La colisión habría sido la responsable de la aparición de un vulcanismo y permitir la existencia de una tectónica de placas en la Tierra primitiva, mientras que estabiliza la inclinación del planeta y controla las mareas. Los biólogos consideran que las cuatro acciones son importantes para la evolución de la vida.

‘Hay muchas cualidades beneficiosas de tener una gran luna cerca’, comento Kipping. ’Si encontramos la Tierra 2.0, una de las primeras cosas que vamos a preguntarnos es si tiene una Luna 2.0.’

Debido a que nuestra Luna es única en el sistema solar, los científicos aún no entienden si su formación fue lo Kipping llama ‘un evento raro’ o en realidad es algo muy común en el Universo. La detección de diferentes tipos de lunas en una variedad de órbitas ayudará a los científicos a establecer si nuestro sistema solar y el sistema Tierra-Luna son realmente únicos.

A medida que el Kepler nos mostraba otros mundos, hemos aprendido mucho acerca de la variedad de sistemas planetarios que pueblan nuestra galaxia. Según Kipping, una vez se llego a creer que los sistemas circumbinarios serian ‘el tipo más exótico’ de los sistemas binarios, pero el Kepler nos ha mostrado ya algunos de estos soles emparejados, mostrándonos que pueden ser bastante comunes.

Aunque el objetivo principal de la misión es detectar planetas, Kepler también es una herramienta importante a la hora de buscar lunas fuera del sistema solar. ’Kepler es realmente el instrumento ideal para la detección de exolunas’, comento Kipping.

Señaló que, si bien el futuro telescopio espacial James Webb, que será lanzado en octubre de 2018, será ideal para las observaciones de seguimiento, la demanda para la utilización de este instrumento por parte de la comunidad científica será demasiado alta como para mantenerlo fijo en el mismo trozo del cielo que ha estado escrutando el Kepler durante los últimos años. Y pese a que le Kepler parece volver a funcionar, nunca lo hará como al principio, ya no podrá examinar de forma directa las mismas estrellas durante un largo periodo de tiempo, por no hablar de que aún está por ver si se consigue financiación para mantener activo este programa. Y es que cuanto más tiempo se fije uno en un solo punto del cielo, más posibilidades tienes de descubrir un planeta y discernir cuáles son sus características, por no hablar del hecho de ser capaces de descubrir si estos lejanos mundos tienen o no una gran luna a su alrededor.

Y aunque expresó entusiasmo por los futuros descubrimientos que se realizaran con las próximas misiones, Kipping indica que, según su parecer, el Kepler sigue siendo el mejor recurso para descubrir una exoluna.

En cuanto a cuánto tiempo podría pasar hasta el descubrimiento de la primera exoluna en torno a un planeta distante, Kipping señala que todo depende de cómo de grandes serán las exolunas y lo comunes que pueden llegar a ser.

‘Si la Naturaleza construye grandes lunas del tamaño de la Tierra con mucha frecuencia en todo el cosmos, entonces estarán en los datos de Kepler’, agrego. ’Están allí, al acecho, y nos las encontraremos en el próximo año o dos.’

Si, sin embargo, la mayoría de las lunas son pequeñas, como las que encontramos en la órbita de Neptuno y Urano, posiblemente nunca llegaremos a descubrirlas. Pero si las lunas son lo suficientemente grandes como para ser detectadas, Mason se muestra convencido de que la mayor parte de ellas podrían ser habitables si se encuentran en los sistemas circumbinarios.

‘Las exolunas en sistemas binarios pueden ser más habitables que alrededor de estrellas individuales’, dijo en su presentación en la reunión de la AAS. ’Tal vez sean menos comunes, pero potencialmente más habitables.’