Hablemos de exolunas.

No fue hace tanto tiempo que los astrónomos comenzaron a descubrir los primeros planetas alrededor de otras estrellas. Pero como el campo de la astronomía exoplanetaria avanza muy rápido  los astrónomos han comenzado a mirar hacia el futuro, teniendo en cuenta la posibilidad de detectar lunas alrededor de estos planetas. Sorprendentemente, la posibilidad de hacerlo  puede que no esté tan lejos.

Antes de explorar la forma en que se podrían detectar los satélites de los planetas distantes, los astrónomos primero deben tratar de conseguir una comprensión de lo que están buscando. Afortunadamente, el conocimiento acerca de como se forman los objetos planetarios avanza muy rápido

En general, existen tres mecanismos por los cuales los planetas pueden obtener los satélites. Lo más sencillo es formarse juntos simplemente a partir de un disco de acreción. Otra es que un enorme impacto  golpee a un planeta expulsando el material del mismo y que ese material acabe convirtiendose en un satélite, como los astrónomos creen que ocurrió con nuestra propia Luna. Algunas estimaciones indican que estos impactos deben ser frecuentes y hasta 1 de cada 12 planetas parecidos a la Tierra podrían haber formado lunas de esta manera. Por último, un satélite puede ser un asteroide o un cometa capturado, lo cual, es probablemente el caso para muchas de las más pequeñas lunas de Júpiter y Saturno.

Disco de acreción, las lunas más grandes se forman principalmente de esta forma.

La luna terrestre posiblemente se formó mediante el impacto de un gran objeto contra la tierra.

Cada uno de estos casos produce una gama de lunas de diferentes masas. Las lunas capturadas probablemente sean más pequeñas y por ello es poco probable que se las pueda detectar en un futuro próximo. Las lunas generadas por un  impacto se espera que sólo tengan hasta un 4% de la masa total del planeta y, como tales, las posibilidades de detectarlas son más bien limitadas.Las lunas más grandes, que según se cree, se forman en los discos  de  acreción alrededor de planetas similares a Júpiter, tienden a ser mucho más grandes. Estas son las más propensas a ser detectable.

El primer método por el cual los astrónomos pueden detectar lunas es por los cambios que haría en el bamboleo de la estrella, método que se ha utilizado para detectar muchos planetas extrasolares hasta la fecha. Los astrónomos ya han estudiado cómo un par de estrellas binarias pueden ser afectadas por tener a una tercera estrella que las orbita. Si la estrella binaria es intercambiada por un planeta y una luna, se deduce que los sistemas más fáciles de detectar son las lunas grandes que son distantes a su planeta, pero el planeta está cerca de la estrella madre. Sin embargo, salvo en casos extremos, la cantidad de bamboleo que el par podría inducir en la estrella es tan pequeña que sería ahogado por el movimiento convectivo de la superficie de la estrella, lo que hace que la detección a través de este método se vuelva casi imposible.

Los astrónomos han comenzado a detectar un gran número de exoplanetas por el método  tránsito, donde el planeta produce unos eclipses de menor importancia, al pasar frente a su estrella. ¿Los astrónomos también podrían detectar la presencia de las lunas de esta manera? En este caso, el límite de detección de nuevo se basa en el tamaño de la luna. En la actualidad, el telescopio buscador de planetas  Kepler posee la capacidad para detectar planetas de masa similar a la Tierra. Si existen lunas alrededor de un planeta como Júpiter que tuvieran un tamaño similar a la Tierra, también debería ser detectadas. Sin embargo, la formación de lunas de este tamaño es difícil. La luna más grande del sistema solar es Ganímedes, que posee el 40% del diámetro de la Tierra, poniéndola ligeramente por debajo de los umbrales de detección actuales, pero potencialmente al alcance de las misiones  buscadoras de exoplanetas en el futuro.

Sin embargo, la detección directa por los eclipses causados por los tránsitos no es la única forma de tránsito que podría ser utilizada para descubrir exolunas. En los últimos años, los astrónomos han comenzado a utilizar la discrepancia entre la órbita prevista para un cuerpo y la órbita real que este sigue, método utilizado para descubrir otros planetas en el sistema solar. Neptuno fue descubierto al investigar el tirón gravitacional que este ejercía sobre Urano. Una luna lo suficientemente masiva podría causar variaciones detectables en el tiempo previsto que duraría un transito. Los astrónomos ya han utilizado esta técnica para poner límites a la masa de las lunas potenciales alrededor de los exoplanetas HD 209458 y OGLE-TR-113b a unas 3 y 7 masas terrestres respectivamente.

El primer exoplaneta descubierto fue encontrado alrededor de un púlsar. El tirón de este planeta causaba una  variación de la pulsación regular del púlsar. Los púlsares suelen pulsar cientos de miles de veces por segundo y como tal, son indicadores muy sensibles de la presencia de planetas. El pulsar PSR B1257 +12 es conocido por albergar un planeta que tiene sólo 0,04% de la masa de la Tierra, lo que está muy por debajo del umbral de masa de muchas lunas. Por lo tanto, las variaciones en estos sistemas, causada por las lunas serían potencialmente detectables con la tecnología actual. Los astrónomos ya las han usado para buscar lunas alrededor del planeta en órbita alrededor del planeta PSR B1620-26 y descartó la presencia de lunas con más del 12% de la masa de Júpiter.

El último método por el cual los astrónomos han detectado planetas que potencialmente podría ser utilizado para encontrar a las exolunas es la observación directa. Las imágenes directas de exoplanetas sólo se han convertido en realidad en los últimos años, esta opción es actualmente poco prometedora, pero las futuras misiones como el Terrestrial Planet Finder (TPF) pueden hacerla factible. Incluso si la luna no está totalmente visible, el desplazamiento del centro de gravedad del sistema puede ser detectado con los instrumentos actuales.

Terrestial Planet Finder (TPF).

En general, si la explosión de conocimientos sobre los sistemas planetarios continúa, los astrónomos deben ser capaces de detectar exolunas en un futuro próximo. La posibilidad ya existe para algunos casos, como los planetas pulsares, pero debido a su rareza, la probabilidad estadística de encontrar un planeta con una luna lo suficientemente grande es baja. Pero los equipos siguen mejorando, por lo que los umbrales de detección irán bajando, por lo que la primera exoluna será encontrada próximamente. Sin duda, las primeras serán grandes. Esto plantea la pregunta de qué tipo de superficies y atmósferas puedan tener. A su vez, esto inspira a más preguntas acerca de si la vida puede existir en un entorno similar .