Detectan la que podría ser la primera exoluna orbitando una enana marrón

Para mí, lo más interesante de este resultado es que nos ofrece otro ejemplo de lo diferentes que pueden ser otros sistemas planetarios respecto al nuestro. Durante muchos años, el sistema solar fue la única referencia que teníamos y solíamos pensar que representaba, más o menos, la forma habitual en que las estrellas forman planetas y satélites. Ahora sabemos que no es así. En este caso, podríamos estar ante una estrella orbitada por una enana marrón, y esta enana marrón, a su vez, está orbitada por un objeto con una masa similar a la de Júpiter. No tenemos nada comparable en el sistema solar. Que finalmente llamemos a este objeto "exoluna", "exosatélite" o incluso "planeta" es quizás menos importante que el hecho de que la naturaleza forme objetos y sistemas complejos que no encajan fácilmente en las categorías que hemos creado a partir de nuestro propio sistema solar.

Por supuesto, aún hay que actuar con cierta cautela. La señal periódica es convincente y compatible con la presencia de un objeto en órbita, pero serán necesarias más observaciones para confirmar su naturaleza. El trabajo también resulta muy interesante desde el punto de vista observacional, ya que demuestra que las velocidades radiales pueden medirse directamente en una enana marrón detectada mediante imágenes y utilizarse para buscar objetos que orbiten a su alrededor. Esto abre una nueva vía para descubrir más exosatélites en el futuro, incluidos objetos con masas más reducidas, y para averiguar si sistemas como este son realmente poco frecuentes o si, simplemente, no habíamos podido detectarlos hasta ahora.

Detectar por primera vez una exoluna (es decir, observar que hay planetas de otros sistemas estelares que tienen sus propias lunas) es un hito de enorme importancia en astronomía. Por un lado, porque nos estarían diciendo que no tenemos que esperar a la tecnología del futuro o a realizar viajes interestelares, sino que podemos observarlas ahora. Y por el otro, porque nos ayudaría a entender cómo se forman los sistemas planetarios. La relevancia es similar a todo lo que vino cuando empezamos la carrera de descubrimientos de exoplanetas, que nos ha ayudado a entender no solo que la formación de planetas es algo mucho más común de lo que pensábamos, sino que la arquitectura de nuestro sistema solar con planetas pequeños orbitando más cerca de la estrella y planetas gigantes orbitando más lejos no es precisamente lo ‘normal’ en otros sistemas estelares.

Sin embargo, los autores admiten que no están seguros de que puedan afirmar con rotundidad que puedan llamar “exoluna” a este cuerpo, ya que es casi tan grande como Júpiter y orbita una enana marrón (que es algo intermedio entre un planeta y una estrella). Sin embargo, opino que precisamente en esta duda radica la relevancia del descubrimiento de Kevin Hoy y su equipo: en observar un cuerpo que desafía nuestra concepción de a qué podemos llamar "luna”. Algo similar sucedió cuando se descubrió que el planeta enano Plutón tenía una luna, Caronte, con un tamaño y masa demasiado grandes para lo que suelen tener las lunas en comparación con los planetas a los que orbitan. A veces, descubrir algo inesperado es incluso más emocionante que descubrir lo que tanto buscabas. Sobre todo, porque nos obliga a replantearnos todo lo que sabemos.

Este trabajo presenta un resultado interesante sobre la detección de un objeto de masa planetaria alrededor de una enana marrón que, a su vez, orbita una estrella de tipo M. Desde mi punto de vista, la relevancia del estudio radica, no tanto en la nomenclatura de lo que se ha detectado, sino en la capacidad técnica que ha habilitado el instrumento CRIRES+ de ESO para poder obtener velocidades radiales precisas de objetos muy débiles (como esta enana marrón) y, además, a poca separación angular de otra estrella (en este caso, la otra componente del sistema, la estrella M). Esa capacidad va, precisamente, en la dirección de poder obtener espectros de alta resolución de exoplanetas cada vez más débiles y poco separados de sus estrellas, algo que será fundamental para estudiar las atmósferas de planetas de forma directa con instrumentos futuros del VLT (RISTRETTO) o del ELT (ANDES). En este sentido, este hallazgo demuestra el potencial tecnológico de la instrumentación actual y sirve como prueba para estos nuevos instrumentos.

En lo referente a la nomenclatura, desde mi punto de vista, el descubrimiento no supone la detección de la primera exoluna o exosatélite, tal y como yo entiendo este concepto. Sin embargo, la ausencia de una definición por parte de la Unión Astronómica Internacional (IAU) respecto a lo que es una exoluna o exosatélite abre la puerta a que cada investigador pueda interpretar estos términos de una forma más o menos flexible. De hecho, en un plano similar, ni siquiera existe una definición propiamente dicha de exoplanet, sino solo una working definition de la IAU establecida en Lecavalier des Etanges & Lissauer (2022). Pero esta definición de trabajo de la IAU es importante en este caso porque establece que los exoplanetas son objetos con una masa absoluta inferior a aproximadamente 13 masas de Júpiter. De este modo, la enana marrón que alberga al objeto hallado por el equipo de Hoy y colaboradores (con 30 masas de Júpiter), no se puede considerar un exoplaneta y, por ende, el objeto hallado a su alrededor no sería más que un exoplaneta alrededor de una enana marrón que, a su vez, orbita otra estrella. Este tipo de configuraciones son comúnmente llamadas sistemas planetarios de tipo S (por satellite), frente a los sistemas planetarios circumbinarios (o de tipo P) donde el planeta orbita alrededor de ambas componentes estelares o subestelares.

Por todo ello, a mi modo de entender, no estamos ante la detección de la primera exoluna, que debiera ser un objeto de masa planetaria orbitando alrededor de otro objeto de masa planetaria, ambos orbitando alrededor de un objeto estelar o enana marrón. Estamos más bien ante el descubrimiento de un interesante sistema planetario de tipo S que muestra las capacidades tecnológicas de las que disponemos y el potencial de la próxima generación de instrumentos para el estudio exoplanetario a través de luz directa del propio planeta.

No es la primera vez que se ha observado una configuración similar. Por ejemplo, en este artículo de 2021, cuyo primer autor es Jorge Lillo y del que soy coautor (ver la figura incluida), se muestra un sistema triple jerárquico donde una estrella subgigante (B) orbita una estrella gigante (A) y la estrella B es, a su vez, orbitada por una enana marrón (C). Las enanas marrones son objetos que están en la ‘caja’ de los objetos subestelares y se diferencian de las estrellas en que no tienen la masa suficiente para mantener reacciones nucleares, tal y como sucede, por ejemplo, en el Sol.

Esta configuración que se muestra como ejemplo es cualitativamente similar a la que se presenta en el artículo de Nature. En ese caso la estrella A es una estrella fría y pequeña comparada con nuestro Sol (tiene ~0.4 veces la masa del Sol), el objeto B –en el artículo CD 35 B– es una enana marrón de masa unas 37 veces la de Júpiter, que está orbitado por el objeto C, que tiene unas 0,9 masas de Júpiter.

Como se observa, en ambos casos B orbita en torno a A y C orbita en torno a B. La peculiaridad del trabajo en Nature es que lo que los autores llaman "exosatellite" es un objeto de masa planetaria y ponen sobre la mesa la posibilidad de que pudiera incluirse en la caja de las "exolunas" (exomoons).

Aquí es donde entramos en el terreno de la nomenclatura: hasta donde yo conozco, la Unión Astronómica Internacional, responsable de la nomenclatura de los objetos astronómicos, no tiene una definición aún para ese término, pero sí para "luna" (moon, en minúscula), como "a natural satellite of other planets can be referred to as a moon". Como ejemplo, muchas veces los satélites de Júpiter o de Saturno se refieren como "las lunas de...".

Siguiendo esa misma línea, se podría decir que una "exoluna" es un satélite natural que orbita en torno a un planeta que, a su vez, orbita una estrella (exoplaneta), lo cual no sería el caso de este objeto, ya que lo hace en torno a una enana marrón, no en torno a un planeta.

A mi entender, este descubrimiento es un hallazgo genial. El paper es muy sólido y, sin duda, merece una nota de prensa, pero no estoy seguro de que el término "luna" se aplique aquí. Los autores lo reconocen, pero lo siguen usando (sic).

Por definición, por la masa que determinan (casi tanto como Júpiter) y por el probable mecanismo de formación, lo que han encontrado es un planeta 'del montón', en torno a la estrella de más baja masa hasta la fecha, pero no una luna.