¿Puede una Luna tener lunas? Esta simple pregunta, formulada por el hijo de cuatro años de Juna Kollmeier del Observatorio Carnegie, comenzó todo.
Poco después de esta primera consulta a la hora de acostarse, la astrofísica Kollmeier estaba coordinando un programa en el Kavli Institute for Theoretical Physics (KITP) sobre la Vía Láctea, mientras que su único compañero universitario Sean Raymond de la Université de Bordeaux asistía a un programa paralelo de KITP en la dinámica de planetas similares a la Tierra.
Después de discutir esta pregunta tan simple en un seminario, los dos se unieron para resolverla. Sus hallazgos son la base de un artículo publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Dada la emoción que rodea a las búsquedas de exoplanetas potencialmente habitables, Kollmeier y Raymond calcularon que el mejor escenario para la vida en grandes submoons es alrededor de estrellas masivas. Aunque son extremadamente comunes, las pequeñas estrellas enanas rojas son tan débiles y sus zonas habitables están tan cerca que las fuerzas de las mareas son muy fuertes y las lunas (y con frecuencia incluso las lunas mismas) son inestables.
El dúo inició una tormenta de fuego en Internet a fines del año pasado cuando publicaron un borrador de su artículo en el que examinaban la posibilidad de que las lunas orbitan otras lunas.
La conversación en línea se obsesionó con el mejor término para describir tales fenómenos con opciones como «lunas lunares» y «mini lunas». Pero la nomenclatura no fue el punto de la investigación de Kollmeier y Raymond (aunque tienen una preferencia por las submoons). Más bien, se propusieron definir los parámetros físicos para las lunas que podrían ser orbitadas de forma estable por otras lunas más pequeñas.
Kollmeier y Raymond derivaron un criterio de estabilidad y luego lo aplicaron a las lunas más grandes del sistema solar y al candidato a la exoluna Kepler-1625b-I. Las lunas de Neptuno fueron las menos hospitalarias. Solo la más grande, Tritón, podía albergar una submoon, y solo si su radio era inferior a 5 km. Sorprendentemente, Calisto de Júpiter, Titán de Saturno y Jápeto (mostrado arriba), y la Luna de la Tierra podrían albergar submoons de un radio de 20 km o más. La luna más complaciente de todas resultó ser Kepler-1625b-I (imagen en la parte superior de la página).
Sus cálculos muestran que solo las lunas grandes en órbitas amplias de sus planetas anfitriones podrían albergar submoons. Las fuerzas de las mareas tanto del planeta como de la luna actúan para desestabilizar las órbitas de las submoons que orbitan las lunas más pequeñas o las que están más cerca de su planeta huésped.
Descubrieron que cuatro lunas en nuestro propio Sistema Solar son teóricamente capaces de albergar sus propias submoons. La luna de Júpiter, Calisto, las lunas de Saturno, Titán y Jápeto, y la propia Luna de la Tierra, se ajustan a la cuenta de un satélite que podría albergar su propio satélite, aunque hasta ahora no se ha encontrado ninguna. Sin embargo, agregan que se necesitan más cálculos para abordar las posibles fuentes de inestabilidad de la Luna, como la concentración de masa no uniforme en la corteza de nuestra Luna.
El estudio científico ha sido publicado en arXiv.org.