Exolunas y exorings con el Observatorio de Mundos Habitables I: sobre la detección de sombras y eclipses analógicos Tierra-Luna

La recomendación de máxima prioridad del estudio decenal Astro2020 para la astronomía espacial fue la construcción de un observatorio capaz de caracterizar mundos habitables.

En esta serie de artículos, exploramos la detectabilidad y la interferencia de exolunas y exorings observadas al azar con el proyecto Habitable Worlds Observatory (HWO) mientras busca caracterizar exoplanetas, comenzando en este manuscrito con eventos mutuos analógicos Tierra-Luna.

A diferencia de los tránsitos, que sólo ocurren en sistemas vistos de cerca, los eventos de umbra mutua (es decir, eclipse solar) y eclipse lunar ocurren en casi todos los sistemas estrella-planeta-luna. La cadencia de estos eventos puede variar mucho desde un año hasta varios eventos por día, como fue el caso en nuestro joven sistema Tierra-Luna.

Aprovechando las curvas de luz espacial anteriores (EPOXI) de un tránsito lunar y las predicciones de rendimiento del concepto LUVOIR-B, derivamos la detectabilidad de los análogos de la Luna con HWO. Determinamos que los análogos Tierra-Luna son detectables con la observación de aproximadamente de 2 a 20 eventos mutuos para sistemas dentro del 10%, y que las lunas más grandes deberían seguir siendo detectables hasta un 20%.

Exploramos hasta qué punto los eventos mutuos de exolunas pueden imitar las características y el clima planetarios. Descubrimos que la cobertura de las longitudes de onda HWO del infrarrojo cercano, particularmente en la banda de agua de 1,4 micrones donde las lunas grandes pueden eclipsar a su planeta anfitrión, ayudará a diferenciar las señales de las exolunas de los exoplanetas de variabilidad.

Finalmente, predecimos que es más probable que se detecten exolunas formadas por procesos de colisión similares a los de nuestra Luna en sistemas más jóvenes, donde los períodos orbitales más cortos y la geometría favorable aumentan la probabilidad y la frecuencia de eventos mutuos.

Mary Anne Limbach, Jacob Lustig-Yaeger, Andrew Vanderburg, Johanna M. Vos, René Heller, Tyler D. Robinson

Comentarios: 16 páginas, 11 figuras, en revisión en AJ, incluye revisiones del primer ciclo de revisión, se aceptan comentarios
Materias: Astrofísica terrestre y planetaria (astro-ph.EP); Instrumentación y métodos para astrofísica (astro-ph.IM)
Citar como: arXiv:2405.02408 [astro-ph.EP] (o arXiv:2405.02408v1 [astro-ph.EP] para esta versión)
Historial de envíos
Por: Mary Anne Limbach
[v1] Viernes, 3 de mayo de 2024 6:05:38 p. m. UTC (1958 KB)
https://arxiv.org/abs/2405.02408
Astrobiología,