Excluyendo a los gigantes gaseosos, ¿aproximadamente qué porcentaje de planetas en las zonas habitables de sus estrellas tendrían grandes lunas como la Tierra, a diferencia de Marte y sus pequeñas lunas/asteroides capturados?
No es exactamente la ecuación de Drake en términos de que sus entradas determinen su estimación, pero no está demasiado lejos. Nuestros telescopios no pueden observar bien los sistemas solares existentes o en formación. Han detectado varios miles de planetas, pero solo una pequeña cantidad de lunas posibles y no creo que ninguna de ellas esté confirmada. Tampoco siempre es posible saber si algunos de los planetas "similares a la Tierra" que se han observado son más como subneptunos o quizás mundos acuáticos. Cualquier tipo de planeta de mundo gaseoso/acuoso o helado tendría dificultades para hacer una luna de impacto. Dos cuerpos rocosos que chocan son los mejores para eso.
Los sistemas solares jóvenes están llenos de colisiones durante su período de formación de planetas, por lo que probablemente haya suficientes colisiones con el tamaño/proporción aproximado de Theia-Earth . Al menos, probablemente no sea raro, pero el tamaño no es el único factor. El impacto tiene que ser en el ángulo correcto para generar suficiente momento angular, porque idealmente el cuerpo principal gira más rápido que sus órbitas lunares. Esta rotación más rápida y la fuerza de marea de la luna en el planeta empujan la luna hacia afuera con el tiempo y estabilizan la órbita de la luna (siempre que la esfera de la colina sea más grande que la distancia de la luna con el tiempo ). Si el cuerpo principal gira más lento que la luna, la luna es atraída hacia el planeta y probablemente se desestabilizará en poco tiempo.
Un impacto demasiado directo es malo para la formación de la luna y también es malo mirar demasiado. El impacto debe estar dentro de un rango adecuado de tamaño, relación entre los dos objetos y ángulo de impacto y sin una superficie con mucho hielo y/o agua. Los requisitos son bastante precisos, por lo que la formación estable de grandes lunas de colisión debería ser al menos algo rara debido a todas las condiciones necesarias. Tampoco se sabe con exactitud cuántos de los planetas "habitables" comenzaron siendo rocosos .
La migración de júpiter y otros planetas es otro problema. Es bastante común que los Júpiter migren, lo que debería desestabilizar un porcentaje de los planetas interiores con lunas de colisión estables.
El mayor problema es el tamaño de la estrella. La zona habitable de las estrellas enanas rojas está muy cerca de la estrella y las lunas no serían estables alrededor de los planetas en esos sistemas. Esos planetas probablemente estarían bloqueados por mareas, lo que significa que rotarían más lento que sus órbitas lunares y eso probablemente conduciría a la desestabilización de la órbita de la luna y la luna chocaría contra el planeta, es decir, si el planeta tuviera una luna, sería necesitaría formarse en una órbita muy estrecha.
Entonces, hay algunas estimaciones para adivinar una entrada. No creo que sea posible una estimación precisa, pero si tuviera que adivinar, creo que se encontrarán grandes lunas de colisión. No creo que sean súper raros, y baso esa suposición en una abundancia razonable de material rocoso en la formación del sistema solar y una gran cantidad de colisiones, así que incluso si la colisión Tierra-Theia fuera una en un millón, hay Suceden suficientes colisiones como para que otros dos sistemas corporales como el nuestro probablemente creen lunas estables a largo plazo de vez en cuando. Entonces, raro pero creo que no súper raro.
Probablemente no tengamos una respuesta para esto hasta que obtengamos una mejor vista con el Telescopio James Webb .
Carlos Witthoft