Vea También
 |
| Este mosaico muestra todo el cielo fotografiado por el Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). La luz infrarroja se refiere a las longitudes de onda más largas que las visibles para el ojo humano. Muchos objetos cósmicos irradian luz infrarroja, incluidas las nubes de gas y polvo donde se forman las estrellas, y las enanas marrones. Crédito: NASA/JPL-Caltech/UCLA |
Las enanas marrones no son ni estrellas ni planetas, y un nuevo estudio sugiere que podría haber más de ellas en nuestra galaxia de lo que los científicos pensaban.
Un nuevo estudio ofrece una tentadora explicación de cómo surgió un peculiar objeto cósmico llamado WISEA J153429.75-104303.3, apodado "El Accidente". El Accidente es una enana marrón. Aunque se forman como estrellas, estos objetos no tienen suficiente masa para iniciar la fusión nuclear, el proceso que hace brillar a las estrellas. Y aunque las enanas marrones a veces se resisten a ser caracterizadas, los astrónomos conocen bien sus características generales.
O lo hacían, hasta que encontraron ésta.
El Accidente obtuvo su nombre tras ser descubierto por pura suerte. Pasó desapercibida en las búsquedas normales porque no se parece a ninguna de las poco más de 2.000 enanas marrones que se han encontrado en nuestra galaxia hasta ahora.
Cuando las enanas marrones envejecen, se enfrían y su brillo en diferentes longitudes de onda cambia. No es diferente de cómo algunos metales, cuando se calientan, pasan de ser blancos brillantes a rojos profundos a medida que se enfrían. El Accidente confundió a los científicos porque era débil en algunas longitudes de onda clave, lo que sugería que era muy frío (y viejo), pero brillante en otras, lo que indicaba una mayor temperatura.
"Este objeto desafió todas nuestras expectativas", dijo Davy Kirkpatrick, astrofísico del IPAC en el Caltech de Pasadena, California. Él y sus coautores afirman en su nuevo estudio, que aparece en la revista The Astrophysical Journal Letters, que El Accidente podría tener entre 10.000 y 13.000 millones de años, al menos el doble de la edad media de otras enanas marrones conocidas. Esto significa que se habría formado cuando nuestra galaxia era mucho más joven y tenía una composición química diferente. Si este es el caso, es probable que haya muchas más de estas antiguas enanas marrones al acecho en nuestro vecindario galáctico.
Un perfil peculiar
Las enanas marrones comparten ciertas características con las estrellas y los planetas. En general, son menos masivas que las estrellas y más masivas que los planetas. Una enana marrón se convierte en estrella si la presión de su núcleo es lo suficientemente alta como para iniciar la fusión nuclear, el proceso que hace brillar a las estrellas. Crédito: NASA/JPL-Caltech
El Accidente fue detectado por primera vez por el Explorador de Campo Amplio en el Infrarrojo de Objetos Cercanos a la Tierra (NEOWISE) de la NASA, lanzado en 2009 bajo el nombre de WISE y gestionado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. Dado que las enanas marrones son objetos relativamente fríos, irradian sobre todo luz infrarroja, es decir, longitudes de onda más largas que las que puede ver el ojo humano.
Para averiguar cómo el Accidente puede tener propiedades aparentemente contradictorias -algunos sugieren que es muy frío, otros indican que es mucho más cálido- los científicos necesitaban más información. Así que la observaron en longitudes de onda infrarrojas adicionales con un telescopio terrestre en el Observatorio W. M. Keck de Hawai. Pero la enana marrón aparecía tan débil en esas longitudes de onda que no pudieron detectarla en absoluto, lo que aparentemente confirmaba su sugerencia de que era muy fría.
A continuación, se propusieron determinar si la oscuridad se debía a que El Accidente estaba más lejos de la Tierra de lo esperado. Pero no era el caso, según las mediciones precisas de distancia realizadas por los telescopios espaciales Hubble y Spitzer de la NASA. Una vez determinada la distancia del objeto -unos 50 años luz de la Tierra-, el equipo se dio cuenta de que se está moviendo rápidamente -unos 800.000 kilómetros por hora-. Esto es mucho más rápido que el resto de enanas marrones conocidas a esta distancia de la Tierra, lo que significa que probablemente ha estado dando vueltas por la galaxia durante mucho tiempo, encontrando objetos masivos que la aceleran con su gravedad.
Con un montón de pruebas que sugieren que El Accidente es extremadamente antiguo, los investigadores proponen que sus extrañas propiedades no son nada extrañas y que pueden ser una pista de su edad.
Cuando la Vía Láctea se formó hace unos 13.600 millones de años, estaba compuesta casi por completo de hidrógeno y helio. Otros elementos, como el carbono, se formaron en el interior de las estrellas; cuando las más masivas explotaron como supernovas, dispersaron los elementos por toda la galaxia.
El metano, compuesto de hidrógeno y carbono, es común en la mayoría de las enanas marrones que tienen una temperatura similar a la de El Accidente. Pero el perfil de luz de El Accidente sugiere que contiene muy poco metano. Como todas las moléculas, el metano absorbe determinadas longitudes de onda de la luz, por lo que una enana marrón rica en metano sería tenue en esas longitudes de onda. El Accidente, por el contrario, es brillante en esas longitudes de onda, lo que podría indicar bajos niveles de metano.
Por lo tanto, el perfil de luz de El Accidente podría coincidir con el de una enana marrón muy antigua que se formó cuando la galaxia aún era pobre en carbono; muy poco carbono en su formación significa muy poco metano en su atmósfera actual.
 |
| Esta ilustración artística muestra una enana marrón fría y tenue en el espacio. Las enanas marrones se forman como las estrellas, pero no tienen suficiente masa para encender la fusión nuclear en sus núcleos, el proceso que hace que las estrellas ardan. Por ello, comparten algunas características físicas con los planetas masivos, como Júpiter. Crédito: IPAC/Caltech |
"No es una sorpresa encontrar una enana marrón tan antigua, pero sí lo es encontrar una en nuestro patio trasero", dijo Federico Marocco, astrofísico del IPAC en Caltech que dirigió las nuevas observaciones utilizando los telescopios Keck y Hubble. "Esperábamos que existieran enanas marrones tan antiguas, pero también esperábamos que fueran increíblemente raras. La posibilidad de encontrar una tan cerca del sistema solar podría ser una afortunada coincidencia, o nos dice que son más comunes de lo que pensábamos."
Un accidente afortunado
Para encontrar más enanas marrones antiguas como El Accidente -si es que existen- los investigadores podrían tener que cambiar la forma de buscar estos objetos.
El Accidente fue descubierto por el científico ciudadano Dan Caselden, que estaba utilizando un programa en línea que construyó para encontrar enanas marrones en los datos de NEOWISE. El cielo está lleno de objetos que irradian luz infrarroja; en general, estos objetos parecen permanecer fijos en el cielo, debido a su gran distancia de la Tierra. Pero como las enanas marrones son tan débiles, sólo son visibles cuando están relativamente cerca de la Tierra, lo que significa que los científicos pueden observar su desplazamiento por el cielo durante meses o años. (NEOWISE cartografía todo el cielo aproximadamente una vez cada seis meses).
El programa de Caselden intentó eliminar los objetos infrarrojos estacionarios (como las estrellas lejanas) de los mapas de NEOWISE y destacar los objetos en movimiento que tenían características similares a las enanas marrones conocidas. Estaba observando una de esas candidatas a enana marrón cuando vio otro objeto mucho más débil que se movía rápidamente por la pantalla. Se trataba de WISEA J153429.75-104303.3, que no había sido destacado porque no coincidía con el perfil de una enana marrón del programa. Caselden la descubrió por casualidad.
"Este descubrimiento nos dice que hay más variedad en las composiciones de las enanas marrones de lo que hemos visto hasta ahora", dijo Kirkpatrick. "Es probable que haya más extrañas por ahí, y tenemos que pensar en cómo buscarlas".
Lanzada en 2009, la nave espacial WISE entró en hibernación en 2011 tras completar su misión principal. En septiembre de 2013, la NASA reactivó la nave con el objetivo principal de buscar objetos cercanos a la Tierra, o NEO, y la misión y la nave pasaron a llamarse NEOWISE. El JPL, una división de Caltech, gestionó y operó WISE para la Dirección de Misiones Científicas (SMD) de la NASA. La misión fue seleccionada por concurso en el marco del Programa de Exploradores de la NASA, gestionado por el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la agencia en Greenbelt, Maryland. NEOWISE es un proyecto del JPL, una división de Caltech, y de la Universidad de Arizona, con el apoyo de la Oficina de Coordinación de Defensa Planetaria de la NASA.
Fuentes, créditos y referencias:
J. Davy Kirkpatrick et al, The Enigmatic Brown Dwarf WISEA J153429.75-104303.3 (a.k.a. "The Accident"), The Astrophysical Journal Letters (2021). DOI: 10.3847/2041-8213/ac0437