Estas «estrellas fallidas» orbitan tan cerca que se tardó 29 años en saber que eran una pareja

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Esta obra de arte destaca un par de enanas marrones gemelas recientemente descubiertas, llamadas Gliese 229Ba y Gliese 229Bb. Gliese 229B, descubierta en 1995, fue la primera enana marrón confirmada, pero hasta ahora los astrónomos pensaban que estaban observando un solo cuerpo y no dos. Nuevas observaciones del Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral en Chile revelaron que se trata de dos enanas marrones que orbitan estrechamente una alrededor de la otra cada 12 días (como indican las líneas orbitales naranja y azul), con una separación sólo 16 veces mayor que la distancia entre la Tierra y la Luna. La pareja de enanas marrones orbita alrededor de una estrella enana M fría cada 250 años. Crédito: K. Miller, R. Hurt (Caltech/IPAC)
Esta obra de arte destaca un par de enanas marrones gemelas recientemente descubiertas, llamadas Gliese 229Ba y Gliese 229Bb. Gliese 229B, descubierta en 1995, fue la primera enana marrón confirmada, pero hasta ahora los astrónomos pensaban que estaban observando un solo cuerpo y no dos. Nuevas observaciones del Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral en Chile revelaron que se trata de dos enanas marrones que orbitan estrechamente una alrededor de la otra cada 12 días (como indican las líneas orbitales naranja y azul), con una separación sólo 16 veces mayor que la distancia entre la Tierra y la Luna. La pareja de enanas marrones orbita alrededor de una estrella enana M fría cada 250 años. Crédito: K. Miller, R. Hurt (Caltech/IPAC)

En 1995, el descubrimiento de Gliese 229B por investigadores de Caltech en el Observatorio Palomar abrió un nuevo capítulo en el estudio de las enanas marrones, esos misteriosos objetos más pesados que los planetas pero más ligeros que las estrellas. Sin embargo, persistía un enigma desconcertante: Gliese 229B era demasiado débil para su masa. Los astrónomos midieron su masa en unas 70 veces la de Júpiter, pero su brillo observado no coincidía con lo esperado para un objeto tan masivo.

Ahora, un equipo internacional de astrónomos dirigido por el Instituto Tecnológico de California (Caltech) ha desvelado el misterio. Resulta que Gliese 229B no es una única enana marrón, sino un par de enanas marrones estrechamente unidas. Estos dos objetos, con masas de aproximadamente 38 y 34 veces la de Júpiter, orbitan entre sí cada 12 días. Su luminosidad combinada coincide ahora con la esperada para enanas marrones de este rango de masas.

«Gliese 229B fue considerada durante mucho tiempo la enana marrón por excelencia», afirma Jerry W. Xuan, estudiante de posgrado que trabaja con el profesor Dimitri Mawet en Caltech. «Ahora sabemos que en realidad es un sistema binario. Nuestras observaciones anteriores no podían resolver la estrecha separación de estas dos enanas marrones.»

Xuan es el autor principal de un estudio publicado en Nature, titulado acertadamente «La enana marrón fría Gliese 229B es una binaria cercana». Un estudio independiente realizado simultáneamente por Sam Whitebook, estudiante de postgrado de Caltech, y Tim Brandt, del Space Telescope Science Institute, también concluyó que Gliese 229B es un sistema binario.

Esta revelación no sólo resuelve el enigma de la oscuridad de Gliese 229B, sino que también plantea preguntas interesantes sobre cómo se forman estas parejas de enanas marrones tan unidas. Sugiere que otros sistemas binarios similares, o incluso exoplanetas binarios, podrían estar a la espera de ser descubiertos.

Gliese 229B fue identificado por primera vez en 1995 por un equipo de Caltech formado por Rebecca Oppenheimer, Shri Kulkarni y Keith Matthews. Este equipo utilizó el Observatorio Palomar para descubrir que Gliese 229B contenía metano en su atmósfera, un rasgo común en gigantes gaseosos como Júpiter pero no en estrellas. Este descubrimiento confirmó la existencia de una nueva clase de objetos fríos similares a estrellas, denominados enanas marrones, que llenan el vacío existente entre las estrellas y los planetas.

«Ver el primer objeto más pequeño que una estrella orbitando alrededor de otro sol fue emocionante», recuerda Oppenheimer, que ahora trabaja como astrofísico en el Museo Americano de Historia Natural. «Desató una oleada de interés por encontrar objetos similares, pero Gliese 229B siguió siendo un misterio durante décadas».

A pesar de las numerosas observaciones realizadas a lo largo de casi 30 años, la verdadera naturaleza de Gliese 229B eludía a los astrónomos. El equipo sospechaba que podría tratarse de un sistema binario, pero la resolución de los dos objetos requería tecnología avanzada. Utilizando el instrumento GRAVITY del Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral en Chile, que combina la luz de cuatro telescopios, el equipo fue capaz de resolver espacialmente Gliese 229B en dos objetos distintos. También utilizaron el instrumento CRIRES+ para detectar distintas firmas espectrales de cada enana marrón, confirmando su naturaleza binaria.

«Es asombroso ver un nuevo desarrollo casi 30 años después», afirma Kulkarni, que formó parte del equipo original del descubrimiento. «Este sistema binario sigue sorprendiéndonos».

Las observaciones revelaron que las dos enanas marrones, ahora denominadas Gliese 229Ba y Gliese 229Bb, orbitan entre sí con una separación de sólo 16 veces la distancia entre la Tierra y la Luna. Juntas, orbitan alrededor de una estrella enana M cada 250 años.

«Este descubrimiento es uno de los más emocionantes en astrofísica subestelar en décadas», dice Oppenheimer. «Estas dos enanas marrones tienen un radio menor que Júpiter y tendrían un aspecto bastante extraño en nuestro cielo nocturno si estuvieran en nuestro sistema solar».

Fuentes, créditos y referencias:

Jerry Xuan, The cool brown dwarf Gliese 229 B is a close binary, Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-08064-x. www.nature.com/articles/s41586-024-08064-x

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