¿Qué hay de los "planetas rebeldes" que se formaron alrededor de las estrellas antes de ser arrojados al espacio interestelar? Cuando el telescopio espacial James Webb de la NASA se lance en 2021, arrojará luz sobre estas preguntas.
Al responderlas se establecerá un límite entre los objetos que se forman como estrellas, que nacen de nubes de gas y polvo que se colapsan gravitacionalmente, y aquellas que se forman como planetas, que se crean cuando el gas y el polvo se agrupan en un disco alrededor de una estrella joven. También distinguirá entre ideas rivales sobre los orígenes de las enanas marrones, objetos con masas entre 1% y 8% del Sol que no pueden sostener la fusión de hidrógeno en sus núcleos.
En un estudio dirigido por Aleks Scholz de la Universidad de St Andrews en el Reino Unido, los investigadores utilizarán Webb para descubrir a los residentes más pequeños y débiles de una guardería estelar cercana llamada NGC 1333. Ubicada a unos 1,000 años luz de distancia en la constelación de Perseo, el cúmulo estelar NGC 1333 está bastante cerca en términos astronómicos. También es muy compacto y contiene muchas estrellas jóvenes. Estos tres factores lo convierten en un lugar ideal para estudiar la formación de estrellas en acción, particularmente para aquellos interesados en objetos muy débiles que flotan libremente.
"Las enanas marrones menos masivas identificadas hasta ahora son solo cinco a 10 veces más pesadas que el planeta Júpiter", explicó Scholz. "Todavía no sabemos si se forman incluso objetos de menor masa en viveros estelares. Con Webb, esperamos identificar a los miembros del clúster tan insignificantes como Júpiter por primera vez. Sus números relativos a enanas marrones más fuertes y estrellas arrojarán luz sobre su orígenes y también nos dan pistas importantes sobre el proceso de formación estelar en general ".
Un límite difuso
Los objetos de muy baja masa son fríos, lo que significa que emiten la mayor parte de su luz en longitudes de onda infrarrojas. Observar la luz infrarroja de los telescopios terrestres es un desafío debido a la interferencia de la atmósfera de la Tierra. Debido a su gran tamaño y capacidad para ver la luz infrarroja con una sensibilidad sin precedentes, Webb es ideal para encontrar y caracterizar objetos jóvenes que flotan libremente con masas inferiores a cinco Júpiter.
a distinción entre enanas marrones y planetas gigantes es borrosa.
"Hay algunos objetos con masas debajo de la marca de 10 Júpiter que flotan libremente a través del cúmulo. Como no orbitan ninguna estrella en particular, podemos llamarlos enanas marrones u objetos de masa planetaria, ya que no sabemos mejor, "dijo el miembro del equipo Koraljka Muzic de la Universidad de Lisboa en Portugal. "Por otro lado, algunos planetas gigantes masivos pueden tener reacciones de fusión. Y algunas enanas marrones pueden formarse en un disco".
También está la cuestión de los "planetas rebeldes": objetos que se forman como planetas y luego son expulsados de sus sistemas solares. Estos cuerpos que flotan libremente están condenados a vagar entre las estrellas para siempre.
Docenas a la vez
El equipo utilizará el generador de imágenes de infrarrojo cercano y el espectrógrafo de hendiduras (NIRISS) de Webb para estudiar estos diversos objetos de baja masa. Un espectrógrafo divide la luz de una sola fuente en sus colores componentes de la misma manera que un prisma divide la luz blanca en un arco iris. Esa luz lleva huellas dactilares producidas cuando el material emite o interactúa con la luz. Los espectrógrafos permiten a los investigadores analizar esas huellas digitales y descubrir propiedades como la temperatura y la composición.
NIRISS proporcionará al equipo información simultánea para docenas de objetos. "Esa es la clave. Para una confirmación inequívoca de una enana marrón o un planeta rebelde, necesitamos ver las firmas de absorción de las moléculas, principalmente agua y metano, en el espectro", explicó el miembro del equipo Ray Jayawardhana de la Universidad de Cornell. "La espectroscopía lleva mucho tiempo, y poder observar muchos objetos simultáneamente ayuda enormemente. La alternativa es tomar imágenes primero, medir colores, seleccionar candidatos y luego ir y tomar espectros, lo que tomará mucho más tiempo y dependerá de más suposiciones". "
Este trabajo se lleva a cabo como parte de un programa Webb de tiempo garantizado de observaciones (GTO). Este programa está diseñado para recompensar a los científicos que ayudaron a desarrollar los componentes clave de hardware y software o el conocimiento técnico e interdisciplinario para el observatorio. Jayawardhana ha participado en el diseño y desarrollo de NIRISS, así como en sus programas científicos clave, como miembro central del equipo de instrumentos desde 2004.
El telescopio espacial James Webb será el principal observatorio de ciencia espacial del mundo cuando se lance en 2021. Webb resolverá misterios en nuestro sistema solar, mirará más allá de mundos distantes alrededor de otras estrellas y explorará las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar. en eso. Webb es un programa internacional dirigido por la NASA con sus socios, ESA (Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Canadiense.http://spaceref.com/astronomy/webb-telescope-to-search-for-young-brown-dwarfs-and-rogue-planets.html
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