Descubierto un gran número de enanas marrones

 Imagen de la enana marrón (en el círculo rojo) descubierta alrededor de la estrella HIP 21152, obtenida con el instrumento SPHERE del VLT. Crédito: M. Bonavita et al., MNRAS, Julio 2022, https://doi.org/10.1093/mnras/stac1250 .

Las enanas marrones, objetos misteriosos a medio camino entre las estrellas y los planetas, son esenciales para nuestra comprensión tanto de unas como de los otros. Sin embargo, en tres décadas de investigaciones solo se había conseguido tomar imágenes de 40 enanas marrones. Ahora, un equipo internacional de astrónomos ha tomado imágenes directas de nada menos que cuatro estrellas marrones nuevas, gracias a un método de búsqueda innovador.

Se trata de la primera vez que han sido descubiertos al mismo tiempo varios sistemas nuevos binarios con una separación orbital amplia entre los dos objetos, de los cuales uno es una enana marrón.

Las enanas marrones no tan frías

El concepto de este artista retrata una enana marrón o estrella fallida que flota libremente. Un nuevo estudio muestra que varios de estos objetos son más cálidas de lo que se pensaba, con temperaturas alrededor de 250 a 350 grados Fahrenheit. Crédito: NASA / JPL-Caltech.

Los astrónomos están constantemente en la búsqueda de cuerpos cada vez más fríos,  en forma de estrella, y hace dos años una nueva clase de tales objetos fue descubierto por investigadores que usan el telescopio espacial WISE de la NASA. Sin embargo, hasta ahora nadie ha sabido exactamente cómo enfrian sus superficies  en realidad la evidencia sugiere que podrían estar a temperatura ambiente.

Incluso las enanas marrones podrían dar a luz planetas rocosos

Por primera vez, utilizando el conjunto de telescopios ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), un equipo de astrónomos ha descubierto que las regiones exteriores del disco polvoriento que rodea a una enana marrón contienen granos sólidos de tamaño milimétrico como los que se encuentran en discos más densos alrededor de estrellas recién nacidas. El sorprendente hallazgo supone un reto para las teorías sobre cómo se forman los planetas rocosos del tamaño de la Tierra, y sugiere que los planetas rocosos pueden ser más comunes de lo que se cree.

Se cree que los planetas rocosos se forman a través de las colisiones aleatorias y la unión de lo que, en un principio, serían partículas microscópicas del disco de material que rodea a las estrellas. Estos granos diminutos, conocidos como polvo cósmico, son parecidos al hollín o a granos de arena muy fina. Sin embargo, en las regiones exteriores alrededor de una enana marrón — un objeto parecido a las estrellas, pero demasiado pequeño para brillar como una estrella — los astrónomos esperaban que los granos no pudieran crecer porque los discos estaban muy dispersos y las partículas se moverían demasiado rápido como para pegarse tras chocar unas con otras. Además, las teorías predominantes afirman que, en el entorno de las enanas marrones, cualquier grano que quisiera formarse se movería con rapidez hacia la enana marrón, desapareciendo de las partes exteriores del disco en las que podrían detectarse. leer mas “Nos sorprendió muchísimo encontrar granos de tamaño milimétrico en ese disco delgado y pequeño,” dijo Luca Ricci, del Instituto Tecnológico de California (EE.UU.), quien lidera un equipo de astrónomos con sedes en Estados Unidos, Europa y Chile. “En las frías regiones exteriores del disco que rodea a la enana marrón no deberían formarse granos sólidos de ese tamaño, pero parece que se forman. No estamos seguros de que puedan desarrollarse planetas rocosos completos, o de si ya ha ocurrido antes, pero estamos viendo los primeros pasos, de manera que tendremos que cambiar nuestras suposiciones sobre las condiciones que se requieren para el crecimiento de sólidos”, afirmó.

La mayor resolución proporcionada por ALMA, comparada con la de telescopios anteriores, también ha permitido al equipo localizar gas monóxido de carbono alrededor de la enana marrón — es la primera vez que se detecta gas frío molecular en este tipo de discos. Este descubrimiento, junto con el de los granos de tamaño milimétrico, sugiere que el disco es más parecido a los que se encuentran en torno a estrellas jóvenes de lo que se creía.

Ricci y sus colegas llevaron a cabo este descubrimiento utilizando parte de las antenas de ALMA instaladas en el desierto chileno, que se encuentra a una gran altitud. ALMA es un conjunto de antenas de gran precisión que aún está en construcción. Las antenas trabajarán conjuntamente como si fueran un solo telescopio para observar el universo en gran detalle y con una gran precisión. ALMA “ve” el Universo en longitudes de onda milimétrica y submilimétrica, invisibles para el ojo humano. Se espera que la construcción de ALMA termine en el año 2013, pero los astrónomos iniciaron las observaciones con un conjunto parcial de las antenas de ALMA en 2011.

Los astrónomos apuntaron ALMA hacia la joven enana marrón ISO-Oph 102, también conocida como Rho-Oph 102, en la región de formación estelar de Rho Ofiuco, en la constelación de Ofiuco (El Portador de la Serpiente). Con unas 60 veces la masa de Júpiter, pero solo 0,06 veces la masa del Sol, la enana marrón tiene muy poca masa para iniciar las reacciones termonucleares por las cuales brillan las estrellas. Aún así, emite calor, generado por sus lentas contracciones gravitatorias, y brilla con un color rojizo, aunque mucho menos que una estrella.

ALMA recogió la luz de longitudes de onda en torno a un milímetro, emitida por el disco de material calentado por la enana marrón. Los granos del disco no emiten mucha radiación en longitudes de onda más largas que su propio tamaño, por lo que en longitudes de onda mayores puede medirse un característica disminución en el brillo. ALMA es un instrumento ideal para la medida de esta disminución y también para estudiar los granos. Los astrónomos compararon el brillo del disco en longitudes de onda de 0,89 mm y 3,2 mm. La disminución en el brillo de 0,89 mm a 3,2 mm no fue tan brusca como se esperaba, lo que demuestra que algunos de los granos miden un milímetro o son incluso mayores.

“ALMA es una herramienta nueva y potente para resolver misterios sobre la formación de sistemas planetarios”, afirmó Leonardo Testi, de ESO, miembro del equipo de investigación. Testi también señaló que “Intentar hacer lo mismo con telescopios de generaciones anteriores habría requerido casi de un mes de observaciones — algo imposible en la práctica. Pero utilizando tan solo una cuarta parte delo que será el conjunto final de antenas de ALMA ¡pudimos hacerlo en menos de una hora!”.

En un futuro próximo, el conjunto ALMA será lo suficientemente potente como para tomar imágenes detalladas del disco que rodea a Rho-Oph 102 y de otros objetos. Ricci explicó que “Pronto seremos capaces, no solo de detectar la presencia de pequeñas partículas en los discos, sino de saber cómo se reparten a lo largo del disco circumestelar y cómo interactúan con el gas que también hemos detectado en el disco. Esto nos ayudará a comprender mejor cómo se forman los planetas”.http://www.eso.org

WISE encuentra pocas enanas marrones cercanas a casa

Esta imagen muestra nuestro propio patio trasero, astronómicamente hablando, desde un punto de vista de unos 30 años luz de distancia del sol. Se destaca la pequeña población de enanas marrones recién descubierto por Wide-field Explorer de la NASA Infrared Survey, o WISE (círculos rojos). La imagen simula las posiciones reales de las estrellas. Crédito de la imagen: NASA / JPL

JPL

Los astrónomos están conociendo mejor a sus vecinos. Nuestro Sol reside dentro de un brazo espiral de nuestra galaxia la Vía Láctea, a unos dos tercios de camino en dirección contraria al centro. Habita en una área como suburbana, bastante tranquila, con un número promedio de residentes estelares. Recientemente, el satélite Wide-field Infrared Survey Explorer, o WISE, de NASA, ha buscado un nuevo grupo de estrellas cerca de casa: las más frías de la familia de enanas marrones de estrellas "fallidas" Ahora, justo cuando los científicos están "encontrando y saludando" a los nuevo vecinos, WISE tiene una sorpresa en la recámara: hay muchas menos estrellas marrones a nuestro alrededor de lo predicho.

"Éste es un resultado realmente iluminador", afirma Davy Kirkpatrick del equipo científico de WISE. "Ahora que estamos finalmente explorando la vecindad solar con visión infrarroja, las pequeñas no son tan prevalecientes como pensábamos".

Las estimaciones previas habían predicho tantas enanas marrones como estrellas típicas, pero la nueva cuenta inicial de WISE muestra sólo una enana marrón cada seis estrellas. Es el equivalente cósmico a ser finalmente capaces de ver un misterioso barrio cerrado y encontrar allí solo unas pocas casas.http://observatori.uv.es leer mas

Descubren dos nuevas enanas marrones vecinas del Sol

Imágenes de color falso de los dos descubrimientos
de enana marrón de WISE 0223 y WISE J0254 J1741 2553.(Crédito: AIP, NASA / IPAC infrarrojos Ciencia Archivo)

Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam Científicos del Instituto Leibniz de Astrofísica de Postdam (AIP) han descubierto dos nuevas enanas marrones a distancias estimadas de sólo 15 y 18 años-luz del Sol. Como comparación, la estrella más próxima al Sol, Proxima Centauri, está situada a poco más de 4 años-luz del Sol, mientras que la más cercana de las enanas marrones conocidas, epsilon Indi Ba y Bb, también encontradas por el AIP hace varios años, se encuentran a unos 12 años-luz.Ralf-Dieter Scholz y sus colaboradores de AIP utilizaron datos recientemente publicados por el satélite WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) de NASA por su descubrimiento. Las dos nuevas vecinas solares, llamadas WISE J0254+0223 y WISE J1741+2553, atrajeron la atención por el contraste extremo entre su fuerte brillo en el infrarrojo y su casi invisible aspecto en luz óptica. Además, ambos objetos se desplazan a velocidades comparativamente grandes por el cielo (movimiento propio), es decir, sus posiciones son muy diferentes respecto a las de observaciones anteriores. Ésta fue una primera pista de su cercanía que fue confirmada comparando sus colores y magnitudes con las de objetos similares. Ambos objetos pertenecen a las enanas marrones de tipo T más frías, justo en la frontera con la clase predicha, pero aún no bien definida, de enanas marrones de tipo Y ultrafrías.http://observatori.uv.es leer mas

La pareja de enanas marrones más frías

Observaciones con el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral (ESO), en conjunto con otros telescopios, han detectado una estrella que podría ser la más fría conocida hasta ahora: se trata de una enana marrón en un sistema doble, cuya temperatura es similar a la de una taza de té recién servida –caliente en escala humana, pero extraordinariamente fría para la superficie de una estrella. Este objeto es lo suficientemente frío como para comenzar a cruzar la difusa línea que separa las pequeñas estrellas frías de los planetas gigantes calientes.

Observaciones con el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral (ESO), en conjunto con otros telescopios, han detectado una estrella que podría ser la más fría conocida hasta ahora: se trata de una enana marrón en un sistema doble, cuya temperatura es similar a la de una taza de té recién servida –caliente en escala humana, pero extraordinariamente fría para la superficie de una estrella. Este objeto es lo suficientemente frío como para comenzar a cruzar la difusa línea que separa las pequeñas estrellas frías de los planetas gigantes calientes.
Las enanas marrones son básicamente estrellas fallidas: no posee la masa suficiente para que la gravedad gatille las reacciones nucleares que hacen brillar a las estrellas. La enana marrón recién descubierta, identificada como CFBDSIR 1458+10B, es el miembro más tenue de un sistema binario de enanas marrones ubicado a sólo 75 años-luz de la Tierra.

El poderoso espectrógrafo X-shooter del Very Large Telescope (VLT) de ESO en cerro Paranal, en la Región de Antofagasta en Chile, permitió mostrar que el objeto analizado era muy frío para los estándares de una enana marrón. “Estábamos muy entusiasmados al ver que este objeto tenía una temperatura tan baja, pero nunca imaginamos que resultaría ser un sistema doble en el que uno de sus componentes es todavía más interesante e incluso más frío”, dice Philippe Delorme del Institut de planétologie et d’astrophysique de Grenoble (CNRS/Université Joseph Fourier), co-autor del artículo científico. CFBDSIR 1458+10 es el sistema binario de enanas marrones más frío descubierto hasta ahora.

Se pudo determinar que las tenues enanas marrones poseen una temperatura de unos 100 grados Celsius –el punto de ebullición del agua, no muy diferente de la temperatura al interior de un sauna. “A temperaturas como éstas es esperable que tengan propiedades diferentes a las de enanas marrones descubiertas previamente y que se acerquen más a los planetas gigantes –incluso tener nubes de agua en su atmósfera”, dice Michael Liu del Institute for Astronomy de la Universidad de Hawaii, autor principal del artículo científico que presenta este nuevo estudio. “De hecho, cuando comencemos a tomar imágenes de planetas gaseosos gigantes alrededor de estrellas similares al Sol en un futuro cercano, yo esperaría que muchas de ellas se vean muy similares a CFBDSIR 1458+10B”.http://observatori.uv.es/ leer mas