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A principios de este mes, en la última reunión anual de la Sociedad Astronómica Americana (AAS), la organización de astrónomos profesionales más grande del país, muchos objetos cósmicos tuvieron su momento de brillar.

Sin embargo, en el caso de las enanas marrones, ese brillo es bastante débil.

Las enanas marrones existen en una especie de categoría de inframundo entre planetas y estrellas. Son lo suficientemente masivas como para que la presión en su núcleo sea suficiente para fusionar el deuterio (un isótopo del hidrógeno), pero no lo suficientemente masivas como para fusionar el hidrógeno normal, el proceso autosostenible que define una estrella adecuada. Este rango de masa va desde aproximadamente 13 Júpiter hasta aproximadamente 75 veces el peso del gigante gaseoso (o aproximadamente 0,075 veces la masa del Sol).

También generan calor a través de la contracción gravitacional, y algunos, cerca de la cima de la escala de masa, también fusionan litio. Pero todos estos procesos son fugaces, lo que deja a las enanas marrones relativamente inertes. Debido a esto, a veces se les llama “estrellas fallidas”, un apodo que creo que es descaradamente injusto. ¿Quiénes somos nosotros para juzgar? Tal vez las enanas marrones en realidad sean simplemente planetas con grandes logros.

Pero debido a que el proceso de fusión es efímero, poco después de que se forman las enanas marrones, simplemente se enfrían y se desvanecen con el tiempo. Esto significa que son extremadamente débiles en luz visible y pueden ser completamente invisibles para los telescopios ópticos, incluso cuando están bastante cerca de la Tierra. La primera enana marrón descubierta Teide-1ubicado en el cercano cúmulo de estrellas de las Pléyades, ni siquiera se confirmó hasta 1995. La buena noticia es que estos objetos retienen gran parte del calor sobrante de su formación, por lo que emiten un brillo infrarrojo duradero, lo que los hace mucho más fáciles de detectar en esos longitudes de onda.

Aún así, casi tres décadas después de ese descubrimiento inicial, hay mucho que no sabemos sobre las enanas marrones. Todavía hay un aura de misterio sobre ellos; en un caso que se anunció en la reunión de la AAS, un aura bastante literal.

CWISEP J193518.59-154620.3 (llamémosle W1935 para abreviar porque eso es lo que hacen los astrónomos) es una enana marrón ubicada en la constelación de Sagitario. Hace mucho frío, según estas cosas: ronda los 200 grados centígrados, lo que lo hace increíblemente débil. No fue descubierto hasta 2019. a pesar de ser sólo a unos 47 años luz de la Tierra. Esto está muy cerca a escala galáctica, prácticamente a la vuelta de la esquina.

Los astrónomos utilizaron recientemente el telescopio espacial James Webb (JWST) para observar W1935 como parte de un programa para comprender mejor la composición, estructura y atmósferas de las enanas marrones frías. Separaron la luz del objeto en colores individuales para formar su espectro, que puede usarse para mostrar la presencia y abundancia de diferentes moléculas como el agua y el dióxido de carbono.

Sin embargo, el espectro reveló una sorpresa. Normalmente, el metano gaseoso atmosférico en una enana marrón absorbe la luz infrarroja que llega desde abajo, por lo que hay una caída en el brillo en ciertas longitudes de onda espectrales. Lo que vieron los astrónomos fue todo lo contrario: en lugar de absorber luz infrarroja, el metano se emitiendo luz. Eso significa que debe haber algo bombeando energía a las moléculas de metano en la atmósfera de W1935.

Si bien aún no se ha publicado ningún artículo revisado por pares sobre la investigación, esta sorpresa espectral plantea algunas preguntas interesantes. Esta enana marrón es demasiado fría para que su temperatura ambiente sea la fuente de energía que excita el metano. Si bien es posible que algunos procesos internos sean los culpables, una explicación mucho más probable es que W1935 tenga una aurora, según los astrónomos que recogieron los datos.

¡Esa es una gran sorpresa! En la Tierra, las auroras se crean cuando el viento solar de partículas subatómicas del sol es arrastrado por el campo magnético de nuestro planeta.. Las partículas son canalizadas hacia nuestra atmósfera, donde chocan contra sus átomos y moléculas gaseosos, haciendo que se iluminen como un letrero de neón literal.

Las enanas marrones pueden tener fuertes campos magnéticos, por lo que ciertamente parece posible. El problema es que W1935 es un solitario cósmico; no hay estrellas cerca de él que puedan alimentarlo con partículas para formar una aurora.

Sin embargo, existe otra posibilidad y es bastante intrigante. Júpiter tiene una aurora que es impulsado por el viento solar y también provocado por tres de sus lunas: Ío, Europa y Ganímedes. En el caso de Io, tectónicamente hiperactivo, por ejemplo, el azufre que arroja volcánicamente al espacio interactúa con el campo magnético de Júpiter, creando una aurora.

¿Podría estar ocurriendo algo similar con W1935? Si tiene una luna o, lo que es más interesante, incluso un cuerpo de masa planetaria orbitando alrededor de ella, entonces la actividad volcánica en esa compañera podría estar impulsando la aurora. La afluencia de partículas sería capturada por el campo magnético de la enana marrón y fluiría hacia la atmósfera, excitando las moléculas de metano y provocando que brillaran. Aunque está cerca de nosotros, cósmicamente hablando, W1935 todavía está demasiado lejos y es demasiado débil para que podamos ver compañeros en órbita. Pero es posible que un cuerpo así pueda detectarse indirectamente. Por ejemplo, tal como vemos con la aurora inducida por la luna de Júpiter, la aurora de W1935 podría aumentar y disminuir cíclicamente en sincronía con el período orbital de un compañero. Aunque discernir ese patrón probablemente sería extraordinariamente difícil, en teoría podría ser posible.

Se han detectado auroras alrededor de enanas marrones antes pero nunca con uno tan frío como W1935. Este descubrimiento podría conducir a una mejor comprensión del comportamiento de las enanas marrones, especialmente aquellas con fuertes campos magnéticos. Y, quién sabe, ¡tal vez también podría descubrir un planeta o una luna fortuitos!

En general, la naturaleza tiende a fabricar pocos objetos grandes y muchos pequeños; por ejemplo, las estrellas de gran masa son raras, pero las de menor masa, como las enanas rojas, son comunes. Si esta regla se extiende a objetos que son aún más diminutos, las enanas marrones pueden ser los objetos subestelares más ubicuos del universo. Hemos tenido casi 30 años de observaciones que muestran lo interesantes que son y aún así logran sorprendernos. Claramente su tiempo de brillar apenas comienza.