Utilizando el Telescopio Espacial James Webb (JWST), los astrónomos han hecho el sorprendente descubrimiento de emisiones de metano provenientes de una enana marrón o «estrella fallida».
El hallazgo sugiere que el enana marrón presenta auroras e incluso podría estar orbitada por una exoluna no descubierta, dijeron los investigadores.
El JWST enana marrón El descubrimiento es sorprendente, porque no se espera que estos mundos fríos y aislados sean lo suficientemente cálidos como para que el metano emita luz infrarroja.
Los hallazgos surgieron como resultado de un programa JWST para investigar 12 enanas marrones. Sugieren que estas estrellas fallidas pueden generar auroras similares a las de la Tierra auroras boreales y luces del surasí como los vistos más Júpiter y Saturno. La falta de una estrella cerca de esta enana marrón solitaria puede significar que las luces polares sobre ella están siendo generadas por una luna activa oculta.
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El equipo de estudio investigó la enana marrón fría CWISEP J193518.59–154620.3 (W1935), ubicada a 47 años luz de Tierra. Si bien la masa de W1935 está poco limitada, oscilando entre 6 y 35 veces la de Júpiter, se sabe que tiene una temperatura superficial de alrededor de 400 grados Fahrenheit (204 grados Celsius). Esa es aproximadamente la temperatura a la que hornearías galletas con chispas de chocolate (¿brownies fallidos?).
«Se espera gas metano en planetas gigantes y enanas marrones, pero normalmente lo vemos absorbiendo luz, no brillando», dijo Jackie Faherty, líder del equipo y gerente senior de educación en el Museo Americano de Historia Natural. dijo en un comunicado. «Al principio estábamos confundidos acerca de lo que estábamos viendo, pero al final, eso se transformó en pura emoción por el descubrimiento».
¿Por qué fallan algunas estrellas?
Las enanas marrones reciben el desafortunado apodo de «estrellas fallidas» porque, a pesar de formarse directamente a partir de una nube de gas y polvo que colapsa como una estrella, no tienen suficiente masa para desencadenar la fusión nuclear de hidrógeno al helio en sus núcleos.
Este es el proceso que define lo que es un estrella de secuencia principal Es decir, las enanas marrones, que tienen masas mayores que las de los planetas más grandes pero más pequeñas que la estrella más pequeña, técnicamente «no logran» alcanzar este estado.
Faherty y sus colegas estaban observando varias enanas marrones con JWST cuando notaron que W1935 era similar, pero con una diferencia intrigante: está emitiendo metanoalgo nunca antes visto alrededor de una estrella fallida.
El modelado W1935 reveló que esta enana marrón en particular también tiene la llamada «inversión de temperatura». Se trata de un fenómeno en el que la atmósfera de un planeta se enfría a niveles más profundos. Esto es algo que suele verse en planetas que orbitan estrellas que calientan sus atmósferas de arriba hacia abajo, pero no se esperaba para W1935 porque la enana marrón está aislada y no hay una fuente de calor externa.
«Nos quedamos gratamente sorprendidos cuando el modelo predijo claramente una inversión de temperatura», dijo en el comunicado Ben Burningham, miembro del equipo y científico de la Universidad de Hertfordshire. «Pero también tuvimos que descubrir de dónde venía ese calor adicional de la atmósfera superior».
Para resolver este misterio, el equipo examinó más de cerca el planeta del sistema solar. gigantes gaseosos, Júpiter y Saturno. Ambos gigantes gaseosos tienen emisiones de metano y ambos tienen atmósferas que demuestran inversión de temperatura.
Para Júpiter y Saturno, la causa de las emisiones de metano y la inversión de temperatura es auroras, lo que llevó a Faherty y al equipo a concluir que esto es lo que el JWST había detectado alrededor de W1935. La gran pregunta es, ¿qué está impulsando la aurora en W1935?
Este es un problema, porque viento solar (la corriente de partículas cargadas del sol) es el principal impulsor de las auroras en Júpiter, Saturno y la Tierra. Estas cargadas chocan contra los campos magnéticos de los planetas y viajan a lo largo de las líneas de campo, interactuando con las partículas de la atmósfera. Esto calienta las capas superiores de la atmósfera y provoca la emisión de luz cerca de los polos del planeta. Sin una estrella anfitriona para destruir W1935 vientos estelaresSin embargo, este proceso no puede ser el principal impulsor de la aurora de la solitaria enana marrón.
Sin embargo, la aurora de Júpiter y Saturno tiene un impulsor secundario menor, en forma de partículas cargadas que fluyen hacia los gigantes gaseosos como resultado de sus lunas activas que arrojan material al espacio. Por ejemplo, la luna de Júpiter yo es el cuerpo más volcánico del sistema solar y arroja lava a decenas de kilómetros al espacio, mientras que la luna de Saturno Encelado escupe géiseres al espacio que contienen vapor de agua y otros materiales que simultáneamente se congelan y hierven cuando llegan al espacio.
Así, la aurora de W1935 sin estrellas ni vientos estelares indica que la enana marrón podría estar orbitada por una luna activa.
Se necesitarán más pruebas antes de que los científicos puedan confirmar por primera vez la existencia de una luna enana marrón. Hasta entonces, estas indicaciones iniciales ofrecen una idea de cuán influyente ha sido el JWST desde que comenzó a enviar sus observaciones de el universo Regresará a la Tierra en el verano de 2022.
«Cada vez que un astrónomo apunta con el JWST a un objeto, existe la posibilidad de realizar un nuevo descubrimiento alucinante», concluyó Faherty. «La emisión de metano no estaba en mi radar cuando comenzamos este proyecto, pero ahora que sabemos que puede estar allí y que la explicación es tan tentadora, estoy constantemente buscándola. Eso es parte de cómo avanza la ciencia».
La investigación del equipo fue publicado hoy (17 de abril) en la revista Nature.
