A partir de hoy, Más de 5600 exoplanetasSe han descubierto planetas que están ligados gravitacionalmente a estrellas distintas de nuestro Sol. Dentro de ese catálogo existe una amplia gama de clases planetarias: pequeños mundos rocosos como el nuestro, mundos oceánicos completamente cubiertos de agua líquida y gigantes gaseosos que empequeñecen incluso a Júpiter, entre muchos otros.
Los planetas tienen distintos tamaños y composiciones y se diferencian de las estrellas principalmente por su incapacidad para mantener la fusión nuclear en sus núcleos. ¿Qué tamaño debe alcanzar un planeta para convertirse en estrella? ¿Y cuáles son las características de los objetos que se encuentran en esta zona gris entre planetas y estrellas?
«Se considera que este límite de masa es de aproximadamente 75 a 80 masas de Júpiter. Esta es básicamente la masa mínima para sostener la fusión de hidrógeno. Por debajo de esta masa, la fuerza gravitatoria hacia el interior es insuficiente para generar la temperatura necesaria para la fusión del núcleo de hidrógeno y la estrella ‘fallida’ forma en su lugar una enana marrón», dice Basmah Riazun astrofísico de la Universidad Loyola Marymount que estudia objetos llamados enanas marrones.
¿Qué son las estrellas enanas marrones?
Las enanas marrones son objetos cósmicos que difuminan los límites entre planetas y estrellas. Por lo general, se forman en condiciones similares a las de las estrellas como nuestro Sol: a través del colapso de una nube de gas y polvo interestelar.
Sin embargo, las enanas marrones tienen una masa demasiado baja para soportar las temperaturas y presiones necesarias para inducir una reacción de fusión termonuclear de hidrógeno. En otras palabras, su baja masa, en relación con otros objetos estelares, significa que la gravedad no puede comprimir el núcleo de la estrella lo suficiente como para generar las condiciones necesarias para la fusión de hidrógeno.
Pero a diferencia de los grandes planetas gigantes gaseosos como Júpiter, las enanas marrones son lo suficientemente masivas como para inducir la fusión del deuterio, que es un isótopo del hidrógeno (el deuterio está formado por un protón, un neutrón y un electrón, mientras que el hidrógeno es sólo un protón y un electrón). A través de la fusión del deuterio, las enanas marrones emiten algo de luz y calor, y Aparecen de diferentes colores a simple vista dependiendo de su temperatura. (más cálido estaría más cerca del naranja/rojo, mientras que más frío estaría cerca del magenta/negro).
«Las enanas marrones nacen con deuterio primordial, que es un isótopo pesado del hidrógeno. Brillan como estrellas hasta que se someten a una fusión de deuterio y luego simplemente se desvanecen con el tiempo. Por lo tanto, la fusión nuclear en las enanas marrones termina cuando se ha quemado todo el deuterio», dice Riaz.
Como menciona Riaz, una vez que la fusión de deuterio dentro de la enana marrón disminuye a medida que se queda sin combustible, el objeto comienza a oscurecerse lentamente.
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La masa de las enanas marrones
Las enanas marrones pueden variar mucho en masa, lo que también afecta a lo que pueden fusionar para generar energía. En el extremo de alta masa del espectro, entre 65 y 90 veces la masa de Júpiter, algunas enanas marrones son capaces de fusionar litio, el tercer elemento de la tabla periódica.
Por otro lado, algunas enanas marrones de baja masa podrían no experimentar ninguna fusión, y aquellas que lo hagan, podrían quemar todo su combustible en solo 10 millones de años (una pequeña cantidad de tiempo en escalas de tiempo cósmicas, ya que nuestro Sol tiene más de 4 mil millones de años).
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Sistemas planetarios anfitriones
Debido a que las enanas marrones se forman de manera similar a otras estrellas, también son capaces de tener sus propios sistemas planetarios.
«Dado que las enanas marrones albergan discos protoplanetarios que son los lugares de formación de los planetas, las enanas marrones también podrían albergar un sistema planetario. Además, los discos alrededor de las enanas marrones se disipan en una escala de tiempo más larga que las estrellas similares al Sol, por lo que puede llevar más tiempo formar un sistema planetario alrededor de una enana marrón», agrega Riaz.
Si bien algunas enanas marrones pueden formar sistemas planetarios estables por derecho propio, Los astrónomos han observado enanas marrones rebeldes – objetos que flotan libremente en el espacio. Un mundo errante típico, normalmente un planeta, es expulsado de su sistema planetario durante las primeras etapas de formación planetaria, cuando el sistema es más caótico desde el punto de vista gravitacional.
Sin embargo, en el caso de las enanas marrones rebeldes, es posible que estos objetos sean enviados en viajes aleatorios a través del espacio por interactuando gravitacionalmente con otras estrellas cercanas.
Por desgracia para nosotros, la naturaleza no produce cosas en categorías claras. Cuando se trata de todos los objetos cósmicos, los límites pueden volverse difusos, y las enanas marrones ocupan ese extraño lugar entre estrella y planeta. Sin embargo, por ahora, los astrónomos seguirán escrutando el cielo en busca de su presencia. Quién sabe, tal vez incluso encontremos condiciones adecuadas para la vida alrededor de alguna de ellas.
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Artículo Fuentes
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Conor Feehly es un escritor científico residente en Nueva Zelanda que cubre una amplia gama de temas, entre ellos la astronomía y la neurociencia, con un ojo puesto en la investigación en la intersección de la ciencia y la filosofía. Obtuvo una maestría en comunicación científica de la Universidad de Otago. Conor es un colaborador habitual de Discover Magazine, y su trabajo también aparece en New Scientist, Nautilus Magazine, Live Science y New Humanist, entre otras.