Utilizando el telescopio espacial James Webb, los astrónomos han descubierto que los discos de formación de planetas en la nebulosa de Orión en realidad rodean a «estrellas fallidas» o enanas marrones. Esta es la primera confirmación de que nubes aplanadas de gas y polvo, llamadas «discos protoplanetarios», rodean estos peculiares objetos cósmicos.
El equipo descubrió esto mientras usaba el Telescopio espacial James Webb (JWST) para dar seguimiento a las observaciones de discos protoplanetarios, o «proplyds», iluminados por luz ultravioleta en el Nebulosa de Orión. Esas observaciones fueron recopiladas por el Telescopio espacial Hubble.
Estos hallazgos podrían ayudar a los científicos a comprender cómo enanas marrones forma, así como por qué no pueden cruzar el último obstáculo necesario para convertirse en una estrella. Además, el descubrimiento podría ayudar a determinar si estos cuerpos que flotan libremente pueden llegar a tener sus propios planetas en órbita a pesar de no convertirse en estrellas adecuadas.
Las enanas marrones reciben el injusto apodo de «estrellas fallidas» porque se forman directamente a partir de vastas nubes de gas y polvo como estrellas. Sin embargo, no logran reunir suficiente masa para crear la presión y la temperatura necesarias en sus núcleos para desencadenar la fusión nuclear de hidrógeno a helio, el proceso que define la vida de una estrella. vida útil de la secuencia principal.
Las enanas marrones tienen masas entre 13 y 75 veces mayores que las de Júpitero 0,13 a 0,75 veces el que del soly tener temperaturas frescas. Por tanto, emiten una luz infrarroja tenue y de baja energía.
«Las estrellas nacen dentro de enormes nubes de gas y polvo en el espacio que pueden tener años luz de diámetro, que se llaman nebulosas», dijo el codirector del equipo Kevin Luhman de la Facultad de Ciencias Eberly de la Universidad Penn State. dijo en un comunicado. «Durante décadas, los astrónomos sospecharon que, poco después de que una estrella se fusiona dentro de una nebulosa, los planetas nacen dentro de un disco de gas y polvo que rodea a la estrella recién nacida, conocido como disco protoplanetario».
Es posible que las enanas marrones no fallen como padres planetarios
No pasó mucho tiempo después Lanzamiento del Hubble en 1990 que el telescopio espacial pionero de la NASA capturó imágenes directas de los discos protoplanetarios en la nebulosa de Orión. Situada a sólo 1.500 años luz de distancia, Orión es la gran región de formación estelar más cercana a la Tierra y alberga alrededor de 2.000 estrellas recién nacidas.
«Algunos de los objetos nacidos en nebulosas como Orión tienen masas demasiado pequeñas para sufrir una fusión de hidrógeno, por lo que son fríos y débiles y no califican como estrellas en toda regla», explicó una de las líderes del equipo, Catarina Alves de Oliveira. , dijo en el comunicado el jefe de la División de Desarrollo de Operaciones Científicas de la Agencia Espacial Europea (ESA). «Estos cuerpos parecidos a estrellas que carecen de fusión se conocen como enanas marrones. La pregunta es: ¿podemos encontrar proplyds alrededor de alguna de las enanas marrones en Orión?»
De hecho, algunos de los proplyds vistos por Hubble en la nebulosa de Orión parecían tener objetos débiles en sus centros que podrían ser enanas marrones. El problema, sin embargo, fue que las observaciones recopiladas por el Hubble no eran lo suficientemente sensibles como para determinar si estos cuerpos débiles tenían las temperaturas frías asociadas con estas estrellas fallidas.
Ahí es donde interviene el JWST, el telescopio espacial infrarrojo más sensible jamás construido por la humanidad. Es perfectamente adecuado para medir las temperaturas de objetos débiles en la Nebulosa de Orión que podrían ser enanas marrones, incluidas las proplyds vistas por el Hubble hace tres décadas.
Los astrónomos realizaron espectroscopia en varios de los proplyds candidatos a enanas marrones en Orión, descubriendo que al menos 20 de ellos son lo suficientemente fríos como para ser nombrados como enanas marrones. El más pequeño de ellos tiene aproximadamente 0,05 veces la masa del Sol y aproximadamente cinco veces la masa del Sol. masa de júpiter.
El equipo también descubrió dos objetos que están justo en el límite propuesto para la masa necesaria para iniciar esa reacción de fusión clave. Esos dos tienen aproximadamente 0,75 veces la masa del sol. Por lo tanto, los investigadores no pudieron deducir si estos dos cuerpos son grandes enanas marrones o pequeñas estrellas.
«Las nuevas observaciones del JWST sólo han arañado la superficie en términos de enanas marrones en Orión», dijo Luhman. «La nebulosa contiene unos cientos de objetos débiles que podrían ser enanas marrones, que están listos para la espectroscopía con el JWST. Las observaciones futuras de Orión con el JWST podrían encontrar muchos más ejemplos de proplyds alrededor de enanas marrones y determinar la masa más pequeña con la que las enanas marrones Los enanos existen.
«Esta información nos ayudará a llenar los vacíos en nuestro conocimiento sobre cómo se forman las enanas marrones y su relación con las estrellas y los planetas».
La investigación del equipo ha sido aceptada para su publicación en The Astrophysical Journal con una preimpresión disponible en el sitio del repositorio. arXiv.