Utilizando la nave espacial SPHEREx de la NASA, los astrónomos han estudiado una gran cantidad de “estrellas fallidas”, también conocidas como enanas marrones.
Estos extraños cuerpos cósmicos se encuentran entre los planetas y las estrellas y poseen una masa entre 13 y 80 veces la de Júpiter (0,013 a 0,08 veces la masa del sol). Reciben el sobrenombre de estrellas fallidas porque se forman como estrellas a partir del colapso de nubes de gas y polvo, pero no logran reunir suficiente masa para desencadenar la fusión de hidrógeno con helio en sus núcleos, el proceso que impulsa a las estrellas reales.
Este proceso de formación también significa que las enanas marrones son seres cósmicos solitarios que deambulan solos en la oscuridad del espacio, privados de la luz de una estrella madre. Esa descripción podría sonar como la letra de una canción de Type O Negative (“Black No. 1”, ¿alguien?). Y eso es acertado, según el líder del nuevo estudio, que revela que, químicamente hablando, las atmósferas de estos mundos oscuros y nublados no son diferentes a las de los planetas gigantes gaseosos de nuestro sistema solar.
“Son algo góticos”, dijo en un comunicado Zafar Rustamkulov, del Instituto de Tecnología de California (Caltech). “A diferencia de los exoplanetas, las enanas marrones que flotan libremente son objetos celestes completamente independientes que se desvanecerán solos en la eternidad. Todavía estamos aprendiendo cuán complejas son”.
Rustamkulov añadió que, desde la órbita terrestre, SPHEREx (abreviatura de Espectrofotómetro para la Historia del Universo, Época de Reionización y Explorador de Hielos) ve longitudes de onda de luz que son casi imposibles de ver con telescopios terrestres porque el agua de la atmósfera terrestre las absorbe. Esto es importante para sacar a la luz las enanas marrones.
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“Estamos captando luz de las profundas nubes rojas de enanas marrones que se encuentran en todo el cielo”, dijo.
Un bosque (de enanas marrones)
Las enanas marrones han sido algo misteriosas desde su descubrimiento en la década de 1990, debido a que la pequeña cantidad de fusión nuclear que ocurre dentro de ellas hace que no emitan más que un tenue brillo. Eso significa que nuestra comprensión de su composición, sus tormentas y su evolución en realidad sólo proviene de la teoría.
Para ayudar a disipar esta oscuridad observacional, el equipo recurrió a datos de SPHEREx. Estudiaron 37 enanas marrones cercanas en un espectro de luz que incluye 102 longitudes de onda, desde el rojo más profundo que nuestros ojos pueden ver hasta la luz infrarroja invisible. Estas estrellas fallidas locales abarcaban todo el rango de temperatura de las enanas marrones: desde 4.000 grados Fahrenheit hasta menos 10 grados Fahrenheit (2.200 a menos 20 grados Celsius).
Teniendo en cuenta que la temperatura del sol es de unos 10.000 grados Fahrenheit (5.500 grados Celsius), definitivamente se podría decir que las enanas marrones se enfrían.
Los espectros de las enanas marrones vistos por SPHEREx permitieron al equipo determinar que sus atmósferas son químicamente ricas en agua, dióxido de carbono, monóxido de carbono y metano.
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“Estamos viendo las firmas de estas moléculas y cómo cambian de un objeto a otro a lo largo de todo el régimen de temperatura”, dijo el miembro del equipo J. Davy Kirkpatrick, también de Caltech. “Nuestro artículo se concentró en sólo tres docenas, pero tenemos miles más que estamos en el proceso de analizar.
“Tengo muchas ganas de ver qué límites impone el universo a la variedad de enanas marrones”.
todos mis colores
Las enanas marrones han sido observadas habitualmente por otros telescopios, incluido el Telescopio Espacial James Webb de la NASA y el Telescopio Espacial Spitzer, ahora retirado, de la agencia, pero la amplia cobertura de longitud de onda de SPHEREx lo ha hecho particularmente útil para observar estas estrellas fallidas. Esas son buenas noticias para los astrónomos que esperan cambios en las atmósferas de las enanas marrones a medida que envejecen y se enfrían.
Los investigadores descubrieron que algunas enanas marrones observadas por SPHEREx se encuentran en una etapa de cambio extremo en la que sus nubes se están aclarando, creando atmósferas ricas en metano.
Es posible que el equipo haya descubierto nuevos detalles importantes sobre las enanas marrones, pero todavía están en la proverbial calle del misterio cuando se trata de estos extraños objetos celestes.
“Los modelos más modernos capturan la tendencia química general, pero cuando se trata de estas transiciones nubosas, los modelos tienen dificultades para igualar los datos”, dijo Rustamkulov. “No hay dos enanas marrones iguales. Incluso a la misma temperatura, sus espectros parecen bastante distintos”.
“Este viaje ha convertido a muchos de nosotros en meteorólogos accidentales. Sabemos lo difícil que es predecir el clima en nuestro propio planeta, y nos damos cuenta de que será igual de desafiante explicar los fenómenos que vemos en estos extraños y fríos objetos”, dijo Kirkpatrick. “Los hallazgos son un llamado a la acción para explorar aún más de estos mundos oscuros”.
A medida que los astrónomos respondan a ese llamado a la acción, reflexionaré sobre cómo podría haber incluido el clásico gótico de la Bauhaus “Bela Lugosi is Dead” en este artículo.
La investigación del equipo fue publicada el 28 de septiembre en The Astrophysical Journal.