Los astrónomos han descubierto cinco objetos que se encuentran a caballo entre las estrellas y los planetas, los ejemplos más recientes de un grupo raro y enigmático de cuerpos celestes conocidos como enanas marrones.
Las enanas marrones a menudo se denominan “estrellas fallidas” porque no tienen suficiente masa para encenderse. Pero en las últimas décadas, los investigadores se han preguntado si ser una enana marrón es más que tener un poco menos de peso que una estrella. Al construir una colección considerable de cuerpos que desafían las definiciones simplistas, los astrónomos esperan tener un mejor manejo de todas las extrañas permutaciones de materia que el universo puede arrojarles.
“Se trata de responder a las preguntas más amplias”, dice Nolan Grieves, astrónomo de la Universidad de Ginebra en Suiza y autor principal de la nueva investigación. “¿Qué tipos de sistemas estelares diferentes existen? ¿Qué tipo de sistemas planetarios diferentes existen y cómo se forman? “
El desierto de la enana marrón
A medida que los astrónomos han ideado métodos cada vez más sofisticados para observar la forma en que las estrellas parpadean y se bambolean, han identificado miles de mundos en órbita extraños y maravillosos. Pero entre un cielo lleno hasta el borde de cuerpos celestes, han encontrado comparativamente pocos objetos de peso medio, específicamente entidades que pesan entre 13 y 80 veces la masa de Júpiter.
Estos cuerpos no son del todo planetas, ya que tienen suficiente masa para juntar átomos de deuterio (una variante pesada del hidrógeno) y calentarse con la fusión. Pero tampoco son del todo estrellas, ya que carecen de la masa necesaria para fusionar de forma sostenible el hidrógeno adecuado y brillar durante miles de millones de años. Curiosamente, los investigadores han localizado y descrito con confianza solo docenas de estos objetos. En un universo repleto de estrellas y planetas, algo parece estar deteniendo la producción de enanas marrones.
“Es extraño porque son más fáciles de detectar” que los exoplanetas más pequeños, dice Grieves. “Es realmente un fenómeno físico que está ocurriendo”.
Algunos investigadores sospechan que la ausencia de objetos intermedios, el “desierto de la enana marrón”, se debe a que la categoría en realidad abarca dos grupos que parecen similares, pero tienen orígenes distintos.
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Los enanos más pesados, argumentan, son estrellas verdaderamente fallidas. Cada uno fue una vez una nube de gas que colapsó, pero no reunió suficiente masa para comenzar a fusionar hidrógeno y brillar.
Mientras tanto, las enanas más ligeras pueden parecerse más a superplanetas. Podrían haberse fusionado a partir del disco polvoriento que rodea a una estrella joven. Luego aspiraron la masa con tanto éxito que pudieron comenzar a fusionar el deuterio.
Para descubrir qué hace que el desierto de las enanas marrones sea tan desolado, los astrónomos, irónicamente, necesitan encontrar más de ellos.
Una búsqueda de planetas arroja algo más
Grieves y sus colaboradores estaban escaneando el cielo en busca de planetas utilizando datos del Satélite de reconocimiento de exoplanetas en tránsito de la NASA, que observa las estrellas en busca de una atenuación sutil que tiene lugar cuando un planeta pasa por delante. Durante su investigación, un puñado de sombras del tamaño de Júpiter les llamó la atención.
Pero cuando siguieron con un telescopio de 1,2 metros en el observatorio La Silla de Chile, notaron algo extraño. El equipo midió la rapidez con la que las estrellas anfitrionas se tambaleaban bajo la influencia gravitacional de sus tenues compañeras y descubrió que los supuestos planetas poseían masas monstruosas, que pesaban entre 77 y 98 veces la masa de Júpiter. Ese peso los colocó tan cerca del borde superior del rango de masa de la enana marrón de los libros de texto que es difícil decir con seguridad qué es cada objeto.
“Algunos probablemente sean estrellas más probables”, dice Grieves, “pero están en el reino [of brown dwarfs]. ”
El equipo publicó sus resultados en Astronomía y Astrofísica en agosto.
Cinco nuevos enanos
Los investigadores no pueden sacar conclusiones radicales de solo cinco nuevos ejemplos. Sin embargo, el puñado de objetos ofrece algunas pistas que se alinean con las teorías comunes de las enanas marrones.
Se cree que las estrellas no del todo se enfrían y encogen con el tiempo, por ejemplo. Para probar esa teoría, los astrónomos compararon la edad y el tamaño de cuatro de las enanas marrones. Descubrieron que los enanos más grandes eran más jóvenes, mientras que los enanos más pequeños eran más viejos, como predeciría la teoría.
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Los cinco también son consistentes con la noción de que en realidad hay dos tipos de enanas marrones: estrellas fallidas y superplanetas. Los astrónomos esperan que los superplanetas sean más comunes alrededor de las estrellas con una variedad más rica de elementos para esculpir mundos. Mientras tanto, las estrellas fallidas podrían tener órbitas más erráticas ya que no maduraron en la cuna tranquilizadora de un disco polvoriento. Los nuevos candidatos a la enana marrón tendían a parecerse a lo que cabría esperar de las estrellas fallidas cerca del techo de masa.
Si bien la línea entre planetas y estrellas sigue siendo borrosa, Grieves espera que las observaciones futuras saquen a la luz más enanas marrones.
“Estamos ayudando a construir esta muestra estadística en la que podremos comprender cada vez más todos los diferentes sistemas estelares que nos rodean”, dice.