Un equipo que utilizó el Telescopio Espacial James Webb (JWST) detectó la estrella enana marrón flotante más pequeña jamás registrada y otras dos “estrellas fallidas”. Están ubicados en un cúmulo de estrellas que está a sólo 1.000 años luz de la Tierra y no está asociado con una estrella madre. Los hallazgos fueron publicado el 13 de diciembre en el Revista astronómica y puede ayudar a los astrónomos a determinar mejor los límites entre estrellas y planetas.
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Estrellas fallidas
enanas marrones Son cuerpos celestes que tienen más masa que los planetas, pero no tanto como las estrellas. Se forman como lo hacen las estrellas, volviéndose lo suficientemente densas como para colapsar bajo el peso de su propia gravedad, pero nunca se vuelven lo suficientemente densas y calientes como para comenzar a fusionar el hidrógeno necesario para convertirse en una estrella. Por eso reciben el sobrenombre de “estrellas fallidas”.
El enana marrón JWST visto tiene una masa alrededor de ocho veces la del planeta Júpiter. Mientras tanto, la más pequeña de estas estrellas tiene una masa aproximadamente tres veces mayor que la de Júpiter, lo que desafía teorías actuales
“Una pregunta básica que encontrarás en todos los libros de texto de astronomía es: ¿cuáles son las estrellas más pequeñas? Eso es lo que estamos tratando de responder”, coautor del estudio y astrónomo de la Universidad Estatal de Pensilvania, Kevin Luhman. dijo en un comunicado.
recorriendo los cielos
Luhman y su colega Catarina Alves de Oliveira comenzaron su búsqueda con cúmulo de estrellas IC 348. Este grupo se encuentra a sólo unos 1.000 años luz de distancia, en la región de formación estelar de Perseo. El cúmulo estelar IC 348 es re lativamente joven, en sólo unos 5 millones de años
Tomaron imágenes del centro del cúmulo de estrellas con el JWST. Cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) para identificar candidatos a enanas marrones por su brillo y colores. Luego utilizaron el conjunto de microobturadores del telescopio. Espectrógrafo de infrarrojo cercano (NIRSpec) para observar los objetivos más prometedores. La sensibilidad del JWST a la luz infrarroja permitió al equipo detectar objetos más débiles que otros telescopios terrestres.
Redujeron el cúmulo de estrellas a tres posibles objetivos. Todas las estrellas pesaban entre tres y ocho masas de Júpiter y tenían temperaturas superficiales que oscilaban entre 1.500 y 2.800 grados Fahrenheit. Según los modelos informáticos del equipo, el objetivo más pequeño tenía sólo tres o cuatro veces el tamaño de Júpiter y puede ofrecer pistas sobre el proceso de formación de estrellas.
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“Es bastante fácil para los modelos actuales crear planetas gigantes en un disco alrededor de una estrella”, coautora del estudio y astrónoma de la Agencia Espacial Europea (ESA), Catarina Alves de Oliveira de la ESA. dijo en un comunicado. “Pero en este cúmulo, sería poco probable que este objeto se formara en un disco, sino que se formara como una estrella, y Júpiter tiene tres masas y es 300 veces más pequeño que nuestro Sol. Entonces tenemos que preguntarnos, ¿cómo opera el proceso de formación de estrellas con masas tan, muy pequeñas?”
Una molécula extraña
Las pequeñas enanas marrones también pueden ayudar a los astrónomos a comprender mejor los exoplanetas porque las enanas marrones más pequeñas se superponen con los exoplanetas más grandes conocidos. Si bien en general se esperaría que tuvieran propiedades similares, una enana marrón que flota libremente es más fácil de estudiar que un exoplaneta gigante. El resplandor de su estrella anfitriona generalmente oculta exoplanetas gigantes, lo que los hace más difíciles de observar.
Dos de las enanas marrones de este estudio también tienen evidencia de un hidrocarburo no identificado, una molécula formada por átomos de hidrógeno y carbono. de la NASA La misión Cassini detectó la misma firma infrarroja en la atmósfera de Saturno y su luna Titán y en el gas entre las estrellas.
“Es la primera vez que detectamos esta molécula en la atmósfera de un objeto fuera de nuestro sistema solar”, dijo Alves de Oliveira. “Los modelos de atmósferas de enanas marrones no predicen su existencia. Estamos observando objetos con edades más jóvenes y masas más bajas que nunca antes, y estamos viendo algo nuevo e inesperado”.
La crisis de identidad de las estrellas o los planetas
La pregunta sigue siendo si las enanas marrones se consideran estrellas o planetas rebeldes que fueron expulsados de los sistemas planetarios. Este equipo sostiene que las enanas marrones en este estudio son Lo más probable es que sean estrellas enanas marrones.y no un planeta expulsado.
Si bien no se puede descartar por completo la teoría del planeta rebelde, es poco probable. La mayoría de las estrellas del cúmulo IC 348 son de baja masa y el equipo cree que es Es poco probable que sean capaces de producir planetas masivos.. Es posible que el cúmulo tampoco haya tenido suficiente tiempo durante sus 5 millones de años de existencia para que se formaran gigantes gaseosos y fueran expulsados de sus sistemas planetarios.
Encontrar más objetos como estas enanas marrones podría ayudar a aclarar su estatus como estrellas o planetas. Algunas teorías sugieren que es más probable que se detecten planetas rebeldes en las afueras de un cúmulo de estrellas. Ampliar el área de búsqueda puede revelar si existen dentro de IC 348. Investigaciones futuras también podrían tomar encuestas más largas que pueden captar objetos más débiles y más pequeños.