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Un Descubrimiento Accidental Sugiere una Población Oculta de Objetos Cósmicos

Este mosaico muestra todo el cielo fotografiado por el observatorio WISE. La luz infrarroja se refiere a longitudes de onda que son más largas que las visibles para el ojo humano. Muchos objetos cósmicos irradian infrarrojos, incluidas las nubes de gas y polvo donde se forman las estrellas y las enanas marrones. Credits: NASA/JPL-Caltech/UCLA

Las enanas marrones no son ni del todo estrellas ni del todo planetas, y un nuevo estudio sugiere que podría haber más de ellas acechando en nuestra galaxia de lo que los científicos pensaban anteriormente.

Un nuevo estudio ofrece una explicación tentadora de cómo surgió un objeto cósmico peculiar llamado WISEA J153429.75-104303.3, apodado "El Accidente". El Accidente es una enana marrón. Aunque se forman como estrellas, estos objetos no tienen suficiente masa para iniciar la fusión nuclear, el proceso que hace que las estrellas brillen. Y aunque las enanas marrones a veces desafían la caracterización, los astrónomos conocen bien sus características generales.

El Accidente obtuvo su nombre después de ser descubierto por pura suerte. Pasó las búsquedas normales porque no se parece a ninguna de las más de 2.000 enanas marrones que se han encontrado en nuestra galaxia hasta ahora.

A medida que las enanas marrones envejecen, se enfrían y cambia su brillo en diferentes longitudes de onda de luz. No es diferente de cómo algunos metales, cuando se calientan, pasan de un blanco brillante a un rojo intenso a medida que se enfrían. El Accidente confundió a los científicos porque era débil en algunas longitudes de onda clave, lo que sugiere que era muy fría (y vieja), pero brillante en otras, lo que indica una temperatura más alta.

"Este objeto desafió todas nuestras expectativas", dijo Davy Kirkpatrick, astrofísico de IPAC en Caltech en Pasadena, California. Él y sus coautores postulan en su nuevo estudio, que aparece en Astrophysical Journal Letters, que el Accidente podría tener entre 10 mil millones y 13 mil millones de años, al menos el doble de la edad promedio de otras enanas marrones conocidas. Eso significa que se habría formado cuando nuestra galaxia era mucho más joven y tenía una composición química diferente. Si ese es el caso, es probable que haya muchas más de estas antiguas enanas marrones al acecho en nuestro vecindario galáctico.

Un Perfil Peculiar

El Accidente fue detectada por primera vez por el observatorio NEOWISE de la NASA, lanzado en 2009 bajo el nombre de WISE y administrado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el Sur de California. Debido a que las enanas marrones son objetos relativamente fríos, irradian principalmente luz infrarroja, o longitudes de onda más largas de lo que el ojo humano puede ver.

Para descubrir cómo El Accidente podría tener propiedades tan aparentemente contradictorias, algunos sugirieron es muy fría, otros que es mucho más caliente, los científicos necesitaban más información. Entonces la observaron en longitudes de onda infrarrojas adicionales con un telescopio terrestre en el Observatorio W. M. Keck en Hawai. Pero la enana marrón parecía tan débil en esas longitudes de onda que no pudieron detectarla en absoluto, aparentemente confirmando su sugerencia de que era muy fría.

A continuación, se propusieron determinar si la penumbra se debía a que El Accidente estaba más lejos de lo esperado de la Tierra. Pero ese no fue el caso, según las mediciones de distancia precisas de los telescopios espaciales Hubble y Spitzer de la NASA. Habiendo determinado la distancia del objeto, a unos 50 años luz de la Tierra, el equipo se dio cuenta de que se está moviendo rápido, alrededor de 800.000 kilómetros por hora. Eso es mucho más rápido que todas las otras enanas marrones que se sabe que se encuentran a esta distancia de la Tierra, lo que significa que probablemente ha estado dando vueltas alrededor de la galaxia durante mucho tiempo, encontrando objetos masivos que la aceleran con su gravedad.

Con un montón de pruebas que sugieren que El Accidente es extremadamente antigua, los investigadores proponen que sus extrañas propiedades no son extrañas en absoluto y que pueden ser una pista de su antigüedad.

Cuando la Vía Láctea se formó hace unos 13.600 millones de años, estaba compuesta casi en su totalidad por hidrógeno y helio. Otros elementos, como el carbono, se formaron dentro de las estrellas; cuando las estrellas más masivas explotaron como supernovas, dispersaron los elementos por toda la galaxia.


Representación artística de una enana marrón oscura y fría en el espacio. Las enanas marrones se forman como estrellas, pero no tienen suficiente masa como para iniciar la fusión nuclear en sus núcleos, el proceso que hace que las estrellas se quemen. Como resultado, comparten algunas características físicas con planetas masivos, como Júpiter. Credits: IPAC/Caltech

El metano, compuesto de hidrógeno y carbono, es común en la mayoría de las enanas marrones que tienen una temperatura similar a El Accidente. Pero el perfil de luz El Accidente sugiere que contiene muy poco metano. Como todas las moléculas, el metano absorbe longitudes de onda específicas de luz, por lo que una enana marrón rica en metano sería tenue en esas longitudes de onda. El Accidente, por el contrario, es brillante en esas longitudes de onda, lo que podría indicar niveles bajos de metano.

Por lo tanto, el perfil de luz de El Accidente podría coincidir con el de una enana marrón muy vieja que se formó cuando la galaxia todavía era pobre en carbono; muy poco carbono en la formación significa muy poco metano en su atmósfera hoy.

"No es una sorpresa encontrar una enana marrón tan vieja, pero es una sorpresa encontrar una en nuestro patio trasero", dijo Federico Marocco, astrofísico del IPAC en Caltech, quien dirigió las nuevas observaciones utilizando los telescopios Keck y Hubble. “Esperábamos que existieran enanas marrones de esta edad, pero también esperábamos que fueran increíblemente raras. La posibilidad de encontrar una tan cerca del sistema solar podría ser una coincidencia afortunada, o nos dice que son más comunes de lo que pensamos".

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