VLA detecta un planeta extrasolar errante con un potente campo magnético.

El planeta errante está en el límite de masa entre el planeta gigante y la enana marrón.
Concepción del artista de SIMP J01365663 + 0933473, un objeto con 12,7 veces la masa de Júpiter, pero un campo magnético 200 veces más poderoso que el de Júpiter. Este objeto está a 20 años luz de la Tierra. Crédito: Chuck Carter, NRAO / AUI / NSF.

Astrónomos que usan el Very Large Array Karl G. Jansky de la National Science Foundation (VLA) han hecho la primera detección por radiotelescopio de un objeto de masa planetaria más allá de nuestro Sistema Solar. El objeto una docena de veces más masivo que Júpiter que viaja por el espacio sin la compañía de ninguna estrella madre posee una potencia magnética sorprendentemente fuerte.

"Este objeto está justo en el límite entre un planeta y una enana marrón, o 'estrella fallida', y nos está dando algunas sorpresas que pueden ayudarnos a comprender los procesos magnéticos en estrellas y planetas ", dijo Melodie Kao, quien dirigió este estudio mientras era estudiante de posgrado en Caltech, y ahora es becario posdoctoral del Hubble. en la Universidad Estatal de Arizona.

Las enanas marrones son objetos demasiado grandes como para ser considerados planetas, no son lo suficientemente grandes como para sostener la fusión nuclear del hidrógeno en sus núcleos, el proceso que impulsa a las estrellas. Los teóricos sugirieron en la década de 1.960 que tales objetos existirían, pero el primero no se descubrió hasta 1.995. Originalmente se pensó que no emitían ondas de radio, pero en 2.001, un descubrimiento de VLA de destello de radio en uno reveló una fuerte actividad magnética.

Las observaciones posteriores mostraron que algunas enanas marrones tienen auroras fuertes, similares a las que se ven en los planetas gigantes de nuestro propio Sistema Solar. Las auroras que se ven en la Tierra son causadas por el campo magnético de nuestro planeta que interactúa con el viento solar. Sin embargo, las enanas marrones solitarias no tienen un viento solar de una estrella cercana para interactuar. No está claro cómo se causan las auroras en las enanas marrones, pero los científicos piensan que una posibilidad es que un planeta o luna en órbita interactúe con el campo magnético de la enana marrón, como lo que sucede entre Júpiter y su luna Io.

El objeto extraño en el último estudio, llamado SIMP J01365663 + 0933473, tiene un campo magnético más de 200 veces más fuerte que el de Júpiter. El objeto se detectó originalmente en 2.016 como una de las cinco enanas marrones que los científicos estudiaron con el VLA para adquirir nuevos conocimientos sobre los campos magnéticos y los mecanismos mediante los cuales algunos de los objetos más fríos pueden producir fuertes emisiones de radio. Las masas de las enanas marrones son notoriamente difíciles de medir, y en ese momento, se pensaba que el objeto era una enana marrón mucho más grande y masiva.

Very Large Array (VLA) es una colección de 27 antenas de radio ubicadas en el sitio de
 NRAO en Socorro, Nuevo México. Cada antena en el conjunto mide 25 metros
(82 pies) de diámetro y pesa alrededor de 230 toneladas. Crédito: Alex Savello.
El año pasado, un equipo independiente de científicos descubrió que SIMP J01365663 + 0933473 era parte de un grupo muy joven de estrellas. Su juventud significaba que era, de hecho, mucho menos masivo que podría ser un planeta que flota libremente, solo 12,7 veces más masivo que Júpiter, con un radio 1,22 veces mayor que el de Júpiter. Con una edad de 200 millones de años y a una distancia de 20 años luz de la Tierra, el objeto tiene una temperatura superficial de aproximadamente 825 grados Celsius, o más de 1.500 grados Fahrenheit. En comparación, la temperatura de la superficie del Sol es de aproximadamente de 5.500 grados Celsius.

La diferencia entre un planeta gigante gaseoso y una enana marrón sigue siendo objeto de acalorados debates entre los astrónomos, pero una regla general que usan los astrónomos es la masa por debajo de la cual cesa la fusión del deuterio, conocida como el "límite de combustión de deuterio", alrededor de 13 masas de Júpiter.

Simultáneamente, el equipo de Caltech que originalmente detectó su emisión de radio en 2016 lo había observado nuevamente en un nuevo estudio a frecuencias de radio aún más altas y confirmó que su campo magnético era incluso más fuerte que el primero medido.

"Cuando se anunció que SIMP J01365663 + 0933473 tenía una masa cercana al límite de combustión de deuterio, recién había terminado de analizar los datos de VLA más nuevos", dijo Kao.

Las observaciones de VLA proporcionaron tanto la primera detección de radio como la primera medición del campo magnético de un posible objeto de masa planetaria más allá de nuestro Sistema Solar.

Un campo magnético tan fuerte "presenta enormes desafíos para nuestra comprensión del mecanismo de dínamo que produce los campos magnéticos en enanas marrones y exoplanetas y ayuda a conducir las auroras que vemos", dijo Gregg Hallinan, de Caltech.

"Este objeto en particular es emocionante porque el estudio de sus mecanismos de dínamo magnético puede darnos nuevos conocimientos sobre cómo el mismo tipo de mecanismos puede operar en planetas extrasolares, planetas más allá de nuestro Sistema Solar. Creemos que estos mecanismos pueden funcionar no solo en enanas marrones, sino también en planetas terrestres y gigantes gaseosos ", dijo Kao.

"Detectar el SIMP J01365663 + 0933473 con el VLA a través de su emisión de radio auroral también significa que podemos tener una nueva forma de detectar exoplanetas, incluidos los pícaros rebeldes que no orbitan alrededor de una estrella madre", dijo Hallinan.

Kao y Hallinan trabajaron con J. Sebastian Pineda, quien también era estudiante de posgrado en Caltech y ahora se encuentra en la Universidad de Colorado Boulder, David Stevenson de Caltech, y Adam Burgasser de la Universidad de California en San Diego. Están informando sus hallazgos en el Astrophysical Journal.

El Observatorio Nacional de Radioastronomía es una instalación de la National Science Foundation, operada bajo el acuerdo cooperativo de Associated Universities, Inc.

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• Publicado en NRAO el 2 de agosto del 2.018, enlace publicación.