Hubble descubre que las enanas marrones envejecidas se vuelven solitarias
Se necesitan dos para bailar el tango, pero en el caso de las enanas marrones que alguna vez estuvieron emparejadas como sistemas binarios, esa relación no dura mucho, según un estudio reciente realizado con el Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA.
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| Esta es la representación artística de una enana marrón. Esta clase de objeto es demasiado grande para ser un planeta (y no se formó de la misma manera), pero es demasiado pequeño para ser una estrella porque no puede sostener la fusión nuclear, ya que es menos masivo que incluso las estrellas más pequeñas. Es probable que una enana marrón esté marcada por bandas horizontales de nubes gruesas impulsadas por el viento que pueden alternar con bandas relativamente libres de nubes, dando al objeto una apariencia rayada. Podrían existir sistemas de tormentas giratorias del tamaño de continentes terrestres, o incluso planetas pequeños. El nombre "enana marrón" es en realidad un nombre inapropiado porque el objeto normalmente aparece rojo a simple vista. Es más brillante en luz infrarroja. Muchas enanas marrones tienen compañeras binarias. Pero a medida que envejecen, el sistema binario se separa y cada enana sigue su propio camino, según un estudio reciente del Telescopio Espacial Hubble. Las estrellas de fondo en esta ilustración son una visualización científica recopilada del catálogo de estrellas de la nave espacial Gaia. Las estrellas sintetizadas son precisas en términos de posición, brillo y color. Como esta no es una imagen de la Vía Láctea, faltan nebulosas brillantes y nubes de polvo oscuras. [Descripción de la imagen: La representación de este artista muestra una enana marrón, un objeto más masivo que un planeta pero más pequeño que una estrella. La enana es una esfera de color rojo cereza. Tiene franjas horizontales de varios tonos de rojo que son bandas de nubes. En el fondo oscuro hay innumerables estrellas que se encuentran dentro de nuestra galaxia, la Vía Láctea.] Crédito: NASA, ESA, J. Olmsted (STScI) |
Las enanas marrones son objetos interestelares más grandes que Júpiter pero más pequeños que las estrellas de menor masa. Al igual que las estrellas, colapsan a partir de una nube de gas y polvo, pero no tienen suficiente masa para sostener la fusión del hidrógeno como una estrella normal.
Al igual que las estrellas, las enanas marrones pueden nacer en parejas y orbitar una alrededor de la otra. Un estudio del Telescopio Espacial Hubble ha descubierto que cuanto más vieja es una enana marrón, es menos probable que tenga una compañera enana. Esto implica que un par binario de enanas está tan débilmente vinculado por la gravedad que se separan a lo largo de unos cientos de millones de años como resultado de la atracción de las estrellas que las rodean. Llámalos los corazones solitarios del cosmos.
Hubble puede detectar binarios a una distancia de hasta 480 millones de kilómetros, la separación aproximada entre nuestro Sol y el cinturón de asteroides. Pero los astrónomos que llevaron a cabo el estudio no encontraron ningún par binario en una muestra de enanas marrones en la vecindad solar. “Nuestro estudio confirma que las compañeras muy separadas son extremadamente raras entre las enanas marrones aisladas más frías y de menor masa, a pesar de que las enanas marrones binarias se observan a edades más tempranas. Esto sugiere que tales sistemas no sobreviven en el tiempo”, dijo la autora principal, Clémence Fontanive, del Instituto Trottier para la Investigación de Exoplanetas de la Universidad de Montreal, Canadá.
En un estudio similar que Fontanive realizó hace un par de años, Hubble observó enanas marrones extremadamente jóvenes y algunas tenían compañeras binarias, confirmando que los mecanismos de formación estelar producen pares binarios entre enanas marrones de baja masa. La falta de compañeras binarias para las enanas marrones más antiguas sugiere que algunas pueden haber comenzado como binarias, pero se separaron con el tiempo.
Los nuevos hallazgos del Hubble respaldan aún más la teoría de que las enanas marrones nacen de la misma manera que las estrellas, mediante el colapso gravitacional de una nube de hidrógeno molecular. La diferencia es que no tienen suficiente masa para sostener la fusión nuclear de hidrógeno para generar energía, mientras que las estrellas sí la tienen. Más de la mitad de las estrellas de nuestra galaxia tienen una estrella compañera que resultó de estos procesos de formación, y las estrellas más masivas se encuentran más comúnmente en sistemas binarios. "La motivación para el estudio fue realmente ver qué tan baja en masa se mantienen las tendencias observadas entre múltiples sistemas estelares", dijo Fontanive.
“Nuestra encuesta del Hubble ofrece evidencia directa de que es poco probable que estos binarios que observamos cuando son jóvenes sobrevivan hasta edades avanzadas; es probable que se alteren. Cuando son jóvenes, forman parte de una nube molecular y luego, a medida que envejecen, la nube se dispersa. Mientras eso sucede, las cosas empiezan a moverse y las estrellas pasan unas junto a otras. Debido a que las enanas marrones son tan livianas, la atracción gravitacional que une a los pares binarios anchos es muy débil, y las estrellas que pasan por alto pueden fácilmente desgarrar estos binarios”, dijo Fontanive.
El equipo seleccionó una muestra de enanas marrones previamente identificadas por el Explorador de Infrarrojos de Campo Amplio de la NASA. Tomó muestras de algunas de las enanas marrones antiguas más frías y de menor masa del vecindario solar. Estas viejas enanas marrones son tan frías (unos cientos de grados más cálidas que Júpiter en la mayoría de los casos) que sus atmósferas contienen vapor de agua condensado.
Para encontrar las compañeras más geniales, el equipo utilizó dos filtros diferentes del infrarrojo cercano, uno en el que las enanas marrones frías son brillantes y otro que cubre longitudes de onda específicas donde parecen muy débiles como resultado de la absorción de agua en sus atmósferas.
"La mayoría de las estrellas tienen amigos, ya sean compañeros binarios o exoplanetas", añadió Beth Biller, miembro del equipo de la Universidad de Edimburgo en el Reino Unido. “Esta encuesta realmente demuestra que no ocurre lo mismo con las enanas marrones. Después de un breve período temprano en su vida, la mayoría de las enanas marrones permanecen solteras por el resto de su muy larga existencia”.
"Esta es la mejor evidencia observacional hasta la fecha de que los pares de enanas marrones se separan con el tiempo", dijo Fontanive. "No podríamos haber realizado este tipo de estudio y confirmado modelos anteriores sin la aguda visión y sensibilidad del Hubble".
Más información
El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la ESA y la NASA.
Crédito de la imagen: NASA, ESA, J. Olmsted (STScI)
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Bethany Downer
Directora de Comunicaciones Científicas de la ESA/Hubble
Correo electrónico: Bethany.Downer@esahubble.org
Publicado en ESA/Hubble el 21 de marzo del 2024, enlace publicación.
