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Un objeto cósmico bien estudiado ha asombrado a los astrónomos. Se ha revelado que la “estrella fallida” Gliese 229B son dos de las llamadas “enanas marrones” que orbitan estrechamente entre sí en lugar de solo una.
La revelación significa que Gliese 229B es una enana marrón compacta “primera en su tipo”, lo que aumenta la esperanza de que otros sistemas exóticos similares habitan en la Vía Láctea esperando ser descubiertos. El hallazgo también resuelve un viejo misterio sobre Gliese 229B, explicando por qué esta enana marrón parece demasiado tenue para su masa.
“Gliese 229B fue considerada la enana marrón modelo”, dijo Jerry W. Xuan, miembro del equipo e investigador del Instituto de Tecnología de California (Caltech), en un comunicado. “Y ahora sabemos que estábamos equivocados todo el tiempo acerca de la naturaleza del objeto. No es uno sino dos. Simplemente no pudimos investigar separaciones tan cercanas hasta ahora”.
Las enanas marrones reciben su desafortunado apodo de “estrellas fallidas” porque se forman a partir del colapso de nubes de gas y polvo como estrellas “normales”, pero no logran reunir suficiente masa de lo que queda de esta nube para desencadenar la fusión de hidrógeno con helio en sus núcleos. Gliese 229B se encuentra a 19 años luz de distancia, donde orbita una enana roja llamada Gliese 229. En 1995, se convirtió en la primera enana marrón conocida, lo que presentó a los astrónomos las estrellas fallidas. Ahora, apropiadamente, introduce el nuevo concepto de binarias enanas marrones increíblemente cercanas.
Se puede perdonar a los astrónomos por no distinguir los dos cuerpos de Gliese 229B, ahora denominados Gliese 229Ba y Gliese 229Bb. Están separados por una distancia de sólo 3,8 millones de millas (6,1 millones de kilómetros). Puede parecer una distancia increíble, pero para ponerlo en perspectiva, es sólo 16 veces la distancia entre la Tierra y la Luna y sólo alrededor del 4% de la distancia entre la Tierra y el Sol. Las dos enanas marrones de Gliese 229B están tan estrechamente unidas que giran una alrededor de la otra una vez cada 12 días terrestres.
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El descubrimiento, realizado por un equipo de astrónomos del Instituto Tecnológico de California (Caltech), significa que Gliese 229B no es un solo objeto con unas 70 veces la masa de Júpiter, sino dos: una enana marrón con unas 38 veces la masa de Júpiter. del gigante gaseoso del sistema solar y otro con alrededor de 34 masas de Júpiter. La naturaleza dual de Gliese 229 B plantea la cuestión de cómo se forman sistemas de enanas marrones tan estrechamente unidos.
“Este descubrimiento de que Gliese 229B es binario no sólo resuelve la reciente tensión observada entre su masa y luminosidad, sino que también profundiza significativamente nuestra comprensión de las enanas marrones, que se encuentran a ambos lados de la línea entre las estrellas y los planetas gigantes”, dijo el miembro del equipo y profesor de astronomía David Morrisroe de Caltech. dijo Dimitri Mawet en el comunicado.
Encontrar el eslabón perdido
Las enanas marrones son fascinantes para los astrónomos porque, al menos en términos de masa, cierran la brecha entre los planetas más masivos y las estrellas menos masivas. Generalmente se considera que estas estrellas fallidas poseen entre 13 y 80 masas de Júpiter.
Tal “eslabón perdido” entre estrellas y planetas había sido teorizado desde la década de 1960, pero hubo que esperar hasta mediados de la década de 1990 para que los astrónomos descubrieran uno (o dos, como sabemos ahora) en la forma de Gliese 229B. Un equipo, que incluía a Rebecca Oppenheimer, que también formó parte del equipo detrás de esta nueva revelación, descubrió las estrellas fallidas.
Oppenheimer es ahora profesor en el Departamento de Astrofísica del Museo Americano de Historia Natural, pero era estudiante de posgrado de Caltech en 1995. Junto con sus colegas, Oppenheimer utilizó el Observatorio Palomar para descubrir que Gliese 229B posee metano en su atmósfera. Esto es común a los planetas gigantes gaseosos masivos, pero no a las estrellas, lo que significa que la similitud de Gliese 229B con una estrella insinuaba su naturaleza como un eslabón perdido entre planetas y estrellas.
“Ver el primer objeto más pequeño que una estrella orbitando alrededor de otro sol fue emocionante”, dijo Oppenheimer en el comunicado. “Se inició una industria artesanal de gente que buscaba bichos raros como este en aquel entonces, pero siguió siendo un enigma durante décadas”.
En las tres décadas transcurridas desde el descubrimiento de Gliese 229B, los astrónomos han estudiado intensamente el sistema y han descubierto que incluso para una estrella fallida, es demasiado tenue para su masa. Esto llevó a los científicos a teorizar que Gliese 229B debían ser dos enanas marrones, no una. Sin embargo, la observación de esta naturaleza dual todavía escapaba a los astrónomos.
“Para pasar desapercibidas por los astrónomos durante 30 años, las dos enanas marrones tendrían que estar muy cerca una de la otra”, explicó Xuan.
Xuan y sus colegas lograron lograr lo que otros astrónomos habían fracasado al recurrir a dos instrumentos diferentes, ambos instalados en el Very Large Telescope (VLT) ubicado en la región del desierto de Atacama en el norte de Chile. El interferómetro GRAVITY permitió a los investigadores resolver espacialmente Gliese 229B en dos cuerpos, mientras que el espectrógrafo infrarrojo Echelle CRiogénico de alta resolución (CRIRES+) les permitió detectar espectros de luz de ambos objetos.
Esta última herramienta reveló el desplazamiento al rojo de una enana marrón, el “aplastamiento” de longitudes de onda de luz que indica que un objeto se está alejando de la Tierra, y el desplazamiento al azul de la otra estrella fallida, un estiramiento de la longitud de onda de la luz que indica movimiento. hacia Tierra.
De ahí la revelación del dúo de enanas marrones Gliese 229Ba y Gliese 229Bb.
“Estos dos mundos que giran uno alrededor del otro tienen en realidad un radio más pequeño que Júpiter. Se verían bastante extraños en nuestro cielo nocturno si tuviéramos algo como ellos en nuestro propio sistema solar”, dijo Oppenheimer. “Este es el descubrimiento más emocionante y fascinante en astrofísica subestelar en décadas”.
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Aunque la formación de binarias enanas marrones cercanas es una especie de enigma, es posible que la nube colapsante de gas y polvo que dio origen a estas estrellas fallidas se haya dividido en dos, creando dos “semillas” de enanas marrones. Estas semillas podrían haberse unido gravitacionalmente, lo que habría llevado al nacimiento del sistema Gliese 229B, y otros similares esperando ser encontrados.
“El hecho de que la primera compañera enana marrón conocida sea una binaria es un buen augurio para los esfuerzos en curso para encontrar más”, añadió Xuan.
El equipo ahora apunta a cazar binarias enanas marrones que orbitan más de cerca con instrumentos como el Keck Planet Imager and Characterizer (KPIC) ubicado en el Observatorio WM Keck en Hawai'i. También podrían recurrir al próximo espectrógrafo infrarrojo de alta resolución para la caracterización de exoplanetas (HISPEC) del Observatorio Keck, que actualmente se encuentra en construcción en Caltech.
“Es muy agradable ver que casi 30 años después se ha producido un nuevo desarrollo”, afirmó Shri Kulkarni, profesor de Astronomía y Ciencias Planetarias de Caltech, que no formó parte de este equipo pero fue uno de los descubridores originales de Gliese 229B. . “Ahora, este sistema binario vuelve a sorprender”.
El estudio de Gliese 229Ba y Gliese 229Bb se publicó en la revista Nature el 16 de octubre.
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