Tras el críptico nombre de CFBDSIR 2149-0403 se encuentra un objeto cuya naturaleza no tenemos completamente clara. Descubrirla no es una cuestión trivial, porque nos permitirá saber más dónde encaja. También nos permitirá entender cuál pudo ser su origen…

¿Planeta o estrella?

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Concepto artístico de una enana marrón, HD 29587 B.
Crédito: Wikimedia Commons/Tyrogthekreeper

Uno de los primeros artículos que escribí en Astrobitácora fue sobre una leyenda urbana muy extendida. Se suele decir que Júpiter podría haber sido una estrella si hubiese crecido un poco más. Sin embargo lo cierto es que es una simple leyenda urbana. Para que pudiese ser capaz de fusionar átomos de hidrógeno en su interior, necesitaría tener 80 veces su masa. Así que el planeta más grande del Sistema Solar es eso, un planeta.

Pero, ¿dónde está el límite? ¿cuál es la masa máxima que puede tener un planeta? Aquí es donde las cosas se vuelven algo más complicadas. Resulta que tenemos un paso intermedio entre una estrella y un planeta: una enana marrón. Son objetos que no tienen la suficiente masa para realizar fusión de hidrógeno. Sin embargo, si tienen unas 13 veces la masa de Júpiter, son capaces de fusionar átomos de litio. Por encima de las 65 masas de Júpiter, pueden fusionar deuterio (un isótopo de hidrógeno).

Así que los objetos entre 13 y 80 masas de Júpiter son enanas marrones. Hasta aquí todo está más o menos claro. Si los observamos en infrarrojo, emiten un brillo por sí mismos… y los planetas jóvenes también. Aquí es donde se complican las cosas. Los planetas jóvenes también brillan en el espectro infrarrojo porque su material todavía está caliente. Los planetas del Sistema Solar tienen miles de millones de años, y sólo reflejan la luz del Sol. Bueno, no todos. Los planetas exteriores son tan masivos que sus interiores todavía se están enfriando, así que también brillan en infrarrojo.

¿Qué es CFBDSIR 2149-0403?

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Representación artística CFBDSIR2149-0403.
Crédito: ESO/L. Calçada/P. Delorme/R. Saito/VVV Consortium.

Teniendo en cuenta esto, es fácil comprender que nos podemos enfrentar a un dilema de difícil respuesta. Supongamos que estamos viendo un objeto que brilla en el espectro infrarrojo, y que no sabemos qué es. Podría ser un planeta joven, de apenas 5 millones de años, que todavía se está enfriando. También podría ser una enana marrón que tiene 50 millones de años y que brilla porque está fusionando material.

CFBDSIR 2149-0403 brilla en el espectro infrarrojo. No parece estar orbitando a ninguna estrella. Si fuese así, veríamos la luz de su astro, pero no hay nada. Además, por su posición, parece formar parte de la asociación estelar AB Doradus. Es un grupo formado por unas 30 estrellas que viajan juntas alrededor de la galaxia, y que tienen aproximadamente la misma edad y composición. Y este es otro de los inconvenientes.

Es difícil medir la distancia a objetos solitarios, pero hay muchas formas de medir las distancias a grupos de estrellas. Si CFBDSIR 2149-0403 fuese parte del grupo, entonces estaría a unos 75 años-luz de distancia. En términos astronómicos estaría bastante cerca. Además, sabemos que las estrellas de AB Doradus no tienen más de 200 millones de años de antigüedad. Así que se trataría de un objeto con unas 4-7 veces la masa de Júpiter. Es decir, sería un planeta. Un planeta sin estrella, algo a lo que llamamos planeta interestelar (orbita alrededor del centro de la galaxia, en vez de a una estrella).

Conociendo mejor a este objeto errante

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Imagen infrarroja de CFBDSIR 2149-0403.
Crédito: ESO/P. Delorme

Ahora, un nuevo estudio centrado en CFBDSIR 2149-0403 ha salido a la luz. En él, se concluye que este objeto está demasiado lejos para ser parte de la asociación estelar AB Doradus. Los investigadores determinan que su distancia es de 180 años-luz a la Tierra. Por tanto, se encuentra al doble de distancia y no forma parte de este grupo. Eso quiere decir que, en consecuencia, tampoco podemos estar seguros de cuál es su edad.

Pero eso no es lo peor. Al estar más lejos, quiere decir que el objeto es mucho más brillante de lo que se creía, y por tanto debería ser bastante más masivo. Tanto, que nos mete de lleno en ese terreno de la confusión entre un planeta y una enana marrón. En el estudio, se estima que CFBDSIR 2149-0403 podría tener entre 2 y 13 veces la masa de Júpiter y menos de 500 millones de años. Si nos movemos por debajo de esas 13 masas, sabemos que estamos ante un planeta gigante. Mucho más masivo que Júpiter, pero un planeta después de todo.

Sin embargo, si tuviese 13 masas de Júpiter, sabemos que sería capaz de fusionar litio, y por tanto sería una enana marrón. En este punto es donde las cosas se vuelven más complicadas. Los investigadores no pueden descartar que, en realidad, CFBDSIR 2149-0403 sea una enana marrón aun más masiva. Podría tener hasta 40 masas de Júpiter y su edad estaría entre los 2.000 y 3.000 millones de años.

Un problema de metales

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Júpiter visto por la sonda Cassini.
Crédito: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute – National Aeronautics and Space Administration

Todo tiene que ver con algo a lo que llamamos metalicidad. Los elementos pesados, en la tabla periódica, son todos aquellos que se encuentran más allá del helio. En esencia, lo que sucede con CFBDSIR 2149-0403 es que no sabemos si se trata de una enana marrón con muchos elementos pesados en su atmósfera. O por el contrario, se trata de un planeta gigante que tiene una cantidad baja de esos elementos.

He dicho muchas veces que todavía hay muchas cosas que no comprendemos todo lo bien que nos gustaría. Este es uno de esos casos. Lo que sucede es que nuestro conocimiento de objetos con poca gravedad, fríos y ricos en metal (en comparación a una estrella) no es suficientemente buena. Todos los datos parecen apuntar a que CFBDSIR 2149-0403 es un planeta, y que es poco probable que se trate de una enana marrón, pero no lo sabemos con certeza.

Los investigadores continuarán estudiando el objeto, analizando diferentes características, para poder descubrir finalmente si se trata de un planeta errante o de una enana marrón. Averiguarlo será esencial para poder determinar no sólo cómo se formó, si no también cuál ha sido su pasado.

Una diferencia importante

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Recreación artística de un planeta interestelar.
Crédito: NASA/JPL-Caltech

Por lo que sabemos, las enanas marrones se forman igual que las estrellas. Se originan a partir de una agrupación de gas y polvo en una nebulosa y, eventualmente, comienzan a fusionar litio o deuterio, al no haber acumulado suficiente masa para convertirse en una protoestrella. Por su parte, los planetas se forman alrededor de las estrellas, recogiendo el material que ha quedado después de la formación del astro.

Si CFBDSIR 2149-0403 fuese una enana marrón, querría decir que, con toda probabilidad, se formó de manera aislada. Sin embargo, si se tratase de un planeta, su origen y su historia sería muy diferente. Se habría formado alrededor de una estrella y, en algún momento de su pasado, fue expulsado de su sistema estelar natal. Seguramente sucedió como consecuencia de las interacciones gravitacionales con otros planetas del sistema del que formaba parte…

Descubrir su naturaleza nos ayudará a comprender su origen. Además, contribuirá a que podamos definir mejor esa línea que separa a un planeta gigante de una enana marrón… De momento no sabemos qué es CFBDSIR 2149-0403 pero, sin duda alguna, tarde o temprano lo descubriremos.

El estudio es P. Delorme, T. Dupuy, et al., «CFBDSIR 2149-0403: young isolated planetary-mass object or high-metallicity low-mass brown dwarf?». Puede ser consultado en arXiv.

Referencias: Bad Astronomy, Universe Today, arXiv