Un nuevo estudio intenta resolver el misterio de las enanas marrones. Al observar uno de estos objetos, ¿cómo se puede distinguir si se trata de una enana marrón o, por el contrario, de una enana roja de poca masa? Han recurrido al estudio de diferentes objetos para entenderlo mejor…
El misterio de las enanas marrones y las enanas rojas…
Las enanas marrones son objetos con masas a medio camino entre planetas y estrellas. No hay que olvidar que, popularmente, son conocidas como estrellas fallidas. Desde siempre, la pregunta exacta ha sido en donde está el límite de la masa de una enana marrón. No en vano, su composición es muy similar a la de las estrellas de poca masa. Así que, ¿cómo se puede saber si se está observando una enana marrón o una estrella de poca masa? Es lo que ha intentado responder un grupo de investigadores, que ha observado cinco objetos en particular.
Todos ellos tienen masas cercanas a ese borde que separa a las estrellas de las enanas marrones. Hay que recordar que, al igual que Júpiter, y otros gigantes gaseosos, las estrellas están formadas principalmente por hidrógeno y helio. Pero las estrellas, a diferencia de los planetas, son tan masivas, y su gravedad tan grande, que los átomos de hidrógeno se fusionan para producir helio. En ese proceso, liberan enormes cantidad de energía y luz. Las enanas marrones, sin embargo, no tienen la suficiente masa para fusionar hidrógeno.
Así que no consiguen producir esa gran cantidad de luz y energía propia de las estrellas. En su lugar, sin embargo, son capaces de fusionar pequeñas cantidades de una versión atómica más pesada del hidrógeno: deuterio. Es un proceso mucho menos eficiente. La luz emitida es mucho más débil que la de las estrellas. De hecho, de ahí sale el concepto de estrellas fallidas. Pero, como explican los investigadores, no se sabe exactamente dónde está el límite de masa de las enanas marrones. Es decir, aquel que permite distinguirlas de estrellas de poca masa.
Diferencias importantes entre enanas rojas y enanas marrones
Las enanas rojas son capaces de fusionar hidrógeno durante billones de años (sí, con b). Una enana marrón, sin embargo, solo será capaz de realizar fusión durante un período de tiempo muy corto. El límite de masa depende, según explican, de la composición química de la enana marrón. Entran en juego aspectos como el proceso de formación, así como su radio inicial. Para entenderlas mejor, es necesario estudiarlas en detalle. El inconveniente es que no se conocen muchas enanas marrones. Hasta ahora se han detectado alrededor de una treintena.
Es una cantidad muy baja si tenemos en cuenta dos detalles. Por un lado, son mucho más grandes que los planetas y, por tanto, deberían ser fáciles de detectar. Por otro, se conocen miles de exoplanetas, a pesar de que son más complicados de distinguir. Sea como fuere, los investigadores se han centrado en cinco objetos descubiertos con el satélite TESS. Se trata de TOI-148, TOI-587, TOI-681, TOI-746 y TOI-1213. Todos ellos orbitan en torno a estrellas. Tienen períodos orbitales que van de los 5 a los 27 días, con radios de 0,81 a 1,66 veces el de Júpiter.
Además, tendrán 77 y 98 veces la masa del planeta. Es decir, deberían encontrarse en el borde entre enanas marrones y enanas rojas (que normalmente se suele estimar en unas 80 veces la masa de Júpiter). Los cinco objetos pueden contener información muy útil. Cada nuevo descubrimiento revela más pistas sobre la naturaleza de las enanas marrones. También, como explican los investigadores, permite comprender mejor cómo se forman y por qué parecen ser tan poco frecuentes. Una de las claves, al parecer, sería su tamaño y edad…
Cómo resolver el misterio de las enanas marrones
Ambos factores están relacionados entre sí. En teoría, las enanas marrones deberían encoger con el paso del tiempo. Algo que sucede a medida que van consumiendo su deuterio y se enfrían. Al analizar TOI-148 y TOI-746 han determinado que son las más antiguas. Su tamaño es más pequeño que el de las enanas marrones más jóvenes. ¿El problema? Estos objetos están tan cerca del límite teórico que, en realidad, podrían ser enanas rojas de poca masa. Por lo que ni siquiera está claro que su naturaleza sea la que se sospecha.
Esto lleva a los investigadores a plantear que, en realidad, la dificultad estriba también en las cifras. La cantidad de enanas marrones descubiertas es demasiado baja. No hay una muestra lo suficientemente grande para llegar a conclusiones definitivas sobre qué diferencia a una enana marrón de una enana roja. Por lo que, explican los investigadores, a pesar de sus observaciones, no es posible alcanzar una conclusión clara. La receta en este caso es sencilla. Hace falta llevar a cabo más estudios y seguir realizando más observaciones.
Hay otra cuestión que es no menos interesante. Aunque los investigadores se han centrado en el límite superior de masa de las enanas marrones, también hay dudas sobre el mínimo. A fin de cuentas, hay que recordar que se han observado objetos interestelares, flotando en torno al centro de la Vía Láctea, que se ha planteado que podrían ser planetas errantes. Sin embargo, en casi todos los casos se ha determinado que, con toda probabilidad, deben ser enanas marrones. En definitiva, quedan muchas cosas que comprender y descubrir sobre estos objetos…
Estudio
El estudio es N. Grieves, F. Bouchy, M. Lendl et al.; «Populating the brown dwarf and stellar boundary: Five stars with transiting companions near the hydrogen-burning mass limit». Publicado en la revista Astronomy & Astrophysics el 20 de agosto de 2021. Puede consultarse en este enlace.
Referencias: Phys
