Hasta hace bien poco, las enanas marrones se encontraban entre las estrellas y los planetas. Su masa era demasiado pequeña para que fueran estrellas y demasiado grandes para ser planetas. Se esperaba que fueran débiles, mil veces menos luminosas que el Sol, y relativamente frescas, con temperaturas superficiales inferiores a los 2.500 grados centígrados.
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Pues bien, una enana marrón es una nube de gas que se derrumba, y polvo que no contienen suficiente masa para iniciar la fusión nuclear. Estos objetos se congelan a lo largo de su fase de contracción de la secuencia principal, enfriando continuamente en objetos oscuros compactos. Como tienen un tamaño muy pequeño y una temperatura también baja, son muy difíciles de detectar en las observaciones, por lo que no fueron descubiertas hasta 1.995. Hoy en día se conocen varias docenas, y el número aumenta día a día gracias a los telescopios equipados con detectores infrarrojos sensibles. De ahí que se estima que las enanas marrones son aproximadamente tan numerosas como las estrellas normales en nuestra galaxia.
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| NASA |
Un objeto que tiene una masa de menos del 8% de la masa del Sol no puede soportar reacciones de fusión nuclear significativas en su núcleo. Esto marca una línea divisoria entre las estrellas enanas rojas y las enanas marrones. Cuando las enanas marrones son muy jóvenes, generan cierta energía de la fusión de hidrógeno pesado, o deuterio, en núcleos de helio, pero este suministro se consume en unas pocas decenas de millones de años. Después de eso, las enanas marrones brillan debido al calor generado por la liberación de energía gravitatoria a medida que se contraen lentamente.
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| Chandra |
La línea divisoria entre los planetas y las enanas marrones se producen con objetos que tienen masas por debajo de aproximadamente el 1% de la masa del Sol, o 10 veces la masa de Júpiter. Estos objetos no pueden fusionar el deuterio. También se cree que los planetas se forman por un mecanismo diferente de las enanas marrones, se forman a través de la coalescencia de pequeños cuerpos rocosos o helados en un disco alrededor de una estrella, mientras que las enanas marrones se forman colapsándose de una nube de polvo y gas.
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| NASA |
Debido a que no tiene una fuente de energía nuclear central, el interior de una enana marrón está en un movimiento rápido de ebullición o convección. Cuando se combina la rápida rotación que exhiben la mayoría de las enanas marrones, la convección (movimiento de batido de convección resultante de las corrientes ascendentes constantes del fluido caliente y el flujo descendiente simultaneo de material más frió para tomar su lugar) establece condiciones para el desarrollo de un campo magnético fuerte y enredado cerca de la superficie. Una llamarada observada por el Telescopio Chandra desde LP944-20 podría tener su origen en el material caliente magnetizado turbulento debajo de la superficie de la enana marrón. Un destello subsuperficial podría conducir calor a la atmósfera, permitiendo que las corrientes eléctricas fluyan y produzca un destello de rayos X, como si fuera un rayo.
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| Chandra |
La ausencia de rayos X detectado en LP944-20 durante el período de no combustión también es un resultado significativo. Establece el límite de observación más bajo sobre la potencia constante de rayos X producidos por una estrella enana marrón, y muestra que las atmósferas superiores en millones de grados centígrados, dejan de existir a medida que la temperatura de la superficie de una enana marrón se enfría por debajo de los 2.500 grados C, eléctricamente neutral.
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| NASA |
A medida que las enanas marrones evolucionan y se enfrían, sus atmósferas se asemejan a las de los planetas extrasolares gigantes de gas, proporcionando objetivos más fáciles para observar e investigar los procesos físicos y químicos en atmósferas de baja temperatura. La nueva frontera de las observaciones es, el descubrimiento y la caracterización espectral de las enanas marrones más frías y menos masivas para probar las teorías de formación y avanzar la física de las atmósferas frías.
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| ESA |
Una observación del Telescopio Chandra reveló rayos X producidos por TWA 5B, una enana marrón que orbita un sistema de estrellas binarias jóvenes conocido como TWA 5A. El sistema estelar se encuentra a 180 años luz de la Tierra y es miembro de un grupo de alrededor de una docena de estrellas jóvenes en la Constelación de Hydra. La enana marrón orbita el sistema estelar binario a una distancia de aproximadamente 2,75 veces la órbita de Plutón alrededor del Sol. Los tamaños de las fuentes en la imagen se deben a un efecto instrumental que causa la propagación de fuentes puntuales.
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| Chandra |
Las enanas marrones a menudo se conocen como estrellas fallidas porque están por debajo del límite de masa (aproximadamente 80 masas de Júpiter, o 8% de la masa del Sol) necesarias para provocar la fusión nuclear de hidrógeno a helio que suministra energía a las estrellas. Como el Sol, al carecer de cualquier fuente de energía central, las enanas marrones son débiles y extraen su energía de una contracción o colapso muy gradual. Las jóvenes enanas marrones, como las estrellas jóvenes, tienen interiores turbulentos. Cuando se combina la rotación rápida, este movimiento turbulento puede conducir a un campo magnético enredado que puede calentar sus atmósferas superiores, o coronas, a pocos millones de grados. Los rayos X de TWA 5A y TWA 5B provienen de sus coronas calientes. Se estima que TWA 5B tiene entre 15 y 40 veces la masa de Júpiter, por lo que es una de las enanas marrones menos masivas conocidas. Su masa está bastante cerca del límite (alrededor de 12 masas de Júpiter) entre los planetas y las enanas marrones, por lo que estos resultados podrían tener implicaciones para la posible detección de rayos X de planetas muy masivos alrededor de las estrellas.
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| jpl.nasa |
De hecho, los astrónomos están interesados en las enanas marrones, unos objetos de masa demasiado baja para brillar de forma estable como lo hacen las estrellas, porque tienen atmósferas frías como la de los exoplanetas, y son algunos de nuestros vecinos más cercanos en el espacio. La imagen muestra una población de diminutas enanas marrones recientemente descubiertas por el WISE.
El 4 de marzo de 2.014, un equipo de astrónomos anunció que el análisis de datos de velocidad radial nuevos y antiguos de estrellas enanas rojas cercanas reveló un planeta con 32 masas terrestres a una distancia orbital de 0,97 UA de la estrella anfitriona...
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| solstation |
Gliese 229 se encuentra a tan solo 18,8 años luz de distancia en la parte central este de la Constelación de Lepus.
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| solstation |
Mientras que las enanas marrones tienen muy poca masa para fusionar hidrógeno de manera "regular", prácticamente todas las descubiertas hasta 1.999 eran demasiado calientes, es decir, jóvenes, para mostrar evidencia de metano que se destruye por las temperaturas estelares. De hecho, si bien el metano es una característica atmosférica de los planetas gaseosos gigantes como Júpiter, la única enana marrón que encontró un rastro de metano fue Gilese 229b.
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| solstation |
En primavera de 1.999 se encontraron dos enanas marrones muy tenues y de color marrón rojizo como objetos solitarios (uno a 30 años luz de distancia en Ophichus y otro más cercano en Virgo). El análisis de sus espectros indicó que ambos tienen atmósferas ricas en metano. Además, cuatro objetos similares que son demasiado fríos para ser observados en la luz visible, se encontraron utilizando telescopios de infrarrojo cercano para tener también la huella de metano de enanas marrones extremadamente frías (viejas). Estos descubrimientos representan una fuerte evidencia de que las débiles enanas marrones que han tenido miles de años para enfriarse pueden representar una población significativa del Universo.
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| NASA |
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| NASA |
Las enanas marrones generalmente son objetos fríos y tenues, pero sus auroras son aproximadamente de un millón de veces más poderosas que las auroras de la Tierra, y serían un millón de veces más brillantes...
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Fuente: Chandra/NASA/solstation/ESA
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