Dos extrañas enanas marrones encontradas con la ayuda de científicos ciudadanos

El concepto de este artista muestra una enana marrón, una bola de gas no lo suficientemente masiva como para alimentarse como lo hacen las estrellas. 
A pesar de su nombre, las enanas marrones parecerían magenta o rojo anaranjado para el ojo humano si se vieran de cerca. Agrandar imagen.más grande.
Crédito: William Pendrill (CC BY)

Los datos de la misión NEOWISE de la NASA, administrada por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la agencia, impulsan la búsqueda de estos objetos que no son del todo planetas pero tampoco del todo estrellas.

Con la ayuda de científicos ciudadanos, los astrónomos han descubierto dos enanas marrones altamente inusuales, bolas de gas que no son lo suficientemente masivas como para alimentarse como lo hacen las estrellas.

Los participantes en el proyecto «Backyard Worlds: Planet 9″, financiado por la NASA, ayudaron a los científicos a encontrar estos objetos extraños, utilizando datos del satélite Explorador de Prospección de Objetos Cercanos a la Tierra, de Infrarrojos de Campo Amplio (Near-Earth Object Wide-Field Infrared Survey Explorer, NEOWISE) de la NASA junto con observaciones de todo el cielo recopiladas entre 2009 y 2011 bajo su nombre anterior, WISE

«Backyard Worlds: Planet 9» es un ejemplo de «Ciencia Ciudadana», una colaboración entre científicos profesionales y miembros del público.

El descubrimiento y qué podemos aprender de los nuevos objetos

Los científicos llaman a los objetos recién descubiertos «las primeras subenanas de tipo T extremas«. Pesan alrededor de 75 veces la masa de Júpiter y registran aproximadamente 10 mil millones de años. Estos dos objetos son las enanas marrones más planetarias que se hayan visto entre la población de estrellas más antigua de la Vía Láctea.

Estas imágenes muestran la enana marrón WISE 1810 recién descubierta como se ve con la herramienta WiseView
El objeto tiene un tono naranja en estas imágenes de falso color. 
En ambas imágenes, una flecha gris a la izquierda indica la posición del objeto en 2010; 
la flecha negra a la derecha indica su posición en 2016.
Agrandar imagen.
Crédito de la imagen: Schneider et al. 2020.

Los astrónomos esperan usar estas enanas marrones para aprender más sobre los exoplanetas , que son planetas fuera de nuestro Sistema Solar. Los mismos procesos físicos pueden formar planetas y enanas marrones.

«Estas sorprendentes y extrañas enanas marrones se asemejan a los exoplanetas antiguos, ubicándose lo suficientemente cerca como para que nos ayuden a comprender la Física de los exoplanetas», dijo el Astrofísico Marc Kuchner, Investigador Principal de «Backyard Worlds: Planet 9» y el Oficial de Ciencia Ciudadana de la Dirección de Misión Científica de la NASA. Kuchner también es Astrofísico en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.

Una composición inusual genera una pregunta fundamental

Estas dos enanas marrones especiales tienen composiciones muy inusuales. Cuando se ven en longitudes de onda particulares de luz infrarroja, se parecen a otras enanas marrones, pero en otras no se parecen a ninguna otra estrella o planeta que se haya observado hasta ahora.

Los científicos se sorprendieron al ver que tienen muy poco hierro, lo que significa que, como las estrellas antiguas, no han incorporado hierro de los nacimientos y muertes de estrellas en sus entornos. 

Una enana marrón típica tendría hasta 30 veces más hierro y otros metales que estos objetos recién descubiertos. Una de estas enanas marrones parece tener solo alrededor del 3% de hierro que nuestro Sol. Los científicos esperan que los exoplanetas muy antiguos también tengan un bajo contenido de metales.

«Una pregunta central en el estudio de las enanas marrones y los exoplanetas es cuánto depende la formación de planetas de la presencia de metales como el hierro y otros elementos formados por múltiples generaciones anteriores de estrellas«, dijo Kuchner.

«El hecho de que estas enanas marrones parecen haberse formado con tan poca abundancia de metales sugiere que tal vez deberíamos estar buscando con más fuerza los exoplanetas antiguos y pobres en metales, o los exoplanetas que orbitan alrededor de las antiguas estrellas pobres en metales«.

Un estudio en The Astrophysical Journal detalla estos descubrimientos y las posibles implicaciones. Seis científicos ciudadanos figuran como coautores del estudio.

Cómo los voluntarios encontraron a estas enanas marrones extremas

El autor principal del estudio, Adam Schneider, de la Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio de la Universidad Estatal de Arizona en Tempe, notó por primera vez una de las enanas marrones inusuales, llamada WISE 1810, en 2016, pero estaba en una zona abarrotada del cielo y era difícil de confirmar.

Con la ayuda de una herramienta llamada WiseView, creada por Dan Caselden, científico ciudadano de «Backyard Worlds: Planet 9», Schneider confirmó que el objeto que había visto años antes se movía rápidamente, lo cual es una buena indicación de que el objeto es un cuerpo celeste cercano como un planeta o enana marrón.

«WiseView se desplaza por los datos como una película corta«, dijo Schneider, «para que pueda ver más fácilmente si algo se mueve o no«.

La segunda enana marrón inusual, WISE 0414, fue descubierta por un grupo de científicos ciudadanos, incluidos los participantes de Backyard Worlds Paul Beaulieu, Sam Goodman, William Pendrill, Austin Rothermich y Arttu Sainio.

Los científicos ciudadanos que encontraron WISE 0414 revisaron cientos de imágenes tomadas por WISE en busca de objetos en movimiento, que se detectan mejor con el ojo humano.

«El descubrimiento de estas dos enanas marrones muestra que los entusiastas de la ciencia pueden contribuir al proceso científico«, dijo Schneider. «A través de Backyard Worlds, miles de personas pueden trabajar juntas para encontrar objetos inusuales en el vecindario solar».

Confirmando el descubrimiento y estudiando las propiedades de los nuevos objetos.

Los astrónomos hicieron un seguimiento para determinar sus propiedades físicas y confirmar que en realidad son enanas marrones. El descubrimiento de estas dos enanas marrones inusuales sugiere que los astrónomos podrían encontrar más de estos objetos en el futuro.

En el nuevo estudio, el coautor Federico Marocco, Astrofísico de IPAC en Caltech en Pasadena, California, es quien realizó el trabajo mientras estaba en JPL. Marocco y el Astrónomo del JPL Eric Mamajek confirmaron el estado de enana marrón de WISE 0414 utilizando observaciones tomadas con el telescopio Hale de 200 pulgadas en el Observatorio Palomar en las afueras de San Diego.

Acerca de Backyard Worlds: Planet 9

El proyecto en curso Backyard Worlds: Planet 9 permite a cualquiera unirse a la búsqueda para encontrar objetos más misteriosos en los datos de naves espaciales. Los científicos ciudadanos que utilizan este proyecto han descubierto una gran cantidad de tesoros astronómicos, que incluyen más de 1,600 enanas marrones y la enana blanca más antigua y fría rodeada por un disco de escombros.

Alrededor de 150,000 personas han participado hasta ahora. Compruébalo en backyardworlds.org .

Sobre WISE y NEOWISE

La nave espacial WISE fue puesta en hibernación en Febrero de 2011 después de completar su misión principal de astrofísica, pero a fines de 2013, la nave espacial fue reactivada, renombrada NEOWISE, y se le asignó una segunda misión dedicada a identificar y caracterizar la población de objetos cercanos a la Tierra y al mismo tiempo proporcionar información sobre el tamaño y la composición de asteroides y cometas más distantes.

JPL administra y opera la misión NEOWISE para la Oficina de Coordinación de Defensa Planetaria de la NASA dentro de la Dirección de Misión Científica en Washington. La investigadora principal, Amy Mainzer, está en la Universidad de Arizona en Tucson. 

El Laboratorio de Dinámica Espacial en Logan, Utah, construyó el instrumento científico. Ball Aerospace & Technologies Corp. de Boulder, Colorado, construyó la nave espacial. El procesamiento de datos científicos se lleva a cabo en IPAC en Caltech en Pasadena. Caltech gestiona JPL para la NASA.

JPL administró y operó WISE para la Dirección de Misión Científica de la NASA. Edward Wright, de la Universidad de California, Los Ángeles, fue el Investigador Principal. La misión fue seleccionada de manera competitiva bajo el Programa de Exploradores de la NASA administrado por el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la agencia en Greenbelt, Maryland.

Para obtener más información sobre NEOWISE, visite:

Para obtener más información sobre WISE, visite:

Fuente: NASA Jet Propulsion Laboratory – University of California.

Artículo original: «Two Bizarre Brown Dwarfs Found With Citizen Scientists’ Help« Calla Cofield«. July 10, 2020.

Material relacionado

La relación entre el tamaño y la temperatura en el punto donde las estrellas terminan y comienzan las Enanas Marrones.
Crédito: P. Marenfeld y NOAO / AURA / NSF. 

El artículo a continuación presenta el proyecto de ciencia ciudadana llamado » Backyard Worlds: Planet 9 » para buscar objetos de alto movimiento, incluidas las enanas marrones y los posibles planetas que orbitan más allá de Plutón , en las imágenes de WISE, y contiene además en su apartado «Material relacionado» una selección de recursos sobre enanas marrones:

Impresión artística de una enana marrón con bandas de nubes. 
Crédito: NASA / JPL-Caltech.

El siguiente artículo que estudia los potentes vientos zonales medidos en una enana marrón cercana, contiene en su apartado «Material relacionado» una selección de artículos sobre las enanas marrones, discutiendo entre otras cosas, cuál es el límite entre una estrella y una enana marrón, o también, qué tan grande puede ser un planeta, suministrando ejemplos notables de enanas marrones y ofreciendo varios videos de charlas públicas que ilustran el tema:

Presentando una nueva clase de Enanas Marrones:

_ Los enanas Y son una nueva adición (desde 2011) al fondo del esquema de clasificación estelar. La mnemónica de confianza «“Oh, Be A Fine Girl/Guy, Kiss Me”  podría necesitar algunas palabras adicionales, porque seguimos encontrando ejemplos de objetos cada vez más frescos, incluidos las enanas L, T y ahora Y.

 Una enana marrón a menudo se la considera una estrella fallida; puede fusionar deuterio en algún momento, pero no es lo suficientemente masiva como para mantener la fusión de hidrógeno. 

También hay un debate en curso sobre cuál es la línea divisoria entre una enana marrón y un planeta, ya que en el extremo más pequeño de su distribución, estos objetos se parecen mucho más a los grandes Júpiter que a un pequeño sol. 

Las enanas Y tienen temperaturas inferiores a 500 K y masas entre solo 5 y 30 masas de Júpiter. En cuanto a la temperatura, esto los coloca perfectamente entre los gigantes gaseosos en nuestro propio Sistema Solar, alrededor de 130K, y los planetas que encontramos por imagen directa, a 1000-1500K. 

Como puede imaginar, encontrar a estos tipos puede ser difícil, y apenas estamos comenzando a comprender sus atmósferas complicadas.  Afortunadamente, las enanas marrones son relativamente numerosas, por lo que hay suficientes cerca, para que podamos dar algunas respuestas.

Pero ¿Cómo medir su luminsodiad?

Un método se explica en el artículo a continuación:

Curiosidades

Las Dos Enanas Marrones en Tránsito más Antiguas que se Conocen

_ Las Enanas Marrones (Brown Dwarfs, BD) son objetos con masas de 13 a 80 veces la masa de Júpiter pero aproximadamente del mismo radio (0.7-1.4 R J ). El límite de masa inferior los separa de los planetas, ya que su núcleo fusiona el deuterio. Por otro lado, si se vuelven demasiado masivas (80 M J ), sus núcleos comienzan a fusionar hidrógeno y se convierten en una estrella de secuencia principal. 

De manera similar a un planeta, cuando una BD pasa frente a su estrella anfitriona, provoca una caída en la curva de luz de la estrella. Esto nos permite detectar las BD con misiones como el Satélite de ncuesta Sonde de Exoplanetas en Tránsito (TESS) .

Desierto de Enanas Marrones 

Debido a su radio similar a Júpiter y su mayor masa, los tránsitos BD deberían ser tan fáciles de detectar como los planetas gigantes, sin embargo, solo hay 23 enanas marrones en tránsito conocidas. 

La falta de BD en tránsito conocidas se conoce como el «desierto de las enanas marrones». La respuesta a este problema puede estar en su mecanismo de formación, ya sea que se formen como estrellas o planetas. Se necesitan mediciones precisas de masa, radio y parámetros orbitales para comprender la formación y evolución de las BD. 

El artículo a continuación, informa el descubrimiento de dos nuevas BD en tránsito con mediciones confiables de masa, radio y edad. Con edades superiores a 3 Gyr, son las BD en tránsito más antiguas con mediciones bien restringidas:

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