Así de fría puede ser una estrella y aun así lograr un éxito duradero

Los movimientos de las estrellas cercanas revelan el límite entre las enanas rojas y las enanas marrones

Las enanas marrones (una ilustrada) brillan débilmente por el calor de su formación, pero tienen muy poca masa para sostener reacciones nucleares. Crédito: JPL-CALTECH / NASA.

Si Usted desea ser una estrella exitosa haciendo el mínimo esfuerzo posible, apunte a una temperatura de la superficie de aproximadamente una cuarta parte de la del Sol. Esta es la temperatura que, según un nuevo estudio, separa las estrellas enanas rojas, que brillan durante mucho tiempo, de las estrellas fallidas conocidas como enanas marrones.

A menudo es difícil distinguir entre enanas rojas y marrones, porque cuando son jóvenes ambas se ven iguales: rojas y tenues. Pero solo las enanas rojas nacen con suficiente masa para sostener las mismas reacciones nucleares que alimentan estrellas como el Sol. En contraste, las enanas marrones brillan en rojo principalmente por el calor de su nacimiento, pero luego su actividad nuclear se apaga, haciendo que se enfríen y se desvanezcan. Ahora, los astrofísicos Dino Hsu y Adam Burgasser de la Universidad de California en San Diego y sus colegas han discernido la línea divisoria entre los dos tipos al explotar cómo se mueven por el espacio.

Relación entre la edad de una estrella y el tipo de órbita en la galaxia

Cuando nace una estrella, gira alrededor del centro de la Vía Láctea en una órbita bastante circular. Sin embargo, con el tiempo, los tirones gravitacionales de las nubes de gas gigantes, los brazos espirales y otras estrellas arrojan las estrellas de un lado a otro. Estas perturbaciones hacen que las órbitas de las estrellas alrededor del centro galáctico sean cada vez más elípticas. Por tanto, las trayectorias orbitales de las estrellas pueden revelar su edad aproximada.

La mayoría de las enanas rojas son bastante viejas; sus vidas predichas son mucho más largas que la edad actual del universo. Pero debido a que las enanas marrones se enfrían y se desvanecen, las que aún están calientes son jóvenes. Por lo tanto, en promedio, las enanas rojas deberían seguir órbitas más elípticas alrededor de la galaxia que las enanas marrones jóvenes.

Encontrando una ruptura en los movimientos estelares entre objetos cálidos y fríos

En el nuevo estudio, el equipo de Hsu analizó 172 enanas rojas y marrones de diferentes tipos espectrales, clasificaciones basadas en los espectros de los objetos que se correlacionan con sus temperaturas superficiales. Los investigadores encontraron que una ruptura brusca en los movimientos estelares separa los objetos más cálidos, que en promedio tienen órbitas más elípticas y son más antiguos, de los más fríos, que en promedio tienen órbitas más circulares y son más jóvenes. Esta ruptura aparece en un tipo espectral entre L4 y L6, correspondiente a una temperatura superficial de aproximadamente 1200 ° a 1400 ° Celsius (1500 a 1700 kelvin) – una fracción de la temperatura de la superficie del Sol de aproximadamente 5500 ° C (5800 K) – reportó el equipo el 5 de Julio en arXiv.org.

Por encima de esta temperatura crítica, los tenues soles son una mezcla de enanas rojas longevas y enanas marrones jóvenes. Sin embargo, por debajo de esta temperatura, «son todas enanas marrones», dice Hsu. Estas son las estrellas fallidas que están destinadas a desaparecer. El estudio aparecerá en un número futuro de la Serie de Suplementos de la Revista ‘Astrophysical’.

Conclusiones

Este nuevo método para detectar el límite de temperatura entre las enanas rojas y marrones es intrigante, pero el resultado es tentativo, dice Trent Dupuy, un astrónomo de la Universidad de Edimburgo que no participó en el trabajo. «Está justo donde cabría esperar», dice. Dupuy dice que se deben observar enanas rojas y marrones adicionales para verificar el hallazgo.

Hsu está de acuerdo: «Necesitamos una muestra más completa». Ampliar la muestra será fácil y difícil. En el lado positivo, abundan las enanas rojas, que superan en número a todos los demás tipos estelares juntos, y las enanas marrones también son comunes. Sin embargo, en el lado negativo, las enanas rojas y marrones son débiles. Eso hace que medir sus cambios Doppler, que revelan qué tan rápido se mueven los objetos hacia o lejos de la Tierra, sea un desafío. Pero conocer este movimiento es esencial para calcular la trayectoria orbital de una estrella alrededor de la galaxia

El Paper

C.-C. Hsu y col. El proyecto de cinemática de la enana marrón (BDKP). V. Velocidades radiales y de rotación de las enanas T de la espectroscopia de alta resolución Keck / NIRSPEC . arXiv: 2107.01222. Publicado el 5 de julio de 2021. 

Fuente: Science News.

Artículo original:Here’s how cool a star can be and still achieve lasting success‘. Ken Croswell. August 23, 2021.

Material relacionado

Sobre las estrellas enanas rojas, su abundancia y su importancia

Las enanas rojas en la Vía Láctea son en su gran mayoría  estrellas simples, es decir no pertenecen a sistemas múltiples de estrellas, lo cual favorece la existencia de exoplanetas orbitando entorno a ellas (los discos protoplanetarios entorno a un sistema formado por más de una estrella son muy inestables, llevando en general a la disrupción de los mismos):

Ese mismo estudio también concluye que las enanas rojas son las estrellas más abundantes de nuestra galaxia:

Un equipo de la Universidad de Yale Liderado por el investigador Pieter van Dokkum  ha observado enanas rojas no en nuestra galaxia, sino en ocho galaxias elípticas relativamente cercanas, ubicadas entre 50 y 300 millones de años luz de distancia. Lo que descubrieron es que hay unas veinte veces más enanas rojas en estas galaxias elípticas que en la Vía Láctea:

Aunque ninguna es visible a simple vista, las enanas rojas constituyen más de la mitad de las 140 estrellas conocidas dentro de los 20 años luz del Sol y albergan dos tercios de los exoplanetas conocidos en esa región. Vea el gráfico de estas estrellas en nuestra vecindad en el artículo:

Sobre las Enanas Marrones

Científicos ciudadanos ayudan a localizar algunas de las enanas marrones más frías jamás descubiertas

Impresión artística de uno de los descubrimientos superlativos de este estudio, la enana blanca de separación amplia más antigua conocida, más el par de enanas marrones frías. El pequeño orbe blanco representa a la enana blanca, el remanente de una estrella parecida al Sol muerta hace mucho tiempo. El objeto de primer plano marrón / naranja es la compañera enana marrón recién descubierta. Esta débil enana marrón fue pasada por alto anteriormente hasta que fue descubierta por científicos ciudadanos. Se encuentra justo dentro del plano de la Vía Láctea.
Crédito: NOIRLab / NSF / AURA / P. Marenfeld; reconocimiento: William Pendrill.

¿Qué tan completo es nuestro censo de los vecinos más cercanos al Sol? Los astrónomos y un equipo de voluntarios de detección de datos del proyecto Backyard Worlds: Planet 9, descubrieron aproximadamente 100 mundos fríos cerca del Sol. Estos son objetos más masivos que los planetas pero más ligeros que las estrellas, conocidos como enanas marrones.

Con la ayuda de científicos ciudadanos, los astrónomos han descubierto dos enanas marrones altamente inusuales

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 participantes en el proyecto «Backyard Worlds: Planet 9″, financiado por la NASA, ayudaron a los científicos a encontrar estos objetos extraños. Utilizaron 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). También las 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 siguiente artículo lo presenta y contiene además una selección de recursos sobre «Backyard Worlds: Planet 9» y sobre Enanas Marrones.

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