Descubrimiento de enana marrón con el JWST y otras por Científicos Ciudadanos

Enanas marrones y el disco grueso

Las primeras imágenes del JWST ya han demostrado ser asombrosas, y los descubrimientos aumentan. Hoy observamos un pequeño objeto llamado GLASS-JWST-BD1, miembro de esa subclase de enanas marrones conocida como enanas T. Estos son objetos difíciles de detectar, con temperaturas entre 500 y 1500 K, y por lo tanto útiles para explorar el límite entre estrella y planeta cuando podemos encontrarlos. Lo emocionante aquí es la demostración de lo que JWST puede hacer a medida que avanzamos en nuestras observaciones de estrellas que no pueden encender la fusión de hidrógeno, mirando ahora hacia partes más distantes del disco galáctico.

Objetos como este emiten principalmente en longitudes de onda infrarrojas. Su debilidad inherente ha significado que cuando hacemos estudios de enanas marrones, estamos trabajando principalmente con enanas marrones dentro de 100 parsecs (326 años luz) o menos del Sol. Eso ha hecho que sea difícil encontrar tales objetos en el «disco grueso» de la galaxia, que consiste en estrellas en gran parte pobres en metales que se elevan muy por encima del plano galáctico. Las encuestas (sondeos) que utilizan el instrumento WFC3 del telescopio Hubble han llevado la detección más lejos, pero los resultados del JWST cambian el juego.

Imagen: Borde del diagrama de la Vía Láctea con varias estructuras indicadas (no a escala). 
El disco grueso se muestra en amarillo claro. 
Crédito:
Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0).

De hecho, el documento de descubrimiento plantea el asunto de esta manera con referencia al Hubble:

…estas encuestas están restringidas a longitudes de onda < 2 μm, lo que limita su sensibilidad a las enanas marrones más rojas y frías. El Telescopio Espacial James Webb (JWST) representa un gran paso adelante en la detección de enanas marrones frías y distantes, con imágenes y espectroscopia que se extienden a ∼ 5 μm y brindan órdenes de magnitud de mayor sensibilidad que Spitzer.

Imagen: Usando el Telescopio Espacial James Webb (JWST), un equipo internacional de astrónomos ha detectado una nueva enana marrón débil, distante y fría. El objeto recién encontrado, denominado GLASS-JWST-BD1, resulta ser unas 31 veces más masivo que Júpiter. 
Crédito:
Nonino et al., 2022.

El trabajo fue dirigido por Mario Nonino del Observatorio Astronómico de Trieste en Italia. GLASS-JWST-BD1 se encuentra entre 1850 y 2350 años luz del Sol en dirección perpendicular al plano galáctico. Su masa se calcula en 31,43 masas de Júpiter, con una temperatura efectiva de 600 K. Su edad se estima en 5 mil millones de años.

El descubrimiento se realizó con el espectrógrafo de infrarrojo cercano (NIRSPEC) del JWST y el generador de imágenes de infrarrojo cercano y el espectrógrafo sin rendija (NIRISS). Solo tenemos alrededor de 400 enanas T conocidas hasta la fecha, pero está claro que JWST ampliará el catálogo sustancialmente. Lo que estamos viendo aquí es que el JWST puede sondear el disco grueso galáctico para encontrar objetos que son pequeños y débiles, lo que significa que el estudio de las enanas marrones, su metalicidad y la evolución de sus atmósferas mejorará considerablemente.

Enanas marrones ‘de patio trasero’ (por aficionados)

De un conjunto de datos completamente diferente, llegan noticias sobre enanas marrones del proyecto de ciencia ciudadana Backyard Worlds: Planet 9, que acaba de anunciar el descubrimiento de 34 sistemas estelares binarios donde una enana marrón es un objeto compañero de una enana blanca. De hecho, el científico ciudadano Frank Kiwy figura como autor principal del artículo sobre estos descubrimientos que aparece en The Astronomical Journal. El trabajo de Kiwy involucró la extracción de datos dentro de una base de datos de 4 mil millones de objetos en el Catálogo de fuentes DR2 de NOIRLab.

Tenemos un largo camino por recorrer para aprender cuán comunes son las enanas marrones compañeras de las estrellas, pero estos son objetos que merecen atención por lo que pueden decirnos sobre las atmósferas tanto estelares como planetarias. Las atmósferas de las enanas marrones contienen moléculas interesantes y ofrecen pistas sobre el desarrollo de atmósferas planetarias en gigantes gaseosos.

Además, ¿ha mirado los números de algunos de estos proyectos de científicos ciudadanos últimamente? Backyard Worlds: Planet 9 tiene una red que abarca más de 100 000 voluntarios que escanean imágenes de telescopios para buscar características que los algoritmos de aprendizaje automático pueden pasar por alto. Los sistemas binarios que Kiwy encontró se encontraban entre un grupo mucho más grande de 2500 enanas marrones ultrafrías potenciales que aparecen en los datos de NOIRLab. Entonces, mientras el JWST supera los límites desde L2, los ciudadanos voluntarios revisan la recopilación de datos de más de 40 instrumentos basados ​​en la Tierra recogidos en las instalaciones de NOIRLab.

Aaron Meisner es astrónomo en NOIRLab (Laboratorio Nacional de Investigación de Astronomía Óptica e Infrarroja) y cofundador de Backyard Worlds:

“Estos descubrimientos fueron realizados por un astrónomo aficionado que conquistó el ‘big data’ astronómico. Los archivos de astronomía modernos contienen un inmenso tesoro de datos y, a menudo, albergan importantes descubrimientos que esperan ser notados”.

Los papers:

Nonino et al, “Early results from GLASS-JWST. XIII. A faint, distant, and cold brown dwarf,” submitted to Astrophysical Journal Letters (preprint).

The Kiwy paper is “Discovery of 34 Low-mass Comoving Systems Using NOIRLab Source Catalog DR2,” Astronomical Journal Vol. 164, No. 1 (6 June 2022). Abstract.

Fuente: Centaury Dreams

Artículo original: Musings on Art, Brown Dwarfs & Galactic Disks‘. Paul Gilster. August 12, 2022.

Nota: El artículo publicado aquí es un extracto del artículo original.

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El siguiente artículo lo presenta y contiene una rica selección de recursos sobre el tema que incluye, los telescopios espaciales que observan en el infrarrojo, el descubrimientos de enanas marrones por aficionados, el estudio del límite entre exoplanetas gaseosos y enanas marrones, etc.

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