Representación de una enana marrón. Crédito: NASA/JPL-Caltech.
Representación de una enana marrón. Crédito: NASA/JPL-Caltech.

Un grupo de astrónomos ha utilizado el Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) de la National Science Foundation estadounidense, y el telescopio espacial Spitzer de la NASA para realizar la primera medición de la velocidad del viento en una enana marrón, un objeto con una masa intermedia entre un planeta y una estrella.

Basándose en hechos conocidos sobre los planetas gigantes Júpiter y Saturno en nuestro propio sistema solar, un equipo de científicos liderado por Katelyn Allers, de la Universidad Bucknell (Lewisburg, Pensilvania), se dieron cuenta de que posiblemente podrían medir la velocidad del viento en una enana marrón, combinando observaciones de radio del VLA e infrarrojas del Spitzer. “Cuando nos dimos cuenta de esto, nos sorprendimos de que nadie lo hubiera hecho antes”, comenta Allers.

Los astrónomos estudiaron una enana marrón llamada 2MASS J10475385+2124234, un objeto apenas del tamaño de Júpiter, pero 40 veces más masivo, a 34 años-luz de la Tierra. Las enanas marrones, algunas veces denominadas “estrellas fallidas”, son más masivas que los planetas, pero no lo suficiente como para causar las reacciones termonucleares en sus núcleos que dan energía a las estrellas.

Observamos que el período de rotación de Júpiter según lo determinado por las mediciones de radio es diferente del período de rotación determinado por las mediciones en longitudes de onda visibles e infrarrojas“, explica Allers.

Esta diferencia, según ella, se debe a que la emisión de radio es causada por los electrones interactuando con el campo magnético del planeta, que está enraizado en su interior, mientras la emisión infrarroja proviene de la parte superior de la atmósfera. La atmósfera está rotando más rápido que el interior del planeta, y esta diferencia de velocidades se debe a los vientos atmosféricos.

Esperábamos que el mismo mecanismo tuviera lugar en la enana marrón, así que decidimos medir sus velocidades de rotación con telescopios de radio e infrarrojos”, comenta Johanna Vos, del American Museum of Natural History.

Enana marrón y Júpiter
Enana marrón (izq.) y Júpiter. La concepción artística de la enana marrón ilustra el campo magnético y la parte superior de la atmósfera, que se observaron a diferentes longitudes de onda para determinar las velocidades del viento. Crédito: Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF.

Observaron 2MASS J10475385+2124234 con Spitzer en 2017 y 2018, y descubrieron que su brillo infrarrojo variaba regularmente, probablemente debido a la rotación de alguna característica de larga duración en su atmósfera superior. El equipo realizó observaciones con VLA en 2018 para medir el período de rotación del interior del objeto.

Al igual que con Júpiter, descubrieron que la atmósfera de la enana marrón gira más rápido que su interior, con una velocidad del viento calculada de aproximadamente 2.293 kilómetros por hora. Esto es significativamente más rápido que la velocidad del viento de Júpiter, alrededor de 370 km/h.

Esta técnica puede utilizarse también en exoplanetas

Esto concuerda con la teoría y las simulaciones que predicen velocidades de viento mayores en las enanas marrones”, confirma Allers. Según el equipo de investigación, su técnica puede utilizarse no sólo para medir la velocidad de los vientos en otras enanas marrones, sino también en planetas extrasolares.

Debido a que los campos magnéticos de los exoplanetas gigantes son más débiles que los de las enanas marrones, las mediciones de radio deberán realizarse a frecuencias más bajas que las utilizadas para 2MASS J10475385+2124234“, afirma Peter Williams, del Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian, y de la American Astronomical Society.

Estamos entusiasmados de que nuestro método ahora pueda usarse para comprender mejor la dinámica atmosférica de las enanas marrones y los planetas extrasolares“, concluye Allers.

El equipo al completo está formado por Allers, Vos y Williams, junto con Beth Biller, de la Universidad de Edimburgo, y sus hallazgos pueden leerse en la revista Science.

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