01 de septiembre de 2019
01.09.2019
Gaveta de Astrofísica

Las enanas marrones, las meigas de nuestra Galaxia

Coordinadora de sección: Adriana de Lorenzo-Cáceres Rodríguez

01.09.2019 | 01:25
Las enanas marrones, las meigas de nuestra Galaxia

Cada dos semanas, ciencia puntera hecha en Canarias o por canarios en todo el mundo

Cuando miramos al cielo de noche, lo que vemos ante nosotros son miles de estrellas. Estas estrellas, como el Sol, brillan por reacciones de fusión nuclear en su interior. Sin embargo, en nuestra Galaxia hay otros habitantes mucho más escurridizos, que no se dejan ver. Estas "estrellas" (más tarde explicaré por qué incluyo comillas) son las enanas marrones que, como las meigas, nadie las ha visto, pero haberlas haylas. Bueno, en realidad las enanas marrones sí han sido observadas (al igual que las meigas, según algunos), pero en un número bajísimo comparado con el número de ellas que suponemos que existen.

¿Qué son las enanas marrones, por qué son tan difíciles de ver y por qué son importantes en Astronomía? Para contestar a estas preguntas, empecemos explicando brevemente cómo se forman las estrellas.

Las estrellas se forman por el colapso de gas y material interestelar debido a la acción de la gravedad en el espacio. En una nube de gas, a medida que el material se condensa, su temperatura aumenta hasta que el material está tan condensado y su temperatura es tan alta que empieza a producir reacciones nucleares en su interior. Estas reacciones nucleares son las causantes del brillo de las estrellas que vemos en el firmamento. Dependiendo de la masa, las estrellas tendrán un brillo diferente: cuanto más masiva es la estrella, mayor será el peso que soporta, mayor la presión en su núcleo y por tanto mayor será la producción de reacciones nucleares y su brillo. Esta relación entre masa, luminosidad y temperatura se resume muy bien en el diagrama de Hertzprung-Russel (imagen de la izquierda). La rama principal, aquella que cruza el diagrama en diagonal, se llama la secuencia principal y sigue una relación directa entre masa, luminosidad y temperatura. Las otras ramas secundarias son diferentes etapas en la vida de las estrellas de las que no hablaremos aquí. 

Las estrellas más masivas y con mayor temperatura se sitúan en la esquina superior izquierda, mientras que las de menor masa están abajo a la derecha. Es importante saber que esta categoría no es estática: a medida que una estrella consume su material (principalmente hidrógeno) en su interior, irá perdiendo masa y por tanto irá desplazándose hacia la esquina inferior. En este esquema, las enanas marrones, las meigas de la Galaxia, son aquellas estrellas que se formaron a partir de una nube de gas tan pequeña, de tan poca masa, ¡que ni siquiera aparecen en el diagrama! Pero si hubiera que situarlas, sería por debajo de las estrellas de menor masa abajo a la derecha... bastante más abajo. Cuando la masa de la nube de gas sea menor que 0,072 veces la masa del Sol (o 60 veces la masa de Júpiter), al colapsar, la presión en su interior nunca conseguirá formar reacciones nucleares en su interior y, por tanto, no alcanzarán a brillar por reacciones nucleares. Tendrán brillo, sí, pero un brillo muy débil y sobre todo en el infrarrojo. Este brillo no es suficiente como para que las podamos observar a simple vista, como el resto de estrellas. A estos objetos se les llama objetos sub-estelares (de ahí las comillas al inicio del artículo) por no ser capaces de tener reacciones nucleares en su interior y, más comúnmente, se les asocia el nombre de enanas marrones.

La existencia de enanas marrones fue propuesta por primera vez en 1960, pero no fue hasta 1995 cuando fueron detectadas por primera vez por dos grupos independientes. Uno de ellos fue un equipo del Instituto de Astrofísica de Canarias y, de hecho, el nombre de una de esas primeras enanas marrones detectadas es Teide-1. ¡Qué bonito nombre!

¿Y por qué  las enanas marrones son importantes en Astronomía? Por un lado, se espera que sean de los objetos más abundantes en las galaxias pero, por su dificilísima observación, suponen un vacío de conocimiento muy grande. Detectar un gran número de ellas nos daría pistas sobre la masa total de la Vía Láctea así como sobre su formación y evolución estelar. Además, al no quemar material en su interior, las enanas marrones son de los objetos más estables en el Universo, con una vida media pronosticada de ¡trillones de años! Frente a los miles de millones de años de una estrella como el Sol, las enanas marrones vivirán casi eternamente. Pero no solo eso: debido a su baja masa, en algunos casos las enanas marrones se asemejan más a planetas gigantes (tipo Júpiter) que a estrellas. Se sabe que en ellas se forman nubes de metano e incluso pueden contener agua. Así, las enanas marrones se consideran el eslabón perdido entre las estrellas más pequeñas y los planetas gigantes.

¿Y por qué les hablo hoy de las enanas marrones? Resulta que recientemente el Dark Energy Survey ha publicado el mayor catálogo de ellas hasta la fecha, catalogando más de 10 000 enanas marrones. Esto es un aumento de un orden de magnitud en el número de ellas conocidas, un gran avance que nos permitirá estudiar, entre otras cosas, cómo se distribuyen en la Vía láctea y que a su vez nos dará información sobre la formación de la Galaxia. Quería comentar que en este artículo he sido el principal investigador, de ahí que les quisiera hablar del tema. 

Para finalizar, decirles algo importante: aunque las llamemos "marrones", ese no es su color; si pudiéramos viajar cerca de una, veríamos que son de color púrpura (debido a la absorción de litio en su atmósfera). Así que cuidado con ofenderlas (imagen de la derecha), no vaya a ser que un día les dé por hacernos alguna travesura. 


Izquierda: Diagrama de Hertzsprung-Russell, que relaciona el brillo, la masa y la temperatura de las estrellas. Las enanas marrones son objetos sub-estelares que se sitúan fuera del diagrama: estarían bastante más abajo que las estrellas más frías que aparecen en la figura./ Aurelio Carnero

Derecha: diagrama de Hertzprung-Russel, que relaciona el brillo, la masa y la temperatura de las estrellas. Las enanas marrones son objetos sub-estelares que se sitúan fuera del diagrama: estarían bastante más abajo que las estrellas más frías que aparecen en la figura. Crédito: Aurelio Carnero. Derecha: interpretación artística de cómo una enana marrón podría sentirse si oyera cómo las llamamos. ¿Se acabarían ofendiendo? Crédito: Tais Mallouk.

 

Aurelio Carnero Rosell nació en Santa Cruz de Tenerife. Su formación académica incluye la Licenciatura en Física por la Universidad de la Laguna y el Doctorado en Ciencias Físicas por la Universidad Complutense de Madrid. Tras seis años en el Observatorio Nacional de Río de Janeiro (Brasil), actualmente trabaja como investigador postdoctoral en el Centro de Investigaciones Energéticas Medioambientales y Tecnológicas (Ciemat) en Madrid dentro de la colaboración internacional del Dark Energy Survey, un cartografiado de galaxias diseñado para estudiar la energía oscura, el misterioso efecto que está acelerando la expansión del Universo.
 

 

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