Un equipo que utiliza el telescopio espacial James Webb ha identificado al nuevo poseedor del récord de cuál es el objeto celestial más pequeño que puede formarse en forma de estrella. Se trata de una pequeña enana marrón que flota libremente -es decir, que no orbita ningún otro objeto- y que tiene sólo tres o cuatro veces la masa de Júpiter.
Las enanas marrones son objetos que se encuentran a ambos lados de la línea divisoria entre estrellas y planetas. Se forman como estrellas y se vuelven lo suficientemente densas como para colapsar bajo su propia gravedad, pero nunca se vuelven lo suficientemente densas y calientes como para comenzar a fusionar hidrógeno y convertirse en una estrella.
«Una pregunta básica que encontrarás en todos los libros de texto de astronomía es: ¿cuáles son las estrellas más pequeñas? Eso es lo que estamos tratando de responder», explicó en un comunicado el autor principal de la investigación, Kevin Luhman, de la Universidad Estatal de Pensilvania.
Para localizar esta enana marrón recién descubierta, Luhman y su colega, Catarina Alves de Oliveira, optaron por estudiar el cúmulo estelar IC 348, situado a unos 1.000 años luz de distancia, en la región de formación estelar de Perseo. Este grupo es joven, tiene sólo unos 5 millones de años. Como resultado, cualquier enana marrón seguiría siendo relativamente brillante en luz infrarroja, brillando por el calor de su formación.
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— Noche de Estrellas (@NocheEstrellas) December 14, 2023
El equipo primero tomó imágenes del centro del cúmulo utilizando la NIRCam (cámara de infrarrojo cercano) de Webb para identificar candidatas a enanas marrones por su brillo y colores. Hicieron un seguimiento de los objetivos más prometedores utilizando el conjunto de microobturadores NIRSpec (espectrógrafo de infrarrojo cercano) de Webb.
La sensibilidad infrarroja de Webb fue crucial, ya que permitió al equipo detectar objetos más débiles que los telescopios terrestres. Además, la aguda visión de Webb les permitió determinar qué objetos rojos eran enanas marrones puntuales y cuáles eran galaxias de fondo con burbujas.
Este proceso de selección condujo a tres objetivos intrigantes que pesan entre tres y ocho masas de Júpiter, con temperaturas superficiales que oscilan entre 830 a 1.500 grados Celsius. El más pequeño de ellos pesa sólo tres o cuatro veces más que Júpiter, según modelos informáticos.
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Explicar cómo se pudo formar una enana marrón tan pequeña es un desafío teórico. Una pesada y densa nube de gas tiene suficiente gravedad para colapsar y formar una estrella. Sin embargo, debido a su gravedad más débil, debería ser más difícil que una nube pequeña colapse para formar una enana marrón, y eso es especialmente cierto para las enanas marrones con masas de planetas gigantes.
«Es bastante fácil para los modelos actuales formar planetas gigantes en un disco alrededor de una estrella», dijo Catarina Alves de Oliveira de la ESA (Agencia Espacial Europea), investigadora principal del programa de observación. «Pero en este cúmulo, sería poco probable que este objeto se formara en un disco, sino que se formara como una estrella, y Júpiter tiene tres masas y es 300 veces más pequeño que nuestro Sol. Entonces tenemos que preguntarnos, ¿cómo opera el proceso de formación de estrellas con masas tan pequeñas?»
