¿Pueden producirse auroras en las enanas marrones?
Se trata de un descubrimiento muy llamativo. Gracias al telescopio espacial James Webb de la NASA, los astrónomos han descubierto un nuevo enigma cósmico: una enana marrón conocida como W1935 ubicada a 47 años luz de distancia de la Tierra, que muestra una inusual emisión infrarroja de metano similar a una aurora. ¿Puede haber auroras en este tipo de objetos a mitad de camino entre estrellas y planetas?
W1935 fue descubierta por el científico ciudadano Dan Caselden a través del proyecto Backyard Worlds Zooniverse, junto con W2220, identificado mediante el Explorador de encuestas infrarrojas de campo amplio de la NASA.
¿Pueden producirse auroras en las enanas marrones?
Un descubrimiento inesperado
El hallazgo no es solo llamativo por este hecho sino también porque es un cuerpo celeste más grande que Júpiter pero más pequeño que una estrella, relativamente frío y que no orbita ninguna estrella anfitriona, por lo que no existe una fuente obvia de energía para calentar su atmósfera superior y hacer brillar el metano tal y como hacen las auroras boreales en nuestro mundo.
“Esperábamos ver metano porque es común en estos enanos. Pero en lugar de absorber luz, brillaba. Mi primer pensamiento fue, ¿qué diablos? ¿Por qué sale emisión de metano de este objeto?», aclara Jackie Faherty, astrónoma del Museo Americano de Historia Natural y autora del estudio que ha sido presentado en la 243ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense que ha tenido lugar en Nueva Orleans, Estados Unidos.
El equipo utilizó modelos informáticos para inferir qué podría haber detrás de la emisión. El trabajo de modelado mostró que W2220, otra enana marrón, tenía una distribución esperada de energía en toda la atmósfera, enfriándose a medida que aumentaba la altitud. W1935, por el contrario, tuvo un resultado sorprendente. El mejor modelo favorecía una inversión de temperatura, donde la atmósfera se calentaba al aumentar la altitud.
Un nuevo enigma cósmico
«Esta inversión de temperatura es realmente desconcertante», dijo Ben Burningham, astrónomo de la Universidad de Hertfordshire. «Hemos visto este tipo de fenómeno en planetas con una estrella cercana que puede calentar la estratosfera, pero verlo en un objeto sin una fuente de calor externa obvia es una locura».
Las auroras en la Tierra se producen cuando las partículas energéticas del Sol son capturadas por el campo magnético de nuestro planeta. Esas partículas caen en cascada hacia nuestra atmósfera, chocando con las moléculas de gas y creando espectaculares cortinas de luz danzantes. Pero en el caso de W1935, no posee una estrella que genere viento estelar.
Para que se forme una aurora se requiere una estrella anfitriona, ¿verdad?. ¿Y qué provoca entonces esta firma similar a una aurora? Los astrónomos especulan que la emisión de metano podría deberse a procesos que generan auroras, como la energía en su atmósfera superior.
James Webb
Júpiter y Saturno tienen procesos aurorales similares que implican la interacción con el viento solar, pero también reciben contribuciones aurorales de lunas activas cercanas como Io (para Júpiter) y Encélado (para Saturno), apuntan los expertos. Todos estos espectáculos de luces probablemente sean causados por bombardeos de partículas solares cargadas. Pero en el caso de W1935 no hay estrellas cercanas que puedan proporcionar las partículas cargadas para encender este fenómeno.
«Para enanas marrones aisladas como W1935, la ausencia de un viento estelar que contribuya al proceso auroral y explique la energía adicional en la atmósfera superior necesaria para la emisión de metano es un misterio», comenta Faherty.
El descubrimiento de W1935 es importante porque plantea muchas preguntas
Emisiones de metano
Así las cosas, los investigadores han propuesto que la posibilidad de que haya metano alrededor de la enana marrón podría deberse a interacciones con plasma interestelar o con una luna activa cercana. Dada la falta de viento solar externo que provoque la probable aurora de la enana marrón, el equipo cree que puede estar ocurriendo algún proceso interno dentro de la enana marrón que suministra energía a su atmósfera.
El descubrimiento de W1935 es importante porque plantea muchas preguntas, ya que es la primera enana marrón aislada fuera de nuestro sistema solar que tiene actividad auroral. Esta enana marrón también es significativamente más fría que cuerpos celestes similares, con una temperatura efectiva de aproximadamente 200 grados Celsius, más cálida que Júpiter pero notablemente fría.
«Con W1935, ahora tenemos una espectacular extensión de un fenómeno del sistema solar sin ninguna irradiación estelar que ayude en la explicación. Con Webb, realmente podemos ‘abrir el capó’ de la química y descubrir cuán similar o diferente puede ser el proceso auroral más allá de nuestro sistema solar», concluye Faherty.
Recreación artística
Referencias:
- Jacqueline Faherty et al. 2024. JWST Indicates Auroral Signature in an Extremely Cold Brown Dwarf. AAS243, abstract #4359
- Carnero Rosell, A., Santiago, B., dal Ponte, M., Burningham, B., da Costa, L., James, D., Marshall, J., McMahon, R., Bechtol, K., De Paris, L., Li, T., Pieres, A., García-Bellido, J., Abbott, T., Annis, J., Ávila, S., Bernstein, G., Brooks, D., Burke, D., Carrasco Kind, M., Carretero, J., De Vicente, J., Drlica-Wagner, A., Fosalba, P., Frieman, J., Gaztañaga, E., Gruendl, R., Gschwend, J., Gutiérrez, G., Hollowood, D., Maia, M., Menanteau, F., Miquel, R., Plazas, A., Roodman, A., Sánchez, E., Scarpine, V., Schindler, R., Serrano, S., Sevilla-Noarbe, I., Smith, M., Sobreira, F., Soares-Santos, M., Suchyta, E., Swanson, M., Tarlé, G., Vikram, V., & Walker, A. (2019). Brown dwarf census with the Dark Energy Survey year 3 data and the thin disc scale height of early L types. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. https://doi.org/10.1093/mnras/stz2398.