Detectan una misteriosa fuente de calor en la alta atmósfera de una enana marrón errante

Las enanas marrones son astros con más masa que los planetas pero menos que las estrellas. Por tener una masa inferior a la mínima que necesita un astro para iniciar las reacciones de fusión nuclear estelares y convertirse en una estrella, las enanas marrones no pueden generar el calor de una estrella, aunque pueden retener bastante calor interno. Unos astrónomos han detectado una extraña fuente de calor en la capa más alta de la atmósfera de una enana marrón catalogada como fría (a “solo” unos 200 grados centígrados). Este astro no está en órbita a ninguna estrella ni objeto estelar y, en consecuencia, no recibe energía de fuera.

La investigación es obra del equipo de Jackie Faherty, astrónoma del Museo Americano de Historia Natural en Nueva York, Estados Unidos. Las observaciones se hicieron con el telescopio espacial James Webb, de la NASA en colaboración con la ESA y la CSA, respectivamente las agencias espaciales estadounidense, europea y canadiense, así como con otras instituciones científicas.

Faherty y sus colegas estuvieron analizando las observaciones de 12 enanas marrones frías efectuadas por el telescopio Webb. La sorpresa llegó al examinar los datos de la enana marrón W1935, situada a 47 años-luz de la Tierra y descubierta por Dan Caselden de la iniciativa de ciencia ciudadana Backyard Worlds. Al revisar los datos espectrográficos sobre el metano, abundante en esa y las demás enanas marrones, esperaban ver la configuración espectral que indica la absorción de luz por el metano, como en las demás enanas marrones. Sin embargo, descubrieron, desconcertados, que el metano emitía luz en vez de absorberla.

A diferencia de las enanas marrones frías normales observadas, en las cuales lo típico es una distribución atmosférica de energía en la cual el calor disminuye a medida que aumenta la altitud, W1935 muestra una inversión de temperatura, o sea que la atmósfera se vuelve más caliente a medida que aumenta la altitud.

«Esta inversión de temperatura es realmente desconcertante», afirma Ben Burningham, de la Universidad de Hertfordshire en el Reino Unido y coautor del estudio. «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 inconcebible».

A juzgar por lo detectado, parece que a gran altitud en W1935 se generan auroras, algo teóricamente imposible para tal astro.

Recreación artística de la enana marrón W1935, luciendo una aurora (mostrada en rojo). (Ilustración: NASA / ESA / CSA / L. Hustak (STScI))

En la Tierra, las auroras se crean cuando el campo magnético terrestre captura partículas energéticas lanzadas al espacio desde el Sol. Las partículas descienden en cascada hacia nuestra atmósfera a lo largo de las líneas del campo magnético cercanas a los polos de la Tierra, chocan con las moléculas de gas y crean esas fascinantes cortinas de luz que son las auroras. Júpiter y Saturno tienen procesos similares de generación de auroras en los cuales interviene la interacción con el viento solar, pero también contribuciones de lunas cercanas como Io (en el caso de Júpiter) y Encélado (en el caso de Saturno).

En el caso de las enanas marrones aisladas como W1935, la ausencia de un viento estelar que contribuya al proceso de generación de auroras y explique la energía extra en la atmósfera superior necesaria para la emisión espectral del metano, es un misterio.

La investigación realizada por el equipo de Faherty ha sido presentada públicamente en al Congreso 243 de la AAS (American Astronomical Society), celebrado en Nueva Orleans, Estados Unidos. (Fuente: NCYT de Amazings)