MONTEVIDEO (Infoesfera) – El telescopio espacial SPHEREx (Espectrofotómetro para la Historia del Universo, la Época de la Reionización y el Explorador de Hielos) de la NASA está arrojando luz sobre las enanas marrones, objetos celestes que difuminan la línea entre estrellas y exoplanetas.
Nuevos hallazgos publicados en The Astrophysical Journal muestran que estos mundos oscuros y nubosos tienen atmósferas químicamente ricas, similares a las de los planetas gigantes de nuestro propio sistema solar.
Descubiertas en la década de 1990, las enanas marrones se forman a partir del colapso de nubes de gas, al igual que las estrellas, pero no son lo suficientemente masivas como para mantener la fusión de hidrógeno en sus núcleos. Estas esferas de gas caliente, que emiten un brillo tenue, comparten características con Júpiter y Saturno. Sin embargo, a diferencia de la mayoría de los planetas, las enanas marrones vagan en la oscuridad, sin estar regidas por una estrella anfitriona y calentadas exclusivamente desde su interior.
«Tienen un aire gótico», dijo Zafar Rustamkulov, autor principal del nuevo estudio y científico del IPAC, el centro de ciencia y datos de Caltech en Pasadena, California. «A diferencia de los exoplanetas , las enanas marrones errantes son objetos celestes completamente independientes que se desvanecerán en la eternidad por sí solos. Todavía estamos descubriendo su complejidad».
Figura 1 - Innumerables enanas marrones vagan por el cosmos, como la que aparece en esta ilustración. Sin embargo, solo unas pocas docenas han sido estudiadas en detalle con telescopios espaciales. Con la ayuda de SPHEREx de la NASA, los científicos están analizando miles más. NASA/JPL-Caltech
Solo unas pocas docenas de estos "errantes oscuros" han sido estudiados en detalle con telescopios espaciales. Los astrónomos desean observar más ejemplares en su hábitat natural, ya que gran parte de nuestro conocimiento sobre su composición, actividad y evolución proviene de modelos teóricos.
Les presentamos SPHEREx de la NASA , un telescopio espacial infrarrojo lanzado en marzo de 2025 y gestionado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la agencia en el sur de California. La misión SPHEREx (Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization and Ices Explorer) realiza un estudio espectral de todo el cielo. Durante una misión prevista de dos años, el Observatorio SPHEREx recopilará datos de más de 450 millones de galaxias y más de 100 millones de estrellas en la Vía Láctea para explorar los orígenes del universo.
Los autores del estudio analizaron las observaciones de SPHEREx de 37 enanas marrones cercanas que abarcan todo el rango de temperaturas de las enanas marrones, desde aproximadamente 4000 hasta -10 grados Fahrenheit (2200 a -20 grados Celsius). El telescopio mide su brillo en 102 colores diferentes, desde el rojo más intenso que nuestros ojos pueden ver hasta el calor invisible de la luz infrarroja, creando un espectro . Estos espectros revelaron a los autores del estudio atmósferas químicamente ricas que contienen agua, dióxido de carbono, monóxido de carbono y metano.
"Estamos observando las características distintivas de estas moléculas y cómo varían de un objeto a otro en todo el rango de temperaturas", afirmó J. Davy Kirkpatrick, coautor del estudio y científico del IPAC de Caltech. "Nuestro artículo se centró en solo tres docenas, pero tenemos miles más que estamos analizando. Me interesa mucho descubrir qué límites impone el universo a la variedad de enanas marrones".
"Desde la órbita, SPHEREx observa longitudes de onda de luz que son prácticamente imposibles de ver con telescopios terrestres porque el agua de la atmósfera terrestre las absorbe", explicó Rustamkulov. "Estamos captando la luz de las densas nubes rojas de enanas marrones que se encuentran por todo el cielo".
Punto dulce
Detectar enanas marrones es, en cierto modo, un proyecto secundario para SPHEREx. El telescopio espacial toma unas 3600 imágenes únicas al día para unirlas y crear mapas de todo el cielo . Conocer la distribución de cientos de millones de galaxias en el cosmos ayudará a los científicos a reconstruir lo que ocurrió en la primera milmillonésima de billonésima de billonésima de segundo tras el Big Bang. Mientras explora el cielo, el telescopio también busca los componentes químicos de la vida y encuentra hielo interestelar que algún día podría dar origen a océanos en mundos distantes.
Durante años, otros observatorios, como el telescopio espacial James Webb de la NASA y el ya retirado telescopio espacial Spitzer , han detectado enanas marrones . Pero gracias a su cobertura espectral, SPHEREx está ahora obteniendo imágenes de miles de ellas por primera vez en una región fructífera del espectro electromagnético que abarca longitudes de onda de luz roja profunda e infrarroja.
Figura 2 - Gracias a su cobertura espectral, el telescopio SPHEREx de la NASA está revelando moléculas como el metano (CH4), el dióxido de carbono (CO2) y el monóxido de carbono (CO) en las atmósferas de las enanas marrones. A la izquierda se muestra la imagen del telescopio de tres enanas marrones diferentes; las representaciones de la derecha las imaginan como mundos similares a Júpiter. Zafar Rustamkulov/Observatorio Internacional Gemini/NOIRLab/NSF/AURA, MH Wong (UC Berkeley) et al. Agradecimientos: M. Zamani
En esas longitudes de onda, las moléculas crean patrones de absorción distintivos en la luz que se proyecta al espacio. Estos patrones cambian a medida que las enanas marrones envejecen y se enfrían. Algunas de las enanas marrones observadas por SPHEREx se encuentran en una etapa dinámica de su ciclo de vida, en la que sus nubes exóticas se adelgazan, dando paso a atmósferas ricas en metano.
"Los modelos más avanzados están captando la tendencia química general, pero cuando se trata de estas transiciones turbias, los modelos tienen dificultades para ajustarse a los datos", dijo Rustamkulov. "No hay dos enanas marrones iguales. Incluso a la misma temperatura, sus espectros son bastante distintos".
«Los hallazgos son un llamado a la acción para explorar aún más estos mundos oscuros», dijo Kirkpatrick. «Este viaje nos ha convertido a muchos en meteorólogos accidentales. Sabemos lo difícil que es predecir el clima en nuestro propio planeta, y nos damos cuenta de que será igual de desafiante explicar los fenómenos que observamos en estos extraños y fríos objetos».
Imagen de portada: mientras cartografía el cielo, el telescopio SPHEREx de la NASA está descubriendo miles de enanas marrones ocultas en la oscuridad. En este collage de observaciones se muestra una selección de ellas, ordenadas por tipo espectral, distancia y temperatura en grados Kelvin.
Zafar Rustamkulov/NASA/JPL-Caltech
Fuente: NASA
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