Las enanas marrones, esos objetos que no son un planeta ni una estrella, son curiosidades intrigantes que son demasiado bajas en masa para quemar hidrógeno, pero son más masivas que los planetas. Solo emiten una leve cantidad de luz, por lo que son difíciles de detectar, lo que hace que los científicos no estén seguros de cuántos de ellos podrían estar en nuestra galaxia.
Pero los astrónomos han estado vigilando una enana marrón en particular conocida como WISE 0855. A solo 7,2 años luz de la Tierra, es el objeto más frío conocido fuera de nuestro Sistema Solar y apenas es visible en las longitudes de onda infrarrojas. Pero con algunas técnicas de observación espectroscópicas astutas, los astrónomos han determinado que este objeto tiene algunas características interesantes: su atmósfera está llena de nubes de vapor de agua. Esta es la primera vez que se detectan nubes de agua fuera de nuestro Sistema Solar.
"Es cinco veces más débil que cualquier otro objeto detectado con espectroscopía terrestre a esta longitud de onda", dijo Andrew Skemer, profesor asistente de astronomía y astrofísica en la UC Santa Cruz y el primer autor en un artículo sobre WISE 0855 publicado en Astrophysical Journal Letters ( el papel está disponible en arXiv aquí). "Ahora que tenemos un espectro, realmente podemos comenzar a pensar en lo que está sucediendo en este objeto. Nuestro espectro muestra que WISE 0855 está dominado por el vapor de agua y las nubes, con una apariencia general que es sorprendentemente similar a la de Júpiter ".
El nombre completo de esta enana marrón es WISE J085510.83-071442.5, pero estamos entre amigos, así que es W0855 para abreviar. Tiene aproximadamente cinco veces la masa de Júpiter y es la enana marrón más fría jamás detectada, con una temperatura promedio de aproximadamente 250 grados Kelvin, o menos 10 grados F, menos 20 C. Eso hace que sea casi tan frío como Júpiter, que es 130 grados Kelvin.
"WISE 0855 es nuestra primera oportunidad de estudiar un objeto de masa planetaria extrasolar que es casi tan frío como nuestros propios gigantes gaseosos", dijo Skemer.
Skemer y su equipo utilizaron el telescopio Gemini-North en Hawai y el espectrógrafo de infrarrojo cercano Gemini para observar WISE 0855 durante 13 noches durante un total de aproximadamente 14 horas. Skemer formó parte de un equipo que estudió este objeto en 2014 y encontró indicaciones provisionales de nubes de agua basadas en datos fotométricos muy limitados. Skemer dijo que obtener un espectro (que separa la luz de un objeto en sus longitudes de onda componentes) era la única forma de detectar la composición molecular de este objeto.
Un video sobre el descubrimiento y estudio de 2014 de WISE 0855:
WISE 0855 es demasiado débil para la espectroscopía convencional en longitudes de onda ópticas o de infrarrojo cercano, pero el equipo asumió un desafío y observó las emisiones térmicas del objeto a las longitudes de onda en una ventana estrecha de alrededor de 5 micras.
"Creo que todos en el equipo de investigación realmente creían que estábamos soñando con pensar que podríamos obtener un espectro de esta enana marrón porque su brillo térmico es muy débil", dijo Skemer. WISE 0855, es tan genial y débil que muchos astrónomos pensaron que pasarían años antes de que se pudiera obtener un espectro. "Pensé que tendríamos que esperar hasta que el telescopio espacial James Webb estuviera operando para hacer esto", dijo Skemer.
Esta vista espectroscópica proporcionó una visión del entorno de la atmósfera de WISE 0855. Con los datos en la mano, los investigadores desarrollaron modelos atmosféricos de la química de equilibrio para una enana marrón a 250 grados Kelvin y calcularon los espectros resultantes bajo diferentes supuestos, incluidos modelos nublados y sin nubes. Los modelos predijeron un espectro dominado por características resultantes del vapor de agua, y el modelo nublado produjo el mejor ajuste a las características en el espectro de WISE 0855.
Si bien los espectros de este objeto son sorprendentemente similares a Júpiter, WISE 0855 parece tener una atmósfera menos turbulenta.
"El espectro nos permite investigar las propiedades dinámicas y químicas que durante mucho tiempo se han estudiado en la atmósfera de Júpiter, pero esta vez en un mundo extrasolar", dijo Skemer.
Los científicos dicen que WISE 0855 se parece más a Júpiter que cualquier exoplaneta descubierto hasta ahora, lo cual es especialmente intrigante desde que la misión Juno acaba de comenzar su exploración en el mundo gigante. Júpiter, junto con los otros planetas gaseosos de nuestro Sistema Solar, tienen nubes y tormentas, aunque las nubes de Júpiter están hechas principalmente de amoníaco, con nubes de nivel inferior que quizás contengan agua. Uno de los objetivos de Juno es determinar la abundancia mundial de agua en Júpiter.
Fuentes: UC Santa Cruz, Géminis
