Las enanas marrones, 'laboratorios' para escudriñar exoplanetas

Las enanas marrones se encuentran en "el límite" entre estrellas y planetas, de ahí que los astrónomos las utilicen como modelos para estudiar los segundos. Un equipo científico, gracias a observaciones del James Webb, ha escudriñado ahora uno de estos cuerpos celestes y ha medido el amoniaco de su atmósfera.

La enana marrón se llama WISE J1828 y se encuentra a 32,5 años luz de la Tierra, en la constelación de Lyra, y el rastro del amoniaco encontrado podrá ser utilizado para estudiar cómo se forman los planetas gaseosos gigantes, dentro y fuera de nuestro sistema solar.

Y es que enanas marrones y este tipo de planetas comparten propiedades y estructura de sus atmósferas, y los astrónomos utilizan modelos muy similares para entender ambos objetos celestes, explica a EFE David Barrado Navascués, primer autor del estudio, del Centro de Astrobiología, CAB, -del Consejo Superior de Investigaciones Científicas e Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial, ambas instituciones españolas-.

"Como es mucho más fácil observar una enana marrón que un exoplaneta, situado fuera de nuestro sistema solar y que está oculto por su estrella y en cualquier caso es más débil, vemos detalles en las enanas marrones que nos permiten mejorar los modelos e interpretar mejor la información recibida de los planetas", añade.

WISE J1828 no puede verse a simple vista porque es demasiado fría para que se produzca la fusión de hidrógeno y transmita luz visible hasta la Tierra, pero con la ayuda de MIRI, el instrumento del infrarrojo medio del telescopio James Webb, el equipo investigador pudo detectar amoniaco (NH3) y además moléculas de agua y metano.

Se trata de la primera vez que se detecta amoniaco de "manera inequívoca" en la atmósfera de una enana marrón, en concreto isotopólogos de este compuesto químico (los isotopólogos son moléculas que solo difieren en la composición de sus isótopos. El amoniaco pudo medirse en forma de 14NH3 y 15NH3).

El amoniaco es una molécula importante en los procesos de formación estelar. Se encuentra, por ejemplo, en forma de hielos en muchos cuerpos celestes del sistema solar, pero también en nubes de gas y polvo en las que se forman nuevas generaciones de estrellas.

El hidrógeno es el elemento atómico más abundante del universo y el nitrógeno también es muy común, así que el NH3 (un átomo de nitrógeno y tres de hidrógeno) se forma con relativa facilidad, detalla Barrado.

Su hallazgo en la enana fría conduce a los gigantes gaseosos y supone una nueva herramienta para describir la formación de estos planetas.

Los expertos han desarrollado diferentes teorías sobre cómo se forman las enanas marrones, pero no estaba claro si lo hacen como las estrellas o los planetas. Este trabajo ayuda a resolverlo.

Las estrellas se forman por colapso y fragmentación de las nubes de polvo y gas, mientras que los planetas lo hacen a partir del resto que queda de la génesis de una estrella, por acreción del núcleo (se forma primero una estrella con un disco de material alrededor y a partir de ese disco aparece el planeta. Ese disco tiene numerosas moléculas, como el amoniaco en forma de hielo).

La abundancia relativa de los isotopólogos del amoniaco identificados en la enana marrón WISE J1828 sirve para aclarar estas dudas.

El bajo contenido de uno de ellos (15NH3) en el espectro de la enana marrón sugiere -al compararlo con otros objetos- que esta no se formó como un planeta, sino que su formación se produjo como una estrella, en el contexto de un colapso gravitatorio, como era de esperar.

"Cuando se aplique la misma técnica a un exoplaneta muy alejado de su estrella podremos saber si en realidad es una enana marrón capturada por la atracción gravitatoria o un planeta convencional que se formó cerca de la estrella pero que se ha alejado de ella", concluye Barrado.

El estudio se publicó en Nature y también participan el Instituto Max Planck de Astronomía y la Escuela Politécnica Federal de Zúrich, dentro de un gran consorcio europeo.