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Descubren tres estrellas enanas marrones rotando a una velocidad que desafía sus límites físicos

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Ilustración para el artículo titulado
Imagen: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva

Un grupo de astrónomos ha encontrado un trío de enanas marrones con una velocidad de rotación tan alta que, si girasen un poco más rápido, haría que se rompiesen por completo.

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Las tres enanas marrones descubiertas giran 10 veces más rápido que Júpiter, y completan una sola rotación alrededor de su eje en una hora. Eso es aproximadamente un 30% más rápido que las enanas marrones que hemos registrado hasta ahora, según presenta el nuevo artículo, que aparecerá en una próxima edición de Astronomical Journal (actualmente puedes leer la preimpresión en arXiv).

Las enanas marrones se denominan comúnmente estrellas fallidas, ya que son más grandes que un planeta pero carecen de la presión suficiente en su núcleo para desencadenar la fusión nuclear, que es como nacen las estrellas.

Para medir la velocidad de rotación de estos objetos, un equipo de astrónomos de la London Western University de Ontario, Canadá, utilizó el telescopio espacial Spitzer de la NASA. Los datos fotométricos recopilados fueron luego comparados con observaciones recopiladas por el telescopio Gemini North de Hawai y el telescopio Gigante de Magallanes chileno.

“Usamos el telescopio espacial Spitzer para monitorizar el brillo general de las enanas marrones con el tiempo”, explicó Megan Tannock, la primera autora del artículo en un correo electrónico. “Las manchas en sus superficies, al igual que la Gran Mancha Roja de Júpiter, se ven más tenues o más brillantes a medida que giran y salen y entran de nuestra visión, por lo que pudimos determinar los períodos de rotación de estos objetos en función de patrones repetitivos en sus niveles de brillo”.

Después, Tannock y sus compañeros utilizaron telescopios terrestres para estudiar la luz dispersa que emiten estos objetos. El equipo “investigó cómo la rápida rotación afecta a las firmas de moléculas que hay en las atmósferas de estos distantes objetos”, y eso sirvió para confirmar los cortos períodos de rotación, dijo Tannock.

Los números son asombrosos. Las tres enanas marrones (bautizadas como 2MASS J04070752+1546457, 2MASS J12195156+3128497 y 2MASSJ03480772−6022270) giran a una velocidad de 350.000 km/h a lo largo de su ecuador. La “gravedad relativamente débil de las enanas marrones apenas las mantiene unidas”, explicó Sandy Leggett, un astrónomo del Gemini North que no participó en el estudio.

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Los investigadores, a pesar de intentarlo, no pudieron encontrar ninguna enana marrón girando más rápido que estas tres, lo que significa que es probable que el equipo haya tropezado con un límite máximo aparente. Como insinuó Leggett, más rápido y estos objetos se destrozarían. Tannock dijo que esto probablemente no suceda y que debe existir algún tipo de mecanismo de frenado para limitar la velocidad de rotación de las enanas marrones.

Como era de esperar, estas velocidades intensas están resultando en algunos efectos atmosféricos dramáticos.

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“Estas altas velocidades tienen un efecto en el clima y pueden establecer el tamaño de las tormentas que ocurren”, dijo Tannock. “Cuando un objeto como una enana marrón o un planeta gigante gaseoso gira muy rápidamente, los vórtices que se forman en las atmósferas tienden a ser más pequeños, y cuando giran más lentamente, los vórtices que se forman tienden a ser más grandes”.

En cuanto a por qué estos objetos giran tan rápidamente, los investigadores especulan que tiene algo que ver con sus entornos locales durante su formación.

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“Las enanas marrones se forman de la misma manera que una estrella, a partir del colapso de una nube molecular gigante, y dependiendo de la cantidad de material y su distribución, eso establece la tasa de rotación inicial”, explicó Tannock. “Las enanas marrones también pueden acelerar su rotación a medida que envejecen: con forme envejecen, se enfrían y luego se contraen, y para conservar una cosa llamada momento angular, eso significa que también tienen que girar más rápido”.

Así que, probablemente estas tres enanas marrones nacieron de esta manera, pero dado que se formaron hace cientos de millones de años, y posiblemente incluso hace miles de millones, es difícil decir.

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Hasta la fecha, los astrónomos han medido los períodos de rotación de solo 80 enanas marrones (la mayoría completa un giro completo alrededor de su eje entre 2 y 10 horas), por lo que el tamaño de la muestra sigue siendo bastante pequeño. Tannock dijo que su equipo “tuvo suerte” al encontrar a estas tres, pero confía en que los astrónomos darán con más enanas marrones que tengan una rotación semejante en un futuro cercano.