Luz polarizada en una enana marrón: ¿dónde se halla el polvo que la provoca?

 

La luz de la enana marrón 2MASS J04221413+1530525 muestra polarización lineal, que podría deberse a la existencia de polvo bien en su atmósfera, similar a la de Júpiter, o bien en el medio interestelar

Las enanas marrones, en ocasiones conocidas como “estrellas fallidas” son el eslabón entre las estrellas de baja masa y los grandes planetas gaseosos. Se trata de objetos débiles y difíciles de estudiar, de modo que algunas de sus características no se conocen del todo. Un equipo internacional ha buscado polarización de la luz en una muestra de enanas marrones con el instrumento CAFOS del Observatorio de Calar Alto -un método que permite conocer las propiedades de estos objetos- y ha hallado luz polarizada en uno de ellos, aunque la pobre determinación de su distancia no permite determinar con fiabilidad su causa.

mapaHasta hace veinticinco años, los únicos planetas conocidos pertenecían a nuestro Sistema Solar, entre los que destacaba Júpiter, con casi trescientas veinte masas terrestres. Por entonces existía una brecha entre el planeta más masivo conocido, Júpiter, y las estrellas menos masivas, con unas cien masas de Júpiter. Predichas por los modelos teóricos de formación de estrellas y planetas, los objetos que se convirtieron en el eslabón entre los planetas gigantes y las estrellas de baja masa se conocen como enanas marrones.

A diferencia de las estrellas, las enanas marrones no contienen la masa suficiente para iniciar la fusión de hidrógeno en sus núcleos. Como consecuencia, desde su formación se enfrían y oscurecen, e incluso las más calientes y cercanas siguen siendo difícilmente detectables en luz visible. Hasta mediados de los años 90 no se produjo la primera detección de enanas marrones (Teide 1 y Calar 3), que tuvo lugar desde España, y desde entonces se han encontrado más de dos mil enanas marrones, con temperaturas que pueden situarse por debajo de los cero grados o ascender a los 2600 grados.

A diferencia de la mayoría de los exoplanetas gigantes, que quedan ocultos por la luz de su estrella, las enanas marrones se hallan generalmente aisladas, de modo que resultan más fáciles de detectar, sobre todo en el infrarrojo cercano. La mayoría de las enanas marrones se han hallado mediante sondeos infrarrojos como 2MASS o WISE, también gracias a sus grandes movimientos propios: el ligero cambio en su posición aparente en el cielo a lo largo de los años facilita su identificación.

jupLUZ POLARIZADA EN LAS ENANAS MARRONES

Las atmósferas plenamente convectivas de las enanas marrones menos masivas son, probablemente, similares a las de los exoplanetas gigantes como Júpiter. También se espera que tengan manchas y bandas, y que estén formadas por partículas de polvo de diferentes composiciones, lo que implica una atmósfera muy “neblinosa” (e incluso tormentosa).

Analizando las propiedades de la luz de las enanas marrones podemos restringir las propiedades de sus atmósferas. La luz es una onda electromagnética que oscila aleatoriamente, pero perpendicularmente a su dirección de propagación. Bajo condiciones específicas, como cuando la luz se encuentra con partículas de polvo, su oscilación se limita solo a un plano. En este caso decimos que la luz está polarizada.

La detección de la luz polarizada de las enanas marrones proporciona información sobre las partículas presentes en ellas y, por lo tanto, constituye una herramienta útil para estudiar sus atmósferas.

Un estudio, encabezado por Elena Manjavacas, del Instituto de Astrofísica de Canarias y de la Universidad de Arizona, ha analizado las propiedades polarimétricas de la luz (roja) en una muestra de seis enanas marrones utilizando el instrumento CAFOS del telescopio de 2,2 metros del Observatorio Calar Alto.

Detectamos polarización lineal en la luz de uno de nuestros objetivos, 2MASS J04221413 + 1530525, una enana marrón con una temperatura superficial de aproximadamente 2500 grados que se encuentra en la constelación de Tauro”, apunta Elena Manjavacas. El objeto se halla diez grados al sur del complejo Taurus-Auriga, una región rica en gas y polvo que destaca por su alta tasa de formación estelar.

La parte más intrigante de nuestro resultado es que no sabemos con certeza total la causa de la luz polarizada observada, principalmente debido al hecho de que no se conoce bien la distancia al objeto”, enfatiza Elena Manjavacas. Varios autores han proporcionado dos valores diferentes de su distancia: 782 años luz o 131 años luz.

Si el primer valor de la distancia es correcto, entonces 2MASS J04221413 + 1530525 estaría detrás o embebida en el gas y polvo de la región Taurus-Auriga. Por lo tanto, el polvo presente en el complejo podría ser la explicación más factible para la luz polarizada detectada en 2MASS J04221413 + 1530525.

En caso de que la distancia correcta sea de 131 años luz, existen diferentes escenarios que podrían explicar la luz polarizada en esta enana marrón. Podría tratarse de polvo en la atmósfera de 2MASS J04221413 + 1530525 (como una neblina de partículas de tamaño inferior a la micra), de un disco protoplanetario o de escombros o, incluso, de un potencial planeta en tránsito.

Para determinar cuál de las posibilidades es la acertada se necesita una mejor determinación de la distancia real al objeto.

Esta investigación es una colaboración entre el Instituto de Astrofísica de Canarias (Tenerife), la Universidad de Arizona (Tucson, EE.UU.), la Universidad de Western Ontario (Londres, Canadá), el Centro de Astrobiología (CSIC-INTA, Madrid, España), el Instituto Max Planck de Astronomía (Heidelberg, Alemania) y el Instituto de Astronomía de la ETH (Zürich, Suiza).


El Observatorio Astronómico Hispano-Alemán de Calar Alto está situado en la Sierra de Los Filabres, norte de Almería (Andalucía, España). Es operado conjuntamente por el Instituto Max-Planck de Astronomía en Heidelberg, Alemania, y el Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC) en Granada, España. Calar Alto proporciona tres telescopios con aperturas de 1.23m, 2.2m y 3.5m. Un telescopio de 1.5m, también localizado en la montaña, es operado bajo el control del Observatorio de Madrid.

COMUNICACIÓN – OBSERVATORIO DE CALAR ALTO

prensa @ caha.es    958230532


 mineco icts