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Los procesos de formación de estrellas a veces crean unos misteriosos objetos astronómicos llamados enanas marrones, que son más pequeñas y frías que las estrellas, y pueden tener masas y temperaturas como las de los exoplanetas, en los casos más extremos. Al igual que las estrellas, las enanas marrones a menudo vagan solas por el espacio, pero también pueden verse en sistemas binarios, donde dos enanas marrones orbitan una alrededor de la otra y viajan juntas en la galaxia.
Unos investigadores dirigidos por Clémence Fontanive del Centro para el Espacio y la Habitabilidad (CSH) y el NCCR PlanetS descubrieron un curioso sistema binario sin estrellas de enanas marrones. El sistema CFHTWIR-Oph 98 (Oph 98 para abreviar) consiste en los dos objetos de muy baja masa Oph 98 A y Oph 98 B. Está situado a 450 años luz de la Tierra en la asociación estelar Ofiuco. Los investigadores se sorprendieron por el hecho de que Oph 98 A y B están orbitando uno alrededor de otro desde una distancia sorprendentemente grande, alrededor de 5 veces la distancia entre Plutón y el Sol, lo que corresponde a 200 veces la distancia entre la Tierra y el Sol. El estudio fue publicado en la revista The Astrophysical Journal Letters.
La pareja es un raro ejemplo de dos objetos similares en muchos aspectos a los planetas gigantes extrasolares, orbitando uno alrededor del otro sin estrella madre. El componente más masivo, Oph 98 A, es una joven enana marrón con una masa 15 veces mayor que la de Júpiter, que está casi exactamente en el límite que separa las enanas marrones de los planetas. Su compañera, Oph 98 B, es sólo 8 veces más pesada que Júpiter.
Los componentes de los sistemas binarios están unidos por un enlace invisible llamado energía de cohesión gravitacional, y este enlace se hace más fuerte cuando los objetos son más masivos o están más cerca unos de otros. Con masas extremadamente bajas y una separación muy grande, Oph 98 tiene la energía de cohesión más débil de cualquier sistema binario conocido hasta la fecha.
Clémence Fontanive y sus colegas descubrieron al compañero de Oph 98 A usando imágenes del Telescopio Espacial Hubble. Fontanive indica que: «Las enanas marrones de baja masa son muy frías y emiten muy poca luz, solo a través de la radiación térmica infrarroja. Este resplandor de calor es extremadamente débil y rojo, y las enanas marrones son por lo tanto solo visibles en luz infrarroja». Además, la asociación estelar en la que se encuentra el objeto binario, Ofiuco, está incrustada en una nube densa y polvorienta que dispersa la luz visible. «Las observaciones en infrarrojo son la única manera de ver a través de este polvo», explica el investigador principal. «Detectar un sistema como el de Oph 98 también requiere una cámara de muy alta resolución, ya que el ángulo que separa a Oph 98 A y B es mil veces más pequeño que el tamaño de la Luna en el cielo», añade. El Telescopio Espacial Hubble es uno de los pocos telescopios capaces de observar objetos tan débiles como estas enanas marrones, y capaz de resolver ángulos tan estrechos.
Debido a que las enanas marrones son lo suficientemente frías, se forma vapor de agua en sus atmósferas, creando características prominentes en el infrarrojo que se utilizan comúnmente para identificarlas. Sin embargo, estas firmas de agua no pueden ser fácilmente detectadas desde la superficie de la Tierra. Situado por encima de la atmósfera en el vacío del espacio, el Hubble permite investigar la existencia de vapor de agua en los objetos astronómicos. Fontanive explica: «Ambos objetos se veían muy rojos y mostraban claros signos de moléculas de agua. Esto confirmó inmediatamente que la tenue fuente que vimos junto a Oph 98 A era muy probable que también fuera una enana marrón fría, en lugar de una estrella al azar que resultó estar alineada con la enana marrón en el cielo».
El equipo también encontró imágenes en las que la binaria era visible, recogidas hace 14 años con el Telescopio Canadiense-Francés-Hawaiano (CFHT) en Hawái. «Volvimos a observar el sistema este verano desde otro observatorio hawaiano, el Telescopio Infrarrojo del Reino Unido. Utilizando estos datos, pudimos confirmar que Oph 98 A y B se mueven juntos a través del cielo con el paso del tiempo, en relación con otras estrellas situadas detrás de ellos, lo que es una prueba de que están unidas entre sí en un par binario», explica Fontanive.
El sistema binario de Oph 98 se formó hace solo 3 millones de años en la cercana guardería estelar de Ofiuco, lo que lo hace apenas un recién nacido en escalas de tiempo astronómicas. La edad del sistema es mucho más corta que el tiempo típico necesario para construir planetas. Las enanas marrones como Oph 98 A están formadas por los mismos mecanismos que las estrellas. A pesar de que Oph 98 B tiene el tamaño adecuado para un planeta, el anfitrión Oph 98 A es demasiado pequeño para tener una reserva de material lo suficientemente grande para construir un planeta tan grande. «Esto nos dice que Oph 98 B, como su anfitrión, debe haberse formado a través de los mismos mecanismos que producen estrellas y muestra que los procesos que crean estrellas binarias operan en versiones de escala reducida hasta estas masas planetarias», comenta Clémence Fontanive.
Con el descubrimiento de dos mundos similares a un planeta -productos ya poco comunes de la formación estelar- unidos entre sí en una configuración tan extrema, «estamos realmente siendo testigos de un producto increíblemente raro de los procesos de formación estelar», como describe Fontanive.
Con información de: Noticias de la Ciencia
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