Astrónomos detectan emisiones de metano en una enana marrón fría
Los datos del telescopio espacial James Webb apuntan a posibles auroras y emisiones de metano en un mundo aislado de nuestro vecindario solar.
Por el Museo Estadounidense de Historia Natural
Recreación artística de la enana marrón W1935, que se encuentra a 47 años luz de la Tierra. Crédito: NASA, ESA, CSA, Leah Hustak (Space Telescope Science Institute)
Gracias a las nuevas observaciones del telescopio espacial James Webb (JWST), los astrónomos han descubierto emisiones de metano en una enana marrón, un hallazgo inesperado para un mundo tan frío y aislado. Los hallazgos, publicados en la revista Nature, sugieren que esta enana marrón podría generar auroras similares a las observadas en nuestro planeta, así como en Júpiter y Saturno.
Más masivas que los planetas pero más ligeras que las estrellas, las enanas marrones son objetos omnipresentes en nuestro vecindario solar, con miles de ellas identificadas por los astrónomos. El año pasado, Jackie Faherty, investigadora científica y directora de educación del Museo Estadounidense de Historia Natural de Nueva York, dirigió un equipo de investigadores al que se concedió un especio de tiempo en el JWST para investigar doce enanas marrones.
Entre las investigadas se se encontraba CWISEP J193518.59-154620.3 (abreviado W1935), una enana marrón fría situada a 47 años luz de la Tierra que fue descubierta por Dan Caselden, voluntario de ciencia ciudadana de Backyard Worlds: Planet 9, y el equipo CatWISE de la NASA.
En la superficie de la enana marrón W1935 se podrían hornear galletas de chocolate.
W1935 es una enana marrón fría con una temperatura superficial de unos 204 ºC, aproximadamente la temperatura a la que se hornean las galletas de chocolate. La masa de W1935 no se conoce bien, pero es probable que oscile entre 6 y 35 veces la masa de Júpiter.
Tras analizar varias enanas marrones observadas con el JWST, el equipo de Faherty observó que W1935 tenía un aspecto similar, pero con una llamativa excepción: emitía metano, algo que nunca se había visto antes en una enana marrón.
"El gas metano es esperable en planetas gigantes y enanas marrones, pero normalmente lo vemos absorbiendo luz, no brillando— explica Faherty, autora principal del estudio. Y añade—: Al principio estábamos confusos sobre lo que veíamos, pero al final eso se transformó en pura emoción por el descubrimiento".
Concepción artística de una enana marrón de tipo-T 2MASSJ22282889-431026. Los telescopios espaciales Hubble y Spitzer de la NASA observaron el objeto para aprender más sobre su turbulenta atmósfera. Crédito: NASA/JPL-Caltech
La modelización informática ha deparado otra sorpresa: es probable que la enana marrón presente una inversión de temperatura, un fenómeno en el que la atmósfera se calienta al aumentar la altitud. Las inversiones de temperatura pueden producirse fácilmente en planetas que orbitan estrellas, pero W1935 está aislada, sin ninguna fuente de calor externa evidente.
"Nos quedamos gratamente sorprendidos cuando el modelo predijo claramente una inversión de temperatura— confiesa Ben Burningham, coautor del estudio y profesor de la Universidad de Hertfordshire. Y añade—: Pero también teníamos que averiguar de dónde procedía ese calor adicional de la atmósfera superior".
Para investigarlo, los investigadores recurrieron a nuestro sistema solar. En concreto, se fijaron en los estudios de Júpiter y Saturno, que muestran emisiones de metano y presentan inversiones de temperatura. La causa probable de esta característica en los gigantes del sistema solar son las auroras, por lo que el equipo de investigación supuso que habían descubierto ese mismo fenómeno en W1935.
Aurora en Júpiter. Credito: NASA/ESA
Los científicos planetarios saben que una de las principales causas de las auroras en Júpiter y Saturno son las partículas de alta energía procedentes del Sol que interactúan con los campos magnéticos y las atmósferas de los planetas, calentando las capas superiores. Esta es también la razón de las auroras que vemos en la Tierra, comúnmente denominadas auroras boreales o australes, ya que son más extraordinarias cerca de los polos. Pero al no haber una estrella anfitriona para W1935, el viento solar no puede contribuir a la explicación.
Existe una tentadora razón adicional para la aurora en nuestro sistema solar. Tanto Júpiter como Saturno tienen lunas activas que ocasionalmente expulsan material al espacio, interactúan con los planetas y aumentan la huella auroral en esos mundos. Ío, la luna de Júpiter, es el mundo con mayor actividad volcánica del sistema solar, ya que arroja fuentes de lava de decenas de kilómetros de altura, y Encélado, la luna de Saturno, expulsa vapor de agua de sus géiseres que se congela y hierve simultáneamente al chocar con el espacio.
Se necesitan más observaciones, pero los investigadores especulan que una explicación de la aurora en W1935 podría ser una luna activa aún por descubrir.
"Cada vez que un astrónomo apunta el JWST hacia un objeto, existe la posibilidad de que se produzca un nuevo descubrimiento alucinante— comenta Faherty. Y concluye—: La emisión de metano no estaba en mi radar cuando empezamos este proyecto, pero ahora que sabemos que puede estar ahí y que su explicación es tan tentadora, estoy constantemente a la caza de ella. Así es como avanza la ciencia".
Información facilitada por el Museo Estadounidense de Historia Natural - Adaptación: Enrique Coperías / RexMolón Ediciones
Fuente: Faherty, J.K., Burningham, B., Gagné, J. et al. Methane emission from a cool brown dwarf. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07190-w
