Misterios de una enana marrón antiquísima

Las enanas marrones con astros con menos masa que una estrella pero más que un planeta. No son lo primero porque su masa es inferior a la mínima que necesita un astro para iniciar las reacciones de fusión nuclear estelares. Tampoco se las puede considerar lo segundo porque su masa es tan grande que las dota de unas características físicas que no encajan en la definición de planeta.

Una enana marrón descubierta en 2020, ubicada a unos 50 años-luz de la Tierra, ha recibido el llamativo apodo de “El Accidente” por lo anómalo de varias de sus características.

Se trata de un astro muy viejo, que se formó en algún periodo de hace entre 10.000 millones de años y 12.000 millones, o sea en la infancia del universo. Esto lo convierte en una de las enanas marrones más antiguas conocidas.

En la época en la que El Accidente se formó, el universo era muy distinto a como es ahora. Las estrellas todavía no habían enriquecido sustancialmente el cosmos con elementos químicos. El hidrógeno y el helio eran casi los únicos que existían.

A lo largo de millones y millones de años, elementos como el carbono, el nitrógeno y el oxígeno se forjaron en los núcleos de muchas estrellas, que luego los esparcieron por el cosmos cuando estallaron al final de sus vidas. Eso hizo que tales elementos se volvieran bastante abundantes en el cosmos, por lo que los planetas y estrellas que se han formado más recientemente a partir de esa nueva materia prima poseen una mayor cantidad de cada uno de esos elementos.

Recreación artística de la enigmática enana marrón apodada El Accidente. (Ilustración: NOIRLab / NSF / AURA / R. Proctor. CC BY)

El Accidente posee una desconcertante mezcla de características físicas. Algunas de estas características se habían observado previamente solo en enanas marrones jóvenes. Otras, tan solo en enanas marrones antiguas.

Además, unas observaciones realizadas por el Telescopio Espacial James Webb (JWST), de la NASA, la ESA y la CSA, respectivamente las agencias espaciales estadounidense, europea y canadiense, han detectado en su atmósfera la presencia inequívoca de silano (SiH4), un compuesto químico formado por silicio unido a cuatro átomos de hidrógeno.

En ninguna otra enana marrón ni en ningún planeta, de dentro o fuera de nuestro sistema solar, se ha detectado silano atmosférico.

Esto, aunque resulte una rareza que resalta el carácter enigmático de esta enana marrón, también aporta pistas para esclarecer un misterio más grande.

Hace tiempo, diversos astrónomos predijeron la presencia de silano en los planetas gigantes gaseosos. Sin embargo, tras décadas de búsqueda, no fue hallado en las atmósferas de Júpiter y Saturno, ni tampoco en las de los miles de planetas gigantes gaseosos y enanas marrones de fuera de nuestro sistema solar que han sido estudiados.

En un estudio reciente, a cargo de un equipo encabezado por Jacqueline K. Faherty, del Departamento de Astrofísica en el Museo Americano de Historia Natural de Nueva York, y por Aaron Meisner, del NOIRLab (National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory), en Estados Unidos ambas instituciones, se ha llegado a la conclusión de que esta aparente ausencia de silano en todos esos astros, y su presencia en esta inusual enana marrón sugieren que cuando el oxígeno está disponible, se une al silicio con tanta facilidad y rapidez que prácticamente no queda silicio para unirse con el hidrógeno y formar silano en la atmósfera.

Dado que esa enana marrón se formó en una época del universo en la cual el oxígeno era muchísimo más escaso que hoy en día, no hubo en la atmósfera del astro suficiente oxígeno para acaparar el silicio. Este pudo combinarse más fácilmente con el hidrógeno, resultando ello en una producción lo bastante grande de silano como para resultar detectable hoy en día en su atmósfera.

El estudio se titula “Silicate precursor silane detected in cold low-metallicity brown dwarf”. Y se ha publicado en la revista académica Nature. (Fuente: NCYT de Amazings)