Por primera vez, Los astrónomos han utilizado observaciones de un radiotelescopio y un par de observatorios en Maunakea para descubrir y caracterizar una enana marrón fría, también conocido como "superplaneta" o "estrella fallida". El descubrimiento, designado BDR J1750 + 3809, es el primer objeto subestelar detectado a través de observaciones de radio; hasta ahora, Las enanas marrones se han encontrado en gran parte a partir de estudios de cielo infrarrojos.

BDR J1750 + 3809 (apodado "Elegast" por el equipo de descubrimiento) se identificó por primera vez utilizando datos del telescopio Low-Frequency Array (LOFAR) en Europa. y luego confirmado usando telescopios en la cima de Maunakea, a saber, el Observatorio Internacional Gemini y la Instalación del Telescopio Infrarrojo de la NASA (que es operada por la Universidad de Hawai'i). Descubrir directamente estos objetos con radiotelescopios sensibles como LOFAR es un gran avance, porque demuestra que los astrónomos pueden detectar objetos que son demasiado fríos y débiles para ser encontrados en estudios infrarrojos, y quizás incluso detectar exoplanetas gigantes gaseosos que flotan libremente.

La investigación se publica en Las cartas del diario astrofísico . El astrónomo Michael Liu y el estudiante de posgrado Zhoujian Zhang del Instituto de Astronomía de la UH (IfA) fueron coautores del artículo. "Este trabajo abre un método completamente nuevo para encontrar los objetos más fríos que flotan en las cercanías del Sol, que de otro modo sería demasiado débil para descubrir con los métodos utilizados durante los últimos 25 años, "dijo Liu.

Enanas marrones bajo una nueva luz

Las enanas marrones se sitúan a horcajadas en el límite entre los planetas más grandes y las estrellas más pequeñas. Ocasionalmente apodado "estrellas fallidas, "las enanas marrones carecen de la masa para desencadenar la fusión de hidrógeno en sus núcleos, y en cambio brillan en longitudes de onda infrarrojas con el calor sobrante de su formación. También apodado "superplanetas, "Las enanas marrones poseen atmósferas gaseosas que se asemejan a los planetas gigantes gaseosos de nuestro sistema solar más que a cualquier estrella.

Mientras que las enanas marrones carecen de las reacciones de fusión que mantienen al sol brillando, pueden emitir luz en longitudes de onda de radio. El proceso subyacente que alimenta esta emisión de radio es familiar, como también ocurre en el planeta más grande del Sistema Solar. El poderoso campo magnético de Júpiter acelera partículas cargadas como electrones, que a su vez produce radiación, en este caso ondas de radio y auroras.

El hecho de que las enanas marrones sean emisoras de radio permitió la colaboración internacional de los astrónomos detrás de este resultado para desarrollar una nueva estrategia de observación. Previamente se han detectado emisiones de radio de solo un puñado de enanas marrones frías, que fueron descubiertos y catalogados por estudios infrarrojos antes de ser observados con radiotelescopios. El equipo decidió cambiar esta estrategia, utilizando un radiotelescopio sensible para descubrir el frío, débiles fuentes de radio y luego realice observaciones infrarrojas de seguimiento con telescopios Maunakea para clasificarlas.

"Nos preguntamos, '¿Por qué apuntar nuestro radiotelescopio a las enanas marrones catalogadas?' ", Dijo Harish Vedantham, autor principal del estudio y astrónomo de ASTRON en los Países Bajos. "Hagamos una imagen grande del cielo y descubramos estos objetos directamente en la radio".

Además de ser un resultado emocionante por derecho propio, el descubrimiento de BDR J1750 + 3809 podría proporcionar una tentadora visión de un futuro en el que los astrónomos puedan medir las propiedades de los campos magnéticos de los exoplanetas. Las enanas marrones frías son las cosas más cercanas a los exoplanetas que los astrónomos pueden detectar actualmente con radiotelescopios. y este descubrimiento podría usarse para probar teorías que predicen la fuerza del campo magnético de los exoplanetas. Los campos magnéticos son un factor importante para determinar las propiedades atmosféricas y la evolución a largo plazo de los exoplanetas.

La técnica podría producir más resultados

Habiendo encontrado una variedad de firmas de radio reveladoras en sus observaciones, el equipo tuvo que distinguir las fuentes potencialmente interesantes de las galaxias de fondo. Para hacerlo buscaron una forma especial de ondas de radio polarizadas circularmente, una característica de la luz de las estrellas, planetas y enanas marrones, pero no de galaxias de fondo. Habiendo encontrado una fuente de radio polarizada circularmente, luego, el equipo pasó a archivar imágenes, el telescopio Géminis-Norte, y el IRTF de la NASA para proporcionar las medidas necesarias para identificar su descubrimiento.

NASA IRTF está equipado con un espectrómetro sensible, SpeX, que ha sido un caballo de batalla para el estudio de las enanas marrones durante los últimos 20 años, incluyendo una actualización hace cinco años financiada por la National Science Foundation. El equipo utilizó SpeX para obtener un espectro de BDR J1750 + 3809, que reveló la firma característica del metano en la atmósfera. El metano es el sello distintivo de las enanas marrones más frescas, y también abundante en las atmósferas de los planetas gigantes gaseosos de nuestro sistema solar.

"Estas observaciones realmente resaltan la mayor eficiencia de SpeX luego de su actualización financiada por NSF con arreglos infrarrojos y electrónicos de última generación en 2015, "dijo John Rayner, Director de la IRTF y astrónomo de la UH IfA.