Las enanas marrones son objetos astronómicos con masas entre las de los planetas y las estrellas. La cuestión de dónde se encuentran exactamente los límites de su masa sigue siendo un tema de debate, especialmente porque su constitución es muy similar a la de las estrellas de baja masa. Entonces, ¿cómo sabemos si estamos tratando con una enana marrón o una estrella de muy baja masa? Un equipo internacional, dirigido por científicos de la Universidad de Ginebra (UNIGE) y el Centro Nacional Suizo de Competencia en Investigación (NCCR) PlanetS, en colaboración con la Universidad de Berna, ha identificado cinco objetos que tienen masas cerca del borde que separa las estrellas y las enanas marrones que podrían ayudar a los científicos a comprender la naturaleza de estos misteriosos objetos. Los resultados se pueden encontrar en la revista Astronomía y Astrofísica .

Como Júpiter y otros planetas gaseosos gigantes, las estrellas están compuestas principalmente de hidrógeno y helio. Pero a diferencia de los planetas gaseosos, las estrellas son tan masivas y su fuerza gravitacional tan poderosa que los átomos de hidrógeno se fusionan para producir helio, liberando grandes cantidades de energía y luz.

'Estrellas fallidas'

Enanas marrones, por otra parte, no son lo suficientemente masivas para fusionar hidrógeno y, por lo tanto, no pueden producir la enorme cantidad de luz y calor de las estrellas. En lugar de, fusionan depósitos relativamente pequeños de una versión atómica más pesada del hidrógeno:el deuterio. Este proceso es menos eficiente y la luz de las enanas marrones es mucho más débil que la de las estrellas. Es por eso que los científicos a menudo se refieren a ellos como "estrellas fallidas".

"Sin embargo, todavía no sabemos exactamente dónde se encuentran los límites de masa de las enanas marrones, límites que les permiten distinguirse de las estrellas de baja masa que pueden quemar hidrógeno durante muchos miles de millones de años, mientras que una enana marrón tendrá una etapa de combustión corta y luego una vida más fría, "señala Nolan Grieves, investigador del Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias de la UNIGE, miembro de NCCR PlanetS y primer autor del estudio. "Estos límites varían según la composición química de la enana marrón, por ejemplo, o la forma en que se formó, así como su radio inicial, " el explica.

Para tener una mejor idea de qué son estos misteriosos objetos, necesitamos estudiar ejemplos en detalle. Pero resulta que son bastante raros. "Hasta aquí, solo hemos caracterizado con precisión unas 30 enanas marrones, ", dice el investigador con sede en Ginebra. En comparación con los cientos de planetas que los astrónomos conocen en detalle, esto es muy poco. Más aún si se considera que su mayor tamaño hace que las enanas marrones sean más fáciles de detectar que los planetas.

Nuevas piezas del rompecabezas

Hoy dia, el equipo internacional caracterizó a cinco compañeros que se identificaron originalmente con el Satélite de reconocimiento de exoplanetas en tránsito (TESS) como objetos de interés TESS (TOI) - TOI-148, TOI-587, TOI-681, TOI-746 y TOI-1213. Estos se denominan "compañeros" porque orbitan alrededor de sus respectivas estrellas anfitrionas. Lo hacen con periodos de 5 a 27 días, tienen radios entre 0,81 y 1,66 veces el de Júpiter, y son entre 77 y 98 veces más masivas. Esto los coloca en el límite entre las enanas marrones y las estrellas.

Por tanto, estos cinco nuevos objetos contienen información valiosa. "Cada nuevo descubrimiento revela pistas adicionales sobre la naturaleza de las enanas marrones y nos da una mejor comprensión de cómo se forman y por qué son tan raras". "dice Monika Lendl, investigador del Departamento de Astronomía de la UNIGE y miembro del NCCR PlanetS.

Una de las pistas que los científicos encontraron para mostrar que estos objetos son enanas marrones es la relación entre su tamaño y edad. como explica François Bouchy, profesor de UNIGE y miembro de NCCR PlanetS:"Se supone que las enanas marrones se encogen con el tiempo a medida que queman sus reservas de deuterio y se enfrían. Aquí encontramos que los dos objetos más antiguos, TOI 148 y 746, tener un radio más pequeño, mientras que los dos compañeros más jóvenes tienen radios más grandes ".

Sin embargo, estos objetos están tan cerca del límite que fácilmente podrían ser estrellas de muy baja masa, y los astrónomos aún no están seguros de si son enanas marrones. "Incluso con estos objetos adicionales, todavía nos faltan los números para sacar conclusiones definitivas sobre las diferencias entre las enanas marrones y las estrellas de baja masa. Se necesitan más estudios para obtener más información, "concluye Grieves.