Durante su estadía postdoctoral en la UDP, la astrónoma Koraljka Muzic (actualmente en la Universidad de Lisboa en Portugal), lideró el equipo internacional que estudió por primera vez las enanas marrones en un cúmulo estelar masivo, lejano y extremadamente joven, encontrando que la proporción de estos objetos en el cúmulo no depende de las características del entorno en cual se forman. Los resultados fueron presentados por uno de los co-autores del estudio, Aleks Scholz, de la Universidad de St. Andrews en Reino Unido, en la Reunion Nacional de Astronomía del Reino Unido esta semana.

Enanas Marrones

Las enanas marrones son cuerpos celestes con una masa mayor que la de los planetas, pero menor que la de las estrellas. Las enanas marrones más masivas tienen una masa de 0.075 masas solares, es decir unas 13 veces menos que nuestro Sol. Estas masas tan bajas no les permiten mantener la fusión nuclear en sus centros, que es la característica más importante de las estrellas como nuestro Sol. Poco tiempo después de su descubrimiento en 1995, los científicos se dieron cuenta que estos objetos tienen que ser producto de los mismos procesos a través de los cuales nacen las estrellas y los planetas.

Las enanas marrones son débiles en brillo y difíciles de identificar, incluso con los telescopios más grandes que poseemos. Por eso, la gran mayoría de los miles de objetos conocidos hasta ahora los encontramos relativamente cerca del Sistema Solar, a distancias menores a 1500 años luz. Muchos de estos objetos conocidos se ubican en las regiones de formación estelar cercanas; lugares llenos de gas y polvo interestelar, de los cuales nacen nuevas estrellas.

Búsqueda de Enanas Marrones

El 2006, el equipo inició una nueva búsqueda de enanas marrones, observando cinco regiones de formación estelar cercanas. El proyecto se denomina SONYC, por sus siglas en inglés: Substellar Objects in Nearby Young Clusters (Objetos Subestelares en los Cúmulos Jóvenes Cercanos). La característica común de las cinco regiones, además de la de ser jóvenes y estar activamente formando estrellas, es el estar compuestas principalmente de estrellas de baja masa, donde la densidad de estrellas también es baja. Una de estas regiones estudiadas es el cúmulo joven NGC 1333, ubicado a 1000 años luz en la constelación de Perseo. NGC 1333 contiene 1 enana marrón por cada 2 estrellas, una proporción más alta de lo que se había visto anteriormente.

El 2016, el equipo utilizó uno de los cuatro telescopios del Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO), situado en el Cerro Paranal, en la región de Atacama, para observar el objeto RCW 38, otro cúmulo joven ubicado en la dirección de la constelación Vela. A diferencia de los cúmulos estudiados en SONYC, RCW 38 se caracteriza por tener una densidad estelar mucho más alta, además de un gran numero de estrellas muy masivas. Esto significa que las condiciones en las cuales nacen las estrellas y enanas marrones en éste cúmulo masivo son muy diferentes de las que encontramos en las regiones cercanas estudiadas en SONYC. Y no solo esto: RCW 38 se encuentra a una distancia de 5500 años luz, lo que significa que las enanas marrones se ven muy débiles en comparación a las del proyecto SONYC, y por lo tanto son muy difíciles de identificar en la cercanía de las estrellas mucho más brillantes  . Por esta razón, para obtener una imagen nítida, el equipo utilizó la cámara NACO del VLT, equipada con óptica adaptativa, un sistema que permite contrarrestar las distorsiones producidas por la atmósfera terrestre a las imágenes de los objetos lejanos.

Resultados

Analizando las imágenes de RCW 38, los científicos encontraron exactamente la misma proporción de las enanas marrones que anteriormente en NGC 1333 – 1 por cada 2 estrellas. Según las teorías de formación de enanas marrones, los entornos cómo RCW 38, con alta densidad de estrellas, y ricos en estrellas muy masivas, deberían resultar en mayor proporción de enanas marrones, ya que justamente estas condiciones son provechosas para su formación. Por lo tanto, encontrar exactamente lo mismo que antes significa encontrar algo bastante inesperado. Koraljka Muzic, la autora principal del estudio señala que:

“Esto nos dice que el entorno en cual las estrellas nacen – en la cercanía de las estrellas masivas o de las de baja masa, estando más o menos apretujadas – tiene un efecto muy pequeño en el proceso a través de cual se forman las enanas marrones.”

Aleks Scholz, uno de los co-autores del estudio señala que:

“Encontramos muchas enanas marrones en estos cúmulos, independientemente de sus propiedades. Como sabemos, la mayoría de las estrellas nacen en cúmulos, y las enanas marrones se forman junto a las estrellas, lo que significa que deben existir muchísimos más de estos objetos que todavía quedan por descubrir.”

Basado en los resultados del SONYC, el equipo calcula que nuestra galaxia, la Vía Láctea, contiene como mínimo entre 25 y 100 mil millones de enanas marrones. Y contando que seguramente existen enanas marrones más pequeñas y débiles que aún no podemos ver ni siquiera en los cúmulos cercanos, este numero podría estar muy subestimado, confirmando que estos objetos están presentes en todas partes.

Información adicional

El estudio está en consideración para ser publicado en la revista Monthly Notices of Royal Astronomical Society (MNRAS).

(*) Los miembros del equipo de investigación son: Koraljka Muzic (CENTRA, Universidad de Lisboa, Portugal), Rainer Schoedel (Instituto de Astrofísica de Andalucía, España), Alexander Scholz (Universidad de St. Andrews, Reino Unido), Vincent C. Geers (UK Astronomy Technology Centre, Reino Unido), Ray Jayawardhana (York University, Canada), Joana Ascenso (CENTRA, Universidad de Porto, Portugal), Lucas A. Cieza (Universidad Diego Portales, Chile).