VLA Detecta Un Objeto De Masa Planetaria Más Allá De Nuestro Sistema Solar

Primera detección por radiotelescopio de un objeto de masa planetaria más allá de nuestro sistema solar

Concepción artística del SIMP J01365663 + 0933473, un objeto con 12,7 veces la masa de Júpiter, pero un campo magnético 200 veces más poderoso que el de Júpiter. Este objeto está a 20 años luz de la Tierra. Crédito: Chuck Carter, NRAO / AUI / NSF

Los astrónomos que utilizan el Very Large Array (VLA) Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) de la National Science Foundation han realizado la primera detección con radiotelescopio de un objeto de masa planetaria más allá de nuestro Sistema Solar. El objeto, una docena de veces más masivo que Júpiter , es una potencia magnética sorprendentemente fuerte y un “pícaro”, que viaja por el espacio sin la compañía de ninguna estrella madre.

“Este objeto está justo en el límite entre un planeta y una enana marrón, o ‘estrella fallida’, y nos está dando algunas sorpresas que potencialmente pueden ayudarnos a comprender los procesos magnéticos tanto en estrellas como en planetas”, dijo Melodie Kao, quien dirigió este estudió mientras era estudiante de posgrado en Caltech, y ahora es un becario postdoctoral Hubble en la Universidad Estatal de Arizona.

Las enanas marrones son objetos demasiado masivos para ser considerados planetas, pero no lo suficientemente masivos para sostener la fusión nuclear de hidrógeno en sus núcleos, el proceso que impulsa a las estrellas. Los teóricos sugirieron en la década de 1960 que tales objetos existirían, pero el primero no se descubrió hasta 1995. Originalmente se pensó que no emitían ondas de radio, pero en 2001 un descubrimiento del VLA de la llamarada de radio en uno reveló una fuerte actividad magnética.

Las observaciones posteriores mostraron que algunas enanas marrones tienen auroras fuertes, similares a las que se ven en los planetas gigantes de nuestro propio Sistema Solar. Las auroras que se ven en la Tierra son causadas por el campo magnético de nuestro planeta que interactúa con el viento solar. Sin embargo, las enanas marrones solitarias no tienen un viento solar de una estrella cercana para interactuar. No está claro cómo se originan las auroras en las enanas marrones, pero los científicos creen que una posibilidad es que un planeta en órbita o una luna interactúen con el campo magnético de la enana marrón, como ocurre entre Júpiter y su luna Io.

El extraño objeto del último estudio, llamado SIMP J01365663 + 0933473, tiene un campo magnético más de 200 veces más fuerte que el de Júpiter. El objeto se detectó originalmente en 2016 como una de las cinco enanas marrones que los científicos estudiaron con el VLA para obtener nuevos conocimientos sobre los campos magnéticos y los mecanismos por los cuales algunos de los objetos más fríos pueden producir una fuerte emisión de radio. Las masas de enanas marrones son notoriamente difíciles de medir, y en ese momento, se pensaba que el objeto era una enana marrón vieja y mucho más masiva.

El año pasado, un equipo independiente de científicos descubrió que SIMP J01365663 + 0933473 formaba parte de un grupo de estrellas muy joven. Su corta edad significaba que, de hecho, era mucho menos masivo que podría ser un planeta flotante, solo 12,7 veces más masivo que Júpiter, con un radio 1,22 veces mayor que el de Júpiter. A 200 millones de años y a 20 años luz de la Tierra, el objeto tiene una temperatura superficial de unos 825 grados. Celsius , o más de 1500 grados Fahrenheit . En comparación, la temperatura de la superficie del Sol es de unos 5.500 grados Celsius.

La diferencia entre un planeta gigante gaseoso y una enana marrón sigue siendo objeto de acalorados debates entre los astrónomos, pero una regla general que usan los astrónomos es la masa por debajo de la cual cesa la fusión de deuterio, conocida como el “límite de combustión de deuterio”, alrededor de 13 masas de Júpiter.

Al mismo tiempo, el equipo de Caltech que detectó originalmente su emisión de radio en 2016 la había observado nuevamente en un nuevo estudio a frecuencias de radio aún más altas y confirmó que su campo magnético era incluso más fuerte de lo que se midió al principio.

“Cuando se anunció que SIMP J01365663 + 0933473 tenía una masa cercana al límite de quema de deuterio, acababa de terminar de analizar sus datos de VLA más recientes”, dijo Kao.

Las observaciones del VLA proporcionaron tanto la primera detección de radio como la primera medición del campo magnético de un posible objeto de masa planetaria más allá de nuestro Sistema Solar.

Un campo magnético tan fuerte “presenta enormes desafíos para nuestra comprensión del mecanismo de dínamo que produce los campos magnéticos en las enanas marrones y exoplanetas y ayuda a impulsar las auroras que vemos”, dijo Gregg Hallinan, de Caltech.

“Este objeto en particular es emocionante porque el estudio de sus mecanismos de dínamo magnética puede brindarnos nuevos conocimientos sobre cómo el mismo tipo de mecanismos puede operar en planetas extrasolares, planetas más allá de nuestro Sistema Solar. Creemos que estos mecanismos pueden funcionar no solo en las enanas marrones, sino también en los planetas gigantes gaseosos y terrestres ”, dijo Kao.

“Detectar SIMP J01365663 + 0933473 con el VLA a través de su emisión de radio auroral también significa que podemos tener una nueva forma de detectar exoplanetas, incluidos los elusivos y rebeldes que no orbitan una estrella madre”, dijo Hallinan.

Kao y Hallinan trabajaron con J. Sebastian Pineda, quien también era un estudiante de posgrado en Caltech y ahora está en la Universidad de Colorado Boulder, David Stevenson de Caltech y Adam Burgasser de la Universidad de California en San Diego. Están informando sus hallazgos en el Astrophysical Journal.

El Observatorio Nacional de Radioastronomía es una instalación de la National Science Foundation, operada bajo un acuerdo cooperativo por Associated Universities, Inc.

Publicación: Melodie M. Kao, et al., “Los campos magnéticos más fuertes de las enanas marrones más frías”, ApJS, 2018; doi: 10.3847 / 1538-4365 / aac2d5

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