Discos protoplanetarios rodean enanas marrones en la Nebulosa de Orión

El Telescopio Espacial James Webb ha revelado que algunos discos protoplanetarios iluminados por rayos utravioleta en la Nebulosa de Orion, rodean enanas marrones, es decir, estrellas fallidas.

Los nuevos resultados del Webb ayudarán a los astrónomos a comprender mejor cómo se forman las enanas marrones, su relación con las estrellas y los planetas y si podrían tener planetas propios. La investigación se ha publicado en el servidor de preimpresión arXiv y se publicará próximamente en The Astrophysical Journal.

"Las estrellas nacen en el espacio dentro de enormes nubes de gas y polvo que pueden tener años luz de diámetro y que se denominan nebulosas", afirmó en un comunicado Kevin Luhman, profesor de astronomía y astrofísica en la Universidad de Pennsylvania State y líder del equipo de investigación. "Durante décadas, los astrónomos sospecharon que poco después de que una estrella se fusiona dentro de una nebulosa, los planetas nacen dentro de un disco de gas y polvo que rodea a la estrella recién nacida, conocido como disco protoplanetario".

Poco después de su lanzamiento en 1990, el telescopio espacial Hubble reveló algunas de las fotografías directas más claras de discos protoplanetarios a través de observaciones de la Nebulosa de Orión. La Nebulosa de Orión contiene alrededor de 2.000 estrellas recién nacidas y es una de las nebulosas de formación estelar más cercanas a nuestro sistema solar, situada a 1.300 años luz de distancia.

Poco después de que se descubrieran las enanas marrones a mediados de los años 90, los astrónomos comenzaron a preguntarse si también podrían albergar discos protoplanetarios. Algunos de los proplidos --la denominación de estos discos-- detectados por el Hubble en los años 90 parecían rodear objetos lo suficientemente débiles como para ser enanas marrones, pero carecían de las mediciones necesarias para confirmar que tenían las temperaturas frías de las enanas marrones. Se necesitaba un telescopio infrarrojo más sensible para tales mediciones.

El telescopio espacial James Webb, lanzado en diciembre de 2021, es el telescopio infrarrojo más potente hasta la fecha, lo que lo hace perfectamente adecuado para medir las temperaturas de objetos débiles en la nebulosa de Orión que podrían ser enanas marrones, incluidas las más débiles que fueron fotografiadas por el Hubble hace 30 años.

El equipo de astrónomos realizó mediciones de espectroscopia infrarroja en una pequeña muestra de candidatos a enanas marrones en Orión utilizando el espectrógrafo de infrarrojo cercano del Webb. Estos datos han confirmado que 20 objetos son lo suficientemente fríos como para ser enanas marrones, el más pequeño de los cuales puede tener masas de solo el 0,5% de la del sol de la Tierra, o cinco masas de Júpiter.

Dos objetos adicionales están cerca de la masa mínima para la fusión (7,5% de la masa del sol), por lo que no está claro si son estrellas pequeñas o enanas marrones grandes. La muestra de nuevas enanas marrones incluye dos proplidos débiles detectados por el Hubble en la década de 1990, lo que las convierte en dos de los proplidos más fríos y menos masivos encontrados hasta la fecha.

"Las nuevas observaciones del Webb solo han arañado la superficie en términos de enanas marrones en Orión", dijo Luhman. "La nebulosa contiene unos pocos cientos de objetos débiles que podrían ser enanas marrones, que son maduros para la espectroscopia con Webb. Las futuras observaciones de Orión con Webb podrían potencialmente encontrar muchos más ejemplos de proplidos alrededor de enanas marrones y determinar la masa más pequeña en la que existen enanas marrones. Esta información nos ayudará a llenar los vacíos en nuestro conocimiento sobre cómo se forman las enanas marrones y su relación con las estrellas y los planetas".