Enanas marrón: entre estrellas y planetas.

El universo es en buena parte un mosaico de distintos arreglos de los mismos materiales: grandes cantidades de hidrógeno, una parte de helio, y una minúscula proporción de todo lo demás. En ocasiones se obtienen cuerpos con composición sumamente distinta a esta mezcla, como es el caso de nuestro planeta en el cual los elementos pesados1 son sumamente comunes. Lo mismo sucede con las lunas, los asteroides, y algunos otros objetos. Sin embargo, la mayor parte de la masa del universo se compone de cuerpos formados con una combinación de elementos similar a la mencionada. Esa es la composición de las nebulosas, de una gran parte de las estrellas, y de muchos de los planetas gaseosos, los cuales en conjunto contienen una gran cantidad de toda la materia existente.

El gas y polvo de las nebulosas puede seguir alguno entre unos cuantos caminos posibles. Puede acumularse en grandes cantidades, concentrándose, aumentando su densidad y formar así una estrella; en el caso de acumulaciones con cantidades menores podrá entonces formarse un planeta. También puede mantenerse disperso y permanecer como parte de la nebulosa durante millones de años, o ser arrojado al medio interestelar a consecuencia de la fuerza de alguna supernova cercana. Básicamente son esas las posibilidades.

Estrella o planeta.

Los planetas se forman muchas veces con material sobrante de una estrella. Parte del gas y polvo que no logra ser incorporado a la estrella permanece en órbita. Al pasar del tiempo, puede llegar a integrarse manteniendo la órbita y eventualmente formando un planeta gaseoso. En caso de que la cantidad de materia sea muy grande no se formaría un planeta, sino otra estrella; lo más probable es que se tratara entonces de un sistema binario.

Así que estrellas y planetas suelen tener orígenes similares: el factor principal será su masa, y a consecuencia de ella el cuerpo formado tomará uno u otro camino. Algunos cálculos establecen que la masa mínima requerida para la formación de una estrella es de 8% de la masa de nuestro sol2; de igual forma se ha llegado a afirmar que la masa máxima que puede alcanzar un planeta es de alrededor de 15 veces la masa de Júpiter3.

Cuando la masa es suficientemente grande, el núcleo del cuerpo se calentará y alcanzará temperaturas suficientes para iniciar procesos de fusión nuclear, emitiendo luz y convirtiéndose así en una estrella. Si la masa en cambio es menor, estará destinado a permanecer como planeta. Sin embargo, estos límites dejan un gran espacio entre ellos: el 8% de la masa del sol es 5.6 veces mayor a 15 veces la masa de Júpiter, lo cual dicho en otras palabras significa que de acuerdo a los límites establecidos, la estrella más chica posible cuenta con aproximadamente 5 veces la masa del planeta más grande posible. ¿Qué sucede con aquellos cuerpos que durante su formación logran una masa intermedia?

Entre límites.

Las enanas marrones no son consideradas estrellas, sino cuerpos subesterlares o estrellas fallidas. Tienen masas que se encuentran entre al máximo planetario y el mínimo estelar y no cuentan con la cantidad de materia suficiente para encender su núcleo y fusionar hidrógeno. Sin embargo, logran calentarse lo suficiente para fusionar deuterio4, lo que consiguen al alcanzar 100 mil grados en sus núcleos5. Al iniciar este proceso, las enanas marrones emiten radiación principalmente en el espectro infrarrojo; les tomará un máximo de aproximadamente 100 millones de años agotar su fuente de deuterio y alcanzarán temperaturas en su superficie de entre 1,000 y 2,000K. Se estima que sus diámetros pueden ser entre una y tres veces el diámetro de Júpiter; tras consumir todo el combustible disponible se enfriarán paulatinamente y mostrarán una reducción en su tamaño.

Las enanas marrones tienen un color rojo oscuro y no se distinguen por su brillo. Todo lo contrario: su luminosidad es muy baja lo cual en combinación con su reducido tamaño las convierte en objetos muy difíciles de encontrar y observar.

La confirmación de un supuesto.

A pesar de haber sido conceptualizadas en la teoría y buscadas por mucho tiempo, apenas se logró confirmar la existencia de las enanas marrón en 1995. En la actualidad se han encontrado alrededor de 2,000 ejemplares de enanas marrón, y el conocimiento que se tiene de ellas aumenta constantemente.

 


1. En astronomía, se considera metal o elemento pesado a cualquier elemento que no sea hidrógeno o helio.

2. La masa del sol (usualmente abreviada MS, MSOL o M) es usada como referencia para describir la masa de otras estrellas.

3. La masa de Júpiter (usualmente abreviada MJ, MJUP o M) es comúnmente utilizada como referencia para describir la masa de planetas gaseosos.

4. El deuterio es un isótopo de hidrógeno que a diferencia de la forma más común de este elemento, cuenta con un neutrón en el núcleo. Se estima que en el universo hay aproximadamente 25 átomos de deuterio por cada millón de átomos de hidrógeno (aunque en la Tierra es seis veces más común y se encuentra en una proporción de 150 átomos de deuterio por cada millón de átomos de hidrógeno).

5. Se requiere una temperatura 100 veces más alta (10 millones de grados) para fusionar hidrógeno sostenidamente y convertirse en una estrella de secuencia principal.

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