¿Crees que el clima es desagradable este invierno aquí en la Tierra? Intenta vacacionar en la enana marrón Luhman 16B en algún momento.
Esta semana, dos estudios del Instituto Max Planck de Astronomía con sede en Heidelberg, Alemania, ofrecen el primer vistazo a las características atmosféricas de una enana marrón.
Una enana marrón es un objeto subestelar que cierra la brecha entre un planeta de alta masa en más de 13 masas de Júpiter y una estrella enana roja de baja masa en más de 75 masas de Júpiter. Hasta la fecha, pocas enanas marrones han sido fotografiadas directamente. Para el estudio, los investigadores utilizaron el par de enanas marrones Luhman 16A y B, recientemente descubierto, a aproximadamente 45 (A) y 40 (B) masas de Júpiter, el par está a 6.5 años luz de distancia y se encuentra en la constelación de Vela. Solo Alpha Centauri y Barnard's Star están más cerca de la Tierra. Luhman A es una enana marrón de tipo L, mientras que el componente B es un objeto subestelar de tipo T.
Más sobre la historia: lea un relato “detrás de escena” de cómo se realizó este descubrimiento, desde la propuesta hasta el comunicado de prensa.
"Observaciones anteriores han inferido que las enanas marrones tienen superficies moteadas, pero ahora podemos comenzar a mapearlas directamente". Ian Crossfield, del Instituto Max Planck de Astronomía, dijo en el comunicado de prensa de esta semana. "Lo que vemos es presumiblemente una capa de nubes irregulares, algo así como lo vemos en Júpiter".
Para construir estas imágenes, los astrónomos utilizaron una técnica indirecta conocida como imágenes Doppler. Este método aprovecha los pequeños cambios observados a medida que las características de rotación en la enana marrón se acercan y retroceden del observador. Las velocidades Doppler de las características también pueden insinuar las latitudes que se observan, así como la inclinación o inclinación del cuerpo hacia nuestra línea de visión.
Pero no necesitará una chaqueta, ya que los investigadores calculan que el clima en Luhman 16B estará en el rango de 1100 grados Celsius, con una lluvia de hierro fundido en una atmósfera predominantemente de hidrógeno.
El estudio se llevó a cabo utilizando el Espectrógrafo de Echelle Infrarrojo CRiógeno (CRIRES) montado en el Telescopio Muy Grande de 8 metros con base en el complejo observatorio Paranal del Observatorio Europeo Austral (ESO) en Chile. CRIRES obtuvo los espectros necesarios para reconstruir el mapa de las enanas marrones, mientras que las mediciones de brillo de respaldo se lograron utilizando la cámara astronómica GROND (detector de rayos gamma ópticos / infrarrojo cercano) fijada al telescopio de 2,2 metros en el Observatorio La Silla de ESO.
La siguiente fase de observaciones involucrará la formación de imágenes de enanas marrones usando el instrumento de Investigación de Exoplanetas de Alto contraste Spectro-Polarimetric (SPHERE), que se pondrá en línea en la instalación del Very Large Telescope a finales de este año.
Y eso puede marcar el comienzo de una nueva era de características de imágenes directas en objetos más allá de nuestro sistema solar, incluidos los exoplanetas.
“Lo emocionante es que esto es solo el comienzo. Con las próximas generaciones de telescopios, y en particular el Gran Telescopio Europeo de 39 metros, probablemente veremos mapas de superficie de enanas marrones más distantes, y eventualmente, un mapa de superficie para un joven planeta gigante ", dijo anteriormente Beth Biller, investigadora. con sede en el Instituto Max Planck y ahora con sede en la Universidad de Edimburgo. El estudio de Biller sobre la pareja fue aún más profundo, analizando los cambios en el brillo a diferentes longitudes de onda para observar la estructura atmosférica de las enanas marrones a diferentes profundidades.
"Hemos aprendido que el patrón climático en estas enanas marrones es bastante complejo", dijo Biller. "La estructura de nubes de la enana marrón varía bastante en función de la profundidad atmosférica y no se puede explicar con nubes de una sola capa".
El documento sobre el mapa del patrón meteorológico de las enanas marrones sale hoy el 30 de eneroth, Edición 2014 de Naturaleza bajo el título Cartografía de nubes irregulares en una enana marrón cercana.
La pareja de enanas marrones en el estudio fue designada Luhman 16A & B por el investigador de la Universidad Estatal de Pensilvania Kevin Luhman, quien descubrió la pareja a mediados de marzo de 2013. Luhman ha descubierto 16 sistemas binarios hasta la fecha. La designación del catálogo WISE para el sistema tiene la designación mucho más engorrosa y numérica de WISE J104915.57-531906.1.
Nos reunimos con los investigadores para preguntarles algunos detalles sobre la orientación y la rotación de la pareja.
“El período de rotación de Luhman 16B se midió previamente observando los cambios de brillo promediados a nivel mundial de la enana marrón durante muchos días. Luhman 16A parece tener una capa de nubes uniformemente gruesa, por lo que no presenta tal variación y aún no sabemos su período ", dijo Crossfield Revista espacial. "Podemos estimar la inclinación del eje de rotación porque conocemos el período de rotación, sabemos cuán grandes son las enanas marrones y, en nuestro estudio, medimos la velocidad de rotación" proyectada ". De esto, sabemos que debemos estar viendo a la enana marrón cerca del ecuador ”.
Los mapas construidos corresponden a un período de rotación increíblemente rápido de poco menos de 6 horas para Luhman 16B. Por contexto, el planeta Júpiter, uno de los rotadores más rápidos de nuestro sistema solar, gira una vez cada 9,9 horas.
"El período de rotación de Luhman 16B se conoce a partir de 12 noches de monitoreo de variabilidad", dijo Biller Revista espacial. "La variabilidad en el componente B es consistente con los resultados de 2013, pero el componente A tiene una amplitud de variabilidad más baja y un período de rotación algo diferente de quizás 3-4 horas, pero ese sigue siendo un resultado muy tentativo".
Este primer mapeo de los patrones de nubes en una enana marrón es un hito y promete proporcionar una mejor comprensión de esta clase de objetos de transición.
Combine este anuncio con la reciente enana marrón cercana capturada en una imagen directa, y es evidente que una nueva era de la ciencia de los exoplanetas está sobre nosotros, una en la que no solo podremos confirmar la existencia de mundos distantes y objetos subestelares, sino caracterizar cómo son en realidad.
