Objetos peculiares del Universo: las enanas marrones

El planeta Júpiter es un caso curioso dentro del Sistema Solar, un planeta inmenso que pocos podríamos imaginar. Con 142.000 km de diámetro podría albergar 2,5 veces la suma de las masas de todos los planetas del resto de nuestro sistema planetario. Es un poco más pesado que el agua con 1,33 g/cm³. Sólo Saturno es menos ligero que el agua y flotaría en ella.

La rotación de Júpiter es tal que gira sobre su eje cada poco menos de 10 h, lo que le confiere un aspecto achatado, siendo más extenso en su ecuador que en los polos. Curiosamente, si Júpiter hubiera sido un poco más grande de lo que es, se hubiera encendido y hubiéramos contado con dos estrellas, el Sol y Júpiter , y la vida en la Tierra hubiera sido diferente a la que ahora existe. De hecho, Júpiter cuenta con casi los mismos elementos químicos que el Sol. En el caso de Júpiter, 81% de hidrógeno y 17% de helio, mientras que el Sol tiene un 73% y un 24%, respectivamente.

Si Júpiter se hubiera encendido y se hubieran mantenido los mismos satélites de los planetas gigantes que conocemos en la actualidad y que permanecen congelados, sus hielos se hubieran derretido y el agua hubiera corrido en decenas de ellos, como en el satélite Europa , el inmenso Ganimedes, mayor que Mercurio, Calixto, Encélado, Mimas, etc, etc. Podríamos estar hablando de vida en multitud de mundos de nuestro Sistema Solar . Pero Júpiter no se encendió.

Los sistemas estelares dobles y múltiples son muy comunes en nuestra galaxia, lo raro es el Sol, una estrella solitaria, aunque se investiga desde hace decenas de años si el Sol pudiera tener una compañera, ya que en ocasiones la nube de Oort, que contiene millones de asteroides y cometas alrededor del Sistema Solar, vibra por la acción posiblemente de algún cuerpo desconocido que pasa por sus proximidades y el resultado es una lluvia de estos cuerpos celestes que se internan hacia las proximidades del Sol poniendo en jaque a la Tierra. Podría ser un objeto peculiar y oscuro denominado enana marrón.

Dentro de la gran variedad de objetos que componen el Universo, hay un tipo especial, denominado “enana marrón”, un objeto peculiar y de difícil clasificación, un astro en el que su vida transcurre entre las estrellas y los planetas gigantes gaseosos, un híbrido celeste, que no ha conseguido ser ni lo uno ni lo otro.

Hay estrellas que incluso pueden ser más pequeñas que las enanas marrones, pero con una masa y densidad muy superior, entre ellas, las enanas rojas, enanas blancas o estrellas de neutrones y que en estos últimos casos no llegan a ser mayores que la Tierra o mayor que una ciudad, pero cuya densidad es tan inimaginable que decir que un cm³ de éstas pesaría millones de toneladas, para una mente humana apenas tiene sentido.En cualquier caso, todas ellas brillan. Podríamos dejar caer un cm³ de estas estrellas hacia la Tierra, y la atravesaría, para volver y caer nuevamente para atravesarla y así casi de forma indefinida. Tras los agujeros negros, este cm³ es el que más pesa del Universo, el de las estrellas de neutrones.

Al hablar de enanas marrones, nos referimos a cuasi estrellas enanas o a cuasi planetas gigantes gaseosos . De todas formas, en el Universo debe haber casi cualquier cosa que usted se pueda imaginar. No se magine una estrella en forma de cubo, las leyes de la física, es decir, las leyes del Universo lo impiden. No todo vale.

Una enana marrón es un objeto cuya masa está entorno a las 13 y las 80 masas de Júpiter. Estos cuerpos celestes no fusionan hidrógeno para transformarlo en helio como hacen el resto de las estrellas, pero sí deuterio durante algún tiempo. El deuterio es un isótopo estable del hidrógeno. Los isótopos son átomos de un mismo elemento, pero sus núcleos tienen cantidades diferentes de neutrones, así que la masa atómica no es la misma. El núcleo del deuterio lo forma un protón y un neutrónmientras que el hidrógeno sólo tiene un protón. Son pues objetos oscuros y que no brillan como las estrellas, pero grandes colosos de gas , mayores que los gigantes planetas gaseosos descubiertos.

Curiosamente se comienzan a descubrir planetas alrededor de enanas marrones, como el caso del planeta OGLE-2012-BLG-0358Lb con 1,9 masas de Júpiter, alrededor de la enana marrón OGLE-2012-BLG-0358L, de 0,22 masas solares. Los científicos se preguntan aún cómo denominar a estos cuerpos que giran alrededor de las enanas marrones. La duda es si llamarlos planetas, en el caso de que una enana marrón fuera una estrella o satélite, en el caso de que una enana marrón fuera un planeta.

Cúmulo estelar de las Pléyades. La imagen fue tomada desde el Observatorio Astronómico de Almadén de la Plata y Asociación Astronómica de EspañaMiguel Gilarte Fernández

El Observatorio de Calar Alto en Almería descubrió las primeras enanas marrones aisladas dentro del cúmulo estelar de las Pléyades, un conjunto de unas 500 estrellas localizadas a 440 años luz del Sol, todas ellas azules y jóvenes envueltas en una nube de gas de dónde debieron nacer. Este grupo estelar tan famoso es visible en las noches de invierno a simple vista, y es tan importante para las culturas que los Mayas y los Incas, que basaban su calendario en el ciclo celeste de las Pléyades.

Lo interesante de este cúmulo, y según los estudios hechos por diversos observatorios astronómicos, es que el 25% de la población total lo constituyen las enanas marrones, cuya masa es la nada despreciable cifra del 2% del total del cúmulo, lo que significa que la abundancia de este tipo de objetos celestes es extremadamente alta, al contarse 500 estrellas en el cúmulo, la mayoría nuevas y de gran tamaño. Las masas de estas enanas marrones descubiertas en las Pléyades van desde las 35 a las 80 masas de Júpiter. Una de las más pequeñas encontradas, es la denominada Roque 35, desde el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), observada por primera vez por los investigadores Mª Rosa Zapatero Osorio y Rafael Rebolo. También se han localizado multitud de parejas de enanas marrones en el interior del cúmulo de las Pléyades.

¿Cómo localizar una?

¿Cómo localizar una enana marrón, si es un objeto pequeño y oscuro? Una de las formas de detectar las enanas marrones, es observar la presencia de litio en su atmósfera. Este elemento químico es destruido en las estrellas de poca masa, pero no en las enanas marrones. Es un método ideado en el IAC. Las enanas marrones se pueden detectar también mediante el infrarrojo. Una gran labor en este campo ha hecho el telescopio Spitzer de la Nasa, que trabaja con este tipo de radiación. El empleo del infrarrojo es fundamental para descubrir objetos celestes de media o baja temperatura, entre ellos enanas marrones y planetas.

Los astrónomos se han quedado asombrados al conocer que el número de enanas marrones es muy similar al número de estrellas de nuestra galaxia. Estas enanas marrones, de reciente aparición en el campo de la astronomía, podrían llegar a formar parte de la siempre escurridiza materia oscura , aquella masa que no vemos o es prácticamente indetectable, pero que ejerce una fuerza gravitatoria sobre el resto de la materia visible. Estamos acostumbrados a ver estrellas en el cielo, pero tal vez, las estrellas sean los objetos menos numerosos, otros cuerpos oscuros superan a las estrellas en número.

Miguel Gilarte Fernández es director del Observatorio Astronómico de Almadén de la Plata y presidente de la Asociación Astronómica de España.