Auroras descubiertas alrededor de la enana marrón rebelde

Los astrónomos han descubierto auroras alrededor de un conjunto de enanas marrones, incluida una que deambula por la galaxia por sí misma, lo que indica campos magnéticos sorprendentemente fuertes en estas estrellas fallidas.

Concepción artística de 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.
Caltech / Chuck Carter / NRAO / AUI / NSF

Los campos magnéticos son comunes en el espacio, pero su origen es poco conocido. En las estrellas, generan manchas y destellos; en los planetas, pueden crear increíbles exhibiciones aurorales. Ahora, un equipo de astrónomos ha detectado campos magnéticos sorprendentemente fuertes en múltiples enanas marrones, estrellas fallidas que son demasiado grandes para ser planetas pero demasiado pequeñas para encender la fusión de hidrógeno en sus núcleos. Las detecciones llevaron una sorpresa aún mayor: actividad auroral inesperada en un `` planeta errante '' que deambula solo por el cosmos.

Melodie Kao (Universidad del Estado de Arizona) y sus colegas utilizaron la matriz muy grande Karl G. Jansky de la National Science Foundation para detectar emisiones de radio de alta frecuencia de cinco enanas marrones cercanas, con masas entre 12 y 30 veces la masa de Júpiter. Sus campos magnéticos son de cientos a miles de veces más fuertes que los que rodean al Sol y alimentan auroras brillantes y emisoras de radio similares a las Luces del Norte en la Tierra. Los resultados aparecen en la serie de suplementos Astrophysical Journal Supplement (preimpresión gratuita).

Entre las enanas marrones en estudio se encuentra SIMP0136, un objeto con una masa justo por debajo de 13 veces la masa de Júpiter, justo debajo de la línea divisoria que separa los planetas de las enanas marrones. Flotando en el espacio interestelar a 20 años luz de distancia, este planeta está aislado: un "planeta rebelde".

En la Tierra, aparecen auroras brillantes alrededor de los Polos Norte y Sur, donde las partículas cargadas del Sol fluyen a lo largo del campo magnético de la Tierra y chocan contra la atmósfera superior. Un mecanismo similar funciona en Júpiter, donde las partículas provienen de las lunas de Júpiter en lugar del Sol. Pero a diferencia de la Tierra y Júpiter, SIMP0136 es independiente: se formó por sí mismo o fue arrojado de otro sistema solar. De cualquier manera, no tiene una estrella madre, por lo que sus auroras no pueden provenir de interacciones con un viento estelar.

Quizás el planeta alberga una luna propia, pero es demasiado pronto para llegar a esa conclusión. Se necesitan más observaciones para confirmar el origen de las emisiones de radio.

Monstruos magnéticos

La intensidad de la emisión de radio del SIMP 0136 implica un campo magnético 200 veces más fuerte que el de Júpiter. Un campo magnético tan fuerte "presenta enormes desafíos para nuestra comprensión del mecanismo de dinamo que produce los campos magnéticos en enanas marrones y exoplanetas y ayuda a conducir las auroras que vemos", dice Gregg Hallinan (Caltech).

La dinamo que genera el campo magnético de la Tierra se encuentra en el núcleo externo, donde el hierro líquido gira a medida que el planeta gira. Un proceso similar funciona en el interior de Júpiter; Las inmensas presiones y temperaturas cercanas a su núcleo hacen que el hidrógeno se comporte como un metal líquido. En el Sol, son los movimientos relativos del plasma en su núcleo interno y las capas externas convectivas que generan la mayor parte de su campo magnético. Pero los científicos aún no entienden completamente qué produce los fuertes campos magnéticos de las enanas marrones.

Las emisiones de radio son nuestra forma de estudiar estos campos de forma remota: cuando las partículas cargadas encuentran los campos magnéticos en estrellas, enanas marrones y planetas, emiten ondas de radio. Sin embargo, cuando Kao y su equipo examinaron de cerca el SIMP 0136 y sus hermanos enanos marrones, descubrieron que no podían relacionar fácilmente las intensidades del campo magnético medidas por emisión de radio con cosas como la masa, la temperatura o la edad del objeto. Esto implica que la generación de campos magnéticos fuertes en estos objetos es probablemente muy diferente a los mecanismos que crean campos en el Sol o la Tierra.

Comprender las emisiones de radio de la enana marrón también arrojará luz sobre el comportamiento de los planetas gaseosos gigantes, que comparten propiedades similares. Estas observaciones no solo ofrecen una nueva forma de detectar planetas deshonestos, sino que también ampliarán nuestra comprensión de los planetas gigantes alrededor de otras estrellas.