El telescopio espacial SPHEREx (Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization y Ice Explorer) de la NASA está arrojando luz sobre enanas marrones, objetos celestes que difuminan la línea entre estrellas y exoplanetas. Nuevos hallazgos publicados en The Astrophysical Journal muestran que estos mundos oscuros y nublados tienen atmósferas químicamente ricas, no muy diferentes a las gigantes de los planetas de nuestro propio sistema solar.
Descubiertas por primera vez en los años 90, las enanas marrones se forman a partir de nubes de gas colapsadas, como ocurre con las estrellas, pero no son lo suficientemente pesadas como para sostener la fusión de hidrógeno en sus núcleos. Estas bolas de gas cálido, que brillan tenuemente, también comparten características con Júpiter y Saturno. Sin embargo, a diferencia de la mayoría de los planetas, las enanas marrones derivan en la oscuridad, sin estar controladas por una estrella anfitriona y calentadas completamente desde dentro.
"Son un poco góticos", dijo Zafar Rustamkulov, autor principal del nuevo estudio y científico en IPAC, el centro científico y de datos de Caltech en Pasadena, California. "A diferencia de los exoplanetas, las enanas marrones flotantes son objetos celestes completamente independientes que se desvanecen en la eternidad por sí solos. Todavía estamos aprendiendo lo complejas que son."
Solo unas pocas docenas de estos "vagabundos oscuros" han sido estudiados en detalle con telescopios espaciales. Los astrónomos quieren observar más de ellos en estado salvaje porque gran parte de nuestro entendimiento de su composición, tormentos y evolución proviene de modelos teóricos.
Aquí entra en escena el SPHEREx de la NASA, un telescopio espacial infrarrojo lanzado en marzo de 2025 y gestionado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la agencia en el sur de California.
Los autores del estudio analizaron observaciones SPHEREx de 37 enanas marrones cercanas que abarcan todo el rango de temperatura de las enanas marrones, desde aproximadamente 4.000 hasta menos 10 grados Fahrenheit (2.200 a menos 20 grados Celsius). El telescopio mide su brillo en 102 colores diferentes, desde el rojo más profundo que nuestros ojos pueden ver, hasta el calor invisible de la luz infrarroja, creando un espectro. Estos espectros revelaron a los autores del estudio atmósferas químicamente ricas que albergan agua, dióxido de carbono, monóxido de carbono y metano.
"Estamos viendo las firmas de estas moléculas y cómo cambian de un objeto a otro a lo largo de todo el régimen de temperatura", dijo el coautor del estudio J. Davy Kirkpatrick, científico del IPAC del Caltech. "Nuestro artículo se centró en solo tres docenas, pero tenemos miles más que estamos analizando. Realmente quiero ver qué limita el universo a la variedad de enanas marrones."
"Desde la órbita, SPHEREx detecta longitudes de onda de luz que son básicamente imposibles de ver con telescopios en tierra porque el agua en la atmósfera terrestre las absorbe", dijo Rustamkulov. "Estamos captando luz de las nubes profundas y rojas de enanas marrones por todo el cielo."
Detectar enanas marrones es algo así como un proyecto paralelo para SPHEREx. El telescopio espacial realiza unas 3.600 imágenes únicas al día para integrarlas en mapas de todo el cielo. Saber dónde están distribuidas cientos de millones de galaxias en el cosmos ayudará a los científicos a reconstruir lo que ocurrió en la primera milmillonésima de billonésima de billonésima de segundo tras el Big Bang. Mientras escanea el cielo, el telescopio también busca los ingredientes químicos de la vida y encuentra hielo interestelar que algún día podría sembrar océanos en mundos lejanos.
Durante años, otras observaciones han detectado enanas marrones, incluyendo el Telescopio Espacial James Webb de la NASA y el retirado Telescopio Espacial Spitzer. Pero gracias a su cobertura espectral, SPHEREx está ahora fotografiando miles de ellas por primera vez en una región fructífera del espectro electromagnético que abarca longitudes de onda de luz roja e infrarroja profunda.
En esas longitudes de onda, las moléculas tallan patrones de absorción distintos en la luz que proyecta el espacio. Los patrones cambian a medida que las enanas marrones envejecen y enfrónzanse. Algunas de las enanas marrones observadas por SPHEREx están en una fase dinámica de vida cuando sus nubes exóticas se aclaran, dando paso a atmósferas ricas en metano.
"Los modelos de última generación están captando la tendencia química general, pero en lo que respecta a estas transiciones turbias, los modelos tienen dificultades para igualar los datos", dijo Rustamkulov. "No hay dos enanas marrones iguales. Incluso a la misma temperatura, sus espectros parecen bastante distintos."
"Los hallazgos son un llamado a la acción para explorar aún más de estos mundos oscuros", dijo Kirkpatrick. "Este viaje nos ha convertido en meteorólogos accidentales. Sabemos lo difícil que es predecir el tiempo en nuestro propio planeta, y nos damos cuenta de que será igual de complicado explicar los fenómenos que vemos en estos extraños y fríos objetos."
La misión está gestionada por el JPL para la División de Astrofísica de la NASA dentro de la Dirección de Misiones Científicas en Washington. El telescopio y el bus de la nave espacial fueron construidos por BAE Systems. El análisis científico de los datos de SPHEREx está siendo realizado por un equipo de científicos en 13 instituciones de Estados Unidos, Corea del Sur y Taiwán, liderado por Jamie Bock, investigador principal, que está en Caltech con un nombramiento conjunto en el JPL, y por Olivier Doré del JPL, el científico del proyecto. Los datos se procesan y archivan en IPAC en Caltech en Pasadena. Caltech gestiona JPL para la NASA. El conjunto de datos SPHEREx está disponible gratuitamente para científicos y para el público.
Para más información sobre la misión SPHEREx, visita:
Fuente: NASA · Comunicado original
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