Enana marrón para niños
Las enanas marrones son objetos celestes que no son lo suficientemente grandes como para ser estrellas. A diferencia de las estrellas como nuestro Sol, las enanas marrones no pueden mantener reacciones de fusión de hidrógeno en su centro de forma continua.
Estos objetos se encuentran entre los planetas gigantes de gas más grandes y las estrellas más pequeñas. Su masa máxima es de unas 75 a 80 veces la masa de Júpiter. Las enanas marrones que son más de 13 veces la masa de Júpiter pueden fusionar un elemento llamado deuterio. Las que son más de 65 veces la masa de Júpiter también pueden fusionar litio y tritio. Sin embargo, estas reacciones son débiles y no duran mucho. Por eso, las enanas marrones no tienen capas químicas muy distintas, ya que se mezclan por completo desde la superficie hasta el centro.
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¿Cómo se forman las enanas marrones?
La fusión de deuterio ocurre cuando las enanas marrones son jóvenes. Esto es posible porque el deuterio se fusiona a una temperatura relativamente baja, unos 100.000 K. Como el deuterio es un "combustible" que se agota rápido, esta reacción no puede detener el encogimiento del objeto por su propia gravedad.
Las enanas marrones siguen brillando por un tiempo gracias al calor que les queda de esas reacciones y a que se contraen lentamente. Con el tiempo, se encogen y se enfrían hasta alcanzar un equilibrio. Se les llama "estrellas fallidas" porque tienen los mismos materiales que una estrella, pero no la masa suficiente para brillar como una. Son muy parecidas a los planetas de gas, pero no son ni planetas ni estrellas.
La diferencia entre una enana marrón muy pequeña y un planeta gigante de gas (alrededor de 13 veces la masa de Júpiter) es un tema de debate. Algunos científicos creen que la diferencia está en cómo se forman. Otros piensan que la clave está en la física de su interior. Una parte del debate es si una enana marrón debe, por definición, haber tenido fusión nuclear en algún momento.
Tipos y colores de las enanas marrones
Las estrellas se clasifican por su tipo espectral. Las enanas marrones se clasifican como tipos M, L, T e Y. Aunque se llaman "marrones", no son de ese color. Muchas enanas marrones podrían verse de color magenta para el ojo humano, o quizás naranjas o rojas. No brillan mucho en las longitudes de onda que podemos ver.
Algunos planetas que giran alrededor de enanas marrones son: 2M1207 b, MOA-2007-BLG-192-L b y 2MASS J044144.
La enana marrón más cercana que conocemos está a unos 6,5 años luz de distancia. Se llama Luhman 16 y es un sistema de dos enanas marrones descubierto en 2013.
¿Cómo se identifican las enanas marrones?
El litio es un elemento muy útil para distinguir las enanas marrones de las estrellas pequeñas. Esto se debe a que el litio se destruye rápidamente en las reacciones de fusión del hidrógeno, ya que reacciona con el hidrógeno a solo 1.000.000 K. Las estrellas muy pequeñas (menos de 0,1 veces la masa del Sol) se mezclan completamente por dentro, así que su litio se quema junto con el hidrógeno en pocos millones de años.
En cambio, las estrellas del tamaño del Sol o más grandes sí conservan litio en sus capas exteriores, porque la mezcla interna no llega hasta el centro. En una enana marrón, debido a su poca masa, el hidrógeno nunca alcanza las temperaturas y presiones necesarias para fusionarse. Por eso, el litio no se destruye y permanece en la enana marrón durante toda su vida.
Este litio se puede detectar observando sus espectros de emisión característicos. Esta es la forma clásica de identificar enanas marrones. Esta prueba fue usada por primera vez por un grupo de científicos liderado por Rafael Rebolo López. La prueba no es perfecta, ya que algunas estrellas muy pequeñas podrían no haber quemado todo su litio todavía.
También se pensó en medir la ausencia de deuterio para saber si un objeto era una enana marrón, pero esto resultó más difícil de hacer.
Brillo y temperatura
Estos objetos emiten muy poca energía, lo que hace que sea muy difícil observarlos directamente desde grandes distancias. A pesar de esto, se han identificado varios cientos de enanas marrones. Sus temperaturas superficiales varían entre 800 y 2000 grados Celsius. La temperatura de la superficie es mayor cuanto más masivo es el objeto y menor cuanto más viejo es.
Enanas marrones y planetas fuera de nuestro sistema solar
Debido a su masa, que está entre la de los planetas gigantes y las estrellas pequeñas, las enanas marrones son un puente único entre ambos tipos de cuerpos. Todavía no sabemos exactamente cómo se forman las enanas marrones. No se sabe si se forman como planetas dentro de un disco de material alrededor de una estrella, o si se forman como estrellas a partir del colapso de una nube de gas. En 2003, se encontró un grupo de objetos tipo enana marrón en la constelación de Orión con masas tan pequeñas como 5 veces la masa de Júpiter.
Los objetos con masa planetaria como 2M1207b y 2MASS J044144, que orbitan enanas marrones a grandes distancias, podrían haberse formado por el colapso de nubes, no por acumulación de material. Por lo tanto, podrían ser enanas marrones muy pequeñas en lugar de planetas, lo que se deduce de sus masas relativamente grandes y sus órbitas amplias.
El primer descubrimiento de un compañero de baja masa orbitando una enana marrón (ChaHα8) a una distancia orbital pequeña, usando la técnica de velocidad radial, abrió el camino para detectar planetas alrededor de enanas marrones en órbitas similares o más pequeñas que la de la Tierra. Sin embargo, con una relación de masa entre el compañero y el objeto principal en ChaHα8 de aproximadamente 0,3, este sistema se parece más a un sistema de dos estrellas.
Luego, en 2013, se descubrió el primer compañero con masa planetaria (OGLE-2012-BLG-0358L b) en una órbita relativamente pequeña alrededor de una enana marrón. En 2015, se encontró el primer planeta del tamaño de la Tierra orbitando una enana marrón, OGLE-2013-BLG-0723LBb.
Se ha visto que los discos alrededor de las enanas marrones tienen muchas características similares a los discos alrededor de las estrellas. Por lo tanto, se espera que se formen planetas por acumulación de material alrededor de las enanas marrones. Dada la pequeña masa de los discos de las enanas marrones, la mayoría de los planetas serían rocosos, como la Tierra, en lugar de gigantes gaseosos.
Si un planeta gigante orbita una enana marrón y pasa por delante de ella desde nuestra perspectiva, esto daría una buena señal para detectarlo. La zona donde se pueden formar planetas alrededor de una enana marrón está muy cerca de ella, por lo que las fuerzas de marea tendrían un efecto fuerte.
Es probable que los planetas alrededor de las enanas marrones sean planetas de carbono sin agua. Un estudio de 2016, basado en observaciones con el telescopio Spitzer, estima que se necesitaría observar 175 enanas marrones para asegurar la detección de al menos un planeta.
¿Pueden tener vida los planetas de las enanas marrones?
Se ha estudiado si los planetas que orbitan una enana marrón podrían tener vida. Estos estudios muestran que las condiciones para que uno de estos astros tenga un planeta habitable son muy difíciles de cumplir. Esto se debe a que la zona habitable es muy estrecha. Además, esta zona se encoge y se acerca a la enana marrón a medida que el astro se enfría con el tiempo.
También, la órbita de estos planetas debe ser extremadamente circular (con una excentricidad muy baja, del orden de 10-6). Esto es para evitar que las fuerzas de marea causen un efecto invernadero descontrolado que los haga inhabitables.
Véase también
En inglés: Brown dwarf Facts for Kids
- Clasificación estelar
- Evolución estelar
- Enana blanca
- Enana roja
- Enana negra
- Enana azul (etapa)
- Fusor (astronomía)
- Materia oscura
- Planeta extrasolar
