La ambig¨¹edad de enanas marrones y planetas solitarios

La naturaleza, a menudo, no se ajusta a las clasificaciones de los cient¨ªficos y sorprende con objetos ambiguos que no encajan ni en una definici¨®n ni en otra. Es el caso de las enanas marrones, m¨¢s masivas que un planeta, pero no tanto como para encenderse como estrellas, o de los planetas solitarios que flotan en libertad en lugar de orbitar en torno a un astro. Pero estos objetos tienen una ventaja importante para los astr¨®nomos: al no tener cerca una deslumbrante estrella, se pueden observar m¨¢s f¨¢cilmente. ?C¨®mo se forman? Dos equipos cient¨ªficos internacionales han investigado dos objetos poco masivos de este tipo y, especialmente uno de ellos, situado a poco m¨¢s de 500 a?os luz de la Tierra, pese a parecerse a un planeta por su masa, se est¨¢ comportando como una estrella reci¨¦n nacida y est¨¢ en pleno proceso de crecimiento.

Una estrella, seg¨²n la teor¨ªa est¨¢ndar de los astr¨®nomos, nace por el colapso de gigantescas nubes de gas, llegando a juntar materia suficiente como para encender en su interior la fusi¨®n nuclear del hidr¨®geno que la hace brillar, explican los expertos del Instituto Max Planck de Astronom¨ªa (MPIA). Un planeta, con mucha menos masa, no enciende en su interior reacciones de fusi¨®n, no emite luz propia, sino que reflecta la de las estrellas y se forma a partir del disco de gas y polvo que rodea el astro. ?Y la enana marr¨®n? Oficialmente, seg¨²n la definici¨®n de la Uni¨®n Astron¨®mica Internacional, una enana marr¨®n, tiene una masa a partir de unas 13 veces la de J¨²piter; no alcanza la masa m¨ªnima para mantener la fusi¨®n nuclear prolongada del hidr¨®geno en su interior. Es una estrella fallida.

OTS44 tiene dos millones de a?os y est¨¢ acumulando m¨¢s materia

Michael Liu (Universidad de Hawai) y sus colegas han descubierto un objeto de seis veces la masa de J¨²piter ¡ªun planeta solitario¡ª que se llama PSO J318.5-22, se form¨® hace unos 12 millones de a?os y est¨¢ a unos 80 a?os luz de distancia de la Tierra, en la constelaci¨®n de Capricornio. Para los astr¨®nomos es una mina, porque el pu?ado de planetas extrasolares que se han visto directamente, que se han podido fotografiar, son dif¨ªciles de ver dado el brillo deslumbrante de la estrella que orbitan. Es, dicen los cient¨ªficos, como intentar observar una luci¨¦rnaga que vuela junto a un potente faro encendido. ¡°PSO J318.5-22 no est¨¢ en ¨®rbita de una estrella as¨ª que es mucho m¨¢s f¨¢cil de estudiar, nos va a proporcionar una maravillosa perspectiva del funcionamiento en profundidad de planetas gigantes gaseosos como J¨²piter, en una fase temprana de su evoluci¨®n¡±, explica Niall Deacon, investigador del MPIA y uno de los autores de la investigaci¨®n, publicada en la revista Astrophysical Journal Letters. La pregunta que se hacen los astr¨®nomos es si los planetas libres y las enanas marrones se forman igual que las estrellas.

El otro equipo internacional, liderado por Viki Joergens, tambi¨¦n del MPIA, se han centrado en otro peculiar objeto solitario, descubierto en 1999: tiene unas 12 veces la masa de J¨²piter y est¨¢ en una regi¨®n del cielo interesante porque es un nido de estrellas, situado a unos 500 a?os luz de la Tierra, donde est¨¢n formando nuevos astros a partir del colapso de densas nubes de gas y polvo. El objeto se llama OTS44 y tiene solo unos dos millones de a?os, as¨ª que es un reci¨¦n nacido en t¨¦rminos de vida estelar, dicen los investigadores, mientras que PSO J318.5-22 ser¨ªa ya un adolescente. El primero est¨¢ rodeado de un gran disco de gas y polvo y, como han descubierto Joergens y sus colegas, est¨¢ todav¨ªa acumulando materia del disco, y lo hace a buen ritmo. ¡°Vemos que OTS44 ha nacido como una estrella ordinaria¡±, dice Joergens. ¡°Para los investigadores que trabajamos en formaci¨®n estelar, el saber que el mismo proceso est¨¢ funcionando hasta en objetos de masa planetaria es una informaci¨®n clave¡±.

A partir de 13 veces la masa de J¨²piter se enciende la fusi¨®n nuclear

La verdad es que sobre la formaci¨®n de enanas marrones y de planetas solitarios se han propuesto diferentes hip¨®tesis, por ejemplo que un planeta formado en un sistema como el solar salga disparado por un choque con otro cuerpo similar y se aleje flotando en solitario. ¡°Efectivamente, una teor¨ªa es que se forman como los planetas que conocemos en ¨®rbita de estrellas, es decir, en sus discos, y despu¨¦s son eyectados por interacciones din¨¢micas con otros objetos de su mismo sistema¡±, explica Amelia Bayo, cient¨ªfica espa?ola que trabaja en el MPIA y miembro del grupo de Joergens, que ha publicado los resultados de esta investigaci¨®n en la revista Astronomy and Astrophysics Letters. ¡°La cuesti¨®n es que, primero, OTS44 no est¨¢ asociado a ninguna estrella con la que pudiera haberse formado y, segundo, cada vez encontramos m¨¢s y m¨¢s objetos ¡ªy de masa cada vez m¨¢s baja¡ª que se est¨¢n formando del mismo modo que las estrellas¡±, contin¨²a Bayo.

Seg¨²n su punto de vista ¡ª¡°y de cada vez m¨¢s astr¨®nomos¡±, se?ala la astr¨®noma espa?ola¡ª ¡°las enanas marrones y los objetos aislados de masa planetaria se pueden formar de distintas maneras, es decir, que no hay un ¨²nico mecanismo¡±. La cuesti¨®n, recalca Bayo, es ver cu¨¢l es el m¨¢s corriente: objetos formados como planetas y despu¨¦s eyectados o simplemente formados con una versi¨®n reducida (en masa) de las estrellas. Hay otra opci¨®n, a?ade: que esos objetos ambiguos se formen cerca de estrellas masivas que, con sus poderosos vientos, arrancan el material cercano al objeto y este no puede acumular suficiente para adquirir la masa necesaria para encenderse como estrella.

¡°Lo m¨¢s interesante de este trabajo¡±, resume Bayo, ¡°es que con los procesos f¨ªsicos que conocemos ahora mismo, estos objetos son tan poco masivos que en una nube nunca se dar¨ªa el colapso gravitatorio, que es como el pistoletazo de salida a la formaci¨®n de una estrella; de ah¨ª el inter¨¦s del descubrimiento de objetos tan poco masivos y que, al parecer, se forman como una estrella, porque cuestiona lo que sabemos o creemos que sabemos de la formaci¨®n estelar¡±.

Ambos equipos han utilizado varios telescopios en sus respectivas investigaciones, incluido el conjunto VLT del Observatorio Europeo Austral (en Chile), el telescopio espacial Herschel de la Agencia Europea del Espacio y otros situados en el observatorios del Mauna Kea (en Hawai).