Desde su detección en 2014, la enana marrón conocida como WISE 0855 ha fascinado a los astrónomos. A solo 7,2 años luz de la Tierra, es el objeto más frío conocido fuera de nuestro sistema solar y apenas es visible en las longitudes de onda infrarrojas con la mayor superficiebasados en telescopios.
Ahora, un equipo dirigido por astrónomos en la Universidad de California en Santa Cruz ha logrado obtener un espectro infrarrojo de WISE 0855 utilizando el telescopio Gemini North en Hawai, proporcionando los primeros detalles de la composición y la química del objeto. Entre los hallazgos hay una fuerte evidencia de laexistencia de nubes de agua o hielo de agua, las primeras nubes detectadas fuera de nuestro sistema solar.
"Esperaríamos que un objeto tan frío tuviera nubes de agua, y esta es la mejor evidencia de que lo hace", dijo Andrew Skemer, profesor asistente de astronomía y astrofísica en la Universidad de California en Santa Cruz. Skemer es el primer autor de un artículo sobrenuevos hallazgos que se publicarán en Letras del diario astrofísico y actualmente disponible en línea.
estrella fallida
Una enana marrón es esencialmente una estrella fallida, ya que se formó de la misma manera que las estrellas a través del colapso gravitacional de una nube de gas y polvo, pero sin ganar suficiente masa para provocar las reacciones de fusión nuclear que hacen que las estrellas brillen.masa de Júpiter, WISE 0855 se asemeja a ese planeta gigante gaseoso en muchos aspectos. Su temperatura es de aproximadamente 250 grados Kelvin, o menos 10 grados Fahrenheit, por lo que es casi tan frío como Júpiter, que es 130 grados Kelvin.
"WISE 0855 es nuestra primera oportunidad de estudiar un objeto de masa planetaria extrasolar que es casi tan frío como nuestros propios gigantes gaseosos", dijo Skemer.
Las observaciones anteriores de la enana marrón, publicadas en 2014, proporcionaron indicaciones provisionales de nubes de agua basadas en datos fotométricos muy limitados. Skemer, coautor del artículo anterior, dijo que obtener un espectro que separa la luz de un objeto en su componentelongitudes de onda es la única forma de detectar la composición molecular de un objeto.
WISE 0855 es demasiado débil para la espectroscopía convencional en longitudes de onda ópticas o de infrarrojo cercano, pero la emisión térmica de la atmósfera profunda en longitudes de onda en una ventana estrecha de alrededor de 5 micras ofreció una oportunidad donde la espectroscopía sería "desafiante pero no imposible", dijo.
El equipo usó el telescopio Gemini-North en Hawai y el espectrógrafo de infrarrojo cercano Gemini para observar WISE 0855 durante 13 noches durante un total de aproximadamente 14 horas.
"Es cinco veces más débil que cualquier otro objeto detectado con espectroscopía terrestre a esta longitud de onda", dijo Skemer. "Ahora que tenemos un espectro, realmente podemos comenzar a pensar en lo que está sucediendo en este objeto. Nuestro espectro muestra queWISE 0855 está dominado por el vapor de agua y las nubes, con una apariencia general que es sorprendentemente similar a la de Júpiter ".
ambiente nublado
Los investigadores desarrollaron modelos atmosféricos de la química de equilibrio para una enana marrón a 250 grados Kelvin y calcularon los espectros resultantes bajo diferentes supuestos, incluidos modelos nublados y sin nubes. Los modelos predijeron un espectro dominado por características resultantes del vapor de agua, yEl modelo nublado dio el mejor ajuste a las características en el espectro de WISE 0855.
Al comparar la enana marrón con Júpiter, el equipo descubrió que sus espectros son sorprendentemente similares con respecto a las características de absorción de agua. Una diferencia significativa es la abundancia de fosfina en la atmósfera de Júpiter. La fosfina se forma en el cálido interior del planeta y reacciona para formarseotros compuestos en la atmósfera exterior más fría, por lo que su aparición en el espectro es evidencia de una mezcla turbulenta en la atmósfera de Júpiter. La ausencia de una fuerte señal de fosfina en el espectro de WISE 0855 implica que tiene una atmósfera menos turbulenta.
"El espectro nos permite investigar las propiedades dinámicas y químicas que durante mucho tiempo se han estudiado en la atmósfera de Júpiter, pero esta vez en un mundo extrasolar", dijo Skemer.
Los coautores del estudio incluyen a la estudiante graduada Caroline Morley y la profesora de astronomía y astrofísica Jonathan Fortney en UC Santa Cruz; Katelyn Allers en la Universidad de Bucknell; Thomas Geballe en el Observatorio Gemini; Mark Marley y Roxana Lupu en el Centro de Investigación Ames de la NASA; Jacqueline Fahertyen el Carnegie Institution de Washington y Gordon Bjoraker en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de California, Santa Cruz . Original escrito por Tim Stephens. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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