INICIO

13 de noviembre de 2006

Los oscuros secretos de las Pléyades

Imagen: IAC/CESIC

Investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y del Max Planck Institut für Astronomie (MPIA) de Heilderberg (Alemania) han identificado las enanas marrones menos masivas que se conocen hasta ahora en el cúmulo estelar de las Pléyades, situado en la constelación del Toro y localizado a 435 años luz de la Tierra. Los resultados de esta investigación acaban de publicarse en la revista especializada Astronomy and Astrophysics, aunque previamente han sido presentados en la VII Reunión Científica de la Sociedad Española de Astronomía, celebrada en Barcelona.

"El estudio confirma la existencia de objetos en este cúmulo con masas de entre 25 y 40 veces la de Júpiter y con atmósferas muy frías, que los expertos denominan de tipo espectral 'L'", señala Gabriel Bihain, doctorando del IAC y uno de los autores del artículo.

"Hemos identificado estos objetos, los más pequeños vistos en las Pléyades, por su elevada emisión infrarroja, y hemos confirmado su pertenencia al cúmulo al estudiar el movimiento de los mismos comparándolos con imágenes infrarrojas tomadas por el grupo hace más de ocho años en la misma región", explica Rafael Rebolo, investigador el IAC y profesor de Investigación del CSIC. "Además de comprobar que estas enanas marrones tienen un movimiento común con el cúmulo, se ha podido desvelar que se desplazan a velocidades mayores que las estrellas más masivas", subraya Víctor Béjar, investigador del IAC y astrónomo de soporte del Gran Telescopio CANARIAS (GTC).

Este descubrimiento es importante porque la existencia de enanas marrones de baja masa en este cúmulo y su frecuencia en relación con cuerpos más masivos apuntan a la posible existencia de objetos de masa planetaria flotando libremente. El estudio de estos objetos, que tienen una masa y unas propiedades físicas intermedias entre las estrellas y los planetas de nuestro sistema solar, también permitirá entender mejor los procesos de formación estelar y planetaria.

Estrellas "frustradas"

Las enanas marrones son consideradas objetos subestelares, ya que al ser poco masivas no alcanzan la temperatura suficiente para la quema estable del hidrógeno, la fuente de energía de estrellas convencionales como el Sol. Por tanto, mientras que las estrellas alcanzan una temperatura de equilibrio, las enanas marrones se van contrayendo y enfriando a medida que envejecen.

Las enanas marrones tampoco son planetas, como la Tierra, porque éstos se forman a partir del disco que queda tras la formación de una estrella, mientras que aquéllas se generan, muy probablemente, a partir de la condensación de una nube de gas y llegan a alcanzar hasta 75 veces la masa de Júpiter.

Estas observaciones han sido realizadas con el Telescopio de 3,5 m del Observatorio de Calar Alto (Almería), el Telescopio William Hershel, de 4,2 m, del Observatorio del Roque de los Muchachos (La Palma), y el Telescopio Carlos Sánchez, de 1,5 m, del Observatorio del Teide (Tenerife). En este estudio también se utilizaron datos del Telescopio Canadá-Francia-Hawai, del Observatorio Mauna Kea (Hawai).

La primera enana marrón flotando libremente por el espacio, llamada "Teide 1", fue descubierta en 1995 con el Telescopio IAC-80, desde el Observatorio del Teide, en Tenerife, por el equipo de investigación liderado por Rafael Rebolo. A partir de entonces, se han ido descubriendo muchas de ellas, hasta el punto de creer que es posible que haya tantas enanas marrones como estrellas en la Vía Láctea.

Las Pléyades

El cúmulo estelar abierto M45 se conoce popularmente como "Las Siete Cabrillas", pero también con el nombre mitológico de las Pléyades, las hijas de Pleyone y Atlas. Sin embargo, es bien sabido que este grupo de estrellas jóvenes y cercanas se compone no de siete estrellas, sino de casi un millar. Un estudio reciente de este cúmulo ha revelado los miembros más débiles y fríos conocidos hasta ahora: son las hermanas menores de las Pléyades, un grupo de los objetos de baja masa conocidos como enanas marrones.

Las estrellas normales, como el Sol, brillan porque poseen masa suficiente como para inducir en sus centros las presiones y temperaturas necesarias para desencadenar las reacciones termonucleares que liberan esa energía que nos alcanza en forma de luz y calor. Las mayores estrellas pueden llegar a tener masas superiores a cien veces la del Sol, mientras que las más ligeras rondan la décima parte de la masa solar. Los objetos aún más ligeros no son capaces de calentar y comprimir sus interiores lo bastante como para iniciar este tipo de reacciones nucleares. Son "estrellas fallidas" y conforman la clase de objetos subestelares conocidos como enanas marrones. La poca radiación que emiten procede no de la fusión nuclear, sino de su contracción gravitatoria.

Las primeras enanas marrones libres las descubrió un equipo dirigido por el astrónomo español Rafael Rebolo en 1995, y se hallaron precisamente entre los miembros de las Pléyades en una investigación que también se basó en parte en observaciones obtenidas en Calar Alto. El equipo de Rebolo ha cosechado desde entonces un gran éxito en el descubrimiento e investigación de la naturaleza de enanas marrones, y ahora anuncia el hallazgo de los miembros más débiles y fríos de este cúmulo. En un estudio reciente (Bihain et al. 2006) publican el descubrimiento de al menos seis enanas marrones de masas muy reducidas, tan pequeñas como 25 veces la masa del planeta Júpiter.

Las estrellas de las Pléyades suelen emplearse como referencia para comprobar teorías de evolución estelar. Del mismo modo, y en palabras de Gabriel Bihain, primer autor de este estudio, "estos objetos subestelares servirán como referencia para las teorías" de formación y evolución de enanas marrones. De hecho, añade Bihain, "nuestro estudio indica una discrepancia entre las predicciones teóricas y las propiedades fotométricas observadas".

Las hermanas menores de las pléyades se identificaron, ante todo, gracias a su emisión en el infrarrojo, que resulta muy elevada cuando se compara con la radiación que emiten en longitudes de onda visibles. A continuación se confirmó su pertenencia al cúmulo estelar de las Pléyades comprobando que se mueven en el espacio con la misma dirección y velocidad que el resto del grupo de estrellas. Para evaluar este movimiento se procedió a comparar imágenes recientes con otras obtenidas por el mismo equipo de investigación hace más de ocho años.

Esta investigación no se detendrá aquí. Tal y como dice Bihain, "necesitamos un análisis completo del movimiento de los miembros de las Pléyades, que cubra el rango completo de masas desde las estrellas hasta los objetos subestelares". También remarca que "la existencia de enanas marrones de tan baja masa apunta a la posible presencia de objetos libres con masa planetaria. Tales cuerpos podrían detectarse y estudiarse con los telescopios disponibles hoy en día".

Este descubrimiento se basó en observaciones obtenidas en el Observatorio de Calar Alto, con los instrumentos Omega-Prime y Omega-2000, acoplados al telescopio de 3.5 m. El estudio, que también recurre a datos procedentes de otros observatorios, es obra de un equipo que cuenta con científicos de los centros españoles Instituto de Astrofísica de Canarias, Proyecto GTC y Consejo Superior de Investigaciones Científicas, así como del centro alemán Max-Planck-Institut für Astronomie .

El cúmulo abierto M45, las Pléyades, es un grupo de estrellas jóvenes en la constelación de Tauro, a una distancia de 437 años-luz (134 pársecs) y que cuenta con una edad de alrededor de 120 millones de años. En términos astronómicos se trata de un grupo muy joven, si se tiene en cuenta que el Sol, una estrella de edad mediana, es más de 40 veces más viejo. Los miembros más brillantes de las Pléyades se perciben con facilidad a simple vista en las noches de invierno desde el hemisferio norte terrestre.

Más información en:
http://www.iac.es/