Se han escrito cientos de artículos sobre la primera enana marrón conocida, Glaze 229B, desde su descubrimiento en 1995 por investigadores de Caltech en el Observatorio Palomar del instituto. Las enanas marrones son más ligeras que las estrellas y más pesadas que los gigantes gaseosos como Júpiter. Y aunque los astrónomos midieron que Gliese 229B tenía aproximadamente 70 veces la masa de Júpiter, un objeto tan alto brilla mucho más de lo que los telescopios han visto.
Ahora, un equipo internacional de astrónomos liderado por Caltech finalmente ha resuelto el misterio: una enana marrón es en realidad un par de enanas marrones muy cercanas entre sí, de 38 y 34 veces la masa de Júpiter, que giran una alrededor de la otra cada 12 días. . El nivel de luminosidad observado de la pareja coincide con el esperado para dos enanas marrones pequeñas y débiles en este rango de masa.
“Gliese 229B fue considerada la enana marrón modelo”, dice Jerry W. Schwan, un estudiante de posgrado que trabaja con el Profesor David Morrisseau de Astronomía. “Y ahora sabemos que estábamos equivocados todo el tiempo acerca de la naturaleza del objeto. No es uno, sino dos. Aún no hemos podido investigar la separación tan de cerca”. Xuan es el autor principal de un nuevo estudio que informa los hallazgos en la revista. la naturaleza. Un estudio independiente separado en Cartas de revistas astrofísicasDirigidos por el estudiante graduado de Caltech Sam Whitebook y su colega astrónomo Tim Brand del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore, también concluyeron que Glaze 229B es un par de enanas marrones.
El descubrimiento plantea nuevas preguntas sobre cómo los pares de enanas marrones estrechamente unidos adoptan esta forma y sugiere que se deberían buscar binarios de enanas marrones similares, o incluso binarios de exoplanetas. (Un exoplaneta es un planeta que orbita alrededor de una estrella distinta de nuestro Sol).
“El descubrimiento de que Gliese 229B es un binario no sólo resuelve la reciente tensión entre su masa y luminosidad, sino que también profundiza nuestra comprensión de las enanas marrones, la multitud de estrellas y planetas gigantes que se encuentran a ambos lados de la línea media”, dice Mawett, también senior becario de investigación. Científicos del JPL, gestionado por Caltech para la NASA.
Gliese 229B fue descubierto en 1995 por un equipo de Caltech que incluía a Rebecca Oppenheimer, entonces estudiante de posgrado en Caltech. Shri Kulkarni, Profesor George Ellery Hale de Astronomía y Ciencias Planetarias; Keith Matthews, especialista en instrumentación de Caltech; y otros colegas. Los astrónomos utilizaron el Observatorio Palomar para descubrir que Gliese 229B tiene metano en su atmósfera, un fenómeno propio de gigantes gaseosos como Júpiter, pero no de estrellas. El descubrimiento confirma por primera vez una clase de objetos interestelares fríos llamados enanas marrones -el eslabón perdido entre planetas y estrellas- que se teorizó hace unos 30 años.
“Fue emocionante ver el primer objeto más pequeño que una estrella orbitando alrededor de otro sol”, dice Oppenheimer, coautor del nuevo estudio y astrónomo del Museo Americano de Historia Natural. “Ella inició una industria artesanal de personas que buscaban cabellos extraños como el de ella, pero siguió siendo un misterio durante décadas”.
De hecho, casi 30 años después de su descubrimiento y cientos de observaciones, Gliese 229B todavía sorprende a los astrónomos con su inesperada oscuridad. Los científicos sospechaban que Glaze 229B podría ser gemela, pero “para pasar desapercibidas para los astrónomos durante 30 años, las dos enanas marrones estarían demasiado cerca una de la otra”, dice Xuan.
Para dividir Gliese 229B en dos objetos, el equipo utilizó dos instrumentos diferentes, ambos basados en el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral en Chile. Utilizaron el instrumento GRAVITY, un interferómetro que combina la luz de cuatro telescopios diferentes, separando espacialmente el cuerpo en dos partes, y utilizaron el instrumento CRIRES+ (espectrógrafo infrarrojo criogénico de alta resolución Echelle) para medir las firmas espectrales distintas de los dos objetos. detectado de El último método implicó medir el movimiento (o desplazamiento Doppler) de las moléculas en la atmósfera de la enana marrón, lo que indica que un cuerpo está hacia nosotros en la Tierra y el otro lejos, y viceversa cuando el par está cerca el uno del otro. dando vueltas.
“Es fantástico ver que después de casi 30 años se ha producido un nuevo avance”, afirma Kulkarni, que no es autor del artículo actual. “Ahora este sistema binario vuelve a quedar atónito”.
Las observaciones de cinco meses mostraron que el par de enanas marrones, ahora llamadas Gliese 229Ba y Gliese 229Bb, orbitan entre sí cada 12 días y están separadas por sólo 16 veces la distancia entre la Tierra y la Luna. Juntos, la pareja orbita una estrella enana M (una estrella roja más pequeña que nuestro Sol) cada 250 años.
“Estos dos mundos que orbitan entre sí tienen en realidad un radio más pequeño que Júpiter. Se verían bastante extraños en nuestro cielo nocturno si hubiera algo parecido en nuestro propio sistema solar”, afirma Oppenheimer. “Este es el descubrimiento más interesante y emocionante en astrofísica subestelar en décadas”.
Cómo se formó este par de órbitas cósmicas en rotación sigue siendo un misterio. Algunas teorías sugieren que se pueden formar pares de enanas marrones dentro de discos giratorios de material que rodean una estrella en formación. El disco se dividirá en dos semillas de enanas marrones, que quedarán unidas gravitacionalmente después de la estrecha colisión. Queda por ver si los mismos mecanismos de formación funcionan para formar pares de planetas alrededor de otras estrellas.
En el futuro, al equipo le gustaría buscar binarias de enanas marrones que orbiten aún más cerca con instrumentos como el Keck Planet Imager and Characterizer (KPIC), desarrollado por un equipo dirigido por Mawett en el Observatorio WM Keck en Hawaii. También el próximo espectrógrafo infrarrojo de alta resolución para la caracterización de exoplanetas (HISPEC) del Observatorio Keck, que está siendo construido por un equipo dirigido por Mawett en Caltech y otros laboratorios.
“El hecho de que la primera compañera enana marrón conocida sea una binaria es un buen augurio para los esfuerzos en curso para encontrar más”, dice Xuan.
El trabajo descrito en el artículo, titulado “La enana marrón fría Gliese 229B es una binaria cercana”, fue financiado por la NASA y la Fundación Heising-Simons. Otros autores de Caltech incluyen a Yapeng Zhang, investigador asociado postdoctoral en astronomía de 51 Pegasi B; Aniket Singhi, estudiante de posgrado; Konstantin Batygin, profesor de ciencia planetaria; y Heather Knutson, profesora de ciencia planetaria.
