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El Telescopio Muy Grande de ESO descubre el más pequeño objeto galáctico que eyecta chorros de materia.

Comunicado de Prensa ESO PR 24/07.

Se han descubierto chorros (en inglés, “jets”) de materia alrededor de una “estrella fallida” de muy poca masa, imitando un proceso observado en estrellas jóvenes. Esto sugiere que estas “enanas marrones” no solamente se forman de una manera similar a las estrellas normales sino que también esas eyecciones son producidas por objetos cuyas masas van desde cientos de millones de masas solares hasta los que apenas tienen el tamaño de Júpiter.

La enana marrón denominada 2MASS1207-3932 está llena de sorpresas [1]. Su compañero, un gigante con cinco masas-Júpiter, fue el primer exoplaneta confirmado del cual los astrónomos pudieron obtener una imagen (véase -en inglés- ESO PR 23/04 y -en español- ESO PR 12/05), abriendo así un nuevo campo de investigación, la detección directa de mundos extrasolares. Más tarde se descubrió (véase ESO PR 19/06) que la enana marrón tenía un disco que la rodeaba, algo parecido a lo que sucede con las estrellas muy jóvenes.

ESO PR Foto 24/07: Chorros de una enana marrónUtilizando el VLT de ESO, los astrónomos descubrieron chorros provenientes de una enana marrón de 24 masas-Júpiter (concepción artística).© ESO (pulsar sobre la imagen para ampliarla)

NOTA: para obtener una imagen de alta resolución, pulsar aquí.
Ahora, astrónomos que utilizaron el Telescopio Muy Grande (VLT) de ESO descubrieron que la joven enana marrón también está eyectando chorros, un comportamiento similar al de las estrellas jóvenes.

La masa de la enana marrón equivale apenas a 24 masas-Júpiter. Por lo tanto es, por lejos, el objeto más pequeño conocido que genera eyecciones. “Esto nos lleva a la muy atractiva posibilidad de que los planetas gigantes jóvenes también puedan estar asociados con flujos”, dice Emma Whelan, autora principal del artículo que informa estos resultados.

Las eyecciones fueron descubiertas utilizando una técnica asombrosa como espectro-astrometría, basada en espectros de alta resolución obtenidos con el instrumento UVES del VLT. Se requería una técnica como ésta debido a las dificultades de la tarea. Mientras en las estrellas jóvenes normales, conocidas como T-Tauri por el prototipo de su clase, los chorros son lo suficientemente grandes y brillantes como para ser vistos directamente, este no es el caso para las enanas marrones. La escala de longitud de los chorros, medida por espectro-astrometría, es de apenas 0,1 arcosegundos de largo, es decir, el tamaño de una moneda de dos euros vista desde 40 kilómetros de distancia.

Los chorros se extienden por mil millones de kilómetros y el material escapa de la enana marrón a una velocidad de unos pocos kilómetros por segundo.

Los astrónomos tuvieron que basarse en la capacidad del VLT porque la emisión observada es extremadamente tenue y únicamente el UVES del VLT podía proporcionar tanto la sensibilidad como la resolución espectral requeridas.

“Descubrimientos como éste dependen puramente de telescopios e instrumentos excelentes, tales como el VLT”, dice Whelan. “Nuestro resultado también destaca el increíble nivel de calidad que está actualmente a disposición de los astrónomos. Los primeros telescopios utilizados por Galileo fueron utilizados para observar las lunas de Júpiter. Hoy en día, los telescopios más grandes con base en tierra pueden ser utilizados para observar un objeto del tamaño de Júpiter a una distancia de 200 años luz, y aún así descubrir que presenta eyecciones”.

Utilizando la misma técnica y el mismo telescopio, el equipo había descubierto anteriormente chorros en otra joven enana marrón. El nuevo hallazgo marca un récord para el objeto de menor masa en el que se han observado estos chorros [2].

Los chorros de materia son omnipresentes en el universo, ya que se los ha observado surgiendo de núcleos activos de galaxias (AGNs) y también emergiendo de estrellas jóvenes. Las observaciones actuales demuestran que surgen incluso en objetos con masas menores. Por lo tanto, el mecanismo de eyección es fuerte a lo largo de un gran rango de masas, desde varias decenas de millones de masas solares (AGNs) hasta apenas unas pocas decenas de masas-Júpiter (enanas marrones).

Más información:

Estos resultados fueron comunicados en una Carta al Editor en el Astrophysical Journal (vol. 659, p. L45): "Discovery of a Bipolar Outflow from 2MASSW J1207334-393254 a 24 MJup Brown Dwarf", por E.T. Whelan et al.

El equipo está integrado por Emma Whelan y Tom Ray (Dublin Institute for Advanced Studies, Irlanda), Sofia Randich y Ray Jayawardhana (Universidad de Toronto, Canadá), Francesca Bacciotti y Antonella Natta (Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italia), Leonardo Testi (ESO), y Subu Mohanty (Harvard-Smithsonian CfA, EE.UU.).

NOTAS:

[1].- Las enanas marrones son objetos cuyas masas están por debajo de las de las estrellas normales (se cree que la línea divisoria se encuentra alrededor del 8% de la masa de nuestro Sol) pero por encima de las de los planetas. A diferencia de las estrellas normales, las enanas marrones son incapaces de sostener una fusión estable del hidrógeno.

[2].- La enana marrón 2MASS1207-3932 pertenece a la asociación TW Hydrae y tiene, por lo tanto, unos 8 millones de años de edad. A pesar de ser relativamente joven, esto también implica que esta enana marrón es uno de los objetos galácticos más viejos con un chorro identificado, destacando el hecho de que las eyecciones pueden persistir por un tiempo relativamente prolongado.

Información técnica:

La espectro-astrometría es simplemente el ajuste gaussiano del perfil espacial de las regiones del continuo y de las líneas de emisión de un espectro a los efectos de medir muy precisamente las posiciones. De esta forma la información espacial es recuperada más allá de las limitaciones de la visión de una observación.

Por ejemplo, la espectro-astrometría ha sido utilizada principalmente para investigar la binaridad de las fuentes donde la separación binaria es mucho menor a la capacidad de visión y para confirmar la actividad de eyecciones donde la línea de emisión que traza la eyección se origina a una distancia mucho menor a la de resolución y que por lo tanto aparece como confinada a la fuente.

El primer paso es medir el centroide continuo, es decir, la posición de la fuente. El perfil espacial del continuo es extraído en muchas posiciones a lo largo del eje de dispersión. Cada perfil extraído es ajustado con un gaussiano para medir la posición centroide de la emisión del continuo y el resultado es un espectro de posición del continuo.

Este mapa de la posición del continuo se corrige fácilmente para la curvatura o inclinación del continuo. A continuación, el continuo es eliminado y se mide la posición de una región de línea de emisión pura (nuevamente con un ajuste gaussiano) con respecto a la posición del continuo.

La presencia del continuo tenderá a arrastrar la posición de una región de línea de emisión nuevamente hacia la fuente, de modo que debe ser eliminado. La precisión con la que se puede medir las posiciones con la espectro-astrometría depende fuertemente de la señal para distorsionar la observación, y es dada por sigma=resolución /[2.3548(raízcuad{Np})] donde Np es el número de fotones detectados. Por ejemplo, para una resolución de 1 arcosegundo y un valor de Np de 10 000, las posiciones pueden ser recuperadas con una precisión de menos de 5 miliarcosegundos.

Las líneas prohibidas de emisión que se encuentran en los espectros de algunas enanas marrones jóvenes eran un fuerte indicio de actividad de eyección. Sin embargo, las regiones no eran extensas y por lo tanto no podía ser confirmado directamente que se originaban en una eyección. Utilizando la espectro-astrometría los astrónomos pudieron demostrar que las regiones de línea estaban desviadas ligeramente con respecto al continuo de la enana marrón (estas desviaciones eran pequeñas en relación con la resolución) y que por lo tanto estaban efectivamente trazando una eyección. Para una discusión más a fondo de la técnica de espectro-astrometría, véase (en inglés) este enlace.

Contactos
Emma Whelan
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Phone: +353-1-6621333
Email: ewhelan (en) cp.dias.ie

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ESO, astronomía hecha en Europa

VLT (Very Large Telescope) de ESO en Paranal, Chile.© ESO / Paranal

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Traducido para Astroseti.org por Heber Rizzo Baladán

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Web Site: ESO Press Release 24/07
Artículo: “A Brown Dwarf Joins the Jet-Set”
Fecha: Mayo 23, 2007

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Enlace con el artículo original en inglés: AQUÍ.