Un equipo internacional de astrónomos, liderado por investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), publicará en los próximos días en la revista Astronomy and Astrophysics un artículo en el que explican el descubrimiento de una abundante población de objetos subestelares, incluyendo más de una decena de objetos aislados de masa planetaria (denominados IPMOs) y enanas marrones, en el cúmulo alrededor de sigma Orionis, la cuarta estrella más brillante del Cinturón de Orión que ilumina las crines de la Nebulosa de Caballo y es un auténtico criadero estelar. Para José Antonio Caballero, investigador del IAC y Alexander von Humboldt Fellow en el Max-Planck-Institut für Astronomie, el estudio de este joven y cercano cúmulo (con sólo unos 3 millones de años de edad y a 1.000 años luz de distancia), ha permitido determinar que, posiblemente, “las enanas marrones y los IPMOs de entre 13 y 6 masas de Júpiter se formen de manera similar a las estrellas más pequeñas, es decir, de la contracción de un trozo de nube molecular que se colapsa sobre sí mismo y da lugar a la formación de un disco protoplanetario en torno al objeto central”.
Aunque algunas teorías proponen que hay una masa límite por debajo de la cual no podrían formarse estos objetos libremente, esta investigación muestra que en realidad son muy numerosos, tan frecuentes como las estrellas parecidas a nuestro Sol. "El estudio en el cúmulo de sigma Orionis nos ha permitido comprobar que los objetos de unas pocas masas de Júpiter aislados de estrellas son un fenómeno frecuente y esto es en la actualidad un desafío para los modelos de formación estelar", aclara el investigador del IAC, Víctor J. Sánchez Béjar.
Además de detectar varias enanas marrones e IPMOs que se desconocían, los investigadores también han descubierto que aproximadamente la mitad de las enanas marrones de sigma Orionis tienen discos protoplanetarios, es decir, discos de material en los que probablemente se están produciendo los procesos físicos que llevan a la formación de planetas. "Detectamos un exceso de radiación infrarroja en muchas de estas enanas marrones que indica la presencia de discos de material alrededor de ellas -explica Rafael Rebolo, Profesor del CSIC e investigador del IAC-; se necesitarán telescopios de mucho mayor diámetro para investigar la formación de sistemas planetarios en ellos". En la investigación se han utilizado diferentes instrumentos en el óptico y el infrarrojo en telescopios terrestres, como el Very Large Telescope (Chile), Canada-France-Hawaii Telescope (Hawaii), 3.5 m Teleskop (Calar Alto, Almería), 2.5 m Isaac Newton Telescope (Roque de los Muchachos, La Palma), 1.5 m Telescopio Carlos Sánchez (Teide, Tenerife) y el telescopio espacial infrarrojo Spitzer.
Enanas marrones e IPMOs
Una enana marrón es el eslabón entre las estrellas más frías y menos masivas y los planetas como Júpiter. La estrella más cercana al Sol, Próxima Centauri, es el mejor ejemplo de estrella fría y liviana, con una masa de sólo una décima parte de la masa del Sol, o sea, unas 100 veces la masa de Júpiter. Una enana marrón típica es aún más liviana, con una masa inferior a unas 75 masas de Júpiter, y al contrario que las estrellas no tiene reacciones nucleares de fusión de hidrógeno ligero en su interior.
Un IPMO es todavía más liviano que una enana marrón, con una masa por debajo de unas 13 masas de Júpiter, y no tiene reacciones de fusión de deuterio, que es un isótopo pesado del hidrógeno. También, al contrario que los planetas del Sistema Solar o los exoplanetas detectados en órbita alrededor de otras estrellas, un IPMO flota libremente en el espacio interestelar y no esta ligado a ninguna estrella o enana marrón.
El motivo por el cual se conocen tantas enanas marrones e IPMOs en sigma Orionis es porque cuando son tan jóvenes estos objetos todavía se están contrayendo de la nube de la que se formaron y son muchísimo mas brillantes que objetos viejos de la misma masa. Por ejemplo, un IPMO de 3 masas de Júpiter y 3 millones de años de edad es unas 1.000 veces más brillante que un IPMO de la misma masa, pero de la edad del Sol (unos 4.600 millones de años). En la investigación han participado:
J. A. Caballero, V. J. S. Béjar, R. Rebolo, J. Eislöffel, M. R. Zapatero Osorio, R. Mundt, D. Barrado y Navascués, G. Bihain, C. A. L. Bailer-Jones, T. Forveille y E. L. Martín.
Más información:
Artículo “The substellar mass function in sigma Orionis. II. Optical, near-infrared and IRAC/Spitzer photometry of young cluster brown dwarfs and planetary-mass objects”
