10 de enero de 2024
(Noticias de Nanowerk) Los astrónomos que utilizan el telescopio espacial James Webb de la NASA han encontrado una enana marrón (un objeto más masivo que Júpiter pero más pequeño que una estrella) con emisión infrarroja de metano, probablemente debido a la energía en su atmósfera superior. Este es un descubrimiento inesperado porque la enana marrón, W1935, es fría y carece de una estrella anfitriona; por lo tanto, no existe una fuente obvia de energía para la atmósfera superior. El equipo especula que la emisión de metano puede deberse a procesos que generan auroras.
Este concepto artístico representa la enana marrón W1935, que se encuentra a 47 años luz de la Tierra. Los astrónomos que utilizaron el telescopio espacial James Webb de la NASA encontraron emisiones infrarrojas de metano provenientes de W1935. Este es un descubrimiento inesperado porque la enana marrón es fría y carece de una estrella anfitriona; por lo tanto, no existe una fuente obvia de energía para calentar su atmósfera superior y hacer brillar el metano. El equipo especula que la emisión de metano puede deberse a procesos que generan auroras, que se muestran aquí en rojo. (Imagen: NASA, ESA, CSA y L. Hustak (STScI))
Estos hallazgos se presentarán en la 243ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Nueva Orleans.
Para ayudar a explicar el misterio de la emisión infrarroja del metano, el equipo recurrió a nuestro sistema solar. La emisión de metano es una característica común en gigantes gaseosos como Júpiter y Saturno. El calentamiento de la atmósfera superior que impulsa esta emisión está relacionado con las auroras.
En la Tierra, las auroras se crean cuando las partículas energéticas lanzadas al espacio desde el Sol son capturadas por el campo magnético de la Tierra. Caen en cascada hacia nuestra atmósfera a lo largo de líneas de campo magnético cerca de los polos de la Tierra, chocando con moléculas de gas y creando espeluznantes cortinas de luz danzantes. Júpiter y Saturno tienen procesos aurorales similares que implican la interacción con el viento solar, pero también reciben contribuciones aurorales de lunas activas cercanas como Io (para Júpiter) y Encelado (para Saturno).
Para enanas marrones aisladas como W1935, la ausencia de un viento estelar que contribuya al proceso auroral y explique la energía adicional en la atmósfera superior necesaria para la emisión de metano es un misterio. El equipo supone que procesos internos no contabilizados, como los fenómenos atmosféricos de Júpiter y Saturno, o interacciones externas con plasma interestelar o una luna activa cercana, pueden ayudar a explicar la emisión.
Este concepto artístico representa la enana marrón W1935, que se encuentra a 47 años luz de la Tierra. Los astrónomos que utilizaron el telescopio espacial James Webb de la NASA encontraron emisiones infrarrojas de metano provenientes de W1935. Este es un descubrimiento inesperado porque la enana marrón es fría y carece de una estrella anfitriona; por lo tanto, no existe una fuente obvia de energía para calentar su atmósfera superior y hacer brillar el metano. El equipo especula que la emisión de metano puede deberse a procesos que generan auroras, que se muestran aquí en rojo. (Imagen: NASA, ESA, CSA y L. Hustak (STScI))
Estos hallazgos se presentarán en la 243ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Nueva Orleans.
Para ayudar a explicar el misterio de la emisión infrarroja del metano, el equipo recurrió a nuestro sistema solar. La emisión de metano es una característica común en gigantes gaseosos como Júpiter y Saturno. El calentamiento de la atmósfera superior que impulsa esta emisión está relacionado con las auroras.
En la Tierra, las auroras se crean cuando las partículas energéticas lanzadas al espacio desde el Sol son capturadas por el campo magnético de la Tierra. Caen en cascada hacia nuestra atmósfera a lo largo de líneas de campo magnético cerca de los polos de la Tierra, chocando con moléculas de gas y creando espeluznantes cortinas de luz danzantes. Júpiter y Saturno tienen procesos aurorales similares que implican la interacción con el viento solar, pero también reciben contribuciones aurorales de lunas activas cercanas como Io (para Júpiter) y Encelado (para Saturno).
Para enanas marrones aisladas como W1935, la ausencia de un viento estelar que contribuya al proceso auroral y explique la energía adicional en la atmósfera superior necesaria para la emisión de metano es un misterio. El equipo supone que procesos internos no contabilizados, como los fenómenos atmosféricos de Júpiter y Saturno, o interacciones externas con plasma interestelar o una luna activa cercana, pueden ayudar a explicar la emisión.
Una historia de detectives
El descubrimiento de las auroras se desarrolló como una historia de detectives. Un equipo dirigido por Jackie Faherty, astrónomo del Museo Americano de Historia Natural de Nueva York, obtuvo tiempo con el telescopio Webb para investigar 12 enanas marrones frías. Entre ellos se encontraban W1935, un objeto descubierto por el científico ciudadano Dan Caselden, que trabajó con el proyecto del zooniverso Backyard Worlds, y W2220, un objeto descubierto utilizando el Explorador de reconocimiento infrarrojo de campo amplio de la NASA. Webb reveló con exquisito detalle que W1935 y W2220 parecían ser casi clones entre sí en composición. También compartían brillo, temperaturas y características espectrales similares del agua, el amoníaco, el monóxido de carbono y el dióxido de carbono. La sorprendente excepción fue que W1935 mostró emisiones de metano, a diferencia de la característica de absorción anticipada que se observó hacia W2220. Esto se observó en una longitud de onda infrarroja distinta a la que Webb es excepcionalmente sensible. “Esperábamos ver metano porque el metano está por todas partes en estas enanas marrones. Pero en lugar de absorber luz, vimos todo lo contrario: el metano brillaba. Mi primer pensamiento fue, ¿qué diablos? ¿Por qué sale emisión de metano de este objeto? dijo Faherty. El equipo utilizó modelos informáticos para inferir qué podría haber detrás de la emisión. El trabajo de modelado mostró que W2220 tenía una distribución esperada de energía en toda la atmósfera, enfriándose a medida que aumentaba la altitud. W1935, por el contrario, tuvo un resultado sorprendente. El mejor modelo favorecía una inversión de temperatura, donde la atmósfera se calentaba al aumentar la altitud. "Esta inversión de temperatura es realmente desconcertante", dijo Ben Burningham, coautor de la Universidad de Hertfordshire en Inglaterra y modelador principal del trabajo. "Hemos visto este tipo de fenómeno en planetas con una estrella cercana que puede calentar la estratosfera, pero verlo en un objeto sin una fuente de calor externa obvia es una locura".Pistas de nuestro Sistema Solar
En busca de pistas, el equipo miró en nuestro propio patio trasero, en los planetas de nuestro sistema solar. Los planetas gigantes gaseosos pueden servir como sustitutos de lo que ocurre a más de 40 años luz de distancia en la atmósfera de W1935. El equipo se dio cuenta de que las inversiones de temperatura son prominentes en planetas como Júpiter y Saturno. Todavía se está trabajando para comprender las causas de su calentamiento estratosférico, pero las principales teorías para el sistema solar implican el calentamiento externo por las auroras y el transporte interno de energía desde las profundidades de la atmósfera (siendo la primera una explicación principal).Candidatos a auroras enanas marrones en contexto
Esta no es la primera vez que se utiliza una aurora para explicar la observación de una enana marrón. Los astrónomos han detectado emisiones de radio procedentes de varias enanas marrones más cálidas y han invocado las auroras como la explicación más probable. Se realizaron búsquedas con telescopios terrestres como el Observatorio Keck en busca de firmas infrarrojas de estas enanas marrones emisoras de radio para caracterizar mejor el fenómeno, pero no fueron concluyentes. W1935 es la primera aurora candidata fuera del sistema solar con la firma de emisión de metano. También es la candidata a aurora más fría fuera de nuestro sistema solar, con una temperatura efectiva de unos 400 grados Celsius (200 grados Fahrenheit), unos 600 grados Fahrenheit más cálida que Júpiter. En nuestro sistema solar, el viento solar contribuye principalmente a los procesos aurorales, y lunas activas como Io y Encelado desempeñan un papel en planetas como Júpiter y Saturno, respectivamente. W1935 carece por completo de una estrella compañera, por lo que un viento estelar no puede contribuir al fenómeno. Aún está por verse si una luna activa podría desempeñar un papel en la emisión de metano en W1935. "Con W1935, ahora tenemos una extensión espectacular de un fenómeno del sistema solar sin ninguna irradiación estelar que ayude en la explicación". Faherty señaló. "Con Webb, realmente podemos 'abrir el capó' de la química y descubrir cuán similar o diferente puede ser el proceso auroral más allá de nuestro sistema solar", añadió.- Distribución de relaciones públicas y contenido potenciado por SEO. Consiga amplificado hoy.
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- Fuente: https://www.nanowerk.com/news2/space/newsid=64375.php
