El año pasado, utilizando el Telescopio Espacial James Webb (JWST), los astrónomos hicieron un sorprendente descubrimiento de algunos objetos de masa planetaria que flotan libremente en la Nebulosa de Orión, poniendo en duda sus ideas sobre la formación de planetas y estrellas. Ahora, una nueva investigación ha profundizado el misterio que rodea a los llamados objetos binarios de masa de Júpiter, o JuMBO.
Los JuMBO no son estrellas, pero tampoco son realmente planetas. Mark Macogrian, asesor científico jefe de la Agencia Espacial Europea (ESA), y sus colegas han localizado objetos en la Nebulosa de Orión. Esta nebulosa es una región de nacimiento de estrellas, también conocida como Messier 45, ubicada a unos 1.350 años luz de la Tierra.
Con base en esta observación, un equipo de investigadores utilizó datos recopilados por el Karl J. Jansky Very Large Array (VLA) en el Observatorio Nacional de Radioastronomía de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. para estudiar las señales de radio provenientes de algunos de estos objetos masivos. Sin embargo, a pesar de que McCaughrian y sus colegas encontraron 40 pares de objetos masivos, sólo un par de estos extraños objetos emite ondas de radio.
“Ya es difícil calcular objetos masivos que tengan modelos de formación de estrellas y planetas, y ahora tenemos esta fuerte emisión de radio, y no está claro qué la está produciendo”, Luis F. Rodríguez, miembro del equipo y profesor de la Universidad Nacional Autónoma de México, dijo a Space.com.
La señal de radio se vio proveniente de ambos componentes del «JuMBO 24». Ambos componentes parecen tener aproximadamente 11 veces la masa de Júpiter, lo que los convierte en los más grandes de su tipo vistos por el Telescopio Espacial James Webb, mientras que los otros elementos tienen entre 3 y 8 veces la masa del planeta más masivo del sistema solar.
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La señal era mucho más fuerte que las señales de radio asociadas con objetos similares a los JuMBO, también conocidos como enanas marrones. Las enanas marrones son objetos que nacen de la misma manera que las estrellas, pero no logran acumular suficiente masa para desencadenar la fusión de hidrógeno con helio en sus núcleos como lo hace una estrella estándar. Este fracaso en iniciar el proceso que determina la edad de una estrella en su secuencia principal dio lugar a enanas marrones, con masas que oscilan entre 13 y 75 veces la masa de Júpiter, ganándose el desafortunado apodo de “estrellas fallidas”.
«En el caso de las estrellas ordinarias y las enanas marrones, existen mecanismos que explican la emisión de radio. En cuanto a los objetos masivos, no tenemos ningún mecanismo para explicar esta emisión de radio tan fuerte».
Sin estrellas ni planetas
Los objetos masivos son objetos calientes, gaseosos y relativamente pequeños que se presentan en pares, una combinación que desafía las observaciones comunes de estrellas binarias. Normalmente, los científicos creen que sólo las estrellas más masivas prefieren la vida en pares binarios; Cuanto más pequeño es el cuerpo astral, menos probable es que se encuentre en una pareja dual.
Las estrellas binarias nacen cuando parches de intensa densidad colapsan en un disco de fragmentos de gas y polvo y su masa se combina para formar estrellas gemelas. Alrededor del 75% de las estrellas masivas son binarias, este porcentaje cae al 50% para las estrellas cercanas al tamaño del Sol y al 25% para las estrellas más pequeñas. La posibilidad de encontrar enanas marrones en sistemas binarios es Cerca de cero. Esto significa que los objetos masivos, que están por debajo de la masa máxima de las enanas marrones, no deberían existir en sistemas binarios si ya se han formado como estrellas.
Pero si los objetos masivos tienen forma de estrellas, la gran cantidad de ellos detectados en Orión puede indicar que la frecuencia binaria de los objetos estelares «salta» por alguna razón con masas menores que las de las enanas marrones. Esto es algo que aún no se puede explicar en los modelos de formación estelar.
Entonces, si estos objetos de masa planetaria no pueden formarse de acuerdo con los modelos actuales de formación estelar, entonces seguramente deberían nacer como planetas. Bueno, tal vez, pero los pares JuMBO son igualmente difíciles de explicar si fueron creados como planetas, que se forman a partir del material sobrante de los mismos discos de gas y polvo que dieron origen a sus estrellas madre.
Se sabe que algunos planetas son expulsados alrededor de su estrella anfitriona como resultado de influencias gravitacionales internas o externas, como colisiones con otros sistemas estelares. A partir de ahí, esos mundos se convierten en “planetas rebeldes” y deambulan por el universo sin una estrella madre, del mismo modo que los objetos masivos de Orión parecen huérfanos. Sin embargo, el proceso que crea estos planetas huérfanos es tan violento que debe separar gravitacionalmente cualquier par de planetas atados.
El mecanismo de eyección no puede explicar por qué los planetas similares a Júpiter se juntan. Esto significa que el camino de la evolución planetaria puede explicar cómo aparecieron los organismos masivos, pero no por qué todavía tienen socios binarios. Incluso si algo así pudiera suceder en algunas ocasiones, no hay sólo uno o dos pares de JuMBO en Orion. Hay 42.
Es probable que estas enormes criaturas no sean el resultado de un solo evento de expulsión extraterrestre.
Explicar los objetos masivos de Orión se vuelve más difícil si se tiene en cuenta el hecho de que algunas de sus binarias están muy alejadas. Algunos objetos masivos parecen estar separados hasta 300 veces la distancia entre la Tierra y el Sol. Otros están tan lejos como todo el sistema solar, lo que significa que su conexión gravitacional es muy débil.
Las señales de radio de JuMBO24 no significan vida
Rodríguez y sus colegas estaban bien familiarizados con Orión, ya que previamente habían estudiado la nebulosa utilizando el VLA. Entonces, cuando JuMBOS apareció en los datos infrarrojos de JWST, decidieron continuar investigando los datos de archivo de observaciones de ondas de radio para buscar contrapartes de ondas de radio para estos descubrimientos.
«Dijimos: 'Vamos a ver si alguna vez se ha descubierto uno de los megaobjetos'. «Tomamos los datos del archivo VLA, los calibramos y encontramos JuMBO 24 en las tres 'era' de los datos», dijo Rodríguez. «Hemos detectado emisiones de ondas de radio del binario JuMBO más masivo, pero no está claro por qué no se han detectado otras en ondas de radio».
Explicó que el equipo cree que otros JuMBO también podrían emitir ondas de radio porque sus componentes son más pequeños que los dos objetos de masa 11 de Júpiter en el sistema binario JuMBO 24.
«Estamos pidiendo tiempo al VLA para crear imágenes más profundas con la esperanza de encontrar más, y esto nos permitirá comprender mucho mejor el proceso que produce las ondas de radio de los JuMBO», dijo Rodríguez.
Estas observaciones más profundas también pueden revelar la velocidad de los objetos masivos en el cielo en relación con la Nebulosa de Orión. Rodríguez explicó que si los objetos masivos se mueven rápidamente, esto indica que se formaron como planetas alrededor de estrellas y fueron expulsados de estos sistemas. Por otro lado, señaló que si estos extraños cuerpos celestes estuvieran casi estacionarios en relación con Orión, esto significaría que fueron creados a partir de enormes nubes de gas y polvo que colapsan como estrellas.
Cualquiera de las dos explicaciones conducirá a repensar cómo se forman y evolucionan las estrellas y los planetas en sus propios sistemas.
Las señales de radio también pueden ser un indicio de vida inteligente en la Tierra, pero Rodríguez se apresuró a refutar las especulaciones de que este es el caso de JuMBO 24.
«No se espera que exista vida en objetos similares a Júpiter sin una superficie sólida, y los JuMBO serían muy impresionantes porque no hay ninguna estrella asociada con ellos», dijo. «Si los objetos masivos tienen lunas, se podría esperar que pudiera existir vida en un océano subterráneo como se predijo para Europa, Ganímedes y Encelado. Sin embargo, los objetos en Orión son jóvenes, ya que tienen sólo unos pocos millones de años. [compared to our 4.6 billion-year-old solar system]»Lo que significa que puede que no haya habido tiempo suficiente para que apareciera vida en estas lunas, si existieran».
Rodríguez añadió que en el improbable caso de que estos objetos o las lunas circundantes pudieran albergar vida, los investigadores que persiguen extraterrestres en JuMBO 24 también tendrán que explicar por qué las emisiones de radio provienen de ambos componentes de este extraño dúo, no solo de uno.
Por lo tanto, si bien los objetos masivos pueden ser el descubrimiento astronómico de la década de 2020 y son grandes objetivos para los científicos que desean comprender mejor la formación de estrellas y planetas, pueden no ser grandes objetivos para los científicos que investigan la posibilidad de vida fuera del sistema solar.
La investigación del equipo fue publicada en enero en la revista. Cartas de revistas astrofísicas.
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