Primer mapa atmosférico de una enana marrón

Las enanas marrones son objetos fronterizos entre planetas grandes y estrellas pequeñas. No han juntado suficiente masa para que se enciendan en su interior las reacciones nucleares por las que brillan las estrellas (con hidrógeno como combustible que se convierte en helio) y solo emiten algo en infrarrojo. Se han descubierto unos pocos centenares de ellas y dos están muy cerca de la Tierra: a solo 6,5 años luz de distancia, proximidad que han aprovechado unos científicos ahora para trazar el primer mapa de la atmósfera que se logra hacer de uno de estos cuerpos. Es un mapa muy primitivo en comparación a lo que entendemos por mapa, pero muestra zonas brillantes y oscuras cambiantes con la rotación de la enana marrón. “Nuestro mapa de la enana marrón nos ayuda a dar un paso más hacia el objetivo de comprender los patrones meteorológicos en otros sistemas solares”, señala Ian Crossfield, líder del equipo. “Dentro de poco seremos capaces de observar cómo los patrones de nubes se forman, evolucionan y se disipan en esa enana marrón y tal vez los exometeorólogos lleguen a ser capaces de predecir si un visitante encontraría allí un cielo despejado o no”, añade con imaginación.

La enana marrón en cuestión se llama Luhman 16B y tiene una compañera, Luhman 16A. Fueron descubiertas hace un año en la constelación de la Vela y son los terceros objetos más cercanos a la Tierra, tras las estrellas de Alpha Centaury y de Barnard. La temperatura allí debe rondar los mil grados centígrados, por lo que las nubes que estos investigadores han vislumbrado deben estar formadas por gotas minúsculas de hierro fundido y otros minerales flotando en la atmósfera fundamentalmente de hidrógeno.

Crossfield, científico del Instituto Max Planck de Astronomía en Heidelberg (Alemania) y sus colegas presentan sus mapas de Luhman 16B en la revista Nature, a la vez que Beth Biller y su equipo (Universidad de Edimburgo), publican el estudio de los movimientos verticales de las nubes en ambos objetos en la revista Astrophysical Journal Letters. “Hemos visto que el patrón atmosférico en estas enanas marrones es muy complejo: la estructura de las nubes varía mucho en función de la profundidad atmosférica y no se puede explicar con una única capa nubosa”, señala Biller en un comunicado del instituto alemán.

Los dos equipos han hecho sus observaciones con los grandes telescopios del conjunto VLT, del Observatorio Europeo Austral (ESO), en Chile. Pero con la tecnología actual es imposible hacer un mapa de superficie de estas enanas marrones como se hace, por ejemplo, de las bandas de nubes de Júpiter, es decir, tomando imágenes que captan los detalles, señala el instituto Max Planck. Así estos investigadores han recurrido a una técnica, ya utilizada antes para estrellas, que se denomina imagen Doppler y que se basa en el hecho de que la frecuencia de la luz de un determinado punto en la superficie de un astro en rotación varía ligeramente a medida que el astro gira. Esto permite reconstruir aproximadamente los detalles de la superficie.

Con más precisión, el instituto alemán recurre a una comparación para explicar cómo funciona la imagen Doppler. “Imagine que está observando desde arriba la Tierra girando. Un objeto que estuviera en el ecuador primero se acercaría a usted, tras hacerse visible por el horizonte; al pasar por debajo de usted la distancia habría cambiado, y luego se alejaría para ocultarse de nuevo tras el horizonte." Si el objeto estuviera en una latitud más alta (más lejos del ecuador) seguiría el mismo patrón pero a menor velocidad, y si estuviera en uno de los polos no se alejaría ni acercaría al observador en ningún momento a medida que la Tierra gira. “Imagine ahora la misma situación en una enana marrón: la manera en que una mancha brillante se aleja o se acerca del observador en ese cuerpo en rotación depende de la latitud en que este y el tiempo que tarda en aparecer y desaparecer indica su longitud”, señalan los expertos del Max Planck. Los astrónomos no pueden ver directamente las manchas brillantes, pero sí han logrado medir los cambios de la longitud de onda por el efecto Doppler y así han reconstruido los patrones de la superficie de Luhman 16B, que completa un giro sobre sí misma cada 4,9 horas.

En la Tierra, la meteorología está regida a gran escala fundamentalmente por el contraste del calor del Sol que reciben el ecuador y los polos, algo descartado para una enana marrón como Luhman 16B, señala Adam P. Showman, experto de la Universidad de Arizona, en un comentario en Nature sobre el nuevo mapa. ¿Entonces? Él sugiere que los flujos de calor que deben emerger desde su interior formarán ondas y turbulencias en la atmósfera que pueden acabar formando las nubes y patrones meteorológicos que se aprecian en el mapa de Crossfield y sus colegas.

Lo fundamental del descubrimiento, señalan los investigadores alemanes, es que significa un progreso notable hacia el objetivo de comprender los patrones meteorológicos en otros sistemas planetarios. Y las atmósferas de las enanas marrones son muy similares a las de los grandes exoplanetas gaseosos calientes, por lo que la investigación de las comparativamente más fáciles de observar se puede avanzar en el conocimiento de esos planetas, añade el ESO. Las enanas marrones son más fáciles de ver porque no están junto a las estrellas que con su luz deslumbran a los astrónomos, como los planetas.

“Lo emocionante de todo esto es que es solo el principio. Con la próxima generación de telescopios, y en particular con el E-ELT [el futuro observatorio europeo de 39 metros de diámetro] probablemente veamos mapas de la superficie de enanas marrones más lejanas y, tal vez, de un planeta gigante”, comenta Biller.