Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

Estrellas enanas marrones

"En los confines del desvanecido horizonte, en medio de fantasmales errores de observación, nosotros buscamos mojones que sean un poco más sustanciales. La búsqueda continuará. El impulso es más fuerte que el pasado. no se satisface y no será ahogado"

Así opinaba, hace ya más de medio siglo, el gran científico y astrónomo Edwin Hubble. Desde entonces, en gran parte debido a las aportaciones de los telescopios espaciales como el que se bautizó con su nombre, nuestro conocimiento sobre el Universo se ha enriquecido y continua enriqueciéndose enormemente. Los descubrimientos siguen sucediéndose y uno de los más importantes de los últimos tiempos ha sido el hallazgo de las conocidas como estrellas enanas marrones, en el que un grupo pionero ha sido el dirigido por el físico cartagenero Rafael Rebolo López, profesor de Investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, coordinador de Investigación en el prestigioso Instituto de Astrofísica de Canarias, lugar donde desempeña su actividad profesional.

ENANAS Y MARRONES. La mayoría de las estrellas, durante la mayor parte de su vida, están sometidas a las fuerzas de contracción ocasionadas por la gravedad y a la energía liberada por las reacciones nucleares, que en forma de radiación, provocan su intensa luminosidad. Sin embargo, en 1963, un científico, Kumar, sugirió la posible existencia de una nueva clase de cuerpos estelares con masas tan reducidas que no fuesen suficientes para poder alcanzar las altísimas temperaturas internas y densidades precisas para que tuvieran lugar las reacciones de ignición nuclear: nacía así el concepto de estrella enana (por el tamaño) marrón (por su opacidad), o estrella fallida. El límite inferior en masa de las estrellas luminosas viene dado por la masa mínima necesaria para que el objeto posea suficiente energía gravitatoria capaz de desarrollar la fusión termonuclear del hidrógeno en forma estable. Los cálculos teóricos demuestran que si un objeto celeste posee una masa menor de 0,070M-0,080M (en que M representa la masa del Sol o 1000 veces la masa del planeta Júpiter) no puede estabilizarse en lo que se conoce como Secuencia Principal y pasa a ser una estrella enana marrón, cuyo tamaño mínimo podría fijarse en el correspondiente a la ignición del deuterio, es decir, unas 0.010M.

Las estrellas ordinarias, incluso las menores, pueden mantener su luminosidad por periodos superiores a los seis mil millones de años. Las enanas marrones, por el contrario, se oscurecen rápidamente, enfriándose hasta temperaturas inferiores a los mil grados Kelvin, por lo que se vuelven invisibles a la observación directa al cabo de unos pocos miles de millones de años. La importancia excepcional de las estrellas enanas marrones se deriva de dos hechos: a). Son los eslabones naturales entre los planetas y las estrellas; b) Sería muy interesante conocer su número y su magnitud, ya que ello podría darnos un mayor conocimiento sobre la posibilidad de que contribuyan, de un modo relevante a esclarecer el misterio de la naturaleza de la masa oscura del Universo. Sin embargo, hasta hace algo menos de cinco años, no había sido posible confirmar, de un modo indudable, la existencia de ninguna de esas hipotéticas, pero importantes, estrellas enanas marrones.

TEIDE 1. El Dr. Rebolo y sus colaboradores publicaron, en el número del 14 de setiembre de 1995 de la revista Nature, los datos sobre la menor estrella enana marrón claramente identificada hasta la fecha. La descubrieron con el telescopio IAC 80, comprobando que se trataba de un objeto subestelar, con una masa de 0,025M, situada en el cúmulo de las Pléyades, en órbita alrededor de la estrella G 196-3, con un radio orbital de 300 unidades astronómicas. Fue bautizada con el nombre de Teide 1 y su existencia se confirmó posteriormente, usando los telescopios NOT y WHT. Por otra parte, se ha desarrollado una prueba espectroscópica, conocida internacionalmente como el test del litio, capaz de evaluar la temperatura interna de los objetos analizados, a fin de poder distinguir entre las estrellas de muy baja masa, muy frecuentes, por ejemplo, en la vecindad solar, y las estrellas enanas marrones. La prueba del litio, detecta la presencia de litio en su atmósfera, y su aplicación dejó clara la indudable naturaleza de estrella enana marrón de la Teide 1. Más aun, la fuerte emisión de rayos X y ultravioleta de la estrella primaria sobre la que gira la Teide 1 sugiere que puede ser un sistema joven, en las escalas astronómicas, posiblemente con una edad no superior a los 100 millones de años.

MÁS ENANAS. Actualmente ya se han detectado en diversos observatorios de todo el mundo tantas estrellas enanas marrones que algunos astrónomos han especulado que pueden ser las principales responsables de la conocida como masa oscura o materia negra del Universo. Pero, dejando aparte este extremo, debemos señalar que los investigadores del Instituto Astrofísico de Canarias han seguido esta línea de Investigación muy activamente colaborando con otros grupos internacionales, encontrando otros objetos menos masivos en el cúmulo de las Pléyades. Así, el Roque 25, ha sido el primer objeto con tipo espectral L encontrado en ese cúmulo, con una masa de 0,035M, mientras que la candidata a enana marrón RPr 1 la han hallado en el cúmulo Pesebre, más antiguo que el de las Pléyades. Además, el equipo del Dr. Rebolo está investigando a varias decenas de candidatas a estrellas marrones con masas comprendidas entre 0,030M y 0,080M, en una joven región estelar de Orión (de entre 3 y 5 millones de años). Por otra parte, el tiempo del que disponen del telescopio espacial Hubble, con su cámara Nicmos, les está permitiendo investigar la posible existencia de otras estrellas de este tipo.

Una de las más recientes estrellas enanas marrones ha sido la descubierta por científicos americanos usando la pareja de telescopios Keck del Observatorio de Mauna Kea. Se trata de la Gliese 229B, con unas características únicas, que permitirán investigar el origen de los cuerpos celestes. Su temperatura de 900 º Kelvin es demasiado alta para que posea nubes de hielo como las de Júpiter, pero es demasiado baja para que tenga nubes de silicato como las de las estrellas de masa pequeña. Ello posibilita su estudio espectroscópico, que ha demostrado la existencia de partículas coloreadas en la atmósfera profunda, sugerente de una composición orgánica semejante a la existente a los aerosoles de las estratosferas planetarias, lo que estaría de acuerdo a su origen fotoquímico, a partir de las radiaciones procedentes de su estrella acompañante, la Gliese 229ª.