Astrónomos han obtenido imágenes directas de cuatro nuevas enanas marrones notables gracias a un nuevo método de búsqueda innovador. En casi tres décadas de búsqueda solo se habían podido captar 40.

Las enanas marrones son misteriosos objetos astronómicos que llenan la brecha entre los planetas más pesados y las estrel0las más ligeras, con una mezcla de características estelares y planetarias. Debido a esta naturaleza híbrida, estos objetos desconcertantes son cruciales para mejorar nuestra comprensión tanto de las estrellas como de los planetas gigantes. Las enanas marrones que orbitan una estrella madre desde una distancia suficientemente grande son particularmente valiosas, ya que se pueden fotografiar directamente, a diferencia de las que están demasiado cerca de su estrella y, por lo tanto, quedan ocultas por su brillo. Esto brinda a los científicos una oportunidad única para estudiar los detalles de las atmósferas frías similares a planetas de las compañeras enanas marrones.

Sin embargo, a pesar de los notables esfuerzos en el desarrollo de nuevas tecnologías de observación y técnicas de procesamiento de imágenes, las detecciones directas de enanas marrones compañeras de estrellas se han mantenido bastante escasas, con solo alrededor de 40 sistemas fotografiados en casi tres décadas de búsquedas.

Investigadores dirigidos por Mariangela Bonavita de la Open University y Clémence Fontanive del Centro para el Espacio y la Habitabilidad (CSH) y el NCCR PlanetS de la Universidad de Berna tomaron imágenes directas de cuatro nuevas enanas marrones como informan en un estudio que se acaba de publicar en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Esta es la primera vez que se anuncian al mismo tiempo varios sistemas nuevos con compañeras enanas marrones en amplias separaciones orbitales.

"Para empezar, las compañeras enanas marrones de órbita amplia son raras, y detectarlas directamente plantea enormes desafíos técnicos, ya que las estrellas anfitrionas ciegan completamente nuestros telescopios", dice Mariangela Bonavita. La mayoría de las encuestas realizadas hasta ahora se han centrado ciegamente en estrellas aleatorias de cúmulos jóvenes. "Un enfoque alternativo para aumentar el número de detecciones es observar solo estrellas que muestren indicaciones de un objeto adicional en su sistema", explica en un comunicado Clémence Fontanive.

Por ejemplo, la forma en que una estrella se mueve bajo el tirón gravitacional de un compañero puede ser un indicador de la existencia de ese compañero, ya sea una estrella, un planeta o algo intermedio.

"Desarrollamos la herramienta COPAINS que predice los tipos de acompañantes que podrían ser responsables de las anomalías observadas en los movimientos estelares", continúa Clémence Fontanive. Aplicando la herramienta COPAINS, el equipo de investigación seleccionó cuidadosamente 25 estrellas cercanas que parecían prometedoras para la detección directa de compañeras ocultas de baja masa según los datos de la nave espacial Gaia de la Agencia Espacial Europea (ESA).

Luego, utilizando el buscador de planetas SPHERE en el Very Large Telescope de Chile para observar estas estrellas, detectaron con éxito diez nuevas compañeras con órbitas que van desde la de Júpiter hasta más allá de la de Plutón, incluidas cinco estrellas de baja masa, una enana blanca (una remanente estelar denso), y unas notables cuatro nuevas enanas marrones.

"Estos hallazgos aumentan significativamente la cantidad de enanas marrones conocidas que orbitan estrellas desde grandes distancias, con un gran aumento en la tasa de detección en comparación con cualquier estudio de imágenes anterior", explica Mariangela Bonavita. Si bien por ahora este enfoque se limita principalmente a firmas de enanas marrones y compañeros estelares, las fases futuras de la misión Gaia impulsarán estos métodos a masas más bajas y permitirán el descubrimiento de nuevos exoplanetas gigantes. Clémence Fontanive agrega: "Además de tener tantos descubrimientos nuevos de una sola vez, nuestro programa también demuestra el poder de estas estrategias de búsqueda".

"Este resultado solo fue posible porque creíamos que, al combinar instalaciones espaciales y terrestres para obtener imágenes directas de exoplanetas, el todo es mayor que la suma de sus partes. Esperamos que este sea el comienzo de una nueva era de sinergia entre diferentes instrumentos y métodos de detección", concluye Mariangela Bonavita.