Estas esferas de gas que emiten un tenue resplandor se formaron como estrellas, pero en otros aspectos se asemejan a planetas gigantes.
El telescopio espacial SPHEREx de la NASA (Explorador de Espectrofotometría para la Historia del Universo, la Época de Reionización y los Hielos) está arrojando luz sobre las enanas marrones, objetos celestes que difuminan la línea divisoria entre las estrellas y los exoplanetas. Nuevos hallazgos publicados en The Astrophysical Journal revelan que estos mundos oscuros y nubosos poseen atmósferas químicamente ricas, no muy diferentes de las de los planetas gigantes de nuestro propio sistema solar.
Descubiertas por primera vez en la década de 1990, las enanas marrones se forman a partir del colapso de nubes de gas, al igual que las estrellas, pero carecen de la masa suficiente para mantener la fusión de hidrógeno en sus núcleos. Estas esferas de gas cálido, que brillan tenuemente, también comparten características con Júpiter y Saturno. Sin embargo, a diferencia de la mayoría de los planetas, las enanas marrones vagan en la oscuridad, sin estar ligadas a una estrella anfitriona y calentándose exclusivamente desde su interior.
«Tienen un aire gótico», comentó Zafar Rustamkulov, autor principal del nuevo estudio y científico del IPAC, el centro de datos y ciencia de Caltech en Pasadena, California. «A diferencia de los exoplanetas, las enanas marrones que flotan libremente son objetos celestes totalmente independientes que se desvanecerán en la eternidad en absoluta soledad. Aún estamos descubriendo cuán complejas son».
Solo unas pocas docenas de estos «vagabundos oscuros» han sido estudiadas en detalle mediante telescopios espaciales. Los astrónomos desean observar más ejemplares en su entorno natural, ya que gran parte de lo que sabemos sobre su composición, actividad tormentosa y evolución proviene de modelos teóricos.
Aquí es donde entra en juego SPHEREx, el telescopio espacial infrarrojo de la NASA lanzado en marzo de 2025 y gestionado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la agencia, en el sur de California.
Los autores del estudio analizaron las observaciones realizadas por SPHEREx de 37 enanas marrones cercanas que abarcan todo el rango de temperaturas propio de estos objetos: desde unos 2.200 °C (4.000 °F) hasta -20 °C (-10 °F). El telescopio mide su brillo en 102 colores distintos —desde el rojo más intenso visible para el ojo humano hasta el calor invisible de la luz infrarroja—, generando así un espectro. Estos espectros revelaron la existencia de atmósferas químicamente ricas que contienen agua, dióxido de carbono, monóxido de carbono y metano.
«Estamos observando las firmas de estas moléculas y cómo varían de un objeto a otro a lo largo de todo el rango de temperaturas», señaló J. Davy Kirkpatrick, coautor del estudio y científico del IPAC de Caltech. «Nuestro artículo se centró en apenas tres docenas de ellas, pero tenemos miles más en proceso de análisis. Tengo muchas ganas de ver qué límites impone el universo a la variedad de enanas marrones».
«Desde su órbita, SPHEREx capta longitudes de onda de luz que resultan prácticamente imposibles de observar con telescopios terrestres, ya que el agua de la atmósfera terrestre las absorbe», explicó Rustamkulov. «Estamos detectando la luz proveniente de las profundas nubes rojas de las enanas marrones repartidas por todo el cielo».
El punto ideal
La detección de enanas marrones constituye una especie de proyecto secundario para SPHEREx. Este telescopio espacial captura unas 3.600 imágenes únicas al día para integrarlas en mapas de todo el cielo. Conocer la distribución de cientos de millones de galaxias a lo largo del cosmos ayudará a los científicos a reconstruir los sucesos ocurridos en la primera milmillonésima de billonésima de billonésima de segundo tras el Big Bang. Mientras explora el cielo, el telescopio también busca los ingredientes químicos de la vida y detecta hielo interestelar que algún día podría sembrar océanos en mundos lejanos.
Durante años, otros observatorios —incluidos el telescopio espacial James Webb de la NASA y el ya retirado telescopio espacial Spitzer— han detectado enanas marrones. Sin embargo, gracias a su cobertura espectral, SPHEREx está obteniendo imágenes de miles de ellas por primera vez en una región fructífera del espectro electromagnético que abarca las longitudes de onda de la luz roja intensa y el infrarrojo.
A esas longitudes de onda, las moléculas generan patrones de absorción característicos en la luz que se emite hacia el espacio. Dichos patrones cambian a medida que las enanas marrones envejecen y se enfrían. Algunas de las enanas marrones observadas por SPHEREx se encuentran en una etapa dinámica de su evolución en la que sus exóticas nubes se disipan, dando paso a atmósferas ricas en metano.
«Los modelos más avanzados captan la tendencia química general, pero tienen dificultades para ajustarse a los datos en lo que respecta a estas transiciones nubosas», señaló Rustamkulov. «No hay dos enanas marrones iguales; incluso a la misma temperatura, sus espectros presentan diferencias notables».
«Estos hallazgos nos instan a explorar aún más estos mundos oscuros», afirmó Kirkpatrick. «Esta travesía ha convertido a muchos de nosotros en meteorólogos accidentales. Sabemos lo difícil que resulta predecir el tiempo en nuestro propio planeta y somos conscientes de que explicar los fenómenos que observamos en estos objetos fríos y singulares supondrá un desafío igual de grande».
Más información sobre SPHEREx
La misión está gestionada por el JPL para la División de Astrofísica de la NASA, dentro de la Dirección de Misiones Científicas en Washington. El telescopio y la plataforma de la nave espacial fueron construidos por BAE Systems. El análisis científico de los datos de SPHEREx está a cargo de un equipo de científicos de 13 instituciones de Estados Unidos, Corea del Sur y Taiwán, liderado por Jamie Bock —investigador principal con sede en Caltech y nombramiento conjunto en el JPL— y por Olivier Doré, del JPL, quien actúa como científico del proyecto. Los datos se procesan y archivan en el IPAC, en Caltech (Pasadena). Caltech gestiona el JPL para la NASA. El conjunto de datos de SPHEREx está a libre disposición de los científicos y del público en general.
Traducción no oficial con fines divulgativos del artículo original en Inglés.
Créditos: NASA / JPL-Caltech