Astronomía sin telescopio: las enanas marrones también son magnéticas

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Siento cierta empatía por las enanas marrones. Quiero decir, OK, solo pueden (ahoga la risa) quemar deuterio, pero eso es alguna cosa¿no es así?

Se ha sugerido que una forma inteligente de encontrar más enanas marrones está en el espectro radioeléctrico. Una enana marrón con un fuerte campo magnético y un poco de viento estelar debería producir un ciclotrón de electrones máser. Hablando en términos generales (algo en lo que siempre puede confiar de este escritor), los electrones atrapados en un campo magnético se hacen girar enérgicamente en un círculo cerrado, estimulando la emisión de microondas en un plano particular desde las regiones polares de la estrella. Entonces obtienes un maser, esencialmente la versión de microondas de un láser, que sería visible en la Tierra, si estamos a la vista.

Si bien el efecto máser probablemente puede ser débilmente generado por enanas marrones aisladas, es más probable que detectemos una en asociación binaria con una estrella menos desafiada en masa que sea capaz de generar un viento estelar más vigoroso para interactuar con el campo magnético de la enana marrón.

Este efecto maser también se propone para ofrecer una forma inteligente de encontrar exoplanetas. Un exoplaneta podría eclipsar fácilmente a su estrella anfitriona en el espectro de radio si su campo magnético es lo suficientemente potente.

Hasta ahora, las búsquedas de emisiones de radio confirmadas de enanas marrones o cuerpos en órbita alrededor de otras estrellas no han tenido éxito, pero esto puede lograrse en el futuro cercano con la resolución cada vez mayor de la matriz europea de frecuencias bajas (LOFAR), que será la mejor. dicho instrumento hasta que se construya la matriz de kilómetros cuadrados (SKA), que no verá la primera luz antes de al menos 2017.

Pero incluso si todavía no podemos ver enanas marrones y exoplanetas en la radio, podemos comenzar a desarrollar perfiles de posibles candidatos. Christensen y otros han derivado una relación de escala magnética para objetos celestes a pequeña escala, que ofrece predicciones que encajan bien con las observaciones de los planetas del sistema solar y las estrellas de secuencia principal de baja masa en las clases espectrales K y M (recordando el mantra de la clase espectral Los viejos astrónomos del patio trasero se sienten bien conociendo la mnemotecnia).

Usando el modelo Christensen, se cree que las enanas marrones de unas 70 masas de Júpiter pueden tener campos magnéticos del orden de varios kilo-Gauss en sus primeros cien millones de años de vida, ya que queman deuterio y giran rápido. Sin embargo, a medida que envejecen, es probable que su campo magnético se debilite a medida que disminuye la quema de deuterio y la velocidad de rotación.

Las enanas marrones con una disminución de la quema de deuterio (debido a la edad o una masa inicial más pequeña) pueden tener campos magnéticos similares a los exoplanetas gigantes, desde 100 Gauss hasta 1 kilo-Gauss. Eso sí, eso es solo para exoplanetas jóvenes: los campos magnéticos de los exoplanetas también evolucionan con el tiempo, de modo que la intensidad de su campo magnético puede disminuir en un factor de diez en 10 mil millones de años.

En cualquier caso, Reiners y Christensen estiman que la luz de radio de los exoplanetas conocidos dentro de los 65 años luz emitirá a longitudes de onda que pueden atravesar la ionosfera de la Tierra, por lo que con el equipo terrestre adecuado (es decir, un LOFAR completo o un SKA) deberíamos estar capaz de comenzar a ver enanas marrones y exoplanetas en abundancia.

Otras lecturas: Reiners, A. y Christensen, U.R. (2010) Un escenario de evolución de campo magnético para enanas marrones y planetas gigantes.

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