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Gemini North e IRTF confirman el descubrimiento de LOFAR
Por primera vez, los astrónomos han utilizado observaciones del radiotelescopio LOFAR, el NASA IRTF, operado por la Universidad de Hawai’i, y el Observatorio internacional Gemini, un programa del NOIRLab de NSF, para descubrir y caracterizar una enana marrón fría. El objeto, designado BDR J1750 + 3809, es el primer objeto subestelar descubierto mediante observaciones de radio; hasta ahora, se han descubierto enanas marrones en grandes estudios infrarrojos y ópticos. Descubrir directamente estos objetos con radiotelescopios sensibles como LOFAR es un avance significativo porque demuestra que los astrónomos pueden detectar objetos que son demasiado fríos y débiles para ser encontrados en estudios infrarrojos existentes, tal vez incluso grandes exoplanetas que flotan libremente.
«En este descubrimiento, Géminis fue particularmente importante porque identificó el objeto como una enana marrón y también nos dio una indicación de la temperatura del objeto», explicó el autor principal Harish Vedantham de ASTRON, el Instituto Holandés de Radioastronomía. “Las observaciones de Géminis nos dijeron que el objeto estaba lo suficientemente frío como para que se formara metano en su atmósfera, lo que nos muestra que el objeto es un primo cercano de los planetas del Sistema Solar como Júpiter. »
Las enanas marrones son objetos subestelares que se ubican a ambos lados del límite entre los planetas más grandes y las estrellas más pequeñas.[1] Ocasionalmente apodadas como estrellas fallidas, las enanas marrones carecen de la masa para desencadenar la fusión de hidrógeno en sus núcleos, y en cambio brillan en longitudes de onda infrarrojas con el calor sobrante de su formación. Si bien carecen de las reacciones de fusión que mantienen a nuestro Sol brillando, las enanas marrones pueden emitir luz en longitudes de onda de radio. El proceso subyacente que alimenta esta emisión de radio es familiar, ya que ocurre en el planeta más grande del Sistema Solar. El poderoso campo magnético de Júpiter acelera las partículas cargadas, como los electrones, que a su vez producen radiación, en este caso, ondas de radio.[3] y auroras.El hecho de que las enanas marrones sean emisoras de radio permitió la colaboración internacional de los astrónomos detrás de este resultado para desarrollar una nueva estrategia de observación. Las emisiones de radio se han detectado anteriormente solo en un puñado de enanas marrones frías, y se han conocido y catalogado mediante estudios infrarrojos antes de ser observadas con radiotelescopios. El equipo decidió cambiar esta estrategia, utilizando un radiotelescopio sensible para descubrir fuentes frías y débiles y luego realizar observaciones infrarrojas de seguimiento con un telescopio grande como el telescopio Gemini North de 8 metros para clasificarlas.
“Nos preguntamos, ‘¿Por qué apuntar nuestro radiotelescopio a las enanas marrones catalogadas?’”, Dijo Vedantham. «Hagamos una imagen grande del cielo y descubramos estos objetos directamente en la radio».
Habiendo encontrado una variedad de firmas de radio reveladoras en sus observaciones, el equipo tuvo que distinguir las fuentes potencialmente interesantes de las galaxias de fondo. Para hacerlo, buscaron una forma especial de luz que estuviera polarizada circularmente.[3] – una característica de la luz de estrellas, planetas y enanas marrones, pero no de galaxias de fondo. Habiendo encontrado una fuente de radio polarizada circularmente, el equipo recurrió a telescopios como Gemini North y el IRTF de la NASA para proporcionar las medidas necesarias para identificar su descubrimiento.
Este video se enfoca en BDR J1750 + 3809, una enana marrón fría. Una colaboración entre el radiotelescopio LOw Frequency ARray (LOFAR) en Europa, el telescopio Gemini North y el InfraRed Telescope Facility (IRTF) de la NASA, ambos en Maunakea en Hawai’i, ha llevado al primer descubrimiento directo de una enana marrón fría. de su emisión de longitud de onda de radio. Crédito: Observatorio Internacional Gemini / NOIRLab / NSF / AURA / Lomberg J, S. Brunier / Digital Sky Survey 2.Gemini North está equipado con una variedad de instrumentos infrarrojos, uno de los cuales generalmente se mantiene listo para observar cuando surge una oportunidad astronómica interesante. En el caso del BDR J1750 + 3809, el generador de imágenes infrarrojo principal de Gemini, el generador de imágenes y espectrógrafo de infrarrojo cercano (NIRI), no estaba disponible, por lo que los astrónomos de Gemini dieron el paso inusual de usar la cámara de adquisición para el espectrógrafo de infrarrojo cercano de Gemini (GNIRS) en lugar. Gracias al cuidadoso trabajo y la previsión del personal de Gemini, esta cámara proporcionó imágenes profundas, nítidas y precisas en varias longitudes de onda infrarrojas.
“Estas observaciones realmente resaltan la versatilidad de Gemini y, en particular, la capacidad de imágenes de ‘ojo de cerradura’ poco utilizada del espectrógrafo GNIRS de Gemini”, comentó el astrónomo del Observatorio Gemini y la Universidad de Edimburgo Trent Dupuy, coautor del artículo de investigación. Las observaciones de Gemini North se obtuvieron a través del tiempo discrecional del director, que está reservado para programas que necesitan pequeñas cantidades de tiempo de observación con resultados potencialmente de alto impacto.
“Esta observación muestra tanto la flexibilidad como el poder de los Observatorios Gemini”, dijo Martin Still de la National Science Foundation (NSF). «Esta fue una oportunidad en la que el diseño y las operaciones de Gemini permitieron que una idea innovadora se convirtiera en un descubrimiento significativo».
Además de ser un resultado emocionante por derecho propio, el descubrimiento de BDR J1750 + 3809 podría proporcionar una visión tentadora de un futuro en el que los astrónomos puedan medir las propiedades de los campos magnéticos de los exoplanetas. Las enanas marrones frías son las cosas más cercanas a los exoplanetas que los astrónomos pueden detectar actualmente con radiotelescopios, y este descubrimiento podría usarse para probar teorías que predicen la fuerza del campo magnético de los exoplanetas. Los campos magnéticos son un factor importante para determinar las propiedades atmosféricas y la evolución a largo plazo de los exoplanetas.
«Nuestro objetivo final es comprender el magnetismo en los exoplanetas y cómo afecta su capacidad para albergar vida», concluyó Vedantham. «Debido a que los fenómenos magnéticos de las enanas marrones frías son tan similares a lo que se ve en los planetas del Sistema Solar, esperamos que nuestro trabajo proporcione datos vitales para probar modelos teóricos que predicen los campos magnéticos de los exoplanetas».
Notas
- La primera observación inequívoca de una enana marrón no se produjo hasta 1995, después de más de 30 años de predicciones teóricas. El nombre de estos objetos fue acuñado por la astrónoma estadounidense Jill Tarter en referencia a su color esperado.
- La radiación emitida por la aceleración de partículas cargadas en un campo magnético se conoce como radiación ciclotrónica. El nombre proviene del ciclotrón, un tipo temprano de acelerador de partículas.
- La luz polarizada circularmente también se utiliza para crear películas en 3D.
Más información
Esta investigación fue presentada en el artículo Descubrimiento directo por radio de una enana marrón fría Aparecer en Las cartas del diario astrofísico.
El equipo está compuesto por HK Vedantham (ASTRON y Universidad de Groningen), JR Callingham (Observatorio de Leiden y ASTRON), TW Shimwell (Observatorio ASTRON y Leiden), T.Dupuy (Universidad de Edimburgo y Observatorio Gemini / NOIRLab de NSF), William MJ Best (Universidad de Texas y astrónomo visitante en el IRTF de la NASA, Michael C. Liu (Universidad de Hawai’i y astrónomo visitante en el IRTF de la NASA), Zhoujian Zhang (Universidad de Hawai’i), K. De (Instituto de Tecnología de California) ), L. Lamy (LESIA, Observatoire de Paris), P. Zarka (LESIA, Observatoire de Paris), HJA Röttgering (Observatorio de Leiden) y A. Shulevski (Observatorio de Leiden).
El NOIRLab de NSF (Laboratorio Nacional de Investigación de Astronomía Óptica-Infrarroja), el centro de EE. UU. Para la astronomía óptica-infrarroja terrestre, opera el Observatorio internacional Gemini (una instalación de NSF, NRC – Canadá, ANID – Chile, MCTIC – Brasil, MINCyT – Argentina , y KASI – República de Corea), el Observatorio Nacional Kitt Peak (KPNO), el Observatorio Interamericano Cerro Tololo (CTIO), el Centro Comunitario de Ciencia y Datos (CSDC) y el Observatorio Vera C. Rubin. Es administrado por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA) en virtud de un acuerdo de cooperación con NSF y tiene su sede en Tucson, Arizona. La comunidad astronómica tiene el honor de tener la oportunidad de realizar investigaciones astronómicas en Iolkam Du’ag (Kitt Peak) en Arizona, en Maunakea en Hawai? I, y en Cerro Tololo y Cerro Pachón en Chile. Reconocemos y reconocemos el papel cultural muy importante y la reverencia que estos sitios tienen para la Nación Tohono O’odham, la comunidad nativa de Hawai y las comunidades locales en Chile, respectivamente.