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Enano T

Un objeto con el tipo espectral T (también llamado enana T o enana marrón de metano ) [ 1 ] es una enana marrón [ 2 ] o un objeto joven de masa planetaria que flota libremente ....

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Un objeto con el tipo espectral T (también llamado enana T o enana marrón de metano ) [ 1 ] es una enana marrón [ 2 ] o un objeto joven de masa planetaria que flota libremente . [ 3 ] Un exoplaneta joven, cuya imagen se observa directamente, también puede ser una enana T. [ 4 ] Las enanas T son más frías que las enanas L , [ 1 ] pero más cálidas que las enanas Y. [ 5 ]

Prototipo Gliese 229B

Imagen del Hubble de Gliese 229B

La primera enana T descubierta fue Gliese 229B, descubierta en 1995. [ 6 ] Este objeto tenía una temperatura inferior a 1000 K y mostró metano (CH 4 ), vapor de agua (H 2 O) y monóxido de carbono (CO) en su espectro. En la atmósfera superior, el CO se convierte en CH 4 y H 2 O, mientras que ocurre lo contrario en la atmósfera inferior, más caliente. [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] También mostró absorción debida al cesio (Cs), pero faltaban las características de absorción que se encuentran comúnmente en las enanas M ( CaH , FeH , TiO , y VO ). [ 10 ] El amoníaco (NH 3 ) se incluyó en el análisis del espectro. [ 11 ] También se detectaron sodio (Na) y potasio (K) en esta enana T. [ 12 ] Trabajos posteriores encontraron una masa dinámica de 70 ± 5 M J para Gliese 229B, que es mucho mayor de lo que sugerirían los modelos de enfriamiento. [ 2 ] El tipo espectral es algo ambiguo. Esto se debe a que muestra una fuerte absorción de CH 4 en 1,3 y 1,6 μm, indicativa de un tipo T7, pero características más débiles de CH 4 y H 2 O en 1,1, 1,4, 1,9 y 2,2 μm, indicativas de un tipo T5-T6. [ 13 ] También se sospecha que Gliese 229B es un sistema binario, lo que podría explicar su alta masa y su espectro inusual. [ 14 ] La binariedad fue confirmada en 2024 con instrumentos del Very Large Telescope , que resolvieron el par y limitaron su órbita a un semieje mayor ajustado de aproximadamente 16 distancias Tierra-Luna y un período orbital de aproximadamente 12,1 días. Gliese 229Ba tiene una masa de aproximadamente 38 M J y Gliese 229Bb tiene una masa de aproximadamente 34 M J. [ 15 ]

Tipo espectral T

Espectros de enanas T de fase media a tardía, que muestran absorción debida al metano, vapor de agua, hidrógeno CIA y potasio.

El tipo espectral "T" se propuso por primera vez en 1999 con Gliese 229B como su único representante en ese momento. [ 1 ] Luego vino el descubrimiento de Gliese 570D , [ 16 ] SDSS 1624+00 (primera enana T de campo) [ 17 ] y SDSS 1346-00 (segunda enana T de campo). [ 18 ] Sin embargo, estas eran enanas T de fase media a tardía y las primeras enanas T tempranas ( SDSS 0837 , SDSS 1254 y SDSS 1021 ) se descubrieron en datos del Sloan Digital Sky Survey en 2000. Estos objetos muestran una absorción de CH 4 más débil que las enanas T descubiertas anteriormente. [ 19 ] CH 4 aparece primero en la banda K en las enanas L8 y las enanas L y T se distinguen por la aparición de CH 4 en la banda H para las enanas T. Las enanas T muestran una absorción creciente de H 2 O y CH 4 de T0 a T8. Las características neutras de Na y K se ensanchan en las enanas L y T y la característica de Na aumenta en profundidad para las enanas L/T con el aumento del tipo espectral. [ 20 ] Una de las enanas T más frías fue descubierta con UKIDSS , llamada UGPS 0722-05 . [ 21 ] [ 22 ] Los investigadores utilizaron WISE para descubrir enanas T tardías adicionales y los objetos de las enanas Y recién descubiertas. La transición entre enanas T e Y se define con la ayuda de UGPS 0722-05 como estándar T9 y WISE 1738+2732 como estándar Y0. Las enanas T tardías y las enanas Y tempranas muestran profundas características de absorción de H₂O y CH₄ y la transición entre enanas T e Y ocurre cerca de 500 K. [ 5 ] [ 23 ] Otra enana T importante es Luhman 16 B, que es la enana T más cercana. Tiene un tipo espectral de T0.5, cerca de la transición L/T. Muestra un indicio de FeH en el espectro, que se debilita en las enanas L tardías, pero se fortalece en las enanas T tempranas a medias debido a la disrupción de nubes. [ 24 ] [ 25 ] Las observaciones de enanas T en el infrarrojo cercano y medio con el JWST muestran claramente características de absorción adicionales debidas a NH 3 , CH 4 , H 2 O, CO y dióxido de carbono (CO2 ). [ 26 ] Las observaciones con Gemini mostraron la primera detección de sulfuro de hidrógeno (H 2 S) e hidrógeno molecular (H 2 ) en la enana T6 DENIS J081730.0−615520 . [ 27 ] Las moléculas de cianuro de hidrógeno (HCN) y acetileno (C 2 H 2 ) se encontraron en el sistema binario de enanas T WISE 0458+6434 en 2025 con JWST. [ 28 ]

Subenanas

Se conocen subenanas con un tipo espectral T, siendo 2MASSI J0937347+293142 la primera subenana de tipo T. Muestra colores azules en el infrarrojo cercano debido a la supresión del pico de 2,1 μm, probablemente causada por una absorción inducida por colisión (CIA) mejorada de hidrógeno (H 2 ). [ 29 ] [ 30 ] Las subenanas tienen una metalicidad baja y al principio solo se conocía una pequeña muestra con metalicidad moderadamente baja. En 2020 el proyecto de ciencia ciudadana backyard worlds descubrió las primeras subenanas extremas de tipo espectral T, llamadas WISEA 0414−5854 y WISEA 1810−1010 . Estos objetos tienen colores azules inusuales, indicativos de una menor absorción de CH 4 . [ 31 ] Las observaciones de seguimiento de WISEA 1810−1010 muestran que solo muestra absorción debido a H 2 O y H 2 en los espectros óptico e infrarrojo. CH 4 está completamente ausente, lo que se mantiene en contraste con la definición de enanas T como "enanas de metano" y WISEA 1810−1010 fue en cambio llamada una "enana de vapor de agua". [ 32 ] En 2024 Burgasser et al. introdujeron un sistema de clasificación para subenanas T, que permite la clasificación en subenanas suaves (d/sdT), subenanas (sdT) y subenanas extremas (esdT). La firma de una metalicidad baja son una fuerte absorción inducida por colisión (CIA) de moléculas de hidrógeno, características oscurecidas de metano y agua, y una débil absorción de potasio KI. Este trabajo también identificó tres enanas marrones que son miembros candidatos de corrientes estelares . Los trabajos futuros con JWST , Euclid , Rubin y Roman aumentarán la muestra de subenanas T a miles. [ 33 ] JWST ya ha descubierto las primeras subenanas T distantes como UNCOVER-BD-1 . [ 34 ]

enanas marrones

La mayoría de las enanas T son enanas marrones. Las enanas marrones tienen una masa menor que la masa mínima de combustión de hidrógeno (0,075 M ☉ o 78,5 M J ). [ 35 ] Actualmente hay 920 objetos en UltracoolSheet con un tipo espectral infrarrojo T. [ 36 ] La tabla de parámetros fundamentales ultrafríos enumera objetos con un tipo espectral infrarrojo T que tienen masas entre 2 y 58 M J . [ 37 ] [ 38 ] Se conocen enanas marrones adicionales de tipo T que orbitan estrellas o enanas blancas y la edad de la primaria puede ayudar a determinar la masa de las enanas T. [ 39 ] [ 40 ] [ 41 ] Una de las enanas T más antiguas conocidas es Wolf 1130 C, que tiene alrededor de 10 mil millones de años . [ 42 ]

Objetos de masa planetaria y exoplanetas

Uno de los primeros objetos que se determinó de manera concluyente como un objeto joven aislado de masa planetaria con tipo espectral T fue SDSS J1110+0116 (T5.5), que es un miembro del grupo móvil AB Doradus de 120 Myr de antigüedad . [ 43 ] Otro descubrimiento significativo es uno de los objetos de masa planetaria más cercanos, llamado SIMP J013656.5+093347 (T2.5, 12.7 ±1.0 M J ), que es parte del grupo móvil Carina-Near de 200 Myr de antigüedad . [ 3 ] Este objeto también es variable con un período de 2.4 horas, probablemente debido a nubes. [ 44 ] También muestra emisión de radio debido a auroras . [ 45 ] Se conocen otros candidatos a enanas T jóvenes de otras asociaciones estelares jóvenes y estos objetos muestran colores rojos en comparación con las enanas T de campo. [ 46 ] Los exoplanetas jóvenes observados directamente y los compañeros de masa planetaria a veces muestran un tipo espectral T, como 51 Eridani b (T4.5-T6). [ 4 ]

Nubes y variabilidad

Modelos de nubes en estrellas tempranas (SIMP J0136+09, 2MASS J2139+02 ) y una enana T de tipo tardío ( 2MASS J0050–3322 ).

Dos de las enanas marrones más variables son las enanas T Luhman 16B, que muestra una variación de hasta el 20% [ 47 ] y 2MASS J2139+02 , que varía con una amplitud de hasta el 26%. [ 48 ] Las enanas T, especialmente las jóvenes de tipo temprano, suelen ser variables. La variabilidad se ha relacionado con la presencia de nubes, pero se han propuesto otras explicaciones, como puntos calientes y auroras. [ 49 ] Se cree que estas enanas T tempranas tienen una capa de nubes de hierro y una capa de nubes de silicato irregular sobre ella. Se cree que las nubes de silicato se disipan cerca de la transición L/T, lo que da como resultado la capa de nubes de silicato irregular y la variabilidad de alta amplitud para las enanas L tardías y T tempranas. [ 50 ] La ruptura de las nubes hace que las capas más profundas sean accesibles para las observaciones. Estas capas más profundas son más cálidas y contienen FeH. Esto explica la reaparición y el fortalecimiento de FeH y el color azul en el infrarrojo cercano para las enanas T tempranas a medias. [ 25 ] Las enanas T tardías también deberían tener capas de nubes hechas de cromo , cloruro de potasio y diferentes sulfuros . Estas capas de nubes son delgadas y existen por encima de las nubes de silicatos. [ 50 ] Se sabe que algunas enanas T tardías son variables, como Ross 458C (T8), [ 51 ] WISE 0458+6434 (T8.5), [ 52 ] y 2MASS J09393548-2448279 (T8). [ 53 ]

Campo magnético y auroras

La primera enana T detectada en emisión de radio fue 2MASS J1047+21 (T6.5), que fue descubierta con el radiotelescopio de Arecibo . [ 54 ] Desde entonces, se descubrieron varias otras enanas T con emisión de radio, incluyendo el objeto de masa planetaria SIMP J013656.5+093347 (T2.5) [ 45 ] y el descubrimiento de la enana T BDR J1750+3809 con la ayuda de la emisión de radio. [ 55 ] La enana T más fría con una emisión de radio es WISEPA J062309.94-045624.6 (T8). [ 56 ] Se cree que la emisión de radio en las enanas T es generada por una aurora , similar a las enanas L tardías. Además, la emisión H-alfa a menudo está conectada con la emisión de radio en las enanas L4-T8 y se cree que proviene de auroras. [ 57 ] 2MASS 1237+6526 (T6.5) es una enana T inusualmente fuerte que emite H-alfa y que fue descubierta en 2000. [ 58 ] Se teorizó que la emisión de H-alfa, la emisión UV y la emisión de radio provienen de un compañero frío (1-2,8 R 🜨 ; <500 K) o de una aurora. [ 59 ]

Binarios

Los sistemas binarios de enanas T tardías son menos comunes que los de tipo L. Solo el 8±6% de los sistemas con una primaria T5–Y0 son binarios y estos sistemas suelen tener una separación de unas pocas unidades astronómicas (UA). [ 60 ] Un sistema binario de enanas T bien conocido es Epsilon Indi B. [ 61 ] Este sistema binario consta de una enana T1 y una enana T6 que orbitan una alrededor de la otra con una separación de 2,65 UA. [ 62 ] También existen sistemas triples de enanas T, siendo 2M0838+15 el primer sistema triple de enanas T completamente resuelto que se descubrió. [ 63 ]

Véase también

Referencias

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