A unos 1.350 años luz de la Tierra se encuentra una estrella llamada TOI-2155. La estrella es un poco más grande, más pesada y más caliente que el Sol, por lo que no es particularmente inusual en sí misma. Lo que realmente destaca es un objeto más pequeño que lo orbita, TOI-2155b; su existencia sólo puede inferirse observando cambios sutiles en la luz de la estrella cuando pasa frente a su estrella madre.
¿Qué es exactamente TOI‑2155b? ¿Es una "mini estrella", un planeta gigante o algo especial en el medio? Como se describe en un artículo reciente publicado en The Astronomical Journal, los investigadores aún no están seguros de si TOI-2155b es lo suficientemente buena como para ser llamada estrella, pero lo que está claro es que parece estar en una frontera muy fascinante: entre las "estrellas reales" que pueden encender y sostener la fusión de hidrógeno y brillar en el universo, y esas enanas marrones que no logran encender una fusión sostenida de hidrógeno y se llaman "estrellas fallidas".
Cómo "fallan" las estrellas
Las estrellas se originan a partir de enormes nubes de gas en el espacio. Entonces, ¿qué tamaño y peso debe tener una nube de gas para convertirse finalmente en una estrella? Parece una pregunta sencilla, pero ha provocado debate en la comunidad astronómica durante décadas.
Esto se debe a que, dentro de una estrella, sólo cuando la presión causada por la gravedad es lo suficientemente grande como para permitir que los átomos de hidrógeno se fusionen continuamente en átomos de helio, la estrella puede producir continuamente calor y luz intensos, que es también la característica más importante de las estrellas. Si la masa de un cuerpo celeste no es lo suficientemente grande, la presión interna no es suficiente para sostener este tipo de fusión durante mucho tiempo, o la fusión del hidrógeno no puede "comenzar" realmente por otras razones, entonces esta masa de gas se convertirá en una "estrella fallida", es decir, una enana marrón. Estos objetos estarán relativamente calientes en sus primeras etapas de vida, pero debido a la falta de fusión sostenida del hidrógeno, la radiación se debilitará gradualmente y la temperatura de la superficie descenderá lentamente, dejando sólo una débil radiación infrarroja.
Para determinar qué nubes de gas se convertirán en estrellas reales y cuáles permanecerán en la etapa de enana marrón, los astrofísicos deben buscar muestras de la "zona de transición": las enanas marrones más pesadas y las estrellas más ligeras. TOI-2155b es un ejemplo clave de esto, con una masa de aproximadamente 80,6 veces la de Júpiter, casi en el límite teóricamente crítico.
Los límites de la calidad no son “absolutamente limpios”
El equipo de investigación científica combinó datos de observación del TESS (satélite de estudio de exoplanetas en tránsito) de la NASA y observaciones de múltiples telescopios terrestres de todo el mundo para medir con precisión el volumen y la masa de TOI-2155b. Los resultados mostraron que el objeto tenía casi el mismo tamaño que Júpiter pero unas 80 veces más masivo.
Intuitivamente, uno podría esperar que exista un "umbral de masa" muy claro. Una vez superado este valor, un cuerpo celeste se "transformará" de planeta o enana marrón a estrella. Sin embargo, como muchos límites en la naturaleza, la realidad no tiene una línea divisoria clara. La teoría tradicional había situado el límite de masa entre planetas, enanas marrones y estrellas entre 75 y 80 veces la masa de Júpiter. Sin embargo, los últimos modelos teóricos muestran que esta transformación no sólo está determinada por la calidad como factor único, sino que también se ve afectada por muchos otros parámetros.
Las investigaciones muestran que la edad de un cuerpo celeste, su composición química e incluso las propiedades de su atmósfera afectan su capacidad para iniciar y mantener la fusión de hidrógeno. Por eso los astrónomos todavía no están de acuerdo sobre dónde debería trazarse exactamente el límite de masa entre las enanas marrones y las estrellas. En este contexto, TOI-2155b, que se encuentra en la región crítica, es particularmente importante y brinda una valiosa oportunidad para probar las "diferencias matizadas" entre la teoría y la observación.
"Objeto de transición" extremadamente raro
Según las observaciones actuales, TOI-2155b puede ser una de las enanas marrones más masivas jamás descubiertas, o puede ser una de las menos masivas. El número de objetos conocidos dentro de esta estrecha región de transición de masa es muy limitado, lo que convierte a TOI-2155b en un objeto extremadamente valioso para estudiar el límite entre las enanas marrones y las estrellas. En el desarrollo de la astronomía, muchos avances clave provienen de la investigación en profundidad de los objetos celestes más raros y especiales, y se espera que TOI-2155b se convierta en una de esas "muestras".
Por supuesto, ningún objeto por sí solo puede dar la respuesta definitiva a la frontera entre las enanas marrones y las estrellas. Sólo después de que en el futuro se descubran más cuerpos celestes con masas similares ubicados en la zona de transición y se realicen mediciones de alta precisión y observaciones de seguimiento a largo plazo, los científicos podrán optimizar aún más los modelos teóricos existentes. Para entonces, podremos delinear más claramente las condiciones bajo las cuales las estrellas se encienden y continúan ardiendo durante miles de millones de años, y podremos comprender mejor cómo estos "motores estelares" dieron forma al universo hasta convertirlo en lo que es hoy.