El telescopio SPHEREx analizó observaciones de 37 enanas marrones cercanas y detectó atmósferas ricas en agua, dióxido de carbono, monóxido de carbono y metano. Su cobertura de las longitudes de onda rojas e infrarrojas permite estudiar miles de estos objetos que antes no habían sido examinados en detalle.
El telescopio espacial SPHEREx de la NASA reveló detalles químicos en las atmósferas de las enanas marrones, objetos cuyas características se sitúan entre las de las estrellas y los planetas gigantes. Los resultados, publicados en The Astrophysical Journal, mostraron la presencia de agua, dióxido de carbono, monóxido de carbono y metano en las atmósferas de estos objetos, con diferencias claras entre una enana marrón y otra.
Las enanas marrones se forman a partir del colapso de nubes de gas, como las estrellas, pero no tienen suficiente masa para mantener la fusión del hidrógeno en sus núcleos. Por ello, siguen siendo objetos cálidos y débilmente luminosos, que no necesariamente orbitan una estrella ni dependen de ella para obtener calor. Comparten algunas características con Júpiter y Saturno, pero se diferencian de la mayoría de los planetas en que son cuerpos que se desplazan libremente por el espacio.
Espectros que cubren un amplio rango térmico
Los investigadores analizaron datos de 37 enanas marrones cercanas que cubren un amplio rango de temperaturas, desde unos 2200 hasta menos 20 grados Celsius. SPHEREx mide el brillo de los objetos en 102 colores diferentes, que comienzan en el rojo profundo visible y se extienden hasta el infrarrojo invisible, lo que produce huellas espectrales que revelan las moléculas presentes en sus atmósferas.
Estas moléculas muestran patrones de absorción distintivos en la luz emitida hacia el espacio. Los patrones cambian a medida que la enana marrón envejece y su temperatura disminuye. El equipo también detectó objetos que atraviesan una etapa en la que sus nubes densas disminuyen, dejando al descubierto atmósferas más ricas en metano.
¿Qué aporta SPHEREx?
Solo un número limitado de enanas marrones se ha estudiado en detalle mediante telescopios espaciales. SPHEREx, que fue lanzado en marzo de 2025, cuenta con una cobertura espectral que permite obtener imágenes de miles de ellas en rangos de luz roja profunda e infrarroja, rangos difíciles de observar desde la Tierra porque la atmósfera absorbe algunas de sus longitudes de onda.
Este trabajo constituye una misión secundaria dentro del estudio exhaustivo del cielo que lleva a cabo el telescopio. SPHEREx captura unas 3600 imágenes únicas al día para elaborar mapas del cielo, además de sus objetivos principales relacionados con la distribución de las galaxias, la historia del universo temprano y la búsqueda de los componentes químicos de la vida y del hielo interestelar.
Beneficios y límites científicos
Los resultados muestran que los modelos actuales logran representar las tendencias químicas generales, pero todavía tienen dificultades para reproducir los datos durante las etapas de transición de las nubes. La diferencia entre los espectros de objetos con temperaturas similares indica que la comprensión del clima y la evolución química de las enanas marrones aún es incompleta.
El análisis de las primeras decenas representa el comienzo de un programa más amplio, ya que los científicos trabajan en el estudio de miles de objetos adicionales. Los datos de SPHEREx están disponibles gratuitamente para los científicos y el público, lo que amplía la base de investigaciones posibles sobre las atmósferas exóticas de objetos similares a los planetas gigantes, pero que no están vinculados a una estrella anfitriona.