Una enana marrón es un cuerpo subestelar con una masa entre la del Sol y la del planeta Júpiter. No es una estrella porque no hay reacciones termonucleares en su núcleo. Igual que ocurre con el planeta Júpiter, se puede medir el viento en su atmósfera comparado las imágenes en el infrarrojo con las emisiones de radio de su magnetosfera (que está conectada al interior del planeta). Se publica en Science la primera medida de la velocidad del «viento en la atmósfera» de una enana marrón, 2MASS J10475385+2124234. Se ha observado que rota en dirección hacia al este 650 ± 310 m/s más rápido en las imágenes infrarrojas que en las observaciones con ondas de radio. Un resultado que augura futuras medidas en otras enanas marrones gracias al telescopio espacial James Webb.
El equipo de astrónomos liderado por Katelyn Allers (Univ. Bucknell, Lewisburg, Pensilvania) ha logrado algo que parece fácil, una vez hecho; pero, como siempre, alguien tiene que ser el primero en conseguirlo (por cierto, observaron dos enanas marrones, pero solo pudieron medir el viento en una de ellas). El periodo de rotación de 2MASS J1047+21 según la señal de radio está entre 1.751 y 1.765 horas, mientras que es de 1.741 ± 0.007 horas en el infrarrojo. Por cierto, esta enana marrón tiene una masa de entre 16 y 68 masas jovianas, un radio de unos 67 200 km, una temperatura superficial de 880 ± 76 K, y está situada a unos 34 años luz de la Tierra.
Para realizar la medida se ha observado la enana marrón con dos instrumentos. Por un lado, la cámara infrarroja IAC (Infarred Array Camera) del telescopio espacial Spitzer de la NASA, que observa a 4.5 μm (el 7 de abril de 2017 y el 15 de abril de 2018). Y por otro lado, el observatorio radioastronómico VLA Karl G. Janksy (Very Large Array) de la NSF, que observa en la banda 4–8 GHz (desde el 12 al 14 de octubre de 2018). La rotación diferencial se interpreta como señal del movimiento de la atmósfera porque la emisión infrarroja es debida a la atmósfera, pero la emisión de radio es causada por la magnetosfera en su interior (en concreto, la interacción de electrones con los campos magnéticos de la enana marrón, que alcanzan unos 5.6 kG).
El artículo es Katelyn. N. Allers, Johanna M. Vos, …, Peter. K. G. Williams, «A measurement of the wind speed on a brown dwarf,» Science 368: 169-172 (10 Apr 2020), doi: https://doi.org/10.1126/science.aaz2856. Más información divulgativa en Dave Finley, «Astronomers Measure Wind Speed on a Brown Dwarf,» NRAO, 09 Apr 2020, Phys.Org, 09 Apr 2020; Paul Gilster, «Measuring a Brown Dwarf’s Winds,» Centauri Dreams, 09 Apr 2020; entre otros.
Me quedé pensando en qué podría significar que la atmósfera rota en dirección hacia el este y se ocurrió lo siguiente: ¿Qué significa girar hacia el este? Supongo que, por convención, el norte de un cuerpo celeste es aquel sobre el cual su giro se ve positivo y, por tanto, el este es la dirección hacia donde rota el cuerpo. Así las cosas, que la atmósfera rota en dirección hacia el este debe significar que rota en la misma dirección que el cuerpo, pero a mayor velocidad. ¿Es esto correcto?
Jaime, vista desde la Tierra, imagina la enana marrón como una esfera; se llama norte a la parte de arriba de la imagen y este a la parte derecha de la imagen; así en la imagen que vemos en infrarrojo se observa un desplazamiento de izquierda a derecha, es decir, de oeste a este.
Pero si dependiese de las posiciones relativas… Imaginemos un cuerpo con un eje de rotación relativamente en el plano orbital (tenemos uno así en el sistema). Cuando esté a un lado de su órbita, tendríamos que decir que rota de arriba abajo (o norte a sur, como sea). Y tras media órbita, que rota de abajo arriba. No me gusta. Por otro lado, la suposición de Jaime es incompleta, o por definición no podría haber cuerpos con rotación «contraria» (también tenemos uno así). Habría que definir, por ejemplo, que el arriba (norte) corresponde con el eje positivo de las rotaciones orbitales. Diantres, ¿y ahora, qué hacemos con el vecino anterior? Wikipedia solamente tiene definiciones para el sistema solar, y no me motivo a buscar más…
No creo que sea el caso
Bueno, por convención, todos los cuerpos que rotan lo hacen de oeste a este según su propio marco de referencia, es decir, su «norte» (polo positivo) siempre es «arriba».
Claro que luego hay que ver hacia dónde apunta ese «arriba» según nuestro marco de referencia, y para eso hay dos criterios, siendo el más general (o el menos antropocéntrico) la regla de la mano derecha (right-hand rule).
En la primera imagen de ese enlace puede verse que el «norte» de Venus está invertido (apunta hacia «abajo») respecto al norte del plano de la eclíptica, o lo que es igual, Venus rota en sentido retrógrado respecto al Sol y casi todos los demás planetas del sistema solar.
Pero eso no importa, lo importante es que la interpretación de Jaime Rudas es correcta: los vientos de esta enana marrón se mueven en el mismo sentido que la rotación de su magnetosfera (la rotación de la magnetosfera se asume equivalente a la rotación «como un sólido» del interior masivo de la enana marrón), pero a mayor velocidad, unos 650 m/s (2340 km/h) más rápido.
Saludos.
Francis, una minucia: falta el «2» delante de «MASS»…
https://en.wikipedia.org/wiki/2MASS
Muchísimas gracias, como siempre.
Un gran saludo.
Gracias, Pelau, por estar atento.