miniaturadeimagen| Imágenes del JWST con interpretaciones controvertidas. Los objetos binarios de masa de Júpiter (JuMBOs, por sus siglas en inglés) constituyen una clase hipotética de cuerpos celestes, entendidos como pares de objetos de masa planetaria que giran en torno a un centro de masa compartido. Al reanalizar afirmaciones tempranas y no publicadas sobre su hallazgo —basadas en observaciones del cúmulo de la Nebulosa de Orión captadas por el telescopio espacial James Webb—, se identificaron fuentes de fondo o estrellas enanas marrones, sin que se confirmara ningún objeto JuMBO propiamente dicho. miniaturadeimagen| Estudio completo de la nebulosa de Orión interior y del cúmulo del Trapecio realizado con el instrumento NIRCam del telescopio espacial James Webb (JWST).Los JuMBO se detectaron utilizando datos del estudio de la Nebulosa de Orión realizado por el Telescopio Espacial James Webb (JWST) a finales de 2022. Utilizando la cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) del telescopio espacial James Webb (JWST), los astrónomos Samuel Pearson y Mark McCaughrean observaron una región de 1,2 × 0,8 pársecs de la nebulosa interior y el cúmulo del Trapecio durante aproximadamente 35 horas. El estudio empleó doce filtros infrarrojos diferentes, elegidos específicamente para detectar características de absorción molecular propias de objetos de muy baja masa.  miniaturadeimagen| Una comparación de tamaños entre el Sol, una estrella de baja masa, una enana marrón, Júpiter y la Tierra . Los objetos de masa planetaria se identificaron buscando patrones distintivos de absorción de agua y metano en sus atmósferas. Estas firmas moleculares aparecen como disminuciones de brillo en longitudes de onda específicas, lo que permite a los investigadores distinguir los objetos de masa planetaria genuinos de las estrellas de fondo que podrían parecer igualmente débiles debido a la extinción por polvo. Este método demostró ser particularmente eficaz para encontrar objetos con temperaturas entre 890 y 2520 Kelvin. 

De los 540 objetos de masa planetaria detectados en el estudio, 40 forman sistemas binarios y 2 constituyen tripletes. La masa de cada componente oscila entre 0,7 y 13 masas de Júpiter (MJ), lo que los ubica dentro del régimen de masas planetarias, con separaciones entre pares que van de 28 a 384 unidades astronómicas. El hallazgo resultó sorprendente, ya que en las poblaciones de estrellas y enanas marrones la fracción de objetos en sistemas binarios tiende a reducirse cuanto menor es la masa; sin embargo, aquí se observó justo lo contrario, con un 9% de sistemas binarios entre estos objetos de masa planetaria, lo que apunta a un mecanismo de formación distinto al conocido.

Se encontraron contrapartes radioeléctricas de JuMBO 24, que consta de dos objetos cada uno con 11,5 masas de Júpiter separadas por 28 unidades astronómicas, en los archivos de observaciones del el Very Large Array Karl G. Jansky (VLA) del Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO) durante tres observaciones en 2012, 2018 y 2022. Sin embargo, se descubrió que JuMBO 24 era una estrella de fondo M5.5 con una masa de 0,1 a 0,15 M ☉ .

Los investigadores detectaron una emisión de radio constante tanto en las frecuencias de 6,1 como de 10,0 GHz, con una intensidad uniforme de aproximadamente 50 microJansky en escalas de tiempo tanto cortas como largas. La extensión espacial de la emisión de radio coincide con las observaciones infrarrojas del JWST, lo que indica que ambos componentes del sistema binario están produciendo ondas de radio. El objeto muestra un movimiento propio mínimo, lo que sugiere que no se está moviendo rápidamente en relación con el cúmulo de Orión. Aunque el mecanismo exacto que produce la emisión de radio sigue sin estar claro, su naturaleza constante apunta a la radiación de electrones en cinturones alrededor de los objetos, similar a lo que ocurre en las estrellas enanas ultrafrías, pero con intensidades mucho mayores de lo esperado. El equipo no pudo detectar ninguna polarización circular en las ondas de radio, y las búsquedas de emisión de otros JuMBO en el cúmulo no tuvieron éxito.

Resultados contradictorios y candidatos rechazados El astrónomo Kevin Luhman reanalizó los datos de NIRCam y descubrió que la mayoría de los JuMBO no aparecían en su muestra de objetos subestelares. Además, el color era consistente con fuentes de fondo enrojecidas o fuentes con baja relación señal-ruido. Considera que solo JuMBO 29 es un buen candidato para un sistema binario de masa planetaria. En un trabajo anterior se determinó que JuMBO 24 tenía un tipo espectral M5.5. Aunque tenue, podría tratarse de una estrella de fondo o de un miembro del cúmulo que se observa en luz dispersa. Además, hay 26 componentes de los pares JuMBO que son demasiado débiles para una fotometría útil. Otro trabajo de Luhman utilizó espectroscopia NIRSpec, demostrando que para 7 JuMBO (números 3, 5, 6, 10, 11, 14 y 18) al menos un componente es una fuente de fondo. Esto respalda el resultado anterior de que la mayoría de los JuMBO no son binarios de masa planetaria.

Otro estudio teórico presentó que la mayoría de los JuMBO no sobrevivirían a las interacciones dinámicas de un entorno de formación estelar denso, por lo que o bien se formaron muchos más antes, o su asociación como objetos binarios ligados gravitacionalmente es incorrecta.

Teorías de la formación miniaturadeimagen| JuMBO 29, un posible sistema binario de 12,5+3 M, separado por 135 UA. El descubrimiento de 42 sistemas JuMBO entre 540 de masa de Júpiter fue inesperado, ya que su fracción binaria del 9% supera la de las enanas marrones ligeramente más masivas. Sus amplias separaciones también difieren notablemente de las binarias de enanas marrones típicas, que tienen separaciones mucho más cercanas, alrededor de 4 unidades astronómicas.

Las teorías actuales sobre su formación sugieren que los JuMBO pueden formarse cuando la radiación de estrellas masivas erosiona los núcleos preestelares fragmentados a través de un proceso llamado fotoerosión . En este escenario, la radiación del continuo de Lyman procedente de estrellas masivas impulsa un frente de choque de ionización hacia un núcleo preestelar que ya estaba comenzando a fragmentarse en un sistema binario. Este proceso comprime simultáneamente las capas internas a la vez que evapora las capas externas, lo que da como resultado un sistema binario de masa muy baja. El proceso parece ser más efectivo dentro de las regiones HII creadas por estrellas masivas, aunque muchos JuMBO observados se encuentran fuera de estas regiones en el cúmulo de la Nebulosa de Orión. Esta distribución sugiere que los objetos pueden haber migrado desde sus lugares de formación a través de interacciones dinámicas a lo largo del tiempo.

Un extenso estudio argumentó que los JuMBO se formaron in situ, como las estrellas. Mediante simulaciones de N cuerpos de diferentes escenarios de formación, el estudio descubrió que lo más probable es que los JuMBO se formen directamente junto a las estrellas del cúmulo, en lugar de a través de la eyección de sistemas planetarios o eventos de captura. Los otros mecanismos propuestos —expulsión de pares de planetas de las estrellas, expulsión de sistemas planeta-luna o captura de planetas errantes— no lograron producir suficientes sistemas binarios o requirieron condiciones iniciales poco realistas.

El modelo más exitoso muestra que los JuMBO se forman mejor aproximadamente 0,2 millones de años después de las estrellas, cuando el entorno del cúmulo se ha estabilizado parcialmente. Esta sincronización permite que sobrevivan suficientes JuMBO como para igualar la fracción binaria observada del 8%. El modelo también predice correctamente las separaciones orbitales observadas de 25 a 380 unidades astronómicas y las distribuciones de masa. La falta de JuMBO en cúmulos estelares más antiguos como Upper Scorpius se explica por su destrucción gradual a través de interacciones gravitacionales con el tiempo, y las simulaciones predicen que solo alrededor del 2% de los pares originales sobreviven después de 10 millones de años.

Otro estudio muestra que en simulaciones los JuMBO "podrían surgir de la eyección de dos planetas gigantes después de un encuentro cercano con una estrella que pasa cerca, si los dos planetas están casi alineados en el punto de máxima aproximación". Sin embargo, este trabajo fue cuestionado. Según el modelo informático de Zwart y Hochart (2025), el modelo se extrapola incorrectamente a los JuMBO, y por lo tanto los objetos vistos por el JWST requieren otra teoría.

Significado El New York Times se refirió a los JuMBO calificándolos de "enigmas imposibles que vienen en pares". Por su parte, el astrónomo Samuel Pearson, de la ESA, señaló que este tipo de objetos "no deberían existir", pues su presencia pone en duda lo que hasta ahora se daba por sentado sobre la formación de planetas y estrellas.

Referencias

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