As anãs marrons mais frias já descobertas

NASA/JPL (localização das anãs marrons frias descobertas)
 
Em 2011, os astrônomos na caça pelos corpos celestes parecidos com estrelas mais frios que existem descobriram uma nova classe desses objetos usando o telescópio espacial Wide-field Infrared Survey Explorer, ou WISE da NASA. Mas até agora ninguém sabia exatamente quão fria as superfícies dos corpos realmente eram. De fato, algumas evidências sugerem que elas tenham a temperatura de uma sala. Um novo estudo usando o Telescópio Espacial Spitzer da NASA mostra que enquanto essas anãs marrons são de fato os corpos celestes livres mais frios conhecidos, eles são mais quentes do que se pensava anteriormente, com temperaturas superficiais variando de 250 a 350 graus Fahrenheit, ou 125 a 175 graus Celsius. Por comparação, o Sol tem uma temperatura superficial da ordem de 10340 graus Fahrenheit, ou 5730 graus Celsius.
 
Para alcançar essas temperaturas superficiais depois de esfriarem por bilhões de anos, esses objetos teriam massas de somente 5 a 20 vezes a massa do planeta Júpiter. Diferente do Sol, a única fonte de energia dessas anãs marrons mais frias, vem da sua contração gravitacional, que depende diretamente de sua massa. O Sol tem sua energia produzida pela conversão de hidrogênio em hélio, essas anãs marrons não têm calor suficiente para que esse tipo de reação nuclear ocorra.
 
As descobertas ajudam os pesquisadores a entenderem como os planetas e as estrelas se formam. “Se um desses objetos fosse encontrado orbitando uma estrela, existiria uma boa chance dele ser chamado de planeta”, disse Trent Dupuy, um Hubble Felow no Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics e coautor do estudo que apareceu na edição online de 5 de Setembro de 2013 da revista Science Express, e que pode ser lido na íntegra no final desse post. Mas pelo fato deles provavelmente se formarem por si só e não num disco de formação de planetas orbitando uma estrela mais massiva, os astrônomos ainda chamam esses objetos de anãs marrons mesmo se suas massas sejam de tamanho planetário.
 
Caracterizar essas frias anãs marrons é desafiante, pois elas emitem a maior parte da sua luz no comprimento de onda do infravermelho e são muito apagadas devido ao seu pequeno tamanho e a sua baixa temperatura. Para registrar as temperaturas com precisão, os astrônomos precisam saber as distâncias até esses objetos. “Nós queremos descobrir se eles foram mais frios, mais apagados e mais próximos, ou se eles eram mais quentes, mais brilhantes e mais distantes”, explica Dupuy. Usando o Spitzer, a equipe determinou que as anãs marrons em questão estão localizadas a distâncias entre 20 a 50 anos-luz.
 
Para determinar as distâncias até esses objetos, a equipe mediu suas paralaxes – a mudança aparente na posição contra um fundo de estrelas com o passar do tempo. À medida que o Spitzer orbita o Sol, sua perspectiva muda e os objetos próximos parecem ficar indo e vindo. O mesmo efeito ocorresse você fechar um olho e estender a mão para observar o seu dedo, você verá que alterando o olho o dedo parece mudar de posição, quando observado contra um fundo distante. Mas até mesmo para essas anãs marrons relativamente próximas, o movimento de paralaxe é pequeno. “Para ser capaz de determinar as distâncias com precisão, nossas medidas precisam ter a mesma precisão, ou como saber a posição de um inseto de 2.5 centímetros a 320 quilômetros de distância”, explica Adam Kraus, professor na Universidade do Texas em Austin e outro coautor do estudo.
 
Os novos dados também apresentam um novo desafio aos astrônomos que estudam as atmosferas de objetos frios parecidos com planetas. Diferente das anãs marrons mais quentes e das estrelas, as propriedades observadas desses objetos não parece se correlacionar fortemente com a temperatura. Isso sugere estender a regra para outros fatores, como a mistura convectiva, como o carregador da química até a superfície.
 
Esse estudo examinou amostras iniciais das anãs marrons mais frias descobertas nos dados de pesquisa do WISE. Objetos adicionais descobertos nos últimos dois anos ainda devem ser estudados, e os cientistas esperam que eles iluminem essas questões ainda permanentes. O Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, em Pasadena, na Califórnia, gerencia a missão do Telescópio Espacial Spitzer para o Science Mission Directorate da NASA em Washington. As operações de ciência são conduzidas no Spitzer Science Center no Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena. Os dados são arquivados no Infrared Science Archive localizado no Infrared Processing and Analysis Center no Caltech. O Caltech gerencia o JPL para a NASA.

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