Novos conhecimentos sobre a formação das anãs castanhas

 Nesta região do céu, a equipe da Universidade de Munique descobriu metano deuterado numa proto-anã castanha. Crédito: ESO 

As anãs castanhas são corpos celestes estranhos, ocupando uma espécie de posição intermédia entre as estrelas e os planetas. Os astrofísicos por vezes chamam-lhes "estrelas falhadas" porque não têm massa suficiente para queimar hidrogénio nos seus núcleos e assim brilhar como estrelas. Debate-se constantemente se a formação das anãs castanhas é simplesmente uma versão em escala reduzida da formação de estrelas semelhantes ao Sol.

Os astrofísicos concentram-se nas anãs castanhas mais jovens, também chamadas proto-anãs castanhas. Têm apenas alguns milhares de anos e ainda se encontram nas fases iniciais de formação. Querem saber se o gás e a poeira destas proto-anãs castanhas se assemelham à composição das protoestrelas semelhantes ao Sol mais jovens. 

O foco de interesse é o metano, uma molécula simples e muito estável que, uma vez formada, só pode ser destruída por processos físicos altamente energéticos. Tem sido encontrado em vários exoplanetas. No passado, o metano desempenhou um papel fundamental para identificar e estudar as propriedades das anãs castanhas mais antigas da nossa Galáxia, que têm várias centenas a milhares de milhões de anos. 

Agora, pela primeira vez, uma equipa liderada por Basmah Riaz da Universidade de Munique detetou inequivocamente metano deuterado (CH3D) em três proto-anãs castanhas. É a primeira deteção clara de CH3D fora do Sistema Solar. Este é um resultado inesperado. 

As proto-anãs castanhas são objetos muito frios e densos. Isto torna-as difíceis de estudar em busca de assinaturas de metano no infravermelho próximo. Em contraste, podem ser facilmente observadas nos comprimentos de onda milimétricos. Ao contrário do metano que não tem assinatura espectral no domínio do rádio devido à sua simetria, o metano deuterado (CH3D) pode ser observado em comprimentos de onda milimétricos. 

A primeira deteção de CH3D foi ainda mais espantosa porque, de acordo com as teorias de formação das anãs castanhas, as proto-anãs castanhas são mais frias (cerca de 10 Kelvin ou menos) e mais densas do que as protoestrelas. Com base na teoria química, o CH3D é formado preferencialmente quando o gás é mais quente, a temperaturas de cerca de 20 a 30 Kelvin. "As medições implicam que pelo menos uma fração significativa do gás numa proto-anã castanha tem mais do que 10 Kelvin, caso contrário o CH3D não deveria estar sequer lá," diz Basmah Riaz. A abundância de CH3D fornece aos cientistas uma estimativa da abundância de metano. 

É também inesperado que, embora só haja uma protoestrela semelhante ao Sol conhecida até à data onde o CH3D foi detetado provisoriamente, a equipa da Universidade de Munique detetou firmemente CH3D em três proto-anãs castanhas. Isto significa que as proto-anãs castanhas exibem uma química orgânica quente e rica, e estes objetos astrofísicos compactos e frios podem não ser simplesmente uma réplica à escala reduzida das protoestrelas. 

"O metano nas proto-anãs castanhas pode ou não sobreviver ou reter uma abundância tão elevada nas anãs castanhas mais antigas," diz o coautor Wing-Fai Thi do Instituto Max Planck para Astrofísica Extraterrestre. Uma vez que um ambiente quente é favorável à formação de moléculas mais complexas, as proto-anãs castanhas são objetos intrigantes onde, no futuro, procurar estas moléculas.

Fonte: Astronomia OnLine