‘Temos visto este tipo de fenómeno em planetas com uma estrela próxima que pode aquecer a estratosfera, mas vê-lo num objeto sem nenhuma fonte externa de calor óbvia é uma loucura.’
Usando o Telescópio Espacial James Webb, os astrônomos avistaram uma “estrela fracassada” ou anã marrom que mostra sinais de possuir uma aurora.
As auroras são mais conhecidas como luzes do norte e do sul, que são causadas por partículas carregadas do sol que atingem moléculas na atmosfera da Terra. Geralmente são vistos apenas em altas latitudes, porque a magnetosfera do nosso planeta canaliza essas partículas em direção aos pólos.
Auroras foram observadas em torno de outros planetas do nosso sistema solar, como Júpiter e Saturno, e até mesmo em luas ativas como Io de Júpiter e Encélado de Saturno. Todos esses shows de luzes são provavelmente causados pelo bombardeio de partículas solares carregadas.
Portanto, a aparente aurora recém-descoberta em torno da anã marrom, designada W1935 e localizada a mais de 40 anos-luz da Terra, é misteriosa; não há estrelas próximas a ele que possam fornecer as partículas carregadas para ativá-lo.
As anãs marrons são maiores que os planetas gigantes gasosos e menores que as estrelas, mas se formam como as estrelas, a partir de uma nuvem de gás e poeira em colapso. Isso significa que a maioria das anãs marrons estão frequentemente isoladas das estrelas, assim como W1935.
Elas recebem o apelido um tanto injusto de “estrelas fracassadas”, porque não têm massa suficiente para desencadear a fusão nuclear do hidrogênio em hélio em seus corações, o processo que alimenta as estrelas, pelo menos durante sua vida na sequência principal.
A potencial aurora sobre W1935 foi indicada por emissões infravermelhas de metano, detectadas pelo James Webb. Quando emissões de metano como esta são observadas sobre Júpiter e Saturno, são o resultado do aquecimento das atmosferas à medida que partículas carregadas descem pelas linhas do campo magnético e atingem as partículas atmosféricas, criando também auroras. Portanto, a equipe de estudo pensa que o mesmo se aplica a esta anã castanha isolada.
Com a falta de vento solar externo para causar a provável aurora da anã castanha, a equipe acredita que pode haver algum processo interno a ocorrer dentro da anã castanha, fornecendo energia à sua atmosfera. Alternativamente, o plasma interestelar pode estar atingindo W1935, ou a anã marrom pode não estar totalmente isolada e pode estar recebendo um influxo de partículas de uma lua ativa próxima.
Telescópio Espacial James Webb brinca de detectar a diferença com 2 anãs marrons
A equipe de cientistas, liderada pelo astrônomo do Museu Americano de História Natural, Jackie Faherty, fez a descoberta enquanto investigava 12 anãs marrons com o James Webb.
Entre elas estavam W1935 e W2220, duas anãs marrons muito semelhantes que o telescópio de US$ 10 bilhões descobriu serem quase clones uma da outra, compartilhando temperaturas e brilho semelhantes, bem como composições quase idênticas de água, amônia, monóxido de carbono e dióxido de carbono.
No entanto, o W1935 diferia do seu quase gémeo por conter metano que emitia luz infravermelha. No W2220, o mesmo composto químico absorvia luz.
“Esperávamos ver metano, porque o metano está por toda parte nessas anãs marrons. Mas em vez de absorver luz, vimos exatamente o oposto: o metano estava brilhando”, disse Faherty em comunicado. “Meu primeiro pensamento foi: que diabos? Por que a emissão de metano está saindo deste objeto?”
Modelando as atmosferas das anãs marrons para determinar a causa da emissão de metano, a equipe descobriu que a atmosfera da W2220 esfria com a altitude, mas a atmosfera da W1935 parece estar passando por uma inversão de temperatura que faz com que sua atmosfera aqueça em altitudes mais elevadas.
“Essa inversão de temperatura é realmente intrigante”, disse o principal modelador da pesquisa, Ben Burningham, da Universidade de Hertfordshire, na Inglaterra, no mesmo comunicado. “Vimos este tipo de fenómeno em planetas com uma estrela próxima que pode aquecer a estratosfera, mas vê-lo num objeto sem nenhuma fonte externa de calor óbvia é uma loucura.”
Isso levou a equipe a recorrer a Júpiter e Saturno em busca de uma explicação, descobrindo que a inversão de temperatura também é proeminente nas atmosferas desses gigantes gasosos do sistema solar. A principal teoria para isso é o aquecimento pelo mesmo processo que cria uma aurora.
Aurorae já foi usada para explicar qualidades incomuns de anãs marrons, como emissões de rádio de exemplos mais quentes dessas estrelas fracassadas. No entanto, as observações do James Webb de W1935 representam a primeira vez que uma emissão de metano de uma anã marrom foi detectada, indicando uma aurora.
“Com o W1935, temos agora uma extensão espetacular de um fenómeno do Sistema Solar sem qualquer irradiação estelar para ajudar na explicação”, concluiu Faherty. “Com o James Webb, podemos realmente ‘abrir o capô’ da química e desvendar o quão semelhante ou diferente o processo auroral pode ser além do nosso sistema solar.”
Faherty apresentou o trabalho da equipe esta semana na 243ª reunião da Sociedade Astronômica Americana em Nova Orleans.
Publicado em 12/01/2024 19h56
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