As anãs marrons são corpos celestes estranhos, ocupando uma espécie de posição intermediária entre estrelas e planetas. Os astrofísicos às vezes as chamam de “estrelas fracassadas” porque têm massa insuficiente para queimar hidrogênio em seus núcleos e brilhar como estrelas. É continuamente debatido se a formação de anãs marrons é simplesmente uma versão reduzida da formação de estrelas semelhantes ao Sol. Os astrofísicos estão se concentrando nas anãs marrons mais jovens, também chamadas de anãs marrons proto. Eles têm apenas alguns milhares de anos e ainda estão nos estágios iniciais de formação. Eles querem saber se o gás e a poeira nessas proto-anãs marrons se assemelham à composição das mais jovens proto-estrelas semelhantes ao Sol.
O foco de interesse é o metano, uma molécula de gás simples e muito estável que, uma vez formada, só pode ser destruída por processos físicos de alta energia. Foi encontrado em vários planetas extra-solares. No passado, o metano desempenhou um papel fundamental para identificar e estudar as propriedades das anãs marrons mais antigas da nossa Galáxia, que têm várias centenas de milhões a bilhões de anos.
Agora, pela primeira vez, uma equipe liderada pelo astrofísico da LMU, Basmah Riaz, detectou inequivocamente metano deuterado (CH3D) em três anãs proto-marrons. É a primeira detecção clara de CH3D fora do sistema solar. Este é um resultado inesperado.
As anãs proto-marrons são objetos muito frios e densos. Isso os torna difíceis de estudar para assinaturas de metano no infravermelho próximo. Em contraste, eles podem ser facilmente observados na faixa de ondas milimétricas. Ao contrário do metano que não possui assinatura espectral no domínio do rádio devido à sua simetria, o metano deuterado (CH3D) pode ser observado em comprimentos de onda milimétricos.
A primeira detecção de CH3D foi ainda mais surpreendente porque, de acordo com as teorias sobre a formação de anãs marrons, as proto-anãs marrons são mais frias (cerca de 10 Kelvin ou menos) e mais densas que as proto-estrelas. Com base na teoria química, o CH3D é formado preferencialmente quando o gás está quente, ou seja, em temperaturas em torno de 20 a 30 Kelvin. “As medições implicam que pelo menos uma fração significativa do gás em uma anã proto-marrom é mais quente que 10 Kelvin, caso contrário, o CH3D não deveria estar lá”, diz Basmah Riaz. A medição de abundância de CH3D fornece aos cientistas uma estimativa de abundância de metano.
Também é inesperado que, embora haja apenas uma proto-estrela semelhante ao Sol conhecida até o momento, onde o CH3D foi detectado provisoriamente, a equipe da LMU detectou firmemente o CH3D em 3 anãs proto-marrons. Isso significa que as anãs proto-marrons exibem uma rica química orgânica quente, e esses objetos astrofísicos compactos e frios podem não ser simplesmente uma réplica em escala reduzida de proto-estrelas.
“O metano nas anãs proto-marrons pode ou não sobreviver ou reter uma abundância tão alta nas anãs marrons mais antigas”, diz o coautor Wing-Fai Thi, do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre. Como um ambiente quente é propício para a formação de moléculas mais complexas, as anãs proto-marrons são objetos intrigantes para procurar essas moléculas no futuro.
Publicado em 20/02/2022 16h30
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