Uma equipe de pesquisa liderada pela Universidade do Arizona encontrou faixas e listras na anã marrom mais próxima da Terra, sugerindo os processos que agitam a atmosfera da anã marrom por dentro.
Anãs marrons são misteriosos objetos celestes que não são exatamente estrelas e nem planetas. Eles são aproximadamente do tamanho de Júpiter, mas normalmente dezenas de vezes mais massivos. Ainda assim, eles são menos massivos do que as estrelas menores, então seus núcleos não têm pressão suficiente para fundir átomos como as estrelas. Eles são quentes quando se formam e gradualmente esfriam, brilhando fracamente e escurecendo lentamente ao longo de suas vidas, tornando-os difíceis de encontrar. Nenhum telescópio pode ver claramente a atmosfera desses objetos.
“Nós nos perguntamos se as anãs marrons se parecem com Júpiter, com seus cinturões regulares e faixas moldadas por grandes jatos paralelos e longitudinais, ou serão dominadas por um padrão em constante mudança de tempestades gigantescas conhecidas como vórtices como as encontradas nos pólos de Júpiter? ” disse o pesquisador do UArizona Daniel Apai, professor associado do Departamento de Astronomia e Observatório Steward e do Laboratório Lunar e Planetário.
Apai é o autor principal de um novo estudo publicado hoje no The Astrophysical Journal que busca responder a essa pergunta usando uma nova técnica.
Ele e sua equipe descobriram que as anãs marrons se parecem muito com Júpiter. Os padrões nas atmosferas revelam ventos de alta velocidade correndo paralelamente aos equadores marrons dos drawfs. Esses ventos estão misturando as atmosferas, redistribuindo o calor que emerge do interior quente das anãs marrons. Além disso, como Júpiter, os vórtices dominam as regiões polares.
Alguns modelos atmosféricos previram esse padrão atmosférico, disse Apai, incluindo modelos do falecido Adam Showman, professor do UArizona Lunar and Planetary Laboratory e líder em modelos de atmosfera de anãs marrons.
“Os padrões de vento e a circulação atmosférica em grande escala muitas vezes têm efeitos profundos nas atmosferas planetárias, desde o clima da Terra até a aparência de Júpiter, e agora sabemos que esses jatos atmosféricos de grande escala também moldam as atmosferas de anãs marrons”, disse Apai, cujos co-autores em o jornal inclui o Observatório Astronômico de Luigi Bedin de Pádua e Domenico Nardiello, que também é afiliado ao Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, na França.
“Saber como os ventos sopram e redistribuem o calor em uma das anãs marrons mais bem estudadas e mais próximas nos ajuda a entender os climas, os extremos de temperatura e a evolução das anãs marrons em geral”, disse Apai.
O grupo de Apai no UArizona é líder mundial no mapeamento da atmosfera de anãs marrons e planetas fora de nosso sistema solar usando telescópios espaciais e um novo método.
A equipe usou o Transiting Exoplanet Survey Satellite, ou TESS, telescópio espacial da NASA para estudar as duas anãs marrons mais próximas da Terra. A apenas 6 anos e meio-luz de distância, as anãs marrons são chamadas de Luhman 16 A e B. Embora ambas tenham aproximadamente o mesmo tamanho de Júpiter, ambas são mais densas e, portanto, contêm mais massa. Luhman 16 A é cerca de 34 vezes mais massivo do que Júpiter, e Luhman 16 B – que foi o objeto principal do estudo de Apai – é cerca de 28 vezes mais massivo que Júpiter e cerca de 1.500 graus Fahrenheit mais quente.
“O telescópio espacial TESS, embora projetado para caçar planetas extra-solares, também forneceu este conjunto de dados incrivelmente rico e emocionante sobre a anã marrom mais próxima de nós”, disse Apai. “Com algoritmos avançados desenvolvidos por membros de nossa equipe, fomos capazes de obter medições muito precisas das mudanças de brilho conforme as duas anãs marrons giravam. As anãs marrons ficam mais brilhantes sempre que regiões atmosféricas mais brilhantes se transformam no hemisfério visível e mais escuras quando elas giram para fora de vista. ”
Como o telescópio espacial fornece medições extremamente precisas e não é interrompido pela luz do dia, a equipe coletou mais rotações do que nunca, fornecendo a visão mais detalhada da circulação atmosférica de uma anã marrom.
“Nenhum telescópio é grande o suficiente para fornecer imagens detalhadas de planetas ou anãs marrons”, disse Apai. “Mas medindo como o brilho desses objetos giratórios muda ao longo do tempo, é possível criar mapas grosseiros de suas atmosferas – uma técnica que, no futuro, também poderia ser usada para mapear planetas semelhantes à Terra em outros sistemas solares que poderiam ser dificil de ver.”
Os resultados dos pesquisadores mostram que há muita semelhança entre a circulação atmosférica dos planetas do sistema solar e as anãs marrons. Como resultado, as anãs marrons podem servir como análogos mais massivos de planetas gigantes existentes fora de nosso sistema solar em estudos futuros.
“Nosso estudo fornece um modelo para estudos futuros de objetos semelhantes sobre como explorar – e até mesmo mapear – as atmosferas de anãs marrons e planetas extrasolares gigantes sem a necessidade de telescópios poderosos o suficiente para resolvê-los visualmente”, disse Apai.
A equipe de Apai espera explorar ainda mais as nuvens, sistemas de tempestade e zonas de circulação presentes em anãs marrons e planetas extrasolares para aprofundar nossa compreensão das atmosferas além do sistema solar.
Publicado em 14/01/2021 15h27
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