(dr) Daniel Apai
Anã castanha próxima, Luhman 16B
Uma equipa de investigadores liderada pela Universidade do Arizona, nos Estados Unidos, encontrou bandas e listras na anã castanha mais próxima da Terra. A descoberta sugere a existência de processos que agitam a atmosfera da anã castanha por dentro.
As anãs castanhas são objetos celestes misteriosos que não são exatamente estrelas nem planetas. São aproximadamente do tamanho de Júpiter, mas normalmente dezenas de vezes mais massivas. Ainda assim, são menos massivas do que as estrelas mais pequenas, pelo que os seus núcleos não têm pressão suficiente para fundir átomos como as estrelas.
Ficam quentes quando se formam e arrefecem gradualmente, têm brilho fraco e diminuem lentamente [de brilho] ao longo das suas vidas, o que as torna difíceis de encontrar. Nenhum telescópio pode ver claramente a atmosfera destes objetos.
“Nós perguntámo-nos se as anãs castanhas se parecem com Júpiter, com as suas bandas regulares formadas por grandes jatos paralelos e longitudinais, ou se são dominadas por um padrão em constante mudança de tempestades gigantescas conhecidas como vórtices como aqueles encontrados nos polos de Júpiter,” disse Daniel Apai, investigador na Universidade do Arizona, professor associado no Departamento de Astronomia, no Observatório Stewart e no Laboratório Lunar e Planetário.
Apai é o autor principal de um novo estudo publicado a semana passada no The Astrophysical Journal que busca responder a esta pergunta usando uma nova técnica.
Ele e a sua equipa descobriram que as anãs castanhas são muito parecidas com Júpiter. Os padrões na atmosfera revelam ventos velozes que correm paralelos ao equador das anãs castanhas.
Estes ventos estão a misturar as atmosferas, redistribuindo o calor que emerge do interior quente das anãs castanhas. Além disso, tal como Júpiter, os vórtices dominam as regiões polares.
Alguns modelos atmosféricos previram este padrão atmosférico, disse Apai, incluindo modelos do falecido Adam Showman, professor do Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona e líder em modelos atmosféricos das anãs castanhas.
“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 ao aspeto de Júpiter, e agora sabemos que estes jatos atmosféricos de grande escala também moldam as atmosferas das anãs castanhas,” disse Apai, cujos coautores do artigo incluem Luigi Bedin e Domenico Nardiello do Observatório Astronómico de Padua, este último que também está afiliado ao Laboratório de Astrofísica de Marselha, na França.
“Saber como os ventos sopram e redistribuem o calor numa das anãs castanhas mais bem estudadas e mais próximas ajuda-nos a entender os climas, os extremos de temperatura e a evolução das anãs castanhas em geral,” disse Apai.
O grupo de Apai na Universidade do Arizona é líder mundial no mapeamento das atmosferas das anãs castanhas e planetas para lá do nosso Sistema Solar usando telescópios espaciais e um novo método.
A equipa usou o TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), um telescópio espacial da NASA, para estudar as duas anãs castanhas mais próximas da Terra.
A apenas 6,5 anos-luz de distância, as anãs castanhas são chamadas 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 tem cerca de 34 vezes a massa de Júpiter, e Luhman 16 B – que foi o objeto principal do estudo de Apai – tem cerca de 28 vezes a massa de Júpiter e é cerca de 800º C mais quente.
“O telescópio espacial TESS, embora construído para caçar exoplanetas, também forneceu este conjunto de dados incrivelmente rico e excitante sobre a anã castanha mais próxima,” explicou Apai.
“Com algoritmos avançados desenvolvidos por membros da nossa equipa, fomos capazes de obter medições muito precisas das mudanças de brilho conforme as duas anãs castanhas giravam. As anãs castanhas ficam mais brilhantes quando as regiões atmosféricas mais brilhantes giram para o nosso ponto de vista e mais escuras quando giram para fora de vista.”
Dado que o telescópio espacial fornece medições extremamente precisas e não é interrompido pela luz do dia, a equipa recolheu mais rotações do que nunca, fornecendo a visão mais detalhada da circulação atmosférica de uma anã castanha.
“Nenhum telescópio é grande o suficiente para fornecer imagens detalhadas de planetas ou de anãs castanhas,” disse Apai. “Mas, medindo como o brilho destes objetos giratórios muda com o tempo, é possível criar mapas grosseiros das suas atmosferas – uma técnica que, no futuro, também poderá ser usada para mapear planetas semelhantes à Terra noutros sistemas planetários que de outro modo seriam difíceis de observar.”
Os resultados dos investigadores mostram que há muita semelhança entre a circulação atmosférica dos planetas do Sistema Solar e as anãs castanhas. Como resultado, as anãs castanhas podem servir como análogos mais massivos de planetas gigantes existentes para lá do nosso Sistema Solar em estudos futuros.
“O nosso estudo fornece um modelo, para estudos futuros de objetos semelhantes, sobre como explorar – e até mapear – as atmosferas das anãs castanhas e exoplanetas gigantes sem a necessidade de telescópios suficientemente poderosos para os resolver visualmente,” disse Apai.
A equipa de Apai espera explorar ainda mais as nuvens, sistemas de tempestade e zonas de circulação presentes nas anãs castanhas e exoplanetas para aprofundar a nossa compreensão das atmosferas para lá do Sistema Solar.
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