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ago 24

Conjecturas sobre anãs marrons, discos protoplanetários e a formação de exoplanetas

Paisagem de um exoplaneta orbitando uma anã marron (anã castanha, em Portugal). As anãs marrons emitem sua radiação no espectro próximo do infravermelho, praticamente fora do espectro visível. Crédito: Vistapro Landscape Imagery Rendered by Jeff Bryant

Paisagem de um exoplaneta e sua exolua, orbitando uma anã marron (anã castanha, em Portugal). As anãs marrons emitem sua radiação no espectro próximo do infravermelho, praticamente fora do espectro visível. Crédito: Vistapro Landscape Imagery Rendered by Jeff Bryant

Sistemas exoplanetários em torno das tênues anãs marrons (em Portugal: anãs castanhas) são sempre um tema intrigante, algo fascinante para se contemplar.

Para que você conheça a imaginação vívida do futuro das atividades humanas em tais exoplanetas, sugerimos a leitura do romance de ficção científica Permanence de Karl Schroeder, lançado em 2002.

Capa do romance Permanence de Karl Schroeder

Capa do romance Permanence de Karl Schroeder

Permanence

Schroeder postula uma criativa e intricada engenharia para manter em operação as bases em tais mundos, e ainda sugere um modo de propulsão interestelar movidos por suas energias que sustenta e permite a expansão  da cultura da conquista de novos sistemas exoplanetário. Vejamos a seguir uma pequena amostra do universo de Schroeder (não o suficiente para ser um spoiler, caso você venha a comprar o livro):

“ …Cada uma das anãs marrons possui o seu séquito de planetas – ou mundos halo, como vieram a ser chamados. Embora estes mundos não sejam visíveis ao olho humano, muitos desses planetas existem banhados em radiação quente infravermelha. Muitos destes foram esticados e aquecidos pelos efeitos das marés, como Io, uma lua [vulcânica] de Júpiter e um dos lugares mais quentes do Sistema Solar. E enquanto o campo magnético de Júpiter já é forte o suficiente para aquecer as suas luas através da indução elétrica, o campo magnético de uma anã marrom cinqüenta vezes mais massiva que Júpiter tem uma potência irradiada – energia bastante para aquecer mundos. Energia esta suficiente para sustentar uma população de bilhões, o bastante para lançar naves espaciais.”

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Nesta concepção artística a anã marrom, vista a partir de uma lua, é orbitada por um exoplaneta rochoso (ao centro) como a Terra, tal como o cenário do romance ‘Providence’. Crédito: Lynette Cook

Ficção especulativa tem sugerido novas maravilhas à medida que nós aprendemos mais e mais sobre anãs marrons. Novas descobertas estão chegando o tempo todo, cada vez mais rápido. Uma das razões disto é que estamos ficando cada vez mais competentes em detectar estes furtivos objetos cósmicos.

Em 2006, Katelyn Allers (Universidade do Texas em Austin) e colegas publicaram uma lista de dezenove anãs marrons candidatas, todas elas recém formadas. Destas 19, apenas uma foi agora confirmada como uma estrela de baixa massa ou um objeto sub-estelar. Allers e equipe foram capazes de usar dados do Spitzer para buscar excessos de infravermelho, que é onde começa nova intrigante historia. O excesso no infravermelho destes sistemas é provavelmente causado pela presença de discos circumestelares, levando-nos a pensar o quão pequeno um objeto pode ser e ainda conseguir reter um disco de acresção.

Discos protoplanetários

O pensamento atual sugere que esses discos protoplanetários, provavelmente, não se formam em torno dos objetos centrais com massa inferior a algumas vezes a massa de Júpiter (MJ). Contudo, o fato de que as anãs castanhas jovens são mais luminosas e, portanto, bem mais fáceis de detectar do que as anãs marrons mais maduras, significa que podemos encontrá-las focando nos berçários estelares para estudar a formação do disco em volta destes objetos sub-estelares de baixa massa.

Exatamente isto é o que Paul Harvey, também da UT-Austin, fez, em colaboração com Allers e sua equipe para estender os resultados iniciais Spitzer para níveis de luminosidade mais baixos. Níveis estes que deverão permitir a detecção de objetos com emissão tão fraca como os corpos com 2 MJ. Seu trabalho tem usado as imagens mais profundas do Spitzer de uma área na região de formação estelar Ophiuchus já conhecida por trabalhos anteriores, onde há evidência da presença de objetos mais jovens que têm idades de até um milhão de anos.

Anã marrom, seu disco protoplanetário e um exoplaneta gigante gasoso. Crédito: Gemini Observatory/Lynette Cook

Anã marrom, seu disco protoplanetário e um exoplaneta gigante gasoso. Crédito: Gemini Observatory/Lynette Cook

Qual foi o resultado da pesquisa? Foram encontrados 18 novas candidatas a anãs marrons, com magnitudes na faixa do espectro próxima ao infravermelho e cores normalmente esperadas para tais objetos, além do excesso eventual de infravermelho, consistente com a possível presença de um disco circunvizinho.

No artigo “A Spitzer Search For Planetary-Mass Brown Dwarfs With Circumstellar Disks: Candidate Selection” os autores declararam:

“A partir de uma amostra inicial de 605 objetos em Ophiuchus que foram selecionados pelos critérios fotométricos originais A06 entre 1 e 3,6μm, foram identificados 18 candidatos que têm magnitudes no espectro do próximo do infravermelho e cores consistentes com fotosferas sub-estelares frias com possíveis excessos em 5,8μm que possam ser compatíveis com as emissões de disco de matéria circunvizinho. Nossa amostra amplia o trabalho do [critério original] A06 para luminosidades da ordem de 10-4 L, um fator de 10 abaixo dos limites anteriores.”

“A contaminação de nossa amostra por campos anões de fundo na faixa brilhante de magnitude e por objetos extragalácticos nas magnitudes mais fracas é passível de ser significativa. É aceitável que pelo menos metade dos nossos candidatos possua tais contaminantes. A fotometria com filtro de banda estreita em andamento, no entanto, mostrou que pelo vários dos nossos candidatos são susceptíveis de serem anãs marrons de baixa massa, com discos circunvizinhos. É provável que ainda existam candidatos no nosso conjunto de dados, apesar dos problemas com a emissão difusa a 5,8 μm e 8μm na região que torna difícil de confirmar claramente muitos mais candidatos a disco [protoplanetário].”

WISE vai revelar novas anãs marrons?

Se até mesmo as diminutas anãs marrons, normalmente tendem a se formar com discos de acresção, o processo para formação de exoplanetas em torno desses objetos estelares é reforçado. Tendo em vista que as anãs marrons são consideradas cada vez mais comuns (a missão WISE vai nos ajudar muito na avaliação da existência das anãs marrons, veja aqui o porque), podemos estar olhando para hospedeiras de sistemas extrasolares de uma classe que só recentemente começamos a imaginar. O novo trabalho estende o estudo anterior de Allers para luminosidades por um fator de dez abaixo dos limites anteriores, dando-nos novas informações sobre como objetos estelares menores podem ser formar com discos de acresção, a partir dos quais podem se formar companheiros exoplanetários.

Fonte

O artigo acima é uma tradução livre (com adaptações editoriais e complementos), baseada nas fontes abaixo:

  1. Centauri Dreams: Thoughts on Brown Dwarfs, Disks and Planets
  2. A Spitzer Search For Planetary-Mass Brown Dwarfs With Circumstellar Disks: Candidate Selection Autores: Paul M. Harvey, Daniel T. Jaffe, Katelyn Allers, Michael Liu
  3. Second generation planets Autor: Hagai B. Perets

._._.

1 comentário

1 menção

  1. Olá!

    Descoberto sistema planetário semelhante ao Sistema Solar

    Sistema exoplanetário

    Astrônomos do ESO (Observatório Europeu do Sul) descobriram um sistema planetário com, pelo menos, cinco planetas em órbita de uma estrela do tipo solar, HD 10180.

    Para mais informações: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=novo-sistema-planetario&id=020130100824

    Grato,

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