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ago 18

Astrônomos desenvolvem previsões meteorológicas mais precisas das anãs marrons

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Esta concepção artística mostra uma anã marrom (em Portugal: anã castanha) com bandas de nuvens, que os astrônomos julgam serem similares as vistas em Netuno e nos outros planetas exteriores. Créditos: NASA/JPL-Caltech

Os objetos tênues denominados “anãs marrons” (em Portugal: “anãs castanhas”), menos massivos que o Sol, porém mais massivos que Júpiter, são cobertos de ventos e nuvens poderosas, especificamente, nuvens irregulares e relativamente quentes feitas de gotículas de ferro e poeira de silicato. Os cientistas perceberam recentemente que estas nuvens gigantes podem se mover e engrossar ou diminuir surpreendentemente depressa, em menos de um dia terrestre, mas não entendiam o porquê.

Agora, os pesquisadores têm um novo modelo para explicar como as nuvens se movem e mudam de forma nas anãs marrons, através do uso de informações supridas pelo Telescópio Espacial Spitzer da NASA. Ondas gigantes provocam movimento em grande escala de partículas nas atmosferas das anãs marrons, alterando a espessura das nuvens de silicato, divulgaram os cientistas na revista Science. O estudo também sugere que estas nuvens estão organizadas em faixas confinadas sob diferentes latitudes, viajando com diferentes velocidades nas diferentes faixas.

O autor líder do artigo cientifico, Daniel Apai, professor associado de astronomia e ciências planetárias na Universidade do Arizona em Tucson, EUA, destacou:

Esta é a primeira vez que vemos faixas atmosféricas e ondas nas anãs marrons.

Tal como nos oceanos da Terra, tipos diferentes de ondas podem se originar nas atmosferas planetárias. Por exemplo, na atmosfera da Terra, ondas muito longas misturam o ar frio das regiões polares nas latitudes médias e tal, muitas vezes, leva à formação ou dissipação de nuvens.

As distribuições e os movimentos das nuvens das anãs marrons neste estudo são mais parecidas com aqueles observadas em Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Netuno tem estruturas de nuvens que também seguem em bandas, mas as suas nuvens são feitas de gelo. As observações de Netuno pelo Observatório Espacial Kepler da NASA, operando na sua missão K2, foram importantes nesta comparação entre o planeta do nosso Sistema Solar e as anãs marrons.

Mark Marley, coautor do estudo, membro do Centro de Investigação Ames da NASA em Silicon Valley, Califórnia, EUA, declarou:

Os ventos atmosféricos das anãs marrons parecem ser mais similares aos padrões familiares e regulares de cinturões e zonas atmosféricas em Júpiter do que a ‘fervura’ atmosférica e caótica vista no Sol e em muitas outras estrelas.

Os cientistas equiparam as anãs marrons como estrelas falhadas porque são insuficientemente massivas para fundir elementos químicos nos seus núcleos. Também podemos pensar nelas como “superplanetas” porque são mais bem mais massivas que Júpiter, mas têm aproximadamente o mesmo diâmetro. Tal como os planetas gigantes gasosos, as anãs marrons são constituídas principalmente por hidrogênio e hélio, mas encontram-se muitas vezes separadas de qualquer sistema planetário. Em um estudo de 2014 usando o Spitzer, os cientistas descobriram que as anãs marrons normalmente têm tempestades atmosféricas.

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Essa concepção artística mostra como poderia ser o clima em uma anã marrom Créditos: NASA/JPL-Caltech/University of Western Ontario/Stony Brook University

Devido à sua semelhança com exoplanetas gigantes, as anãs marrons são como janelas para sistemas planetários além do nosso. Os astrônomos julgam que é mais fácil estudar anãs marrons do que planetas porque muitas vezes não possuem uma brilhante estrela hospedeira para obscurecê-las.

Daniel Apai destacou:

É provável que as estruturas em bandas e as grandes ondas atmosféricas que encontramos nas anãs marrons também sejam comuns nos exoplanetas gigantes.

Usando o Spitzer, os cientistas monitoraram mudanças de brilho em seis anãs marrons durante mais de um ano, observando cada uma completando cada cerca de 32 rotações. À medida que uma anã marrom gira, suas nuvens se deslocam para dentro e para fora do hemisfério observado telescopicamente, provocando mudanças no brilho da anã marrom. Os cientistas então analisaram estas variações de brilho a fim de explorar como as nuvens de silicato estão distribuídas nas anãs marrons.

Os pesquisadores esperavam que estas anãs marrons tivessem tempestades elípticas parecidas com a Grande Mancha Vermelha de Júpiter, provocadas por zonas de alta pressão. A Grande Mancha Vermelha existe em Júpiter há centenas de anos e muda muito devagar: essas “manchas”, contudo, não podiam explicar as rápidas mudanças de brilho que os cientistas viram ao estudar estas anãs marrons. Os níveis de brilho das anãs marrons variaram acentuadamente apenas ao longo de um dia terrestre.

Para fazer sentido para os cientistas “os altos e baixos” detectados no brilho, eles tiveram que repensar os seus pressupostos sobre o que acontecia nas atmosferas das anãs marrons. O melhor modelo para explicar as variações envolve ondas grandes, propagando-se pela atmosfera com períodos diferentes. Essas ondas fariam com que as estruturas das nuvens girassem com diferentes velocidades em diferentes faixas.

Theodora Karalidi, pesquisadora da Universidade do Arizona, usou um supercomputador e um novo algoritmo para produzir mapas de como as nuvens viajam nessas anãs marrons.

Theodora Karalidi explicou:

Quando os picos das duas ondas não estão em sintonia, ao longo do dia existem dois picos de brilho máximo. Quando as ondas estão em sincronia, obtemos um pico grande, tornando a anã marrom duas vezes mais brilhante do que com uma única onda.

Os resultados explicam o comportamento intrigante e as mudanças de brilho que os pesquisadores observaram anteriormente. O próximo passo é tentar entender melhor o que faz com que as ondas comandem o comportamento das nuvens.

Fontes

Universidade do Arizona: Scientists Solve Mystery of Blinking Brown Dwarfs

NASA: Scientists Improve Brown Dwarf Weather Forecasts

JPL: Stormy Stars? NASA’s Spitzer Probes Weather on Brown Dwarfs

Artigo Científico

Science: Zones, spots, and planetary-scale waves beating in brown dwarf atmospheres

._._.

1 comentário

  1. Solimar Alves Santos

    Todas essas pesquisas e estudos são importantes para a humanidade, são avanços para os diversos campos das ciências e tecnologia…

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