Telescópios espaciais observam padrões climáticos de uma anã castanha

2013-01-10

Em cima: Imagem conceptual da anã castanha 2MASSJ22282889-431026. Crédito: NASA / JPL-Caltech. Ao centro: Imagem conceptual das camadas interior e exterior da atmosfera da anã castanha. Crédito: NASA / JPL-Caltech. Em baixo: Gráfico que mostra as variações de brilho da anã castanha medidas simultaneamente pelos telescópios espaciais Hubble e Spitzer. Crédito: NASA / JPL-Caltech / Universidade do Arizona.
Com a ajuda dos telescópios espaciais Spitzer e Hubble, os astrónomos analisaram a atmosfera
atmosfera
1- Camada gasosa que envolva um planeta ou uma estrela. No caso das estrelas, entende-se por atmosfera as suas camadas mais exteriores. 2- A atmosfera (atm) é uma unidade de pressão equivalente a 101 325 Pa.
tempestuosa de uma anã castanha
anã castanha
A anã castanha é uma estrela falhada cuja massa é insuficiente para permitir a fusão nuclear do hidrogénio em hélio no seu centro. No início das suas vidas, as anãs castanhas têm a fusão de deutério no seu núcleo central. Mesmo depois de esgotarem o deutério, as anãs castanhas radiam por conversão de energia potencial gravítica em calor e, como tal, emitem fortemente no domínio do infravermelho. De acordo com modelos, a massa máxima que uma anã castanha pode ter é de 0,08 massas solares (ou 80 massas de Júpiter). Estes objectos representam o elo que falta entre as estrelas de pequena massa e os planetas gasosos gigantes como Júpiter.
, criando uma espécie de "mapa do tempo", até agora, o mais detalhado para esta classe de corpos frios semelhantes a estrelas
estrela
Uma estrela é um objecto celeste gasoso que gera energia no seu núcleo através de reacções de fusão nuclear. Para que tal possa suceder, é necessário que o objecto possua uma massa superior a 8% da massa do Sol. Existem vários tipos de estrelas, de acordo com as suas temperaturas efectivas, cores, idades e composição química.
. A previsão atmosférica revela nuvens, da dimensão de planetas
planeta
Um planeta é um objecto que se forma no disco que circunda uma estrela em formação e cuja massa é superior à de Plutão (1/500 da massa da Terra) e inferior a 10 vezes a massa de Júpiter. Ao contrário das estrelas, os planetas não produzem luz, apenas reflectem a luz da estrela que orbitam.
e movidas por ventos, cercando este estranho mundo.

As anãs castanhas formam-se a partir de condensação de gás, tal como as estrelas, mas não têm massa
massa
A massa é uma medida da quantidade de matéria de um dado corpo.
suficiente para fundir átomos
átomo
O átomo é a menor partícula de um dado elemento que tem as propriedades químicas que caracterizam esse mesmo elemento. Os átomos são formados por electrões à volta de um núcleo constituído por protões e neutrões.
de hidrogénio e produzir energia. Em vez disso, estes objectos, a que alguns chamam estrelas falhadas, são mais semelhantes a planetas gasosos, com atmosferas complexas e variadas. A nova pesquisa é o ponto de partida para uma melhor compreensão não só das anãs castanhas, mas também das atmosferas de planetas fora do nosso Sistema Solar
Sistema Solar
O Sistema Solar é constituído pelo Sol e por todos os objectos que lhe estão gravitacionalmente ligados: planetas e suas luas, asteróides, cometas, material interplanetário.
.

"Com o Hubble e o Spitzer, fomos capazes de olhar para as diferentes camadas atmosféricas de uma anã castanha, de forma semelhante à que os médicos utilizam em técnicas de imagiologia para estudarem os diferentes tecidos do nosso corpo", disse Daniel Apai, o investigador principal da pesquisa, na Universidade do Arizona, em Tucson, que apresentou os resultados na reunião da Sociedade Astronómica Americana, em Long Beach, na Califórnia.

Um estudo descrevendo os resultados, liderado por Esther Buenzli, também da Universidade do Arizona, foi publicado no Astrophysical Journal Letters.

Os investigadores orientaram o Hubble e o Spitzer, simultaneamente, na direcção de uma anã castanha, que tem o longo nome de 2MASSJ22282889-431026 (ou 2M2228, na forma abreviada). Descobriram que a sua luz variava no tempo, aumentando e diminuído a cada 90 minutos, com a rápida rotação do corpo. Mas o mais surpreendente para a equipa foi descobrir que a quantidade e a taxa de aumento de brilho
brilho
O brilho de um astro refere-se à quantidade de luz que dele provém, ou seja, a quantidade de energia por ele emitida por unidade de área por unidade de tempo. Dado que o brilho observado, ou medido, depende da distância ao objecto, distingue-se o brilho aparente (quando medido a uma determinada distância), do brilho intrínseco (conceptualmente medido na supefície do próprio astro).
variava entre os diferentes comprimentos de onda
comprimento de onda
Designa-se por comprimento de onda a distância entre dois pontos sucessivos de amplitude máxima (ou mínima) de uma onda.
detectados pelos dois telescópios.

Estas variações são o resultado das diferentes camadas de material girando em torno da anã castanha em tempestades de vento tão imensas como a própria Terra. O Spitzer e o Hubble vêem diferentes camadas atmosféricas porque certos comprimentos de onda infravermelhos
infravermelho
Região do espectro electromagnético compreendida entre os comprimentos de onda de 0,7 e 350 mícrones. Esta banda permite observar astros, fenómenos, ou processos físicos com temperaturas entre 10 e 5200 graus Kelvin.
são bloqueados por vapores de água e metano, enquanto outros comprimentos de onda infravermelhos emergem de camadas muito mais profundas.

"Ao contrário das nuvens de água da Terra ou as nuvens de amónia de Júpiter
Júpiter
Júpiter é o quinto planeta mais próximo do Sol. Com um diâmetro cerca de 11 vezes maior do que a Terra e uma massa mais de 300 vezes superior, é o maior planeta do Sistema Solar e o primeiro dos planetas gigantes gasosos.
, as nuvens em anãs castanhas são compostas por grãos quentes de areia, gotas líquidas de ferro e outros compostos exóticos", disse Mark Marley, cientista investigador do Ames Research Center da NASA
National Aeronautics and Space Administration (NASA)
Entidade norte-americana, fundada em 1958, que gere e executa os programas espaciais dos Estados Unidos da América.
, em Moffett Field, Califórnia, e co-autor do artigo. "Portanto, esta grande perturbação atmosférica encontrada pelo Spitzer e pelo Hubble dá um novo significado ao conceito de clima extremo."

Buenzli diz que esta é a primeira vez que os investigadores podem analisar, ao mesmo tempo e em diferentes altitudes, a variabilidade na atmosfera de uma anã castanha. "Embora as anãs castanhas sejam frias em relação a outras estrelas, são na realidade quentes em relação aos padrões terrestres. Este objecto, em particular, está a cerca de 600 a 700 graus Celsius", afirmou.

"O que aqui vemos evidencia um enorme e organizado sistema de nuvens, talvez semelhante a versões gigantes da Grande Mancha Vermelha
Grande Mancha Vermelha de Júpiter
A Grande Mancha Vermelha de Júpiter é uma tempestade de altas-pressões que cobre uma área de 40000 km por 15000 km, no hemisfério Sul de Júpiter. A sua cor e intensidade variam com o tempo e já é observada há mais de 100 anos: no século 17, Cassini já a integrava nos seus esboços do planeta.
de Júpiter", disse Adam Showman, um teórico da Universidade do Arizona, envolvido na pesquisa. "Estas variações não periódicas de luz dão-nos a impressão digital do perfil vertical dos sistemas atmosféricos da anã castanha. Os dados sugerem que as regiões onde a baixa atmosfera é nublada e rica em vapor de silicatos correspondem, a altitudes mais elevadas, a condições atmosféricas mais secas e amenas - e vice-versa."

Os investigadores pretendem analisar as atmosferas de dezenas de anãs castanhas próximas usando o Spitzer e o Hubble.

"A partir de estudos como este, iremos aprender muito sobre esta importante classe de objectos, cuja massa se situa entre a das estrelas e a dos planetas do tamanho de Júpiter", disse Glenn Wahlgren, cientista do programa Spitzer na sede da NASA, em Washington. "Esta técnica irá ser amplamente usada quando formos capazes de conseguir imagens individuais de exoplanetas
planeta extra-solar
Um planeta extra-solar é um planeta que não orbita o nosso Sol.
."

Fonte da notícia: http://www.nasa.gov/mission_pages/spitzer/news/spitzer20130108.html