Descobertas duas das mais antigas anãs castanhas da Galáxia

2013-11-20

A figura representa uma anã castanha do disco espesso ou halo. O disco de Via Láctea pode ser visto em plano de fundo. Crédito: John Pinfield.
Uma equipa de astrónomos, liderada por David Pinfield, da Universidade de Hertfordshire, descobriu duas das mais antigas anãs castanhas
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.
da Via Láctea
Via Láctea
A Via Láctea é a galáxia de que faz parte o nosso Sistema Solar. Trata-se de uma galáxia espiral gigante, com um diâmetro de cerca de 160 mil anos-luz e uma massa da ordem de 100 mil milhões de vezes a massa do Sol.
. Estes velhos objectos estão a mover-se a velocidades de 100 a 200 quilómetros por segundo, muito mais depressa do que as 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.
normais e outras anãs castanhas, e calcula-se que se terão formado quando a Galáxia era muito jovem, há mais de 10 mil milhões de anos. Curiosamente, os cientistas acreditam que podem fazer parte de uma vasta e inédita população de objectos. Os resultados foram publicados na revista Monthly Notices da Royal Astronomical Society.

As anãs castanhas são objectos do tipo estrela, mas com menor massa
massa
A massa é uma medida da quantidade de matéria de um dado corpo.
(menos de 7% da massa do Sol
massa solar
Massa solar é a quantidade de massa existente no Sol e, simultaneamente, a unidade na qual os astrónomos exprimem as massas das estrelas, nebulosas e galáxias. Uma massa solar é igual a 1,989x1030 kg.
) e que não geram calor
calor
O calor é energia em trânsito entre dois corpos ou sistemas.
interno através da fusão nuclear
fusão nuclear
A fusão nuclear é o processo pelo qual as reacções nucleares entre núcleos atómicos leves formam núcleos atómicos mais pesados (até ao elemento ferro). No caso em que os núcleos pertencem a elementos com número atómico pequeno, este processo liberta grandes quantidades de energia. A energia libertada corresponde a uma perda de massa, de acordo com a famosa equação E=mc2 de Einstein. As estrelas geram a sua energia através da fusão nuclear.
, como as estrelas. Por esta razão, as anãs castanhas arrefecem e desaparecem com o tempo e as muito velhas tornam-se mesmo muito frias - as agora descobertas têm temperaturas à volta dos 250-600 graus Celsius, sendo muito mais frias que as estrelas.

A equipa de Pinfield identificou os novos objectos numa pesquisa realizada pelo WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer), um observatório 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 órbita
órbita
A órbita de um corpo em movimento é a trajectória que o corpo percorre no espaço.
, que examinou o céu no infravermelho médio
infravermelho intermédio
Região do espectro electromagnético compreendida entre os comprimentos de onda de 5 e 40 mícrones. Esta banda permite observar astros ou fenómenos com temperaturas entre 92 e 740 graus Kelvin.
em 2010 e 2011. Os objectos em questão receberam os nomes de WISE 0013+0634 e de WISE 0833+0052, e encontram-se nas constelações
constelação
Designa-se por constelação cada uma das 88 regiões em que se divide a abóbada celeste, por convenção de 1922.
de Peixes e Hydra, respectivamente. Medições adicionais, confirmando a natureza dos objectos, foram feitas por grandes telescópios terrestres (Magellan, Gemini, Vista e UKIRT). O céu no infravermelho
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.
está repleto de fontes vermelhas fracas, incluindo estrelas avermelhadas, fracas galáxias
galáxia
Um vasto conjunto de estrelas, nebulosas, gás e poeira interestelar gravitacionalmente ligados. As galáxias classificam-se em três categorias principais: espirais, elípticas e irregulares.
de fundo (a grandes distâncias da Via Láctea) e nuvens de gás e poeira. Identificar as anãs castanhas frias no meio desta amálgama confusa é semelhante a encontrar agulhas num palheiro. Mas a equipa de Pinfield desenvolveu um novo método que se aproveita da forma como o WISE varre várias vezes o céu e que lhes permitiu identificar anãs castanhas frias mais fracas do que as reveladas em outras pesquisas.

A equipa estudou em seguida a luz infravermelha emitida por estes objectos, que são pouco comuns quando comparados com as típicas anãs castanhas mais lentas. As assinaturas espectrais reflectem velhas atmosferas
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.
, que são quase inteiramente compostas por hidrogénio em vez de conterem os elementos mais pesados abundantes em estrelas mais jovens. Pinfield comentou as idades respeitáveis e as altas velocidades destes objectos: "Contrariando a tendência habitual, os mais antigos membros da Galáxia movem-se muito mais depressa do que os mais jovens."

As estrelas próximas do Sol
Sol
O Sol é a estrela nossa vizinha, que se encontra no centro do Sistema Solar. Trata-se de uma estrela anã adulta (dita da sequência principal) de classe espectral G. A temperatura na sua superfície é aproximadamente 5800 graus centígrados e o seu raio atinge os 700 mil quilómetros.
(no chamado volume local) vêm de três populações que se sobrepõem: do disco fino, do disco espesso e do halo. O disco espesso é muito mais velho que o fino, e as suas estrelas movem-se para cima e para baixo a velocidades mais elevadas. Ambas as componentes do disco assentam no halo que contém os restos das primeiras estrelas que se formaram na Galáxia.

Os objectos do disco fino dominam o volume local - cerca de 97% das estrelas locais fazem parte do disco fino, contra apenas 3% do disco espesso e do halo. É provável que os números relativos à população de anãs castanhas acompanhem os das estrelas, o que pode ser uma boa razão para estes objectos velozes (do disco espesso / halo) só agora estarem a ser descobertos.

Pensa-se que existem cerca de 70 mil milhões de anãs castanhas no disco fino da Galáxia. Como o disco espesso e o halo ocupam volumes muito maiores, mesmo uma pequena população local (3%) significa um grande número de velhas anãs castanhas na Galáxia. "Estas duas anãs castanhas podem ser a ponta do iceberg e são intrigantes peças de arqueologia astronómica", afirmou Pinfield. "Só fomos capazes de as encontrar procurando, com o WISE, os objectos mais fracos e frios possíveis. Encontrando outros aprofundaremos o nosso conhecimento dos primeiros tempos da história da Galáxia."

Fonte da notícia: http://www.ras.org.uk/news-and-press/224-news-2013/2357-the-galaxys-ancient-brown-dwarf-population-revealed