"Estrela fracassada" pode ajudar a revelar detalhes da atmosfera de superjúpiter

"Estrela fracassada" pode ajudar a revelar detalhes da atmosfera de superjúpiter

Por Danielle Cassita | Editado por Patrícia Gnipper | 16 de Agosto de 2021 às 17h10
NASA/JPL-Caltech

Em meio aos vários exoplanetas já conhecidos, existem os superjúpiters, que são o que o nome já indica: tratam-se de exoplanetas gasosos e tão massivos que podem chegar a 13 vezes o tamanho de Júpiter. A composição de alguns desses objetos já foi estudada, mas é difícil analisar os detalhes da atmosfera deles devido à energia liberada pelas estrelas que orbitam. Assim, para entender melhor os superjúpiters, uma equipe de astrônomos trabalhou com uma anã marrom como “substituta”.

As anãs marrons são conhecidas como "estrelas fracassadas". Elas podem chegar a 80 vezes a massa de Júpiter e, embora sejam grandes e isoladas demais para serem consideradas planetas, elas não têm massa suficiente para realizar fusão nuclear como as estrelas “verdadeiras” fazem. Assim, a astrônoma Elena Manjavacas liderou uma equipe de astrônomos para estudar as várias camadas de nuvens pertencentes à anã marrom 2MASS J22081363+2921215 para, assim, entender melhor a atmosfera do superjúpiter Beta Pictores b, que tem massa parecida com a da anã marrom. 

A anã marrom observada no estudo sugere ter uma atmosfera com nuvens e manchas misteriosas, vindas da Grande Mancha Vermelha de Júpiter (Imagem: Reprodução/NASA, ESA, STScI, Leah Hustak (STScI)

Os dois objetos têm a mesma origem e fazem parte do grupo Beta Pictoris, localizado a cerca de 115 anos-luz da Terra. A anã marrom analisada no novo estudo é jovem e brilhante, e libera grandes quantidades de calor na parte quase infravermelha do espectro eletromagnético. Para observar a atmosfera turbulenta dela, os pesquisadores utilizaram o instrumento Multi-Object Spectrograph for Infrared Exploration (MOSFIRE), no W. M. Keck Observatory, que analisou as assinaturas dos diferentes compostos presentes nela com mais detalhes do que observações anteriores. 

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O instrumento permitiu uma visão ampla das nuvens da atmosfera da anã marrom, fornecendo mais detalhes do que observações anteriores conseguiram devido às limitações da atmosfera da Terra, que absorve alguns comprimentos de onda da luz infravermelha. "A única forma de fazer isso em solo é com o instrumento MOSFIRE, porque ele nos permite observar estrelas múltiplas, simultaneamente com a nossa anã marrom", explicou Manjavacas. "Isso nos permite corrigir a contaminação da atmosfera da Terra e medir o verdadeiro sinal da anã marrom, com alta precisão", disse. Depois, a equipe usou modelos computacionais para relacionar o que foi observado e a altitude correspondentes nos dados.

Representação das camadas de nuvens na atmosfera da anã marrom (Imagem: Reprodução/NASA/ESA/STScI/Andi James (STScI)

Como a rotação da anã marrom leva 3,5 horas, a parte superior de alguma das nuvens se rompeu, abrindo algumas aberturas que permitiram a observação das camadas mais profundas. No fim, o espectro revelou elementos variados: há iodeto de potássio na atmosfera superior do objeto, junto de nuvens de silicato de magnésio; mais abaixo, há uma camada de nuvens de iodeto de potássio e silicato de magnésio e, por fim, a camada final, formada por nuvens de óxido de alumínio. A profundidade total da atmosfera é de 718 km, e os elementos detectados representam parte típica da atmosfera de anãs marrons. 

O artigo com os resultados do estudo foi publicado no repositório online arXiv.

Fonte: HubbleSpace.com

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