WISE J085510.83-071442.5 – uma anã castanha fria ou um exoplaneta errante gigante?

Esta concepção artística mostra o objeto WISE J085510.83-071442.5, considerado como a anã marrom (anã castanha, em Portugal) mais fria já descoberta. As anã marrons são corpos tênues, objetos estelares fracassados, que não tem a massa crítica suficiente para realizar a fusão nuclear como as estrelas fazem. WISE J085510.83-071442.5 é tão frio quanto o nosso Polo Norte (entre -48 e -13 graus Celsius). A cor do objeto nesta ilustração é meramente arbitrária uma vez que as cores variam quando observamos em diversas faixas de frequência da radiação. Créditos: NASA/JPL-Caltech/Penn State University.

Esta concepção artística mostra o objeto WISE J085510.83-071442.5, considerado como a anã marrom (anã castanha, em Portugal) mais fria já descoberta. As anã marrons são corpos tênues, objetos estelares fracassados, que não tem a massa crítica suficiente para realizar a fusão nuclear como as estrelas fazem. WISE J085510.83-071442.5 é tão frio quanto o nosso Polo Norte (entre -48 e -13 graus Celsius). A cor do objeto nesta ilustração é meramente arbitrária uma vez que as cores variam quando observamos em diversas faixas de frequência da radiação. Créditos: NASA/JPL-Caltech/Penn State University.

Kevin Luhman (Pennsylvania State University) tem focado a maior parte de sua pesquisa na formação de estrelas de baixa massa e nas anã marrons (anãs castanhas, em Portugal) em regiões de formação estelar próximas do Sol. Tal envolve o trabalho com estrelas relativamente jovens. No entanto, Luhman também tem estado alerta para objetos mais velhos, tais como as anãs marrons geladas na vizinhança do Sistema Solar.

Ao longo do tempo as anãs marrons se resfriam e, como Luhman diz em sua página da universidade, elas são “laboratórios valiosos para o estudo de atmosferas planetárias”. Além disso, as anãs marrons nos fornecem dados para testar teorias sobre a formação planetária em ambientes extremos no Cosmos.

Agora temos a última descoberta de Luhman. Não seria uma surpresa se uma categoria inteira de objetos gelados próximos se tornem categorizadas como “objetos de Luhman”, ou algo como isto.

http://www.nasa.gov/sites/default/files/pia18002-full-640.gif

Animação mostra as sucessivas imagens do WISE e Spitzer da anã marrom recém descoberta por Luhman. Crédito: NASA/JPL-Caltech/Penn State

Lembramos que em março de 2014 Luhman descobriu, investigando imagens do observatório WISE, um Sistema binário de anãs marrons apenas a 6,5 anos luz da Terra (WISE J085510.83-071442.5). Este objeto tem o 3º maior movimento próprio e a 4ª maior paralaxe entre as estrelas e anã marrons conhecidas. Além disso, J085510.83-071442.5 é considerada a anã marrom mais fria já descoberta.

Quão fria? A temperatura varia em torno de -48 a -13 graus Celsius, mais fria que quaisquer outras anãs marrons, que foram encontras com temperaturas da ordem da nossa temperatura ambiente, aqui na Terra. As imagens do WISE de 2010 foram confirmadas por duas imagens adicionais capturadas pelo Observatório Espacial de Infravermelho Spitzer em 2013 e 2014, além de observações posteriores pelo telescópio Gemini do Sul no Monte Pachon, Chile. Os dados do WISE e do Spitzer foram usados para medir a distância da Terra ao objetos através da técnica da paralaxe, calculada em 7,2 anos-luz, plotada no diagrama abaixo:

http://www.jpl.nasa.gov/spaceimages/details.php?id=pia18003

Este diagrama ilustra a localização dos sistemas estelares mais próximos do Sol. O ano em que a distância entre o Sistema e a Terra foi calculado está listado depois do nome do sistema. O WISE (agora chamado de Wide-field Infrared Survey Explorer) foi responsável por encontrar 2 dos 4 sistemas mais próximos: o par binário de anãs marrons WISE 1049-5319 em 2013 e a anã marrom WISE J085510.83-071442.5 em 2014. O Telescópio Espacial Spitzer ajudou a confirmar a localização do último objeto. Completando o quadro, aparecem o trio de estrelas mais próximo (Alfa Centauri A/B e Próxima Centauri) e a estrela de Barnard. Crédito: NASA/Penn State University.

Trata-se de um diagrama fascinante. Enquanto nós dividimos a determinação para aprender mais sobre anãs marrons, a formação planetária e as atmosferas de objetos gelados, alguns de nós podem também pensar em termos de alvos para futuras sondas. Há esperanças de que o caçador de anãs marrons Luhman apareça em breve com novas descobertas de objetos ainda mais próximos que estes agora encontrados. Objetos gélidos como este último de Luhman são invisíveis nas frequências da luz visível. No entanto, sua emissão residual de calor no infravermelho torna a detecção possível e certamente há mais corpos gelados por aí esperando para serem descobertos.

 Michael Werner, cientista do programa Spitzer do JPL, destacou:

É incrível que mesmo após várias décadas de estudos de todo o céu, nós ainda não tenhamos um inventário completo dos vizinhos mais próximos do Sol. Este novo e excitante resultado demonstra o poder das novas ferramentas de exploração do Universo, tais como os olhos infravermelhos do WISE e do Spitzer.

É importante destacar que se trata de um objeto com 3 a 10 vezes a massa do planeta Júpiter o que faz de WISE J085510.83-071442.5 a menos massiva anã marrom já descoberta. Isto levanta suspeitas da possibilidade de se tratar de um planeta gigante gasoso errante, expulso há muito tempo de algum sistema estelar da galáxia. Luhman comenta esta possibilidade no seu artigo:

Com esta massa, o objeto WISE 0855−0714 pode ser tanto uma anã marrom diminuta quanto um planeta gigante errante, ejetado de seu sistema solar original. O fato de considerarmos hoje a primeira hipótese reside no simples fato de desconhecermos a quantidade de planetas errantes ejetados de seus sistemas. As anãs marrons, por outro lado, são numerosas.

http://astro.psu.edu/people/kll207

Kevin Luhman da Penn State University é um especialista em estrelas de baixa massa e em anãs marrons. Ele está preenchendo o mapa dos objetos massivos próximos do Sol.

Obviamente, isto está sujeito a confirmações posteriores…

Se assumirmos que WISE 0855−0714 é um objeto estelar da classe Y, os 4 sistemas mais próximos até agora mapeados contêm duas anãs vermelhas classe M (estrela de Barnard e Próxima Centauri), uma estrela classe G (α Cen A), uma classe K (α Cen B), um par binário de anãs marrons, além desta nova anã marrom classe Y.

Luhman declara no artigo que este novo objeto gelado nos oferece a oportunidade de testar vários modelos atmosféricos em um regime de temperaturas inexplorado. Tal irá requerer um refinamento nas medidas por paralaxe e uma ‘mais profunda fotometria no infravermelho próximo para melhor discernir a distribuição da sua energia espectral’. Nós também iremos utilizar os avanços na espectroscopia que o novo Telescópio Espacial James Webb nos fornecerá em breve.

Lembramos que em março de 2013, a análise das imagens do WISE por Luhman revelou um par de anãs marrons amenas a uma distância de 6,5 anos-luz, tornando esse sistema binário o terceiro mais próximo do Sol (leia: ESO gera o primeiro mapa meteorológico de uma anã marrom – Luhman 16B). A busca de Luhman por corpos velozes também demonstrou que o Sistema Solar exterior provavelmente não contém um planeta grande ainda por descobrir, por vezes chamado popularmente como “Planeta X” ou “Nêmesis“.

O artigo assinado por Luhman, intitulado “Discovery of a ~250 K Brown Dwarf at 2 pc from the Sun”, foi publicado no The Astrophysical Journal Letters Vol. 786, No. 2 (2014).

Fontes

Centauri Dreams: Luhman’s Latest: A New, Nearby Brown Dwarf

Astronomy.com: The Spitzer and WISE telescopes find close cold neighbor of Sun

NASA/JPL: NASA’s Spitzer, WISE Find Sun’s Close, Cold Neighbor

Artigo Científico

Arxiv.org: Discovery of a ~250 K Brown Dwarf at 2 pc from the Sun

._._.

10 comentários

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    • José Simões on 05/05/2014 at 21:16
    • Responder

    “As anã marrons são corpos tênues, objetos estelares fracassados, que não tem a massa crítica suficiente para realizar a fusão nuclear como as estrelas fazem”

    NÃO

    Algumas estrelas castanhas (não necessáriaente esta) REALIZAM fusão nuclear, que no entanto não inclui o hidrogénio leve (hidrogénio-1 / protio), Mas pode incluir o hidrogénio pesado (hidrogénio-2 / deutério) . E até podem queimar litium.

    1. Ou seja, não têm massa suficiente para realizarem a fusão nuclear como as estrelas fazem.

      O texto não diz que não realizam essa fusão nuclear. Simplesmente que não é a mesma fusão como as estrelas fazem.

      http://www.jpl.nasa.gov/spaceimages/details.php?id=pia18001
      “Brown dwarfs are dim star-like bodies that lack the mass to burn nuclear fuel as stars do. ”

      abraços

      1. Complementando o Carlos acima, as anãs marrons conseguem fazer precariamente a fusão do deutério, por algum tempo. Para isso tem que ter uma massa crítica mínima hoje estimada em torno de 13MJ (13 vezes a massa de Júpiter), dependendo da metalicidade (pode chegar a 11MJ para objetos com metalicidade 3 vezes a do Sol – veja no link abaixo). O artigo abaixo explica isto melhor:

        O que diferencia um exoplaneta gigante de uma anã marrom? Novas pesquisas desafiam os limites teóricos
        http://eternosaprendizes.com/2010/09/09/o-que-diferencia-um-exoplaneta-gigante-de-uma-ana-marrom-novas-pesquisas-desafiam-os-limites-teoricos/

        E como o Carlos disse as anãs marrons NÃO realizam a nucleossíntese do hidrogênio de forma regular como as estrelas comumente o fazem. Para tal necessitam uma massa mínima em torno de 75 a 87 MJ (MJ = a massa de Júpiter), para serem anãs vermelhas. Obviamente, este limite mínimo varia devido a metalicidade do corpo.

        Já as sub-anãs-marrons, nada conseguem fundir, nunca… Talvez seja o caso deste objeto em questão.

        \o/

        • José Simões on 06/05/2014 at 01:20

        “O texto não diz que não realizam essa fusão nuclear. Simplesmente que não é a mesma fusão como as estrelas fazem”

        NÃO

        Não é a fusão que as estrelas fazem? É a mesma fusão que elas (algumas – anãs castanhas) fazem e elas são estrelas. portanto é a mesma fusão que as anãs castanhas fazem e como elas são estrelas é a mesma a fusão que as estrelas fazem.

        As estrelas não fazem a fusão todas da mesma maneira. Dizer que algumas não fazem como as estrelas fazem é completamente desprovido de sentido.

      2. Vai ter que escrever para a NASA e informar os astrónomos que estão errados 😉

        “Brown dwarfs are dim star-like bodies that lack the mass to burn nuclear fuel as stars do.”

        P.S.: as anãs castanhas não são estrelas. As estrelas de menor massa (e as menores) que existem são as anãs vermelhas.

  1. Minha posição é que temos que parar de querer colocar os astros em times.
    “Os planetas ficam deste lado”
    “As estrelas daquele outro’

    Cada astro tem lá suas características que inclusive podem mudar com o tempo.
    Por isto que crie a CUA (Classificação Unificada dos Astros) em que num conjunto de 6 silabas podemos ver as principais características dos astros.

    Hoje em dia existem diversas classificações em separado para cada “tipo” de astro.
    Mas alguns astros como este mencionado, ficam no limite da nossa opinião sobre onde ele deveria ficar.

    A CUA é uma classificação para todos tipos de astros, do menor micro-meteorito ao maior super-aglomerado de galáxias.
    Quem quiser saber mais detalhes pode olhar aqui => http://forum.intonses.com.br/viewtopic.php?f=77&t=287247

    1. As classificações são importantes pois representam uma linguagem não só entre os cientistas, mas também entre os leigos interessados em aprender. Temos que respeitá-las.

      As classificações, por si só, não são imutáveis. Elas, ao longo do tempo, são ajustadas a medida que novas descobertas aparecem.

      Uma anã marron (anã castanha) pode ser considerada um planeta?
      NÃO. Existe uma separação do conceito de planeta extrasolar e de anã-marrom segundo a definição do WORKING GROUP ON EXTRASOLAR PLANETS (WGESP) pertencente à IAU (INTERNATIONAL ASTRONOMICAL UNION), publicada em fevereiro de 2001:

      1. Objetos com massas abaixo do limite inferior que permite a fusão termonuclear do deutério (atualmente estimada em 13 vezes a massa de Júpiter para objetos com metalicidade similar a do Sol) que orbitam estrelas ou objetos remanescentes de estrelas (exemplos: anãs-brancas, estrelas de nêutrons, pulsares, buracos negros) são considerados “planetas” (não importando a maneira que foram formados). A massa/tamanho mínima requerida para um objeto extrasolar ser considerado um planeta deve ser a mesma usada no sistema Solar.

      2. Objetos sub-estelares com massas acima do limite mínimo de massa que permitem a fusão termonuclear do deutério são considerados “anãs-marrons”, não importando a maneira como foram formados nem a sua localização.

      3. Objetos livres gravitacionalmente em aglomerados estrelares jovens com massas abaixo do limite inferior para a fusão termonuclear do deutério não são considerados “planetas”, mas são denominados “sub-anãs-marrons” (ou outro nome mais apropriado a ser estabelecido).

      Para saber mais leia aqui: http://eternosaprendizes.com/2009/01/02/anas-marrons-gemeas-no-sistema-2m-0939-sao-os-objetos-sub-estelares-mais-tenues-ja-observados/

      E aqui:
      O que diferencia um exoplaneta gigante de uma anã marrom? Novas pesquisas desafiam os limites teóricos
      http://eternosaprendizes.com/2010/09/09/o-que-diferencia-um-exoplaneta-gigante-de-uma-ana-marrom-novas-pesquisas-desafiam-os-limites-teoricos/

      E mais aqui:
      Anã marrom errante, descoberta a 9 anos-luz da Terra, nos lembra um Júpiter solitário
      http://eternosaprendizes.com/2010/05/04/ana-marron-errante-descoberta-a-9-anos-luz-da-terra-nos-lembra-um-jupiter-solitario/

      Ao que parece o objeto acima se encaixa na definição “3” de “sub-anã-marrom”. No entanto este conceito ainda é novo e será refinado a medida que novos “free-floating-planets” (planetas errantes) sejam descobertos e analisados.

      \o/

      1. As classificações “tradicionais” tendem a surgir cada vez em maior quantidade, pois estamos no inicio da obter tanta informação que poderemos facilmente no perder de tanta informação.
        De poucos anos para cá tivemos um crescimento de informação a respeito de exo-planetas de mais de 100x.
        E a tendência é crescer muito mais muito mesmo, talvez a diferença entre hoje e algumas décadas a frente chegue a um fator fatorial até..
        E astros com limítrofes entre uma classificação “tradicional” e outra irão também surgir cada vez mais.
        Além de que provavelmente surjão também astros que poderão variam de um “tipo” para outro, conforme condições climáticas.
        Creio que há a necessidade de se criar uma classificação única, que traga a informação razoavelmente precisa (pelo menos para fins práticos) numa só visualização.
        Mas não tenho nenhuma ansiedade que me compreendam, porque sei que esta necessidade será cada vez mais clara e provavelmente alguma outra pessoa venha com uma sugestão semelhante, só quis me adiantar.

        A proposta de classificação que elaborei, incorpora qualquer tipo de astro, de qualquer tamanho e característica, e utilizo formulas matemáticas para fornecer a classificação, tanto que elaborei um site em php que fornece o resultado e também um programa em C#(desktop) que fornece o mesmo resultado.

        Atualmente a CUA, fornece em 3 sílabas as propriedades de massa, volume e temperatura.
        Creio que possa ser ampliada para algo relacionado as propriedades químicas do astro.
        Mas estou decidido a não elaborar esta terceira sílaba, pelo menos sozinho, vou esperar que surja alguém que tenha um interesse semelhante para a fazermos juntos.

  2. Excelente Artigo, realmente a essa distância deve ser muito difícil diferenciar uma pequena estrela falhada de um grande planeta gasoso.

    Seria arriscado sugerir que as Anãs Castanhas são a classe mais comum de estrelas na galáxia, mais numerosas até que as Anãs Vermelhas?
    (E só não podemos confirmar isso ainda porque são muito difíceis de observar em grandes distâncias estelares, tal qual as anãs vermelhas)

    1. Jonatas,
      Concordo pois, pela lógica, quanto mais massivos os corpos mais raros eles são. Provavelmente há mais anãs castanhas que anãs vermelhas por aí. Pesquisas com o Spitzer indicam isto: http://eternosaprendizes.com/2010/06/29/ha-numerosas-anas-marrons-nas-vizinhancas-do-sistema-solar-pesquisa-do-spitzer-indic-que-sim/

      As furtivas anãs castanhas escapam da detecção, no entanto, há uma evolução nos últimos anos com a utilização de telescópios cada vez mais poderosos no infravermelho e ‘infravermelho próximo’. Vem aí o observatório espacial James Webb com um conjunto de espelhos bem maior e mais anãs castanhas e planetas errantes serão descobertos nas vizinhanças do Sistema Solar.

      Na verdade eu diria que o número de “planetas errantes” deverá aumentar consideravelmente em breve. Para saber mais sobre os “nômades da galáxia”, clique aqui: http://eternosaprendizes.com/2012/03/01/ilhas-no-caminho-das-estrelas/

  1. […] 85 – Anãs Castanhas. Meteorologia. Tempo. Binário WISE J104915.57-531906. WISE J085510.83-071442.5 (aqui). […]

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