Astrónomos descobrem nuvens de areia na atmosfera de uma estrela falhada

Uma estrela falhada é, em grosso modo, um corpo celeste cujo tamanho está entre o de planetas gigantes como Júpiter e o de estrelas pequenas, não sendo grandes o suficiente para iniciar a fusão do hidrogénio no seu núcleo e possui baixa luminosidade. Sendo que a sua massa é superior à de um planeta, mas não tão massiva quanto a de uma estrela, as anãs castanhas são consideradas estrelas fracassadas.

Foi num estrela destas que o Telescópio Espacial James Webb encontrou nuvens de silicato na atmosfera. De acordo com uma equipa de astrónomos, esta foi a primeira vez que tal deteção foi feita num companheiro de massa planetária fora do Sistema Solar.

VHS 1256-1257 b: uma Anã Castanha que falhou o seu objetivo

Novas observações do Telescópio Espacial James Webb deram-nos a confirmação direta de que alguns mundos alienígenas têm nuvens de rocha.

Segundo a equipa responsável pelo super telescópio, estas novas informações constituem o melhor espectro até à data para um objeto planetário em massa. Estes resultados poderiam não só ajudar-nos a compreender melhor estas chamadas “estrelas falhadas”, mas representar apenas uma amostra do que o JWST pode fazer.

Já vimos a JWST tirar uma imagem direta de um exoplaneta, mas uma anã castanha é uma “caldeirada de peixe” ligeiramente diferente. Estes objetos, esta nuvem em volta acontece quando uma estrela bebé não acumula massa suficiente para desencadear a fusão de hidrogénio no seu núcleo, e ocupam o regime de massa entre os planetas mais massivos e as estrelas menores.

No entanto, cerca de 13,6 vezes a massa de Júpiter, as anãs castanhas podem fundir deutério, ou hidrogénio pesado – hidrogénio com um protão e um neutrão no núcleo, em vez de apenas um único protão (algumas, além de deutério fundem também lítio-7).

A pressão de fusão e a temperatura do deutério são inferiores à do hidrogénio, o que significa que as anãs castanhas são como estrelas ‘lite’.

Isto significa que, ao contrário dos exoplanetas, as anãs castanhas emitem o seu próprio calor e luz. É muito menos do que a das estrelas, obviamente, mas podemos detetá-la diretamente, especialmente nos comprimentos de onda infravermelhos em que a JWST é especializada.

Atmosfera com areia permite perceber o que falhou

As observações obtidas por uma equipa liderada pela astrónoma Brittany Miles da Universidade da Califórnia de Santa Cruz são de uma anã castanha a cerca de 72 anos-luz chamada VHS 1256-1257 b, descrita pela primeira vez em 2015. Os relatos referem que tem 19 vezes a massa de Júpiter, e é relativamente jovem, com uma atmosfera de cor avermelhada.

Esta tonalidade foi anteriormente atribuída a nuvens em anãs castanhas jovens, pelo que a equipa levou espectros de infravermelhos para ver se conseguiam determinar a composição da anã castanha.

A composição atmosférica do VHS 1256-1257 b foi semelhante, a equipa encontrou, a outras anãs castanhas estudadas em comprimentos de onda de infravermelhos, mas muito mais clara.

Água, metano, monóxido de carbono, dióxido de carbono, sódio e potássio são observados em várias porções do espectro JWST com base em comparações de espectros de anãs castanhas modelo, opacidades moleculares, e modelos atmosféricos.

Descrevem os investigadores no seu artigo submetido à publicação AAS journals, e está disponível na revista arXiv enquanto aguarda pelas revisões dos pares e pelo processo de publicação.