4646: Primeira detecção directa de uma anã castanha com um radiotelescópio

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Impressão de artista da anã castanha apelidada “Elegast”. Os “loops” azuis ilustram as linhas do campo magnético.
Crédito: ASTRON/Danielle Futselaar

Pela primeira vez, os astrónomos usaram observações de um radiotelescópio e de um par de observatórios em Maunakea, Hawaii, para descobrir e caracterizar uma anã castanha fria, também conhecida como “super-planeta” ou “estrela falhada”. A anã castanha, designada BDR J1750+3809, é o primeiro objecto sub-estelar detectado por meio de observações no rádio – até agora, as anãs castanhas foram amplamente descobertas em levantamentos infravermelhos do céu.

BDR J1750+3809 (apelidada “Elegast” pela equipa de descoberta) foi identificada pela primeira vez usando dados do telescópio LOFAR (Low-Frequency Array) na Europa, e depois confirmada usando telescópios no cume do Maunakea, nomeadamente o Observatório Gemini e o IRTF (InfraRed Telescope Facility) da NASA. A descoberta directa destes objectos, com radiotelescópios sensíveis como o LOFAR, é um avanço significativo, porque demonstra que os astrónomos podem detectar objectos que são demasiado frios e ténues para serem encontrados em levantamentos infravermelhos e talvez até mesmo detectar exoplanetas gigantes gasosos que flutuam livremente pelo espaço, sem estarem ligados gravitacionalmente a estrelas.

A investigação foi publicada na revista The Astrophysical Journal Letters. O astrónomo Michael Liu e o estudante Zhoujian Zhang do Instituto de Astronomia da Universidade do Hawaii são os co-autores do artigo. “Este trabalho abre um método totalmente novo para encontrar os objectos mais frios flutuando na vizinhança do Sol, que de outra forma seriam demasiado fracos para serem descobertos com os métodos usados nos últimos 25 anos,” disse Liu.

Anãs castanhas sob uma nova luz

As anãs castanhas ocupam a fronteira entre os maiores planetas e as estrelas mais pequenas. Ocasionalmente apelidadas de “estrelas falhadas”, as anãs castanhas não têm massa suficiente para desencadear a fusão do hidrogénio nos seus núcleos e, ao invés, brilham em comprimentos de onda infravermelhos com o calor remanescente da sua formação. Também apelidadas de “super-planetas”, as anãs castanhas possuem atmosferas gasosas que se assemelham mais aos planetas gigantes do nosso Sistema Solar do que a qualquer estrela.

Embora as anãs castanhas não possuam as reacções de fusão que mantêm o Sol a brilhar, podem emitir radiação em comprimentos de onda de rádio. O processo subjacente que alimenta estas emissões de rádio é conhecido, pois também ocorre no maior planeta do Sistema Solar. O poderoso campo magnético de Júpiter acelera partículas carregadas, como electrões, que por sua vez produzem radiação – neste caso, ondas de rádio e auroras.

O facto de as anãs castanhas serem emissoras de rádio permitiu que a colaboração internacional de astrónomos por trás deste resultado desenvolvesse uma nova estratégia de observação. As emissões de rádio foram detectadas anteriormente apenas num punhado de anãs castanhas frias, que foram descobertas e catalogadas por levantamentos infravermelhos antes de serem observadas com radiotelescópios. A equipa decidiu inverter esta estratégia, usando um radiotelescópio sensível para descobrir fontes de rádio frias e fracas, e em seguida realizar observações infravermelhas de acompanhamento com telescópios do Maunakea para categorizá-las.

“Nós perguntámo-nos: ‘Porquê apontar o nosso radiotelescópio a anãs castanhas catalogadas?'”, disse Harish Vedantham, autor principal do estudo e astrónomo do ASTRON, nos Países Baixos. “Façamos apenas uma grande imagem do céu para descobrir estes objectos directamente no rádio.”

Além de ser um resultado empolgante por si só, a descoberta de BDR J1750+3809 pode fornecer um vislumbre tentador de um futuro quando os astrónomos conseguirem medir as propriedades dos campos magnéticos dos exoplanetas. As anãs castanhas frias são os astros mais parecidos com os exoplanetas que os astrónomos podem actualmente detectar com radiotelescópios, e esta descoberta pode ser usada para testar teorias que preveem a força do campo magnético dos exoplanetas. Os campos magnéticos são um factor importante na determinação das propriedades atmosféricas e da evolução a longo prazo dos exoplanetas.

Astronomia On-line
13 de Novembro de 2020