Anãs marrons não são exatamente estrelas e nem planetas, e um novo estudo sugere que pode haver mais deles à espreita em nossa galáxia do que os cientistas pensavam anteriormente.

Um novo estudo oferece uma explicação tentadora de como um objeto cósmico peculiar chamado WISEA J153429.75-104303.3 - apelidado de "O acidente" - veio a ser. O acidente é uma anã marrom. Embora se formem como estrelas, esses objetos não têm massa suficiente para iniciar a fusão nuclear, o processo que faz com que as estrelas brilhem. E embora as anãs marrons às vezes desafiem a caracterização, os astrônomos têm uma boa compreensão de suas características gerais.

Ou eles fizeram, até que encontraram este.

O acidente ganhou esse nome depois de ser descoberto por pura sorte. Ele ultrapassou as pesquisas normais porque não se parece com nenhum dos pouco mais de 2, 000 anãs marrons que foram encontradas em nossa galáxia até agora.

À medida que as anãs marrons envelhecem, eles esfriam, e seu brilho em diferentes comprimentos de onda de mudanças de luz. Não é diferente de como alguns metais, quando aquecido, vão do branco brilhante ao vermelho profundo à medida que esfriam. O acidente confundiu os cientistas porque foi fraco em alguns comprimentos de onda importantes, sugerindo que estava muito frio (e velho), mas brilhante em outros, indicando uma temperatura mais alta.

"Este objeto desafiou todas as nossas expectativas, "disse Davy Kirkpatrick, um astrofísico do IPAC na Caltech em Pasadena, Califórnia. Ele e seus co-autores postulam em seu novo estudo, aparecendo em The Astrophysical Journal Letters , que O acidente pode ter de 10 bilhões a 13 bilhões de anos - pelo menos o dobro da idade média de outras anãs marrons conhecidas. Isso significa que ele teria se formado quando nossa galáxia era muito mais jovem e tinha uma composição química diferente. Se for esse o caso, provavelmente há muito mais dessas anãs marrons antigas à espreita em nossa vizinhança galáctica.

Um perfil peculiar

O acidente foi detectado pela primeira vez pelo Explorador de pesquisa de infravermelho de campo amplo de objetos próximos à Terra (NEOWISE) da NASA, lançado em 2009 sob o nome de WISE e gerenciado pelo Jet Propulsion Laboratory da NASA no sul da Califórnia. Como as anãs marrons são objetos relativamente legais, eles irradiam luz principalmente infravermelha, ou comprimentos de onda maiores do que o olho humano pode ver.

Para descobrir como O acidente pode ter tais propriedades aparentemente contraditórias - alguns sugerindo que é muito frio, outros indicam que está muito mais quente - os cientistas precisavam de mais informações. Então, eles o observaram em comprimentos de onda infravermelhos adicionais com um telescópio terrestre no Observatório W. M. Keck, no Havaí. Mas a anã marrom parecia tão fraca nesses comprimentos de onda, eles não conseguiram detectar nada, aparentemente confirmando a sugestão de que estava muito frio.

Em seguida, eles decidiram determinar se a penumbra resultava do fato de O acidente estar mais distante da Terra do que o esperado. Mas não foi esse o caso, de acordo com medições de distância precisas pelos telescópios espaciais Hubble e Spitzer da NASA. Tendo determinado a distância do objeto - cerca de 50 anos-luz da Terra - a equipe percebeu que ele está se movendo rápido - cerca de meio milhão de milhas por hora (800, 000 km / h). Isso é muito mais rápido do que todas as outras anãs marrons conhecidas por estarem a esta distância da Terra, o que significa que provavelmente está girando em torno da galáxia por um longo tempo, encontrando objetos massivos que o aceleram com sua gravidade.

Com um monte de evidências sugerindo que o acidente é extremamente antigo, os pesquisadores propõem que suas propriedades estranhas não são estranhas e que podem ser uma pista de sua idade.

Quando a Via Láctea se formou há cerca de 13,6 bilhões de anos, era composto quase inteiramente de hidrogênio e hélio. Outros elementos, como carbono, formado dentro de estrelas; quando as estrelas mais massivas explodiram como supernovas, eles espalharam os elementos por toda a galáxia.

Metano, composto de hidrogênio e carbono, é comum na maioria das anãs marrons que têm uma temperatura semelhante à do Acidente. Mas o perfil de luz do The Accident sugere que ele contém muito pouco metano. Como todas as moléculas, o metano absorve comprimentos de onda específicos da luz, portanto, uma anã marrom rica em metano seria fraca nesses comprimentos de onda. O Acidente, por contraste, é brilhante nesses comprimentos de onda, o que pode indicar baixos níveis de metano.

Assim, o perfil de luz de O acidente poderia ser igual ao de uma anã marrom muito velha que se formou quando a galáxia ainda era pobre em carbono; muito pouco carbono na formação significa muito pouco metano em sua atmosfera hoje.

"Não é uma surpresa encontrar uma anã marrom tão velha, mas é uma surpresa encontrar um em nosso quintal, "disse Federico Marocco, um astrofísico do IPAC em Caltech que conduziu as novas observações usando os telescópios Keck e Hubble. "Esperávamos que anãs marrons tão antigas existissem, mas também esperávamos que fossem incrivelmente raros. A chance de encontrar um tão perto do sistema solar pode ser uma coincidência feliz, ou nos diz que eles são mais comuns do que pensávamos. "

Um acidente de sorte

Para encontrar anãs marrons mais antigas como The Accident - se elas estiverem por aí - os pesquisadores podem ter que mudar a forma como procuram por esses objetos.

O acidente foi descoberto pelo cidadão cientista Dan Caselden, que estava usando um programa online que ele construiu para encontrar anãs marrons nos dados do NEOWISE. O céu está cheio de objetos que irradiam luz infravermelha; em geral, esses objetos parecem permanecer fixos no céu, devido à sua grande distância da Terra. Mas porque as anãs marrons são tão fracas, eles são visíveis apenas quando estão relativamente perto da Terra, e isso significa que os cientistas podem observá-los se movendo pelo céu durante meses ou anos. (O NEOWISE mapeia todo o céu uma vez a cada seis meses.)

O programa de Caselden tentou remover os objetos infravermelhos estacionários (como estrelas distantes) dos mapas NEOWISE e destacar objetos em movimento que tinham características semelhantes às anãs marrons conhecidas. Ele estava olhando para um desses candidatos anões marrons quando avistou outro, objeto muito mais fraco movendo-se rapidamente pela tela. Isso acabaria sendo WISEA J153429.75-104303.3, que não havia sido destacado porque não correspondia ao perfil do programa de uma anã marrom. Caselden o pegou por acidente.

"Esta descoberta está nos dizendo que há mais variedade nas composições das anãs marrons do que vimos até agora, "disse Kirkpatrick." Provavelmente existem mais estranhos por aí, e precisamos pensar em como procurá-los. "

Lançado em 2009, a espaçonave WISE foi colocada em hibernação em 2011 após completar sua missão principal. Em setembro de 2013, A NASA reativou a espaçonave com o objetivo principal de procurar objetos próximos à Terra, ou NEOs, e a missão e a espaçonave foram renomeadas para NEOWISE. JPL, uma divisão da Caltech, gerenciou e operou o WISE para o Science Mission Directorate (SMD) da NASA. A missão foi selecionada competitivamente pelo Programa de Exploradores da NASA, administrado pelo Goddard Space Flight Center da agência em Greenbelt, Maryland. NEOWISE é um projeto do JPL, uma divisão da Caltech, e a Universidade do Arizona, apoiado pelo Escritório de Coordenação de Defesa Planetária da NASA.