Concepção artística de uma anã marrom e seu campo magnético. O campo magnético, profundamente enraizado em seu interior, gira em uma taxa diferente do topo da atmosfera. A diferença permitiu aos astrônomos determinar a velocidade do vento do objeto. Crédito:Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF
Os astrônomos usaram o Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) da National Science Foundation e o Spitzer Space Telescope da NASA para fazer a primeira medição da velocidade do vento em uma anã marrom - um objeto de massa intermediária entre um planeta e uma estrela.
Com base em fatos conhecidos sobre os planetas gigantes Júpiter e Saturno em nosso próprio Sistema Solar, uma equipe de cientistas liderada por Katelyn Allers, da Universidade Bucknell, percebeu que possivelmente poderia medir a velocidade do vento de uma anã marrom combinando observações de rádio do VLA e observações infravermelhas do Spitzer.
"Quando percebemos isso, ficamos surpresos que ninguém mais já tinha feito isso, "Allers disse.
Os astrônomos estudaram uma anã marrom chamada 2MASS J10475385 + 2124234, um objeto quase do mesmo tamanho que Júpiter, mas cerca de 40 vezes mais massivo, cerca de 34 anos-luz da Terra. Anãs marrons, às vezes chamadas de "estrelas que falharam, "são mais massivos do que os planetas, mas não grande o suficiente para causar as reações termonucleares em seus núcleos que energizam as estrelas.
"Notamos que o período de rotação de Júpiter, conforme determinado por observações de rádio, é diferente do período de rotação determinado por observações em comprimentos de onda visíveis e infravermelhos, "Allers disse.
Essa diferença, ela explicou, é porque a emissão de rádio é causada por elétrons interagindo com o campo magnético do planeta, que está enraizado no interior do planeta, enquanto a emissão infravermelha vem do topo da atmosfera. A atmosfera está girando mais rapidamente do que o interior do planeta, e a diferença correspondente nas velocidades é devida aos ventos atmosféricos.
Anã marrom, deixou, e Júpiter, direito. A concepção artística da anã marrom ilustra o campo magnético e o topo da atmosfera, que foram observados em diferentes comprimentos de onda para determinar a velocidade do vento. Crédito:Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF
"Porque esperamos que os mesmos mecanismos funcionem na anã marrom, decidimos medir suas velocidades de rotação com telescópios de rádio e infravermelho, "disse Johanna Vos, do Museu Americano de História Natural.
Eles observaram 2MASS J10475385 + 2124234 com Spitzer em 2017 e 2018, e descobri que seu brilho infravermelho variava regularmente, provavelmente devido à rotação de alguma característica de vida longa em sua atmosfera superior. A equipe fez observações VLA em 2018 para medir o período de rotação do interior do objeto.
Assim como com Júpiter, eles descobriram que a atmosfera da anã marrom está girando mais rápido do que seu interior, com uma velocidade do vento calculada de cerca de 1425 milhas por hora. Isso é significativamente mais rápido do que a velocidade do vento de Júpiter, cerca de 230 mph.
"Isso está de acordo com a teoria e as simulações que prevêem velocidades mais altas do vento em anãs marrons, "Allers disse.
Os astrônomos disseram que sua técnica pode ser usada para medir ventos não apenas em outras anãs marrons, mas também em planetas extrasolares.
"Porque os campos magnéticos dos exoplanetas gigantes são mais fracos do que os das anãs marrons, as medições de rádio precisarão ser feitas em frequências mais baixas do que aquelas usadas para 2MASS J10475385 + 2124234, disse Peter Williams do Center for Astrophysics, Harvard e Smithsonian, e a American Astronomical Society.
"Estamos entusiasmados com o fato de que nosso método agora pode ser usado para nos ajudar a entender melhor a dinâmica atmosférica das anãs marrons e planetas extrasolares, "Allers disse.
Allers, Vos, e Williams, junto com Beth Biller da Universidade de Edimburgo, relataram suas descobertas no jornal Ciência .
