As anãs marrons - aqueles objetos que não são um planeta e nem uma estrela - são curiosidades intrigantes que são muito baixas em massa para queimar hidrogênio, mas são mais massivas que os planetas. Eles emitem apenas uma quantidade fraca de luz, por isso são difíceis de detectar, tornando os cientistas inseguros de quantos deles podem estar lá fora em nossa galáxia.
Mas os astrônomos estão de olho em uma anã marrom em particular conhecida como WISE 0855. A apenas 7,2 anos-luz da Terra, é o objeto mais frio conhecido fora do nosso Sistema Solar e é pouco visível nos comprimentos de onda infravermelhos. Mas com algumas técnicas de observação espectroscópica astuciosas, os astrônomos agora determinaram que esse objeto tem algumas características interessantes: sua atmosfera está cheia de nuvens de vapor d'água. É a primeira vez que nuvens de água são detectadas fora do nosso Sistema Solar.
"É cinco vezes mais fraco que qualquer outro objeto detectado com espectroscopia no solo neste comprimento de onda", disse Andrew Skemer, professor assistente de astronomia e astrofísica na UC Santa Cruz e o primeiro autor de um artigo no WISE 0855 publicado no Astrophysical Journal Letters ( está disponível no arXiv aqui). "Agora que temos um espectro, podemos realmente começar a pensar sobre o que está acontecendo neste objeto. Nosso espectro mostra que o WISE 0855 é dominado por vapor de água e nuvens, com uma aparência geral bastante semelhante a Júpiter. ”
O nome completo desta anã marrom é WISE J085510.83-071442.5, mas estamos entre amigos, então é W0855, para abreviar. Tem cerca de cinco vezes a massa de Júpiter e é a anã marrom mais fria já detectada, com uma temperatura média de cerca de 250 graus Kelvin, ou menos 10 graus F, menos 20 C. Isso o torna quase tão frio quanto Júpiter, que é de 130 graus. graus Kelvin.
"O WISE 0855 é a nossa primeira oportunidade de estudar um objeto de massa planetária extra-solar que é quase tão frio quanto nossos gigantes de gás", disse Skemer.
Skemer e sua equipe usaram o telescópio Gemini-North no Havaí e o espectrógrafo infravermelho próximo Gemini para observar o WISE 0855 durante 13 noites durante um total de 14 horas. Skemer fazia parte de uma equipe que estudou esse objeto em 2014 encontrou indicações tentativas de nuvens de água com base em dados fotométricos muito limitados. Skemer disse que a obtenção de um espectro (que separa a luz de um objeto em seus comprimentos de onda) é a única maneira de detectar a composição molecular desse objeto.
Um vídeo sobre a descoberta e o estudo de 2014 do WISE 0855:
O WISE 0855 é muito fraco para a espectroscopia convencional em comprimentos de onda ópticos ou no infravermelho próximo, mas a equipe aceitou um desafio e analisou as emissões térmicas do objeto em comprimentos de onda em uma janela estreita em torno de 5 mícrons.
"Acho que todos na equipe de pesquisa realmente acreditavam que estávamos sonhando em pensar que poderíamos obter um espectro dessa anã marrom porque seu brilho térmico é muito fraco", disse Skemer. O WISE 0855 é tão legal e fraco que muitos astrônomos pensaram que levaria anos para que um espectro pudesse ser obtido. "Pensei que teríamos que esperar até que o Telescópio Espacial James Webb estivesse operando para fazer isso", disse Skemer.
Essa visão espectroscópica forneceu um vislumbre do ambiente da atmosfera do WISE 0855. Com os dados em mãos, os pesquisadores desenvolveram modelos atmosféricos da química de equilíbrio para uma anã marrom a 250 graus Kelvin e calcularam os espectros resultantes sob diferentes suposições, incluindo modelos nublados e sem nuvens. Os modelos previam um espectro dominado por características resultantes do vapor de água, e o modelo nublado produzia o melhor ajuste para as características do espectro do WISE 0855.
Embora os espectros desse objeto sejam surpreendentemente semelhantes a Júpiter, o WISE 0855 parece ter uma atmosfera menos turbulenta.
"O espectro nos permite investigar propriedades químicas e dinâmicas que há muito são estudadas na atmosfera de Júpiter, mas desta vez em um mundo extra-solar", disse Skemer.
Os cientistas dizem que o WISE 0855 se parece mais com Júpiter do que qualquer exoplaneta já descoberto, o que é especialmente intrigante desde que a missão Juno acabou de começar sua exploração no mundo gigante. Júpiter, juntamente com os outros planetas a gás do nosso Sistema Solar, todos têm nuvens e tempestades, embora as nuvens de Júpiter sejam feitas principalmente de amônia com nuvens de nível inferior, talvez contendo água. Um dos objetivos de Juno é determinar a abundância global de água em Júpiter.
Fontes: UC Santa Cruz, Gêmeos
