Encontradas bandas de nuvens em anã marrom

Uma equipe de astrônomos descobriu que a anã marrom mais próxima, Luhman 16A, mostra sinais de bandas de nuvens semelhantes às vistas em Júpiter e em Saturno.

© Caltech/R. Hurt (ilustração da anã marrom Luhman 16A)

Esta é a primeira vez que os cientistas usam a técnica de polarimetria para determinar as propriedades de nuvens atmosféricas fora do nosso Sistema Solar, denominadas exonuvens.

As anãs marrons são objetos mais massivos do que os planetas, mas menos massivos do que as estrelas, e normalmente têm 13 a 80 vezes a massa de Júpiter. Luhman 16A faz parte de um sistema binário que contém uma segunda anã marrom, Luhman 16B. A uma distância de 6,5 anos-luz, é o terceiro sistema mais próximo do nosso Sol, depois de Alpha Centauri e da Estrela de Barnard. Ambas as anãs marrons têm cerca de 30 vezes a massa de Júpiter.

Apesar de Luhman 16A e 16B terem massas e temperaturas similares (cerca de 1.000 ºC) e, presumivelmente, se terem formado ao mesmo tempo, mostram um clima marcadamente diferente. Luhman 16B não mostra sinais de bandas estacionárias de nuvens, exibindo ao invés evidências de nuvens mais irregulares. Luhman 16B, portanto, apresenta variações visíveis de brilho como resultado das suas características nubladas, ao contrário de Luhman 16A.

"Tal como a Terra e Vênus, estes objetos são gêmeos com climas muito diferentes," disse Julien Girard do STScI (Space Telescope Science Institute). "Podem chover silicatos ou amônia. Na verdade, é um clima horrível."

Os pesquisadores usaram um instrumento no VLT (Very Large Telescope) no Chile para estudar a luz polarizada do sistema Luhman 16. A polarização é uma propriedade da luz que representa a direção a que a onda de luz oscila. Os óculos de sol polarizados bloqueiam uma direção de polarização a fim de reduzir o brilho e melhorar o contraste. Em vez de tentar bloquear este brilho, os pesquisadores estão tentando medi-lo.

Quando a luz é refletida por partículas, como gotículas nas nuvens, pode favorecer um certo ângulo de polarização. Ao medir a polarização preferida da luz de um sistema distante é possível deduzir a presença de nuvens sem resolver diretamente quaisquer estruturas de nuvens nas anãs marrons.

Para determinar o que a luz encontrou pelo caminho, comparam-se as observações com modelos com propriedades diferentes: as atmosferas das anãs marrons com estruturas sólidas de nuvens, bandas listradas e até anãs marrons oblatas devido à sua rápida rotação. "Descobrimos que apenas modelos de atmosferas com bandas de nuvens podiam corresponder às nossas observações de Luhman 16A," explicou Theodora Karalidi, da Universidade da Flórida Central.

A técnica de polarimetria não se limita às anãs marrons. Também pode ser aplicada a exoplanetas que orbitam estrelas distantes. As atmosferas de exoplanetas gigantes e quentes são semelhantes às das anãs marrons. Embora a medição de um sinal de polarização de exoplanetas seja mais complexa, devido ao seu brilho relativamente tênue e à proximidade com a estrela, as informações obtidas das anãs marrons podem, potencialmente, informar estes estudos futuros.

O telescópio espacial James Webb da NASA será capaz de estudar sistemas como Luhman 16 para procurar sinais de variações de brilho na luz infravermelha, indicativas de características de nuvens. O WFIRST (Wide Field Infrared Survey Telescope) da NASA estará equipado com um coronógrafo que pode realizar polarimetria e poderá detectar exoplanetas gigantes na luz refletida e eventuais sinais de nuvens nas suas atmosferas.

Este estudo foi aceito para publicação no The Astrophysical Journal.

Fonte: Space Telescope Science Institute