As anãs marrons são corpos celestes estranhos, ocupando uma espécie de posição intermediária entre as estrelas e os planetas.
© ESO (nebulosa na constelação da Serpente)
Os astrofísicos por vezes chamam-lhes "estrelas falhadas" porque não têm massa suficiente para queimar hidrogênio nos seus núcleos e assim brilhar como estrelas. Debate-se constantemente se a formação das anãs marrons é simplesmente uma versão em escala reduzida da formação de estrelas semelhantes ao Sol.
Os astrofísicos concentram-se nas anãs marrons mais jovens, também chamadas proto-anãs marrons. Têm apenas alguns milhares de anos e ainda se encontram nas fases iniciais de formação. Querem saber se o gás e a poeira destas proto-anãs castanhas se assemelham à composição das protoestrelas semelhantes ao Sol mais jovens.
O foco de interesse é o metano, uma molécula simples e muito estável que, uma vez formada, só pode ser destruída por processos físicos altamente energéticos. Tem sido encontrado em vários exoplanetas. No passado, o metano desempenhou um papel fundamental para identificar e estudar as propriedades das anãs marrons mais antigas da Via Láctea, que têm várias centenas a bilhões de anos.
Agora, pela primeira vez, uma equipe liderada por Basmah Riaz da Universidade de Munique detectou inequivocamente metano deuterado (CH3D) em três proto-anãs marrons. É a primeira detecção clara de CH3D fora do Sistema Solar. Este é um resultado inesperado.
As proto-anãs marrons são objetos muito frios e densos. Isto torna-as difíceis de estudar em busca de assinaturas de metano no infravermelho próximo. Em contraste, podem ser facilmente observadas nos comprimentos de onda milimétricos. Ao contrário do metano que não tem assinatura espectral no domínio do rádio devido à sua simetria, o CH3D pode ser observado em comprimentos de onda milimétricos. A primeira detecção de CH3D foi ainda mais espantosa porque, de acordo com as teorias de formação das anãs marrons, as proto-anãs marrons são mais frias (cerca de 10 Kelvin ou menos) e mais densas do que as protoestrelas.
Com base na teoria química, o CH3D é formado preferencialmente quando o gás é mais quente, a temperaturas de cerca de 20 a 30 Kelvin. As medições implicam que pelo menos uma fração significativa do gás numa proto-anã marrom tem mais do que 10 Kelvin, caso contrário o CH3D não deveria estar sequer lá.
A abundância de CH3D fornece aos cientistas uma estimativa da abundância de metano. É também inesperado que, embora só haja uma protoestrela semelhante ao Sol conhecida até à data onde o CH3D foi detectado provisoriamente, a equipe da Universidade de Munique detectou firmemente CH3D em três proto-anãs marrons. Isto significa que as proto-anãs marrons exibem uma química orgânica quente e rica, e estes objetos astrofísicos compactos e frios podem não ser simplesmente uma réplica à escala reduzida das protoestrelas.
O metano nas proto-anãs marrons pode ou não sobreviver ou reter uma abundância tão elevada nas anãs marrons mais antigas. Uma vez que um ambiente quente é favorável à formação de moléculas mais complexas, as proto-anãs marrons são objetos intrigantes onde, no futuro, são objetos propícios para procurar estas moléculas.
Um artigo foi publicado no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Fonte: Universität München
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