Recorrendo ao telescópio espacial James Webb, os astrônomos descobriram uma anã marrom (um objeto mais massivo do que Júpiter, mas menor do que uma estrela) com emissões infravermelhas de metano, provavelmente devido à energia na sua atmosfera superior.
© STScI (ilustração de aurora numa anã marrom)
Esta é uma descoberta inesperada porque a anã marrom, W1935, é fria e não tem uma estrela hospedeira; por isso, não há uma fonte óbvia para a energia da atmosfera superior. A equipe especula que a emissão de metano pode ser devida a processos que geram auroras.
Para ajudar a explicar o mistério da emissão infravermelha do metano, a equipe voltou-se para o nosso Sistema Solar. A emissão de metano é uma característica comum em gigantes gasosos como Júpiter e Saturno. O aquecimento da atmosfera superior, que alimenta esta emissão, está relacionado com as auroras. Na Terra, as auroras são criadas quando as partículas energéticas lançadas para o espaço pelo Sol são capturadas pelo campo magnético da Terra. Estas partículas caem em cascata na nossa atmosfera ao longo das linhas do campo magnético perto dos polos da Terra, colidindo com as moléculas de gás e criando misteriosas e dançantes cortinas de luz. Júpiter e Saturno têm processos aurorais semelhantes que envolvem a interação com o vento solar, mas também recebem contribuições aurorais de luas ativas próximas como Io (para Júpiter) e Encélado (para Saturno).
Para anãs marrons isoladas como W1935, a ausência de um vento estelar que contribua para o processo auroral e explique a energia extra na atmosfera superior, necessária para a emissão de metano, é um mistério. Supõe-se que processos internos não contabilizados, como os fenômenos atmosféricos de Júpiter e Saturno, ou interações externas com plasma interestelar ou uma lua ativa próxima, podem ajudar a explicar a emissão.
A descoberta das auroras é como uma história de detetive. Os astrônomos investigaram 12 anãs marrons frias. Entre elas estavam W1935 - um objeto que foi descoberto pelo cientista cidadão Dan Caselden, que trabalhou com o projeto Backyard Worlds da plataforma Zooniverse - e W2220, um objeto que foi descoberto usando o WISE (Wide Field Infrared Survey Explorer) da NASA.
O Webb revelou em pormenor que W1935 e W2220 pareciam ser quase clones uma da outra em termos de composição. Também partilhavam características como brilho, temperaturas e espectros de água, amoníaco, monóxido de carbono e dióxido de carbono. A exceção notável era que W1935 mostrava emissão de metano, em oposição à característica de absorção prevista para W2220. Isto foi observado num comprimento de onda infravermelho distinto, ao qual o Webb é particularmente sensível.
Mas em vez de absorver a luz, o metano estava brilhando. A equipa utilizou modelos de computador para inferir o que poderia estar por detrás da emissão. O trabalho de modelação mostrou que W2220 tinha uma distribuição de energia esperada em toda a atmosfera, arrefecendo com o aumento da altitude. W1935, por outro lado, teve um resultado surpreendente. O melhor modelo favorecia uma inversão de temperatura, em que a atmosfera ficava mais quente com o aumento da altitude.
Este tipo de fenômeno já foi visto em planetas com uma estrela próxima que pode aquecer a estratosfera, mas vê-lo num objeto sem uma fonte de calor externa óbvia é incrível. Para procurar pistas, a equipe olhou para os planetas do nosso Sistema Solar. Os planetas gigantes gasosos podem servir de indicadores para o que está ocorrendo a mais de 40 anos-luz de distância na atmosfera de W1935.
Esta não é a primeira vez que uma aurora é usada para explicar uma observação numa anã marrom. Foram detectadas emissões de rádio provenientes de várias anãs marrons mais quentes e invocaram as auroras como a explicação mais provável. Foram feitas pesquisas com telescópios terrestres, como o Observatório W. M. Keck, para encontrar assinaturas infravermelhas destas anãs marrons emissoras de rádio a fim de melhor caracterizar o fenômeno, com resultados inconclusivos.
W1935 é a primeira candidata auroral fora do Sistema Solar com a assinatura da emissão de metano e a mais fria, com uma temperatura efetiva de cerca de 200º C, cerca de 300º C mais quente do que Júpiter. W1935 não tem uma estrela companheira, pelo que o vento estelar não pode contribuir para o fenômeno. Ainda não se sabe se uma lua ativa poderá desempenhar um papel na emissão de metano em W1935.
Fonte: Space Telescope Science Institute
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