Anãs Marrons e Exoplanetas

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Objeto parecido com o Planeta de Quebra-Registar
Encontrado Que É Mais Que o Sol
Impressão artística de uma anã marrom. (Centro de Voo Espacial Goddard da NASA)
Um objeto que orbita uma estrela a 1.400 anos-luz de distância está seriamente confrontando nossas
noções do que é possível no Universo.
É uma anã marrom, a curiosa categoria de objetos que atravessam o espaço entre planetas e estrelas,
mas é em uma órbita tão próxima com sua estrela hospedeira muito quente que sua temperatura excede
8.000 Kelvin (7.727 graus Celsius, ou 13.940 Fahrenheit) - quente o suficiente para separar as
moléculas em sua atmosfera em seus átomos compostos.
Isso é muito mais quente do que a temperatura da superfície do Sol, onde as temperaturas se sentam
em um comparativamente ameno 5.778 Kelvin. Na verdade, esta anã marrom é um recordista de
temperatura – o objeto mais quente do gênero que já encontramos.
Embora as anãs marrons tendam a ser mais quentes do que os planetas, elas queimam mais frias do
que as estrelas anãs vermelhas mais frias – elas absolutamente não conseguem atingir temperaturas
semelhantes ao Sol em seus próprios motores de fusão internos.
Uma equipe internacional liderada pelo astrofísico Na'ama Hallakoun, do Instituto Weizmann de Ciência,
em Israel, nomeou o objeto WD0032-317B. Sua descoberta foi detalhada em um artigo aceito na Nature
Astronomy, e atualmente disponível no servidor de pré-impressão arXiv.
https://exoplanets.nasa.gov/news/1670/nasas-roman-mission-will-probe-galaxys-core-for-hot-jupiters-brown-dwarfs/
https://arxiv.org/abs/2306.08672
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Uma animação do KELT-9b, um exoplaneta gigante gasoso ultra-quente e evaporante.
(NASA/JPL-Caltech) (em inglês)
A descoberta, diz a equipe, pode nos ajudar a entender o que acontece com gigantes gasosos
semelhantes a Júpiter orbitando estrelas extremamente quentes e massivas, cuja observação pode ser
desafiadora devido às propriedades das estrelas, como sua atividade e taxa de rotação.
Planetas que orbitam perto de suas estrelas são irradiados com grandes quantidades de luz ultravioleta.
Isso pode fazer com que suas atmosferas se evaporem, e as moléculas nele sejam dilaceradas, um
processo conhecido como dissociação térmica.
Não sabemos muito sobre esse ambiente extremo. Nessa proximidade de uma estrela muito brilhante,
os sinais de um exoplaneta em órbita podem ser difíceis de sair da atividade estelar.
Sabemos de um exoplaneta quente o suficiente para a dissociação térmica. Isso é KELT-9b, orbitando
uma estrela supergigante azul, que aquece o lado do dia do exoplaneta para temperaturas superiores a
4.600 Kelvin (4,327 graus Celsius, ou 7,820 graus Fahrenheit).
Isso é mais quente do que a maioria das estrelas – anãs vermelhas, as estrelas mais comuns da galáxia,
têm uma temperatura máxima de superfície de cerca de 4.000 Kelvin.
Uma maneira de estudar esses regimes extremos, no entanto, poderia ser anãs marrons em sistemas
binários com estrelas anãs brancas. As anãs brancas são muito, muito menores do que as
supergigantes azuis como o KELT-9, o que, por sua vez, as torna mais fracassantes, e o sinal de
qualquer companheiro superaquecido é mais fácil de provocar.
Uma anã marrom não é um planeta, mas também não é uma estrela. Com cerca de 13 vezes a massa
de Júpiter, um objeto semelhante a um planeta pode ter pressão e calor suficientes em seu núcleo para
inflamar a fusão de deutério.
https://exoplanets.nasa.gov/resources/2163/video-of-kelt-9b/
https://exoplanets.nasa.gov/resources/2163/video-of-kelt-9b/
https://exoplanets.nasa.gov/resources/2163/video-of-kelt-9b/
https://www.sciencealert.com/astronomers-have-found-a-massive-exoplanet-that-s-hotter-than-most-stars
https://astronomy.swin.edu.au/cosmos/r/red+dwarf
https://astronomy.swin.edu.au/cosmos/r/red+dwarf
https://www.sciencealert.com/why-isn-t-jupiter-a-star
https://www.sciencealert.com/the-weirdest-facts-about-jupiter
https://en.wikipedia.org/wiki/Deuterium_fusion
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Esse é um isótopo "pesado" de hidrogênio; a temperatura e a pressão necessárias para sua fusão são
muito menores do que a temperatura e a pressão necessárias para a fusão de hidrogênio regular que
queima nos núcleos das estrelas.
Impressão artística de uma anã marrom como ela apareceria de um planeta próximo. (Mark
Garlick/Science Photo Library/Getty Images)
As anãs marrons podem atingir cerca de 80 massas de Júpiter em tamanho e temperaturas de cerca de
2.500 Kelvin. Eles são mais frios e mais escuros do que as anãs vermelhas, mas brilham em
comprimentos de onda infravermelhos.
As anãs brancas, por outro lado, são o estágio final da vida para estrelas como o Sol. Quando a estrela
fica sem hidrogênio em seu núcleo, ela ejeta suas camadas externas, e o núcleo, não mais suportado
pela pressão externa da fusão, colapsa em um objeto ultra-denso em torno do tamanho da Terra.
As anãs brancas brilham com calor residual, mas o processo de morte é muito enérgico – elas são
extremamente quentes, com temperaturas comparáveis às das supergigantes azuis.
Isso nos leva a WD0032-317, uma estrela anã branca muito quente e de baixa massa. É cerca de 40 por
cento da massa do Sol, queimando a temperaturas em torno de 37.000 Kelvin.
No início dos anos 2000, os dados obtidos usando o instrumento Ultra-Violet-Visual Echelle
Spectrograph (UVES) do Very Large Telescope do Observatório Europeu do Sul sugeriram que o
WD0032-317 estava se movendo, puxado no local por um companheiro invisituado e orbitante.
Observações tardias no infravermelho próximo sugeriram que essa companheira era uma anã marrom.
Hallakou e seus colegas usaram UVES para obter novas observações da estrela, e descobriram que a
companheira é uma anã marrom com uma massa entre 75 e 88 Júpiteres em uma órbita vertiginosa de
apenas 2,3 horas.
https://www.asc-csa.gc.ca/eng/astronomy/beyond-our-solar-system/brown-dwarfs.asp
https://www.ing.iac.es/PR/dissemination/articles/blue_super.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Very_Large_Telescope
https://en.wikipedia.org/wiki/Jupiter_mass
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A arma fumegante que levava à detecção era, bem, uma estrela fumegante, mais ou mais. Quando o
lado do dia da anã marrom está voltado para nós, os astrônomos podem detectar o hidrogênio que ele
emite à medida que a estrela evapora.
Impressão artística de um exoplaneta em evaporação. (ESA/Hubble, NASA, M. O Kornmesser
(em inglês)
Porque a anã marrom e a estrela estão tão próximas, a anã marrom está presa na maré. Isso significa
que um lado – o lado do dia – está permanentemente de frente para a estrela, enquanto o outro
permanece em permanente noite. A equipe calculou as temperaturas extremas envolvidas, e os
números são de dar água nos olhos.
“Dependendo do modelo de núcleo de anã branca usado, a temperatura aquecida do lado do dia do
companheiro varia entre 7.250 e 9.800 Kelvin – tão quente quanto uma estrela do tipo A – com uma
temperatura no lado noturno de 1.300 3.000 Kelvin, ou uma diferença de temperatura de 6.000 K – cerca
de quatro vezes maior que a do KELT-9b”, eles escrevem em seu artigo.
“A faixa de temperatura do lado da noite cobre as anãs T a M. A temperatura do corpo negro do
"equilíbrio" do companheiro irradiado (negligenciando sua luminosidade e albedo intrínsecos, e
assumindo que está em equilíbrio térmico com a irradiação externa) é de cerca de 5.100 Kelvin, mais
quente do que qualquer planeta gigante conhecido, e mais quente de 1.000 Kelvin do que KELT-9b,
resultando em - 5.600 vezes maior fluxo ultravioleta extremo-ultravioleta.
Nenhum planeta conhecido ou anã marrom é mais quente, o que torna WD0032-317B não só
extremamente incrível, mas um excelente candidato para estudar como as estrelas extremamente
https://esahubble.org/images/heic1809a/
https://arxiv.org/abs/2306.08672
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quentes podem evaporar seus companheiros de menor massa. Estudar objetos como WD0032-317B,
dizem os pesquisadores, pode nos ajudar a entender objetos mais atípicos como o KELT-9b.
A pesquisa foi aceita em Nature Astronomy, e está disponível no arXiv.
https://arxiv.org/abs/2306.08672