WISE J085510.83-071442.5 – uma anã castanha fria ou um exoplaneta errante gigante?

Esta concepção artística mostra o objeto WISE J085510.83-071442.5, considerado como a anã marrom (anã castanha, em Portugal) mais fria já descoberta. As anã marrons são corpos tênues, objetos estelares fracassados, que não tem a massa crítica suficiente para realizar a fusão nuclear como as estrelas fazem. WISE J085510.83-071442.5 é tão frio quanto o nosso Polo Norte (entre -48 e -13 graus Celsius). A cor do objeto nesta ilustração é meramente arbitrária uma vez que as cores variam quando observamos em diversas faixas de frequência da radiação. Créditos: NASA/JPL-Caltech/Penn State University.

Kevin Luhman (Pennsylvania State University) tem focado a maior parte de sua pesquisa na formação de estrelas de baixa massa e nas anã marrons (anãs castanhas, em Portugal) em regiões de formação estelar próximas do Sol. Tal envolve o trabalho com estrelas relativamente jovens. No entanto, Luhman também tem estado alerta para objetos mais velhos, tais como as anãs marrons geladas na vizinhança do Sistema Solar.

Ao longo do tempo as anãs marrons se resfriam e, como Luhman diz em sua página da universidade, elas são “laboratórios valiosos para o estudo de atmosferas planetárias”. Além disso, as anãs marrons nos fornecem dados para testar teorias sobre a formação planetária em ambientes extremos no Cosmos.

Agora temos a última descoberta de Luhman. Não seria uma surpresa se uma categoria inteira de objetos gelados próximos se tornem categorizadas como “objetos de Luhman”, ou algo como isto.

Animação mostra as sucessivas imagens do WISE e Spitzer da anã marrom recém descoberta por Luhman. Crédito: NASA/JPL-Caltech/Penn State

Lembramos que em março de 2014 Luhman descobriu, investigando imagens do observatório WISE, um Sistema binário de anãs marrons apenas a 6,5 anos luz da Terra (WISE J085510.83-071442.5). Este objeto tem o 3º maior movimento próprio e a 4ª maior paralaxe entre as estrelas e anã marrons conhecidas. Além disso, J085510.83-071442.5 é considerada a anã marrom mais fria já descoberta.

Quão fria? A temperatura varia em torno de -48 a -13 graus Celsius, mais fria que quaisquer outras anãs marrons, que foram encontras com temperaturas da ordem da nossa temperatura ambiente, aqui na Terra. As imagens do WISE de 2010 foram confirmadas por duas imagens adicionais capturadas pelo Observatório Espacial de Infravermelho Spitzer em 2013 e 2014, além de observações posteriores pelo telescópio Gemini do Sul no Monte Pachon, Chile. Os dados do WISE e do Spitzer foram usados para medir a distância da Terra ao objetos através da técnica da paralaxe, calculada em 7,2 anos-luz, plotada no diagrama abaixo:

Este diagrama ilustra a localização dos sistemas estelares mais próximos do Sol. O ano em que a distância entre o Sistema e a Terra foi calculado está listado depois do nome do sistema. O WISE (agora chamado de Wide-field Infrared Survey Explorer) foi responsável por encontrar 2 dos 4 sistemas mais próximos: o par binário de anãs marrons WISE 1049-5319 em 2013 e a anã marrom WISE J085510.83-071442.5 em 2014. O Telescópio Espacial Spitzer ajudou a confirmar a localização do último objeto. Completando o quadro, aparecem o trio de estrelas mais próximo (Alfa Centauri A/B e Próxima Centauri) e a estrela de Barnard. Crédito: NASA/Penn State University.

Trata-se de um diagrama fascinante. Enquanto nós dividimos a determinação para aprender mais sobre anãs marrons, a formação planetária e as atmosferas de objetos gelados, alguns de nós podem também pensar em termos de alvos para futuras sondas. Há esperanças de que o caçador de anãs marrons Luhman apareça em breve com novas descobertas de objetos ainda mais próximos que estes agora encontrados. Objetos gélidos como este último de Luhman são invisíveis nas frequências da luz visível. No entanto, sua emissão residual de calor no infravermelho torna a detecção possível e certamente há mais corpos gelados por aí esperando para serem descobertos.

 Michael Werner, cientista do programa Spitzer do JPL, destacou:

É incrível que mesmo após várias décadas de estudos de todo o céu, nós ainda não tenhamos um inventário completo dos vizinhos mais próximos do Sol. Este novo e excitante resultado demonstra o poder das novas ferramentas de exploração do Universo, tais como os olhos infravermelhos do WISE e do Spitzer.

É importante destacar que se trata de um objeto com 3 a 10 vezes a massa do planeta Júpiter o que faz de WISE J085510.83-071442.5 a menos massiva anã marrom já descoberta. Isto levanta suspeitas da possibilidade de se tratar de um planeta gigante gasoso errante, expulso há muito tempo de algum sistema estelar da galáxia. Luhman comenta esta possibilidade no seu artigo:

Com esta massa, o objeto WISE 0855−0714 pode ser tanto uma anã marrom diminuta quanto um planeta gigante errante, ejetado de seu sistema solar original. O fato de considerarmos hoje a primeira hipótese reside no simples fato de desconhecermos a quantidade de planetas errantes ejetados de seus sistemas. As anãs marrons, por outro lado, são numerosas.

Kevin Luhman da Penn State University é um especialista em estrelas de baixa massa e em anãs marrons. Ele está preenchendo o mapa dos objetos massivos próximos do Sol.

Obviamente, isto está sujeito a confirmações posteriores…

Se assumirmos que WISE 0855−0714 é um objeto estelar da classe Y, os 4 sistemas mais próximos até agora mapeados contêm duas anãs vermelhas classe M (estrela de Barnard e Próxima Centauri), uma estrela classe G (α Cen A), uma classe K (α Cen B), um par binário de anãs marrons, além desta nova anã marrom classe Y.

Luhman declara no artigo que este novo objeto gelado nos oferece a oportunidade de testar vários modelos atmosféricos em um regime de temperaturas inexplorado. Tal irá requerer um refinamento nas medidas por paralaxe e uma ‘mais profunda fotometria no infravermelho próximo para melhor discernir a distribuição da sua energia espectral’. Nós também iremos utilizar os avanços na espectroscopia que o novo Telescópio Espacial James Webb nos fornecerá em breve.

Lembramos que em março de 2013, a análise das imagens do WISE por Luhman revelou um par de anãs marrons amenas a uma distância de 6,5 anos-luz, tornando esse sistema binário o terceiro mais próximo do Sol (leia: ESO gera o primeiro mapa meteorológico de uma anã marrom – Luhman 16B). A busca de Luhman por corpos velozes também demonstrou que o Sistema Solar exterior provavelmente não contém um planeta grande ainda por descobrir, por vezes chamado popularmente como “Planeta X” ou “Nêmesis“.

O artigo assinado por Luhman, intitulado “Discovery of a ~250 K Brown Dwarf at 2 pc from the Sun”, foi publicado no The Astrophysical Journal Letters Vol. 786, No. 2 (2014).

Fontes

Centauri Dreams: Luhman’s Latest: A New, Nearby Brown Dwarf

Astronomy.com: The Spitzer and WISE telescopes find close cold neighbor of Sun

NASA/JPL: NASA’s Spitzer, WISE Find Sun’s Close, Cold Neighbor

Artigo Científico

Arxiv.org: Discovery of a ~250 K Brown Dwarf at 2 pc from the Sun

._._.