Binário de anãs marrons que quebram recordes mudam a compreensão da formação estelar

Binário de anãs marrons que quebram recordes mudam a compreensão da formação estelar

22 de fevereiro de 2022 0 Por Jonas Estefanski
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Os astrônomos descobriram o sistema binário de anãs marrons mais severamente separado até hoje – a distância entre os componentes do CWISE J0146-0508AB é de 129 unidades astronômicas. 

Supõe-se que tal sistema poderia ter se formado em uma região de formação de estrelas com densidade relativamente baixa, o que permitiu manter sua estrutura por muito tempo.

Sistemas binários de estrelas
Quase metade das estrelas em nossa galáxia fazem parte de sistemas binários ou múltiplos, e há uma dependência da proporção de sistemas múltiplos da massa das estrelas: de 69% no caso de estrelas massivas do tipo espectral A a 25-30 por cento no caso de anãs vermelhas. 

As anãs marrons são maiores em massa do que os planetas gigantes, mas menores do que as estrelas, e são frequentemente incluídas em sistemas binários.
Aproximadamente 10 a 20 por cento dos corpos conhecidos deste tipo formam sistemas binários de anãs marrons, com a distância entre eles geralmente sendo algumas unidades astronômicas, e no máximo – até mais de 20 unidades astronômicas. 
Os estudos de tais sistemas, como no caso das estrelas, permitem compreender como se formaram e evoluíram.

Astrônomos encontraram um sistema binário de anãs marrons que quebrou recordes


Uma equipe de astrônomos liderada por Emma Softich, da Universidade do Arizona, anunciou a descoberta de um novo sistema binário de anãs marrons, CWISE J0146-0508AB, enquanto analisava resultados do projeto de ciência cidadã Backyard Worlds: Planet 9, cujo objetivo é pesquisar para anãs marrons.

Os cientistas primeiro identificaram um sistema candidato entre uma amostra de 3.000 anãs marrons e, em seguida, confirmaram a descoberta com base em observações ópticas de pesquisas do céu como DES e Pan-STARRS e observações espectroscópicas feitas usando o instrumento NIRES montado no telescópio. 
Observatório Keck.


Imagens infravermelhas (superior) e ópticas (inferior) do CWISE J0146-0508AB.  Crédito: Emma Softich et al.  / The Astrophysical Journal Letters, 2022Imagens infravermelhas (superior) e ópticas (inferior) do CWISE J0146-0508AB. 
Crédito: Emma Softich et al. 
/ The Astrophysical Journal Letters, 2022


O sistema binário fica a 130,4 anos-luz da Terra e estima-se que tenha entre 0,5 e 10 bilhões de anos. 

As massas e temperaturas efetivas dos componentes foram 72–74 massas de Júpiter e 1720 Kelvin para CWISE J0146-0508A e 64–66 massas de Júpiter e 1340 Kelvin para CWISE J0146-0508B.

Os tipos espectrais de anãs são definidos como L4 e L8, e a distância entre eles é de 129 unidades astronômicas, que foi um valor recorde. 
Supõe-se que o CWISE J0146-0508AB poderia ter se formado a partir de uma única nuvem de gás e poeira em uma região de formação de estrelas com densidade relativamente baixa, o que permitiu ao sistema manter sua estrutura por um longo tempo.


Descobertas inovadoras recentes sobre anãs marrons que você pode ter perdido
Astrônomos mediram a velocidade média dos ventos no equador de uma anã marrom

Para determinar a velocidade dos ventos na atmosfera do anão, os cientistas usaram um método que já havia sido usado para Júpiter. 
Sua essência reside no fato de que o período de rotação do gigante gasoso, determinado a partir de observações na faixa de rádio, é interpretado como o período de rotação da magnetosfera de Júpiter.

Se levarmos em conta que o campo magnético do gigante gasoso é gerado em suas camadas internas, que se comportam como um corpo sólido, pode-se argumentar que esse é o período de rotação das camadas internas do planeta.

período de rotação do planeta , determinado pela velocidade de movimento das estruturas visíveis em sua atmosfera nas faixas óptica e infravermelha, por sua vez, dá o período de rotação da atmosfera do planeta. 

Conhecendo esses dois parâmetros, pode-se calcular a velocidade média do vento na região equatorial do planeta. 
A emissão de rádio das anãs marrons se deve aos mesmos processos físicos.
No caso de 2MASS J10475385+2124234, a velocidade do vento foi de 2293 quilômetros por hora na direção oeste para leste. 
Para comparação: a velocidade média do vento na região equatorial de Júpiter é de 370 quilômetros por hora. 

Esses resultados são consistentes com previsões teóricas e simulações que sugerem ventos mais fortes em anãs marrons devido a correntes atmosféricas e/ou arrasto ambiental fraco na atmosfera de anãs inferiores.


Astrônomos confirmaram a existência de um limiar de massa acentuado para a queima de lítio
As anãs marrons são objetos que não se enquadram na categoria de planetas, mas também não possuem massa suficiente para iniciar reações de fusão envolvendo hidrogênio em suas profundezas, como acontece nas estrelas. 
No entanto, reações de fusão envolvendo deutério ou mesmo lítio podem ocorrer neles.
O limite de massa mais baixo para estrelas varia de 73 a 78,5 massas de Júpiter, com modelos de objetos subestelares prevendo que há um limite de massa nítido entre objetos de fusão de lítio capazes e não capazes que não está muito abaixo do limite entre anãs marrons e estrelas.


Se levarmos em conta que a queima de lítio ocorre em anãs marrons durante as primeiras centenas de milhões de anos, então a busca por lítio nos espectros ópticos de candidatas a anãs marrons (teste de lítio) pode ajudar os cientistas a entender exatamente qual é o objeto em estudo. 
Em particular, objetos com temperaturas abaixo de 2700 Kelvin que exibem a presença de lítio podem ser classificados como verdadeiras anãs marrons em vez de estrelas de baixa massa.


Um total de 15 objetos foram estudados , o objetivo do trabalho foi obter restrições observacionais sobre o limiar de massa mínimo para combustão de lítio em anãs marrons de meia-idade e metalicidade solar e testar modelos evolutivos.

Os cientistas concluíram que existe um limite mínimo de massa para a queima de lítio, como esperado a partir de cálculos teóricos, mas é de cerca de 51,48 massas de Júpiter, o que está bem abaixo de todas as suposições teóricas atuais, dando um valor de cerca de 63 massas de Júpiter.