Um objeto orbitando uma estrela a 1.400 anos-luz de distância está confrontando seriamente nossas noções do que é possível no Universo.
É uma anã marrom, a curiosa categoria de objetos que atravessam a lacuna entre planetas e estrelas, mas está 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 de sua atmosfera em seus átomos compostos.
Isso é muito mais quente do que a temperatura da superfície do Sol, onde as temperaturas ficam em 5.778 Kelvin. Na verdade, essa anã marrom é um recordista de temperatura – o objeto mais quente de seu tipo que já encontramos.
Mesmo que as anãs marrons tendam a ser mais quentes do que os planetas, elas queimam mais frio do que as estrelas anãs vermelhas mais frias – elas absolutamente não conseguem atingir temperaturas semelhantes às do Sol em seus próprios motores de fusão interna.
A pesquisa foi publicada na Nature Astronomy.
A descoberta
Uma equipe internacional liderada pela astrofísica Na'ama Hallakoun, do Instituto Weizmann de Ciência, em Israel, batizou o objeto de WD0032-317B.
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 orbitando perto de suas estrelas são irradiados com grandes quantidades de luz ultravioleta. Isso pode fazer com que suas atmosferas evaporem e as moléculas nelas sejam rasgadas, um processo conhecido como dissociação térmica.
No entanto, não sabemos muito sobre esse ambiente extremo. Em uma proximidade tão próxima de uma estrela muito brilhante, os sinais de um exoplaneta em órbita podem ser difíceis de extrair da atividade estelar.
Explicando a temperatura elevada do exoplaneta
Sabemos de um exoplaneta quente o suficiente para dissociação térmica. Trata-se do KELT-9b, orbitando uma estrela supergigante azul, que aquece o lado diurno do exoplaneta a 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 – as 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 a KELT-9, o que por sua vez as torna mais fracas, e o sinal de qualquer objeto companheiro superaquecido é mais fácil de descobrir.
Uma anã marrom não é bem um planeta, mas também não é exatamente 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.
Esse é um isótopo “pesado” do 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.
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 fracos do que as anãs vermelhas, mas brilham em comprimentos de onda infravermelhos.
As anãs brancas, por outro lado, são o estágio final da vida de 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 de fusão, colapsa em um objeto ultradenso do tamanho da Terra.
As anãs brancas brilham com calor residual, mas o processo de morte é muito energético – 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% da massa do Sol, queimando a temperaturas em torno de 37.000 Kelvin.
No início dos anos 2000, dados obtidos usando o instrumento Ultra-Violet-Visual Echelle Spectrograph (UVES) no Very Large Telescope do Observatório Europeu do Sul sugeriram que o WD0032-317 estava se movendo, puxado no local por um companheiro orbital invisível. Observações tardias no infravermelho próximo sugeriram que essa companheira era uma anã marrom.
Hallakou e seus colegas usaram o 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.
A arma fumegante que levou à detecção era, bem, uma estrela fumante, mais ou menos. Quando o lado diurno da anã marrom está voltado para nós, os astrônomos podem detectar o hidrogênio que ela emite à medida que a estrela o evapora.
Como a anã marrom e a estrela estão tão próximas, a anã marrom está presa às marés. Isso significa que um lado – o lado diurno – está perpetuamente voltado para a estrela, enquanto o outro permanece em noite permanente. A equipe calculou as temperaturas extremas envolvidas, e os números são impressionantes.
Dependendo do modelo de núcleo de anã branca usado, a temperatura diurna aquecida da companheira varia entre ≈7.250 e 9.800 Kelvin – tão quente quanto uma estrela do tipo A – com uma temperatura noturna de ≈ 1.300 a 3.000 Kelvin, ou uma diferença de temperatura de ≈ 6.000 K – cerca de quatro vezes maior que a do KELT-9b.
A faixa de temperatura noturna cobre anãs de T a M. A temperatura de corpo negro de ‘equilíbrio' do companheiro irradiado (negligenciando sua luminosidade intrínseca e albedo, e supondo que esteja em equilíbrio térmico com a irradiação externa) é de cerca de 5.100 Kelvin, mais quente do que qualquer planeta gigante conhecido, e ≈1.000 Kelvin mais quente que o KELT-9b, resultando em ≈ fluxo ultravioleta extremo 5.600 vezes maior
escrevem em seu artigo.
Nenhum planeta conhecido ou anã marrom é mais quente, o que torna o WD0032-317B não apenas extremamente impressionante, mas um excelente candidato para estudar como estrelas extremamente quentes podem evaporar suas companheiras de massa mais baixa. Estudar objetos como WD0032-317B, dizem os pesquisadores, pode nos ajudar a entender objetos raros como o KELT-9b.
Fonte: giantfreakinrobot / Xinhua / Space
