Olhando a imagem abaixo (que é uma representação artística), como você classificaria esse objeto astronômico? É um planeta? É uma estrela?
Na verdade, é uma ANÃ MARROM! E é sobre esse lindo objeto que vamos falar hoje. Segue o post 👇🏼👇🏼👇🏼
© Caltech/R. Hurt (IPAC)
✦ O QUE É UMA ANÃ MARROM?
Se você já ouviu falar em anãs marrons, deve ter ouvido falar que são “estrelas fracassadas”. Em outras palavras, são objetos que se formaram da mesma maneira que estrelas se formam, mas não possuem massa suficiente para se tornar uma estrela.
© J. S. Pailly
✦ COMO ESTRELAS SE FORMAM?
Os detalhes da formação estelar completa vão ficar para outra thread, mas resumidamente: estrelas (e anãs marrons) são formadas a partir do colapso gravitacional de uma enorme nuvem molecular, muito fria, feita de gás e poeira.
Original: © Christensen, M. (2019). “How do stars form?” doi: 10.3389/frym.2019.00092
Tradução: © https://parajovens.unesp.br/como-surgem-as-estrelas
Esse gás e poeira vão se aglomerando, e vão ficando mais quentes, e contraindo, formando o núcleo da protoestrela. Devido ao momento angular, basicamente tudo gira, e por isso forma-se um disco em volta da estrela, onde posteriormente podem surgir planetas.
A partir desse disco de gás e poeira, a protoestrela vai agregando material das partes mais próximas do disco, e vai aumentando de massa/tamanho. A partir daí, a protoestrela já consegue gerar energia, iniciando a fusão nuclear de hidrogênio.
Notou que as estrelas geram sua própria energia, queimando H? O mesmo não acontece com as anãs marrons, porque, apesar do mesmo mecanismo de formação, elas não conseguem agregar massa suficiente para atingir as condições de pressão e temperatura necessárias para fundir H.
© P. Marenfeld & NOAO/AURA/NSF
É daí que vem o termo “estrelas fracassadas” (apesar de eu não gostar muito dessa expressão hehe).
Por outro lado, as anãs marrons conseguem queimar uma outra espécie química: o deutério (²H), que é um isótopo do hidrogênio, também conhecido como “hidrogênio pesado”.
© Climate Science Investigations (CSI)/NASA
A fusão de deutério no núcleo de anãs marrons é possível porque a temperatura mínima necessária para fundir deutério é mais baixa do que para o hidrogênio.
E atingir essas temperaturas depende principalmente da massa do objeto.
Por exemplo, a massa mínima para fusão de deutério é de aproximadamente 13 massas de Júpiter. Já para a fusão de hidrogênio, é necessário que o objeto tenha pelo menos cerca de 80 massas de Júpiter.
© NASA/Caltech/R. Hurt (IPAC)
É claro que esse limite não é exato, e outros fatores também são importantes nesse cálculo. Falei um pouco mais sobre isso nessa thread sobre PLANETAS X ANÃS MARRONS X ESTRELAS https://twitter.com/astroaline/status/1558509354738909187
✦ CLASSES DE ANÃS MARRONS
Assim como as estrelas, as anãs marrons são classificadas de acordo com a sua temperatura e classe de luminosidade.
Para estrelas, temos a classificação de temperatura OBAFGKM, onde as estrelas O são as mais quentes, e as M são as mais frias.
© Roen Kelly
Seguindo a sequência OBAFGKM, criou-se as classes LTY para anãs marrons, sendo L as mais quentes (porém mais frias do que as anãs M), e Y as mais frias (porém mais quentes do que planetas).
Alguns pesquisadores defendem que algumas anãs marrons podem ser de classe M.
© MPIA/V. Joergens, modificada por Aline Novais
Essa diferença de temperatura também implica na existência de diferentes compostos em sua atmosfera, já que moléculas como metano (CH4) e amônia (NH3) só se formam em objetos mais frios.
© Burgasser, Adam J. (2008). “Brown Dwarfs: Failed Stars, Super Jupiters.” doi: 10.1063/1.2947658
Outra característica das anãs marrons é que, como elas não queimam hidrogênio, não existe um ciclo de geração de energia. Ou seja, com o passar do tempo, elas vão ficando cada vez mais frias, inclusive mudando de classificação (L → T → Y).
✦ POR QUE MARROM?
Como não geram energia, inicialmente propôs-se o termo “anã negra”. Porém, esse termo já era utilizado para se referir a anãs brancas que também esfriam com o tempo. Além disso, “anã vermelha” também é um termo em uso, referindo-se a estrelas tipo M.
© Caltech/JPL/NASA
Com isso, Jill Tarter (sim, a mesma que inspirou o livro e filme “Contato”, e co-fundadora do instituto SETI) propôs o termo “anã marrom” em 1975, em sua tese de doutorado para a Universidade da Califórnia, e assim é utilizado até hoje.
© https://www.radcliffe.harvard.edu/news-and-ideas/the-undiscovered
✦ POR QUE ESTUDAR ANÃS MARRONS?
Por serem objetos intermediários entre estrelas e planetas, mas que não são nem um nem outro, estudar anãs marrons nos ajuda a entender melhor os mecanismos de formação, evolução, a física e a química de objetos estelares e planetários.
© Universe Sandbox
O estudo de anãs marrons também é importante para habitabilidade.
Anãs marrons, assim como estrelas, possuem uma região ao redor delas chamada zona de habitabilidade, onde a temperatura é tal que seria possível existir água líquida na superfície de um planeta nessa região.
© NASA
O problema é que anãs marrons têm um tempo de vida mais curto do que estrelas (astronomicamente falando). Isso significa que haveria pouco tempo para um planeta na zona habitável se formar, conseguir desenvolver vida, e preservá-la para que ela continue existindo no planeta
Já anãs vermelhas (que são estrelas) vivem bilhões de anos, o que torna mais viável a origem e evolução de formas de vida em um planeta que a orbita.
Entender a diferença facilita a procura de planetas possivelmente habitáveis, pois sabemos melhor onde procurá-los ;)
© NASA, SEGRANSAN ET AL/A&A 2008, modificado por Aline Novais
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Referências:
Esse conteúdo foi postado inicialmente no Twitter. Você pode conferir o post original aqui.