VLA DETETA OBJETO MAGNÉTICO E EXOSOLAR DE MASSA PLANETÁRIA 7 de agosto de 2018
Impressão de artista de SIMP J01365663+0933473, um objeto com 12,7 vezes a massa de Júpiter, mas com um campo magnético 200 vezes mais poderoso que o de Júpiter. Está a 20 anos-luz da Terra.
Crédito: Caltech/Chuck Carter; NRAO/AUI/NSF
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Astrónomos usaram o VLA (Karl G. Jansky Very Large Array) do NSF (National Science Foundation) para fazer a primeira deteção radiotelescópica de um objeto de massa planetária para lá do nosso Sistema Solar. O objeto, com cerca de 12 vezes a massa de Júpiter, é uma potência magnética surpreendentemente forte e um "fugitivo", viajando pelo espaço sem estar ligado a qualquer estrela.
"Este objeto está bem no limite entre um planeta e uma anã castanha ou 'estrela falhada', e está a proporcionar algumas surpresas que podem potencialmente ajudar-nos a compreender os processos magnéticos tanto nas estrelas quanto nos planetas," comenta Melodie Kao, que liderou este estudo enquanto estudante em Caltech, agora bolsista de pós-doutoramento Hubble na Universidade Estatal do Arizona.
As anãs castanhas são objetos demasiado grandes para serem considerados planetas, mas não suficientemente grandes para sustentar a fusão nuclear de hidrogénio nos seus núcleos - o processo que alimenta as estrelas. Os teóricos sugeriram a existência de tais objetos na década de 1960, mas o primeiro só foi descoberto em 1995. Originalmente pensava-se que não emitiam ondas de rádio, mas em 2001 um surto de rádio, descoberto com o VLA, revelou que um destes astros tinha uma atividade magnética forte.
Observações subsequentes mostraram que algumas anãs castanhas têm auroras fortes, semelhantes àquelas vistas nos planetas gigantes do nosso próprio Sistema Solar. As auroras vistas na Terra são provocadas pela interação do campo magnético do nosso planeta com o vento solar. No entanto, as anãs castanhas solitárias não possuem vento solar de uma estrela próxima para interação. Não se sabe como é que existem auroras nas anãs castanhas, mas os cientistas pensam que uma possibilidade é um planeta ou lua em órbita que interage com o campo magnético da anã castanha, como o que acontece entre Júpiter e a sua lua Io.
O estranho objeto neste último estudo, chamado SIMP J01365663+0933473, tem um campo magnético 200 vezes mais forte que o de Júpiter. O objeto foi originalmente detetado em 2016 como uma das cinco anãs castanhas que os cientistas estudaram com o VLA a fim de obter novos conhecimentos sobre os campos magnéticos e sobre os mecanismos pelos quais alguns destes objetos mais frios podem emitir rádio. As massas das anãs castanhas são manifestamente difíceis de determinar e, na época, pensava-se que o objeto era uma anã castanha antiga e muito mais massiva.
No ano passado, uma equipa independente de cientistas descobriu que SIMP J01365663+0933473 fazia parte de um grupo muito jovem de estrelas. A sua jovem idade significa que era, de facto, muito menos massiva, e que podia ser um "planeta flutuante" - apenas 12,7 vezes mais massivo que Júpiter, com um raio 1,22 vezes maior. Com 200 milhões de anos e a 20 anos-luz da Terra, o objeto tem uma temperatura de superfície que ronda os 825 graus Celsius. Em comparação, a temperatura da superfície do Sol é de aproximadamente 5500º C.
A diferença entre um gigante gasoso e uma anã castanha continua sendo debatida entre os astrónomos, mas uma regra que usam é a massa abaixo da qual a fusão de deutério cessa, conhecida como "limite de queima de deutério", mais ou menos 13 massas de Júpiter.
Simultaneamente, a equipa de Caltech que detetou originalmente a sua emissão de rádio em 2016 havia observado o objeto novamente num novo estudo com frequências rádio ainda mais altas e confirmou que o seu campo magnético era ainda mais forte do que o medido pela primeira vez.
"Quando foi anunciado que SIMP J01365663+0933473 tinha uma massa perto do limite de queima de deutério, tinha acabado de analisar os novos dados do VLA," afirma Kao.
As observações do VLA forneceram tanto a primeira deteção rádio como a primeira medição do campo magnético de um possível objeto de massa planetária para lá do nosso Sistema Solar.
Um campo magnético tão forte "apresenta enormes desafios para a nossa compreensão do mecanismo do dínamo que produz os campos magnéticos nas anãs castanhas e nos exoplanetas e que ajuda a impulsionar as auroras que vemos," comenta Gregg Hallinan do Caltech.
"Este objeto em particular é empolgante porque o estudo dos seus mecanismos de dínamo magnético pode fornecer-nos novas informações sobre como o mesmo tipo de mecanismos pode operar nos exoplanetas - planetas para lá do nosso Sistema Solar. Nós pensamos que esses mecanismos podem funcionar não só nas anãs castanhas, mas também em planetas gigantes gasosos e terrestres," realça Kao.
"A deteção de SIMP J01365663+0933473 com o VLA, através da sua emissão auroral de rádio, também significa que podemos ter uma nova maneira de detetar exoplanetas, incluindo aqueles que não estão em órbita de uma estrela hospedeira," acrescenta Hallinan.
