Usando o Telescópio Espacial de James Webb (JWST), os astrônomos investigaram uma “estrela fracassada” ou anões marrons, apelidados de “o acidente”. Seus resultados podem ajudar a resolver um mistério de longa data em torno dos gigantes a gás do sistema solar, Júpiter e Saturno.
Anões marrons Obtenha seu rótulo infeliz de “estrelas fracassadas” devido ao fato de que elas se formam de nuvens em colapso de gás e poeira como estrelas, mas não conseguem reunir matéria suficiente para alcançar a massa necessária para desencadear a fusão nuclear de hidrogênio ao hélio em seus núcleos, o processo que define o que é uma estrela. Anões marrons têm massas entre 13 e 80 vezes o Missa de Júpiterou 0,013 e 0,08 vezes o Missa do Sol.
No entanto, mesmo entre esses objetos celestes estranhos e difíceis de classificar, o acidente, localizado a 50 anos-luz da Terra e que se acredita ter entre 10 bilhões e 12 bilhões de anos, se destaca. É uma das anãs marrons mais antigas já vistas e tem alguns recursos que já foram vistos apenas nos jovens anões marrons. Ele também exibe características que só foram associadas anteriormente a estrelas fracassadas antigas. Essas características paradoxais levaram a detecção de escape de acidentes até que foi descoberta por acaso em 2020 pelo agora aposentado da NASA, agora aposentado de objeto de campo largo de campo de campo largo, explorador de pesquisa de campo amplo (Neowise).
O fato de o acidente ser fraco e incomum levar os cientistas a priorizar seu estudo com o telescópio espacial mais poderoso disponível, o Telescópio espacial James Webb. Isso levou à descoberta de uma molécula inesperada que desafiou inicialmente a identificação, mas acabou sendo determinada como simples chamada silane, formada quando o silício e a ligação de hidrogênio.
Aqui é onde Júpiter e Saturno entra.
Durante anos, os astrônomos esperam encontrar Silane nos gigantes de gás do sistema solar. Esta molécula também está faltando em torno do planeta extra -solar, ou “exoplaneta“Giantes a gás em torno de outras estrelas e de outros anões marrons.
Os cientistas estão bastante certos de silício em Júpiter e Saturno, mas que “se esconde” ligando -se ao oxigênio para criar óxidos como quartzo. Esses óxidos então semeiam nuvens de gigantes de gás quente que se assemelham a tempestades de poeira na Terra, enquanto em gigantes mais frios de gás como Júpiter e Saturno, afundam abaixo das camadas atmosféricas superiores mais claras de vapor de água e nuvens de amônia. Isso resulta em o silício afundando profundamente nas atmosferas de Júpiter e Saturno e, assim, evitando a detecção por naves espaciais que estudaram esses planetas de perto.
No entanto, mesmo que seja esse o caso, os cientistas sugeriram que moléculas de luz de silício, como o silano, devem ser encontradas nas atmosferas superiores dos gigantes a gás e nas anãs marrons.
A partir de agora, o acidente é o primeiro e único objeto em que essa molécula foi identificada. Isso poderia dizer aos cientistas algo importante sobre as condições e a química de diferentes mundos.
“Às vezes são os objetos extremos que nos ajudam a entender o que está acontecendo nas médias”, o líder da equipe Jacqueline Faherty, pesquisador do Museu Americano de História Natural da cidade de Nova York, disse em comunicado.
A detecção de silano em torno da atmosfera do acidente sugere que essa molécula de silício se forma realmente em anãs marrons e atmosferas planetárias. No entanto, a equipe pensa que, quando o oxigênio está disponível, ele se liga ao silício a uma taxa tão rápida que não resta se vincular ao hidrogênio e formar silano.
A equipe teoriza que Silane está presente no acidente porque, durante o período em que se formou, pelo menos 10 bilhões de anos atrás, o universo estava saturado com muito menos oxigênio do que em épocas posteriores. Isso significa que o silício teria sido livre para se ligar ao hidrogênio e formar silano.
“Não estávamos procurando resolver um mistério sobre Júpiter e Saturno com essas observações”, disse Peter Eisenhardt, membro da equipe de estudo e cientista do projeto da Neowise, em comunicado. “Uma anã marrom é uma bola de gás como uma estrela, mas sem um reator de fusão interna; fica mais mais frio, com uma atmosfera como a dos planetas gigantes a gás. Queríamos ver por que esse anão marrom é tão estranho, mas não estávamos esperando Silane.
“O universo continua a nos surpreender.”
A pesquisa demonstra a utilidade dos anões marrons, que vagam pela galáxia isoladamente, como proxies para exoplanetas gigantes de gás que podem ser obscurecidos pela luz das estrelas dos pais que orbitam.
De fato, anões marrons também podem ajudar a investigar Condições de habitabilidade dos exoplanetas Apesar de não ser capaz de sustentar a vida própria.
“Para deixar claro, não estamos encontrando vida em anões marrons”, explicou Faherty. “Mas em alto nível, estudando toda essa variedade e complexidade em atmosferas planetárias, estamos criando os cientistas que um dia terão que fazer esse tipo de análise química para planetas rochosos e potencialmente semelhantes à terra.
“Pode não envolver especificamente o silício, mas eles receberão dados complicados e confusos e não se encaixam em seus modelos, assim como nós. Eles terão que analisar todas essas complexidades se quiserem responder a essas grandes perguntas”.
A pesquisa da equipe foi publicada em 4 de setembro na revista Natureza.
