O BDR J1750 + 3809 (apelidado de "Elegast" pela equipe de descoberta) foi identificado pela primeira vez usando dados do telescópio Low-Frequency Array (LOFAR) na Europa e depois confirmado usando telescópios no cume de Maunakea, ou seja, o Observatório Internacional Gemini e o NASA InfraRed Telescope Facility (que é operado pela University of Hawai'i). Descobrir diretamente esses objetos com radiotelescópios sensíveis como o LOFAR é um avanço significativo, porque demonstra que os astrônomos podem detectar objetos que são muito frios e fracos para serem encontrados em pesquisas infravermelhas, e talvez até mesmo detectar exoplanetas gigantes gasosos flutuantes.
A pesquisa foi publicada no The Astrophysical Journal Letters . O astrônomo Michael Liu e o estudante de graduação Zhoujian Zhang do UH Institute for Astronomy (IfA) são os co-autores do artigo. "Este trabalho abre um método totalmente novo para encontrar os objetos mais frios flutuando nas proximidades do Sol, que de outra forma seriam muito tênues para serem descobertos com os métodos usados nos últimos 25 anos", disse Liu.
Anãs marrons sob uma nova luz
Anãs marrons ocupam a fronteira entre os planetas maiores e as estrelas menores. Ocasionalmente apelidadas de "estrelas falidas", as anãs marrons não têm massa para desencadear a fusão do hidrogênio em seus núcleos e, em vez disso, brilham em comprimentos de onda infravermelhos com sobras de calor de sua formação. Também apelidadas de "superplanetas", as anãs marrons possuem atmosferas gasosas que se assemelham aos planetas gigantes gasosos de nosso sistema solar mais do que a qualquer estrela.
Embora as anãs marrons não tenham as reações de fusão que mantêm o Sol brilhando, elas podem emitir luz em comprimentos de onda de rádio. O processo subjacente que alimenta essa emissão de rádio é familiar, pois também ocorre no maior planeta do Sistema Solar. O poderoso campo magnético de Júpiter acelera partículas carregadas, como elétrons, que por sua vez produzem radiação - neste caso, ondas de rádio e auroras.
O fato de as anãs marrons serem emissoras de rádio permitiu a colaboração internacional de astrônomos por trás desse resultado para desenvolver uma nova estratégia de observação. As emissões de rádio foram detectadas anteriormente em apenas um punhado de anãs marrons frias, que foram descobertas e catalogadas por pesquisas infravermelhas antes de serem observadas com radiotelescópios. A equipe decidiu inverter esta estratégia, usando um rádio telescópio sensível para descobrir fontes de rádio frias e fracas e, em seguida, realizar observações infravermelhas de acompanhamento com telescópios Maunakea para categorizá-las.
"Nós nos perguntamos: 'Por que apontar nosso radiotelescópio para anãs marrons catalogadas?'", Disse Harish Vedantham, principal autor do estudo e astrônomo da ASTRON, na Holanda. "Vamos apenas fazer uma grande imagem do céu e descobrir esses objetos diretamente no rádio."
Além de ser um resultado empolgante por si só, a descoberta do BDR J1750 + 3809 pode fornecer uma visão tentadora de um futuro quando os astrônomos poderão medir as propriedades dos campos magnéticos dos exoplanetas. Anãs marrons frias são as coisas mais próximas de exoplanetas que os astrônomos podem detectar atualmente com radiotelescópios , e esta descoberta poderia ser usada para testar teorias que prevêem a força do campo magnético dos exoplanetas. Os campos magnéticos são um fator importante na determinação das propriedades atmosféricas e da evolução de longo prazo dos exoplanetas.
A técnica pode produzir mais resultados
Tendo encontrado uma variedade de assinaturas de rádio reveladoras em suas observações, a equipe teve que distinguir fontes potencialmente interessantes de galáxias de fundo. Para fazer isso, eles procuraram por uma forma especial de ondas de rádio que fossem circularmente polarizadas - uma característica da luz de estrelas, planetas e anãs marrons, mas não de galáxias de fundo. Tendo encontrado uma fonte de rádio polarizada circularmente , a equipe então se voltou para arquivar imagens, o Telescópio Gemini-North e o IRTF da NASA para fornecer as medições necessárias para identificar sua descoberta.
NASA IRTF é equipado com um espectrômetro sensível, SpeX, que tem sido um burro de carga para estudar anãs marrons nos últimos 20 anos, incluindo uma atualização cinco anos atrás financiada pela National Science Foundation. A equipe usou SpeX para obter um espectro de BDR J1750 + 3809, que revelou a assinatura característica do metano na atmosfera. O metano é a marca registrada das anãs marrons mais legais e também abundante na atmosfera dos planetas gigantes gasosos do nosso sistema solar.
"Essas observações realmente destacam o aumento da eficiência do SpeX após sua atualização financiada pela NSF com matrizes de infravermelho e eletrônicos de última geração em 2015", disse John Rayner, diretor do IRTF e astrônomo do UH IfA.
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