Ao observar uma anã marrom 20 anos-luz de distância usando rádio e telescópios ópticos, uma equipe liderada por Gregg Hallinan, professor assistente de astronomia da Caltech, encontrou uma outra característica que faz com que essas chamadas estrelas fracassadas mais como planetas supersized - eles hospedar auroras poderosos perto de seus pólos magnéticos.
"Estamos descobrindo que as anãs marrons não são como estrelas pequenas em termos de atividade magnética, eles são como planetas gigantes com auroras extremamente poderosas", diz Hallinan. "Se você fosse capaz de ficar sobre a superfície da anã marrom observamos - algo que você nunca poderia fazer por causa de suas temperaturas extremamente quentes e esmagamento gravidade de superfície - você, às vezes, ser tratada a um fantástico show de luzes de cortesia de auroras centenas de milhares de vezes mais poderoso do que qualquer detectado em nosso sistema solar. "
Anãs marrons são relativamente frias, objetos dim que são difíceis de detectar e difícil de classificar. Eles são muito grande para ser planetas, ainda possuem algumas características planetlike; eles são muito pequenos para sustentar reações de fusão de hidrogênio em seus núcleos, uma característica definidora de estrelas, mas eles têm atributos semelhantes a estrelas.
No início de 2000, os astrônomos começaram a encontrar que as anãs marrons emitem ondas de rádio. No início, todo mundo achou que as anãs marrons estavam criando as ondas de rádio basicamente da mesma maneira que as estrelas fazem - através da acção de uma atmosfera extremamente quente, ou corona, aquecida pela atividade magnética perto da superfície do objeto. Mas as anãs marrons não geram grandes labaredas e as emissões de partículas carregadas na maneira que o nosso Sol e outras estrelas fazem, de modo que as emissões de rádio foram surpreendentes.
Enquanto na escola de pós-graduação, em 2006, Hallinan descobriu que as anãs marrons podem realmente pulsar a frequências de rádio. "Nós vemos um fenômeno semelhante pulsante de planetas em nosso sistema solar", diz Hallinan ", e que a emissão de rádio é realmente devido a auroras." Desde então, ele se perguntou se as emissões de rádio vistos em anãs marrons pode ser causado por auroras.
Auroras ocorrem quando partículas carregadas, levadas pelo vento estelar por exemplo, conseguem entrar magnetosfera de um planeta, a região onde essas partículas carregadas são influenciadas pelo campo magnético do planeta. Uma vez dentro da magnetosfera, tais partículas se acelerou ao longo do planeta linhas do campo magnético para pólos do planeta, onde eles colidem com átomos de gás na atmosfera e produzem as emissões brilhantes associadas com auroras.
Seguindo seu palpite, Hallinan e seus colegas conduziram uma extensa campanha de observação de uma anã marrom chamado LSRJ 1835 + 3259, usando o Radio Astronomy Observatory Nacional do Very Large Array (VLA), o radiotelescópio mais poderoso do mundo, bem como instrumentos ópticos que incluíram de Palomar telescópio Hale eo Observatório WM Keck telescópios 's.
Usando o VLA eles detectaram um pulso brilhante das ondas de rádio que apareceram como a anã marrom girado ao redor. O objeto gira a cada 2,84 horas, por isso os pesquisadores foram capazes de assistir a cerca de três rotações completas sobre o curso de uma única noite.
Em seguida, os astrônomos usaram o telescópio Hale observar que a anã castanha variou opticamente no mesmo período que os pulsos de rádio. Concentrando-se em uma das linhas espectrais associadas com hidrogénio animado - a linha de emissão H-alfa - eles descobriram que o brilho do objecto variar periodicamente.
Finalmente, Hallinan e seus colegas usaram os telescópios Keck para medir com precisão o brilho da anã marrom ao longo do tempo - nenhum feat simples dado que estes objetos são milhares de vezes mais fraca do que o nosso sol. Hallinan e sua equipe foram capazes de estabelecer que esta emissão de hidrogénio é uma assinatura de auroras perto da superfície da anã marrom.
"À medida que os elétrons espiral para baixo em direção à atmosfera, eles produzem emissões de rádio e, em seguida, quando eles atingem a atmosfera, eles excitam hidrogênio em um processo que ocorre na Terra e outros planetas, embora dezenas de milhares de vezes mais intensa", explica Hallinan. "Agora sabemos que este tipo de comportamento auroral está estendendo toda a maneira de planetas até anãs marrons".
No caso das anãs marrons, as partículas carregadas não pode ser conduzido em sua magnetosfera por um vento estelar, já que não há vento estelar para o fazer. Hallinan diz que alguma outra fonte, como um planeta que orbita em movimento através magnetosfera da anã marrom, pode estar gerando uma corrente e produzir as auroras. "Mas até que mapeie a aurora com precisão, não vamos ser capazes de dizer onde ele está vindo", diz ele.
Ele observa que as anãs marrons oferecer um trampolim conveniente para estudar exoplanetas, planetas orbitando outras do que o nosso próprio Sol estrelas. "Para os mais legais anãs marrons que descobrimos, a sua atmosfera é bastante semelhante ao que seria de esperar para muitos exoplanetas, e você pode realmente olhar para uma anã marrom e estudar sua atmosfera sem ter uma estrela próxima que é um factor de um milhão de vezes mais brilhante obscurecendo suas observações ", diz Hallinan.
Assim como ele usou as medições de ondas de rádio para determinar a intensidade de campos magnéticos ao redor de anãs marrons, ele espera usar as observações de rádio de baixa frequência do recém-construído Owens Vale Longo Comprimento de onda de matriz para medir os campos magnéticos dos planetas extrasolares. "Isso pode ser particularmente interessante porque se deve ou não um planeta tem um campo magnético pode ser um fator importante na habitabilidade", diz ele. "Eu estou tentando construir uma imagem de força do campo magnético e da topologia e do papel que os campos magnéticos jogar como nós vamos de estrelas para as anãs marrons e, eventualmente, à direita para baixo para o regime planetário".
O Galaxy diário via California Institute of Technoloy
Crédito da imagem: Chuck Carter e Gregg Hallinan / Caltech
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