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Conceito artístico de uma Anã Marrom

Comparação: a maioria das anãs marrons são apenas um pouco maiores que Júpiter (10–15%) mas até 80 vezes mais massivas devido à sua maior densidade. O Sol não está em escala e seria ainda maior.

Uma anã marrom ^{(português brasileiro)} ou anã castanha ^{(português europeu)} é um corpo celeste cujo tamanho está entre o de planetas gigantes como Júpiter e o de estrelas pequenas, não sendo grandes o suficiente para iniciar a fusão do hidrogênio em seu núcleo e possuindo baixa luminosidade.^[1][2] Sendo que a sua massa é superior à de um planeta, mas não tão massiva quanto a de uma estrela, as anãs marrons são consideradas estrelas fracassadas. Por causa dessa característica são vistas como o “elo perdido” entre planetas gigantes gasosos e estrelas.

Propostas inicialmente na década de 1960, permaneceram anos como uma hipótese, até que em 1995 evidências fortíssimas definitivamente comprovaram sua existência.

Características |

Anãs castanhas são objetos formados de plasma e compostos em maior quantidade de hidrogênio e hélio e em menor quantidade por deutério, lítio e outros elementos. Possuem uma massa superior a 13 M_J (vezes a massa de Júpiter), mas inferior a 75 M_J. Devido ao processo de degeneração (ver abaixo em Formação), elas apresentam um tamanho muito próximo de Júpiter e uma luminosidade muito fraca e avermelhada e não marrom como o nome pode erroneamente sugerir. Por causa dessa fraca luminosidade, sua luz se situa na faixa do infravermelho, próximo do espectro visível.

Alcançam temperaturas de aproximadamente 1000 a 3400 K. São encontradas em sua maioria em sistemas binários, orbitando estrelas de massa baixa. Em alguns casos o sistema binário em si pode ser composto duas anãs marrons que compartilham um baricentro, ou ainda podem ser encontradas como objetos solitários.

Formação |

Esta anã marrom (objeto menor na foto) orbita a estrela Gliese 229, que está localizada na constelação do Lobo a cerca de 19 anos-luz da Terra. Esta anã marrom, batizada de Gliese 229B, possui cerca de 20 a 50 vezes a massa de Júpiter.

Os processos de formação das anãs marrons são semelhantes aos das estrelas. Acredita-se que elas sejam formadas pela contração gravitacional de nuvens de gás e poeira. Essas nuvens são compostas majoritariamente de hélio, hidrogênio e outros elementos menos significativos em quantidade, como lítio e o deutério. Ao colapsar, a nuvem se torna uma bola de gás gigante com um disco de mesma composição ao seu redor. À medida que a gravidade da anã a comprime, seu núcleo fica mais quente e denso (transformando o gás em plasma).

Como elas não possuem massa suficiente para realizar a fusão do hidrogênio (as de massa alta conseguem fundir hidrogênio, mas esporadicamente e com baixa eficiência), inicialmente realizam a fusão de deutério. A fusão produz energia suficiente que contrapõe a força gravitacional, fazendo-as brilharem (as anãs marrons com massa superior a 60 M_J, ainda conseguem realizar a fusão do lítio). Quando o deutério acaba, a contração continua. Essa contração aumenta a pressão térmica do núcleo que se opõem as forças gravitacionais. Os elétrons ficam livres de seus núcleos por causa das altas temperaturas. Como dois elétrons não ocupam o mesmo estado quântico, quando o núcleo é muito denso os estados de baixa energia são preenchidos e muitos elétrons são forçados a ocupar altos estados de energia. Isso gera uma pressão insensível à temperatura. Objetos alimentados por esse processo são denominados de degenerados. Isso já não ocorre com as estrelas, já que elas têm capacidade de fusão constante do hidrogênio. Quando isso ocorre, a estrela para de contrair mantendo seu brilho e tamanho. Já nas anãs marrons, quando a pressão de degeneração diminui seu colapso, a luminosidade gerada por sua contração gravitacional diminui gradativamente.

Leitura recomendada |

• 
  Brown dwarfs: a possible missing link between stars and planets. S. R. Kulkarni, em Science, vol.276, páginas 1350-1354. 30 de maio de 1997.


• 
  Brown dwarfs and extrasolar planets. Editado por R.Rebolo, E. L. Martín e M. R. Zapatero Osório, em Astronomical Society of the Pacific Conference Series vol.134, 1998.


• Maria Gabriela Pereira; Curso de Evolução Estelar Julho de 2008; Anãs Marrons; Clube de Astronomia de São Paulo - disponível no www.slideshare.net
  

Ver também |

• Anã vermelha


• Diagrama de Hertzprung-Russell


• Formação estelar

Ligações externas |

O Commons possui imagens e outros ficheiros sobre Anã marrom

• 
  Research on Brown Dwarfs (em inglês) - University of California at Berkeley - astro.berkeley.edu (Informações sobre anãs marrons)

Referências

• Portal da astronomia