Astrônomos descobriram gás de fosfina na atmosfera da anã marrom Wolf 1130C usando o Telescópio Espacial James Webb. Esta descoberta, liderada por pesquisadores da University of California San Diego, desafia as expectativas, pois a fosfina tem estado ausente em objetos semelhantes. A detecção pode revelar insights sobre a química do fósforo em ambientes de baixo metal.
A fosfina (PH3), um gás altamente tóxico e explosivo que liga fósforo ao hidrogênio, é um dos elementos essenciais para a vida na Terra e um potencial biossignature para vida anaeróbica. Ela ocorre naturalmente nas atmosferas de Júpiter e Saturno e a partir de material orgânico em decomposição na Terra, mas tem sido elusiva em exoplanetas e anãs marrons apesar de previsões teóricas.
Uma equipe liderada pelo Professor de Astronomia e Astrofísica da University of California San Diego, Adam Burgasser, detectou fosfina na atmosfera da anã marrom antiga e fria Wolf 1130C. Os achados foram publicados na revista Science em 2025 (DOI: 10.1126/science.adu0401). Usando o Telescópio Espacial James Webb (JWST), o primeiro instrumento capaz de análise detalhada de objetos tão fracos e de baixa temperatura, os pesquisadores observaram um forte sinal infravermelho de fosfina.
Wolf 1130C faz parte de um sistema de três estrelas a 54 anos-luz de distância na constelação de Cygnus, orbitando um par binário: uma estrela vermelha fria (Wolf 1130A) e uma anã branca densa (Wolf 1130B). Esta anã marrom, às vezes chamada de 'estrela fracassada', tem muito menos metais — elementos mais pesados que hidrogênio e hélio — do que o Sol, tornando-a um laboratório chave para a química cósmica primitiva.
A surpresa reside na ausência de fosfina em outras anãs marrons e exoplanetas gigantes gasosos observados pelo JWST. "Antes do JWST, esperava-se que a fosfina fosse abundante nas atmosferas de exoplanetas e anãs marrons, seguindo previsões teóricas baseadas na mistura turbulenta que sabemos existir nessas fontes," disse o coautor Sam Beiler, um bolsista de pós-doutorado no Trinity College Dublin. "Toda observação que obtivemos com o JWST desafiou as previsões teóricas — isso até observarmos Wolf 1130C."
A Professora Assistente Eileen Gonzales da San Francisco State University usou modelagem de recuperação atmosférica para confirmar a abundância de fosfina em cerca de 100 partes por bilhão. Uma hipótese atribui isso à atmosfera depleta de metais que carece de oxigênio suficiente para ligar o fósforo, permitindo que se forme fosfina com o hidrogênio abundante. Outra sugere produção local da anã branca Wolf 1130B através de eventos de nova passados, que poderiam enriquecer os arredores com fósforo.
O programa da equipe, Arcana of the Ancients, visa anãs marrons antigas e pobres em metais para testar a química atmosférica. "Entender o problema com a fosfina foi um de nossos primeiros objetivos," observou Burgasser. Observações futuras do JWST de objetos semelhantes testarão essas ideias. Este trabalho, apoiado pela NASA/STScI (NAS 5-03127 e AR-2232) e pela Heising-Simons Foundation, pode informar sobre as origens do fósforo na galáxia e seu papel em atmosferas planetárias, auxiliando na busca por vida além da Terra.