Um par de planetas órfãos e anãs-castanhas em sistemas binários: o Hubble encontra objectos sub-estelares na Nebulosa de Orionte.
É caso para se dizer: mais um tesouro de achados da missão científica do Telescópio Hubble!
Numa pesquisa profunda e sem precedentes para objectos pequenos e ténues na Nebulosa de Orionte, os astrónomos que usam o Telescópio Espacial Hubble da NASA descobriram a maior população conhecida de anãs-castanhas (marrons, no Brasil) espalhadas entre as estrelas recém-nascidas.
Olhando nas proximidades das estrelas da pesquisa, os pesquisadores não só encontraram vários sistemas binários de anãs-castanhas, de massa muito pequena (para serem estrelas), mas também três planetas gigantes!
Até encontraram um exemplo de planetas binários onde dois planetas-órfãos se orbitam na ausência de uma estrela principal.
Esta imagem é parte dum recenseamento do Telescópio Espacial Hubble (Hubble Space Telescope, HST) que incidia em estrelas pouco massivas, em anãs-castanhas, e em planetas na Nebulosa de Orionte. Cada símbolo identifica um par de objectos, que podem ser vistos no centro do círculo como um ponto de luz. Foram utilizadas técnicas de processamento de imagem para se separar a luz das estrelas do par de objectos. O círculo interior mais largo representa o corpo primário, e o mais estreito exterior o seu companheiro. Os círculos têm um código de cores:
Vermelho: Planeta
Cor de Laranja: anã castanha
Amarelo: estrela
No canto superior esquerdo está um par de Planetas com ausência de estrela anfitriã, é um sistema binário de Planetas-órfãos.
No meio a descair para o lado direito está um sistema binário de anãs-castanhas, um objecto híbrido entre um planeta e uma estrela.
Esta parcela da Nebulosa de Orionte mede cerca de 4 por 3 anos-luz.
Créditos: NASA , ESA, e G. Strampelli (STScI)
As anãs castanhas são uma classe estranha de objecto celestial que tem massas tão baixas que os seus núcleos nunca ficam suficientemente quentes para sustentar a fusão nuclear, que é o mecanismo que gera a energia das estrelas.
Em vez disso, as anãs castanhas arrefecem e desaparecem à medida que envelhecem.
Apesar da sua baixa massa, as anãs castanhas fornecem pistas importantes para se entender a formação das estrelas e dos planetas, e podem estar entre os objectos mais comuns na nossa galáxia (Via Láctea).
Localizada a 1350 anos-luz de distância, a Nebulosa de Órion é um laboratório relativamente próximo para se estudar o processo de formação estelar numa gama alargada, desde as estrelas gigantes e opulentas até às estrelas anãs vermelhas diminutas e anãs castanhas bizarras e débeis.
Esta pesquisa só pode ser feita com a excepcional resolução e sensibilidade infravermelha do Hubble.
Multidão de astros com água
Como as anãs castanhas são mais frias do que as estrelas, os astrónomos usaram o Hubble para identificá-las através da presença de água nas suas atmosferas.
“São tão frias que se forma vapor de água,” explicou o cientista-chefe Massimo Robberto do Space Telescope Institute em Baltimore, no Maryland.
“A água é uma assinatura de objetos sub-estelares. É uma marca incrível e muito clara. À medida que as massas ficam menores, as estrelas tornam-se mais vermelhas e mais fracas, e precisamos de vê-las no infravermelho. E na luz infravermelha, a característica mais proeminente é a água.”
Mas o vapor de água quente na atmosfera das anãs-castanhas não pode ser facilmente visto a partir da superfície da Terra, devido aos efeitos absorventes do vapor de água na nossa própria atmosfera.
Felizmente, o Hubble está acima da atmosfera e tem uma visão do infravermelho próximo que pode facilmente detectar a água em mundos distantes.
A equipa do Hubble identificou 1200 candidatas a estrelas avermelhadas.
Descobriu que as estrelas se dividiam em duas populações distintas: as com água e as que não tinham água.
As brilhantes com água foram confirmadas como anãs vermelhas fracas. A multidão de anãs castanhas e de planetas flutuantes e com abundância de água dentro da nebulosa de Órion são novas descobertas.
Muitas estrelas sem água também foram detectadas, e estas são estrelas de fundo da Via Láctea. A sua luz foi ruborizada ao atravessar a poeira interestelar e, portanto, não são relevantes para o estudo em questão.
A equipa também procurou companheiros binários fracos para essas 1200 estrelas avermelhadas.
Por estarem tão perto de suas estrelas primárias, essas companheiras são quase impossíveis de descobrir usando os métodos de observação padrão.
Mas, usando uma técnica de imagem única e de alto contraste desenvolvida por Laurent Pueyo no Space Telescope Science Institute, os astrónomos conseguiram resolver imagens fracas de um grande número de companheiros candidatos.
Esta primeira análise não permitiu que os astrónomos do Hubble determinassem se esses objetos orbitavam a estrela mais brilhante ou se a sua proximidade na imagem do Hubble é resultado dum alinhamento ocasional. Em consequência, são classificados por enquanto como Candidatos.
No entanto, a presença de água nas suas atmosferas indica que a maioria não pode ser de estrelas desalinhadas no fundo galáctico e, portanto, deve ser constituída por anãs castanhas ou por companheiros de exoplanetas.
Um Tesouro de Descobertas
Ao todo, a equipa encontrou 17 companheiras de anãs castanhas Candidatas a estrelas anãs vermelhas, um par anã castanha/anã castanha e uma anã castanha com um companheiro planetário. O estudo também identificou três potenciais companheiros de massa planetária: um associado a uma anã vermelha, um a uma anã castanha e outro a outro planeta.
“Experimentámos com um método de pós-processamento de imagem de alto contraste, em que os astrónomos têm confiado há anos. Costumamos usá-lo para procurar planetas muito ténues nas imediações das estrelas próximas, observando meticulosamente um por um. Desta vez, decidimos combinar os nossos algoritmos com a ultra-estabilidade do Hubble para inspecionar a proximidade de centenas de estrelas muito jovens em cada exposição individual obtida pela pesquisa da Órion. Acontece que, mesmo que não alcancemos a sensibilidade mais profunda para uma única estrela, o grande volume da nossa amostra permitiu obter um instantâneo estatístico sem precedentes de jovens exoplanetas e de companheiras anãs castanhas em Órion.”
Combinando as duas técnicas únicas, imagiologia nos filtros de água e processamento de imagem de alto contraste, a pesquisa forneceu uma amostra imparcial de fontes de baixa massa recém-formadas, tanto dispersas pela imagem como na qualidade de companheiras doutros objectos de pequena massa.
“Poderíamos reprocessar todo o arquivo do Hubble e tentar encontrar mais joias por lá,” disse Robberto.
Encontrar as assinaturas de estrelas de baixa massa e a dos seus companheiros será muito mais eficiente com o lançamento do Telescópio Espacial James Webb da NASA, que é sensível ao infravermelho, em 2019.
——
O Telescópio Espacial Hubble é um projeto de cooperação internacional entre a NASA e a ESA (Agência Espacial Europeia). O Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, administra o telescópio. O Instituto de Ciências do Telescópio Espacial (STScI) em Baltimore, Maryland, conduz as operações de ciência do Hubble. O STScI é operado para a NASA pela Associação de Universidades para Pesquisa em Astronomia, Inc., em Washington, DC.
Para imagens deste estudo da Nebulosa de Órion e mais informações sobre o Hubble, visite: NASA/Hubble, HubbleSite, NASA
Últimos comentários