Telescópio Webb vai procurar anãs castanhas e planetas “fugitivos”

CIÊNCIA/UNIVERSO

Os cientistas vão usar o Webb para investigar o berçário estelar próximo NGC 1333 em busca dos seus residentes mais pequenos e ténues. É um local ideal para procurar objectos “fugitivos” e muito fracos, incluindo aqueles com massas planetárias.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/R. A. Gutermuth (Harvard-Smithsonian CfA)

Quão pequenos são os objectos celestes mais pequenos que se formam como estrelas, mas que não produzem a sua própria luz? Quão comuns são em comparação com estrelas de pleno direito? E que dizer dos “planetas fugitivos”, que se formam em torno de estrelas antes de serem lançados para o espaço interestelar? Quando o Telescópio Espacial James Webb da NASA for lançado em 2021, lançará luz sobre estas questões.

A sua resposta vai definir um limite entre objectos que se formam como estrelas, que nascem de nuvens de gás e poeira em colapso gravitacional e aqueles que se formam como planetas, criados quando o gás e a poeira se aglomeram num disco em torno de uma estrela jovem. Também vai distinguir, entre ideias concorrentes, as origens das anãs castanhas, objectos com massas entre 1% e 8% a massa do Sol que não conseguem sustentar a fusão de hidrogénio nos seus núcleos.

Num estudo liderado por Aleks Scholz da Universidade de St. Andrews no Reino Unido, investigadores vão usar o Webb para descobrir os residentes mais pequenos e ténues de um berçário estelar próximo chamado NGC 1333. Localizado a cerca de 1000 anos-luz de distância na direcção da constelação de Perseu, o enxame NGC 1333 está relativamente perto em termos astronómicos. Também é muito compacto e contém muitas estrelas jovens. Estes três factores tornam-no no local ideal para estudar a formação estelar em acção, particularmente para aqueles interessados em objectos muito fracos e flutuantes.

“As anãs castanhas menos massivas identificadas até agora têm apenas cinco a dez vezes a massa do planeta Júpiter,” explicou Scholz. “Ainda não sabemos se objectos ainda mais leves se formam nos berçários estelares. Com o Webb, esperamos identificar pela primeira vez membros do enxame tão pequenos quanto Júpiter. Os seus números, em relação às mais massivas anãs castanhas e estrelas, vão lançar luz sobre as suas origens e também fornecer pistas importantes sobre o processo mais amplo de formação estelar.”

Um limite difuso

Objectos de massa muito baixa são frios, o que significa que emitem a maior parte da sua luz em comprimentos de onda infravermelhos. A observação da radiação infravermelha com telescópios terrestres é complexa por causa da interferência da atmosfera da Terra. Devido ao seu tamanho e à capacidade de ver a radiação infravermelha com uma sensibilidade sem precedentes, o Webb é ideal para encontrar e caracterizar objectos fugitivos (ou flutuantes) com massas inferiores a cinco vezes a massa de Júpiter.

A distinção entre as anãs castanhas e os planetas gigantes é imprecisa.

“Existem alguns objectos com massas abaixo da marca dos 10 Júpiteres que flutuam livremente pelo enxame. Dado que não orbitam nenhuma estrela em particular, podemos chamá-los de anãs castanhas, ou objectos de massa planetária, pois não os conhecemos melhor,” disse Koraljka Muzic da Universidade de Lisboa em Portugal. “Por outro lado, alguns planetas gigantes e massivos podem ter reacções de fusão. E algumas anãs castanhas podem formar-se num disco.”

Há também a questão dos planetas “fugitivos” – objectos que se formam como planetas e mais tarde são expelidos dos seus sistemas solares. Estes corpos flutuantes estão condenados a vaguear para sempre entre as estrelas.

Dúzias de uma só vez

A equipa irá usar o instrumento NIRISS (Near Infrared Imager and Slitless Spectrograph) do Webb para estudar estes vários objectos de baixa massa. Um espectrógrafo divide a luz de uma única fonte nas suas cores componentes, da mesma maneira que um prisma divide a luz branca num arco-íris. Esta luz transporta impressões digitais produzidas quando o material emite ou interage com a luz. Os espectrógrafos permitem que os investigadores analisem essas impressões digitais e descubram propriedades como a temperatura e composição.

O NIRISS vai fornecer à equipa informações simultâneas para dúzias de objectos. “Isto é fundamental. Para uma confirmação inequívoca de uma anã castanha ou de um planeta flutuante, precisamos de ver as assinaturas de absorção de moléculas – água ou metano, principalmente – no espectro,” explicou o membro da equipa Ray Jayawardhana da Universidade de Cornell. “A espectroscopia é demorada, e ser capaz de observar muitos objectos simultaneamente ajuda muito. A alternativa é capturar imagens primeiro, medir cores, seleccionar candidatos e, em seguida, recolher espectros, o que leva muito mais tempo e baseia-se em suposições.”

O Telescópio Espacial James Webb será o principal observatório científico espacial do mundo quando for lançado em 2021. Vai resolver mistérios do nosso Sistema Solar, olhar para mundos distantes em torno de outras estrelas e investigar as misteriosas estruturas e origens do nosso Universo e o nosso lugar nele. O Webb é um projecto internacional liderado pela NASA e pelos seus parceiros, a ESA e a Agência Espacial Canadiana.

Astronomia On-line
3 de Janeiro de 2020

spacenews

 

2297: Astrónomos decifraram um estranho sinal vindo da Via Láctea

CIÊNCIA

NASA
Ilustração da NASA retrata uma anã castanha a orbitar longe da sua estrela hospedeira.

Ocasionalmente, um estranho objecto na Via Láctea piscava inexplicavelmente. Agora, astrónomos descobriram que se trata de uma anã castanha que orbita o sistema.

Investigadores da Universidade de Warwick, no Reino Unido, analisaram um objecto conhecido como NGTS-7, que parecia ocasionalmente emitir clarões visíveis da Terra. Ao observarem mais detalhadamente descobriram que a luz escurecia a cada 16,2 horas e que o sistema era composto por duas estrelas com aproximadamente o mesmo tamanho.

Os astrónomos notaram que apenas uma delas escurecia momentaneamente, sugerindo que havia algo escuro a circular a superfície da estrela. Neste caso, trata-se de uma anã castanha, que está a orbitar este sistema e que apenas precisa de 16,2 horas para dar uma volta completa. Os resultados da investigação foram publicados online, no mês passado, no portal arXiv.

O astrónomo Hugh Osborn disse que o facto de os investigadores terem conseguido decifrar o que causava o piscar do NGTS-7 é impressionante. Para o fazerem, segundo explica o Live Science, os cientistas usaram uma técnica semelhante à usada para detectar exoplanetas. Os astrónomos mediram a forma como a luz se dissipava com o eclipse parcial da estrela causado pela órbita da anã castanha.

“Neste caso, a anã castanha está a ser aquecida pela estrela que orbita, significando que o lado da luz está em brasa, enquanto o outro está mais escuro”, disse Osborn, explicando que a interpretação do que causava aquele “piscar” é afectada por factores como este.

O astrónomo realçou ainda que apesar de se chamarem anãs castanhas, estes corpos celestes são dezenas de vezes maiores do que Júpiter. Isto deveria torná-las fáceis de detectar, mas menos de 20 foram descobertas a passar em frente a estrelas como esta.

“O facto de terem sido avistadas tão poucas, deve ser porque são extremamente raras e não porque simplesmente não as vimos”, disse Osborn. Este é um caso ainda mais peculiar, uma vez que está bastante perto da sua estrela. Estão tão sincronizados que um lado do planeta está sempre voltado para um lado da estrela, como se amarrados por uma corda.

ZAP //

Por ZAP
10 Julho, 2019

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