Objeto solitário de massa planetaria em família de estrelas

Um mundo que flutua livremente, sozinho no espaço. Pensa-se que este objeto, chamado WISEA J114724.10−204021.3, seja uma anã castanha de baixa-massa, uma estrela sem massa suficiente para queimar combustível nuclear e brilhar como uma estrela normal. Os astrónomos usaram dados do WISE e do 2MASS para descobrir o objeto em TW Hydrae - uma associação de estrelas com 10 milhões de anos. Crédito: NASA/JPL-Caltech

Em 2011, astrónomos anunciaram que a nossa Galáxia está provavelmente repleta de planetas que flutuam livremente. De facto, estes mundos solitários, que ficam em silêncio na escuridão do espaço sem quaisquer companheiros planetários ou até mesmo uma estrela hospedeira, podem superar o número de estrelas na nossa Via Láctea. A descoberta surpreendente leva à questão: de onde é que estes objetos vêm? São planetas expulsos de sistemas solares, ou são na realidade estrelas leves chamadas anãs castanhas que se formam sozinhas no espaço como as estrelas?

Um novo estudo, utilizando dados do WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) da NASA e do 2MASS (Two Micron All Sky Survey), fornece novas pistas sobre este mistério de proporções galácticas. Os cientistas identificaram um objeto de massa planetária flutuando livremente dentro de uma jovem família estelar chamada associação TW Hydrae. O objeto recém-descoberto, denominado WISEA J114724.10-204021.3, ou apenas WISEA 1147, tem uma massa estimada entre cinco e dez vezes a massa de Júpiter. WISEA 1147 é um dos poucos mundos flutuantes em que os astrónomos podem começar a apontar para as suas origens prováveis como anã castanha e não um planeta.

 Dado que se descobriu que o objeto é um membro da família TW Hydrae de estrelas muito jovens, os astrónomos sabem que é também muito jovem - apenas 10 milhões de anos. E dado que os planetas exigem pelo menos 10 milhões de anos para se formar, e provavelmente mais para serem expulsos de um sistema, WISEA 1147 é provavelmente uma anã castanha. As anãs castanhas formam-se como estrelas, mas não têm massa suficiente para fundir átomos nos seus núcleos e brilhar com luz estelar. "Com acompanhamento contínuo, poderá ser possível traçar a história de WISEA 1147 para confirmar se foi ou não formada em isolamento," afirma Adam Schneider da Universidade de Toledo no estado americano do Ohio, autor principal de um novo estudo aceite para publicação na revista The Astrophysical Journal.

Mapa do céu obtido pelo WISE da NASA, que mostra a localização da família de estrelas, ou associação, TW Hydrae, situada a 175 anos-luz da Terra e centrada na constelação de Hidra. Pensa-se que as estrelas formaram-se ao mesmo tempo, há cerca de 10 milhões de anos atrás. Recentemente, dados do WISE e do seu antecessor, 2MASS, encontraram o objeto flutuante de mais baixa-massa nesta família - uma provável anã castanha chamada WISEA J114724.10−204021.3. Crédito: NASA/JPL-Caltech  Dos possíveis milhares de milhões de planetas flutuantes que se pensa existirem na nossa Galáxia, alguns podem ser anãs castanhas de baixa-massa, enquanto outros podem ser realmente planetas, expulsos de sistemas solares emergentes. Atualmente, a fração de cada população permanece desconhecida. A descoberta das origens dos mundos flutuantes, e a determinação do tipo de objeto, é uma tarefa difícil, precisamente porque estão tão isolados. Estamos no início do que será um campo excitante - tentando determinar a natureza da população que flutua livremente e quantos são planetas vs. quantos são anãs castanhas," afirma o coautor Davy Kirkpatrick do IPAC (Infrared Processing and Analysis Center) da NASA no Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) em Pasadena. Os astrónomos descobriram WISEA 1147 vasculhando imagens de todo o céu obtidas pelo WISE, em 2010, e pelo 2MASS, cerca de uma década antes. Eles estavam procurando jovens anãs castanhas nas proximidades. Uma maneira de saber se algo está perto é verificar se se moveram muito em relação a outras estrelas com o tempo.

Quando mais próximo está um objeto, mais parece mover-se contra o fundo de estrelas mais distantes. Ao analisar os dados de ambos os levantamentos obtidos com cerca de 10 anos de diferença, os objetos próximos saltam à vista. A descoberta de objetos de baixa-massa e anãs castanhas é também muito adequada para o WISE e para o 2MASS, ambos os quais detetam radiação infravermelha. As anãs castanhas não são brilhantes o suficiente para serem vistas com telescópios óticos, mas as suas assinaturas de calor podem ser observadas em imagens infravermelhas. A anã castanha WISEA 1147 era bastante "vermelha" nas imagens 2MASS (onde a cor vermelha tinha sido atribuída a comprimentos de onda infravermelhos mais longos), o que significa que é poeirenta e jovem.

"As características deste objeto saltaram à vista, 'sou uma jovem anã castanha,'" comenta Schneider. Depois de mais análises, os astrónomos perceberam que este objeto pertence à associação TW Hydrae, que está a cerca de 150 anos-luz da Terra e tem apenas 10 milhões de anos. Isto torna WISEA 1147, com uma massa entre cinco e dez vezes a de Júpiter, uma das anãs castanhas mais jovens e de menor massa já descobertas. Curiosamente, um segundo membro da associação TW Hydrae, de massa igualmente muito baixa, foi anunciado poucos dias depois (2MASS 1119-11) por um outro grupo liderado por Kendra Kellogg da Western University em Ontário, Canadá.

Outra razão pela qual os astrónomos querem estudar estes mundos isolados é que se assemelham com planetas, mas são mais fáceis de estudar. Os planetas em torno de outras estrelas, chamados exoplanetas, são quase impercetíveis ao lado das suas estrelas brilhantes. Ao estudar objetos como WISEA 1147, que não têm nenhuma estrela hospedeira, os astrónomos podem aprender mais sobre as suas composições e padrões climáticos. Podemos entender melhor os exoplanetas através do estudo de anãs castanhas jovens e de baixa massa," observa Schneider. "Neste momento, estamos no regime de exoplaneta.

Fonte: Astronomia Online