Hubble descobre que anãs marrons envelhecidas ficam solitárias

São necessários dois para dançar o tango, mas no caso das anãs marrons que já foram emparelhadas como sistemas binários, essa relação não dura muito tempo, de acordo com uma pesquisa recente realizada pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA.

Esta representação artística mostra uma anã marrom, um objeto mais massivo que um planeta, mas menor que uma estrela. O anão é uma esfera vermelho-cereja. Possui listras horizontais em vários tons de vermelho que são faixas de nuvens. No fundo escuro há uma miríade de estrelas que estão dentro de nossa galáxia, a Via Láctea.Crédito: NASA, ESA, J. Olmsted (STScI)

As anãs marrons são objetos interestelares maiores que Júpiter, mas menores que as estrelas de menor massa. Tal como as estrelas, elas colapsam a partir de uma nuvem de gás e poeira, mas não têm massa suficiente para sustentar a fusão do hidrogénio como uma estrela normal.

Assim como as estrelas, as anãs marrons podem nascer em pares e orbitar uma em torno da outra. Uma pesquisa do Telescópio Espacial Hubble descobriu que quanto mais velha é uma anã marrom, menor é a probabilidade de ela ter uma anã companheira. Isto implica que um par binário de anãs está tão fracamente ligado pela gravidade que se separam ao longo de algumas centenas de milhões de anos como resultado da atração das estrelas que as contornam. Chame-os de corações solitários do cosmos.

O Hubble pode detectar binários tão próximos uns dos outros quanto 480 milhões de quilômetros – a separação aproximada entre o nosso Sol e o cinturão de asteroides. Mas os astrónomos que realizaram a pesquisa não encontraram quaisquer pares binários numa amostra de anãs castanhas na vizinhança solar. 

“Nossa pesquisa confirma que companheiras amplamente separadas são extremamente raras entre as anãs marrons isoladas de menor massa e mais frias, embora anãs marrons binárias sejam observadas em idades mais jovens. Isto sugere que tais sistemas não sobrevivem ao longo do tempo,” disse o autor principal, Clémence Fontanive, do Instituto Trottier de Investigação sobre Exoplanetas, Universidade de Montréal, Canadá.

Numa pesquisa semelhante realizada por Fontanive há alguns anos, o Hubble observou anãs marrons extremamente jovens e algumas tinham companheiras binárias, confirmando que os mecanismos de formação de estrelas produzem pares binários entre anãs marrons de baixa massa. A falta de companheiras binárias para as anãs marrons mais antigas sugere que algumas podem ter começado como binárias, mas se separaram ao longo do tempo.

As novas descobertas do Hubble apoiam ainda mais a teoria de que as anãs marrons nascem da mesma forma que as estrelas, através do colapso gravitacional de uma nuvem de hidrogénio molecular. A diferença é que não têm massa suficiente para sustentar a fusão nuclear do hidrogénio para gerar energia, ao contrário das estrelas.

Mais de metade das estrelas da nossa galáxia têm uma estrela companheira que resultou destes processos de formação, sendo estrelas mais massivas mais comummente encontradas em sistemas binários. “A motivação para o estudo foi realmente ver quão baixas em massa se sustentam as tendências observadas entre múltiplos sistemas estelares”, disse Fontanive. 

“Nossa pesquisa do Hubble oferece evidências diretas de que é improvável que esses binários que observamos quando são jovens sobrevivam até idades avançadas e que provavelmente serão interrompidos. Quando são jovens, fazem parte de uma nuvem molecular e, à medida que envelhecem, a nuvem se dispersa.

 À medida que isso acontece, as coisas começam a se mover e as estrelas passam umas pelas outras. Como as anãs marrons são tão leves, a força gravitacional que une pares binários largos é muito fraca, e contornar estrelas pode facilmente separar esses binários”, disse Fontanive.

A equipe selecionou uma amostra de anãs marrons previamente identificadas pelo Wide-Field Infrared Survey Explorer da NASA. Ele amostrou algumas das antigas anãs marrons mais frias e de menor massa da vizinhança solar. Essas velhas anãs marrons são tão frias (algumas centenas de graus mais quentes que Júpiter, na maioria dos casos) que suas atmosferas contêm vapor de água que se condensou.

Para encontrar as companheiras mais frias, a equipa utilizou dois filtros diferentes no infravermelho próximo, um no qual as anãs castanhas frias são brilhantes e outro cobrindo comprimentos de onda específicos onde parecem muito ténues como resultado da absorção de água nas suas atmosferas.

“A maioria das estrelas tem amigos – sejam companheiros binários ou exoplanetas”,  acrescentou Beth Biller, membro da equipa, da Universidade de Edimburgo, no Reino Unido.  “Esta pesquisa realmente demonstra que o mesmo não acontece com as anãs marrons. Após um breve período no início da sua vida, a maioria das anãs marrons permanece solteira durante o resto da sua longa existência.”

“Esta é a melhor evidência observacional até à data de que os pares de anãs castanhas se afastam ao longo do tempo,” disse Fontanive. “Não poderíamos ter feito este tipo de pesquisa e confirmado modelos anteriores sem a visão aguçada e a sensibilidade do Hubble.”

Fonte: Esahubble.org