WISEA 1147: astrônomos do WISE revelam um mundo que flutua solitário dentro da família de estrelas TW Hydrae

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Nessa ilustração, um jovem mundo flutua livremente, solitário no espaço. Pensa-se que este objeto, chamado WISEA J114724.10−204021.3, seja uma anã marrom (anã castanha – em Portugal) com massa excepcionalmente baixa, uma estrela fracassada, ou seja, sem massa suficiente para queimar o combustível nuclear e brilhar como uma estrela normal. Os astrônomos usaram dados do WISE e do 2MASS para descobrir o objeto em TW Hydrae, um jovem aglomerado estelar com ‘apenas’ 10 milhões de anos de idade. Créditos: NASA/JPL-Caltech

Em 2011, astrônomos anunciaram que a nossa Galáxia está provavelmente repleta de exoplanetas que flutuam livres pelo espaço (sem estrelas hospedeiras). De fato, estes mundos errantes, que permanecem silenciosamente na escuridão do espaço sem quaisquer companheiros exoplanetários ou até mesmo uma estrela mãe, podem até mesmo 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 marrons (em Portugal: anãs castanhas) que se formam sozinhas no espaço semelhantemente as estrelas?

Um novo estudo, utilizando dados do observatório espacial WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) da NASA e do recenseamento cósmico 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 (abreviadamente: WISEA 1147), tem uma massa estimada entre cinco e dez vezes a massa de Júpiter.

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Esse mapa de todo-o-céu fornecido pelo observatório espacial WISE da NASA mostra a localização da família de estrelas, ou associação, TW Hydrae, situada a 175 anos-luz da Terra e centrada na constelação de Hidra. Os astrônomos julgam que as estrelas desse aglomerado se formaram ao mesmo tempo, há cerca de 10 milhões de anos. Recentemente, dados do WISE e do seu antecessor, 2MASS, encontraram o objeto flutuante de mais baixa-massa nesta família – uma provável anã marrom (anã castanha) denominada WISEA J114724.10−204021.3. Créditos: NASA/JPL-Caltech

WISEA 1147 é um dos poucos mundos flutuantes em que os astrônomos podem começar a apontar para as suas origens prováveis como anã marrom e não um exoplaneta. Dado que se descobriu que o objeto é um membro da família TW Hydrae de estrelas muito jovens, os astrônomos sabem que WISEA 1147 é também muito jovem, com ‘apenas’ 10 milhões de anos. Atualmente sabemos os exoplanetas comumente exigem pelo menos 10 milhões de anos para se formar e provavelmente muito mais tempo para serem eventualmente expulsos de um sistema. Dessa forma, os cientistas julgam que WISEA 1147 é provavelmente uma anã marrom. As anãs marrons (anãs castanhas) se originam similarmente as estrelas, mas não têm massa suficiente para fundir átomos nos seus núcleos e iniciar sua ignição para irradiar luz estelar.

Adam Schneider, membro da Universidade de Toledo, Ohio, EUA, autor principal do novo estudo publicado no The Astrophysical Journal, disse:

Com monitoração contínua, poderá ser possível traçar a história de WISEA 1147 para confirmar se foi ou não formada em isolamento.

Dos possíveis bilhões de exoplanetas flutuantes que pensamos existirem na nossa Galáxia, alguns podem ser anãs marrons de baixa-massa, enquanto outros podem ser realmente exoplanetas errantes, 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.

O coautor Davy Kirkpatrick do IPAC (Infrared Processing and Analysis Center) da NASA no Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) em Pasadena, exclamou:

Estamos no início do que será um excitante campo de estudo: tentando determinar a natureza da população que flutua livremente e quantos são exoplanetas vs. quantos são anãs marrons!

Os astrônomos descobriram o WISEA 1147 vasculhando imagens de todo o céu obtidas pelo WISE (2010) e pelo recenseamento 2MASS (uma década antes). Eles estavam procurando jovens anãs castanhas nas proximidades. Uma maneira de saber se algo está perto é verificar se o objeto se moveu muito em relação a outras estrelas com o tempo. Quando mais próximo está um objeto, mais parece se mexer contra o fundo de estrelas mais distantes. Ao analisar os dados de ambos em levantamentos obtidos com cerca de 10 anos de diferença, os objetos mais próximos saltam aos olhos!

A descoberta de objetos de baixa-massa e anãs marrons é também muito adequada para o escopo tanto do WISE quanto para o 2MASS, pois ambos trabalham com detectores de radiação infravermelha. As anãs marrons não são brilhantes o suficiente para serem vistas com telescópios óticos, mas as suas assinaturas de calor podem ser observadas em imagens no espectro do infravermelho.

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.

Adam Schneider explicou:

As características deste objeto ‘gritaram’: ‘Eu sou uma jovem anã marrom’!

Depois de mais análises, os astrônomos perceberam que este objeto é um membro da 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 marrons 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 grupo separado liderado por Kendra Kellogg da Western University em Ontário, Canadá.

Outra razão pela qual os astrônomos querem estudar estes mundos isolados é que se assemelham com exoplanetas, mas são mais fáceis de estudar. Os planetas em torno de outras estrelas, chamados exoplanetas, são quase imperceptíveis ao lado das suas estrelas hospedeiras relativamente brilhantes. Ao estudar objetos como WISEA 1147, que não têm nenhuma estrela hospedeira, os astrônomos podem aprender mais sobre as suas composições e padrões climáticos.

Adam Schneider concluiu:

Podemos entender melhor os exoplanetas através do estudo de anãs marrons jovens (que brilham no infravermelho) de baixa massa. Neste momento, estamos no regime de exoplanetas.