A anã marrom recém-descoberta tem uma massa estimada de 3-4 massas de Júpiter, o que a torna uma forte candidata à anã marrom flutuante de menor massa que foi diretamente fotografada até o momento.
Esta imagem do instrumento NIRCam de Webb mostra a porção central do aglomerado estelar IC 348. Crédito da imagem: NASA/ESA/CSA/STScI/K. Luhman, Penn State University/C. Alves de Oliveira, ESA.
As anãs marrons são objetos frios e escuros que têm um tamanho entre o de um planeta gigante gasoso e o de uma estrela semelhante ao Sol.
Por vezes chamados de estrelas falhadas, estes objetos são demasiado pequenos para sustentar reações de fusão de hidrogénio nos seus núcleos, mas têm atributos semelhantes aos das estrelas.
Normalmente, eles têm massas entre 11-16 Júpiteres (massa aproximada na qual a fusão do deutério pode ser sustentada) e 75-80 Júpiteres (massa aproximada para sustentar a fusão do hidrogênio).
“Uma pergunta básica que você encontrará em todos os livros de astronomia é: quais são as menores estrelas? É isso que estamos tentando responder”, disse o Dr. Kevin Luhman, astrônomo da Universidade Estadual da Pensilvânia.
A anã marrom recém-descoberta reside em IC 348, um aglomerado estelar localizado a 1.000 anos-luz de distância, na constelação de Perseu.
Também conhecido como Collinder 41, Gingrich 1 e Theia 17, este aglomerado contém quase 400 estrelas e tem cerca de 5 milhões de anos.
IC 348 faz parte da região maior de formação de estrelas de Perseu, que geralmente é invisível a olho nu, mas brilha intensamente quando vista em comprimentos de onda infravermelhos.
Luhman e seus colegas criaram imagens do centro do aglomerado usando Instrumento NIRCam de Webb para identificar candidatas a anãs marrons a partir de seu brilho e cores.
Eles acompanharam os alvos mais promissores usando Matriz de microobturadores NIRSpec de Webb.
Este processo levou a três alvos intrigantes pesando entre 3 e 8 massas de Júpiter, com temperaturas de superfície variando de 830 a 1.500 graus Celsius.
O menor deles pesa apenas 3-4 vezes o peso de Júpiter, de acordo com modelos de computador.
“É muito fácil para os modelos atuais criar planetas gigantes num disco em torno de uma estrela”, disse a Dra. Catarina Alves de Oliveira, astrónoma da ESA.
“Mas neste aglomerado, seria improvável que este objeto se formasse em um disco, formando-se como uma estrela, e três massas de Júpiter são 300 vezes menores que o nosso Sol.”
“Portanto, temos que perguntar: como funciona o processo de formação estelar em massas tão pequenas?”
Duas das anãs marrons identificadas pela equipe mostram a assinatura espectral de um hidrocarboneto não identificado, uma molécula contendo átomos de hidrogênio e carbono.
A mesma assinatura infravermelha foi detectada pela missão Cassini da NASA nas atmosferas de Saturno e de sua lua Titã.
Também foi visto no meio interestelar, o gás entre as estrelas.
“Esta é a primeira vez que detectamos esta molécula na atmosfera de um objeto fora do nosso Sistema Solar”, disse o Dr. de Oliveira.
“Os modelos para atmosferas de anãs marrons não prevêem a sua existência. Estamos olhando para objetos com idades mais jovens e massas mais baixas do que nunca, e estamos vendo algo novo e inesperado.”
A papel sobre as descobertas foi publicado no Jornal Astronômico.
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KL Luhman e outros. 2023. Uma pesquisa JWST para anãs marrons de massa planetária em IC 348. AJ 167, 19; dois: 10.3847/1538-3881/ad00b7
