Descoberta uma anã castanha em órbita de uma anã vermelha

Uma equipa internacional de astrónomos, utilizando os poderes combinados de observatórios espaciais e terrestres, incluindo o Observatório W. M. Keck e o Telescópio Subaru em Maunakea, no Hawaii, descobriram uma anã castanha companheira em órbita de uma estrela anã vermelha próxima, fornecendo uma visão fundamental sobre o modo como as estrelas e os planetas se formam.

Localizada a cerca de 55 anos-luz da Terra, a anã castanha companheira, chamada J1446B, foi descoberta em órbita da anã M J1446. Demasiado massiva para ser um planeta, mas também demasiado leve para ser uma estrela normal, J1446B tem uma massa cerca de 60 vezes superior à de Júpiter e orbita a sua estrela hospedeira a uma distância cerca de 4,3 vezes superior à separação Terra-Sol, completando uma órbita em cerca de 20 anos. Notavelmente, as observações no infravermelho próximo revelaram variações de brilho de cerca de 30%, sugerindo fenómenos atmosféricos dinâmicos, tais como nuvens ou tempestades semelhantes às dos gigantes gasosos como Júpiter, mas a uma escala muito maior.

“O estudo da meteorologia destes objetos distantes não só nos ajuda a compreender como as suas atmosferas se formam, mas também informa a nossa busca por planetas com vida para lá do Sistema Solar”, disse Taichi Uyama, investigador do Centro de Astrobiologia do Japão e autor principal do estudo.

O estudo, liderado pelo Centro de Astrobiologia dos Institutos Nacionais de Ciências Naturais, pela Universidade do Estado da Califórnia em Northridge e pela Universidade Johns Hopkins, foi publicado na revista The Astronomical Journal.

Subestimação da ocorrência de companheiras estelares

As anãs M, ou anãs vermelhas, são o tipo de estrela mais comum na nossa Galáxia, representando mais de metade de todas as estrelas da Via Láctea. Estas estrelas, mais pequenas e mais frias que o Sol, são alvos fundamentais para compreender os processos de formação e evolução estelar e planetária.

No entanto, devido ao facto de as anãs M serem intrinsecamente ténues, as observações detalhadas têm sido historicamente limitadas e os primeiros estudos sugeriam que mais de 70% delas eram estrelas individuais. Avanços recentes nas técnicas de observação revelaram que esta observação é incompleta: a frequência de companheiras estelares e subestelares de baixa massa, como as anãs castanhas, pode ter sido significativamente subestimada. Compreender a frequência com que tais companheiras ocorrem – e a sua distribuição de massa – é essencial para distinguir as semelhanças e diferenças entre a formação de planetas e a formação de estrelas.

Abordagem em três vertentes

A chave para esta descoberta foi uma abordagem observacional em três vertentes, incluindo o Observatório Keck, o Telescópio Subaru e a missão Gaia: (1) medições de velocidade radial a partir da monitorização espetroscópica de longo prazo no infravermelho com o IRD (InfraRed Doppler) do Subaru, que detetou a subtil oscilação da estrela hospedeira causada pela atração gravitacional mútua; (2) imagens de alta resolução no infravermelho próximo obtidas com a ótica adaptativa de última geração do instrumento NIRC2 (Near-Infrared Camera) do Observatório Keck permitiram a deteção direta da companheira a uma separação muito pequena da estrela hospedeira; e (3) a missão Gaia seguiu pequenas mudanças na posição da estrela no céu para revelar ainda mais a sua atração gravitacional. Integrando estes conjuntos de dados e aplicando as leis de Kepler, a equipa foi capaz de determinar a massa dinâmica e os parâmetros orbitais de J1446B com uma precisão sem precedentes.

“A contribuição crítica do Keck foi a obtenção de imagens diretas desta anã castanha companheira, o que levou à caracterização da órbita do objeto e das suas propriedades físicas, como a massa e a temperatura”, disse Charles Beichman, Diretor Executivo do NExSCI (NASA Exoplanet Science Institute) no Caltech e coautor do estudo.

Uma referência para estudos futuros

A descoberta de J1446B constitui um ponto de referência fundamental para testar cenários de formação de anãs castanhas e modelos atmosféricos. A combinação de futuros lançamentos de dados do Gaia e de dados espetroscópicos avançados obtidos a partir de observações de seguimento com novos instrumentos – como o HISPEC (High-resolution Infrared Spectrograph for Exoplanet Characterization) do Observatório Keck – pode permitir aos investigadores mapear padrões atmosféricos, dando um passo em frente na compreensão da formação e evolução dos planetas. Talvez, até, nos guie para um planeta como o nosso.

Beichman acrescentou: “Notavelmente, duas imagens do Keck mostraram variabilidade no brilho da anã castanha, sugerindo a existência de nuvens e padrões meteorológicos! Esta abordagem combinada tornar-se-á cada vez mais poderosa, chegando até ao reino dos planetas gigantes gasosos como o nosso Júpiter, à medida que os novos instrumentos do Keck entrarem em funcionamento”.

// Observatório W. M. Keck (comunicado de imprensa)
// Telescópio Subaru (comunicado de imprensa)
// Centro de Astrobiologia do Japão (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astronomical Journal)

Saiba mais:

Anãs castanhas:
Wikipedia
Andy Lloyd’s Dark Star Theory

Anãs vermelhas:
Wikipedia

Observatório W. M. Keck:
Página principal
Wikipedia
NIRC2 (Near-Infrared Camera)

Telescópio Subaru:
NAOJ
Wikipedia
IRD (InfraRed Doppler)

Gaia:
ESA
Página da ESA para a comunidade científica
Arquivo de dados do Gaia (ESA)
Wikipedia