Ilustração do artista do par binário da anã marrom. Clique para ampliar.
Uma das tarefas mais difíceis para os astrônomos é descobrir como são enormes objetos distantes. O Telescópio Espacial Hubble ajudou os astrônomos a medir a massa de um par binário de anãs marrons - estrelas fracassadas - enquanto se orbitam. Um anão é 55 vezes a massa de Júpiter e o outro 35 vezes. Cada um teria que ter 80 vezes a massa de Júpiter antes de ter massa suficiente para provocar uma reação de fusão.
Pela primeira vez, os astrônomos conseguiram pesar um par binário de anãs marrons e medir com precisão seus diâmetros. Esse tipo de medida exata não é possível quando se observa uma única anã marrom.
Como suas órbitas estão inclinadas para a Terra, os anões passam um diante do outro, criando eclipses. Este é o primeiro binário de eclipse anã marrom já descoberto. O par oferece uma oportunidade incomum para determinar com precisão as massas e diâmetros dos anões, fornecendo testes cruciais de modelos teóricos.
Uma anã marrom é uma classe intermediária pouco entendida de objeto celeste que é pequena demais para suportar reações de fusão de hidrogênio, como aquelas que alimentam nosso Sol. No entanto, as anãs marrons são dezenas de vezes mais maciças que o maior planeta do Sistema Solar, Júpiter, e, portanto, são grandes demais para ser um planeta.
A descoberta das anãs marrons emparelhadas e as medidas críticas são relatadas hoje na revista científica Nature por uma equipe de astrônomos: Jeff Valenti, do Instituto de Ciências do Telescópio Espacial (STScI), Robert Mathieu, da Universidade de Wisconsin-Madison, e Keivan Stassun da Universidade de Vanderbilt.
Um anão é 55 vezes a massa de Júpiter; o outro é 35 vezes mais pesado que Júpiter (com uma margem de erro de 10%). Para se qualificar como estrela e queimar hidrogênio através da fusão nuclear, os anões teriam que ser 80 vezes mais massivos que Júpiter. Para comparação, o Sol é 1.000 vezes mais massivo que Júpiter.
Os astrônomos ficam surpresos ao descobrir que a anã marrom mais massiva é a mais fria do par, ao contrário de todas as previsões sobre anãs marrons da mesma idade. Os dois não têm a mesma idade e podem ser corpos capturados, ou os modelos teóricos estão errados, dizem os pesquisadores.
O par de anãs marrons orbita-se tão de perto que se parecem com um único objeto quando vistos da Terra. Como a órbita da pista de corrida é de ponta a ponta, os dois objetos passam periodicamente em frente ou eclipsam um ao outro. Esses eclipses causam quedas regulares no brilho da luz combinada proveniente dos dois objetos. Cronometrando com precisão essas ocultações, os astrônomos foram capazes de determinar as órbitas dos dois objetos. Com essas informações, os astrônomos usaram as leis do movimento de Newton para calcular a massa dos dois anões.
Além disso, os astrônomos calcularam o tamanho dos dois anões medindo a duração dos mergulhos em sua curva de luz. Por serem tão jovens, os anões são notavelmente grandes para sua massa: aproximadamente o mesmo diâmetro que o Sol. Porque o par está localizado na Nebulosa de Orion, que é um viveiro estelar nas proximidades, com estrelas com menos de 10 milhões de anos.
Uma análise da luz proveniente do par de anões indica que os anões têm um tom avermelhado. Os modelos atuais também prevêem que as anãs marrons devem ter "clima" - faixas e pontos semelhantes a nuvens semelhantes aos visíveis em Júpiter e Saturno.
Ao medir as variações no espectro de luz provenientes do par, os astrônomos também determinaram a temperatura da superfície dos anões. A teoria prevê que o membro mais maciço de um par de anãs marrons deve ter uma temperatura superficial mais alta. Mas eles encontraram exatamente o oposto. O mais pesado dos dois tem uma temperatura de 4.310 graus Fahrenheit (2.650 graus Kelvin) e o menor, 4.562 graus F (2.790 graus K). Eles se comparam à temperatura da superfície do Sol de 5.900 graus K (9.980 graus F).
"Uma explicação possível é que os dois objetos têm origens e idades diferentes", diz Stassun. Se for esse o caso, ele apoia um dos resultados dos esforços mais recentes para simular o processo de formação de estrelas. Essas simulações preveem que as anãs marrons são criadas tão próximas umas das outras que provavelmente atrapalharão a formação uma da outra.
As novas observações confirmam a previsão teórica de que as anãs marrons começam como objetos do tamanho de estrelas, mas encolhem e esfriam e se tornam cada vez mais do tamanho de um planeta à medida que envelhecem. Até agora, a única anã marrom cuja massa tinha sido medida diretamente era muito mais velha e mais escura.
Muitos astrônomos pensam que as anãs marrons podem realmente ser o produto mais comum do processo de formação estelar. Portanto, informações sobre anãs marrons podem fornecer novas e valiosas idéias sobre os processos dinâmicos que produzem estrelas a partir de redemoinhos de poeira e gás interestelar em colapso.
Como as velhas anãs marrons são menores e mais escuras que as estrelas verdadeiras, é somente nos últimos anos que as melhorias na tecnologia dos telescópios permitiram aos astrônomos catalogar centenas de objetos fracos que eles acham que podem ser anãs marrons. Mas, para escolher as anãs marrons de outros tipos de objetos fracos, elas precisam de uma maneira de estimar suas massas, porque a massa é o destino de estrelas e objetos parecidos com estrelas.
A existência de anãs marrons foi proposta pela primeira vez na década de 1980, mas não foi até 2000 que uma anã marrom foi detectada sem ambiguidade. Enquanto as anãs marrons eram objetos hipotéticos, os astrônomos as diferenciavam dos planetas pela maneira como se formavam. Anãs e estrelas marrons são formadas da mesma maneira, a partir de uma nuvem em colapso de poeira e gás interestelar. Os planetas são construídos a partir dos discos de poeira e gás que circundam a formação de estrelas. Uma vez que os astrônomos descobriram a primeira candidata anã marrom, eles perceberam que é muito difícil diferenciar as anãs dos planetas, principalmente quando elas têm companheiros estelares. Assim, um crescente grupo de astrônomos prefere definir anãs marrons como objetos entre 13 a 80 vezes mais massivos que Júpiter.
Os pesquisadores fizeram as observações com dois conjuntos de telescópios localizados nos Andes chilenos, a cerca de 160 quilômetros ao norte de Santiago: o SMARTS (Small and Moderate Research Telescope System), operado por um consórcio, incluindo o Instituto de Ciências do Telescópio Espacial e a Universidade Vanderbilt, e o Observatório Internacional de Gêmeos, operado pela National Science Foundation.
Fonte original: Hubble News Release
