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"Estrelas fracassadas" evoluem de modo diferente dos planetas gigantes; entenda

Daniele Cavalcante

Às vezes pode ser complicado definir o que é um planeta. Plutão que o diga - originalmente classificado como um planeta, foi “rebaixado” para planeta anão após a redefinição estabelecida em 2006 pela União Astronômica Internacional (UAI). Mas e quando um objeto é grande demais, com massa superior à de um planeta? Este é o caso das anãs marrons, e os pesquisadores estão buscando respostas sobre essa categoria de corpos celestes.

Acontece que as anãs marrons, ou anãs castanhas, são maiores e mais massivos que o previsto na definição de planetas, mas são menores que uma estrela pequena. Em sua formação, não atingiram tamanho suficiente para iniciar a fusão do hidrogênio em seu núcleo e, portanto, possuem baixa luminosidade.

Uma equipe de cientistas liderada por Brendan Bowler, da Universidade do Texas, investigou o processo de formação desses exoplanetas usando imagens diretas de telescópios terrestres do Observatório W. M. Keck e também o telescópio Subaru. Eles estudaram as órbitas desses corpos que orbitam estrelas “verdadeiras” em 27 sistemas estelares.

Conceito artístico de uma anã marrom (Imagem: NASA/JPL Caltech)

Na definição atual dos astrônomos, as anãs marrons têm massas entre 13 e 75 massas de Júpiter e compartilham características em comum com os planetas e com as estrelas. Pesquisas anteriores mostraram que as anãs marrons que orbitam estrelas provavelmente se formaram como estrelas de baixa massa, mas ficou menos claro qual é o companheiro de menor massa que esse mecanismo de formação pode produzir em um sistema estelar.

De acordo com Bowler, uma maneira de conseguir entender isso é estudar a dinâmica do sistema, ou seja, observar as órbitas. Mas não é algo simples de se fazer. Os gigantes gasosos e as anãs marrons que a equipe estudou estão tão distantes de suas estrelas anfitriãs que uma órbita pode levar centenas de anos. Para determinar uma pequena porcentagem da órbita, é preciso capturar uma imagem e esperar um ano para que o objeto viaje um pouco, explicou Bowler. Então "você tira outra imagem, espera mais um ano".

Felizmente a pesquisa contou novas tecnologias que permitiram que mais anãs marrons e planetas gigantes fossem fotografados diretamente nas últimas décadas. Os pesquisadores puderam combinar suas novas observações de 27 sistemas com todas as observações anteriores publicadas por outros astrônomos. Após, a modelagem por computador foi utilizada, com um ajuste de código que usa as leis de movimento planetário de Kepler para identificar quais tipos de órbitas são consistentes com as posições medidas e quais não são.

Comparação de tamanho entre o Sol, uma estrela pequena, uma anã marrom, Júpiter e a Terra (Imagem: NASA/JPL-Caltech/UCB) 

Assim, a equipe obteve um conjunto de órbitas possíveis para cada um desses objetos em órbita. Basta um leve movimento de um planeta gigante ou anã marrom para que o código no computador desenhe uma série de órbitas possíveis. Quanto menor a quantidade de possibilidades, mais os astrônomos estão se aproximando da verdadeira órbita. Encontrar a forma da órbita também é fundamental, já que objetos com órbitas mais circulares provavelmente se formaram como planetas. Os que têm órbitas mais elípticas provavelmente se formaram como estrelas.

Nesse cenário, um grupo de gás e poeira estava no caminho de formar uma estrela, mas se fragmentou em dois grupos. Cada grupo teve um processo próprio: um formou uma estrela e o outro uma anã marrom orbitando em torno dessa estrela. Olhando desta forma, temos aqui um sistema estelar binário, embora contenha uma estrela real e uma "estrela fracassada" - a anã marrom.

De acordo bom Bowler, a principal descoberta de sua equipe é que “quando você divide esses objetos no limite canônico de mais de 15 massas de Júpiter, as coisas que chamamos de planetas realmente têm órbitas circulares [...] E o resto parece estrelas binárias".

A equipe continuará monitorando esses 27 objetos e buscará identificar novos para ampliar o estudo. "O tamanho da amostra ainda é modesto, no momento", disse Bowler. Mas os resultados reforçam conclusões semelhantes de outras pesquisas e continuará contribuindo na compreensão da formação destes sistemas distantes.


Fonte: Canaltech

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