Impressão de artista de uma anã castanha.
Crédito: The Open University

As anãs castanhas, objetos misteriosos situados na linha entre estrelas e planetas, são essenciais para a nossa compreensão tanto das populações estelares como das populações planetárias. Contudo, em quase três décadas de buscas, apenas 40 anãs castanhas puderam ser observadas. Uma equipa internacional liderada por investigadoras da The Open University e da Universidade de Berna observou diretamente quatro novas anãs castanhas graças a um novo e inovador método de busca.

As anãs castanhas são objetos situados, em termos de massa, entre as estrelas mais leves e os planetas mais massivos, com uma mistura de características estelares e planetárias. Devido a esta natureza híbrida, estes objetos enigmáticos são cruciais para melhorar a nossa compreensão tanto das estrelas como dos planetas gigantes. As anãs castanhas que orbitam uma estrela mãe suficientemente longe são particularmente valiosas, pois podem ser fotografadas diretamente - ao contrário das que estão demasiado próximas da sua estrela e que, por isso, se escondem no seu brilho. Isto proporciona aos cientistas uma oportunidade única de estudar os detalhes das atmosferas frias e semelhantes a planetas das anãs castanhas.

No entanto, apesar dos esforços notáveis no desenvolvimento de novas tecnologias de observação e técnicas de processamento de imagem, as deteções diretas destas anãs castanhas, companheiras de estrelas, têm permanecido bastante esparsas, com apenas cerca de 40 sistemas observados em quase três décadas de investigações. Investigadores liderados por Mariangela Bonavita da Open University e Clémence Fontanive do Centro para o Espaço e Habitabilidade do NCCR PlanetS da Universidade de Berna observaram diretamente quatro novas anãs castanhas que divulgam num novo estudo publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Esta é a primeira vez que múltiplos novos sistemas com anãs castanhas como companheiras, em separações amplas, são anunciados ao mesmo tempo.

Método inovador de pesquisa

"As anãs castanhas companheiras, com órbitas largas, são já de si raras, e a sua deteção coloca diretamente enormes desafios técnicos, uma vez que as estrelas anfitriãs cegam completamente os nossos telescópios", diz Mariangela Bonavita. A maioria dos levantamentos realizados até agora têm visado indeliberadamente estrelas aleatórias em jovens enxames. "Uma abordagem alternativa para aumentar o número de deteções é apenas observar estrelas que mostram indícios de um objeto adicional no sistema," explica Clémence Fontanive. "Por exemplo, a forma como uma estrela se move sob a atração gravitacional de uma companheira pode ser um indicador da existência dessa companheira, quer seja uma estrela, um planeta ou algo no meio.

"Nós desenvolvemos a ferramenta COPAINS que prevê os tipos de companheiras que podem ser responsáveis pelas anomalias observadas em movimentos estelares," continua Clémence Fontanive. Aplicando a ferramenta COPAINS, a equipa de investigação selecionou cuidadosamente 25 estrelas próximas que pareciam promissoras para a deteção direta de companheiras escondidas, de baixa massa, com base em dados do observatório espacial Gaia da ESA. Usando o instrumento SPHERE no VLT (Very Large Telescope) no Chile para observar estas estrelas, detetaram com sucesso dez novas companheiras com órbitas que vão desde a de Júpiter até para lá da de Plutão, incluindo cinco estrelas de baixa massa, uma anã branca (um denso remanescente estelar) e as quatro novas anãs castanhas.

Grande impulso no ritmo de deteção

"Estas descobertas avançam significativamente o número de anãs castanhas conhecidas que orbitam estrelas a grandes distâncias, com um grande impulso no ritmo de deteção em comparação com qualquer levantamento anterior," explica Mariangela Bonavita. Embora por agora esta abordagem se limite principalmente a assinaturas de anãs castanhas e companheiras estelares, as fases futuras da missão Gaia vão empurrar estes métodos para massas inferiores e permitir a descoberta de novos exoplanetas gigantes. Clémence Fontanive acrescenta: "Para além de termos tantas descobertas de uma só vez, o nosso programa também demonstra o poder destas estratégias de busca."

"Este resultado só foi possível porque pensámos que, ao combinarmos instalações espaciais e terrestres para a imagem direta de exoplanetas, o todo é maior que a soma das suas partes. Esperamos que este seja o início de uma nova era de sinergia entre diferentes instrumentos e métodos de deteção", conclui Mariangela Bonavita.

// Universidade de Berna (comunicado de imprensa)
// The Open University (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)
// Artigo científico (arXiv.org)

Saiba mais

Anãs castanhas:
Wikipedia
NASA
Andy Lloyd's Dark Star Theory

Gaia:
ESA
ESA - 2
Gaia/ESA
Programa Alertas de Ciência Fotométrica do Gaia
EDR3 do Gaia
SPACEFLIGHT101
Wikipedia

VLT:
ESO
Wikipedia