Telescópios espaciais localizam anã castanha distante

Os telescópios espaciais Spitzer e Swift da NASA juntaram forças para observar um evento de microlente (quando uma estrela distante se ilumina devido ao campo gravitacional de pelo menos um objeto cósmico em primeiro plano), naquela que foi a primeira colaboração deste tipo. Esta técnica é útil para encontrar corpos de baixa massa a orbitar estrelas, tais como planetas. Neste caso, as observações revelaram uma anã castanha.

Julga-se que as anãs castanhas, com massas até 80 vezes a de Júpiter, podem ser o elo perdido entre os planetas e as estrelas. Mas não têm núcleos suficientemente quentes ou densos para gerarem energia através da fusão nuclear, como fazem as estrelas. Curiosamente, os cientistas descobriram que, para as estrelas com aproximadamente a massa do nosso Sol, só menos de 1% tem uma anã castanha a orbitar num raio de 3 UA (1 UA = 1 unidade astronómica – distância entre a Terra e o Sol). Chama-se a este fenómeno “deserto das anãs castanhas”.

A anã castanha descoberta, que orbita uma estrela hospedeira, pode estar a habitar este deserto. O Spitzer e o Swift observaram o evento de microlente após terem sido informados por pesquisas do mesmo tipo realizadas a partir do solo, incluindo a do OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment). A descoberta desta anã castanha, com o nome OGLE-2015-BLG-1319, marca a primeira vez que dois telescópios espaciais colaboraram para observar um evento de microlente.

“Queremos entender como se formam as anãs castanhas em torno das estrelas, e por que há uma zona deserta delas,” disse Yossi Shvartzvald, investigador de pós-doutoramento da NASA, no JPL (Jet Propulsion Laboratory), Pasadena, Califórnia, principal autor de um estudo publicado no Astrophysical Journal. “É possível que o deserto não seja tão árido quanto pensamos.”

O que é um efeito de microlente?

Num evento de microlente, uma estrela de fundo destaca-se para o observador como um farol. Quando um grande objeto passa à frente da estrela, ao longo da linha de visão do observador, a estrela ilumina-se porque a gravidade do objeto em primeiro plano desvia e aumenta a sua luz. Dependendo da massa e do alinhamento do objeto interveniente, a estrela de fundo pode num breve período surgir milhares de vezes mais brilhante.

Uma maneira de entender melhor as propriedades do sistema de lente é observar o evento de microlente a partir de mais de um ponto. Havendo vários telescópios a captar o brilho da estrela de fundo, os cientistas podem tirar vantagem da paralaxe, a diferença aparente na posição de um objeto visto a partir de dois pontos no espaço. Quando pomos o polegar à frente do nariz e fechamos primeiro um olho e depois o outro, o polegar parece mover-se no espaço – mas permanece no mesmo sítio de tivermos os dois olhos abertos. No contexto da microlente, observar o mesmo evento a partir de duas ou mais posições, bastante afastadas, resultará em diferentes padrões de ampliação.

“Sempre que temos vários locais de observação, como Terra e um telescópio espacial, ou, neste caso, dois telescópios espaciais, é como se tivéssemos vários olhos para vermos a que distância está algo,” disse Shvartzvald. “Partindo de modelos de como funciona o efeito de microlente, podemos usar isto para calcular a relação entre a massa do objeto e sua distância.”

O novo estudo

O Spitzer observou o sistema binário contendo a anã castanha em julho de 2015, durante as duas últimas semanas da campanha de microlente do telescópio espacial para esse ano.

Enquanto o Spitzer está a mais de 1 UA de distância da Terra, numa órbita em redor do Sol perseguindo a Terra, o Swift está numa órbita terrestre baixa. O Swift também observou o sistema binário no final de junho de 2015, através de um evento de microlente, representando a primeira vez que este telescópio observou um evento deste tipo. Mas o Swift não está suficientemente longe dos telescópios terrestres para conseguir uma visão significativamente diferente deste evento em particular, por isso não foi medida a paralaxe entre ambas as observações. Deste modo, os cientistas vão percebendo os limites das capacidades do telescópio para certo tipo de objetos e distâncias.

“As nossas simulações sugerem que o Swift poderia medir esta paralaxe para objetos próximos, menos massivos, incluindo planetas errantes, que não orbitam estrelas”, disse Shvartzvald.

Ao combinarem os dados destes telescópios no espaço e no solo, os investigadores determinaram que a anã castanha descoberta tem entre 30 a 65 vezes a massa de Júpiter. Descobriram também que a anã castanha orbita uma anã K, um tipo de estrela que tende a ter cerca de metade da massa do Sol. Com base nos dados disponíveis, os investigadores determinaram duas distâncias possíveis entre a anã castanha e sua estrela hospedeira: 0,25 UA e 45 UA. A distância de 0,25 UA colocaria este sistema no deserto das anãs castanhas.

“No futuro, esperamos ter mais observações de eventos de microlente a partir de múltiplas perspetivas, permitindo-nos aprofundar mais as características de anãs castanhas e dos sistemas planetários”, disse Geoffrey Bryden, cientista do JPL e coautor do estudo.

Fonte da notícia: NASA