Esta imagem estrelada da região de formação estelar próxima, IC 348, é uma das maiores imagens do Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA divulgadas ao público até à data. Usando o Webb, os astrónomos procuraram anãs castanhas em IC 348, que são menos massivas do que as estrelas mais pequenas. Os investigadores descobriram anãs castanhas com apenas o dobro da massa de Júpiter, levando o estudo destes curiosos objetos para uma nova gama de massa.
A região de formação estelar IC 348 está localizada a apenas 1000 anos-luz de distância, na constelação de Perseu. Em regiões como a IC 348, nuvens frias de gás hidrogénio molecular colapsam para formar novas estrelas, criando cenas brilhantes e esculpidas como esta. O processo de formação estelar pode criar objectos impressionantemente variados, desde estrelas massivas que expiram após apenas alguns milhões de anos em explosões de supernovas de colapso de núcleo até às estrelas mais pequenas e mais comuns, que têm uma vida longa e produzem poderosas tempestades estelares.
As estrelas mais pequenas têm cerca de 8% da massa do Sol. Abaixo desta massa, encontra-se uma estranha e intrigante classe de objectos chamados anãs castanhas. As anãs castanhas formam-se da mesma forma que as estrelas, através do colapso das nuvens moleculares, mas, ao contrário das estrelas, os núcleos das anãs castanhas nunca ficam suficientemente quentes para fundir hidrogénio em hélio (embora muitas fundam brevemente deutério, ou hidrogénio pesado, no início das suas vidas).
O que ainda não é claro – e o que os investigadores esperavam descobrir utilizando os instrumentos sensíveis do Webb para sondar a IC 348 – é qual o tamanho dos mais pequenos objectos criados pelo processo de formação estelar. Por outras palavras, qual o tamanho da anã castanha mais pequena?
Os investigadores que procuravam responder a esta questão utilizaram o Webb pela primeira vez para estudar a IC 348 em 2022, quando descobriram anãs castanhas com massas até três a quatro vezes a massa de Júpiter. Agora, a mesma equipa de investigação usou o Webb para sondar ainda mais profundamente esta região em busca de anãs castanhas ainda mais pequenas.
A equipa utilizou a NIRCam (Câmara de Infravermelho Próximo) do Webb em 2024 para captar o brilho quente de jovens anãs castanhas e estrelas recém-nascidas que vemos nesta nova imagem de IC 348. Depois de seleccionarem candidatas a anãs castanhas com base nas suas cores e brilho, utilizaram o NIRSpec (Espectrógrafo de Infravermelho Próximo) do Webb em 2025 para realizar observações espectroscópicas e estudar as massas das anãs castanhos.
Estas observações profundas do Webb revelaram algo notável: anãs castanhas com massas de apenas duas vezes a massa de Júpiter – apenas 0,19% da massa do Sol. Estas são as anãs castanhas menos massivas conhecidas, e a sua existência representa um desafio para os modelos de formação estelar.
Para além da descoberta destas anãs castanhas inesperadamente leves, as observações do Webb trouxeram ainda mais surpresas. Uma das anãs castanhas mais leves recentemente descobertas apresentou sinais de um disco, sugerindo que se podem estar a formar planetas à sua volta, apesar de a anã castanha ter a massa de um planeta.
Ao inspecionar os espectros das anãs castanhas de IC 348, a equipa de investigação encontrou também uma característica que atribuíram aos hidrocarbonetos, moléculas compostas apenas por átomos de hidrogénio e carbono. Esta característica apenas foi observada nas atmosferas das anãs castanhas de menor massa, sugerindo que estes objetos extremos podem existir numa classe espectral própria.
As estrelas e anãs castanhas de IC 348 não são as únicas atrações desta foto. Uma colecção de protoestrelas com detalhes impressionantes ocupa o canto superior direito da imagem. Várias destas protoestrelas são acompanhadas por objetos Herbig-Haro, que são regiões luminosas formadas quando jactos de estrelas recém-nascidas em crescimento colidem com o gás e a poeira em torno da estrela.
O objecto longo e estreito, orientado horizontalmente neste canto, é o HH 797, que já foi destacado como Imagem do Mês do Webb. Após uma inspecção mais detalhada, revela-se que esta fonte é composta por duas protoestrelas com fluxos de saída quase paralelos. Logo à direita do HH 797 está a fonte em forma de hélice HH 211, que apresenta tanto jactos estreitos como fluxos de saída mais amplos, e também foi exibida numa publicação de imagem anterior.
Os dados utilizados para criar esta imagem provêm do programa de observação do Webb nº 4866 (Investigadores Principais: K. Luhman, C. Alves de Oliveira). Os objectivos deste programa são estudar os objectos de menor massa criados pelo processo de formação estelar, tal como aqui descrito; compreender como as populações de objectos com massa planetária, como as anãs castanhas, variam entre as regiões de formação estelar; e investigar as origens da característica dos hidrocarbonetos nas anãs castanhas de menor massa.
O Webb é o maior e mais potente telescópio alguma vez lançado para o espaço. Ao abrigo de um acordo de colaboração internacional, a ESA forneceu o serviço de lançamento do telescópio, utilizando o veículo de lançamento Ariane 5. Trabalhando com parceiros, a ESA foi responsável pelo desenvolvimento e qualificação das adaptações do Ariane 5 para a missão Webb e pela contratação do serviço de lançamento pela Arianespace. A ESA forneceu também o espectrógrafo NIRSpec, equipamento essencial para o telescópio espacial, e 50% do instrumento de infravermelho médio MIRI, que foi concebido e construído por um consórcio de institutos europeus financiados a nível nacional (o Consórcio Europeu MIRI), em parceria com o JPL e a Universidade do Arizona.
O Webb é uma parceria internacional entre a NASA, a ESA e a Agência Espacial Canadiana (CSA).
Texto original: Webb reveals stunning panorama of star formation
Texto: ESA
Imagens: ESA/Webb, NASA, CSA, K. Luhman, C. Alves De Oliveira, M. Zamani (ESA/Webb)
Tradução automática via Google
Edição: Rui Barbosa