Uma equipa de astrónomos pôs o telescópio espacial James Webb em busca da estrela mais pequena de todas - mais especificamente de uma anã castanha - e parece ter tido sucesso.

As anãs castanhas são objetos astronómicos que partilham características tanto de estrelas como de planetas, mas sem encaixarem nem numa nem noutra categoria. São muitas vezes chamadas de "estrelas falhadas" porque não conseguem sustentar as reações nucleares de fusão de hidrogénio nos seus núcleos, como as estrelas “normais”.

Como não atingem a massa crítica necessária para iniciar essas reações nucleares, não emitem luz de forma sustentada, como as estrelas tradicionais. Em vez de brilharem devido à fusão nuclear, geram energia principalmente através de processos de contração gravitacional, libertando calor residual da sua formação.

Embora possam inicialmente emitir alguma luz visível, com o tempo tornam-se mais fracas e geralmente são mais fáceis de detetar em luz infravermelha - e é aqui que mais à frente vai entrar o James Webb. Na extremidade inferior da escala, algumas anãs castanhas são comparáveis a planetas gigantes, pesando apenas algumas vezes a massa de Júpiter.

A nova líder do top das estrelas mais pequenas do universo foi descoberta no aglomerado estelar IC 348, localizado a cerca de 1.000 anos-luz de distância, na região de formação estelar de Perseu.

O IC 348 foi escolhido pela equipa de astrónomos liderada por Kevin Luhman, da Pennsylvania State University, por ser jovem. Com apenas cerca de cinco milhões de anos, quaisquer anãs castanhas ainda seriam relativamente brilhantes na luz infravermelha, reluzindo devido ao calor da sua formação.

Veja as novas imagens e outras já captadas pelo telescópio James Webb

Usando o instrumento NIRCam (Near-Infrared Camera) do James Webb, primeiro foi fotografado o centro do aglomerado para identificar candidatas a anãs castanhas a partir do seu brilho e cores. Coube depois ao conjunto de micro obturadores NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) do telescópio acompanhar os alvos mais promissores.

O processo levou à identificação de três objetos de interesse, a variar entre três e oito massas de Júpiter e com temperaturas de superfície de 830 a 1.500 graus Celsius. O mais pequeno de todos tem apenas três a quatro vezes o peso de Júpiter, de acordo com modelos computacionais.

Veja o IC 348 em panorama

Além de fornecerem pistas sobre o processo de formação de estrelas, as minúsculas anãs castanhas também podem ajudar os astrónomos a compreenderem melhor os exoplanetas. As anãs castanhas menos massivas sobrepõem-se aos maiores exoplanetas e seria de se esperar que tivessem algumas propriedades semelhantes. No entanto, uma anã castanha flutuante é mais fácil de estudar do que um exoplaneta gigante, uma vez que este último está escondido dentro do brilho da sua estrela hospedeira, refere a ESA.

Duas das anãs castanhas identificadas nesta pesquisa mostram a assinatura espectral de um hidrocarboneto não identificado, uma molécula contendo átomos de hidrogénio e de carbono. A mesma assinatura infravermelha foi detetada pela missão Cassini da NASA nas atmosferas de Saturno e da sua lua Titã. Também foi vista no meio interestelar, o gás entre as estrelas, refere a ESA.

“Esta é a primeira vez que detetamos esta molécula na atmosfera de um objeto fora do nosso Sistema Solar”, explicou Catarina Alves de Oliveira, uma das investigadoras que integra o estudo. “Os modelos para atmosferas de anãs castanhas não preveem a sua existência”.

“Estamos a olhar para objetos com idades mais jovens e massas mais baixas do que nunca, e estamos a ver algo novo e inesperado”, refere a astrónoma portuguesa.

Uma vez que os objetos estão dentro da faixa de massa dos planetas gigantes, levanta-se a questão de saber se são de facto anãs castanhas ou, na verdade, planetas rebeldes que foram ejetados de sistemas planetários. E embora não se possa descartar a última hipótese, é muito mais provável que sejam anãs castanhas.

Serem planetas gigante ejetados é improvável por dois motivos. Primeiro, tais planetas são geralmente incomuns em comparação com planetas com massas menores. Em segundo lugar, a maioria das estrelas são estrelas de baixa massa e os planetas gigantes são especialmente raros entre essas estrelas. Como resultado, é duvidoso que a maioria das estrelas do IC 348 (que são estrelas de baixa massa) sejam capazes de produzir planetas tão massivos.

Além disso, como o aglomerado tem apenas cinco milhões de anos, provavelmente não houve tempo suficiente para que os planetas gigantes se formassem e depois fossem ejetados dos seus sistemas. A descoberta de mais objetos do mesmo tipo ajudará a esclarecer o seu estatuto.