Quão pequenos são os menores objetos celestes que se formam como estrelas, mas não produzem sua própria luz? Quão comuns são em comparação com estrelas de pleno direito? Que tal "planetas desonestos, "que se formou em torno de estrelas antes de ser lançada no espaço interestelar? Quando o telescópio espacial James Webb da NASA for lançado em 2021, vai esclarecer essas questões.

Respondê-los definirá um limite entre os objetos que se formam como estrelas, que nascem de nuvens de gás e poeira em colapso gravitacional, e aqueles que se formam como planetas, que são criados quando o gás e a poeira se agregam em um disco ao redor de uma jovem estrela. Também fará a distinção entre ideias concorrentes sobre as origens das anãs marrons, objetos com massas entre 1% e 8% do Sol que não podem sustentar a fusão de hidrogênio em seus núcleos.

Em um estudo liderado por Aleks Scholz, da University of St Andrews, no Reino Unido, pesquisadores usarão Webb para descobrir o menor, residentes mais desmaiados de um berçário estelar próximo chamado NGC 1333. Localizado a cerca de 1, 000 anos-luz de distância, na constelação de Perseu, o aglomerado estelar NGC 1333 é bastante próximo em termos astronômicos. Também é muito compacto e contém muitas estrelas jovens. Esses três fatores o tornam um lugar ideal para estudar a formação de estrelas em ação, particularmente para aqueles interessados ​​em desmaios, objetos flutuantes.

"As anãs marrons menos massivas identificadas até agora são apenas cinco a 10 vezes mais pesadas do que o planeta Júpiter, "explicou Scholz." Ainda não sabemos se objetos de massa ainda menor se formam em berçários estelares. Com Webb, esperamos identificar membros de cluster tão insignificantes quanto Júpiter pela primeira vez. Seus números em relação às estrelas e anãs marrons mais pesadas esclarecerão suas origens e também nos darão pistas importantes sobre o processo de formação estelar de forma mais ampla. "

Um Limite Fuzzy

Objetos de massa muito baixa são legais, o que significa que eles emitem a maior parte de sua luz em comprimentos de onda infravermelhos. Observar a luz infravermelha de telescópios terrestres é desafiador por causa da interferência da atmosfera da Terra. Devido ao seu tamanho e capacidade de ver luz infravermelha com sensibilidade sem precedentes, Webb é ideal para encontrar e caracterizar objetos jovens flutuando livremente com massas abaixo de cinco Júpiter.

A distinção entre anãs marrons e planetas gigantes é embaçada.

"Existem alguns objetos com massas abaixo da marca de 10 Júpiter flutuando livremente pelo aglomerado. Como eles não orbitam nenhuma estrela em particular, podemos chamá-los de anãs marrons, ou objetos de massa planetária, já que não sabemos melhor, "disse o membro da equipa Koraljka Muzic, da Universidade de Lisboa, em Portugal." Por outro lado, alguns planetas gigantes massivos podem ter reações de fusão. E algumas anãs marrons podem se formar em um disco. "

Há também a questão dos "planetas invasores" - objetos que se formam como planetas e mais tarde são ejetados de seus sistemas solares. Esses corpos flutuantes estão condenados a vagar entre as estrelas para sempre.

Dezenas de uma vez

A equipe usará o Near Infrared Imager e o Slitless Spectrograph (NIRISS) de Webb para estudar esses vários objetos de baixa massa. Um espectrógrafo divide a luz de uma única fonte em suas cores componentes da mesma forma que um prisma divide a luz branca em um arco-íris. Essa luz carrega impressões digitais produzidas quando o material emite ou interage com a luz. Os espectrógrafos permitem que os pesquisadores analisem essas impressões digitais e descubram propriedades como temperatura e composição.

A NIRISS dará à equipe informações simultâneas para dezenas de objetos. "Essa é a chave. Para uma confirmação inequívoca de uma anã marrom ou planeta rebelde, precisamos ver as assinaturas de absorção de moléculas - água e metano principalmente - nos espectros, "explicou o membro da equipe Ray Jayawardhana, da Cornell University." A espectroscopia é demorada, e ser capaz de observar muitos objetos simultaneamente ajuda enormemente. A alternativa é tirar fotos primeiro, medir cores, selecionar candidatos, e então vá e pegue os espectros, o que levará muito mais tempo e depende de mais suposições. "