Cintilação, cintilação, pequena estrela, como eu me pergunto o que você é. Os astrônomos estão esperançosos de que a poderosa capacidade infravermelha do Telescópio Espacial James Webb da NASA resolverá um quebra-cabeça tão fundamental quanto observar as estrelas em si - o que É essa luz fraca no céu? Anãs marrons confundem uma distinção clara entre estrelas e planetas, jogando a compreensão estabelecida desses corpos, e teorias de sua formação, em questão.

Várias equipes de pesquisa usarão Webb para explorar a natureza misteriosa das anãs marrons, em busca de informações sobre a formação de estrelas e as atmosferas de exoplanetas, e o território nebuloso no meio onde a própria anã marrom existe. Trabalho anterior com Hubble, Spitzer, e o ALMA mostraram que as anãs marrons podem ter até 70 vezes mais massa do que gigantes gasosos como Júpiter, ainda assim, eles não têm massa suficiente para seus núcleos queimarem combustível nuclear e irradiarem a luz das estrelas. Embora as anãs marrons tenham sido teorizadas na década de 1960 e confirmadas em 1995, não há uma explicação aceita de como eles se formam:como uma estrela, pela contração do gás, ou como um planeta, pelo acréscimo de material em um disco protoplanetário? Alguns têm uma relação de companheirismo com uma estrela, enquanto outros vagam sozinhos no espaço.

Na Université de Montréal, Étienne Artigau lidera uma equipe que usará Webb para estudar uma anã marrom específica, rotulado como SIMP0136. É uma massa baixa, novo, anã marrom isolada - uma das mais próximas de nosso Sol - todas as quais a tornam fascinante para o estudo, pois tem muitas características de um planeta sem estar muito perto da luz ofuscante de uma estrela. SIMP0136 foi o objeto de uma descoberta científica anterior por Artigau e sua equipe, quando encontraram evidências sugerindo que a atmosfera era nublada. Ele e seus colegas usarão os instrumentos espectroscópicos de Webb para aprender mais sobre os elementos químicos e compostos nessas nuvens.

"É um desafio obter medições espectroscópicas muito precisas do solo no infravermelho devido à absorção variável em nossa própria atmosfera, daí a necessidade de observação infravermelha baseada no espaço. Também, Webb nos permite sondar recursos, como absorção de água, que são inacessíveis do solo neste nível de precisão, “Artigau explica.

Essas observações podem estabelecer bases para a futura exploração de exoplanetas com Webb, incluindo quais mundos poderiam suportar vida. Os instrumentos infravermelhos de Webb serão capazes de detectar os tipos de moléculas na atmosfera dos exoplanetas, observando quais elementos estão absorvendo luz quando o planeta passa em frente de sua estrela, uma técnica científica conhecida como espectroscopia de trânsito.

"A anã marrom SIMP0136 tem a mesma temperatura de vários planetas que serão observados em espectroscopia de trânsito com Webb, e nuvens são conhecidas por afetar este tipo de medição; nossas observações nos ajudarão a entender melhor os decks de nuvens nas anãs marrons e na atmosfera de planetas em geral, "Diz Artigau.

A busca por baixa massa, anãs marrons isoladas foi um dos primeiros objetivos científicos apresentados para o telescópio Webb na década de 1990, diz o astrônomo Aleks Scholz, da Universidade de St. Andrews. Anãs marrons têm uma massa menor do que as estrelas e não "brilham", mas apenas emitem o brilho posterior de seu nascimento, e assim eles são melhor vistos em luz infravermelha, é por isso que Webb será uma ferramenta tão valiosa nesta pesquisa.

Scholz, que também lidera o projeto Substellar Objects in Nearby Young Clusters (SONYC), usará o Near-Infrared Imager e o Slitless Spectrograph (NIRISS) de Webb para estudar o NGC 1333 na constelação de Perseus. NGC 1333 é um berçário estelar que também foi encontrado para abrigar um número excepcionalmente alto de anãs marrons, alguns deles na extremidade muito baixa da faixa de massa para tais objetos - em outras palavras, não muito mais pesado do que Júpiter.

"Em mais de uma década de pesquisas, nossa equipe descobriu que é muito difícil localizar anãs marrons com menos de cinco massas de Júpiter - a massa onde a formação de estrelas e planetas se sobrepõem. Esse é um trabalho para o telescópio Webb, "Scholz diz." Foi uma longa espera para Webb, mas estamos muito entusiasmados com a oportunidade de abrir novos caminhos e, potencialmente, descobrir um tipo inteiramente novo de planetas, desamarrado, vagando pela Galáxia como estrelas. "

Ambos os projetos liderados por Scholz e Artigau estão utilizando Observações de Tempo Garantido (GTOs), observar o tempo no telescópio concedido a astrônomos que trabalharam durante anos para preparar as operações científicas de Webb.