p Esta imagem é parte de uma pesquisa do Telescópio Espacial Hubble para estrelas de baixa massa, anãs marrons, e planetas na nebulosa de Orion. Cada símbolo identifica um par de objetos, que pode ser visto no centro do símbolo como um único ponto de luz. Técnicas especiais de processamento de imagem foram usadas para separar a luz das estrelas em um par de objetos. O círculo interno mais grosso representa o corpo primário, e o círculo externo mais fino indica o companheiro. Os círculos são codificados por cores:Vermelho para um planeta; laranja para uma anã marrom; e amarelo para uma estrela. Localizado no canto superior esquerdo está um par planeta-planeta na ausência de uma estrela-mãe. No meio do lado direito está um par de anãs marrons. A porção da nebulosa de Órion mede aproximadamente 4 por 3 anos-luz. Crédito:NASA, ESA, e G. Strampelli (STScI)
p Usando o telescópio espacial Hubble da NASA para perscrutar profundamente o vasto berçário estelar chamado de nebulosa de Orion, astrônomos procuraram por pequenos, corpos fracos. O que eles descobriram foi a maior população de anãs marrons - objetos que são mais massivos do que os planetas, mas não brilham como estrelas. Os pesquisadores identificaram 17 companheiras anãs marrons de estrelas anãs vermelhas, um par de anãs marrons, e uma anã marrom com uma companheira planetária. Eles também encontraram três planetas gigantes, incluindo um sistema binário onde dois planetas orbitam um ao outro na ausência de uma estrela-mãe. Esta pesquisa só poderia ser feita com a resolução excepcional e a sensibilidade infravermelha do Hubble. p Em uma pesquisa profunda sem precedentes para pequenos, objetos tênues na nebulosa de Órion, astrônomos usando o telescópio espacial Hubble da NASA descobriram a maior população conhecida de anãs marrons espalhadas entre estrelas recém-nascidas. Olhando nas proximidades das estrelas da pesquisa, os pesquisadores não só encontraram várias companheiras anãs marrons de massa muito baixa, mas também três planetas gigantes. Eles até encontraram um exemplo de planetas binários onde dois planetas orbitam um ao outro na ausência de uma estrela-mãe.
p Anãs marrons são uma estranha classe de objetos celestes que têm massas tão baixas que seus núcleos nunca ficam quentes o suficiente para sustentar a fusão nuclear, que alimenta estrelas. Em vez de, as anãs marrons esfriam e desbotam à medida que envelhecem. Apesar de sua baixa massa, anãs marrons fornecem pistas importantes para entender como as estrelas e os planetas se formam, e pode estar entre os objetos mais comuns em nossa galáxia, a Via Láctea.
p Localizado 1, 350 anos-luz de distância, a nebulosa de Orion é um laboratório relativamente próximo para estudar o processo de formação de estrelas em uma ampla gama, de opulentas estrelas gigantes a diminutas estrelas anãs vermelhas e indescritíveis, anãs marrons desmaiadas.
p Esta pesquisa só pôde ser feita com a resolução excepcional e a sensibilidade infravermelha do Hubble.
p Porque as anãs marrons são mais frias que as estrelas, astrônomos usaram o Hubble para identificá-los pela presença de água em suas atmosferas. "Estes são tão frios que o vapor de água se forma, "explicou o chefe da equipe Massimo Robberto do Space Telescope Institute em Baltimore, Maryland. "A água é uma assinatura de objetos subestelares. É uma marca incrível e muito clara. À medida que as massas ficam menores, as estrelas ficam mais vermelhas e mais fracas, e você precisa vê-los no infravermelho. E na luz infravermelha, a característica mais proeminente é a água. "
p Mas o vapor de água quente na atmosfera das anãs marrons não pode ser facilmente visto da superfície da Terra, devido aos efeitos de absorção do vapor de água em nossa própria atmosfera. Felizmente, O Hubble está acima da atmosfera e tem visão infravermelha que pode facilmente localizar água em mundos distantes.
p Esta imagem mostra a porção central da Nebulosa de Órion, onde o Telescópio Espacial Hubble foi usado para conduzir um levantamento de estrelas de baixa massa, anãs marrons, e planetas. Cada símbolo identifica um par de objetos, que pode ser visto como um único ponto de luz no centro do símbolo. O círculo interno mais grosso representa o corpo primário, e o círculo externo mais fino indica o companheiro. Os círculos são codificados por cores:Vermelho para um planeta; laranja para uma anã marrom; e amarelo para uma estrela. Adjacente a cada símbolo está um par de imagens do Hubble. A imagem à esquerda é a imagem original do primário e do companheiro. A imagem à esquerda mostra apenas o complementar, com o objeto principal subtraído digitalmente por meio de uma técnica especial de processamento de imagem que separa as imagens dos objetos em pares binários. A porção da nebulosa de Órion mede aproximadamente 4 por 3 anos-luz. Crédito:NASA, ESA, e G. Strampelli (STScI)
p A equipe do Hubble identificou 1, 200 estrelas candidatas avermelhadas. Eles descobriram que as estrelas se dividem em duas populações distintas:aquelas com água, e aqueles sem. As mais brilhantes com água foram confirmadas como anãs vermelhas fracas. A multidão de mais fracos ricos em água, anãs marrons flutuantes e planetas dentro da nebulosa de Orion são novas descobertas. Muitas estrelas sem água também foram detectadas, e essas são estrelas de fundo da Via Láctea. Sua luz foi avermelhada ao passar pela poeira interestelar, e, portanto, não é relevante para o estudo da equipe.
p A equipe também procurou por mais fracos, companheiros binários para estes 1, 200 estrelas avermelhadas. Por estarem tão perto de suas estrelas primárias, esses companheiros são quase impossíveis de descobrir usando métodos de observação padrão. Mas usando um único, técnica de imagem de alto contraste desenvolvida por Laurent Pueyo no Space Telescope Science Institute, os astrônomos foram capazes de resolver imagens fracas de um grande número de companheiros candidatos.
p Esta primeira análise não permitiu aos astrônomos do Hubble determinar se esses objetos orbitam a estrela mais brilhante ou se sua proximidade na imagem do Hubble é resultado de um alinhamento casual. Como consequência, eles estão classificados como candidatos por enquanto. Contudo, a presença de água em suas atmosferas indica que a maioria delas não pode ser estrelas desalinhadas no fundo galáctico, e, portanto, devem ser anãs marrons ou companheiros de exoplanetas.
p Em tudo, a equipe encontrou 17 candidatas a companheiras anãs marrons a estrelas anãs vermelhas, um par de anãs marrons, e uma anã marrom com uma companheira planetária. O estudo também identificou três potenciais companheiros de massa planetária:um associado a uma anã vermelha, um para uma anã marrom, e um para outro planeta.
p "Experimentamos um método, pós-processamento de imagem de alto contraste, que os astrônomos confiam há anos. Costumamos usá-lo para procurar planetas muito tênues nas proximidades de estrelas próximas, observando meticulosamente um por um, "disse Pueyo." Desta vez, decidimos combinar nossos algoritmos com a ultraestabilidade do Hubble para inspecionar a vizinhança de centenas de estrelas muito jovens em cada exposição obtida pela pesquisa Orion. Acontece que mesmo que não alcancemos a sensibilidade mais profunda para uma única estrela, o grande volume de nossa amostra nos permitiu obter um instantâneo estatístico sem precedentes de jovens exoplanetas e companheiros anãs marrons em Orion. "
p Combinando as duas técnicas exclusivas, imagem nos filtros de água e processamento de imagem de alto contraste, a pesquisa forneceu uma amostra imparcial de fontes de baixa massa recém-formadas, ambos dispersos no campo e companheiros de outros objetos de baixa massa. "Poderíamos reprocessar todo o arquivo do Hubble e tentar encontrar joias lá, "Disse Robberto.
p A equipe apresentará seus resultados quinta-feira, 11 de janeiro na 231ª reunião da American Astronomical Society em Washington, D.C.
p Encontrar as assinaturas de estrelas de baixa massa e suas companheiras se tornará muito mais eficiente com o lançamento do Telescópio Espacial James Webb da NASA, sensível ao infravermelho, em 2019.
