Uma equipa de astrónomos avistou seis mundos errantes, ou objetos cósmicos que não orbitam estrelas, através do Telescópio Espacial James Webb. Estes corpos celestes são um pouco maiores do que Júpiter e estas observações esclarecem como estrelas e planetas se formam no universo.
O telescópio Webb espreitou para uma nebulosa formadora de estrelas - ou uma nuvem de gás e poeira - chamada NGC 1333 e que está localizada a 960 anos-luz de distância dentro de uma nuvem maior de gás e poeira, chamada nuvem molecular Perseus. A turbulência dentro da nebulosa cria nós que colapsam devido à gravidade, dando origem a estrelas.
O observatório espacial capturou uma imagem dramática e brilhante da nuvem cósmica. Embora o Telescópio Espacial Hubble já tenha anteriormente capturado imagens da nebulosa, a poeira obscureceu a sua visão do processo de formação de estrelas, não permitindo ver o que o Webb agora conseguiu ver, uma vez que é capaz de observar o universo em luz infravermelha.
Dentro da nebulosa estão estrelas recém-nascidas, anãs castanhas e objetos com massas semelhantes a planetas, todos cerca de cinco a 10 vezes mais massivos do que Júpiter. Estes são os objetos de menor massa encontrados por terem sido criados por um processo que normalmente leva à formação de estrelas, que são muito maiores do que planetas, ou anãs castanhas — objetos celestes que não são bem uma estrela ou um planeta. As anãs castanhas são mais massivas do que planetas, mas não tão massivas quanto as estrelas.
As descobertas fazem parte de um estudo que foi aceite para publicação no The Astronomical Journal.
“Usamos a sensibilidade sem precedentes do Webb em comprimentos de onda infravermelhos para procurar os membros mais fracos de um aglomerado de estrelas jovens, procurando abordar uma questão fundamental na astronomia: quanta luz um objeto pode formar como uma estrela?”, disse Ray Jayawardhana, autor do estudo e reitor e astrofísico da Universidade Johns Hopkins. “Acontece que os menores objetos flutuantes livres que se formam como estrelas se sobrepõem em massa com exoplanetas gigantes circulando estrelas próximas”.
As observações estão a ajudar os astrónomos a entender melhor as diferentes maneiras pelas quais os objetos estelares se formam.
“Estamos a sondar os próprios limites do processo de formação de estrelas”, disse o autor principal do estudo, Adam Langeveld, também astrofísico da Johns Hopkins. “Se há um objeto que parece um jovem Júpiter, é possível que se tenha tornado uma estrela sob as condições certas? Este é um contexto importante para entender a formação de estrelas e planetas”.
O nascimento dos mundos errantes
Normalmente, as estrelas formam-se a partir de nuvens de gás e poeira. Então, o material restante da formação da estrela leva à criação de planetas. Mas, dizem os autores do estudo, é possível que corpos estelares também se possam formar de forma semelhante a planetas.
“As nossas observações confirmam que a natureza produz objetos de massa planetária de pelo menos duas maneiras diferentes - da contração de uma nuvem de gás e poeira, da maneira como as estrelas se formam, e em discos de gás e poeira ao redor de estrelas jovens, como Júpiter no nosso próprio sistema solar fez”, explicou Jayawardhana.
Um dos objetos recém-detectados tem uma massa estimada de cinco Júpiteres, ou cerca de 1.600 Terras. Um disco empoeirado ao redor do objeto mostra que provavelmente se formou de forma semelhante a uma estrela. E uma vez que discos de gás e poeira podem dar origem a planetas, é possível que o objeto semelhante a um planeta também possa formar “mini” planetas.
“Esses pequenos objetos com massas comparáveis a planetas gigantes podem ser capazes de formar os seus próprios planetas”, adiantou o coautor do estudo Aleks Scholz, astrofísico da Universidade de St. Andrews, no Reino Unido. “Isso pode ser um berçário de um sistema planetário em miniatura, numa escala muito menor do que o nosso sistema solar”.
A equipa usou Webb para estudar a nebulosa em detalhes em luz infravermelha, que é invisível ao olho humano, e detetou uma ocorrência rara: uma anã castanha com um objeto companheiro que também tem a massa de um planeta.
“É provável que tal par tenha se formado da mesma forma que sistemas estelares binários, a partir de uma nuvem que se fragmentou enquanto se contraía”, esclareceu Jayawardhana, acrescentando: “A diversidade de sistemas que a natureza produziu é notável e leva-nos a otimizar os nossos modelos de formação de estrelas e planetas.”
Os astrónomos ainda estão a tentar obter detalhes sobre como os mundos errantes flutuantes livres se formam e evoluem. É possível que os corpos semelhantes a planetas inicialmente se formem ao redor e orbitem estrelas, mas depois sejam expulsos por interações gravitacionais com outros corpos.
Estes planetas errantes representam cerca de 10% dos corpos celestes dentro da nebulosa estudada por Webb, mas tais objetos misteriosos ainda são considerados raros na Via Láctea.
No futuro, a equipa usará o Webb para estudar mais destes objetos para ver como podem formar os seus próprios mini sistemas planetários.
E quando for lançado em maio de 2027, o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA poderá encontrar centenas de planetas errantes e ajudar os astrónomos a descobrir os segredos desses mundos à deriva.
