11/01/2018

Mais uma vez Hubble em ação! Agora com observações na nebulosa de Órion

Hubble encontra objetos substelares na Nebulosa de Órion

Em uma pesquisa profunda sem precedentes para objetos pequenos e fracos na Nebulosa de Órion, os astrônomos que usam o Telescópio Espacial Hubble da NASA descobriram a maior população conhecida de anãs marrons espalhadas entre as estrelas recém-nascidas. Olhando nas proximidades das estrelas da pesquisa, os pesquisadores não só encontraram vários companheiros anões marrons de pouca massa, mas também três planetas gigantes. Eles até encontraram um exemplo de planetas binários onde dois planetas se orbitam na ausência de uma estrela principal.

As anãs marrons são uma classe estranha de objeto celestial que tem massas tão baixas que seus núcleos nunca ficam suficientemente quentes para sustentar a fusão nuclear, o que potencia as estrelas. Em vez disso, anãs marrons esfriam e desaparecem 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 podem estar entre os objetos mais comuns em nossa galáxia Via Láctea.

Localizado a 1.350 anos-luz de distância, a Nebulosa de Órion é um laboratório relativamente próximo para estudar o processo de formação de estrelas em uma ampla gama, desde estrelas gigantes opulentas até estrelas anãs vermelhas diminutas e anões marrons esquisitos e fracos.

Esta pesquisa só pode ser feita com a excepcional resolução e sensibilidade infravermelha do Hubble.

Como as anãs marrons são mais frias do que as estrelas, os astrônomos usaram o Hubble para identificá-los pela presença de água em suas atmosferas. "É tão frio que forma-se vapor de água", explicou a equipe liderada 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 tornam-se mais vermelhas e mais fracas, e você precisa vê-las no infravermelho. E na luz infravermelha, a característica mais proeminente é a água ".

Mas o vapor de água quente na atmosfera de anãs marrons não pode ser facilmente visto a partir da superfície da Terra, devido aos efeitos absorventes do vapor de água em nossa própria atmosfera. Felizmente, o Hubble está acima da atmosfera e tem uma visão do infravermelho próximo que pode facilmente detectar a água em mundos distantes.

A equipe do Hubble identificou 1.200 candidatas a estrelas avermelhadas. Eles descobriram que as estrelas se dividiam em duas populações distintas: aquelas com água e as que não tinham. Os brilhantes com água foram confirmados como anãs vermelhas fracas. A multidão de anãs e planetas marrons flutuantes e abundantes com água dentro da nebulosa de Orion são descobertas novas. Muitas estrelas sem água também foram detectadas, e estas são estrelas de fundo na Via Láctea. Sua luz foi avermelhando ao passar pela poeira interestelar e, portanto, não é relevante para o estudo da equipe.

A equipe também procurou companheiros binários fracos para essas 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 uma técnica de imagem única e de alto contraste desenvolvida por Laurent Pueyo no Space Telescope Science Institute, os astrônomos conseguiram resolver imagens fracas de um grande número de companheiros candidatos.

Esta primeira análise não permitiu que os astrônomos do Hubble determinassem se esses objetos orbitavam a estrela mais brilhante ou se sua proximidade na imagem do Hubble é resultado do alinhamento. Como conseqüência, eles são classificados como candidatos por enquanto. No entanto, a presença de água em suas atmosferas indica que a maioria deles não pode ser estrelas desalinhadas no fundo galáctico e, portanto, deve ser anãs marrons ou companheiros de exoplanetas.

Ao todo, a equipe encontrou 17 candidatos a anões marrons companheiros de estrelas anãs vermelhas, um par anão marrom e uma anã marrom com um companheiro planetário. O estudo também identificou três potenciais companheiros de massa planetários: um associado a uma anã vermelha, uma a uma anã marrom e outra a outro planeta.

"Experimentamos com um método, processamento de pós-imagem de alto contraste, que os astrônomos têm confiado há anos. Costumamos usá-lo para procurar planetas muito fracos nas imediações das estrelas próximas, observando meticulosamente um a um ", disse Pueyo. "Desta vez, decidimos combinar nossos algoritmos com a ultra-estabilidade do Hubble para inspecionar a proximidade de centenas de estrelas muito jovens em cada exposição individual obtida pela pesquisa da Orion. Acontece que, mesmo que não alcancemos a sensibilidade mais profunda para uma única estrela, o grande volume de nossa amostra nos permitiu obter uma estatística instantânea sem precedentes de jovens exoplanetas e companheiros anões marrons em Orion ".

Combinando as duas técnicas únicas, imagens nos filtros de água e processamento de imagem de alto contraste, a pesquisa forneceu uma amostra imparcial de fontes de baixa massa recém formadas, ambas dispersas no campo e companheiros de outros objetos de baixa massa. "Poderíamos reprocessar todo o arquivo do Hubble e tentar encontrar jóias lá", disse Robberto.

Encontrar as assinaturas de estrelas de baixa massa e seus companheiros tornar-se-ão muito mais eficiente com o lançamento do Telescópio Espacial James Webb sensível ao infravermelho da NASA em 2019.

(Texto traduzido e adaptado)
FONTE: NASA

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