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Webb da NASA revela panorama dinâmico da formação estelar
Esta imagem estrelada da região de formação estelar próxima IC 348 é uma das maiores imagens divulgadas até hoje pelo Telescópio Espacial James Webb da NASA. Usando Webb, os astrônomos procuraram no IC 348 anãs marrons, que são menos massivas que as estrelas menores. Os investigadores descobriram anãs castanhas com apenas o dobro da massa de Júpiter, levando o estudo destes objetos curiosos a uma nova gama de massas e revelando novos conhecimentos sobre o processo de formação estelar.
A região de formação estelar IC 348 está localizada a apenas 1.000 anos-luz de distância, na constelação de Perseu. Em regiões como IC 348, nuvens frias de gás hidrogênio molecular entram em colapso para formar novas estrelas, criando cenas brilhantes e esculpidas como esta. O processo de formação estelar pode criar objectos muito variados, desde estrelas massivas que expiram após apenas alguns milhões de anos em explosões de supernovas com colapso do núcleo até às estrelas mais pequenas e mais comuns, que têm vida longa e produzem poderosas tempestades estelares.
O Telescópio Espacial James Webb da NASA observou recentemente IC 348, uma região de formação estelar a apenas 1.000 anos-luz de distância da Terra. A visão nítida de Webb revelou pequenas anãs marrons, algumas com apenas o dobro da massa de Júpiter, e estrelas jovens ejetando jatos poderosos que colidiram com o gás e a poeira circundantes.
Imagem: NASA, ESA, CSA, Kevin Luhman (PSU), Catarina Alves de Oliveira (ESA), Mahdi Zamani (ESA/Webb)
As menores estrelas pesam cerca de 8% da massa do Sol. Abaixo desta massa encontra-se uma estranha classe de objetos chamados anãs marrons. As anãs marrons se formam da mesma forma que as estrelas, através do colapso de nuvens moleculares. No entanto, ao contrário das estrelas, os núcleos das anãs marrons nunca ficam quentes o suficiente para fundir o hidrogênio comum em hélio (embora muitas fundam brevemente o deutério, ou hidrogênio pesado, no início de suas vidas).
O que ainda não está claro, e o que os investigadores esperavam aprender ao utilizar os instrumentos sensíveis de Webb para estudar IC 348, é quão pequenos são os mais pequenos objetos criados pelo processo de formação estelar. Em outras palavras, quão pequena é a menor anã marrom?
Os pesquisadores que buscavam responder a esta pergunta usaram Webb pela primeira vez para estudar o IC 348 em 2022, quando descobriu anãs marrons com massas tão baixas quanto três a quatro vezes a massa de Júpiter. Agora, a mesma equipa de investigação utilizou o Webb para investigar ainda mais profundamente esta região em busca de anãs castanhas ainda mais pequenas.
A equipe usou a NIRCam (câmera infravermelha próxima) de Webb em 2024 para capturar o brilho quente de jovens anãs marrons e estrelas recém-nascidas vistas nesta nova imagem do IC 348. Depois de selecionar anãs marrons candidatas com base em suas cores e brilho, eles seguiram com o NIRSpec (espectrógrafo de infravermelho próximo) de Webb em 2025 para conduzir observações espectroscópicas para estudar as massas das anãs marrons.
Essas observações profundas de Webb revelou algo notável para os pesquisadores: anãs marrons com massas tão baixas quanto o dobro da massa de Júpiter ou apenas 0,19 por cento da massa do Sol – muito menores do que a teoria prevê que as anãs marrons deveriam ser. Estas são as anãs marrons menos massivas conhecidas e a sua existência representa um desafio para os modelos de como as estrelas se formam.
Além da descoberta destas anãs castanhas inesperadamente leves, as observações de Webb continham ainda mais surpresas. Uma das anãs marrons mais leves recém-descobertas mostrou sinais de um disco, sugerindo que pequenos planetas poderiam estar se formando em torno de um objeto que tem apenas a massa de um planeta.
Ao inspecionar os espectros das anãs marrons do IC 348, a equipe de pesquisa também descobriu uma característica que atribuiu a um hidrocarboneto não identificado – moléculas feitas apenas de átomos de hidrogênio e carbono. Esta característica específica só foi observada nas atmosferas das anãs castanhas de menor massa, sugerindo que estes objetos extremos podem existir numa classe espectral própria.
As estrelas e anãs marrons do IC 348 não são as únicas atrações nesta imagem. Uma coleção brilhantemente detalhada de protoestrelas ocupa o canto superior direito. Várias destas protoestrelas são acompanhadas por objetos Herbig-Haro, que são regiões luminosas que se formam quando jatos de estrelas recém-nascidas em crescimento colidem com o gás e a poeira ao redor da estrela.
A característica longa e estreita orientada horizontalmente neste canto é o objeto Herbig-Haro HH 797. Após uma inspeção mais detalhada, esta fonte revela ser duas protoestrelas com fluxos quase paralelos. Logo à direita do HH 797 está a fonte em forma de hélice HH 211que apresenta jatos estreitos e vazões mais amplas.
Esta colagem apresenta uma coleção de inserções da imagem da região de formação estelar IC 348 do Telescópio Espacial James Webb da NASA: estrelas incorporadas, um aglomerado estelar central, fluxos fracos, objetos Herbig-Haro, lentes gravitacionais e galáxias espirais.
Imagem: NASA, ESA, CSA, Kevin Luhman (PSU), Catarina Alves de Oliveira (ESA), Mahdi Zamani (ESA/Webb)
Os dados usados para criar esta imagem vêm do Webb Programa de Observadores Gerais 4866. Além de estudar os objetos de menor massa criados através do processo de formação estelar, este programa também procura compreender como as populações de objetos de massa planetária, como as anãs marrons, variam entre regiões de formação estelar, bem como as origens dos hidrocarbonetos nas anãs marrons de menor massa.
O Telescópio Espacial James Webb é o principal observatório de ciências espaciais do mundo. Webb está resolvendo mistérios em nosso sistema solar, olhando além, para mundos distantes em torno de outras estrelas, e investigando as misteriosas estruturas e origens de nosso universo e nosso lugar nele. Webb é um programa internacional liderado pela NASA com os seus parceiros, ESA (Agência Espacial Europeia) e CSA (Agência Espacial Canadense).
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