Astrônomos avistaram seis “planetas órfãos”, ou seja, objetos cósmicos que não orbitam nenhuma estrela, com o Telescópio Espacial James Webb.
Os corpos celestes são um pouco maiores que Júpiter, e essas observações estão esclarecendo como estrelas e planetas se formam no universo.
O telescópio Webb espreitou uma nebulosa formadora de estrelas, ou uma nuvem de gás e poeira, chamada NGC 1333, 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 às estrelas.
O observatório espacial capturou uma imagem dramática e brilhante da nuvem cósmica. Embora o Telescópio Espacial Hubble tenha capturado imagens da nebulosa anteriormente, a poeira obscureceu sua visão do processo de formação de estrelas.
Mas o Webb — que é capaz de observar o universo em luz infravermelha — conseguiu enxergar através da poeira.
Dentro da nebulosa estão estrelas recém-nascidas, anãs marrons e objetos com massas semelhantes a planetas, todos cerca de cinco a 10 vezes mais massivos que Júpiter.
Esses são os objetos de menor massa encontrados que foram criados por um processo que normalmente leva à formação de estrelas, que são muito maiores e mais massivas que planetas, ou anãs marrons — objetos celestes que não são bem uma estrela ou um planeta. Anãs marrons são mais massivas que planetas, mas não tão massivas quanto estrelas.
As descobertas fazem parte de um estudo que foi aceito para publicação no The Astronomical Journal.
“Usamos a sensibilidade sem precedentes do Webb em comprimentos de ondas infravermelhas para procurar os membros mais fracos de um aglomerado de estrelas jovens, buscando abordar uma questão fundamental na astronomia: quão leve pode ser um objeto que se forma como uma estrela?”, disse o autor sênior do estudo Ray Jayawardhana, reitor e astrofísico da Universidade Johns Hopkins, em uma declaração. “Acontece que os menores objetos flutuantes livres que se formam como estrelas se tem massa maior que os exoplanetas gigantes circulando estrelas próximas.”
As observações estão ajudando os astrônomos a entender melhor as diferentes maneiras pelas quais os objetos estelares se formam.
“Estamos sondando os próprios limites do processo de formação de estrelas”, disse o autor principal do estudo, Adam Langeveld, também astrofísico da Johns Hopkins, em uma declaração. “Se você tem um objeto que parece um jovem Júpiter, é possível que ele tenha se tornado uma estrela sob as condições certas? Este é um contexto importante para entender a formação de estrelas e planetas.”
O nascimento dos “planetas órfãos”
Normalmente, estrelas se formam a partir de nuvens de gás e poeira. Então, o material restante da formação da estrela leva à criação de planetas. Mas é possível que corpos estelares também possam se formar de forma semelhante aos planetas, segundo os autores do estudo.
“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, a maneira como as estrelas se formam, e em discos de gás e poeira ao redor de estrelas jovens, como se formou Júpiter em nosso próprio sistema solar”, disse Jayawardhana.
Um dos objetos recém-detectados tem uma massa estimada de cinco vezes a massa de Júpiter, ou de cerca de 1.600 Terras. Um disco empoeirado ao redor do objeto mostra que ele provavelmente se formou de forma semelhante a uma estrela. E dado 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 seus próprios planetas”, disse o coautor do estudo Aleks Scholz, astrofísico da Universidade de St. Andrews, no Reino Unido, em uma declaração. “Isso pode ser um berçário de um sistema planetário em miniatura, em uma escala muito menor do que o nosso sistema solar.”
A equipe usou o Webb para estudar a nebulosa em detalhes com luz infravermelha, que é invisível ao olho humano, e detectou uma ocorrência rara: uma anã marrom 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”, disse Jayawardhana. “A diversidade de sistemas que a natureza produziu é notável e nos leva a refinar nossos modelos de formação de estrelas e planetas.”
Os astrônomos ainda estão tentando obter percepções sobre como os planetas órfãos flutuantes livres se formam e evoluem. É possível que os corpos semelhantes a planetas inicialmente se formem ao redor e orbitem estrelas, mas sejam expulsos por interações gravitacionais com outros corpos.
Planetas órfãos — que também podem ser chamados de planetas errantes, desgarrados ou desonestos — representam cerca de 10% dos corpos celestes dentro da nebulosa estudada por Webb, mas esses objetos misteriosos ainda são considerados raros na Via Láctea. Se tratam de corpos celestes que não orbitam nenhuma estrela.
No futuro, a equipe usará o Webb para estudar mais desses objetos para ver como eles podem formar 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 astrônomos a descobrir os segredos desses mundos nômades.
Catálogo reúne planetas mais esquisitos de fora do Sistema Solar