Descobertos 100 mundos frios perto do Sol

NOIRLab/NSF/AURA/P. Marenfeld; Reconhecimento: William Pendrill

Quão completo é o nosso censo dos vizinhos mais próximos do Sol? Os astrónomos e uma equipa de voluntários, investigadores de dados que participam no Backyard Worlds: Planet 9, um projeto de ciência cidadã, descobriram cerca de 100 mundos frios perto do Sol – objetos mais massivos do que planetas mas mais leves que estrelas, conhecidos como anãs castanhas.

Com a ajuda do Observatório W. M. Keck em Maunakea, no Hawaii, a equipa de investigação descobriu que vários destes mundos recém-descobertos estão entre os mais frios conhecidos, com alguns perto da temperatura da Terra – frios o suficiente para abrigar nuvens de água. O estudo foi publicado esta quinta-feira na revista científica The Astrophysical Journal e está disponível online.

A descoberta e a caracterização de objetos astronómicos próximos do Sol são fundamentais para a nossa compreensão do nosso lugar no Universo e da sua história. Mesmo assim, os astrónomos ainda estão a descobrir novos residentes da vizinhança solar.

A nova descoberta do Backyard Worlds preenche uma lacuna na gama de anãs castanhas de baixa temperatura, identificando um elo perdido e há muito procurado dentro da população de anãs castanhas.

“Estes mundos frios fornecem a oportunidade de novas informações sobre a formação e atmosferas dos planetas para lá do Sistema Solar,” disse o autor Aaron Meisner do NOIRLab da NSF. “Esta coleção de anãs castanhas frias também nos permite estimar com precisão o número de mundos flutuantes vagueando pelo espaço interestelar perto do Sol”.

Para identificar várias das mais ténues e frias anãs castanhas recém-descobertas, o professor de física Adam Burgasser, da Universidade da Califórnia em San Diego, e investigadores do Cool Star Lab usaram o sensível instrumento NIRES (Near-Infrared Echellette Spectrometer) do Observatório W. M. Keck.

“Usámos os espectros do NIRES para medir a temperatura e os gases presentes nas suas atmosferas. Cada espectro é essencialmente uma impressão digital que nos permite distinguir uma anã castanha fria de outros tipos de estrelas,” disse Burgasser, coautor.

Observações de acompanhamento usando o Telescópio Espacial Spitzer da NASA, o Observatório Mont Mégantic e o Observatório Las Campanas também contribuíram para as estimativas de temperatura das anãs castanhas.

As anãs castanhas ficam algures entre os planetas mais massivos e as estrelas mais pequenas. Sem a massa necessária para sustentar as reações nucleares no seu núcleo, as anãs castanhas são às vezes chamadas de “estrelas falhadas”.

A sua baixa massa, baixa temperatura e ausência de reações nucleares internas tornam-nas extremamente fracas – e, portanto, extremamente difíceis de detetar. Por causa disso, ao procurar as anãs castanhas mais frias, os astrónomos só podem esperar detetar estes objetos relativamente perto do Sol.

Para ajudar a encontrar as vizinhas mais próximas e frias do nosso Sol, os astrónomos do projeto Backyward Worlds recorreram a uma rede mundial de mais de 100.000 cientistas cidadãos. Estes voluntários inspecionam diligentemente biliões de pixéis de imagens telescópicas para identificar os movimentos subtis de anãs castanhas e planetas próximos. Apesar dos avanços da aprendizagem de máquina e dos supercomputadores, ainda não há substituto para o olho humano no que toca a encontrar objetos fracos em movimento.

Os voluntários do Backyard Worlds já descobriram mais de 1500 estrelas e anãs castanhas perto do Sol; esta nova descoberta representa cerca de 100 das mais frias nessa amostra. Meisner diz que este é um recorde para qualquer programa de ciência cidadã, e 20 dos cientistas cidadãos estão listados como autores do estudo.

A disponibilidade de décadas de catálogos astronómicos por meio do Astro Data Lab do NOIRLab ajudou a tornar as descobertas possíveis. “O fardo técnico de fazer download de catálogos astronómicos com milhares de milhões de objetos astronómicos é tipicamente intransponível para investigadores individuais – incluindo a maioria dos astrónomos profissionais,” disse Meisner. “Felizmente, o portal web aberto e acessível do Astro Data Lab permite que os cientistas cidadãos do Backyard Worlds consultem facilmente catálogos enormes em busca de candidatos a anãs castanhas.”

Conjuntos de dados do satélite WISE da NASA, bem como observações de arquivo de telescópios do Observatório Inter-Americano de Cerro Tololo e do Observatório Nacional de Kitt Peak também foram fundamentais para a descoberta destas anãs castanhas.

“É empolgante terem sido avistadas primeiro por cientistas cidadãos,” disse Meisner. “As descobertas do Backyard Worlds mostram que os membros do público podem desempenhar um papel importante na reformulação da compreensão científica da nossa vizinhança solar.