As anãs castanhas morrem sozinhas

São precisas duas pessoas para dançar o tango, mas no caso das anãs castanhas que no passado fizeram parte de sistemas binários, essa relação não dura muito tempo, de acordo com um levantamento recente do Telescópio Espacial Hubble da NASA.

As anãs castanhas são objetos interestelares maiores do que Júpiter, mas mais pequenos do que as estrelas de menor massa.

Nascem como as estrelas – a partir de uma nuvem de gás e poeira em colapso – mas não têm massa suficiente para sustentar a fusão do hidrogénio como uma estrela normal.

Os astrónomos, recorrendo ao Hubble, confirmaram que os pares são extremamente raros no que concerne às anãs castanhas de menor massa e mais frias.

O Hubble consegue detetar binários tão próximos um do outro como uma separação de aproximadamente 480 milhões de quilómetros – a separação aproximada entre o nosso Sol e a cintura de asteroides.

Mas não encontraram nenhum binário numa amostra de anãs castanhas na vizinhança solar. Isto implica que um par de anãs está tão fracamente ligado pela gravidade que se afastam ao longo de algumas centenas de milhões de anos devido à atração de estrelas passageiras.

“O nosso estudo confirma que as companheiras amplamente separadas são extremamente raras entre as anãs castanhas isoladas de menor massa e mais frias, apesar de serem observadas anãs castanhas binárias em idades mais jovens. Isto sugere que tais sistemas não sobrevivem ao longo do tempo”, disse a autora principal Clémence Fontanive, do iREx (Trottier Institute for Research on Exoplanets) da Universidade de Montreal, no Canadá.

Num estudo semelhante realizado há alguns anos por Fontanive, o Hubble observou anãs castanhas extremamente jovens, e algumas tinham companheiras, confirmando que os mecanismos de formação estelar produzem anãs castanhas binárias e de baixa massa.

A ausência de companheiras para anãs castanhas mais velhas sugere que algumas podem ter começado como binárias, mas separaram-se ao longo do tempo.

As novas descobertas do Hubble, publicadas na revista The Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, apoiam ainda mais a teoria de que as anãs castanhas nascem da mesma forma que as estrelas, através do colapso gravitacional de uma nuvem de hidrogénio molecular.

A diferença é que não têm massa suficiente para sustentar a fusão nuclear do hidrogénio para produzir energia, ao passo que as estrelas têm.

Mais de metade das estrelas da nossa Galáxia têm uma companheira que resultou destes processos de formação, sendo as estrelas mais massivas mais frequentemente encontradas em sistemas binários.

“A motivação para o estudo foi, de facto, verificar até que ponto as tendências observadas nos sistemas múltiplos se mantêm a um nível baixo de massa“, disse Fontanive.

“O nosso estudo, com o Hubble, fornece evidências diretas de que estes binários que observamos quando são jovens têm pouca probabilidade de sobreviver até à velhice, é mais provável que se desintegrem. Quando são jovens, fazem parte de uma nuvem molecular e, à medida que envelhecem, a nuvem dispersa-se”, explica Fontanive.

“Quando isso acontece, as coisas começam a mover-se e as estrelas passam umas pelas outras. Dado que as anãs castanhas são muito leves, a ligação gravitacional que une os pares é muito fraca e as estrelas passageiras podem facilmente separá-las”, acrescenta.

A equipa selecionou uma amostra de anãs castanhas previamente identificadas pelo WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer) da NASA. Estudou algumas das anãs castanhas mais antigas, mais frias e com menor massa na vizinhança solar.

Estas velhas anãs castanhas são tão frias (centenas de graus mais quentes que Júpiter, na maioria dos casos) que as suas atmosferas contêm vapor de água que se condensou.

Para encontrar as companheiras mais frias, a equipa usou dois filtros diferentes no infravermelho próximo, um em que as anãs castanhas frias são brilhantes e outro que cobre comprimentos de onda específicos em que aparecem muito ténues devido à absorção de água nas suas atmosferas.

“Esta é a melhor evidência observacional até à data de que os pares de anãs castanhas se separam com o passar do tempo”, disse Fontanive. “Não teríamos conseguido fazer este tipo de levantamento e confirmar modelos anteriores sem a visão nítida e a sensibilidade do Hubble.”