Telescópio James Webb Investigará Anãs Marrons

Várias equipes de pesquisa usarão o James Webb para explorar a natureza misteriosa das anãs marrons, procurando a visão da formação estelar e das atmosferas de exoplanetas, e do território nebuloso em que a anã marrom em si existe. O trabalho anterior com o Hubble, Spitzer e ALMA mostrou que anãs marrons podem ser até 70 vezes mais gigantes do que gigantes de gás, como Júpiter, mas não têm massa suficiente para que seus núcleos queimem combustível nuclear e irradiem luz estelar. Embora as anãs marrons tenham sido teorizadas na década de 1960 e confirmadas em 1995, não há uma explicação aceita de como elas se formam: como uma estrela, pela contração de gás, ou como um planeta, pelo acúmulo de material em um disco protoplanetário? Algumas têm uma relação de companheiro com uma estrela, enquanto outras vagam sozinhas no espaço.
Na Universidade de Montreal, Étienne Artigau lidera uma equipe que usará o James Webb para estudar uma anã marrom específica, rotulada como SIMP0136. É uma anã marrom pequena e isolada, uma das mais próximas do nosso sol, que torna fascinante o estudo, pois tem muitas características de um planeta sem estar muito perto de uma estrela para ofuscar. SIMP0136 foi objeto de um avanço científico anterior por Artigau e sua equipe, quando eles encontraram evidências sugerindo que ele tem uma atmosfera turva. Ele e seus colegas usarão os instrumentos espectroscópicos do James Webb para saber mais sobre os elementos e compostos químicos nessas nuvens.
"Medições espectroscópicas muito precisas são difíceis de obter a partir do solo no infravermelho devido à absorção variável em nossa própria atmosfera, daí a necessidade de observação infravermelha baseada no espaço. Além disso, o James Webb nos permitirá detectar recursos, como a absorção de água, que são inacessíveis do solo neste nível de precisão", explica Artigau.
Essas observações poderiam estabelecer bases para a futura exploração exoplanetária com o James Webb, incluindo quais mundos poderiam apoiar a vida. Os instrumentos infravermelhos do James Webb serão capazes de detectar os tipos de moléculas nas atmosferas dos exoplanetas ao ver quais elementos absorvem a luz à medida que o planeta passa em frente à sua estrela, uma técnica científica conhecida como espectroscopia de trânsito.
"A anã marrom SIMP0136 tem a mesma temperatura que vários planetas que serão observados em espectroscopia de trânsito com o James Webb, e as nuvens são conhecidas por afetar esse tipo de medida; nossas observações nos ajudarão a entender melhor as plataformas de nuvens em anãs marrons e atmosferas planetárias em geral", diz Artigau.

O aglomerado estelar NGC 1333 é o lar de um grande número de anãs marrons. Os astrônomos usarão os poderosos instrumentos infravermelhos do James Webb para saber mais sobre esses primos escuros das estrelas.

A busca de anãs marrons isoladas e de baixa massa foi um dos primeiros objetivos científicos propostos para o telescópio James Webb na década de 1990, diz o astrônomo Aleks Scholz da Universidade de St. Andrews. As anãs marrons têm uma massa mais baixa do que as estrelas e não brilham, mas simplesmente emitem o fraco pós-brilho do nascimento, e assim são melhor vistas na luz infravermelha, e é por isso que o James Webb será uma ferramenta tão valiosa nesta pesquisa.
Scholz, que também lidera o projeto Objetos Substelares em Jovens Aglomerados (SONYC, na sigla em inglês), usará o Imageador de Infravermelho Próximo e o Espectrógrafo sem Fendas (NIRISS, na sigla em inglês) do James Webb para estudar o NGC 1333 na constelação de Perseus. NGC 1333 é um viveiro estelar que também foi parece abrigar um número excepcionalmente alto de anãs marrons, algumas delas na extremidade muito baixa do intervalo de massa para tais objetos - ou seja, não muito mais pesadas do que Júpiter.
"Em mais de uma década de buscas, nossa equipe descobriu que é muito difícil localizar anãs marrons que possuam menos de cinco massas de Júpiter - a massa onde a formação de estrelas e planeta se sobrepõe. Esse é um trabalho para o telescópio James Webb", Scholz diz: "Tem sido uma longa espera para para que possamos usar o James Webb, mas estamos muito entusiasmados por ter uma oportunidade de abrir novos caminhos e potencialmente descobrir um tipo de planeta totalmente novo, livre, vagando pela galáxia como estrelas".
Ambos os projetos liderados por Scholz e Artigau estarão fazendo uso de Observações de Tempo Garantido (GTOs, na sigla em inglês), tempo de observação no telescópio que é concedido aos astrônomos que trabalharam durante anos para preparar as operações científicas do James Webb.
O telescópio espacial James Webb, o complemento científico do Telescópio espacial Hubble da NASA, será o primeiro observatório espacial da próxima década. O James Webb é um projeto internacional liderado pela NASA com seus parceiros, ESA (Agência Espacial Européia) e CSA (Agência Espacial Canadense).

Fonte: NASA