Objetos binários de massa joviana desafiam a ciência
As observações do Telescópio Espacial James Webb (JWST) do núcleo de formação estelar da Nebulosa de Orion revelaram uma descoberta notável. Dentro do aglomerado Trapezium, cientistas identificaram numerosos objetos semelhantes a planetas, com massa comparável à de Júpiter, que não estão ligados a nenhuma estrela. Esses objetos existem como pares mantidos pela gravidade, um fenômeno que desafia a compreensão convencional.
Essas entidades incomuns, denominadas Objetos Binários de Massa Joviana (JuMBOs), representam um desafio significativo para nosso conhecimento atual sobre a formação de planetas. A ausência de um mecanismo conhecido para a criação de massas binárias, especialmente em tal abundância (um total de 42), levanta questões sobre nossa compreensão do nascimento de estrelas e planetas.
Os astrônomos Samuel Pearson e Mark McCaughrean, da Agência Espacial Europeia, cunharam o termo “JuMBOs” para descrever esses objetos enigmáticos. Eles documentaram suas descobertas em um artigo pré-publicado submetido à revista Nature.
Uma explicação plausível para essas descobertas reside nos ambientes de formação estelar, que podem abrigar exoplanetas “rebeldes” que se desvincularam de suas estrelas progenitoras. As interações gravitacionais entre estrelas próximas umas das outras podem perturbar sistemas planetários em desenvolvimento, potencialmente levando à formação de exoplanetas rebeldes. Simulações indicam que esses exoplanetas rebeldes podem ser relativamente comuns.
A presença de objetos com massa de planeta vagando livremente na Nebulosa de Orion não é totalmente inesperada, uma vez que os astrônomos têm detectado esses objetos por décadas, com massas aproximadamente três vezes maiores que a de Júpiter. No entanto, detectar objetos menores em Orion é uma tarefa formidável devido ao brilho da região e à natureza relativamente fria dos objetos com massa de planeta, que emitem a maior parte de sua luz no infravermelho térmico.
Aqui é onde o JWST brilha. Projetado para detectar luz infravermelha, o telescópio espacial forneceu as observações mais detalhadas da Nebulosa de Orion até o momento. Pearson e McCaughrean embarcaram em uma busca por esses objetos diminutos, fazendo uma descoberta revolucionária.
“Estávamos procurando esses objetos extremamente pequenos e os encontramos – tão pequenos quanto uma massa de Júpiter, ou até metade de uma massa de Júpiter, vagando livremente sem estarem ligados a uma estrela”, comentou McCaughrean.
Esses JuMBOs têm aproximadamente um milhão de anos, com temperaturas em torno de 1.000 Kelvin (aproximadamente 700 graus Celsius). Eles exibem separações orbitais que variam de 25 a 390 vezes a distância entre a Terra e o Sol. A análise de suas tênues emissões de luz revelou a presença de vapor d’água, monóxido de carbono e metano, características consistentes com gigantes gasosos jovens.
O aspecto intrigante dos JuMBOs reside em sua natureza binária. Enquanto um exoplaneta rebelde operando de forma independente não é incomum, explicar a existência de dois objetos com massa de planeta gravitacionalmente ligados apresenta um desafio considerável.
As estrelas se formam a partir do colapso gravitacional de material dentro de nuvens moleculares. Durante esse processo, uma estrela em rotação pode atrair material circundante, formando um disco que se alimenta da estrela. Ocasionalmente, esse disco pode se fragmentar, resultando na formação de uma segunda estrela, dando origem a um sistema binário de estrelas.
No entanto, o limite teórico de massa mais baixa para um objeto formado por meio desse processo de colapso de nuvens é de aproximadamente três vezes a massa de Júpiter. Objetos menores, como planetas, se formam dentro do disco de material em torno da estrela. Simulações indicam que esses jovens planetas podem ser ejetados de seus sistemas devido a interações com outros planetas ou estrelas. No entanto, os mecanismos responsáveis por essas ejeções não são propícios à criação de pares de planetas que permanecem gravitacionalmente ligados.
Embora seja concebível que planetas rebeldes ejetados individualmente possam se encontrar e se tornar ligados pela gravidade, esse evento seria esperado ser relativamente raro. A identificação de 42 pares desse tipo, conforme documentado por Pearson e McCaughrean, implica a existência de um mecanismo subjacente que ainda não foi compreendido.
Os pesquisadores escrevem em seu artigo: “Como pares de planetas jovens podem ser ejetados simultaneamente e permanecerem ligados, embora fracamente, com separações relativamente amplas, ainda é bastante obscuro. O conjunto de objetos de massa planetária e JuMBOs que vemos no aglomerado Trapezium pode resultar de uma mistura de ambos esses cenários ‘clássicos’, embora ambos tenham ressalvas significativas, ou talvez um mecanismo de formação totalmente novo, como a fragmentação de um disco sem estrela, seja necessário.” [Science Alert]
