Um raro sistema de estrelas quádruplas que é o primeiro do gênero a ser descoberto por astrônomos pode ajudar a entender melhor as chamadas “estrelas fracassadas” ou anões marrons.
Esses corpos celestes recebem seu apelido infeliz pelo fato de que, apesar de se formar como uma estrela padrão, eles “falham” em reunir massa suficiente para acionar o Fusão nuclear de hidrogênio para hélio Em seus núcleos, o processo que define o que é uma estrela. Anões marrons são um tanto misteriosos porque é difícil rastrear como suas características mudam à medida que envelhecem.
Este sistema, designado UPM J1040-3551 AABBAB e localizado a cerca de 82 anos-luz da Terra, é um sistema estelar hierárquico quadruplicado extremamente raro contendo um par de anãs marrons frios que orbitam um par de estrelas jovens da anã anã vermelha. Os dois pares de corpos estelares binários são separados por 1.656 vezes a distância entre a Terra e o Sol, o que significa que leva mais de 100.000 anos terrestres para concluir uma órbita.
A equipe descobriu a natureza do UPM J1040-3551 AABBAB usando a espaçonave de rastreamento da Agência Espacial Europeia (ESA) Gaia e explorador de pesquisa infravermelha de campo amplo da NASA (SÁBIO) para medir a velocidade angular de seus componentes. Isso lhes permitiu ver que o AAB (o par estelar AA e AB) e Bab (o par de anãs marrons BA e BB) estão se movendo em direção à mesma direção com a mesma velocidade angular.
“O que torna essa descoberta particularmente emocionante é a natureza hierárquica do sistema, necessária para que sua órbita permaneça estável por um longo período de tempo”, líder da equipe e pesquisador da Universidade Nanjing Zenghau Zhang disse em comunicado. “Esses dois pares de objetos estão orbitando -se separadamente por períodos de décadas, enquanto os pares também estão orbitando um centro comum de massa por um período de mais de 100.000 anos”.
Decodificar um sistema estelar muito raro
Embora as estrelas do AAB sejam os componentes mais brilhantes deste sistema de estrelas quádruplas, elas ainda estão tão fracas que, para serem visíveis a olho nu, esses anãs vermelhos teriam que não ter mais de 1,5 ano-luz da Terra. Emitindo pouca ou nenhuma luz visível, o par de anãs marrons Bab é cerca de 1.000 vezes mais fraco do que os pais vermelhos binários pais e só pode ser observado em infravermelho.
Apesar de sua natureza fraca, era o brilho relativo incomum do binário anã vermelho (AAB) em comparação com outras anãs vermelhas, além de uma oscilação no centro da luz entre as estrelas, que inicialmente sugeriu que isso é um binário estelar próximo e não uma única estrela. O emparelhamento anão marrom de BAB também foi “decodificado” graças ao seu brilho incomum em comparação com outras estrelas solo “típicas”.
A natureza dos quatro componentes do UPM J1040-3551 AABBAB foi confirmada por espectroscopia realizada para AAB usando luz óptica usando o espectrógrafo de Goodman no Pesquisa astrofísica do sul (Soar) Telescópio em Observatório Interamericano Cerro Tololo no Chile. A natureza do BAB foi confirmada em luz infravermelha com a ajuda do instrumento Trilespec de Soar.
“Essas observações foram desafiadoras devido à desmaio dos anãs marrons”, disse Navarete. “Mas as capacidades do SOAR nos permitiram coletar os dados espectroscópicos cruciais necessários para entender a natureza desses objetos”.
Essa análise revelou que os dois componentes do emparelhamento da anã vermelho AAB têm massas em torno de 17% do sol, com temperaturas de cerca de 5.300 graus Fahrenheit (2.900 graus Celsius).
Enquanto isso, os anões marrons de Bab têm massas entre 10 a 30 vezes a de Júpiter (0,01 a 0,03 vezes a massa da massa) com temperaturas entre 1.020 graus Fahrenheit (550 graus Celsius) e 788 graus Fahrenheit (420 graus Celsius). Isso faz com que essas duas estrelas fracassassem exemplos raros de anãs marrons do tipo T.
“Este é o primeiro sistema quádruplo já descoberto com um par de anões marrons do tipo T orbitando duas estrelas”, disse o membro da equipe Maricruz Gálvez-Ortiz do Centro de Astrobiologia na Espanha. “A descoberta fornece um laboratório cósmico único para estudar esses objetos misteriosos”.
Isso ocorre porque os anões marrons friam à medida que envelhecem, o que muda suas propriedades. Esse processo depende da massa do anão marrom, levando a um desafio no entendimento desses objetos chamado “problema de degeneração da massa etária”.
Isso significa que uma anã marrom de uma temperatura definida pode ser um objeto jovem e menos massivo, ou uma estrela fracassada mais antiga e massiva. Sem informações adicionais, os astrônomos não podem determinar qual dessas possibilidades está correta. Mas essas informações podem estar disponíveis se o anão marrom tivesse um companheiro de estrela com falha associado.
“Dwarfs marrons com grandes companheiros estelares cujas idades podem ser determinadas de forma independente são inestimáveis em quebrar essa degeneração à medida que os benchmarks da idade”, explicou o professor Hugh Jones, da Universidade de Hertfordshire, co-autor do artigo de pesquisa. “O UPM J1040-3551 é particularmente valioso porque a emissão H-alfa (criada quando um elétron cai do terceiro mais baixo ao segundo nível de energia mais baixo) do par mais brilhante indica que o sistema é relativamente jovem, entre 300 milhões e 2 bilhões de anos”.
A equipe por trás dessa descoberta acredita que o estudo do binário de Bab Brown anão no UPM J1040-3551 AAB BAB poderia ser reforçado no futuro, quando a imagem de alta resolução progrediu o suficiente para permitir medições precisas de seu movimento orbital e massas.
“Este sistema oferece um benefício duplo para a Brown Dwarf Science”, disse o membro da equipe Adam Burgasser, da Universidade da Califórnia, San Diego. “Ele pode servir como uma referência etária para calibrar os modelos de atmosfera de baixa temperatura e como uma referência de massa para testar modelos evolutivos se pudermos resolver o binário anão marrom e rastrear sua órbita”.
A pesquisa da equipe foi publicada no Avisos mensais da Royal Astronomical Society
