Detectados objetos escondidos no espaço perto de oito estrelas brilhantes
Combinando dados do telescópio Gaia da ESA e do instrumento GRAVITY do ESO, os cientistas encontram pela primeira vez objetos 'escondidos' que acompanham oito estrelas.
Certamente você já tentou tirar uma fotografia de algum elemento de luz fraca, mas quando estava perto de outra fonte de luz mais brilhante (por exemplo, um farol), sua imagem foi um fracasso total, pois você só conseguiu ver um único brilho brilhante. Este é exatamente o mesmo problema enfrentado pelos astrônomos que perseguem estrelas ou planetas pequenos e fracos próximos a uma estrela brilhante.
Para resolver o problema, uma equipe internacional de astrônomos liderada por Thomas Winterhalder, cientista do Observatório Europeu do Sul (ESO), começou a pesquisar o catálogo produzido pelo Gaia (telescópio espacial da ESA), que lista centenas de milhares de estrelas suspeitas de terem uma companheira.
Ao combinar dados do telescópio espacial Gaia da ESA com o instrumento GRAVITY do ESO na Terra, os cientistas conseguiram capturar os primeiros sinais de luz das companheiras escuras de oito estrelas luminosas até então invisíveis, segundo a ESA.
Técnica de interferometría
No catálogo de órbitas estelares do Gaia, a equipe identificou oito estrelas que serão observadas pelo GRAVITY, o interferômetro avançado no infravermelho próximo montado no Very Large Telescope do ESO, em Cerro Paranal, Chile. GRAVITY combina luz infravermelha de diferentes telescópios para capturar pequenos detalhes em objetos fracos, uma técnica chamada interferometria.
"Mostramos que é possível capturar a imagem de uma companheira tênue, mesmo quando orbita muito perto do seu hospedeiro brilhante", explica Thomas. “Esta conquista destaca a notável sinergia entre Gaia e GRAVITY. Apenas Gaia pode identificar sistemas tão compactos que alojam uma estrela e uma companheira 'oculta', e então o GRAVITY pode assumir a imagem do objeto mais pequeno e mais ténue com uma precisão sem precedentes", disse.
Companheiros das estrelas que permaneceram ocultos
Graças ao 'olho' excepcionalmente aguçado e sensível do GRAVITY, a equipe capturou o sinal luminoso dos oito companheiros, sete dos quais eram até então desconhecidos. Três das companheiras são estrelas muito pequenas e fracas, enquanto as outras cinco são anãs marrons. São objetos celestes localizados entre planetas e estrelas: mais massivos que os planetas mais pesados, mas mais leves e mais fracos que as estrelas mais leves.
Uma das anãs castanhas detectadas neste estudo orbita a sua estrela hospedeira à mesma distância que a Terra está do Sol. Esta é a primeira vez que uma anã castanha pode ser capturada diretamente tão perto da sua estrela hospedeira.
Os pequenos companheiros inferidos a partir das observações de Gaia são normalmente encontrados em pequenos ângulos de separação de algumas dezenas de milissegundos de arco, aproximadamente do tamanho de uma moeda de euro vista a uma distância de 100 quilômetros.
“Nas nossas observações, os dados de Gaia funcionam como uma espécie de sinal,” continua Thomas. “A parte do céu que podemos ver com o GRAVITY é muito pequena, por isso precisamos saber para onde olhar. As incomparáveis e precisas medições do Gaia dos movimentos e posições das estrelas são essenciais para apontar o nosso instrumento GRAVITY na direção certa no céu"., disse.
Gaia e GRAVITY juntas formam uma grande equipe
A complementaridade de Gaia e GRAVITY vai além do uso de dados de Gaia para planejar observações de acompanhamento e permitir detecções. Ao combinar os dois conjuntos de dados, os cientistas foram capazes de “pesar” os objetos celestes individuais separadamente e diferenciar a massa da estrela hospedeira e a da sua respectiva companheira.
O GRAVITY também mediu o contraste entre a estrela companheira e a estrela hospedeira em vários comprimentos de onda no infravermelho. Aliado às estimativas em massa, esse conhecimento permitiu à equipe avaliar a idade dos companheiros. Surpreendentemente, duas das anãs marrons revelaram-se menos luminosas do que seria de esperar, dado o seu tamanho e idade. Uma possível explicação para isso poderia ser que os próprios anões tivessem um companheiro ainda menor.
Caça a exoplanetas
Em um estudo anterior, os astrônomos usaram dados do Gaia e de um observatório terrestre diferente para obter imagens de um exoplaneta gasoso gigante. Este planeta orbita a sua estrela hospedeira a cerca de 17 vezes a distância entre a Terra e o Sol, traçando um ângulo no céu consideravelmente mais amplo do que a separação típica de companheiros fotografados pelo GRAVITY neste novo resultado.
“A capacidade de detectar pequenos movimentos de pares próximos no céu é exclusiva da missão Gaia. O próximo catálogo, que estará disponível como parte do quarto lançamento de dados (DR4), conterá uma coleção ainda mais rica de estrelas com companheiras potencialmente menores”, comenta Johannes Sahlmann, cientista da ESA. "Este resultado abre novos caminhos na procura de planetas na nossa galáxia e promete nos dar um vislumbre de novos mundos distantes", disse.
Referência da notícia:
Winterhalder, T. O. et al. Combining Gaia and GRAVITY: Characterising five new directly detected substellar companions. Astronomy & Astrophysics, 2024.