Esta visão repleta de estrelas da região de formação estelar próxima IC 348 é uma das maiores imagens do NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope divulgadas ao público até agora. Usando o Webb, astrônomos procuraram anãs marrons em IC 348, que têm menos massa do que as menores estrelas. Os pesquisadores descobriram anãs marrons com apenas duas vezes a massa de Jupiter, ampliando o estudo desses objetos curiosos para uma nova faixa de massa.
A região de formação estelar IC 348 está localizada a apenas 1000 anos-luz de distância, na constelação de Perseus . Em regiões como IC 348, nuvens frias de gás hidrogênio molecular colapsam para formar novas estrelas, criando cenas luminosas e esculpidas como esta. O processo de formação estelar pode criar objetos de uma variedade impressionante, desde estrelas massivas que terminam suas vidas após apenas alguns milhões de anos em explosões de supernova por colapso do núcleo até as menores e mais comuns estrelas, que têm vida longa e produzem intensas tempestades estelares.
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As menores estrelas têm cerca de 8% da massa do Sol. Abaixo dessa massa existe uma classe estranha e intrigante de objetos chamada anãs marrons. As anãs marrons se formam da mesma maneira que as estrelas, por meio do colapso de nuvens moleculares, mas, ao contrário das estrelas, os núcleos das anãs marrons nunca ficam quentes o suficiente para fundir hidrogênio em hélio (embora muitas realizem brevemente a fusão de deutério, ou hidrogênio pesado, no início de suas vidas).
O que ainda não está claro — e o que os pesquisadores esperavam descobrir usando os instrumentos sensíveis do Webb para investigar IC 348 — é quão pequenos são os menores objetos criados pelo processo de formação estelar. Em outras palavras, qual é o tamanho da menor anã marrom?
Pesquisadores que buscavam responder a essa pergunta usaram o Webb pela primeira vez para estudar IC 348 em 2022, quando descobriram anãs marrons com massas tão baixas quanto três a quatro vezes a massa de Jupiter. Agora, a mesma equipe de pesquisa usou o Webb para investigar ainda mais profundamente essa região, em busca de anãs marrons ainda menores.
A equipe usou a NIRCam (Near-Infrared Camera) do Webb em 2024 para capturar o brilho quente de anãs marrons jovens e estrelas recém-nascidas que vemos nesta nova imagem de IC 348. Depois de selecionar candidatas a anãs marrons com base em suas cores e brilho, os pesquisadores fizeram observações de acompanhamento com a NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) do Webb em 2025, realizando observações espectroscópicas para estudar as massas das anãs marrons.
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Pesquisadores que buscavam responder a essa pergunta usaram o Webb pela primeira vez para estudar IC 348 em 2022, quando descobriram anãs marrons com massas tão baixas quanto três a quatro vezes a massa de Jupiter. Agora, a mesma equipe de pesquisa usou o Webb para investigar ainda mais profundamente essa região, em busca de anãs marrons ainda menores.
A equipe usou a NIRCam ( Near-Infrared Camera ) do Webb em 2024 para capturar o brilho quente de anãs marrons jovens e estrelas recém-nascidas que vemos nesta nova imagem de IC 348. Depois de selecionar candidatas a anãs marrons com base em suas cores e brilho, os pesquisadores fizeram observações de acompanhamento com a NIRSpec ( Near-Infrared Spectrograph ) do Webb em 2025, realizando observações espectroscópicas para estudar as massas das anãs marrons.
Essas observações profundas do Webb revelaram algo extraordinário: anãs marrons com massas de apenas duas vezes a massa de Jupiter — somente 0,19% da massa do Sol. Essas são as anãs marrons menos massivas conhecidas, e sua existência representa um desafio para os modelos de formação estelar.
Além da descoberta dessas anãs marrons inesperadamente leves, as observações do Webb continham ainda mais surpresas. Uma das anãs marrons recém-descobertas e de menor massa apresentou sinais de um disco , sugerindo que planetas poderiam estar se formando ao seu redor, apesar de a própria anã marrom ter a massa de um planeta.
Ao examinar os espectros das anãs marrons de IC 348, a equipe de pesquisa também encontrou uma característica que atribuiu a hidrocarbonetos, moléculas formadas apenas por átomos de hidrogênio e carbono. Essa característica só foi observada nas atmosferas das anãs marrons de menor massa, sugerindo que esses objetos extremos possam existir em uma classe espectral própria.
As estrelas e anãs marrons de IC 348 não são as únicas atrações desta foto. Uma coleção extremamente detalhada de protoestrelas ocupa o canto superior direito da imagem. Várias dessas protoestrelas são acompanhadas por objetos Herbig-Haro, regiões luminosas que se formam quando jatos de estrelas recém-nascidas em crescimento colidem com o gás e a poeira ao redor da estrela.
O objeto longo e estreito orientado horizontalmente nesse canto é o HH 797, que já foi apresentado anteriormente como a Imagem do Mês do Webb . Sob uma inspeção mais detalhada, essa fonte se revela como duas protoestrelas com fluxos de saída quase paralelos. Logo à direita do HH 797 está a fonte em forma de hélice HH 211, que apresenta tanto jatos estreitos quanto fluxos de saída mais amplos, e que também foi apresentada em uma divulgação anterior de imagem.
Mais informações
Os dados usados para criar esta imagem vêm do programa de observação do Webb nº 4866 (IPs: K. Luhman, C. Alves de Oliveira). Os objetivos desse programa são estudar os objetos de menor massa criados pelo processo de formação estelar, conforme descrito aqui; entender como as populações de objetos com massa planetária, como as anãs marrons, variam entre regiões de formação estelar; e investigar as origens da característica dos hidrocarbonetos nas anãs marrons de menor massa.
O Webb é o maior e mais potente telescópio já lançado ao espaço. No âmbito de um acordo de colaboração internacional, a ESA forneceu o serviço de lançamento do telescópio, usando o veículo de lançamento Ariane 5. Trabalhando com parceiros, a ESA foi responsável pelo desenvolvimento e pela qualificação das adaptações do Ariane 5 para a missão Webb, além da contratação do serviço de lançamento junto à Arianespace. A ESA também forneceu o espectrógrafo de uso geral NIRSpec e 50% do instrumento de infravermelho médio MIRI, que foi projetado e construído por um consórcio de institutos europeus financiados nacionalmente (The MIRI European Consortium), em parceria com o JPL e a University of Arizona.
O Webb é uma parceria internacional entre NASA, ESA e a Canadian Space Agency (CSA).
Crédito da imagem: ESA/Webb, NASA, CSA, K. Luhman, C. Alves De Oliveira, M. Zamani (ESA/Webb)
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