Apesar dos astrónomos terem já descoberto várias centenas de anãs castanhas e estrelas de muito pequena massa, as propriedades fundamentais destes objectos extremos, tais como massa e temperatura à superfície, são ainda em larga medida desconhecidas. Este tipo de estrela representa uma classe de objectos intermédios entre os planetas gigantes, como Júpiter, e estrelas normais de massa menor que a do Sol. Consequentemente, perceber esta classe de objectos é algo de fundamental no domínio da Astrofísica Estelar.

O problema com estes objectos muito frios é que, contrariamente ao que se passa com as estrelas adultas normais (que queimam hidrogénio nos seus núcleos), não existe uma relação bem determinada entre a massa da estrela e a sua luminosidade. Na verdade, a luminosidade e a temperatura à superfície destes objectos depende simultaneamente da sua idade e da sua massa. Isto significa que uma estrela ultra fria velha, e de maior massa, pode ter exactamente a mesma temperatura à superfície que uma outra estrela ultra fria mais jovem e de menor massa. Portanto, obter de forma independente a massa de uma estrela ultra fria é actualmente um ponto absolutamente crucial da Astrofísica Moderna neste domínio. Em princípio, isto é possível através do estudo de estrelas ultra frias em sistemas binários.

Isto é precisamente o que uma equipa internacional de astrónomos tem vindo a fazer nos últimos quatro anos. Usando observações realizadas a partir do solo com os telescópios VLT (ESO), Keck I, Gemini Norte, e ainda observações com Telescópio Espacial Hubble (NASA/ESA), o sistema binário 2MASSW J0746425+2000321, situado a cerca de 40 anos-luz da Terra, foi estudado detalhadamente.

Os astrónomos usaram imagens de elevada resolução angular de modo a detectar ambas as estrelas do sistema binário, e de modo a medir o seu movimento no céu ao longo de um período de 4 anos. Contudo, tal tarefa é muito complicada, uma vez que a separação angular das duas estrelas é muito pequena, entre 0,13 e 0,22 segundos de arco (o que equivale ao tamanho angular de uma moeda de 1 Euro observada a 25 km de distância).

Devido à turbulência atmosférica, estas resoluções angulares não se conseguem atingir normalmente, a não ser que se recorra à técnica da óptica adaptativa. Esta permite aferir a qualidade das imagens obtidas em tempo real e, por via computadorizada, efectua pequenas correcções no espelho secundário deformável, à razão de até 100 correcções por segundo, neutralizando o efeito perturbador da turbulência na atmosfera terrestre.

Durante o período de 4 anos, usando as 7 observações realizadas (ver imagem ao lado), os astrónomos determinaram os parâmetros orbitais do sistema. O período é de cerca de 10 anos, e a sua separação é cerca de 2,5 vezes a distância da Terra ao Sol. Pelo terceira Lei de Kepler foi então deduzida a massa total do sistema, inferior a 15% da massa do Sol.

Usando os dados fotométricos de cada objecto em vários comprimentos de onda, e ainda os espectros obtidos com o telescópio Hubble, as duas estrelas forma estudadas em detalhe. A partir dos modelos estelares mais recentes, elaborados pelo grupo de investigadores de Lyon (França), os astrónomos descobriram que ambas as estrelas possuem uma temperatura de superfície de cerca de 1800 K, valor bem inferior aos 5600 K na superfície do Sol. As massas das estrelas são estimadas em 7,5%-9,5% da massa do Sol para a principal componente, e 5%-7% da massa do Sol para a companheira. A partir de modelos teóricos, concluíram que as estrelas são razoavelmente jovens, com idades entre 500 e 1000 milhões de anos.

Objectos com massas inferiores a 7% da massa do Sol foram designados como anãs castanhas, estrelas falhadas, ou até super planetas. De facto, dado que tais objectos não são alimentados nos seus núcleos por reacções nucleares que transformem hidrogénio em hélio (como acontece com as estrelas adultas normais), muitas das suas propriedades aproximam-se mais das propriedades dos planetas gasosos gigantes do nosso Sistema Solar (como Júpiter) do que das propriedades de estrelas como o Sol.

O sistema 2MASSW J0746425+2000321 parece pois ser formado por uma anã castanha que orbita uma estrela anã ultra fria, de massa apenas ligeiramente superior. Estes dados são cruciais pois representam um passo decisivo na calibração dos modelos de evolução estelar para estrelas de muito pequena massa.

Fonte da notícia: http://www.eso.org/outreach/press-rel/pr-2004/pr-16-04.html