Ah, o frio familiar no ar com a chegada do outono, uma lembrança da mudança das folhas, do inverno que se aproxima e – é claro! – do retorno da constelação de Órion ao céu noturno, junto com as inúmeras maravilhas astronômicas da constelação.
A mais conhecida desta última é a icónica nebulosa de Órion, uma nuvem de gás tão grande e brilhante que é visível a olho nu, apesar de estar a cerca de 1.300 anos-luz da Terra. É a “estrela” do meio da adaga de Órion (as três estrelas penduradas abaixo do cinturão da constelação). Mesmo quando vista com binóculos, a nebulosa parece difusa, mas com um pequeno telescópio a sua verdadeira natureza começa a brilhar: a nebulosa de Órion não é apenas uma nuvem de gás; é também um imenso berçário estelar, com mais de duas dezenas de anos-luz de diâmetro, onde nascem estrelas.
É claro que quando você estuda a nebulosa de Órion com um telescópio espacial de 6,5 metros de largura sintonizado na luz infravermelha, sua visão se torna exponencialmente melhor. Isso é exatamente o que os astrônomos fizeram usando o Telescópio Espacial James Webb (JWST), e as vistas resultantes são um deleite incrível para os olhos e o cérebro. Observando no espectro do infravermelho próximo (comprimentos de onda de luz um pouco mais longos do que os nossos olhos podem detectar), o JWST revelou centenas de estrelas recém-nascidas. (“Recém-nascidas” significa que estas estrelas começaram a fundir hidrogénio no seu núcleo apenas algumas centenas de milhares de anos atrás – o que, para os astrónomos, é praticamente ontem.)
Dominando o centro da imagem JWST acima estão as quatro estrelas do Trapézio, as estrelas mais brilhantes deste aglomerado cosmicamente jovem. O mais brilhante destes quatro, Theta1 Orionis C, é centenas de milhares de vezes mais energético que o Sol. Theta1 Orionis C brilha tão intensamente que só ela é responsável pela maior parte do brilho da nebulosa. A imagem mostra serpentinas e tufos de gás espalhados pela nebulosa de Órion e energizados pelo brilho da estrela.
Uma explosão de gás avermelhado também pode ser vista. Este gás, chamado Orion Molecular Cloud 1 (OMC1), parece uma explosão de fogos de artifício. Em certo sentido, é: é provável que material equivalente a vários sóis tenha sido expelido do local de uma catástrofe estelar na qual três estrelas massivas colidiram e se fundiram. Este evento se desenrolou com tanta força que o gás irrompeu dele a velocidades de até meio milhão de quilômetros por hora.
A segunda imagem da mesma região, tirada em comprimentos de onda infravermelhos substancialmente mais longos, é dominada por gás mais frio e poeira cósmica. As estrelas não irradiam muito nestes comprimentos de onda e por isso parecem muito mais fracas.
A verdadeira razão pela qual o JWST voltou seu olhar para a nebulosa de Orion não foi para tirar algumas fotos bonitas. Na visão do telescópio, há algo mais sutil, mas não menos surpreendente, à espreita, que pode ser melhor apresentado através de uma ligeira digressão na observação do céu.
Veja, o início do outono e a aproximação do inverno trazem mais do que apenas Orion. Em 3 de novembro, Júpiter alcançará oposição, o que significa que estará oposto ao Sol no céu e nascerá quando o Sol se pôr. Júpiter estará então mais próximo da Terra: do nosso ponto de vista, ele permanecerá acordado a noite toda e aparecerá em sua forma mais brilhante e maior. No próximo ano, esta será a melhor época para ver o planeta: suas quatro enormes luas galileanas será facilmente avistado com binóculos, e as tempestades em faixas que marcam sua face serão visíveis em pequenos telescópios.
Você está se perguntando: o que Júpiter tem a ver com JWST e Orion? A resposta é que não temos certeza de como Júpiter se formou, e o berçário estelar da nebulosa de Órion nutre não apenas estrelas, mas também planetas recém-nascidos, que são receptivos ao curioso olho infravermelho do JWST. Muito do que nós fazer O conhecimento sobre nascimentos estelares e planetários vem da observação de estrelas grandes e brilhantes cuja luminosidade é igual ou maior que a do Sol. Não temos muitos dados sobre a formação de estrelas menos massivas, tão fracas que se tornam invisíveis a olho nu, mesmo quando estão muito perto da Terra.
O JWST, no entanto, pode detectar facilmente tais objetos na nebulosa de Orion. Melhor ainda, os objetos de massa planetária são quentes quando nascem, arrefecendo lentamente ao longo de milhões de anos. Isso significa que qualquer coisa na Nebulosa de Órion brilhará em comprimentos de onda infravermelhos, revelando ao JWST não apenas a sua presença, mas também detalhes importantes, como a sua temperatura e massa.
Isso é por que essas imagens foram tiradas, para aprender mais sobre as origens cósmicas, estudando a distribuição, de outra forma oculta, de pequenas estrelas (e grandes planetas) que se escondem na vasta ninhada da nebulosa de Órion. Para sua alegria e espanto, os astrónomos que propuseram e realizaram estas observações JWST de Orion encontraram lá mais de 500 objetos que podem ter massa planetária. (Isso significa “menos de uma dúzia de vezes a massa de Júpiter”. Qualquer coisa mais massiva do que isso é o que chamamos de anã marrom, um objeto cuja massa é intermediária entre a dos planetas e das estrelas.) E, surpreendentemente, esses objetos flutuam livremente. , à deriva no espaço e desapegado de qualquer estrela.
Isto pode, à primeira vista, parecer enganosamente simples. Afinal, já sabemos que na galáxia estrelas de grande massa são raras, enquanto estrelas de baixa massa são abundantes. É como bater em uma pedra com um martelo: nos escombros você obtém um ou dois pedaços grandes, mais fragmentos de tamanho intermediário e muitos cacos minúsculos. A comparação, claro, é imperfeita – astrofísica não é geologia de quintal e nuvens gigantes de gás não são rochas! Seria útil saber mais sobre onde e como essa analogia se desfaz. Em particular, os investigadores há muito que se perguntam se poderá haver algum corte na extremidade inferior da formação de estruturas em berçários estelares, onde a física determina que objetos de massa extremamente baixa, como planetas, não surgirão.
O novo observações ainda não receberam publicação formal e revisada por pares. No entanto, eles sugerem de forma convincente que não existe nenhum gargalo de baixo custo. Encontrar tantos objetos de massa planetária significa que a natureza é perfeitamente capaz de criá-los. Mas como eles se formaram, exatamente?
Muitos dos objetos planetários flutuantes de Orion espionados pelo JWST estão próximos o suficiente e provavelmente orbitam uns aos outros em amplos sistemas binários. Na verdade, os pesquisadores que descobriram essas coisas os chamam de Objetos Binários de Massa de Júpiter (JuMBOs). Como eles surgiram é difícil de entender. Sabemos que tais objetos planetários se formam em torno de estrelas. E também sabemos que nos primeiros dias caóticos de um sistema planetário, encontros próximos entre mundos podem expulsar um ou mais deles, condenando os excluídos a vagar pelo espaço como nómadas interestelares. Embora muitos desses planetas rebeldes tenham sido descobertos, não está claro como eles poderiam formar um sistema binário.
No entanto, 40 dos objetos de massa planetária vistos nas imagens – quase 10% deles – estão em binários.
É possível que tenham nascido como estrelas, surgindo diretamente do gás da nebulosa de Órion, mas isso também seria estranho. Embora estrelas binárias sejam comuns, há muito mais JuMBOs vistos do que o esperado, dadas as observações anteriores de como os objetos de massa planetária se formam. Existe algum novo mecanismo que entra em ação em massas baixas e promove o surgimento de objetos da classe de Júpiter em amplos sistemas binários?
Os astrônomos não sabem – ainda. Outras observações poderiam ajudar a esclarecer isso.
Não saber a resposta é um pouco frustrante, mas quem não gosta de um mistério – especialmente um de proporções tão cósmicas? E é um ótimo lembrete de que o céu está cheio desses quebra-cabeças, mesmo entre os objetos mais bem estudados e encantadores que conhecemos.
Se você se encontrar em uma noite clara neste inverno, procure Orion e dê uma olhada naquela “estrela” do meio das três abaixo do cinturão da constelação. Só porque você pode ver isso não significa que você pode ver isto. Ainda há muito para descobrir lá.