Uma equipa internacional, de que faz parte Koraljka Mužić, do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) e de CIÊNCIAS, utilizou o telescópio James Webb (JWST) para descobrir seis potenciais novos objetos com massa planetária no enxame de estrelas da nuvem molecular NGC 1333, na constelação do Perseu, a mais de 960 anos-luz. Nenhum deles tem menos de cinco vezes a massa de Júpiter, o que sugere que corpos mais leves serão raros ou mesmo inexistentes neste enxame. 

A Agência Espacial Europeia publica hoje a imagem mais nítida de NGC 1333 produzida a partir destas observações com o JWST realizadas em agosto de 2023. Os resultados científicos são apresentados num artigo já disponível na plataforma arXiv e que será publicado nos próximos dias na revista The Astronomical Journal. 

Quantos destes objetos de massa planetária existem livres no espaço interestelar? E como se formam? “As duas perguntas estão ligadas, porque os números destes objetos irão dizer alguma coisa sobre os seus processos de formação”, diz Koraljka Mužić, segunda autora do artigo. E acrescenta: “Descobrimos que os objetos de massa planetária são dez por cento da população total de objetos do enxame de estrelas em NGC 1333”.

Pensa-se que os corpos de massa planetária (menos de 13 vezes a massa de Júpiter) poderão ter duas origens. Uma delas é formarem-se como as estrelas – pelo colapso gravitacional de matéria em nuvens densas e frias – mas não conseguirem reunir material suficiente para que no seu interior se atinjam as temperaturas necessárias à ignição de fusão nuclear. A outra origem será em comum com os planetas: em órbita de uma estrela, mas de onde terão sido depois catapultados pela interação com um planeta maior, ou por uma outra estrela próxima. Um e outro processo poderão gerar duas famílias de objetos de características diferentes.

A proporção de um corpo de massa planetária para cada dez mais massivos do que 13 “Júpiteres” é concordante com estudos noutros enxames, afirmam os autores. No entanto, os objetos que a equipa descobriu terão sido na sua maioria gerados pelo processo que produz as estrelas, e serão os de menor massa formados por essa via.

“O resultado mais importante é que não encontrámos objetos com massas mais pequenas do que cinco massas de Júpiter, apesar de tecnicamente ter sido possível encontrá-los”, acrescenta Koraljka Mužić. “Se os planetas mais pequenos são os mais comuns, segundo os estudos de planetas extra-solares, e também os mais fáceis de ejetar da sua órbita, então esperávamos ver mais destes objetos errantes de massa pequena.” A investigadora ressalva, no entanto, que não existem ainda simulações nem trabalhos teóricos que forneçam quantidades para comparação.

A equipa de investigadores avança a hipótese de que os processos gravitacionais que expulsam planetas das suas órbitas podem não ser tão eficazes neste enxame NGC 1333. “É expectável que a ejeção dos planetas dependa do ambiente, por exemplo, se houver uma densidade de estrelas maior, isso favorece as ejeções”, explica Koraljka Mužić. “Por isso queremos olhar para outros enxames mais densos, que têm maior densidade de estrelas, para ver se há alguma diferença.”

Esta equipa já estuda o enxame de estrelas em NGC 1333 desde 2009 com outros instrumentos no infravermelho, como o telescópio Subaru, no Havai, do Observatório Astronómico Nacional do Japão (NAOJ). Mas só agora, com a sensibilidade no infravermelho do telescópio James Webb, é possível encontrar corpos com menos de cinco vezes a massa de Júpiter, se de facto existirem.