Piticele brune sunt cunoscute și sub numele de stele eșuate, deoarece se formează prin colaps gravitațional ca și stelele, dar nu au suficientă masă pentru a declanșa fuziunea nucleară în interiorul lor. Masa celor mai mici pitice poate avea masa planetelor gigantice: obiectul recent descoperit are o masă de numai trei până la patru ori mai mare decât cea a lui Jupiter.

Descoperirea este deosebit de importantă, deoarece astronomii încearcă de mult timp să determine masa minimă pentru ca un corp stelar să devină asemănătoare cu o stea. "Una dintre întrebările fundamentale pe care le veți găsi în orice manual de astronomie este care sunt cele mai mici stele. La asta încercăm să răspundem", explică Kevin Luhman, cercetător la Pennsylvania State University și autor principal al studiului care prezintă rezultatele.

Noua pitică brună descoperită, a fost identificată de Luhman și de colega sa Catarina Alves de Oliveira în clusterul IC 348, situat la aproximativ 1.000 de ani-lumină distanță, în regiunea de formare a stelelor Perseus. Acesta este un cluster tânăr, cu o vechime de numai cinci milioane de ani, astfel încât piticele brune din el sunt relativ strălucitoare în infraroșu, cu multă căldură reziduală de la formarea lor.

Echipa de cercetători a scanat mai întâi centrul clusterului folosind camera în infraroșu a lui Webb pentru a identifica piticele brune candidate după luminozitatea și culoarea lor. Cele mai promițătoare ținte au fost studiate cu ajutorul spectrografelor în infraroșu. Lucrarea a identificat trei ținte interesante, cu trei-opt mărimi de Jupiter, cu temperaturi de suprafață între 830 și 1500 °C. Cea mai mică masă este de numai trei-patru ori mai mare, conform modelelor computerizate.

Din punct de vedere teoretic, este dificil de explicat cum s-ar fi putut forma o pitică brună atât de mică. Norii de gaz grei și denși au destulă gravitație pentru a se prăbuși într-o stea. Cu toate acestea, în cazul norilor mai mici, acest lucru este mai problematic din cauza gravitației mai slabe. Sunt multe mistere în jurul formării piticilor bruni cu mase asemănătoare cu cele ale planetelor gigantice.

După cum spune Catarina Alves de Oliveira de la ESA, șefa programului de observare, este relativ ușor de explicat cum se formează planetele gigantice dintr-un disc de material în jurul unei stele, pe baza modelelor actuale. Cu toate acestea, în acest grup, pitica brună în cauză pare să se fi format ca o stea de sine stătătoare, dar cu o masă de numai trei sute de ori mai mic decât cea a Soarelui. Trebuie să ne întrebăm cum poate funcționa procesul de formare a stelelor la mase atât de foarte, foarte mici, spune cercetătorul.

Micile pitice brune ar putea să îi ajute pe astronomi să înțeleagă mai bine exoplanetele. Acestea se suprapun cu cele mai mari exoplanete și se așteaptă ca să aibă proprietăți similare. Cu toate acestea, o pitică brună care plutește liber ar putea fi mai ușor de studiat decât o exoplanetă gigantică care aproape că se pierde în lumina stelei sale.

Două dintre piticele maro identificate în noul studiu, prezintă semnături spectrale ale unei hidrocarburi neidentificate. Interesant este că același semnal în infraroșu a fost detectat de nava spațială Cassini a NASA în atmosfera lui Saturn și a lunii sale Titan, dar a fost detectat și în gazul interstelar. "Este pentru prima dată când am detectat această moleculă în atmosfera unui obiect din afara sistemului solar", spune Alves de Oliveira.

Deoarece obiectele detectate se încadrează în intervalul de masă al planetelor gigantice, se pune întrebarea dacă acestea sunt cu adevărat pitice brune și nu planete nomade ejectate din sistemele planetare. Deși echipa nu poate exclude această din urmă variantă, ei susțin că este mai probabil ca aceste corpuri să fie pitice brune. Pe de o parte, planetele nomade de această mărime par a fi foarte rare, iar pe de altă parte, grupul de stele studiat conține stele cu masă relativ mică, în jurul cărora formarea unor planete atât de mari este și mai puțin probabilă.

Descoperirea mai multor obiecte similare ar putea ajuta la clarificarea acestor probleme. Se așteaptă ca studiul actual să continue cu detecții până la o masă de două ori mai mare decât cea a lui Jupiter, iar studiile mai lungi din viitor ar putea, să "coboare" până la masa lui Jupiter - dacă există obiecte de genul.