As anãs marrons têm má reputação no mundo estelar, frequentemente rotuladas como "estrelas falhas" por sua incapacidade de sustentar a fusão nuclear em seus núcleos. A massa desses objetos fica entre a de planetas e estrelas, variando de 13 a 80 vezes a massa de Júpiter. Como não são massivas o suficiente para sustentar a fusão, são muito mais tênues e frias do que suas companheiras estelares.

Agora, uma nova descoberta liderada por pesquisadores do Caltech mostra como essas estrelas pouco brilhantes podem se unir para brilhar intensamente. Analisando observações de arquivo capturadas pelo Zwicky Transient Facility (ZTF) no Observatório Palomar do Caltech, os pesquisadores identificaram um par muito coeso de anãs marrons, no qual uma está ativamente absorvendo material da outra.

Em última análise, espera-se que as anãs marrons se fundam para formar uma nova estrela; alternativamente, a anã marrom que ganhar massa extra entrará em ignição e se tornará uma estrela. De qualquer forma, um par de estrelas que falharam terá criado uma nova estrela brilhante.

"As estrelas que falharam ganham uma segunda chance", diz Samuel Whitebook, estudante de pós-graduação do Caltech e principal autor de um novo relatório sobre as descobertas publicado no The Astrophysical Journal Letters . "Anãs marrons não têm motores internos como as estrelas, mas este resultado mostra que elas podem exibir uma física dinâmica muito interessante."

Whitebook trabalha com dois consultores do Caltech: Tom Prince, professor emérito de Física Ira S. Bowen, e Dimitri Mawet, professor de Astronomia David Morrisroe e cientista pesquisador sênior do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, que é administrado pelo Caltech. Tanto Prince quanto Mawet são coautores do estudo.

A descoberta é inédita: até então, esse tipo de transferência de massa entre objetos binários só havia sido observado em objetos muito mais massivos, como anãs brancas, que são os cadáveres de estrelas como o nosso Sol.

O par de anãs marrons, chamado ZTF J1239+8347 (ou simplesmente ZTF J1239), foi descoberto após cientistas analisarem um banco de dados conhecido como ZVAR , ou Arquivo de Variabilidade do ZTF, uma coleção de dados de todo o céu coletados repetidamente pelo ZTF desde 2017. O banco de dados, que contém 2 bilhões de objetos, revela como esses objetos mudam ao longo do tempo. No caso de ZTF J1239, constatou-se que o objeto apresenta uma mudança significativa de brilho a cada 57 minutos.

Uma análise mais aprofundada da fonte revelou que se trata de um par de anãs marrons tênues orbitando uma à outra muito próximas; na verdade, todo o sistema caberia dentro da distância entre a Terra e a Lua. Os objetos, que têm aproximadamente de 60 a 80 vezes a massa de Júpiter, estão localizados a cerca de 1.000 anos-luz de distância, na constelação da Ursa Maior.

Os cientistas não têm certeza de como os dois corpos celestes tênues se uniram inicialmente; é possível que uma terceira estrela, originária de sistemas separados, os tenha aproximado gravitacionalmente. Uma vez juntos, as estrelas teriam espiralado cada vez mais próximas até que uma das anãs marrons tivesse aumentado de tamanho devido à influência gravitacional da outra, tornando-se menos densa.

Este bocal direciona material de uma anã marrom para um ponto fixo na outra, que então se aquece e emite luz azul e ultravioleta. A rotação desse ponto quente, à medida que as duas anãs marrons orbitam uma à outra, resultou na curva de luz periódica observada pelo ZTF.

Embora se saiba que outros tipos de estrelas transferem massa entre si, este é um fenômeno inédito no mundo das anãs marrons. "São objetos muito exóticos", diz Prince. "Contamos a alguns colegas sobre eles, e eles não acreditaram que algo assim existisse."

Como o par recém-descoberto é tênue e está próximo da Terra, os cientistas estimam que existam muitos outros semelhantes a serem encontrados.

"Esperamos que o Observatório Vera Rubin [um observatório terrestre no Chile] detecte dezenas de outros objetos como esses", diz Whitebook. "Queremos encontrar mais para entender a população e a frequência com que ocorrem. Prevemos que isso aconteça com mais frequência do que você imagina."

Outros telescópios que contribuíram para o estudo incluem a missão Gaia da Agência Espacial Europeia, o Observatório WM Keck no Havaí, o Telescópio Hale de 200 polegadas do Observatório Palomar, o Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) da NASA, o Telescópio Neil Gehrels Swift da NASA e o Gran Telescopio Canarias nas Ilhas Canárias, Espanha. Os pesquisadores planejam futuras observações de ZTF J1239 com o Telescópio Espacial James Webb da NASA.

O estudo intitulado " Um Sistema Binário de Anãs Marrons com Transferência de Massa em uma Órbita de 57 Minutos " foi financiado pela NASA e pela Bolsa de Estudos 51 Pegasi b da Fundação Heising-Simons. Outros autores do Caltech incluem Sam Rose, Anica Ancheta, Antonio Rodriguez (doutorado em 2025, atualmente na Universidade de Harvard) e Jerry Xuan (doutorado em 2025, atualmente na UCLA). Outros autores incluem Kevin Burdge (doutorado em 2021) e Aaron Householder do MIT, Pablo Rodríguez-Gil do Instituto de Astrofísica das Canárias e da Universidade de La Laguna, na Espanha, Ariana Pearson da Universidade de Waterloo e Sage Santomenna do Pomona College. O artigo também reconhece as contribuições do falecido Thomas Marsh, da Universidade de Warwick.

O ZTF é financiado pela Fundação Nacional de Ciência (NSF) e por uma  colaboração internacional de parceiros . Apoio adicional provém da Fundação Heising-Simons e do Caltech. Os dados do ZTF são processados e arquivados pelo IPAC , um centro de astronomia e dados do Caltech. O projeto ZVAR, que utiliza dados do ZTF, é liderado por Matthew Graham, do Caltech, e financiado pela NSF.