Os girinos cósmicos da IC 410

A vista telescópica abaixo mostra a esmaecida nebulosa de emissão IC 410.

© Steven Coates (nebulosa de emissão IC 410)

A imagem também destaca dois habitantes notáveis da lagoa cósmica de gás e poeira, abaixo e à direita do centro da imagem, os “girinos cósmicos” da IC 410.

Parcialmente obscurecida pela poeira cósmica em primeiro plano, a própria nebulosa rodeia o NGC 1893, um jovem aglomerado galáctico de estrelas.

Formadas dentro da nuvem interestelar há uns meros 4 milhões de anos, as intensamente quentes e brilhantes estrelas do aglomerado energizam o gás brilhante. Composta de poeira e gás mais denso e gelado, os “girinos cósmicos” têm cerca de 10 anos-luz de comprimento e são regiões prováveis de formação de estrelas em andamento. Esculpida pelos ventos e pela radiação emanados das estrelas do aglomerado, suas “cabeças” são delineadas por cristas brilhantes de gás ionizado, enquanto suas “caudas” se estendem para longe da região central do aglomerado.

A nebulosa IC 410 está localizada a cerca de 10.000 anos-luz de distância da Terra, na direção da constelação Auriga que é repleta de nebulosas.

Fonte: NASA

Exoplaneta rochoso com atmosfera é detectado próximo do Sistema Solar

Uma equipe internacional, da qual faz parte o pesquisador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) Nuno Cardoso Santos, anunciou a descoberta do exoplaneta GJ 1132b, que parece ser semelhante a Vênus, a apenas 39,14 anos-luz de distância.

© CfA/Dana Berry (ilustração do exoplaneta e sua estrela anã vermelha)

O planeta GJ 1132b recebe 19 vezes mais radiação da sua estrela do que a Terra recebe do Sol, mas a estrela GJ 1132 é uma anã vermelha (também designadas anãs M), com 20% do tamanho do Sol, e por isso calcula-se que a temperatura do planeta estará apenas entre 135ºC e 305ºC. Esta temperatura é muito mais baixa do que a de qualquer outro exoplaneta rochoso conhecido.

Apesar da temperatura ser demasiado elevada para que exista água líquida neste “exoVênus”, permite ainda a presença de uma atmosfera. Devido à sua proximidade, se existir uma atmosfera, será possível para telescópios atuais e da próxima geração (como o telescópio espacial James Webb, ou o E-ELT do ESO), observarem e caracterizarem a atmosfera deste planeta.

Desta forma será possível saber a influência que as forças de maré e a intensa atividade estelar das anãs vermelhas têm sobre a evolução de atmosferas do tipo terrestre, algo que terá impacto a longo prazo na procura de vida em planetas que orbitam este tipo de estrelas.

O GJ 1132b foi descoberto através do método dos trânsitos, com observações do observatório MEarth-South. O método dos trânsitos consiste na medição da diminuição da luz de uma estrela, provocada pela passagem de um exoplaneta à frente dessa estrela, algo semelhante a um micro-eclipse. Através de um trânsito é possível determinar apenas o diâmetro do planeta. Este método é complicado de usar, porque exige que o exoplaneta e a estrela estejam exatamente alinhados com a linha de visão do observador. Desta forma a equipe determinou o diâmetro do planeta, que mais tarde foi confirmado com observações do TRAPPIST (TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope) e do PISCO (Parallel Imager for Southern Cosmology Observations).

Para determinar a massa do planeta, que em conjunto com o diâmetro permite calcular a densidade e com isso determinar a sua composição rochosa, a equipe aplicou o método das velocidades radiais nas observações efetuadas com o espectrógrafo HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) do ESO. O método das velocidades radiais detecta exoplanetas medindo pequenas variações na velocidade radial da estrela, devidas ao movimento que a órbita desses planetas imprime na estrela. A título de exemplo, a variação de velocidade que o movimento da Terra imprime ao Sol é de apenas 10 cm/s (cerca de 0,36 km/h). Com este método é possível determinar o valor mínimo da massa do planeta. No entanto, em conjunto com o método dos trânsitos, é possível determinar a massa real.

“Esta descoberta mostra a importância de ter a capacidade para complementar observações de trânsitos com medidas de velocidades radiais, uma complementaridade que será fundamental para o sucesso de missões futuras como o PLATO 2.0, da ESA,” disse Nuno Santos, do IA e da Universidade do Porto.

Todas estas observações permitiram determinar que o planeta tem 1,6 vezes a massa e 1,2 vezes o diâmetro da Terra, e orbita a sua estrela em apenas 1,6 dias, a uma distância de 2,25 milhões de quilômetros; por comparação, Mercúrio orbita o Sol a cerca de 55 milhões de quilômetros.

Dada a sua proximidade, “Este planeta será um alvo favorito dos astrônomos durante anos”, acrescenta o primeiro autor do artigo, Zachory Berta-Thompson do Massachusetts Institute of Technology (MIT).

A descoberta foi relatada no artigo “A rocky planet transiting a nearby low-mass star” na revista Nature.

Fonte: Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço

Descoberta a morte misteriosa de radiogaláxia gigante

Uma equipe de astrônomos do National Centre for Radio Astrophysics (NCRA), usando o Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT), descobriram uma galáxia extremamente rara de tamanho gigantesco. Este estudo possibilita a previsão de como será o futuro distante do Sistema Solar.

© Prathamesh Tamhane/Yogesh Wadadekar (radiogaláxia com lóbulos de rádio)

Esta é uma imagem óptica da radiogaláxia com lóbulos de rádio (em amarelo-vermelho) supimposed. O buraco negro supermassivo da galáxia vermelho no centro levou à formação dos lóbulos de rádio gigantes.

Esta radiogaláxia gigantesca, localizada a cerca de 9 bilhões de anos-luz de distância da Terra, na direção da constelação de Cetus, emite poderosas ondas de rádio que têm uma extensão de 4 milhões de anos-luz.

Como galáxias com um tamanho óptico de centenas de milhares de anos-luz, produzem emissões de rádio, com alguns milhões de anos-luz de extensão? É dito que a presença de um buraco negro supermassivo no centro de uma galáxia cria jatos de plasma quente de grande escala em direções diametralmente opostas, que eventualmente dão origem a grande lóbulos de onda de rádio. Enquanto que radiogaláxias com tamanho menor que um milhão de anos-luz são bem comuns, radiogaláxias gigantes são extremamente raras, ainda mais em grandes distâncias cósmicas onde somente poucas têm sido descobertas. Esta radiogaláxia recém-descoberta, conhecida cientificamente pelo nome J021659-044920, é o mais novo membro desse grupo de elite.

Sob algumas condições especiais, o buraco negro central pode parar de produzir jatos de ondas de rádio, e então os lóbulos brilhantes em rádio podem se apagar, dentro de poucos milhões de anos, devido à falta de reposição. O que faz a J021659-044920 especial é que ela tem sido registrada na sua fase de morte, onde o jatos de rádio parecem terem sido desligados e os lóbulos estão começando a se apagar. O apagamento dos lóbulos é causado pela perda de energia de duas maneiras: primeira, pela emissão das ondas de rádio que se mostram como gigantescos lóbulos de rádio e, segunda, pela transferência de energia para os fótons da radiação de micro-ondas cósmica de fundo através de um processo conhecido como Espalhamento Comptom Inverso.

Este último mecanismo levou a uma fraca emissão de raios X, que é vista sendo emanada dos lóbulos de rádio dessa galáxia. Esses objetos de rádio morrendo são estudados da melhor forma usando um radiotelescópio de baixa frequência como o GMRT. O GMRT, o maior radiotelescópio do mundo operando nas baixas frequências de rádio é um conjunto de 30 antenas com 45 metros de diâmetro, espalhadas por uma região de mais de 30 quilômetros ao redor de Kodad, perto da cidade de Narayangaon, na parte oeste da Índia. O GMRT foi construído e é operado pelo National Centre for Radio Astrophysics, do Tata Institute of Fundamental Research.

Para suas análises, a equipe combinou as observações feitas pelo GMRT com observações prévias feitas com uma pequena frota de telescópios terrestres e espaciais de todas as partes do mundo, como o XMM-Newton Space Telescope em raios X, o telescópio japonês Subaru na luz óptica, o telescópio infravermelho do Reino Unido no infravermelho próximo, o telescópio espacial Spitzer da NASA no infravermelho médio, e o Jansky Very Large Array dos EUA nas faixas de ondas de rádio de alta frequência. Usando os dados de múltiplos observatórios de forma integrada, foi possível varrer todo o espectro eletromagnético, proporcionando uma análise compreensiva e incrivelmente detalhada das condições físicas ao redor da galáxia. As propriedades do campo magnético na região entre as galáxias no Universo distante podem ser entendidas com essas observações.

Prathamesh Tamhane, um estudante do Indian Institute of Science Education and Research, e seus colegas publicaram suas descobertas no periódico Monthly Notices da Royal Astronomical Society.

Fonte: National Centre for Radio Astrophysics

O halo resplandecente de uma estrela zumbi

Os restos de uma interação fatal entre uma estrela morta e um asteroide foram estudados pela primeira vez em detalhes por astrônomos que utilizou o Very Large Telescope (VLT) situado no Observatório do Paranal do ESO, no Chile.

© U. Warwick/Mark Garlick (ilustração do disco de material resplandescente em torno de anã branca)

Este estudo ajuda-nos a prever como será o futuro distante do Sistema Solar.

Uma equipe de pesquisadores liderada por Christopher Manser, um estudante de doutorado da Universidade de Warwick no Reino Unido, utilizou dados do VLT e outros observatórios para estudar os restos destruídos de um asteroide em torno de uma estrela morta, uma anã branca chamada SDSS J122859.93+104032.9, ou simplesmente SDSS J1228+1040.
Usando vários instrumentos, incluindo o Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph (UVES) e o X-shooter, ambos montados no VLT, a equipe obteve observações detalhadas da radiação emitida pela anã branca e pelo material que a rodeia durante um período de 12 anos, entre 2003 e 2015. Foram necessárias observações de longa duração para estudar o sistema sob vários aspectos. Foi identificada a assinatura espectral inconfundível em forma de tridente do cálcio ionizado, o chamado tripleto de cálcio (Ca II). A diferença entre os comprimentos de onda observados e os conhecidos destas três linhas permite determinar a velocidade do gás com elevada precisão.
“A imagem que criamos a partir dos dados processados mostra-nos que estes sistemas são claramente do tipo de discos e revela muitas estruturas que não poderiam ter sido detectadas com uma única observação,” explica o autor principal do trabalho Christopher Manser.
A equipe utilizou uma técnica chamada tomografia Doppler,  semelhante à tomografia médica que é utilizada para observar o corpo humano, a qual permitiu mapear em detalhe, e pela primeira vez, a estrutura gasosa resplandescente que resta da "refeição" da anã branca e que a orbita.
Enquanto as estrelas grandes, mais massivas do que dez vezes a massa do Sol, sofrem no final das suas vidas um clímax espetacularmente violento sob a forma de explosão de supernova, as estrelas menores não têm um fim tão dramático. Quando as estrelas como o Sol chegam ao final das suas vidas, consomem todo o seu combustível, expandem-se nas chamadas gigantes vermelhas e mais tarde expelem as suas camadas exteriores para o espaço. Os seus núcleos quentes e muito densos, uma anã branca, é tudo o que resta do objeto.
Mas poderão os planetas, asteroides e outros corpos do sistema sobreviver a tal provação? O que restará? As novas observações ajudam a responder a estas questões.
É raro as anãs brancas terem em órbita discos de material gasoso, até hoje foram encontradas apenas sete nestas condições. A equipe concluiu que um asteroide se aproximou perigosamente da estrela morta, tendo sido desfeito pelas enormes forças de maré a que foi sujeito, formando por isso o disco de matéria que vemos agora.

© U. Warwick/C. Manser (movimento do material em torno da anã branca SDSS J1228+1040)

Este gráfico obtido através da tomografia Doppler é um tipo incomum de imagem que mostra as velocidades do gás no disco que orbita a anã branca SDSS J1228+1040. Os círculos tracejados correspondem a material em órbitas circulares a duas distâncias diferentes da estrela. O gráfico parece “virado ao contrário” porque a matéria desloca-se mais rapidamente em órbitas mais interiores.

O disco que orbita a estrela formou-se de maneira semelhante aos fotogênicos anéis que vemos em torno de planetas próximo de nós, como Saturno. No entanto, apesar da SDSS J1228+1040 ter um diâmetro sete vezes menor que o de Saturno, tem uma massa 2.500 vezes superior. A equipe descobriu que a distância entre a anã branca e o seu disco é também muito diferente; Saturno e os seus anéis caberiam confortavelmente no espaço entre eles. Embora o disco em torno desta anã branca seja muito maior que o sistema de anéis de Saturno, é ainda assim minúsculo quando comparado com os discos de detritos situados em torno de estrelas jovens onde se formam planetas. O novo estudo de longa duração efetuado com o VLT permitiu à equipe observar a precessão do disco sob a influência do forte campo gravitacional da anã branca. A equipe descobriu ainda que o disco está ligeiramente torto e não se tornou ainda circular.
“Quando descobrimos este disco de detritos em órbita da anã branca em 2006, não podíamos imaginar os detalhes extraordinários que vemos agora nesta imagem, criada a partir de 12 anos de dados, valeu definitivamente a pena esperar,” acrescentou Boris Gänsicke, co-autor do estudo.
Restos como a SDSS J1228+1040 dão-nos pistas importantes para compreender o meio que se forma quando as estrelas chegam ao fim das suas vidas. Este fato ajuda os astrônomos a perceber melhor os processos que ocorrem em sistemas exoplanetários e até a prever o destino do Sistema Solar quando o Sol chegar ao fim dos seus dias daqui a cerca de sete bilhões de anos.

Este trabalho foi descrito no artigo científico intitulado “Doppler-imaging of the planetary debris disc at the white dwarf SDSS J122859.93+104032.9”, de C. Manser et al., que será publicado na revista especializada Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: ESO

Observada a 1000ª explosão de raios gama detectada pelo satélite Swift

No dia 27 de outubro de 2015 às 22:40, o satélite Swift da NASA/ASI/UKSA detectou a sua 1000ª explosão de raios gama.

© ESO/GROND (explosão de raios gama GRB 151027B)

Este evento marcante foi subsequentemente observado e caracterizado pelos telescópios do ESO no Observatório La Silla Paranal, situado no norte do Chile, que revelaram que esta explosão de raios gama é um objeto particularmente interessante.

As explosões de raios gama ocorrem de forma aleatória em todo o Universo distante. Pensa-se que sejam causadas por uma explosão estelar extremamente energética e que anunciem o nascimento de um novo buraco negro.
O Swift dedica-se a procurar no céu estes misteriosos e fascinantes eventos. Agora, e após mais de dez anos de vigília constante, o satélite detectou a sua 1000ª explosão de raios gama. A GRB 151027B ocorreu a 27 de outubro de 2015, na direção da constelação do Erídano. O número indica a data da detecção e a letra “B” diz-nos que esta foi a segunda das duas explosões de raios gama detectadas nesse dia.
Os telescópios do ESO possuem uma longa tradição em fazer observações em seguida de eventos de explosões de raios gama, não tendo portanto falhado este importante marco. O instrumento Gamma-Ray Burst Optical/Near-Infrared Detector (GROND) montado no telescópio MPG/ESO de 2,2 metros no Observatório de La Silla e o espectrógrafo X-shooter montado no Very Large Telescope (VLT) no Observatório do Paranal do ESO começaram as observações assim que a explosão de raios gama se tornou visível no Chile, cerca de 5 horas após a sua detecção.
Ao separar a tênue radiação que desvanece rapidamente emitida pela explosão de raios gama nas suas componentes de cor, o espectrógrafo X-shooter revela-se uma das ferramentas mais poderosas que existem para investigar a natureza deste fenômeno. Desde que o X-shooter existe, mais de metade das medições de distância de explosões de raios gama foram obtidas com este instrumento.
As observações do ESO revelaram que a explosão GRB 151027B ocorreu quando o Universo tinha apenas 1,5 bilhões de anos (10% da sua idade atual) e a sua luz viajou durante 12,3 bilhões de anos até chegar à Terra. Este resultado foi anunciado apenas 3 horas depois dos dados terem sido coletados e 8 horas depois da primeira detecção feita pelo Swift. Análises posteriores permitiram aos astrônomos determinar que a galáxia onde a GRB 151027B ocorreu tem uma abundância de elementos químicos pesados estranhamente elevada.
Estas intrigantes conclusões sobre a GRB 151027B demonstram bem o sucesso da parceria entre a missão Swift e os telescópios do ESO, que forneceram observações de seguimento cruciais para centenas de explosões de raios gama. Os instrumentos X-shooter e GROND têm observado de forma sistemática estes eventos elusivos a partir do deserto do Atacama desde 2009 e 2007, respectivamente, fornecendo pistas importantes sobre as explosões mais potentes que acontecem no Universo.

Fonte: ESO

Os primeiros passos de uma estrela bebê

O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) revelou dois enormes jatos ondulados de gás denso com uma simetria quase perfeita que estão sendo lançados a partir de uma única fonte situada no centro desta imagem.

© ESO/A. Plunkett (os primeiros passos de uma estrela bebê)

A sua origem é uma estrela extremamente jovem, uma protoestrela que começa a sua longa jornada para se tornar uma estrela parecida com o Sol.
A estrela bebê, conhecida por CARMA-7, e os seus jatos situam-se a aproximadamente 1.400 anos-luz de distância da Terra no centro do aglomerado estelar Serpente do Sul. Este aglomerado denso, encontrado na constelação da Serpente, abriga pelo menos mais 30 protoestrelas que estão começando a brilhar como estrelas na proximidade umas das outras, dando aos astrônomos um laboratório perfeito onde estudar as interações entre as estrelas e o seu meio.
Os primeiros passos da vida de uma estrela ainda não são bem compreendidos, mas os astrônomos concluíram que estes jatos são causados por lançamentos periódicos de gás, ejetados a enormes velocidades da CARMA-7 para o meio que a rodeia. Estes lançamentos de gás são causados pelo material que cai na estrela vindo do disco que a orbita. À medida que os jatos se afastam da estrela bebê, o material colide com o meio interestelar fazendo com que o jato diminua de velocidade e se espalhe. No futuro, este material colapsará para formar mais uma geração de estrelas.

Fonte: ESO

A estrela AE Aurigae e a Nebulosa da Estrela Flamejante

Esta a estrela AE Aurigae em chamas? Não.

© Jesús Vargas/Maritxu Poyal (a estrela AE Aurigae e a Nebulosa da Estrela Flamejante)

Embora a estrela AE Aurigae seja nomeada de estrela flamejante, que a nebulosa circundante IC 405 seja chamada de Nebulosa da Estrela Flamejante, e que a região parece ter a cor do fogo, não há fogo algum. O fogo necessita da aquisição rápida de oxigênio molecular para combustão, e acontece apenas quando o oxigênio suficiente está presente juntamente com combustível e alguma energia suficiente para permitir a ignição. Contudo, não sendo imprescindível em ambientes altamente energéticos, com baixo teor de oxigênio que é encontrado no interior das estrelas. O material que se parece com fumaça é composto basicamente de hidrogênio interstelar, completado com filamentos enegrecidos de grãos de poeira cósmica ricos em carbono.  A estrela brilhante AE Aurigae, visível à direita próxima ao centro da nebulosa é tão quente que é azul, emitindo uma radiação tão energética que retira os elétrons do gás envolvente. Quando um próton recaptura um elétron, a luz é emitida através da nebulosa de emissão. Na imagem acima, a Nebulosa da Estrela Flamejante está localizada a cerca de 1.500 anos-luz de distância, se estende por cerca de 5 anos-luz, e é visível com um pequeno telescópio na direção da constelação do Cocheiro (Auriga).

Fonte: NASA

Descoberto um aglomerado de galáxias colossal

Astrônomos descobriram um aglomerado gigante de galáxias numa parte muito remota do Universo, graças ao telescópio espacial Spitzer e ao WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer).

© NASA/JPL-Caltech/Gemini/CARMA (aglomerado de galáxias MOO J1142+1527)

O aglomerado de galáxias, localizado a 8,5 bilhões de anos-luz, é a estrutura mais massiva já encontrada a estas grandes distâncias. As galáxias avermelhadas no centro da imagem constituem o núcleo do aglomerado.

Os aglomerados de galáxias são grupos, gravitacionalmente ligados de milhares de galáxias, que por sua vez contêm centenas de bilhões de estrelas. Os aglomerados de galáxias ficam maiores ao longo do tempo pois adquirem novos membros.

Como é que estes aglomerados de galáxias evoluíram com o passar do tempo? Qual teria sido o seu aspecto há bilhões de anos atrás? Para responder a estas questões, os astrônomos olharam para trás no tempo, para o nosso jovem Universo. Dado que a luz leva tempo até chegar até nós, podemos ver como objetos muito distantes eram no passado. Por exemplo, estamos vendo o recém-descoberto aglomerados de galáxias, chamado MOO (Massive Overdense Object) J1142+1527, tal como era há 8,5 bilhões de anos atrás, muito antes da formação da Terra.

À medida que a luz dessas galáxias remotas se desloca até nós, é esticada, devido à expansão do espaço, para comprimentos de onda infravermelhos. É aqui que o WISE e o Spitzer ajudam.

Nas imagens infravermelhas produzidas pelo Spitzer, estas galáxias distantes destacam-se como pontos vermelhos, enquanto as galáxias mais próximas têm tons esbranquiçados. Os astrônomos vasculharam primeiro o catálogo WISE em busca de candidatos para aglomerados de galáxias distantes. O WISE catalogou centenas de milhões de objetos em imagens de todo o céu obtidas em 2010 e 2011.

Seguidamente, usaram o Spitzer para observar 200 dos objetos mais interessantes, num projeto chamado MaDCoWS (Massive and Distant Clusters of WISE Survey). O Spitzer não observa todo o céu como o WISE, mas pode ver mais detalhes.

"É a combinação entre o Spitzer e o WISE que nos permite ir de 250 milhões de objetos até aos aglomerados de galáxias mais massivos no céu," afirma Anthony Gonzalez da Universidade da Flórida.

A partir destas observações, MOO J1142+1527 sobressaiu como uma das mais extremas.

Foram usados os observatórios W.M. Keck e Gemini em Mauna Kea, no Havaí, para medir a distância ao aglomerado. Usando dados dos telescópios CARMA (Combined Array for Research in Millimeter-wave Astronomy) perto de Owens Valley no estado americano da Califórnia, os cientistas foram capazes de determinar que a massa do aglomerado é quatrilhão de vezes a do nosso Sol, o que o torna no aglomerado mais massivo conhecido, a esta distância.

De acordo com as estimativas dos cientistas, o MOO J1142+1527 pode ser um de apenas um punhado de aglomerados de galáxias deste tamanho do Universo jovem.

"Com base na nossa compreensão de como os aglomerados de galáxias crescem desde o início do nosso Universo, este aglomerado poderá ser um dos cinco mais massivos em existência naquele momento," afirma Peter Eisenhardt, cientista de projeto para o WISE no Jet Propulsion Laboratory (JPL) da NASA em Pasadena, Califórnia.

No próximo ano, a equipe planeja vasculhar mais de 1.700 candidatos adicionais a aglomerado de galáxias com o Spitzer, procurando os maiores do grupo.

"Assim que encontrarmos os aglomerados mais massivos, podemos começar a investigar como as galáxias evoluíram nestes ambientes extremos," conclui Gonzalez.

O novo estudo foi publicado na revista Astrophysical Journal Letters.

Fonte: NASA

A desintegração aparente da galáxia espiral NGC 3169

A galáxia espiral NGC 3169 parece estar se desintegrando nesta cena cósmica, localizada a cerca de 70 milhões de anos-luz de distância, logo abaixo da brilhante estrela Regulus na tênue constelação Sextante.

© Warren Keller (galáxia NGC 3169 e a vizinha NGC 3166)

Seus belos braços espirais são distorcidos em caudas de maré arrebatadoras como NGC 3169 (no topo) e a vizinha NGC 3166 interagem gravitacionalmente, um destino comum mesmo para as galáxias brilhantes no Universo local. Na verdade, os extensos arcos estelares e plumas, indicações de interações gravitacionais, parecem exuberantes na fotografia profunda e colorida do grupo de galáxias. A imagem se estende por 20 minutos de arco, ou cerca de 400.000 anos-luz da distância estimada do grupo, e inclui a galáxia menor e ofuscada NGC 3165 no canto inferior direito. A NGC 3169 também é conhecida por brilhar em todo o espectro do rádio aos raios X, abrigando um núcleo galáctico ativo que é provavelmente o local de um buraco negro supermassivo.

Fonte: NASA

A velocidade do vento solar que retira a atmosfera de Marte

A sonda MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) da NASA identificou o processo que parece ter desempenhado um papel fundamental na alteração do clima marciano: de um ambiente ameno e molhado, que pode ter suportado vida, para o Planeta Vermelho frio e árido que é hoje.

© NASA/GSFC (ilustração de tempestade solar que atinge Marte e retira íons da atmosfera superior)

Os dados da MAVEN permitiram com que os pesquisadores determinassem a taxa atual da perda da atmosfera marciana, o gás emanado para o espaço devido à influência do vento solar. Os resultados revelam que a erosão da atmosfera de Marte aumenta significativamente durante as tempestades solares.

"Marte parece ter tido uma atmosfera espessa e quente o suficiente para suportar água líquida, um ingrediente fundamental e um meio para a vida como a conhecemos," afirma John Grunsfeld, astronauta e administrador do Diretorado de Missões Científicas da NASA em Washington, EUA. "Compreender o que aconteceu à atmosfera de Marte vai informar o nosso conhecimento acerca da dinâmica e evolução de qualquer atmosfera planetária. É importante aprender o que pode provocar alterações no ambiente de um planeta, desde um que pode hospedar micróbios à superfície, para um que não suporta, e é uma questão fundamental que está sendo abordada na jornada da NASA a Marte."

As medições da MAVEN indicam que o vento solar retira gás a uma velocidade correspondente a cerca de 100 gramas por segundo. "Vimos que a erosão atmosférica aumenta drasticamente durante as tempestades solares, assim que pensamos que a taxa de perda foi muito maior há bilhões de anos atrás quando o Sol era jovem e mais ativo," disse Bruce Jakosky, pesquisador principal da MAVEN da Universidade do Colorado, em Boulder.

Em adição, uma série de tempestades solares dramáticas atingiram a atmosfera de Marte em março de 2015 e a MAVEN descobriu que a perda foi acelerada. A combinação de uma taxa de perda mais elevada com tempestades solares mais poderosas no passado sugere que a perda da atmosfera para o espaço foi provavelmente um importante processo na mudança do clima marciano.

O vento solar é uma corrente de partículas, principalmente prótons e elétrons, que flui da atmosfera do Sol a uma velocidade de mais ou menos 400 km/s. O campo magnético transportado pelo vento solar, ao passar por Marte, pode gerar um campo elétrico, tal como uma turbina na Terra pode ser usada para gerar eletricidade. Este campo elétrico acelera átomos de gás eletricamente carregados na atmosfera superior de Marte e lançando íons para o espaço.

A MAVEN tem examinado como o vento solar e a radiação ultravioleta retira gás do topo da atmosfera do planeta. Os novos resultados indicam que a perda é efetuada em três regiões diferentes do Planeta Vermelho: na "cauda", onde o vento solar flui para trás de Marte, por cima dos polos marcianos numa "pluma polar", e a partir de uma nuvem grande de gás que rodeia Marte. A equipe científica determinou que quase 75% dos íons que escapam vêm da região da cauda, e quase 25% são da região da pluma, com apenas uma pequena contribuição da nuvem grande.

As regiões antigas de Marte contêm sinais de água abundante, como por exemplo características semelhantes a vales esculpidos por rios e depósitos minerais que só se formam na presença de água líquida. Estas características levaram os cientistas a pensar que há bilhões de anos, a atmosfera de Marte era muito mais densa e quente o suficiente para formar rios, lagos e talvez até mesmo oceanos de água líquida.

Recentemente, pesquisadores que usavam a sonda MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) da NASA observaram o aparecimento sazonal de sais hidratados, indicando água líquida salgada em Marte. No entanto, a atmosfera atual de Marte é demasiado fria e fina para suportar água líquida a longo prazo à superfície do planeta.

"A erosão pelo vento solar é um mecanismo importante para a perda atmosférica, e é importante o suficiente para explicar a mudança dramática no clima marciano," afirma Joe Greboswsky, cientista do projeto MAVEN do Goddard Space Flight Center da NASA. "A MAVEN também está estudando outros processos de perda, como a provocada pelo impacto de íons ou o escape de átomos de hidrogênio, e estes só vão aumentar a importância do escape atmosférico."

O objetivo da missão MAVEN, lançada para Marte em novembro de 2013, é determinar quanto da atmosfera e da água do planeta foram perdidos para o espaço. É a primeira missão dedicada à compreensão de como o Sol pode ter influenciado mudanças atmosféricas no Planeta Vermelho. A MAVEN opera em Marte há pouco mais de um ano e terminará a sua principal missão científica no dia 16 de novembro.

Os resultados científicos da missão foram publicados nas revistas Science e Geophysical Research Letters.

Fonte: UC Berkeley

Revelado um mapa climático de exoplaneta distante

Padrões climáticos num misterioso mundo além do nosso Sistema Solar tem sido revelado pela primeira vez, sugere um estudo.

© MPIA/V. Quetz (ilustração do exoplaneta distante)

Camadas de nuvens, feitas de poeira quente e gotículas de ferro derretido, foram detectadas num objeto parecido com um planeta descoberto a 75 anos-luz de distância da Terra.

As descobertas poderiam melhorar a habilidade dos cientistas de descobrir se condições em planetas distantes seriam capazes de sustentar a vida.

Uma equipe de pesquisadores liderada pela Universidade de Edimburgo, usou um telescópio no Chile para estudar o sistema climático de um mundo distante, conhecido como PSO J318.5-22, que possui uma idade estimada de cerca de 20 milhões de anos.

Os pesquisadores captaram centenas de imagens infravermelhas do objeto enquanto ele rotacionava em torno do seu próprio eixo num período de 5 horas. Comparando o brilho do PSO J318.5-22, com corpos vizinhos, a equipe descobriu que ele era coberto por múltiplas camadas de nuvens finas e espessas. Essas nuvens causaram as mudanças no brilho do exoplaneta enquanto ele executava o seu movimento de rotação.

Esse exoplaneta tem o tamanho aproximado de Júpiter, o maior planeta no nosso Sistema Solar, mas é aproximadamente 8 vezes mais massivo. As temperaturas dentro das nuvens do PSO J318.5-22, excedem os 800 graus Celsius.

A equipe foi capaz de medir precisamente as mudanças no brilho do objeto, pois ele não orbita uma estrela. Estrelas como o nosso Sol, emitem grandes quantidades de luz, que poderiam complicar as medidas feitas do brilho dos objetos que as orbitam.

A equipe espera adaptar a técnica de modo que eles possam estudar planetas que orbitam estrelas. Essas técnicas podem eventualmente serem aplicadas a planetas mais frios e com massa menor, que são mais provavelmente capazes de sustentar a vida.

“Essa descoberta mostra apenas o quão onipresente as nuvens são em planetas e em objetos parecidos com planetas. Nós estamos trabalhando para estender essa técnica para planetas gigantes ao redor de estrelas jovens, e eventualmente esperamos detectar o clima em exoplanetas parecidos com a Terra que possam sustentar a vida”, disse a Dra. Beth Biller, da Escola de Física e Astronomia da Universidade de Edimburgo, que liderou o estudo.

O estudo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal.

Fonte: The University of Edinburgh

Simulação de nuvens 3D no exoplaneta GJ 1214b

Uma equipe de cientistas da Universidade de Washington e da Universidade de Toronto foram os primeiros a simular nuvens exóticas em 3D na atmosfera de um exoplaneta.

© Wikimedia Commons (ilustração do exoplaneta GJ 1214b)

O objeto em questão, é o GJ 1214b, um exoplaneta chamado de mini-Netuno que foi descoberto, seis anos atrás pelos astrônomos no Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

Também conhecido como Gliese 1214b, esse mundo tem cerca de 2,7 vezes o diâmetro da Terra e uma massa quase 7 vezes maior que a massa do nosso planeta. Ele está localizado a cerca de 52 anos-luz de distância na constelação de Ophiuchus.

O planeta orbita a estrela anã vermelha, GJ 1214, a cada 38 horas, a uma distância de 1,3 milhões de milhas.

De acordo com estudos prévios, o planeta tem uma atmosfera rica em água ou hidrogênio com extensas nuvens.

“Deve existir altas nuvens ou uma névoa orgânica na atmosfera, como nós observamos em Titã. Sua temperatura atmosférica excede o ponto de fusão da água”, disse o Dr. Benjamin Charnay, um dos membros da equipe da Universidade de Washington.

“Como resultado, se o GJ 1214b suportar nuvens, elas provavelmente são formadas de sal. Mas essas nuvens deveriam se formar em regiões profundas da atmosfera, muito mais baixo do que a altitude onde elas são observadas”.

O Dr. Charnay e seus colegas modelaram como as nuvens poderiam se formar na baixa atmosfera do GJ 1214b e então subir para a atmosfera superior com circulação suficiente. Para realizar isso, a equipe usou um modelo climático chamado de 3D General Circulation Model.

Ele mostrou como o GJ 1214b poderia criar, sustentar e erguer nuvens de sal na atmosfera superior.

O modelo também faz previsões específicas sobre os efeitos que essas nuvens terão no clima do planeta e os tipos de informação que os futuros telescópios como James Webb serão capazes de adquirir.

Os resultados foram reportados num artigo publicado online no Astrophysical Journal Letters.

Fonte: University of Washington

A Grande Nebulosa de Órion

A Grande Nebulosa de Órion, também conhecida como M42, é uma das mais famosas nebulosas no céu.

© Terry Hancock (M42)

As nuvens de gás brilhante e as estrelas jovens e quentes da região de formação de estrelas estão na parte direita dessa imagem espetacular que inclui a nebulosa de reflexão azulada NGC 1977 e companheiras na parte esquerda. Localizada na borda do outrora invisível gigantesco complexo de nuvens moleculares, essas nebulosas representam somente uma fração da riqueza do material interestelar presente nessa vizinhança galáctica. Dentro do berçário estelar bem conhecido, os astrônomos têm também identificado o que parece ser numerosos sistemas protoplanetários. A bela e impressionante paisagem cósmica mostrada acima se espalha por quase dois graus ou cerca de 45 anos-luz da Nebulosa de Órion com distância estimada de 1.500 anos-luz da Terra.

Fonte: NASA

Descobrindo mundos novos com um jogo de luz e sombra

Os astrônomos usam muitos métodos diferentes para descobrir planetas para além do Sistema Solar, mas o mais bem-sucedido é a fotometria de trânsito, que mede mudanças no brilho da estrela provocadas por um mini-eclipse.

© NASA (ilustração de um exoplaneta transitando em frente da sua estrela progenitora)

Quando um planeta, da nossa perspetiva, passa em frente da sua estrela, bloqueia parte da luz da estrela. Se a diminuição dura um determinado período de tempo e ocorre em intervalos regulares, provavelmente é um planeta que passa em frente, ou transita, a estrela uma vez a cada período orbital.

O telescópio espacial Kepler da NASA usou esta técnica, sendo o melhor caçador exoplanetário até à data, com mais de mil descobertas estabelecidas e muitas mais aguardando confirmação. Missões que transportam tecnologia melhorada estão agora previstas, mas será que nos podem dizer mais sobre os sistemas planetários alienígenas semelhantes ao nosso?

Sim, de acordo com estudos recentemente publicados por Michael Hippke do Institute for Data Analysis em Neukirchen-Vluyn, na Alemanha, e Daniel Angerhausen, pesquisador de pós-doutorado do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, no estado americano de Marylan. Eles mostram que, nos cenários mais favoráveis, as missões futuras podem descobrir luas planetárias, mundos com anéis parecidos com os de Saturno e até mesmo grandes coleções de asteroides.

"Destas novas missões, esperamos uma avalanche de descobertas, por isso queremos ter uma ideia das possibilidades, para que os cientistas possam aproveitar ao máximo os dados," afirma Angerhausen.

Tanto a NASA como a ESA apoiam-se no sucesso do Kepler. O TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA, com lançamento previsto o mais tardar para 2018, será o primeiro levantamento espacial de trânsitos a englobar todo o céu. Ao longo de dois anos, o TESS irá acompanhar cerca de 200.000 estrelas vizinhas em busca de sinais. O satélite PLATO (Planetary Transits and Oscillations of stars) da ESA, uma missão de seis anos prevista para 2024, irá procurar planetas em torno de cerca de um milhão de estrelas espalhadas por mais de metade do céu.

A quantidade de escurecimento estelar provocado por um planeta em trânsito evidencia quão grande é o planeta em relação à sua estrela, enquanto eventos recorrentes podem indicar em quanto tempo o objeto orbita a sua estrela. Trânsitos adicionais aumentam a confiança que a diminuição de brilho não é provocada por um outro objeto cósmico (como uma estrela tênue), manchas solares na estrela hospedeira, ou ruído no detector. Ao longo do tempo de vida operacional de um satélite, os sinais mais fortes vêm sempre de planetas maiores que orbitam perto das suas estrelas, porque produzem tanto uma diminuição de brilho mais profunda como trânsitos mais frequentes.

"Planetas com tamanhos e órbitas parecidas com as de Marte ou Mercúrio permanecerão fora de alcance, mesmo quando os seis anos dos dados PLATO forem combinados," afirma Hippke. "Mas mundos parecidos com Vênus e a Terra serão detectados rapidamente." O Kepler demonstrou a presença de planetas mais pequenos que a Terra em órbitas muito próximas de estrelas mais pequenas que o Sol, mas estes mundos escaldantes não são susceptíveis de suportar vida. O TESS e o PLATO vão revelar mundos do tamanho da Terra em órbitas semelhantes à da Terra e em torno de estrelas parecidas com o Sol.

Júpiter e Saturno demoram mais de uma década para orbitar o Sol. Mundos similares poderão transitar apenas uma vez durante as missões do TESS e do PLATO, mas produzirão eventos fortes. Se, como Júpiter, o planeta tiver luas grandes, os seus trânsitos também poderão aparecer nos dados. "Nós não teríamos uma detecção nítida e não seríamos capazes de dizer se o planeta tinha uma única lua grande ou um conjunto de luas pequenas, mas a observação forneceria um forte candidato a lua para acompanhamento por outros observatórios futuros," explicou Angerhausen.

Atualmente, só foram detectados anéis em torno de um único planeta, chamado J1407b. O sistema de anéis é 200 vezes maior que o de Saturno. Tendo em conta o modo como um planeta parecido com Saturno apareceria nos dados do PLATO, os pesquisadores mostram que o sistema de anéis em trânsito produz um sinal claro que antecede e segue a passagem do planeta em frente da estrela. Estes resultados foram publicados na edição de 1 setembro da revista The Astrophysical Journal.

Num segundo estudo, publicado na edição de 20 setembro da mesma revista, os pesquisadores exploraram a possibilidade de detecção de asteroides presos em zonas orbitais chamadas pontos de Lagrange, posições onde a força gravitacional de um planeta é igual à força gravitacional da sua estrela. Estas áreas lideram e seguem o planeta na sua órbita por cerca de 60 graus. No nosso Sistema Solar, o exemplo mais proeminente ocorre perto de Júpiter, onde pelo menos 6.000 objetos conhecidos se reuniram em dois grupos coletivamente chamados asteroides Troianos. Menos conhecido, é que a Terra, Marte, Urano e Netuno, à semelhança de Júpiter, também capturaram um ou mais asteroides ao longo das suas órbitas, sendo que todos os objetos presos desta forma são caracterizados como corpos Troianos.

O mesmo fenômeno também ocorrerá em outros sistemas planetários, sendo que Hippke e Angerhausen combinaram mais de 1.000 observações de estrelas com planetas pelo Kepler à procura de uma diminuição média na luz estelar que indicasse corpos Troianos. Eles descobriram um sinal sutil correspondente às posições esperadas de objetos presos em dois pontos de Lagrange.

"Os dados do Kepler são bons, mas este é um resultado muito preliminar," comenta Hippke. "Nós mostramos, cautelosamente, que é possível detectar asteroides Troianos, mas vamos ter de esperar por melhores dados do TESS, do PLATO e de outras missões para realmente termos a certeza."

Fonte: Goddard Space Flight Center

O nascimento do Universo é modelado através de simulação cosmológica

Pesquisadores estão debruçados sobre uma avalanche de dados produzidos pela maior simulação cosmológica já realizada, liderada por cientistas do Laboratório Nacional de Argonne do Departamento de Energia (DOE) dos EUA.

© Katrin Heitmann (as galáxias têm halos em torno delas)

Esta imagem mostra uma subestrutura dentro de um halo na simulação Q Continuum, com "subhalos" marcados em cores diferentes. As galáxias têm halos em torno delas, que podem ser compostas de matéria escura e regular.

A simulação realizada no supercomputador Titan, do Laboratório Nacional de Oak Ridge do DOE, modelou a evolução do Universo, de um período de somente 50 milhões de anos depois do Big Bang, até os dias de hoje, ou seja, desde a infância do Universo, até o seu estado adulto atual. No decorrer de 13,8 bilhões de anos, a matéria no Universo, se agrupou formando galáxias, estrelas e planetas, mas nós não sabemos exatamente como isso aconteceu.

Estas simulações ajudam os cientistas a entenderem a energia escura, uma forma de energia que afeta a taxa de expansão do Universo, incluindo a distribuição das galáxias compostas de matéria ordinária, bem como de matéria escura, um tipo misterioso de matéria que nenhum instrumento pode medir diretamente.

Intensivas pesquisas do céu realizadas com poderosos telescópios, como o Sloan Digital Sky Survey, e novo e mais detalhado, Dark Energy Survey, mostra onde as galáxias e as estrelas estavam quando a sua luz foi emitida pela primeira vez. E pesquisas da Cosmic Microwave Background, a luz remanescente do Universo quando ele tinha somente 300.000 anos de existência, nos mostra como o Universo começou, “muito uniforme, com aglomeração de matéria no decorrer do tempo”, disse Katrin Heitmann, física do Laboratório Nacional de Argonne que liderou a simulação.

A simulação preenche o vazio temporal para mostrar como o Universo pode ter se desenvolvido nestes intervalos.

© Katrin Heitmann (a evolução do Universo na simulação Q Continuum)

Estas imagens dão uma impressão do detalhe na distribuição da matéria na simulação. Na primeira, a matéria é muito uniforme, mas com o tempo a gravidade age sobre a matéria escura, que começa a se aglutinar mais e mais, e nos aglomerados, as galáxias se formam.

A simulação Q Continuum envolve meio trilhão de partículas, dividindo o Universo em cubos com lados de 100.000 quilômetros de comprimento. Isto faz com que ela seja uma das maiores simulações cosmológicas com esta alta resolução. Ela rodou usando mais de 90% de capacidade do supercomputador. Para se ter uma perspectiva, normalmente menos de 1% do trabalho usa 90% do supercomputador Mira em Argone, disse os oficiais na Argone Leadership Computing Facility. As equipes, nas instalações de computação de Argonne e de Oak Ridge, ajudaram a adaptar o código para esta simulação em Titan.

“Nós podemos usar esses dados para procurar por que as galáxias se aglutinam dessa maneira, bem como sobre a física fundamental da formação das suas estruturas”, disse Heitamnn.

As análises já começaram com de dois e meio petabytes de dados que foram gerados, e continuarão pelos próximos anos. Os cientistas podem obter informações sobre fenômenos astrofísicos, como lentes gravitacionais fortes, fracas de cisalhamento, de aglomeração e de galáxia-galáxia.

O código para rodar as simulações é chamado de Hardware/Hybrid Accelerated Cosmology Code (HACC), que foi escrito pela primeira vez em 2008, no momento em que os supercomputadores científicos quebravam a barreira dos petaflops (um quadrilhão de operações por segundo). O HACC é desenhado com uma flexibilidade inerente que permite rodar supercomputadores com diferentes arquiteturas.

Um artigo sobre a simulação foi publicado no The Astrophysical Journal Supplement Series.

Fonte: Argonne National Laboratory