Duas super-Terras ao redor de K2-18

Uma nova pesquisa, usando dados obtidos pelo ESO, revelou que um exoplaneta pouco conhecido de nome K2-18b poderá muito bem ser uma versão ampliada da Terra, e também foi descoberto pela primeira vez que o exoplaneta tem um vizinho.

© Alex Boersma (ilustração de dois exoplanetas em torno de sua estrela)

"Ser capaz de medir a massa e densidade de K2-18b foi tremendo, mas ainda descobrir um novo exoplaneta exigiu muita sorte e foi também impressionante," afirma Ryan Cloutier, estudante de doutoramento do Centro Scarborough para Ciência Planetária do Departamento de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Toronto e do iREx (Institute for Research on Exoplanets) da Universidade de Montreal.

Ambos os planetas orbitam K2-18, uma anã vermelha localizada a aproximadamente 111 anos-luz de distância na direção da constelação de Leão. Quando o planeta K2-18b foi descoberto pela primeira vez em 2015, determinou-se que orbitava dentro da zona habitável da estrela, tornando-se num candidato ideal para ter água líquida à superfície, um elemento fundamental para abrigar condições para a vida como a conhecemos.

Os dados usados pelos cientistas foram efetuados pelo instrumento HARPS (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher) acoplado ao telescópio de 3,6 metros do Observatório La Silla do ESO, no Chile. O HARPS permite medir velocidades radiais de estrelas, que são afetadas pela presença de planetas, medições estas obtidas com a máxima precisão atualmente disponível. Por isso, este instrumento permite a detecção de planetas muito pequenos ao seu redor.

A fim de descobrir se K2-18b era uma versão ampliada da Terra (principalmente rocha), ou uma versão reduzida de Netuno (principalmente gás), os astrônomos tiveram primeiro que descobrir a massa do planeta, usando as medições de velocidade radial obtidas com o HARPS. Obtendo a massa e o raio, é possível medir a densidade do planeta e consequentemente determinar se ele é rochoso ou gasoso.

Depois de usar uma abordagem simulação computacional para descobrir a massa, os pesquisadores conseguiram determinar que o planeta ou é principalmente rochoso com uma pequena atmosfera gasosa, como a da Terra, mas maior, ou um planeta principalmente oceânico com uma espessa camada de gelo por cima.

Com os dados atuais, os pesquisadores não conseguiram distinguir entre estas duas possibilidades. Mas com o telescópio espacial James Webb (JWST), possibilitará investigar a atmosfera e ver se é extensa ou se é um planeta coberto por água.

O JWST, que será lançado em 2019, será fundamental na obtenção de uma variedade de dados para o estudo do Sistema Solar do início do Universo e dos exoplanetas. O K2-18b é agora um dos melhores alvos para estudo atmosférico.

Foi ao olhar através dos dados de K2-18b que Cloutier notou algo incomum. Além de um sinal que ocorria a cada 39 dias a partir da rotação de K2-18, e um que ocorre a cada 33 dias da órbita de K2-18b, ele notou um sinal diferente que ocorria a cada nove dias. A observação deste sinal inicial era uma boa indicação de que havia aqui outro planeta.

Cloutier colaborou com uma equipa internacional de investigadores do Observatório Astronómico da Universidade de Genebra, do iREx, da Universidade de Grenoble, da Universidade de Toronto e da Universidade do Porto.

Apesar do recém-descoberto planeta K2-18c estar mais perto da sua estrela, e de provavelmente ser demasiado quente para estar na zona habitável, tal como K2-18b, também parece ser uma super-Terra, o que significa que tem uma massa semelhante à do nosso planeta.

A pesquisa será publicada na revista Astronomy & Astrophysics.

Fonte: University of Toronto

Poeira estelar na constelação de Áries

Esta composição cósmica cobre mais de 8 graus no céu austral.

© Rogelio Bernal Andreo (LBN762, LBN753 e LBN743)

O campo mostrado no mosaico acima fica a oeste do conhecido aglomerado estelar aberto das Plêiades, na direção da constelação de Áries e do plano da Via Láctea.

À direita do mosaico está a estrela azulada Epsilon Arietis, uma estrela visível a olho nu e que está localizada a cerca de 330 anos-luz de distância da Terra. Refletindo a luz da estrela na região, as nebulosas empoeiradas LBN762, LBN753 e LBN743, se espalham da esquerda para a direita em todo o campo, mas estão a cerca de 1.000 anos-luz de distância.

Nesta distância estimada, a imagem representa mais de 140 anos-luz de diâmetro. Perto da borda da grande nuvem molecular, seus interiores escuros podem esconder estrelas recém-formadas e jovens objetos estelares conhecidos como protoestrelas. Colapsando devido à própria gravidade, as protoestrelas se formam em torno de núcleos densos embutidos na nuvem molecular.

Fonte: NASA

Encontrado o buraco negro mais distante

Os cientistas descobriram uma relíquia rara do Universo inicial: o buraco negro supermassivo mais distante que se conhece.

© Instituto Carnegie/Robin Dienel (ilustração do buraco negro supermassivo mais distante)

Este monstro tem 800 milhões de vezes a massa do nosso Sol e é surpreendentemente grande para a sua idade jovem.

"Este buraco negro cresceu muito mais do que o esperado apenas 690 milhões de anos após o Big Bang, o que desafia as nossas teorias sobre como os buracos negros se formam," afirma Daniel Stern do Jet Propulsion Laboratory (JPL) da NASA.

Os astrônomos combinaram dados do WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) da NASA com levantamentos terrestres com o objetivo de identificar objetos potencialmente distantes para estudo, dando depois uso aos telescópios Magalhães dos Observatórios Carnegie no Chile.

Para que os buracos negros se tornem tão grandes no Universo primitivo, especula-se que devem ter existido condições especiais para permitir um crescimento rápido, mas a razão subjacente permanece um mistério.

O buraco negro recentemente encontrado devora vorazmente material no centro de uma galáxia, um fenômeno chamado quasar. Este quasar é especialmente interessante porque vem de uma época em que o Universo estava apenas começando a emergir da sua Idade das Trevas. A descoberta fornecerá informações fundamentais sobre o Universo quando este tinha apenas 5% da sua idade atual.

"Os quasares estão entre os objetos celestes conhecidos mais distantes e brilhantes e são cruciais para a compreensão do Universo inicial," afirma Bram Venemans do Max Planck Institute for Astronomy na Alemanha.

O Universo começou numa sopa quente de partículas que rapidamente se espalharam num período chamado inflação. Cerca de 400.000 anos após o Big Bang, estas partículas arrefeceram e coalesceram em hidrogênio gasoso e neutro. Mas o Universo permaneceu escuro, sem quaisquer fontes luminosas, até que a gravidade condensou matéria nas primeiras estrelas e galáxias. A energia liberada por estas primeiras galáxias fez com que o hidrogênio neutro ficasse excitado e ionizado, isto é, perdesse um elétron. O gás permanece neste estado desde então. Assim que o Universo se tornou reionizado, os fótons puderam viajar livremente pelo espaço. Este é o ponto em que o Universo se tornou transparente à luz.

Grande parte do hidrogênio que rodeia o quasar recém-descoberto é neutro. Isto significa que o quasar não só é o mais distante, é também o único exemplo que conhecemos que pode ser visto antes do Universo se reionizar completamente. Foi a última grande transição do Universo e é uma das fronteiras atuais da astrofísica.

A distância do quasar foi determinada pelo que se denomina de desvio para o vermelho, uma medição de quanto o comprimento de onda da sua luz é esticado pela expansão do Universo antes de alcançar a Terra. Quanto maior o desvio para o vermelho, maior a distância, e mais para trás no tempo os astrônomos observam o objeto. Este quasar tem um desvio para o vermelho de 7,54, com base na detecção de emissões de carbono ionizado da galáxia que hospeda o enorme buraco negro. Isto significa que a sua luz demorou mais de 13 bilhões de anos até chegar até nós.

Os cientistas preveem que o céu contém entre 20 e 100 quasares tão brilhantes e tão distantes. Os astrônomos anseiam pela missão Euclid da ESA, com uma grande participação da NASA, e da missão WFIRST (Wide-field Infrared Survey Telescope) da NASA, para encontrar mais destes objetos distantes.

Os pesquisadores divulgaram os seus achados na revista Nature.

Fonte: Massachusetts Institute of Technology

Galáxias primordiais descobertas em vasto oceano de matéria escura

Os astrônomos esperam que as primeiras galáxias, aquelas que se formaram apenas algumas centenas de milhões de anos após o Big Bang, partilhem muitas semelhanças com algumas das galáxias anãs que vemos no Universo próximo hoje.

© NRAO/D. Berry (ilustração do par de galáxias observadas no Universo primordial)

Estes primeiros aglomerados de alguns bilhões de estrelas tornar-se-iam nos blocos de construção das galáxias maiores que passaram a dominar o Universo nos primeiros bilhões de anos.

No entanto, observações em progresso com o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), descobriram exemplos surpreendentes de galáxias massivas e repletas de estrelas vistas quando o Cosmos tinha menos de um bilhão de anos. Isto sugere que os blocos de construção galáctica menores foram capazes de se aglomerar em galáxias maiores com bastante rapidez.

As observações ALMA mais recentes empurram esta época de formação de galáxias massivas para ainda mais cedo, identificando duas galáxias gigantes vistas quando o Universo tinha apenas 780 milhões de anos, ou cerca de 5% da sua idade atual. O ALMA também revelou que estas galáxias raramente grandes estão aninhadas dentro de uma estrutura cósmica ainda mais massiva, um halo de matéria escura com uma massa equivalente a vários trilhões de sóis.

As duas galáxias estão tão próximas uma da outra, ou seja, uma distância inferior à distância que separa a Terra do centro da nossa Galáxia, que em breve vão fundir-se para formar a maior galáxia já observada neste período da história cósmica. Esta descoberta fornece novos detalhes sobre a origem das galáxias grandes e o papel que a matéria escura desempenha na produção das maiores estruturas do Universo.

Estas galáxias estão sendo observadas durante um período da história cósmica conhecido como a Época da Reionização, quando a maior parte do espaço intergaláctico estava coberto por um nevoeiro obscuro de hidrogênio gasoso e frio. À medida que mais estrelas e galáxias se formavam, a sua energia eventualmente ionizou o hidrogênio entre as galáxias, revelando o Universo como o vemos hoje.

As galáxias estudadas, conhecidas coletivamente como SPT0311-58, foram originalmente identificadas como uma única fonte pelo South Pole Telescope. Estas primeiras observações indicavam que o objeto estava muito distante e brilhava intensamente no infravermelho, o que significava que era extremamente poeirento e provavelmente passava por um surto de formação estelar. Observações subsequentes com o ALMA revelaram a distância e a natureza dupla do objeto, resolvendo claramente o par de galáxias em interação.

Para fazer esta observação, o ALMA teve a ajuda de uma lente gravitacional, que lhe forneceu um impulso de observação. As lentes gravitacionais formam-se quando um objeto massivo interveniente, como uma galáxia ou um aglomerado galáctico, curva a luz de galáxias ainda mais distantes. No entanto, distorcem a aparência do objeto de estudo, exigindo modelos de computador sofisticados para reconstruir a imagem como pareceria no seu estado inalterado.

Este processo de deconvolução forneceu detalhes intrigantes sobre as galáxias, mostrando que a maior das duas está formando estrelas a um ritmo de 2.900 massas solares por ano. Também contém cerca de 270 bilhões de vezes a massa do nosso Sol em gás e quase 3 bilhões de vezes a massa do Sol em poeira. É uma quantidade enorme de poeira, considerando a idade jovem do sistema.

Os astrônomos determinaram que a rápida formação estelar desta galáxia foi provavelmente desencadeada por um encontro próximo com a sua companheira ligeiramente menor, que já contém aproximadamente 35 bilhões de massas solares em conteúdo estelar e está aumentando a sua taxa de formação de estrelas a um ritmo vertiginoso de 540 massas solares por ano.

Os pesquisadores observam que as galáxias desta época são mais "desarrumadas" do que as que vemos no Universo próximo. As suas formas mais desorganizadas seriam devidas aos vastos reservatórios de gás que "chove" sobre elas e às interações e fusões contínuas com as vizinhas.

As novas observações também permitiram inferir a presença de um halo verdadeiramente massivo de matéria escura ao redor de ambas as galáxias. A matéria escura fornece a atração gravitacional que faz com que o Universo colapse em estruturas (galáxias, grupos e aglomerados de galáxias, etc.).

Através da comparação dos seus cálculos com as previsões cosmológicas atuais foi descoberto que este halo é um dos maiores que deverá ter existido naquela momento.

As próximas observações ALMA deverá ajudar a entender quão rápido estas galáxias se juntaram e melhorar a compreensão da formação de galáxias massivas durante a reionização.

Os resultados foram divulgados na revista Nature.

Fonte: National Radio Astronomy Observatory

Satélite chinês que estuda matéria escura detecta primeiros sinais

O satélite chinês DAMPE (Dark Matter Particle Explorer), colocado em órbita em dezembro de 2015, obteve seus primeiros resultados científicos, que podem ajudar a compreender a natureza das partículas mais abundantes do Universo.

© Hubble (aglomerado de galáxias Abell 1689)

Esta imagem mostra o aglomerado de galáxias Abell 1689, com a distribuição em massa da matéria escura devido à lente gravitacional sobreposta (em roxo). A massa nesta lente é composta em parte de matéria bariônica (normal) e em parte de matéria escura. Galáxias distorcidas são claramente visíveis em torno das bordas da lente gravitacional. O aparecimento destas galáxias distorcidas depende da distribuição da matéria na lente e da geometria relativa da lente e das galáxias distantes, bem como sobre o efeito da energia escura na geometria do Universo.

O satélite, também chamado Wukong, ou Monkey King, um dos primeiros grandes projetos de pesquisa astronômica da China, mediu mais de 3,5 bilhões de partículas de raios cósmicos com a maior energia até 100 TeV (teraelétron-volts), e detectou uma ruptura no espectro energético dos raios cósmicos próxima a 0,9 TeV e um possível pico a 1,4 TeV, dados que contribuirão para estudar a enigmática matéria escura.

Em seus primeiros 530 dias de operações, até 8 de junho, a missão chinesa detectou 1,5 milhão de raios cósmicos de elétrons e pósitrons acima de 25 GeV (gigaelétron-volt), segundo divulgou a Academia Chinesa de Ciências (CAS).

Junto com os dados sobre a radiação cósmica de fundo em micro-ondas, as medições de raios gama de alta energia e a informação de outros telescópios astronômicos, o DAMPE pode ajudar a esclarecer a natureza do decaimento ou aniquilação de particulas de matéria escura.

O Universo possui cerca de 4% de matéria comum, enquanto 26% são matéria escura, que ainda não foi identificada além dos seus efeitos gravitacionais.

A matéria escura é uma substância misteriosa, invisível aos telescópios e percebida apenas através da sua atração gravitacional sobre outros objetos no Universo.

O satélite Planck da ESA (Agência Espacial Europeia), aposentado em 2013, estudou a radiação remanescente do "Big Bang", que criou o Universo há cerca de 13,8 bilhões de anos. O estudo, por sua vez, examinou como a luz de galáxias distantes é encurvada através da influência gravitacional da matéria.

O satélite DAMPE, possui também colaboração de instituições suíças e italianas, busca revelar novos fenômenos do Universo na janela dos teraelétron-volts.

Um artigo dos resultados foi publicado na revista Nature.

Fonte: Xinhua

Todos os eclipses deste ano

Sendo visto do planeta Terra, todos os eclipses lunares e solares de 2017 estão representados na mesma escala nestes quatro painéis.

© Petr Horálek (eclipses de 2017)

O jogo de sombra celestial do ano foi seguido por quatro países diferentes por um caçador aventureiro de eclipses. Para iniciar a temporada de eclipses, na Lua cheia (painel do canto superior esquerdo) de fevereiro foi captada da República Checa.

Seu sombreamento sutil, um eclipse lunar penumbral, é devido à sombra externa mais clara da Terra. Mais tarde naquele mês, a Lua Nova (painel do canto superior direito) foi cercada por um anel de fogo, registrado da Argentina perto do ponto médio do onipresente eclipse solar anular.

Em agosto ocorreu o eclipse parcial da Lua (painel do canto inferior esquerdo) registrado desde a Alemanha, e a corona solar vibrante (painel do canto inferior direito) que rodeia um Sol totalmente eclipsado vista do oeste dos EUA. Os números de Saros (ciclos de eclipse) para todos os eclipses de 2017 estão na parte inferior esquerda de cada painel.

Fonte: NASA

Pilar de poeira e jatos na Nebulosa Carina

Para alguns, pode parecer uma colméia que abriga uma abelha malvada.

© Hubble/Domingo Pestana (HH 666)

Na realidade, a imagem em destaque do telescópio espacial Hubble capta um pilar cósmico de poeira, dois anos-luz de extensão, dentro do qual está Herbig-Haro 666 (HH 666), uma jovem estrela que emite jatos poderosos.

A estrutura encontra-se dentro de uma das maiores regiões formadoras de estrelas da galáxia, a Nebulosa Carina, brilhando no céu boreal a uma distância de cerca de 7.500 anos-luz.

O contorno em camadas do pilar é moldado pelos ventos e a radiação das estrelas jovens, quentes e massivas da Nebulosa Carina, algumas das quais ainda se formam dentro da nebulosa. Uma visão penetrante de poeira na luz infravermelha mostra melhor os dois jatos estreitos e energéticos que explodem para fora de uma estrela jovem ainda escondida.

Fonte: NASA

Par de buracos negros gigantes bombardeiam a galáxia de Andrômeda

Parece que até os buracos negros não conseguem resistir à tentação de se inserirem sem aviso prévio em fotografias. Uma "fotobomba" cósmica encontrada como objeto de fundo em imagens da vizinha galáxia de Andrômeda revelou o que poderá ser o par de buracos negros supermassivos mais íntimos já vistos.

© NASA/Chandra (fonte de raios X J0045+41)

Os astrônomos fizeram esta notável descoberta usando dados de raios X obtidos pelo observatório Chandra da NASA e dados ópticos de telescópios terrestres, o Gemini-Norte no Havaí e o PTF (Palomar Transient Factory) no estado norte-americano da Califórnia.

Esta fonte incomum, chamada LGGS J004527.30+413254.3 (ou J0045+41), foi vista em imagens ópticas e em raios X da galáxia Andrômeda, também conhecida como M31. Até recentemente, os cientistas pensavam que J0045+41 era um objeto no interior da M31, uma grande galáxia espiral localizada relativamente perto a uma distância de aproximadamente 2,5 milhões de anos-luz da Terra. No entanto, os novos dados revelaram que J0045+41 está na verdade a uma distância muito maior, a cerca de 2,6 bilhões de anos-luz da Terra.

Ainda mais intrigante do que a grande distância de J0045+41, é provável que contenha um par de buraco negros gigantes em órbita íntima um do outro. A massa total estimada para estes dois buracos negros supermassivos equivale a cerca de duzentos milhões de vezes a massa do nosso Sol.

Anteriormente, uma equipe diferente de astrônomos tinha visto variações periódicas na luz óptica de J0045+41 e, pensando que era um membro da M31, classificou o objeto como um par de estrelas que se orbitavam uma à outra a cada 80 dias.

A intensidade da fonte de raios X observada pelo Chandra revelou que esta classificação original estava incorreta. Ao invés, J0045+41 ou tinha que ser um sistema binário na M31 que continha uma estrela de nêutrons ou buraco negro que puxava material da companheira ou um sistema muito mais massivo e distante que continha pelo menos um buraco negro supermassivo em rápido crescimento.

No entanto, o espectro obtido pelo telescópio Gemini-Norte, levado a cabo por uma equipe da Universidade de Washington, mostrou que J0045+41 hospedava pelo menos um buraco negro supermassivo e permitiu com que os pesquisadores estimassem a distância. O espectro também forneceu possíveis evidências da presença de um segundo buraco negro em J0045+41 que se movia a uma velocidade diferente da do primeiro, conforme esperado caso os dois buracos negros estivessem a orbitar-se um ao outro.

A equipe então usou dados ópticos do PTF para procurar variações periódicas na luz de J0045+41. Encontraram vários períodos em J0045+41, incluindo os de cerca de 80 e 320 dias. A relação entre estes períodos corresponde ao previsto pelo trabalho teórico sobre a dinâmica de dois buracos negros que se orbitam um ao outro. Esta é a primeira vez que é encontrada uma evidência tão forte para um par de buracos negros gigantes em órbita um do outro.

Os pesquisadores estimam que os dois prováveis buracos negros se orbitem um ao outro com uma separação de apenas algumas centenas de vezes a distância entre a Terra e o Sol. Isto corresponde a menos de um centésimo de um ano-luz. Em comparação, a estrela mais próxima do Sol está a cerca de 4 anos-luz.

Tal sistema poderá ser formado como consequência da fusão, há bilhões de anos, de duas galáxias que continham um buraco negro supermassivo cada. À sua pequena separação atual, os dois buracos negros estão inevitavelmente cada vez mais próximos um do outro à medida que emitem ondas gravitacionais.

Ainda não é possível quantificar exatamente a massa de cada um destes buracos negros. Os pesquisadores pensam que este par irá colidir e fundir-se num único buraco negro em tão pouco tempo quanto 350 anos ou no máximo daqui a 360.000 anos.

Caso J0045+41 realmente contenha dois buracos negros em íntima órbita um do outro, estará emitindo ondas gravitacionais. No entanto, o sinal não será detectável nem com o LIGO nem com o Virgo. Estas instalações terrestres detectaram a fusão de buracos negros de massa estelar com não mais de 60 vezes a massa do Sol e, muito recentemente, uma fusão entre duas estrelas de nêutrons.

As fusões de buracos negros supermassivos ocorrem mais lentamente em comparação com as dos buracos negros de massa estelar. As mudanças muito mais lentas nas ondas gravitacionais de um sistema como J0045+41 podem, no máximo, serem detectadas por um tipo diferente de instalação de ondas gravitacionais chamado Pulse Timing Array.

O artigo que descreve este resultado foi aceito para publicação na revista The Astrophysical Journal.

Fonte: Gemini Observatory

Primeira luz do ESPRESSO

O instrumento ESPRESSO (Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanet and Stable Spectroscopic Observations) acaba de fazer as suas primeiras observações.

© ESO (dados espectroscópicos da primeira luz do instrumento ESPRESSO)

Nesta imagem colorida nota-se que a radiação emitida por uma estrela é dispersada nas suas componentes de cor. Esta imagem foi colorida para indicar como é que os comprimentos de onda variam ao longo dela, não sendo no entanto estas cores que se veriam visualmente. Uma visualização cuidada mostra muitas linhas espectrais escuras no espectro estelar, assim como os pontos duplos regulares resultantes da fonte de luz de calibração. Os espaços escuros são estruturas que não são reais, criadas quando da obtenção dos dados.

Instalado no Very Large Telescope (VLT) do ESO no Observatório do Paranal no norte do Chile, o ESPRESSO irá procurar exoplanetas com uma precisão sem precedentes, ao detectar variações minúsculas da luz das estrelas hospedeiras. Pela primeira vez, um descobridor de planetas poderá combinar a luz coletada pelos quatro telescópios do VLT.

Este novo espectrógrafo de terceira geração é o sucessor do instrumento HARPS do ESO, instalado no Observatório de La Silla. O HARPS, um instrumento de grande sucesso, atinge uma precisão de cerca de um metro por segundo em medições de velocidade, enquanto que o ESPRESSO pretende atingir uma precisão de apenas alguns centímetros por segundo, usando os últimos avanços da tecnologia e aproveitando o fato de estar instalado num telescópio muito maior.

O ESPRESSO pode detectar variações minúsculas no espectro das estrelas à medida que seus planetas as orbitam. Este método das velocidades radiais funciona bem porque a atração gravitacional de um planeta influencia a sua estrela hospedeira, fazendo com que esta “oscile” ligeiramente. Quanto menos massivo for o planeta, menor será esta oscilação, por isso, para que possamos detectar exoplanetas rochosos capazes de suportar vida tal como a conhecemos, necessitamos de um instrumento de alta precisão. Com este método, o ESPRESSO será capaz de detectar alguns dos planetas mais leves já encontrados. O método das velocidades radiais permite aos astrônomos medir a massa e a órbita de um planeta. Combinando este método com outros, tais como o método dos trânsitos, podemos inferir ainda mais informação, por exemplo, o tamanho e a densidade do exoplaneta. O rastreio NGTS (Next-Generation Transit Survey), realizado no Observatório do Paranal do ESO, procura exoplanetas deste modo.

As observações de teste incluiram observações de estrelas e sistemas planetários conhecidos. Comparações feitas com dados HARPS existentes, mostraram que o ESPRESSO consegue obter dados de qualidade semelhante para tempos de exposição muito menores.

Apesar do objetivo principal do ESPRESSO ser levar a procura de planetas ao próximo nível, ao encontrar e caracterizar planetas menos massivos e as suas respectivas atmosferas, o instrumento terá também muitas outras aplicações. Será a ferramenta mais potente para testar se as constantes físicas da natureza variaram desde a época em que o Universo era jovem. Tais variações pequenas estão previstas em algumas teorias da física fundamental, mas nunca foram observadas de forma convincente.

Quando o Extremely Large Telescope (ELT) do ESO estiver operacional, o instrumento HIRES, que se encontra atualmente em estudo, poderá detectar exoplanetas ainda menores, de tamanho semelhante à Terra, usando o método das velocidades radiais.

Fonte: ESO

Tendências explosivas de uma galáxia

Não se deixe enganar! O assunto desta imagem, o ESO 580-49, pode parecer tranquilo e modesto, mas esta galáxia espiral realmente exibe algumas tendências explosivas.

© Hubble (ESO 580-49)

Em outubro de 2011, uma explosão cataclísmica de radiação de raios gama de alta energia, conhecida como gamma-ray burst (GRB), foi detectada proveniente da região do céu contendo o ESO 580-49. Os astrônomos acreditam que a galáxia foi a anfitriã da GRB, uma vez que a chance de um alinhamento coincidente entre os dois é de aproximadamente 1 em 10 milhões. A uma distância de cerca de 185 milhões de anos-luz da Terra, foi a segunda explosão de raios gama já detectada.

As rajadas de raios gama estão entre os eventos mais brilhantes do cosmos, ocasionalmente superando a produção combinada de raios gama de todo o Universo observável por alguns segundos. A causa exata da GRB que provavelmente ocorreu dentro desta galáxia, catalogada como GRB 111005A, continua sendo um mistério. Vários eventos são conhecidos por gerar as GRBs, mas nenhuma destas explicações parece satisfazer neste caso. Os astrônomos sugeriram que o ESO 580-49 hospedou um novo tipo de explosão de GRB, que ainda não foi caracterizado.

Fonte: ESA

O SPHERE do VLT observa mundos rochosos

Estas imagens foram obtidas pelo instrumento SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) do ESO, instalado no Very Large Telescope (VLT), no Observatório do Paranal, no Chile.

© ESO/VLT/SPHERE (asteroides 49 Amphitrite, 324 Bamberga, 2 Pallas e 89 Julia)

Estas imagens extremamente detalhadas revelam 4 dos milhões de corpos rochosos que compõem o cinturão principal de asteroides, um anel de asteroides entre Marte e Júpiter que separa os planetas interiores rochosos do Sistema Solar dos planetas exteriores gasosos e gelados.

Inicialmente, em cima à esquerda e no sentido dos ponteiros do relógio, temos os asteroides 49 Amphitrite, 324 Bamberga, 2 Pallas e 89 Julia. Com o nome da deusa grega Pallas Atena, 2 Pallas tem uma dimensão de cerca de 510 km, tratando-se do terceiro maior asteroide do cinturão principal e um dos maiores asteroides de todo o Sistema Solar, com 7% da massa de todo o cintuãoa de asteroides, tão pesado que foi anteriormente classificado como um planeta. Com um terço do tamanho de 2 Pallas, 89 Julia retira o seu nome de Santa Júlia da Córsega. A sua composição rochosa levou a classificá-lo como sendo um asteroide do tipo S. Outro asteroide do tipo S é 29 Amphitrite, descoberto apenas em 1854. O 324 Bamberga, um dos maiores asteroides do tipo S no cinturão de asteroides, foi descoberto ainda mais tarde, em 1892 por Johann Palisa.

Atualmente, pensa-se que os asteroides do tipo C são na realidade corpos pertencentes ao Sistema Solar exterior que seguiram a migração dos planetas gigantes. Consequentemente, podem conter gelo no seu interior.

Apesar de, na ficção científica, o cinturão de asteroides ser frequentemente apresentado como um local de colisões violentas, repleta de enormes rochas demasiado perigosas até para o mais ágil dos pilotos espaciais, na realidade esta região é bastante esparsa. No total, o cinturão de asteroides contém apenas 4% da massa da Lua, com cerca de metade desta massa confinada nos 4 maiores residentes: Ceres, 4 Vesta, 2 Pallas e 10 Hygiea.

Fonte: ESO

WASP-18b tem sufocante estratosfera sem água

Uma equipe liderada pela NASA encontrou evidências de que o planeta gigante WASP-18b está envolvido numa estratosfera sufocante carregada com monóxido de carbono e desprovida de água.

© Goddard Space Flight Center (ilustração de exoplaneta com estratosfera carregada com CO)

Os resultados provêm de uma nova análise das observações feitas pelos telescópios espaciais Hubble e Spitzer.

A formação de uma camada estratosférica na atmosfera de um planeta é atribuída a moléculas parecidas com um "protetor solar", que absorvem os raios ultravioleta (UV) e a luz visível provenientes da estrela e, em seguida, liberam energia sob a forma de calor. O novo estudo sugere que o "Júpiter quente" WASP-18b, um planeta gigante que orbita muito perto da sua estrela hospedeira, tem uma composição incomum, e a formação deste mundo pode ter sido bastante diferente da de Júpiter, bem como da dos gigantes gasosos em outros sistemas planetários.

"A composição de WASP-18b desafia todas as expetativas," comenta Kyle Sheppard do Goddard Space Flight Center da NASA. "Nós não conhecemos nenhum outro exoplaneta onde o monóxido de carbono domina completamente a atmosfera superior."

Na Terra, o ozônio absorve os raios UV na estratosfera, protegendo o nosso planeta de grande parte da radiação prejudicial do Sol. Para o punhado de exoplanetas com estratosferas, normalmente o composto absorvente é uma molécula como o óxido de titânio, um parente próximo do dióxido de titânio, usado na Terra como pigmento de tinta e ingrediente dos protetores solares.

Os cientistas analisaram os dados recolhidos para WASP-18b, localizado a 325 anos-luz da Terra, como parte de uma pesquisa para encontrar exoplanetas com estratosferas. O planeta gigante, com uma massa equivalente a 10 Júpiteres, já foi observado repetidamente, permitindo com que os astrônomos acumulassem uma quantidade relativamente grande de dados. Este estudo analisou cinco eclipses nos dados de arquivo do Hubble e dois nos do Spitzer.

A partir da luz emitida pela atmosfera do planeta em comprimentos de onda infravermelhos, além do visível, é possível identificar as impressões espectrais da água e de algumas outras moléculas importantes. A análise revelou a peculiar impressão digital do WASP-18b, que não se assemelha com nenhum exoplaneta estudado até agora. Para determinar quais as moléculas mais prováveis aí existentes, a equipe realizou uma extensa modelagem de computador.

"A única explicação consistente para os dados é uma superabundância de monóxido de carbono e muito pouco vapor de água na atmosfera de WASP-18b, além da presença de uma estratosfera," afirma Nikku Madhusudhan, da Universidade de Cambridge. "Esta rara combinação de fatores abre uma nova janela para a nossa compreensão dos processos físico-químicos nas atmosferas exoplanetárias."

Os achados indicam que o WASP-18b possui monóxido de carbono quente na estratosfera e monóxido de carbono mais frio na camada atmosférica logo abaixo, chamada troposfera. A equipe determinou isto detectando dois tipos de assinaturas para o monóxido de carbono, uma assinatura de absorção a um comprimento de onda de aproximadamente 1,6 micrômetros e uma assinatura de emissão a cerca de 4,5 micrômetros. Esta é a primeira vez que os pesquisadores detectaram os dois tipos de impressões digitais para um único tipo de molécula na atmosfera de um exoplaneta.

Em teoria, outro possível ajuste para as observações é o dióxido de carbono, que tem uma impressão digital similar. Mas os cientistas descartaram esta explicação porque se existisse oxigênio suficiente para formar dióxido de carbono, a atmosfera também deveria ter algum vapor de água.

Para produzir as assinaturas espectrais vistas pela equipe, a atmosfera superior do WASP-18b terá que estar abarrotando com monóxido de carbono. Em comparação com outros Júpiteres quentes, a atmosfera deste planeta provavelmente contém 300 vezes mais "metais", elementos mais pesados do que o hidrogênio e hélio. Esta metalicidade extremamente elevada pode indicar que o WASP-18b acumulou quantidades maiores de gelos sólidos durante a sua formação do que Júpiter, sugerindo que talvez não se tenha formado como outros Júpiteres quentes.

"O lançamento esperado do telescópio espacial James Webb e de outros futuros observatórios espaciais vão dar-nos a oportunidade de fazer observações de acompanhamento com instrumentos ainda mais poderosos e de continuar explorando a incrível variedade de exoplanetas que existem por aí," conclui Avi Mandell, cientista exoplanetário do Goddard Space Flight Center.

O artigo científico foi publicado na revista The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: Goddard Space Flight Center

Estrelas jovens próximo do buraco negro supermassivo da Via Láctea

No centro da nossa Galáxia, nas imediações do seu buraco negro supermassivo, está situada uma região arruinada por poderosas forças de maré e banhada por intensa radiação ultravioleta e raios X.

© ALMA (lóbulos duplos produzidos por jatos de estrela recém-nascida)

Estas difíceis condições, pensam os astrônomos, não favorecem a formação estelar, especialmente estrelas de baixa massa como o nosso Sol. Inesperadamente, novas observações pelo ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) sugerem o contrário.

O ALMA deu a conhecer os sinais reveladores de onze estrelas de baixa massa formando-se perigosamente perto - até 3 anos-luz - do buraco negro supermassivo da Via Láctea, conhecido pelos astrónomos como Sagittarius A* (Sgr A*). A esta distância, as forças de maré exercidas pelo buraco negro supermassivo devem ser energéticas o suficiente para rasgar nuvens de poeira e gás antes que possam formar estrelas.

A presença destas recém-descobertas protoestrelas, o estágio de formação entre a densa nuvem de gás e uma estrela jovem e brilhante, sugere que as condições necessárias para o nascimento de estrelas de baixa massa podem existir mesmo nas regiões mais turbulentas da nossa Galáxia e possivelmente em locais idênticos por todo o Universo.

"Apesar da sua improbabilidade, temos as melhores evidências até à data da formação de estrelas de baixa massa surpreendentemente perto do buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea," afirma Farhad Yusef-Zadeh, astrônomo da Universidade Northwestern em Evanston, no estado norte-americano do Illinois. "Este é um resultado genuinamente imprevisto e que demonstra o quão robusta a formação estelar pode ser, mesmo nos lugares mais inverosímeis."

Os dados do ALMA também sugerem que estas protoestrelas têm cerca de 6.000 anos. "Isto é importante porque é a fase mais precoce da formação estelar que encontramos neste ambiente altamente hostil," acrescenta Yusef-Zadeh.

A equipe de pesquisadores identificou estas protoestrelas através da observação dos clássicos "lóbulos duplos" de material que rodeiam cada uma delas, esculpindo uma "ampulheta cósmica" de gás que assinala os estágios iniciais da formação estelar. Nestes lóbulos, moléculas como o monóxido de carbono (CO) resplandecem em comprimentos de onda milimétricos que o ALMA pode observar com uma notável precisão e sensibilidade.

As protoestrelas formam-se a partir de nuvens interestelares de poeira e gás. Nestas nuvens, regiões densas de material colapsam sob a sua própria gravidade e crescem através da acumulação de cada vez mais material formador de estrelas oriundo das suas nuvens natais. No entanto, uma porção deste material em queda nunca chega à superfície da estrela. Ao invés, é ejetado como um par de jatos de alta velocidade dos polos norte e sul da estrela. Ambientes extremamente turbulentos podem interromper a liberação normal do material de volta à protoestrela, enquanto a intensa radiação de estrelas gigantes vizinhas e de buracos negros supermassivos podem destruir a nuvem natal, impedindo a formação de praticamente todas as estrelas à exceção das mais massivas.

O Centro Galáctico da Via Láctea, com o seu buraco negro com 4 milhões de massas solares, está localizado a aproximadamente 25.000 anos-luz de distância da Terra na direção da constelação de Sagitário. Esta região é obscurecida por vastos reservatórios de poeira interestelar, escondendo-o dos telescópios ópticos. As ondas de rádio, incluindo os comprimentos de onda milimétricos e submilimétricos que o ALMA observa, são capazes de penetrar esta poeira, dando aos radioastrônomos uma imagem mais clara da dinâmica do conteúdo deste ambiente adverso.

Observações anteriores, com o ALMA, da região em torno de Sgr A* por Yusef-Zadeh e sua equipe revelaram várias estrelas infantis com uma idade estimada em aproximadamente 6 milhões de anos. Estes objetos, conhecidos como "proplyds", são características comuns em regiões de formação estelar, como por exemplo a Nebulosa de Órion. Embora o Centro Galáctico seja um ambiente desafiador para a formação estelar, é possível que núcleos particularmente densos de hidrogênio gasoso superem o limite necessário e fabriquem novas estrelas, apesar das condições extremas.

No entanto, as novas observações do ALMA revelaram algo ainda mais espetacular, sinais de onze protoestrelas de baixa massa formando-se até 1 parsec do buraco negro central da Galáxia. Os astrônomos usaram o ALMA para confirmar que as massas e transferências de momento, a capacidade dos jatos das protoestrelas para penetrar o material interestelar circundante, são consistentes com as protoestrelas jovens encontradas por todo o disco da nossa Galáxia.

"Esta descoberta fornece evidências de que está ocorrendo formação estelar em nuvens surpreendentemente perto de Sagittarius A*," comenta Al Wooten do National Radio Astronomy Observatory. "Embora as condições estejam longe das ideais, podemos argumentar várias ideias para o nascimento destas estrelas."

Para que isso ocorra, as forças externas teriam que comprimir as nuvens de gás perto do centro da nossa Galáxia a fim de superar a natureza violenta da região e permitir com que a gravidade se encarregue de formar estrelas. Os astrônomos especulam que velozes nuvens de gás que se deslocam pela área podem auxiliar à formação estelar comprimindo outras nuvens à medida que forçam o caminho através do meio interestelar. É também possível que os jatos do próprio buraco negro possam "lavrar" as nuvens de gás circundantes, comprimindo o material e desencadeando esta explosão de formação estelar.

"O próximo passo é olhar mais de perto para confirmar que estas estrelas recém-formadas são orbitadas por discos empoeirados de gás," conclui Mark Wardle, astrônomo da Universidade Macquarie em Sydney, Austrália. "Se assim for, é provável que a partir deste material se formem, eventualmente, planetas, como é o caso nas estrelas jovens no disco galáctico."

Os resultados foram publicados na revista The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: National Radio Astronomy Observatory

As nebulosas da América do Norte e do Pelicano

Observadores na Terra podem reconhecer estas nuvens cósmicas.

© Paolo Moroni (NGC 7000 e IC 5070)

No lado esquerdo, a emissão brilhante delimitada por linhas de poeira escura, parece traçar uma forma continental conhecida e por isso leva o nome popular de Nebulosa da América do Norte, sendo que o nome oficial catalogado é NGC 7000.

No lado direito, como se estivesse na costa leste da América do Norte, está a IC 5070, cujo perfil também tem uma forma conhecida e por isso é conhecida como a Nebulosa do Pelicano.

As duas nebulosas brilhantes estão localizadas a cerca de 1.500 anos-luz de distância e fazem parte da mesma grande e complexa região de formação de estrelas, que é quase tão perto daqui como a Nebulosa de Órion. A esta distância, o campo de visão, que no céu se espalha por 6 graus, representa 150 anos-luz.

Este belo retrato cósmico usou imagens obtidas com filtros de banda estreita para destacar as frentes brilhantes de ionização, e o característico brilho vermelho do gás hidrogênio atômico. Estas nebulosas podem ser vistas com binóculos em locais bem escuros. Para encontra-las você deve olhar um pouco a nordeste da brilhante estrela Deneb, na constelação de Cygnus, o Cisne.

Fonte: NASA

Novo método para medir o tamanho das estrelas de nêutrons

As estrelas de nêutrons são feitas de matéria ultradensa. O modo como esta matéria se comporta é um dos maiores mistérios da física nuclear moderna.

© Rodion Kutsaev (ilustração de uma estrela de nêutrons)

Pesquisadores desenvolveram um novo método para medir o raio das estrelas de nêutrons, o que os ajuda a entender o que acontece com a matéria dentro da estrela sob pressão extrema.

Foi desenvolvido um novo método para medir o tamanho das estrelas de nêutrons num estudo liderado por um grupo de pesquisa de astrofísica de alta-energia na Universidade de Turku, Finlândia. O método baseia-se na modelagem de como as explosões termonucleares que ocorrem nas camadas mais altas da estrela emitem raios X. Ao comparar os raios X emitidos pelas estrelas de nêutrons com os modelos teóricos de radiação atuais, os cientistas foram capazes de colocar restrições no tamanho da fonte emissora. Esta nova análise sugere que o raio da estrela de nêutrons deve ser cerca de 12,4 km.

"As medições anteriores mostraram que o raio de uma estrela de nêutrons estava situado entre os 10 e os 16 km. Nós reduzimos este intervalo até cerca de 12 km com cerca de 400 metros de precisão, talvez 1.000 metros se quisermos ter a certeza. Portanto, a nova medição é uma melhoria clara em relação à anterior," comenta Joonas Nättilä, candidato a doutoramento que desenvolveu o método.

As novas medições ajudam os ipesquisadores a estudar o tipo de condições físicas nucleares presentes no interior de estrelas de nêutrons extremamente densas. Estão particularmente interessados em determinar a equação do estado de matéria de nêutrons, que mostra quão comprimível é a matéria a densidades extremamente elevadas.

"A densidade da matéria nas estrelas de nêutrons é cerca de 100 milhões de toneladas por centímetro cúbico. De momento, as estrelas de nêutrons são os únicos objetos naturais com os quais podemos estudar estes tipos extremos de matéria," acrescenta Juri Poutanen, líder do grupo de pesquisa.

Os novos resultados também ajudam a compreender as recém-descobertas ondas gravitacionais que tiveram origem na colisão de duas estrelas de nêutrons. É por isso que o consórcio LIGO/Virgo, que descobriu estas ondas, foi rápido em comparar as suas observações recentes com as novas restrições obtidas pelos cientistas finlandeses.

"A forma específica do sinal de onda gravitacional é altamente dependente dos raios e da equação de estado das estrelas de nêutrons. É muito emocionante como estas duas medições completamente diferentes contam a mesma história acerca da composição das estrelas de nêutrons. O próximo passo lógico é combinar estes dois resultados," conclui Nättilä.

Fonte: University of Turku