Como duas anãs marrons tênues se juntaram para brilhar intensamente

As anãs marrons têm má reputação no mundo estelar, sendo frequentemente rotuladas como "estrelas falhadas" devido à sua incapacidade de sustentar a fusão nuclear nos seus núcleos.

© Caltech (ilustração do par de anãs marrons ZTF J1239+8347)

A massa destes objetos situa-se entre a dos planetas e a das estrelas, variando entre 13 e 80 vezes a massa de Júpiter. Como não são suficientemente massivas para sustentar a fusão, são muito mais tênues e frias do que as suas congêneres estelares.

Agora, uma nova descoberta liderada por pesquisadores do California Institute of Technology (Caltech) mostra como estes corpos pouco luminosos podem unir-se para brilhar intensamente. Ao analisar observações de arquivo captadas pelo ZTF (Zwicky Transient Facility) no Observatório Palomar, foi identificado um par íntimo de anãs marrons, no qual uma está ativamente extraindo material da outra. Em última análise, espera-se que as anãs marrons se fundam para formar uma nova estrela; alternativamente, a anã marrom que ganha a massa extra irá inflamar-se para se tornar uma estrela. Seja como for, um par de estrelas falhadas terá criado uma estrela brilhante.

A descoberta é inédita: até agora, este tipo de transferência de massa entre objetos binários só tinha sido observado em objetos muito mais pesados, como as anãs brancas, que são os cadáveres de estrelas como o nosso Sol.

O par de anãs marrons, denominado ZTF J1239+8347 (ZTF J1239, para abreviar), foi detectado depois de os cientistas terem analisado uma base de dados conhecida como ZTF Variability Archive (ZVAR), que é uma coleção de dados de todo o céu recolhidos repetidamente pelo ZTF desde 2017. A base de dados, que contém 2 bilhões de objetos, revela como esses objetos mudam ao longo do tempo. No caso de ZTF J1239, verificou-se que o objeto mudava significativamente de brilho a cada 57 minutos. Uma análise mais aprofundada da fonte revelou que se trata de um par de anãs marrons pouco luminosas que intimamente se orbitam uma à outra; na verdade, todo o sistema caberia na distância entre a Terra e a Lua.

Os objetos, que têm aproximadamente 60 a 80 vezes a massa de Júpiter, encontram-se a cerca de 1.000 anos-luz de distância, na direção da constelação da Ursa Maior. Os cientistas não têm a certeza de como os dois corpos celestes pouco luminosos se juntaram inicialmente; é possível que uma terceira estrela as tenha aproximado gravitacionalmente a partir de sistemas distintos. Uma vez juntas, as estrelas teriam entrado numa espiral, aproximando-se cada vez mais, até que uma das anãs marrons aumentou de tamanho devido à influência gravitacional da outra, tornando-se menos densa.

Quando a gravidade de uma estrela é superada pela da outra, a matéria começa a fluir da estrela menos densa para a mais densa. É como se a matéria escorresse através de um bocal. Este bocal direciona o material de uma anã marrom para um ponto fixo na outra, que então aquece e brilha com luz azul e ultravioleta. A rotação deste ponto quente, à medida que as duas anãs marrons giram uma à volta da outra, levou à curva de luz periódica observada pelo ZTF. Embora se saiba que outros tipos de estrelas transferem massa entre si, esta é a primeira vez que tal acontece no mundo das anãs marrons.

Como o par recém-descoberto é pouco brilhante e está próximo da Terra, os cientistas estimam que existam muitos outros semelhantes por aí à espera de serem descobertos. Espera-se que o Observatório Vera Rubin, localizado no Chile, detecte dúzias de outros objetos destes. Outros telescópios que contribuíram para o estudo incluem a missão Gaia da ESA, o Observatório W. M. Keck no Havaí, o telescópio Hale de 200 polegadas de Palomar, o WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) da NASA, o telescópio Neil Gehrels Swift da NASA e o GTC (Gran Telescopio Canarias) nas Ilhas Canárias, Espanha. Futuras observações estão estão sendo planejadas de ZTF J1239 com o telescópio espacial James Webb da NASA.

Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: California Institute of Technology

Um sistema solar em construção?

Os astrônomos observaram a formação de dois planetas no disco em torno da estrela jovem WISPIT 2.

© ESO (sistema WISPIT 2)

Tendo já sido detectado anteriormente um planeta em torno desta estrela, a equipe recorreu agora aos telescópios do Observatório Europeu do Sul (ESO) para confirmar a presença de um outro. Estas observações, juntamente com a estrutura única do disco em torno desta estrela, indicam que o sistema WISPIT 2 poderá assemelhar-se ao nosso Sistema Solar quando este era jovem.

Este sistema é apenas o segundo conhecido, depois de PDS 70, em que dois planetas foram observados diretamente se formando em torno da sua estrela progenitora. Ao contrário de PDS 70, porém, o WISPIT 2 possui um disco de formação planetária bastante grande, com espaços vazios e anéis muito distintos. Estas estruturas sugerem que está ocorrendo atualmente a formação de mais planetas neste disco, os quais certamente serão detectados.

Com estas observações, os astrônomos procuram compreender melhor como é que os sistemas planetários bebês evoluem para se tornarem sistemas como o nosso Sistema Solar. O primeiro planeta recém formado descoberto neste sistema, denominado WISPIT 2b, foi detectado o ano passado. Este objeto possui uma massa quase cinco vezes superior à de Júpiter e orbita a estrela central a uma distância equivalente a aproximadamente 60 vezes a distância entre a Terra e o Sol.

Agora, e depois de ter sido identificado mais um objeto perto da estrela, medições realizadas com o Very Large Telescope (VLT) do ESO e o Interferômetro do VLT (VLTI) confirmaram que este objeto era outro planeta, o WISPIT 2c. O novo planeta encontra-se quatro vezes mais próximo da estrela central e tem o dobro da massa de WISPIT 2b. Ambos são gigantes gasosos, tal como os planetas exteriores do nosso Sistema Solar.

Para confirmar a existência de WISPIT 2c, a equipe utilizou o instrumento SPHERE do VLT do ESO, que captou uma imagem do objeto, e depois utilizou o instrumento GRAVITY+ do VLTI para confirmar que o objeto era um planeta.

Ambos os planetas de WISPIT 2 surgem em espaços abertos bem definidas no disco de gás e poeira que orbita esta estrela jovem. Estes espaços no disco resultam do desenvolvimento de cada planeta: as partículas no disco coalescem e a sua gravidade atrai mais material até se formar um planeta embrionário, o chamado protoplaneta. O material que sobra, em volta de cada espaço, dá origem a anéis de poeira bem característicos destes discos. Para além dos dois espaços vazios onde os dois planetas foram encontrados, existe pelo menos mais um, menor e mais afastado, no disco de WISPIT 2. Suspeita-se que exista um terceiro planeta em formação neste espaço, possivelmente com a massa de Saturno, dado que o espaço é mais estreito e menos profundo.

Com o futuro Extremely Large Telescope do ESO, será possível provavelmente obter imagens diretas de tal planeta.

O estudo publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: ESO

Revelada uma nova classe de planetas fundidos

O exoplaneta conhecido como L 98-59 d orbita uma pequena estrela vermelha a cerca de 35 anos-luz da Terra.

© M. Garlick (ilustração do exoplaneta L 98-59 d)

Observações recentes do telescópio espacial James Webb e de observatórios terrestres sugeriram algo incomum: o exoplaneta tem uma densidade particularmente baixa, dado o seu tamanho (que é cerca de 1,6 vezes o da Terra) e contém quantidades significativas de sulfureto de hidrogênio na sua atmosfera.

Até agora, os astrônomos teriam classificado um planeta como este numa de duas categorias conhecidas: ou um "anão gasoso" e rochoso com uma atmosfera de hidrogênio, ou um mundo rico em água composto por oceanos profundos e por gelo. Mas estas novas descobertas revelam que L 98-59 d não se enquadra em nenhuma dessas descrições, ao invés, parece pertencer a uma classe totalmente diferente de planetas, contendo moléculas pesadas de enxofre.

Utilizando simulações computacionais avançadas, pesquisadores reconstruiram a história do exoplaneta desde pouco depois do seu nascimento até aos dias de hoje, um período de quase cinco bilhões de anos. Ao ligar diretamente as observações telescópicas a estes modelos físicos detalhados do interior e da atmosfera planetária, conseguiram determinar o que deve estar ocorrendo nas profundezas do planeta.

Os seus resultados revelam que o manto de L 98-59 d é provavelmente constituído por silicato fundido (semelhante à lava na Terra), com um oceano global de magma que se estende por milhares de quilômetros abaixo da superfície. Este vasto reservatório fundido permite que o planeta armazene quantidades extremamente grandes de enxofre nas profundezas do seu interior, ao longo de escalas geológicas de tempo. O oceano de magma também ajuda L 98-59 d a reter uma atmosfera espessa rica em hidrogênio, contendo gases que contêm enxofre, como o sulfureto de hidrogênio (H2S), responsável pelo cheiro característico de ovos podres.

Normalmente, este seria perdido para o espaço ao longo do tempo, devido aos raios X produzidos pela estrela hospedeira. Ao longo de milhares de milhões de anos, as interações químicas entre o seu interior fundido e a atmosfera moldaram o que os telescópios observam hoje em L 98-59 d. Os pesquisadores sugerem que L 98-59 d pode ser o primeiro membro reconhecido de uma população mais ampla de planetas sulfurosos ricos em gás que sustentam oceanos de magma e de longa duração. Se assim for, a diversidade de mundos na nossa Galáxia pode ser ainda maior do que se imaginava anteriormente.

As observações do telescópio espacial James Webb realizadas em 2024 indicaram a presença de dióxido de enxofre, entre outros gases sulfurosos, nas camadas superiores da atmosfera de L 98-59 d. Os novos modelos da equipe mostram que estes gases podem ser criados quando a luz ultravioleta da estrela hospedeira, a anã vermelha L 98-59, desencadeia reações químicas. Ao mesmo tempo, o oceano de magma abaixo atua como um enorme reservatório para armazenar estes gases voláteis, acumulando-os e libertando-os ao longo de bilhões de anos após a formação do planeta. Esta combinação de armazenamento profundo de voláteis no seu interior e da química atmosférica impulsionada pelos raios ultravioleta explica as propriedades notáveis do planeta.

De acordo com as simulações, L 98-59 d provavelmente formou-se com uma quantidade muito grande de material volátil e pode ter-se assemelhado, em tempos, a um planeta sub-Netuno de maiores dimensões. Ao longo de bilhões de anos, foi encolhendo gradualmente à medida que arrefecia e perdia parte da sua atmosfera. É importante referir que os oceanos de magma representam os estados iniciais universais de todos os planetas rochosos (incluindo a Terra e Marte), pelo que novos conhecimentos acerca da física dos oceanos de magma podem fornecer informações sobre o nosso próprio mundo e sobre a sua história primordial.

O telescópio espacial James Webb está coletando uma grande quantidade de novos dados, com mais a caminho pelas futuras missões Ariel e PLATO. Os pesquisadores pretendem aplicar as suas simulações a estas novas medições, utilizando métodos de aprendizagem de máquina, para mapear a diversidade de mundos localizados além do Sistema Solar e estabelecer ligações com as suas histórias iniciais. Ao fazê-lo, será possível aprender como os planetas se formam, como evoluem e, assim, definir expectativas sobre quais podem ser habitáveis.

Um artigo foi publicado na revista Nature Astronomy.

Fonte: University of Oxford

Sinfonia de hidrogênio em Monoceros

Esta imagem de campo amplo capta a intrincada interação entre o nascimento e a morte estelar na constelação de Monoceros  (Unicórnio).

© Piotr Czerski (Caldwell 49 & NGC 2264)

No canto superior direito, brilha a Nebulosa da Roseta, um berçário estelar energizado por estrelas jovens e massivas. A Nebulosa Roseta, também conhecida como Caldwell 49, é uma grande nebulosa circular da região HII, localizada perto de uma extremidade de uma nuvem molecular gigante na região da constelação de Monoceros, também esta próximo ao braço da constelação de Perseus, na Via Láctea. O aglomerado aberto NGC 2244 (Caldwell 50) está intimamente associado à nebulosidade, as estrelas do aglomerado tendo sido formadas a partir da matéria da nebulosa.

À esquerda do centro, a Nebulosa do Cone e o Aglomerado da Árvore de Natal marcam outro complexo ativo de formação estelar imerso em gás e poeira turbulentos. A Nebulosa do Cone é uma região HII na constelação de Monoceros. Foi descoberta por William Herschel em 26 de dezembro de 1785, ocasião em que a designou como H V.27. A nebulosa está localizada a cerca de 2.600 anos-luz da Terra. O Aglomerado da Árvore de Natal é um berçário estelar situado a cerca de 2.500 anos-luz da Terra na constelação de Monoceros. Esta região de formação estelar contém estrelas jovens e gás que, em imagens captadas, formam um "pinheiro cósmico" com luzes brilhantes, composto por estrelas azuis e brancas.

A Nebulosa do Cone faz parte da nebulosidade que envolve o Aglomerado da Árvore de Natal . A designação NGC 2264 no Novo Catálogo Geral refere-se a ambos os objetos e não apenas à nebulosa. Juntas, essas estruturas se estendem por centenas de anos-luz, ilustrando o ciclo cósmico: estrelas massivas se formam dentro de nuvens moleculares, vivem brevemente e terminam violentamente, enriquecendo e remodelando o próprio material do qual novas estrelas emergirão.

Fonte: Amateur Astronomy Photo of the Day

O nascimento de um magnetar numa supernova superluminosa

Astrônomos observaram pela primeira vez o nascimento de um magnetar, uma estrela de nêutrons altamente magnetizada, e confirmaram que é a fonte de energia por trás de algumas das estrelas explosivas mais brilhantes do cosmos.

© LCO (magnetar rodeado por um disco de acreção que está oscilando)

A descoberta corrobora uma teoria proposta há 16 anos pelo físico Dan Kasen, que estabelece um novo fenômeno nas estrelas em explosão. 

As supernovas superluminosas, que podem ser 10 ou mais vezes mais brilhantes do que as supernovas comuns, intrigam os astrônomos desde a sua descoberta no início da década de 2000. Pensava-se que resultavam da explosão de estrelas muito massivas, talvez com 25 vezes a massa do nosso Sol, mas elas permanecem brilhantes por muito mais tempo do que seria de esperar quando o núcleo de ferro de uma estrela colapsa e as suas camadas externas são subsequentemente expelidas.

Em 2010, Dan Kasen, agora astrofísico teórico e professor de física na Universidade da Califórnia em Berkeley, foi o primeiro a propor que um magnetar estava alimentando o brilho duradouro. De acordo com a teoria, quando uma estrela massiva entra em colapso no final da sua vida, esmaga grande parte da sua massa numa estrela de nêutrons muito compacta, um destino que fica um pouco aquém do colapso num buraco negro. Se a estrela tivesse originalmente um campo magnético muito forte, este teria sido ampliado durante a formação do magnetar, produzindo um campo 100 a 1.000 vezes mais forte do que o das normais estrelas de nêutrons com elevada rotação, os chamados pulsares. Os pulsares e os seus irmãos e altamente magnetizados, os magnetares, têm apenas cerca de 16 km de diâmetro.

À medida que o magnetar gira, o campo magnético pode acelerar partículas carregadas que colidem com os detritos da supernova em expansão, aumentando o seu brilho. Pensa-se também que os magnetares sejam a fonte das FRBs (Fast Radio Bursts).

Os pesquisadores confirmaram a ligação entre os magnetares e as supernovas superluminosas do Tipo I (SLSNe-I) após analisar dados de uma supernova de 2024 chamada SN 2024afav. Após a descoberta de SN 2024afav em dezembro de 2024, o Las Cumbres Observatory (LCO), uma rede de 27 telescópios espalhados por todo o mundo, rastreou-a e mediu o seu brilho por mais de 200 dias. A estrela em explosão estava localizada a cerca de um bilhão de anos-luz da Terra.

Os astrônomos perceberam que, após atingir o pico do brilho cerca de 50 dias após a explosão, não desapareceu gradualmente como as supernovas típicas. Em vez disso, o seu brilho oscilou lentamente para baixo, com o período das oscilações encurtando gradualmente, produzindo uma série de quatro picos. Sabia-se que as supernovas superluminosas anteriores apresentavam alguns picos na sua curva de luz em decaimento, o que alguns interpretaram como o choque da supernova colidindo com camadas de gás acumuladas em torno da estrela, iluminando-a brevemente. Mas ninguém tinha observado quatro picos.

Como é improvável que o material ao redor do magnetar seja simétrico, o disco de acreção também não seria simétrico em torno da estrela de nêutrons, levando a um desalinhamento do eixo de rotação do magnetar e do eixo de rotação do disco de acreção. Considerando que a relatividade geral afirma que uma massa em rotação arrasta o espaço-tempo consigo, o magnetar em rotação produziria um efeito conhecido como precessão de Lense-Thirring, ou seja, faria com que o disco desalinhado oscilasse. Um disco oscilante poderia bloquear e refletir periodicamente a luz do magnetar, transformando todo o sistema num farol cósmico intermitente. O tempo para que isso se repita diminui com o raio do disco, de modo que, à medida que o disco se desloca em direção ao magnetar, ele oscila mais rapidamente, fazendo com que a luz oscile mais rapidamente à medida que se desvanece.

Os astrônomos também usaram dados observacionais para estimar o período de rotação da estrela de nêutrons de 4,2 milissegundos e o campo magnético de cerca de 300 trilhões de vezes o da Terra. Ambos são características marcantes de um magnetar.

Um artigo foi publicado na revista Nature.

Fonte: University of California

Evidências raras da colisão entre dois planetas

Astrônomos analisando dados telescópicos obtidos em 2020 quando descobriram uma estrela, de outra forma nada de especial, com um comportamento muito estranho.

© Andy Tzanidakis (colisão planetária em torno da estrela Gaia20ehk)

A estrela, denominada Gaia20ehk, encontra-se a cerca de 11.000 anos-luz da Terra, perto da constelação da Popa. É uma estrela estável da "sequência principal", muito semelhante ao nosso Sol, o que significa que deveria emitir uma luz constante e previsível. No entanto, esta estrela começou a piscar descontroladamente. A emissão de luz estelar era regular e constante, mas a partir de 2016 apresentou três quedas de brilho. 

A causa do cintilar não tinha nada a ver com a própria estrela: enormes quantidades de rocha e poeira, passavam à frente da estrela distante enquanto o material orbitava o sistema, ofuscando de forma irregular a luz que chegava à Terra. A provável origem de todos esses detritos era ainda mais notável: uma colisão catastrófica entre dois planetas.

Os planetas formam-se quando a gravidade agrupa a matéria, por exemplo: poeira, gás, gelo ou detritos rochosos, que orbita uma nova estrela. Os sistemas solares em fase inicial são caóticos, os planetas colidem e explodem frequentemente ou são lançados para o espaço exterior. Através deste processo, e ao longo de talvez 100 milhões de anos, sistemas solares como o nosso reduzem o número de planetas e estabelecem-se num equilíbrio. Por mais comuns que estas colisões provavelmente sejam, observar uma num sistema solar distante requer paciência e sorte.

O comportamento de Gaia20ehk representou um novo mistério. A flutuação particular da estrela, breves quedas no brilho seguidas de caos, nunca tinha sido observada antes. Então, a equipe usou dados de um telescópio diferente para procurar luz infravermelha em vez de luz visível.

À medida que a luz visível começava a cintilar e a enfraquecer, a luz infravermelha atingia picos. O que poderia significar que o material bloqueando a estrela era quente, tão quente que brilha no infravermelho. Uma colisão cataclísmica entre planetas produziria certamente calor suficiente para explicar a energia infravermelha. Além disso, o tipo certo de colisão poderia também explicar aquelas quedas iniciais de luminosidade. Isso pode ter sido causado quando dois planetas se aproximarem cada vez mais um do outro numa trajetória espiral. No início, ocorreram uma série de impactos tangenciais, que não produziriam muita energia infravermelha. Depois, tiveram a sua grande colisão catastrófica, e a radiação infravermelha aumentou consideravelmente. Existem também indícios de que a colisão se assemelha àquela que criou a Terra e a Lua há cerca de quatro bilhões e meio de anos. 

A nuvem de poeira está orbitando Gaia20ehk a cerca de uma unidade astronômica, a mesma distância que separa o Sol da Terra. A essa distância, o material pode eventualmente arrefecer o suficiente para se solidificar em algo semelhante ao nosso sistema Terra-Lua.

O potente Simonyi Survey Telescope, do Observatório Vera C. Rubin, será ideal para a tarefa quando iniciar o seu LSST (Legacy Survey of Space and Time) ainda este ano; alguns cálculos rápidos sugerem que o Rubin poderá encontrar 100 novos impactos nos próximos 10 anos. Isso poderá, em última análise, ajudar a restringir a busca por mundos habitáveis fora do nosso Sistema Solar.

Um artigo foi publicado no pesriódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: University of Washington

Estranha explosão cósmica

De acordo com uma equipe internacional de astrônomos liderada por cientistas da Universidade do Estado da Pensilvânia, EUA, um flash de energia recentemente detectado parece ter sido emanado dos destroços de galáxias em colisão.

© NASA (ilustração da colisão de dois grupos de galáxias)

A explosão, conhecida como GRB 230906A, foi provavelmente causada pela colisão de duas estrelas de nêutrons há centenas de milhões de anos e agora está evidenciando como o Universo cria alguns dos seus elementos mais pesados.

O sinal, detectado pela primeira vez pelo satélite Fermi da NASA em setembro de 2023, pertencia a uma classe peculiar de explosões curtas de raios gama, explosões tão poderosas que ofuscam brevemente galáxias inteiras. Estas explosões ocorrem quando duas estrelas de nêutrons, remanescentes mortos de estrelas massivas, espiralam uma em direção à outra e colidem, liberando uma grande quantidade de energia e forjando elementos pesados como ouro e platina.

Usando o observatório de raios X Chandra e o telescópio espacial Hubble, os pesquisadores localizaram a explosão numa galáxia fraca que parece fazer parte de um grupo maior a cerca de 8,5 bilhões de anos-luz de distância. Este grupo está passando por uma fusão cósmica, galáxias colidindo e interagindo, estimulando a formação estelar. A explosão ocorreu no campo de detritos desta colisão galáctica, um longo e fino fluxo de estrelas e gás que se estende pelo espaço.

Quando as galáxias interagem, a gravidade faz com que se atraiam mutuamente com tanta força que material como estrelas, poeira e gás são esticados para o espaço, formando uma estrutura semelhante a uma cauda, denominada "cauda de maré". Isto pode ser uma indicação de que a interação de marés entre galáxias pode desencadear a formação estelar e duas estrelas de nêutrons que evoluem a partir das novas estrelas podem acabar por se fundir, desencadeando estas grandes explosões e emissões energéticas que observamos.

Estas explosões, também chamadas fusões de estrelas binárias compactas, geram emissões de quilonovas: halos brilhantes de luz que são um dos principais locais de produção de elementos pesados no Universo. Isto pode fornecer uma explicação natural para o motivo pelo qual vemos uma taxa superior de produção de elementos pesados no halo das galáxias em interação. 

A equipe afirma suspeitar que as estrelas de nêutrons que colidiram nasceram durante uma onda de formação estelar desencadeada pela fusão galáctica há cerca de 700 milhões de anos. A sua eventual colisão não só produziu a poderosa explosão de raios gama detectada, como também espalhou elementos pesados recém-formados para o espaço circundante. 

O ouro que temos na Terra foi produzido num evento explosivo desta natureza. Os elementos pesados no nosso corpo, como o ferro, por exemplo, vêm de cerca de 10.000 estrelas da nossa Galáxia que morreram. Demorou bilhões de anos, mas esse ferro persistiu na Terra e, à medida que os nossos corpos se formaram e evoluíram, utilizaram esse material. Charlton disse que os resultados da equipe sublinham como as interações violentas entre galáxias podem preparar o terreno para eventos cósmicos poderosos que podem alterar a composição dos elementos no Universo.

Sem o observatório de raios X do Chandra, a tênue galáxia hospedeira poderia ter sido totalmente ignorada. Por agora, a distância exata da explosão permanece incerta. Pode estar ainda mais distante, tornando-se uma das explosões curtas de raios gama mais distantes já registadas.

Observações futuras com telescópios de próxima geração podem resolver a questão. A nossa própria Galáxia, a Via Láctea, tem uma vizinha, a galáxia de Andrômeda, e daqui a quatro ou cinco bilhões de anos vai fundir-se com a Via Láctea. Estas colisões entre estrelas de nêutrons poderão acontecer, e poderão formar-se caudas de maré, espalhando elementos pesados e enriquecendo o Universo".

Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: NASA

Dois eclipses de Saros 133

O alinhamento entre Sol, Terra e Lua provoca a chamada “Lua de sangue” nas primeiras horas de 3 de março de 2026.

© Emmanuel Astronomono (Eclipse Total da Lua)

O fenômeno ocorre quando a Terra se posiciona exatamente entre o Sol e a Lua, projetando sua sombra sobre o satélite natural. Esse alinhamento só pode acontecer durante a fase de Lua cheia. Quando a Lua entra completamente na parte mais escura da sombra terrestre, a umbra, ocorre o eclipse total. É nesse momento que ela adquire a coloração vermelho-alaranjada.

Mesmo totalmente encoberta pela sombra da Terra, a Lua não desaparece do céu. Parte da luz solar atravessa a atmosfera terrestre e sofre espalhamento; o mesmo processo que deixa o céu azul durante o dia e o pôr do Sol avermelhado.  A atmosfera filtra os comprimentos de onda mais curtos, como o azul, e permite que os tons avermelhados sejam desviados e atinjam a superfície lunar.

© Tunc Tezel / Petr Horalek (Dois eclipses de Saros 133)

Centradas no ponto máximo do eclipse, estas duas sequências de eclipses lunares totais são quase idênticas. No entanto, a de cima é composta por imagens registradas em fevereiro de 2008, enquanto a de baixo mostra o eclipse lunar total de março de 2026.

Por que são tão semelhantes? Porque esses dois eclipses lunares totais pertencem ao mesmo ciclo de Saros. O ciclo de Saros foi descoberto historicamente a partir de observações da órbita da Lua. Com um período de 18 anos, 11 dias e 20 segundos (6.585,32 dias), o ciclo prevê quando o Sol, a Terra e a Lua retornam à mesma geometria relativa para um eclipse lunar (ou solar).

Uma complicação com respeito ao ciclo de Saros é que esse período não corresponde a um número inteiro de dias: na verdade contém um múltiplo de 1/3 de dia. Por isso, como resultado da rotação da Terra, para cada Saros sucessivo, o eclipse irá ocorrer cerca de 8 horas mais tarde no dia. No caso de um eclipse solar, isso significa que a região de visibilidade irá mudar de cerca de 120º a oeste, o que implica que os dois eclipses não serão visíveis a partir dos mesmos locais na Terra. Já no caso de um eclipse lunar, o eclipse seguinte pode ainda ser visível do mesmo local na Terra, contanto que a Lua esteja acima do horizonte. Mas, esperando-se a passagem de 3 Saros, o primeiro e o quarto eclipses da série poderão ser visíveis aproximadamente a partir da mesma região da Terra e aproximadamente na mesma hora do dia.

Eclipses separados por um período de Saros pertencem à mesma série numerada de Saros, neste caso, Saros 133. Portanto, é esperado que o próximo eclipse lunar do Saros 133 seja uma repetição do eclipse de 3 de março deste ano. Você poderá observar o próximo eclipse lunar total do Saros 133 em 13 de março de 2044.

Fonte: NASA

Um quintilhão para um: estrelas gigantes, poeira minúscula

Astrônomos que utilizam o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) e o JWST (James Webb Space Telescope) descobriram que algumas das estrelas mais massivas da nossa Galáxia estão emitindo grãos incrivelmente pequenos de poeira de carbono.

© NRAO (ilustração do sistema binário WR112)

Ambos os poderosos telescópios foram necessários, a fim de revelar toda a poeira produzida por estas estrelas. Esta nova pesquisa centrou-se em WR 112, um sistema estelar binário que contém uma estrela Wolf-Rayet muito rara, massiva, intensamente quente e moribunda, em órbita de outra estrela companheira. Juntas, estas estrelas lançam ventos estelares poderosos que colidem e criam regiões densas e frias onde se forma poeira, antes que esta seja espalhada pelo espaço interestelar pela intensa luz estelar.

Embora imagens anteriores do JWST, no infravermelho médio, tenham revelado arcos espirais brilhantes de poeira em WR 112, os pesquisadores ficaram surpreendidos ao não verem poeira alguma nas sensíveis observações milimétricas do ALMA. Apenas grãos de poeira minúsculos e quentes poderiam esconder-se da visão do ALMA, um dos telescópios milimétricos mais potentes da Terra. Dados combinados do JWST e do ALMA sugeriram que os grãos de poeira nas estruturas espirais estendidas são em grande parte inferiores a um micrômetro, e a maioria deles deve ter apenas alguns nanômetros de diâmetro.

É incrível saber que algumas das estrelas mais massivas do Universo produzem algumas das partículas de poeira mais minúsculas antes de morrerem. A diferença de tamanho entre a estrela e a poeira que ela produz é de cerca de um quintilhão para um.

A equipe também encontrou evidências de que a poeira não é composta uniformemente por uma variedade de tamanhos, mas sim por dois tamanhos distintos: um grupo maior de grãos nanométricos e um grupo menor de grãos com cerca de 0,1 micrômetros de diâmetro.

Esta descoberta conciliou décadas de medições contraditórias de sistemas binários semelhantes: alguns revelavam apenas grãos muito pequenos, enquanto outros viam apenas grãos maiores. Agora, entende-se que este tipo de sistema binário pode ter ambos. A equipe explorou vários processos físicos que, em princípio, podem quebrar ou evaporar grãos de poeira perto do severo campo de radiação das estrelas, descobrindo que esses processos têm uma tendência a destruir grãos que estavam entre esses tamanhos sob certas condições.

Como o sistema WR 112 é um dos produtores de poeira mais prolíficos do seu tipo - produzindo o equivalente a três Luas de poeira por ano, as novas medições do tamanho dos grãos têm grandes implicações para a quantidade de poeira de carbono que os binários massivos podem contribuir para a Galáxia em geral. Ao revelar que algumas das maiores estrelas do Universo são fábricas de algumas das suas mais pequenas partículas sólidas, este estudo fornece uma peça importante que faltava no ciclo de vida da poeira cósmica.

Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal.

Fonte: National Radio Astronomy Observatory

Análise de raro sistema planetário

Sistemas planetários como o nosso Sistema Solar levam centenas de milhões de anos a evoluir.

© ESO (ilustração do sistema planetário TOI-2076)

Tendo em conta que a humanidade existe apenas há uma minúscula fração desse tempo, os astrônomos só observaram sistemas planetários no seu nascimento ou, mais frequentemente, muito depois de terem atingido a maturidade. Há uma lacuna de informação acerca do que acontece no meio.

Mas, em breve, essa compreensão irá mudar. Pela primeira vez, os astrônomos podem caracterizar em detalhe o sistema planetário TOI-2076 desde a sua descoberta em 2020. O sistema, observado em plena transição, oferece uma nova perspectiva sobre esta outrora misteriosa fase evolutiva. O estudo observa e modela potenciais marcadores da formação cósmica usando evidências importantes: a separação de um sistema planetário denso e compacto e a evaporação dinâmica das atmosferas dos planetas causada pela intensa radiação estelar.

Pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Flórida, que usam modelos computacionais para ilustrar e estimar a evolução planetária, para testar a capacidade dos modelos em corresponder ao resultado deste sistema a partir de origens simuladas. Os seus cálculos fornecem uma forte compreensão da fugaz transição entre juventude e maturidade planetárias em todo o Universo.

Os quatro planetas do sistema orbitam uma jovem estrela anã K, com "apenas" 210 milhões de anos. Usando telescópios terrestres e dados da missão TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA, os cientistas descobriram que os planetas estão espaçados com uma sequência orbital quase consistente, indicando que já estiveram muito próximos uns dos outros, mas que estão se afastando lentamente. Também descobriram que todos os planetas têm núcleos rochosos semelhantes com uma variedade de atmosferas diferentes: o planeta mais interior perdeu completamente os seus gases originais, enquanto os três exteriores mantiveram as suas atmosferas.

Os pesquisadores previram que a perda gradual das atmosferas originais foi impulsionada por um processo chamado fotoevaporação. Isto ocorre quando a poderosa radiação de uma fonte de energia, como uma estrela, aquece a atmosfera de um planeta até que o gás escape para o espaço. Os planetas que estão mais próximos da estrela e, portanto, recebem maiores quantidades de radiação, perderiam mais gás e ficariam com mais rocha do que os seus homólogos mais distantes.

Os cientistas utilizaram modelos de evolução para simular como a fotoevaporação moldaria a evolução de planetas semelhantes, desde a origem até à adolescência, todos nascidos com a mesma composição inicial de rocha e gás. Será que a simulação produziria o mesmo resultado observado na vida real?

Sim. Na simulação, foi descoberto que os planetas evoluíram naturalmente para um estado semelhante ao observado no sistema real. Portanto, foi possível supor que a fotoevaporação estava em ação; a radiação da estrela do sistema foi o que transformou alguns planetas em rochas nuas, enquanto deixou outros com uma atmosfera gasosa. Os modelos também indicaram que a massa do planeta, que muda com a perda de gás, contribuiu para o distanciamento gradual dos planetas numa sequência orbital. A simulação também forneceu indicações de quanto tempo leva para um sistema atingir a adolescência, sugerindo que a maior parte da perda atmosférica ocorre nos primeiros 100 milhões de anos de vida de um sistema. Após esse ponto, a formação do sistema estabiliza-se e assim permanece por bilhões de anos.

O modelo, agora atualizado com estas novas descobertas, ajudará os astrônomos a desvendar a história dos sistemas planetários mais antigos. Também pode orientar as previsões de como os planetas jovens que descobriram acabarão por evoluir. Observar TOI-2076 em plena evolução foi um feito raro que rendeu descobertas extremamente valiosas. Compreender quando um sistema planetário atinge a sua transformadora adolescência, e qual o seu aspecto, fornece um instantâneo crítico de como os sistemas infantis evoluem e se estabelecem nas configurações estáveis observadas em torno de estrelas mais antigas. A nova ligação ajudará a ilustrar uma imagem mais clara de como os sistemas planetários, incluindo aqueles como o nosso, amadurecem.

Um artigo foi publicado na revista Nature Astronomy.

Fonte: Florida Institute of Technology

A transformação de uma das maiores estrelas

Uma das maiores estrelas conhecidas, uma supergigante vermelha, de repente encolheu e esquentou, transformando-se em um tipo diferente de estrela.

© ESO / VLTI (estrela WOH G64)

Os astrônomos podem ter visto uma estrela supergigante vermelha se transformando em uma hipergigante amarela. Se confirmada, seria a mudança mais dramática já presenciada em tal estrela.

Antes que as maiores estrelas morram, elas se incham em gigantes. Nosso próprio Sol abrange mais de 1 milhão de quilômetros, mas supergigantes vermelhas pode inflar para mais de 1 bilhão de quilômetros de diâmetro antes de se tornar supernova. Se você colocasse essa supergigante vermelha, apelidada de WOH G64, no centro do nosso Sistema Solar, sua borda externa ficaria além da órbita de Júpiter.

A WOH G64 está localizada na Grande Nuvem de Magalhães, ela fascina os astrônomos há décadas. Não só por seu tamanho, mas também por sua excepcional luminosidade e prodigiosa taxa de perda de massa, já que ventos poderosos levam material para longe da estrela. Mais de uma década atrás, a estrela começou uma série de mudanças dramáticas, primeiro escurecendo antes de clarear de repente, depois desaparecendo novamente.

As mudanças começaram em 2011, quando a estrela começou a escurecer. Então, em 2013 e 2014, o WOH G64 não só recuperou seu brilho inicial como o ultrapassou significativamente. Sua temperatura de superfície subiu mais de 1.000°C, transformando a estrela de vermelha em amarela como resultado. A estrela encolheu ao esquentar, esvaziando de 1.500 vezes o raio do Sol para apenas 800 raios solares.

Os traços do óxido de titânio desapareceram, e linhas de emissão proibidas emergiram. No conjunto, as mudanças sugerem uma profunda alteração nas camadas externas do astro. Por exemplo, as linhas proibidas podem vir de material ejetado que agora está brilhando. Então, em 2025, a estrela começou a desaparecer mais uma vez para menos da metade de seu brilho, caindo cerca de duas magnitudes em menos de um ano. Agora os astrônomos acham que esse comportamento pode ser explicado se WOH G64 pertence a um sistema binário.

Existem dois cenários possíveis: O primeiro é que o sistema estava embutido em um envelope comum que imitava uma supergigante vermelha. A ejeção parcial desse invólucro revelou, então, as duas estrelas. Alternativamente, a estrela primária pode ter sofrido anteriormente um episódio eruptivo excepcional, com mais de 30 anos de duração. Agora, está voltando a um estado mais silencioso mesmo com o calor, com menos erupções dominadas pelo vento. Ambas as possibilidades são extremamente raras.

Observações de estrelas antes de se tornarem supernovas não conseguiram aumentar as supergigantes vermelhas mais luminosas. Uma solução proposta é que tais estrelas evoluam de volta para estados mais quentes antes que explodam. Se é isso que está acontecendo aqui, o WOH G64 pode oferecer um raro vislumbre em tempo real dessa transição indescritível.

Veja outras informações no blog: A primeira imagem de uma estrela fora da Via Láctea.

Um artigo foi publicado na revista Nature Astronomy.

Fonte: Sky & Telescope

Estrela jovem soprando bolhas

Pela primeira vez, uma versão muito mais jovem do Sol foi apanhada em flagrante fazendo bolhas na Galáxia.

© Chandra / Hubble (estrela HD 61005)

A bolha, chamada astrosfera, rodeia completamente a estrela juvenil. Os ventos da superfície estelar estão soprando a bolha e a enchendo de gás quente à medida que se expande para o gás galáctico muito mais frio e para a poeira que rodeia a estrela.

O Sol tem uma bolha semelhante ao seu redor, chamada heliosfera, criada pelo vento solar. Estende-se muito para além dos planetas do nosso Sistema Solar e protege a Terra das partículas nocivas do espaço interestelar.

Esta é a primeira imagem de uma astrosfera que os astrônomos obtiveram em torno de uma estrela semelhante ao Sol. Mostra uma emissão ligeiramente alargada, em vez de um único ponto de luz como se vê em outras estrelas semelhantes. 

A estrela chama-se HD 61005 e está localizada a cerca de 120 anos-luz da Terra, o que a torna relativamente próxima. HD 61005 tem aproximadamente a mesma massa e temperatura que o Sol, mas é muito mais jovem, com uma idade de cerca de 100 milhões de anos, em comparação com a idade do Sol, que é de cerca de 5 bilhões de anos. Por ser tão jovem, HD 61005 tem um vento de partículas muito mais forte soprando da sua superfície, que viaja cerca de 3 vezes mais depressa e é cerca de 25 vezes mais denso do que o vento do Sol. Isto amplifica o processo de sopro das bolhas da astrosfera e imita o comportamento do nosso Sol há bilhões de anos.

As observações com o telescópio espacial Hubble mostraram que a matéria interestelar que rodeia HD 61005 é cerca de mil vezes mais densa do que a que rodeia o Sol. Desde a década de 1990 que os astrônomos têm tentado captar uma imagem de uma astrosfera em torno de uma estrela semelhante ao Sol.

O telescópio de raios X Chandra conseguiu detectar a astrosfera em torno de HD 61005 porque esta está produzindo raios X à medida que o vento estelar vai atingindo a poeira e o gás interestelar mais frios que rodeiam a estrela. O denso ambiente galáctico local, combinado com a visão de raios X de alta resolução do Chandra, o forte vento estelar e a proximidade da estrela, ajudaram a criar um forte sinal de raios X, permitindo a descoberta de uma astrosfera em torno de HD 61005. Tem um diâmetro cerca de 200 vezes superior à distância da Terra ao Sol.

O Sol não só passou provavelmente por uma fase de desenvolvimento semelhante à de HD 61005 quando era mais jovem, como também viajou provavelmente por uma região mais densa de poeira e gás do que aquela onde o Sol se encontra atualmente, reforçando a ligação com HD 61005. É espantoso pensar que a heliosfera protetora só se estenderia até à órbita de Saturno se estivéssemos na parte da Galáxia onde a HD 61005 está localizada, ou, inversamente, que a HD 61005 teria uma astrosfera 10 vezes mais larga do que a do Sol se estivesse localizada aqui. 

A HD 61005 não é visível da Terra a olho nu, mas está suficientemente perto para que os observadores do céu a possam ver usando binóculos. Os primeiros indícios de emissão de raios X da estrela central foram baseados numa breve observação de uma hora de HD 61005 pelo Chandra em 2014. Em 2021, os astrônomos observaram HD 61005 durante quase 19 horas, o que permitiu a detecção da estrutura astrosférica alargada.

Um artigo foi aceito para publicação no periódico The Astrophysical Journal.

Fonte: Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics