Dez novas estrelas de nêutrons em Terzan 5

Uma equipe internacional liderada por pesquisadores do Instituto Max Planck de Física Gravitacional, do Instituto Max Planck de Radioastronomia e do National Radio Astronomy Observatory (NRAO) descobriu dez estrelas de nêutrons em rotação rápida no aglomerado globular Terzan 5.

© NRAO (ilustração de dez novos pulsares em Terzan 5)

Muitas delas encontram-se em binários incomuns e raros, incluindo uma potencial candidata a recorde de estrela dupla de nêutrons, um pulsar numa órbita extremamente elíptica e vários sistemas "aranha" em que as estrelas de nêutrons estão evaporando as suas companheiras.

Estas descobertas aumentam o número de pulsares de milissegundo conhecidos neste aglomerado estelar muito denso em mais de um-quarto, para um total de 49. Os pesquisadores esperam descobrir mais pulsares em binários possivelmente ainda mais extremos: tencionam analisar todos os dados de Terzan 5 registados com o MeerKAT, utilizando o enorme poder computacional do projeto de ciência cidadã Einstein@Home, gerido pelo Instituto Max Planck de Física Gravitacional.

As estrelas de nêutrons são remanescentes compactos de explosões de supernova e são constituídas por matéria exótica e extremamente densa. São mais massivas do que o nosso Sol, mas com um diâmetro de apenas cerca de 20 quilômetros. Devido aos seus fortes campos magnéticos e à sua rápida rotação, emitem um feixe de ondas de rádio semelhante a um farol cósmico. Quando a rotação aponta periodicamente estes feixes para a Terra, a estrela de nêutrons torna-se visível como uma fonte de rádio pulsante: um pulsar de rádio. Alguns destes pulsares de rádio atingem períodos de rotação de apenas alguns milissegundos ao acumularem material de uma estrela companheira binária. Estes são chamados pulsares de milissegundo. 

O aglomerado globular Terzan 5 é um dos locais mais povoados de estrelas da nossa Via Láctea. No seu núcleo, onde existem milhões de vezes mais estrelas por unidade de volume do que na vizinhança do nosso Sol, as estrelas encontram-se e interagem com muito mais frequência do que em outros locais. Este fato torna-o uma "fábrica" muito eficiente para produzir pulsares em sistemas binários extraordinários. Já se conheciam 39 pulsares em Terzan 5 antes deste estudo, que acrescentou mais dez.

Os astrônomos fizeram as suas descobertas utilizando dados do radiotelescópio MeerKAT. O MeerKAT é um conjunto de 64 antenas na região de Karoo, África do Sul, com uma sensibilidade sem precedentes para fontes no hemisfério sul. Como parte do grande projeto de pesquisa TRAPUM (TRansients and Pulsars using MeerKAT), a equipe observou Terzan 5 duas vezes durante várias horas com 56 antenas do MeerKAT. A caracterização dos novos pulsares, uma tarefa que pode levar muitos anos, foi feita muito rapidamente graças a décadas de dados de arquivo obtidos com o GBT (Green Bank Telescope). 

Além deste sistema exótico encontrado com o MeerKAT, outro exemplo recente como o sistema NGC 1851E, que poderá ser o primeiro sistema pulsar, buraco negro, está mostrando que os aglomerados globulares são uma mina de ouro de oportunidades. Uma descoberta do presente trabalho é um sistema binário que, por um lado, pode consistir de duas estrelas de nêutrons. Estas estrelas de nêutrons duplas são muito raras, cerca de 20 dos mais de 3.600 pulsares conhecidos pertencem a esta classe em particular. 

Se as observações futuras confirmarem estas suspeitas, o sistema duplo seria também um recordista, com o pulsar de rotação mais rápida e a órbita de período mais longo para esta classe de sistemas. Por outro lado, o mesmo sistema pode também ser um pulsar massivo com uma estrela companheira anã branca. Um pulsar de grande massa pode condicionar a composição interior das estrelas de nêutrons. 

A órbita extremamente elíptica de outra descoberta indica uma série de encontros estelares próximos no seu passado. Quando as estrelas do centro densamente povoado de Terzan 5 passam por um sistema binário, a sua gravidade pode perturbar as suas órbitas, podendo mesmo ejetar e substituir as estrelas que o compõem. 

Os astrônomos vão voltar a observar Terzan 5 com o MeerKAT em frequências de rádio mais elevadas, o que deverá aumentar ainda mais as hipóteses de novas descobertas. Quem sabe, talvez a próxima descoberta neste fantástico aglomerado globular seja algo tão exótico como um par de pulsares de milissegundo ou um pulsar de milissegundo orbitando um buraco negro?

Um artigo foi publicado no periódico Astronomy & Astrophysics.

Fonte: Max Planck Institute for Radio Astronomy

Estrelas parecidas com o Sol orbitam companheiras "escuras"

A maior parte das estrelas no nosso Universo são formadas aos pares.

© Caltech (ilustração de um sistema estelar binário)

O nosso Sol é solitário, mas muitas estrelas como o nosso Sol orbitam estrelas parecidas, enquanto uma série de outros pares exóticos "apimentam" o Universo. Os buracos negros, por exemplo, são por vezes encontrados orbitando uns aos outros. 

Um emparelhamento que se tem revelado bastante raro é o de uma estrela semelhante ao Sol com um tipo de estrela morta chamada estrela de nêutrons. Agora, astrônomos liderados por Kareem El-Badry, do Caltech (California Institute of Technology), descobriram o que parecem ser 21 estrelas de nêutrons orbitando em sistemas binários com estrelas como o nosso Sol. 

As estrelas de nêutrons são núcleos densos e "queimados" de estrelas massivas que explodiram. Por si só, são extremamente tênues e normalmente não podem ser detectadas diretamente. São mais massivas do que as estrelas semelhantes ao Sol, mas os dois objetos orbitam-se mutuamente em torno de um centro de massa comum. À medida que as estrelas de nêutrons orbitam, puxam pelas estrelas semelhantes ao Sol, fazendo com que as suas companheiras se desloquem para trás e para a frente no céu. 

Utilizando a missão Gaia da ESA, os astrônomos conseguiram captar estas oscilações reveladoras de uma nova população de estrelas de nêutrons "escuras". Dados de vários telescópios terrestres, incluindo o Observatório W. M. Keck em Maunakea, Havaí; o Observatório La Silla no Chile; e o Observatório Whipple no estado norte-americano do Arizona, foram usados para acompanhar as observações do Gaia e aprender mais sobre as massas e órbitas das estrelas de nêutrons escondidas. 

Embora estrelas de nêutrons já tenham sido detectadas anteriormente em órbita de estrelas como o nosso Sol, estes sistemas eram todos mais compactos. Com pouca distância separando os dois corpos, uma estrela de nêutrons pode roubar massa à sua parceira. Este processo de transferência de massa faz com que a estrela de nêutrons brilhe intensamente em comprimentos de onda de raios X ou rádio. Em contraste, as estrelas de nêutrons no novo estudo estão muito mais longe das suas companheiras, na ordem de uma a três vezes a distância entre a Terra e o Sol. Isto significa que os recém-descobertos "cadáveres" estelares estão demasiado longe das suas parceiras para lhes estarem roubando material. Em vez disso, estão adormecidos e escuros. 

A enorme estrela teria colidido com a pequena estrela, provavelmente engolindo-a temporariamente. Mais tarde, a estrela de nêutrons progenitora teria explodido como supernova, o que, de acordo com os modelos, deveria ter desvinculado os sistemas binários, fazendo com que as estrelas de nêutrons e as estrelas do tipo solar se afastassem em direções opostas.

O Gaia conseguiu encontrar as improváveis companheiras devido às suas órbitas largas e longos períodos (as estrelas semelhantes ao Sol orbitam em torno das estrelas de nêutrons com períodos de seis meses a três anos). O Gaia é também mais sensível aos binários que estão relativamente próximos. A maior parte dos sistemas recentemente descobertos situam-se a menos de 3.000 anos-luz da Terra, uma distância relativamente pequena quando comparada, por exemplo, com os 100.000 anos-luz de diâmetro da Via Láctea.

As novas observações também sugerem quão raros são os pares. Estima-se que cerca de uma em cada milhão de estrelas do tipo solar orbita uma estrela de nêutrons numa órbita larga. Usando os dados do Gaia, também foram encontrados dois buracos negros silenciosos escondidos na nossa Galáxia. Um deles, chamado Gaia BH1, é o buraco negro mais próximo da Terra, a 1.600 anos-luz de distância.

Um artigo foi publicado no periódico California Institute of Technology.

Fonte: The Open Journal for Astrophysics

Um exoplaneta raro com uma órbita extremamente estranha

Usando o telescópio WIYN de 3,5 metros do Observatório Nacional de Kitt Peak, os astrônomos descobriram a órbita extrema de um exoplaneta que está a caminho de se tornar num Júpiter quente.

© NOIRLab (ilustração de exoplaneta perto de sua estrela)

Este exoplaneta não só segue uma das órbitas mais drasticamente esticadas de todos os exoplanetas em trânsito conhecidos, como também está orbitando a sua estrela de trás para a frente, o que permite compreender o mistério da evolução dos Júpiteres quentes.

Atualmente, existem mais de 7.000 exoplanetas confirmados em quase 5.000 sistemas estelares. Dentro desta população, algumas centenas pertencem à curiosa classe conhecida como Júpiteres quentes, que são exoplanetas grandes, semelhantes a Júpiter, que orbitam muito perto da sua estrela, alguns até tão perto quanto Mercúrio está do nosso Sol.

Como é que os Júpiteres quentes acabam em órbitas tão próximas é ainda um mistério, mas os astrônomos postulam que começam em órbitas distantes da sua estrela e depois migram para o interior ao longo do tempo. As fases iniciais deste processo raramente foram observadas, mas com esta nova análise de um exoplaneta com uma órbita incomum, o mistério dos Júpiteres quentes está mais perto de ser desvendado.

A descoberta deste exoplaneta, denominado TIC 241249530 b, teve origem na detecção pelo TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA, em janeiro de 2020, de uma queda no brilho de uma estrela consistente com a passagem de um único planeta do tamanho de Júpiter à sua frente, ou em trânsito. Para confirmar a natureza destas flutuações e eliminar outras causas possíveis, uma equipe de astrônomos utilizou dois instrumentos no telescópio WIYN de 3,5 metros do Observatório Nacional de Kitt Peak, um programa do NOIRLab (National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory). A equipe começou por utilizar o NESSI (NN-EXPLORE Exoplanet and Stellar Speckle Imager) numa técnica que ajuda a "congelar" a cintilação atmosférica e a eliminar quaisquer fontes estranhas que possam confundir a fonte do sinal. Depois, usando o espectrógrafo NEID (NN-EXPLORE Exoplanet Investigations with Doppler Spectroscopy) foi medida a velocidade radial de TIC 241249530 b observando cuidadosamente como o espectro da sua estrela hospedeira, ou os comprimentos de onda da sua luz emitida, se alteravam em resultado do exoplaneta que a orbitava.

A análise detalhada do espectro confirmou que o exoplaneta é aproximadamente cinco vezes mais massivo do que Júpiter. E também revelou que o exoplaneta está orbitando ao longo de uma trajetória extremamente excêntrica, ou esticada. A excentricidade da órbita de um planeta é medida numa escala de 0 a 1, sendo 0 uma órbita perfeitamente circular e 1 uma órbita altamente elíptica. Este exoplaneta tem uma excentricidade orbital de 0,94, o que o torna mais excêntrico do que a órbita de qualquer outro exoplaneta já encontrado através do método de trânsito (existe um outro exoplaneta com uma excentricidade superior, HD 20782 b com 0,956, mas não transita a sua estrela). Para comparação, a órbita altamente elíptica de Plutão em torno do Sol tem uma excentricidade de 0,25; a excentricidade da Terra é de 0,02.

Se este planeta fizesse parte do nosso Sistema Solar, a sua órbita se estenderia desde a maior aproximação, dez vezes mais perto do Sol do que Mercúrio, até à sua posição mais longínqua, à distância da Terra. Esta órbita extrema faria com que as temperaturas no planeta variassem entre as de um dia de verão e as suficientemente quentes para derreter titânio.

Para aumentar a natureza incomum da órbita do exoplaneta, foi descoberto que está orbitando numa direção oposta à rotação da sua estrela hospedeira. Isto não é algo que é observado na maior parte dos outros exoplanetas, nem no nosso Sistema Solar.

As características orbitais únicas do exoplaneta também sugerem a sua trajetória futura. Espera-se que a sua órbita inicial altamente excêntrica e a sua aproximação extremamente íntima à estrela hospedeira "circularizem" a órbita do planeta, uma vez que as forças de maré no planeta retiram energia da órbita e fazem com que esta diminua gradualmente e se torne mais circular. A descoberta deste exoplaneta antes desta migração ter tido lugar tem muito valor, uma vez que dá uma visão crucial sobre a forma como os Júpiteres quentes se formam, estabilizam e evoluem ao longo do tempo.

O telescópio espacial James Webb tem a sensibilidade necessária para sondar as alterações na atmosfera do exoplaneta recém-descoberto à medida que este sofre um rápido aquecimento. O TIC 241249530 b é apenas o segundo exoplaneta já descoberto demonstrando a fase de pré-migração de um Júpiter quente. Isto afirma observacionalmente a ideia de que os gigantes gasosos de maior massa evoluem para se tornarem Júpiteres quentes à medida que migram de órbitas altamente excêntricas para órbitas mais estreitas e circulares.

Um artigo foi publicado na revista Nature.

Fonte: Massachusetts Institute of Technology

Uma nova proposta para definição científica de planeta

Cientistas planetários estão propondo uma nova definição de planeta para substituir a que muitos pesquisadores consideram centrada no Sol e desatualizada.

© NASA / JPL (ilustração do Sistema Solar)

A definição atual - estabelecida em 2006 pela International Astronomical Union (IAU), a organização que nomeia oficialmente os objetos astronômicos - especifica que, para se qualificar como planeta, um corpo celeste tem de orbitar o Sol dentro do nosso Sistema Solar.

Mas sabe-se que os corpos celestes que orbitam estrelas para além do nosso Sistema Solar são bastante comuns, e os cientistas argumentam uma nova definição de planeta que inclua o fato de não estar limitado ao nosso Sistema Solar. A proposta também fornece critérios quantitativos para clarificar ainda mais a definição de planeta.

Jean-Luc Margot, autor principal do artigo científico e professor de Ciências da Terra, Planetárias e do Espaço e também de Física e Astronomia na Universidade da Califórnia em Los Angeles (UCLA), apresentará a nova proposta na Assembleia Geral da IAU em agosto.

De acordo com a definição atual, um planeta é um corpo celeste que orbita o Sol, é suficientemente massivo para que a gravidade o tenha forçado a assumir uma forma esférica e tenha "limpo" outros objetos próximos da sua órbita em torno do Sol. 

Os pesquisadores argumentam que, embora o requisito de orbitar o nosso Sol seja demasiado específico, outros critérios da definição da IAU são demasiado vagos. Por exemplo, diz-se que um planeta "limpou a sua órbita" sem se dizer o que isso significa. A nova definição proposta contém critérios quantificáveis que podem ser aplicados para definir planetas dentro e fora do nosso Sistema Solar. 

Na nova definição, um planeta é um corpo celeste que: 

• orbita uma ou mais estrelas, anãs marrons ou remanescentes estelares; 
• tem uma massa superior a 10²³ kg; 
• tem menos que 13 massas de Júpiter (2,5 x 10³¹ g). 

Os pesquisadores aplicaram um algoritmo matemático às propriedades dos objetos do nosso Sistema Solar para ver que objetos se agrupavam. A análise revelou grupos de qualidades distintas partilhadas pelos planetas do nosso Sistema Solar que podem ser utilizadas como ponto de partida para criar uma taxonomia para os planetas em geral. Por exemplo, se um objeto tem gravidade suficiente para limpar a vizinhança, quer acumulando quer expulsando objetos menores, diz-se que é dinamicamente dominante. Todos os planetas do nosso Sistema Solar são dinamicamente dominantes, mas outros objetos, incluindo planetas anões como Plutão e asteroides, não o são. Por isso, esta propriedade pode ser incluída na definição de planeta. 

O requisito de dominância dinâmica fornece um limite inferior para a massa. Mas os potenciais planetas também podem ser demasiado grandes para se enquadrarem na nova definição. Alguns gigantes gasosos, por exemplo, são tão grandes que ocorre aí a fusão termonuclear do deutério, o objeto torna-se um objeto subestelar chamado anã marrom e, portanto, não é um planeta. Este limite de massa foi determinado em 13 ou mais Júpiteres. 

Por outro lado, o requisito atual de ser esférico é mais problemático. Os planetas distantes raramente podem ser observados com detalhe suficiente para determinar, com exatidão, a sua forma. Os cientistas argumentam que o requisito da forma é tão difícil de implementar que é efetivamente inútil para fins de definição, apesar dos planetas serem geralmente redondos. No Sistema Solar, os corpos celestes com mais de 10²¹ kg parecem ser redondos. Assim, espera-se que todos os corpos que satisfaçam o limite inferior de massa proposto de 10²³ kg sejam esféricos. Embora qualquer alteração oficial à definição de planeta da IAU esteja provavelmente a alguns anos de distância, Margot e os seus colegas esperam que o seu trabalho inicie uma conversa que resulte numa definição melhorada.

Um artigo será publicado em breve na revista The Planetary Science Journal.

Fonte: University of California

O glóbulo cometário GC 30

Quais são essas estruturas interestelares incomuns?

© Mark Hanson & Martin Pugh (glóbulo cometário CG 30)

Formas fluidas e com bordas brilhantes reúnem-se perto do centro deste rico campo estelar em direção às fronteiras das constelações náuticas do sul Pupis e Vela.

Composto por gás e poeira interestelar, o agrupamento de glóbulos cometários do tamanho de um ano-luz está a cerca de 1.300 anos-luz de distância. A energia ultravioleta emitida por estrelas quentes próximas moldou os glóbulos e ionizou as suas bordas brilhantes. 

Os glóbulos também se afastam do remanescente da supernova Vela, o que pode ter influenciado as suas formas varridas. Dentro deles, núcleos de gás frio e poeira estão provavelmente em colapso para formar estrelas de baixa massa, cuja formação acabará por causar a dispersão dos glóbulos. 

Na verdade, o glóbulo cometário CG 30 (no canto superior esquerdo) apresenta um pequeno brilho avermelhado perto da sua cabeça, um sinal revelador de jatos energéticos vindos de uma estrela nos estágios iniciais de formação.

Fonte: NASA

O pulsar de milissegundo mais próximo

O pulsar de milissegundo mais próximo, PSR J0437-4715, tem um raio de 11,4 quilômetros e uma massa 1,4 vezes superior à do Sol.

© NASA (pulsar de milissegundo PSR J0437-4715)

Imagem do pulsar de milissegundo PSR J0437-4715. À esquerda, como visto da Terra. À direita, como visto do plano equatorial da estrela. A cor púrpura-rosa indica a temperatura das manchas quentes nos polos. O branco é relativamente frio. O roxo é quente. Os polos magnéticos quentes não estão exatamente opostos um ao outro. Como a estrela é muito densa, nota-se também o efeito de curvatura da luz provocado pela gravidade extrema. Por exemplo, os dois polos de rotação da estrela no painel da direita são visíveis simultaneamente.

Estes são os resultados de medições de precisão efetuadas por uma equipe de pesquisadores liderada pela Universidade de Amsterdã (Países Baixos). As medições revelam mais sobre a composição e sobre o campo magnético desta estrela de nêutrons. 

PSR J0437 é um pulsar, uma estrela de nêutrons em rotação que emite radiação eletromagnética. Está localizado a cerca de 510 anos-luz da Terra na direção da constelação austral de Pintor. O pulsar gira 174 vezes por segundo em torno do seu eixo e tem uma anã branca como companheira. 

Como um farol fora de controle, o pulsar envia um feixe de ondas de rádio e raios X em direção à Terra a cada 5,75 milissegundos. Isto torna-o o pulsar de milissegundo mais próximo da Terra. É também, em parte por estar tão perto, o pulsar de milissegundo mais brilhante. E é um relógio mais estável do que os relógios atômicos fabricados pelo homem.

Os cientistas utilizaram dados do telescópio de raios X NICER a bordo da ISS (Estação Espacial Internacional). Combinaram os dados de raios X com uma técnica designada por modelação do perfil dos pulsos. Para tal, trabalharam modelos estatísticos complexos com o supercomputador nacional holandês Snellius. No final, conseguiram calcular o raio da estrela, com a ajuda de medições da massa efetuadas por Daniel Reardon (Universidade de Tecnologia de Swinburne, Austrália) e colegas no PPTA (Parkes Pulsar Timing Array). Também mapearam a distribuição de temperatura dos polos magnéticos. 

As novas medições indicam uma "equação de estado mais suave" do que se pensava anteriormente. Com isso, a massa máxima das estrelas de nêutrons deve ser inferior ao que algumas teorias preveem.

O artigo científico que detalha as descobertas foi aceito para publicação no periódico The Astrophysical Journal Letters e faz parte de um conjunto de artigos sobre pulsares de milissegundo.

Fonte: NOVA

Olimpíada Internacional de Astronomia e Astrofísica

O Brasil vai sediar em agosto de 2024 a 17ª Olimpíada Internacional de Astronomia e Astrofísica (IOAA) e o Observatório Nacional (ON), unidade de pesquisa do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI), é a entidade responsável pela coordenação do evento.

© ON (IOAA 2024)

A 17ª IOAA será realizada em Vassouras e Barra do Piraí, interior do estado do Rio de Janeiro, entre os dias 17 e 27 de agosto de 2024. 

A IOAA 2024 do Brasil receberá equipes de estudantes de 57 países. A Olimpíada Internacional de Astronomia e Astrofísica, estabelecida na Tailândia em 2006 é uma competição anual com foco em estudantes do ensino médio e é realizada a cada edição em um país diferente. Participam da IOAA equipes representando seus respectivos países, formadas por até cinco alunos e dois professores. 

O objetivo dessa competição é fomentar o conhecimento e a paixão pela astronomia e astrofísica, bem como promover um intercâmbio cultural entre os estudantes dos mais diversos países. 

O Observatório Nacional, enquanto entidade organizadora do evento, definiu a "sustentabilidade" como mote para a IOAA 2024, uma escolha que representa a crescente preocupação global com o meio ambiente e o papel da ciência na busca por soluções sustentáveis. 

O Brasil participa da IOAA desde 2007. As equipes que representam o Brasil na IOAA e na OLAA (Olimpíada Latino-Americana de Astronomia e Astronáutica) são formadas por meio de um processo seletivo rigoroso e transparente organizado pelo Comitê Organizador da OBA (Olimpíada Brasileira de Astronomia e Astronáutica), envolvendo milhares de estudantes no Brasil inteiro. Um diferencial da equipe brasileira é a presença obrigatória de meninas, formando uma equipe mista. Embora essa não seja uma exigência da IOAA, a OLAA adota essa política, e o Brasil decidiu implementá-la também em sua equipe da IOAA para promover a diversidade e incentivar a participação feminina em Olimpíadas de Conhecimento. 

O Brasil voltará a sediar IOAA após 12 anos. Em 2012, o Observatório Nacional foi um dos organizadores da 6ª IOAA com 28 países participantes, primeira olimpíada internacional de conhecimento realizada no Brasil, e foi uma experiência maravilhosa fazer parte do Comitê Organizador”, destacou a Dra. Josina Nascimento, coordenadora do Comitê Brasileiro da IOAA 2024, gestora da Divisão de Comunicação e Popularização da Ciência do ON e membro da Comissão Organizadora da OBA.

O anúncio do Brasil como país-sede da 17ª IOAA foi feito ao final da cerimônia de encerramento da IOAA 2023, realizada em Chorzów, na Polônia. O anúncio foi recebido com entusiasmo, marcando a concretização da candidatura brasileira para sediar a prestigiosa competição. A escolha do Brasil como anfitrião da IOAA 2024 reflete o compromisso do país com a promoção da ciência e da educação, além de representar uma oportunidade única para destacar o talento e a paixão dos jovens brasileiros pela astronomia e astrofísica em um cenário internacional. 

Na edição da IOAA do ano passado, o Brasil conquistou duas medalhas de ouro, duas medalhas de prata, uma menção honrosa e prêmio pela melhor prova de grupo.

O Laboratório Nacional de Astrofísica (LNA) estará se unindo ao Observatório Nacional visando promover a competição e fortalecer a astronomia brasileira, inspirando jovens talentos e impulsionando o desenvolvimento científico do país. Fundado em 1985, o LNA é um instituto de pesquisas do MCTI que planeja, desenvolve e coordena os meios e a infraestrutura para a astronomia observacional brasileira. Foi o primeiro dos laboratórios nacionais instalados no Brasil e desempenha um papel fundamental no desenvolvimento científico e tecnológico do país. 

Uma das ações de destaque dessa parceria será a observação remota que o LNA proporcionará aos participantes da IOAA na noite do dia 25 de agosto, a última antes da cerimônia de encerramento. Através do Observatório do Pico dos Dias (OPD), localizado em Brazópolis, Minas Gerais, os jovens astrônomos terão a oportunidade de realizar observações astronômicas virtuais utilizando equipamentos como o maior telescópio em território brasileiro com um espelho de 1,60 metros, expandindo seus conhecimentos e experiências práticas na área.

"Essa é uma oportunidade excelente para os alunos da IOAA vivenciarem como os astrônomos profissionais utilizam instrumentos de alta tecnologia para coletar os dados observacionais que lhe permitirão fazer descobertas científicas que nos permitem compreender melhor o nosso Universo", comenta Wagner Corradi, diretor do LNA.

Fonte: Observatório Nacional

Aproximando de um anel surpreendente

Esta imagem mostra a galáxia distante PJ0116-24, uma galáxia infravermelha hiperluminosa.

© ALMA / VLT (galáxia PJ0116-24)

Estas galáxias são extremamente brilhantes, iluminadas pela formação estelar extremamente rápida que ocorre no seu interior. Mas o que é que provoca este processo? 

Estudos anteriores sugeriram que estas galáxias extremas resultam de fusões de galáxias. Pensa-se que estas colisões entre galáxias criam regiões de gás denso nas quais se desencadeia uma formação estelar muito rápida. No entanto, também galáxias isoladas se podem transformar em galáxias infravermelhas hiperluminosas apenas por processos internos, se o gás utilizado na formação estelar for rapidamente canalizado para o centro da galáxia. 

Num novo estudo liderado por Daizhong Liu (Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, Alemanha), combinaram-se observações obtidas pelo Very Large Telescope (VLT) do ESO e pelo o Atacama Large Millimetre/submillimetre Array (ALMA) com o intuito de estudar os movimentos do gás no interior de PJ0116-24. 

O ALMA detecta o gás frio (em azul), enquanto o VLT, com o seu novo instrumento ERIS (Enhanced Resolution Imager and Spectrograph), detecta o gás quente (em vermelho). Graças a estas observações detalhadas, os astrônomos descobriram que o gás nesta galáxia extrema está rodando de modo organizado, em vez da maneira caótica que se esperava após uma colisão galáctica, um resultado surpreendente!

Este fato demonstra de forma convincente que nem sempre são necessárias fusões para que uma galáxia se torne uma galáxia infravermelha hiperluminosa. A PJ0116-24 está tão longe que a sua luz demorou cerca de 10 bilhões de anos a chegar até nós. Felizmente, uma galáxia situada em primeiro plano (que não vemos aqui) atuou como uma lente gravitacional, curvando e ampliando a luz emitida pela PJ0116-24, que se encontra por detrás, e formando o anel de Einstein que aqui observamos. Este tipo de alinhamento cósmico bem preciso permite realizar zoom em objetos muito distantes e observá-los com um nível de detalhe que, de outra forma, seria muito difícil de obter.

Fonte: ESO

Montando as maiores galáxias

A imagem obtida pelo telescópio espacial Hubble é a galáxia anã irregular NGC 5238, localizada a 14,5 milhões de anos-luz da Terra, na constelação de Canes Venatici.

© Hubble (NGC 5238)

A sua aparência nada excitante, semelhante a uma bolha, assemelhando-se mais a um enorme aglomerado estelar do que a uma galáxia, desmente uma estrutura complicada que tem sido objeto de muita investigação por parte dos astrônomos. 

Aqui, o telescópio espacial Hubble é capaz de identificar as inúmeras estrelas da galáxia, bem como os aglomerados globulares associados, os pontos brilhantes dentro e ao redor da galáxia que estão repletos de ainda mais estrelas. 

Acredita-se que a galáxia NGC 5238 tenha surgida recentemente, ou seja, não mais do que um bilhão de anos atrás! Ela teve um encontro próximo com outra galáxia. A prova disto são as distorções de maré na forma da NGC 5238, o tipo produzido por duas galáxias que se puxam uma contra a outra à medida que interagem. Não há nenhuma galáxia próxima que possa ter causado esta perturbação, então a hipótese é que seja uma galáxia satélite menor que foi devorada pela NGC 5238. 

Vestígios da antiga galáxia podem ser encontrados examinando de perto a população de estrelas na NGC 5238, uma tarefa para a qual o telescópio espacial Hubble é a melhor ferramenta. Dois sinais reveladores seriam grupos de estrelas com propriedades que parecem deslocadas em comparação com a maioria das outras estrelas da galáxia, indicando que elas foram originalmente formadas em uma galáxia separada, ou estrelas que parecem ter se formado abruptamente em torno do mesmo tempo, o que ocorreria durante uma fusão galáctica. 

Os dados usados ​​para fazer esta imagem serão utilizados para testar essas previsões. Apesar do seu pequeno tamanho e aparência normal, não é incomum que galáxias anãs como a NGC 5238 conduzam a nossa compreensão da formação e evolução das galáxias. Uma teoria principal da evolução das galáxias é que as galáxias se formaram "de baixo para cima" de forma hierárquica: aglomerados de estrelas e pequenas galáxias foram os primeiros a se formar a partir de gás e matéria escura, e gradualmente foram reunidos pela gravidade em aglomerados de galáxias e superaglomerados, explicando a forma das maiores estruturas do Universo hoje. Uma galáxia anã irregular como NGC 5238 fundindo-se com uma companheira ainda menor é exatamente o tipo de evento que pode ter iniciado este processo de montagem de galáxias no Universo primordial. Acontece que esta pequena galáxia pode servir como um teste para algumas das previsões mais fundamentais da astrofísica!

 Fonte: ESA

Um anel adornado com joias

Esta nova imagem obtida pelo telescópio espacial James Webb mostra as lentes gravitacionais do quasar conhecido como RX J1131-1231, localizado a cerca de seis bilhões de anos-luz da Terra, na constelação da Crater, a Taça.

© JWST (quasar RX J1131-1231)

É considerado um dos quasares com melhor lente gravitacional descobertos até hoje, já que a galáxia em primeiro plano mancha a imagem do quasar de fundo num arco brilhante e cria quatro imagens do objeto. 

As lentes gravitacionais, previstas pela primeira vez por Albert Einstein, oferecem uma rara oportunidade de estudar regiões próximas do buraco negro em quasares distantes, atuando como um telescópio natural e ampliando a luz destas fontes. Toda a matéria no Universo deforma o espaço à sua volta, com massas maiores produzindo um efeito mais forte. Em torno de objetos muito massivos, como galáxias, a luz que passa por perto segue este espaço distorcido, parecendo desviar-se do seu caminho original numa quantidade claramente visível. Uma das consequências das lentes gravitacionais é que podem ampliar objetos astronômicos distantes, permitindo o estudo de objetos que, de outra forma, seriam demasiado tênues. 

As medições da emissão de raios X dos quasares podem fornecer uma indicação da rapidez com que o buraco negro central gira e isto fornece aos astrônomos pistas importantes sobre como os buracos negros crescem ao longo do tempo. Por exemplo, se um buraco negro cresce principalmente a partir de colisões e fusões entre galáxias, deverá acumular material num disco estável, e o fornecimento constante de novo material a partir do disco deverá conduzir a um buraco negro com rotação rápida. Por outro lado, se o buraco negro crescesse através de muitos pequenos episódios de acreção, acumularia material em direções aleatórias. 

As observações indicaram que o buraco negro neste quasar em particular gira a mais de metade da velocidade da luz, o que sugere que este buraco negro cresceu através de fusões, em vez de puxar material de diferentes direções. 

Esta imagem foi captada com o MIRI (Mid-Infrared Instrument) do Webb como parte de um programa de observação para estudar a matéria escura. A matéria escura é uma forma invisível de matéria que representa a maior parte da massa do Universo. As observações de quasares pelo Webb estão permitindo aos astrônomos explorar a natureza da matéria escura em escalas menores do que nunca.

Fonte: ESA