A solução dos mistérios de um sistema planetário próximo

Os mistérios de um dos mais fascinantes sistemas planetários próximos foram solucionados.

© Penn State University (ilustração das distâncias orbitais e tamanhos relativos dos quatro planetas)

A Ilustração mostra as distâncias orbitais e tamanhos relativos dos quatro planetas mais interiores ao redor da estrela 55 Cancri A (em baixo) em comparação com planetas no nosso próprio Sistema Solar (topo). Tanto Júpiter como o planeta 55 Cancri "d" (com massa parecida à de Júpiter) estão fora da imagem, orbitando as suas estrelas a uma distância de quase 5 UA (unidades astronômicas), onde uma UA é igual à distância média entre a Terra e o Sol.

O estudo, que apresenta o primeiro modelo viável para um dos primeiros sistemas planetários descobertos, o sistema 55 Cancri, foi liderado por Benjamin Nelson da Universidade Penn State em colaboração com o corpo docente do Center for Exoplanets and Habitable e com cinco astrônomos de outras instituições dos EUA e da Alemanha.

Estudos desde 2002 não conseguiram determinar um modelo plausível para as massas e órbitas de dois planetas gigantes localizados mais perto de 55 Cancri do que Mercúrio está do nosso Sol. Os astrônomos tinham dificuldades em compreender como estes planetas massivos orbitando tão perto da sua estrela progenitora, conseguiam evitar uma catástrofe, como por exemplo o suicídio de um planeta na estrela, ou a colisão entre os dois. Agora, o novo estudo combinou milhares de observações com novas técnicas estatísticas e computacionais para medir com mais precisão as propriedades dos planetas, revelando que as suas massas e órbitas impedem com que o sistema se autodestrua.

"O sistema planetário de 55 Cancri é único, tanto na sua riqueza de diversidade dos seus planetas conhecidos como no número e variedade de observações astronômicas," afirma Eric Ford, professor de astronomia e astrofísica da Universidade Penn State. "A complexidade deste sistema torna as suas observações extraordinariamente difíceis de interpretar," realça, cuja experiência inclui a modelagem de conjuntos complexos de dados.

A fim de executar as novas análises, Nelson e Ford colaboraram com cientistas da computação a fim de desenvolver uma ferramenta para simular sistemas planetários usando placas gráficas para acelerar os cálculos. Através da combinação de vários tipos de observações foi possível determinar que um dos planetas no sistema (55 Cnc e) tem oito vezes a massa da Terra, o dobro do raio da Terra e a mesma densidade que a Terra. Este planeta é quente demais para ter água no estado líquido, pois a sua temperatura à superfície está estimada em 2.100 graus Celsius, logo não é suscetível de abrigar vida.

Foi apenas em 2011, 8 anos após a descoberta do planeta mais interior (55 Cnc e), que os astrônomos reconheceram que orbitava a sua estrela em menos de 18 horas, em vez de quase 3 dias, como se originalmente pensava. Logo depois, o planeta foi detectado em trânsito à medida que passava em frente da estrela, permitindo medir também o tamanho relativo do planeta.

"Estes dois planetas gigantes de 55 Cancri interagem tão fortemente que podemos detectar mudanças nas suas órbitas. Estas detecções são impressionantes porque permitem-nos aprender mais detalhes sobre as órbitas que normalmente não são observáveis. No entanto, as rápidas interacções entre os planetas também constituem um desafio, pois a modelagem do sistema requer simulações demoradas para cada modelo em ordem a determinar as trajetórias dos planetas e, portanto, a probabilidade de sobrevivência durante milhares de milhões de anos sem uma colisão catastrófica," afirma Benjamin Nelson.

"Temos que explicar com precisão o movimento dos planetas gigantes, a fim de medir as propriedades do planeta super-Terra," realça Ford. "A maioria das análises anteriores ignoraram as interações entre planetas. Alguns destes estudos modelaram os efeitos, mas apenas realizaram análises estatísticas simples, devido ao grande número de cálculos necessários para uma análise adequada."

"Esta conquista é um exemplo dos avanços científicos que surgem da pesquisa multidisciplinar intensiva," comenta Padma Raghavan, professora de ciência da computação e engenharia.

O sistema planetário 55 Cancri fica a apenas 39 anos-luz de distância na direção da constelação de Caranguejo. Por estar tão perto, pelos padrões astronômicos o sistema tem um bom brilho quando visto da Terra, por isso os astrônomos foram capazes de medir diretamente o raio da sua estrela; uma observação que é prática apenas para alguns dos nossos vizinhos estelares mais próximos. A determinação do raio da estrela possibilitou obter medições precisas da sua massa - quase a mesma massa que o nosso Sol - bem como o tamanho e densidade do planeta super-Terra.

"Tendo em conta que 55 Cancri é muito brilhante e pode ser vista a olho nu, os astrônomos foram capazes de medir a velocidade desta estrela mais de mil vezes em quatro observatórios diferentes, dando aos planetas neste sistema muito mais atenção do que a maioria dos exoplanetas recebem," comenta o professor Jason Wright, também da Universidade Penn State, que liderou um programa para examinar este e outros sistemas planetários.

Os astrônomos descobriram que 55 Cancri tinha um planeta gigante em órbita em 1997. Observações a longo prazo por Wright e colegas tornaram possível a detecção de cinco planetas em órbita, que variam desde um frio planeta gigante com uma órbita parecida à de Júpiter, até uma escaldante "super-Terra", um tipo de planeta com uma massa maior que a da Terra mas substancialmente inferior à de Netuno, que tem uma massa 17 vezes maior que a do nosso planeta.

Alexander Wolszczan, professor de astronomia e astrofísica da mesma universidade, e seu colega Dale Frail, descobriram os primeiros planetas fora do nosso Sistema Solar. Estes planetas orbitam um distante pulsar e foram as primeiras super-Terras conhecidas. Observações recentes pela missão Kepler da NASA demonstram que as super-Terras são comuns em torno de estrelas semelhantes ao Sol.

O estudo conduzido por Nelson faz parte de um esforço maior para desenvolver técnicas que irão ajudar na análise de observações futuras na procura de planetas parecidos com a Terra. Os astrônomos planejam pesquisar planetas com a massa da Terra ao redor de outras estrelas próximas e brilhantes, usando uma combinação de novos observatórios e instrumentos como o projeto MINERVA e o HPF (Habitable Zone Planet Finder) para o telescópio Hobby-Eberly de 9 metros.

"Os astrônomos estão desenvolvendo a instrumentação topo de última geração para os maiores telescópios do mundo detectarem e caracterizarem planetas potencialmente parecidos com a Terra. Estamos juntando estes esforços com o desenvolvimento de ferramentas computacionais e estatísticas avançadas," comenta Ford.

Nelson vai apresentar os resultados do novo estudo numa reunião da União Astronômica Internacional em Namur, Bélgica, em Julho de 2014.

Um artigo foi publicado no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: Royal Astronomical Society

Buracos negros moldam estranhas galáxias vermelhas

O Universo que podemos ver é composto de bilhões de galáxias, cada uma contendo centenas de milhares a centenas de bilhões de estrelas.

© CfA/David A. Aguilar (ilustração das galáxias extremamente vermelhas)

Um grande número de galáxias são de forma elíptica, vermelha e na sua maioria composta de estrelas velhas. Outro tipo mais comum é na formato em espiral, onde os braços curvam para fora de um disco fino azul com um bojo vermelho central. Em média estrelas em galáxias espirais tendem a ser muito mais jovens do que aquelas em galáxias elípticas. Agora, um grupo de astrônomos descobriu uma relativamente simples relação entre a cor de uma galáxia e do tamanho do seu bojo: quanto mais massivo for o bojo, mais vermelha será a galáxia. Grandes bojos significam grandes buracos negros e estes podem pôr fim a formação de estrelas.

Um grupo de astrônomos liderados por Asa Bluck da Universidade de Victoria, no Canadá, descobriu esta relação entre a cor de uma galáxia e o tamanho do seu bojo. Asa e sua equipe usaram dados do Sloan Digital Sky Survey (SDSS) para agrupar mais de meio milhão de galáxias de todas as diferentes cores, formas e massas. Eles então usaram um software de reconhecimento de padrões para medir a forma de cada uma, para ver como a proporção de estrelas vermelhas em uma galáxia varia de acordo com as suas outras propriedades.

© A. Bluck/Cosmonovas (diagrama da massa total de estrelas em relação à taxa do bojo estelar)

Acima são mostradas imagens de uma pequena fração das galáxias analisadas no novo estudo. As galáxias são ordenadas por massa total de estrelas (de baixo para cima) em relação à taxa do bojo estelar (da esquerda para a direita). As galáxias que aparecem mais vermelhas têm valores elevados para ambas as medidas, o que significa que a massa do bojo e buraco negro central determina sua cor.

Eles descobriram que a massa no bojo central, independentemente de quão grande é o disco que o rodeia, é a chave para saber a cor de toda a galáxia. Acima de uma determinada massa do bojo, as galáxias são vermelhas e não possuem novas estrelas jovens.

Quase todas as galáxias contêm buracos negros supermassivos em seus centros. A massa do bojo está intimamente relacionado com a massa do buraco negro; quanto mais massa do buraco negro, mais energia é liberada na galáxia circundante na forma de jatos potentes e emissão de raios X. Isso pode soprar e aquecer o gás, impedindo a formação de novas estrelas.

Quase 13 bilhões de anos-luz da Terra, uma espécie estranha de galáxia estava escondida envolta em poeira e escurecida devido à distância. O poder revelador do telescópio espacial Spitzer da NASA, sensível à luz infravermelha, descobriu quatro galáxias extremamente vermelhas.

As galáxias recém-descobertas são mais de 60 vezes mais brilhantes no infravermelho do que são as cores mais avermelhadas que o telecópio espacial Hubble pode detectar.

As galáxias podem ser muito vermelhas por várias razões. Elas podem ser muito empoeiradas. Elas podem conter estrelas vermelhas muito velhas, ou elas podem estar muito distantes, situação em que a expansão do Universo estende a sua luz para comprimentos de onda mais longos e, consequentemente, as cores avermelhadas, um processo conhecido como redshift. Todos as três razões parecem aplicar-se às galáxias recém-descobertas.

Todas as quatro galáxias estão agrupadas perto umas das outras e parecem estar fisicamente associadas. Devido as suas distâncias serem enormes, nós as vemos como elas eram apenas um bilhão de anos após o Big Bang, uma época em que as primeiras galáxias se formaram.

"O Hubble mostrou-nos algumas das primeiras protogaláxias que se formaram, mas nada que se pareça com isso. Num certo sentido, estas galáxias podem ser um elo perdido na evolução galáctica", disse o co-autor da pesquisa Giovanni Fazio do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA).

Os pesquisadores divulgaram seus resultados no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, publicado pela Oxford University Press.

Fonte: Royal Astronomical Society e Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Uma anã marrom muito gelada

O telescópio espacial Spitzer e o Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) da NASA descobriram o que parece ser a mais fria anã marrom conhecida, um corpo parecido com uma estrela fraca que, surpreendentemente, é tão gelado como polo norte da Terra.

© Penn State University/NASA/JPL-Caltech (ilustração da anã marrom gelada)

As imagens dos telescópios espaciais também identificaram a distância do objeto, localizado a 7,2 anos-luz de distância, sendo quarto sistema mais próximo do nosso Sol. O sistema mais próximo, um trio de estrelas, está Alpha Centauri, a cerca de 4 anos-luz de distância.
"É muito emocionante descobrir um novo vizinho do nosso Sistema Solar que está tão perto", disse Kevin Luhman, astrônomo do Centro de Exoplanetas e Mundos Habitáveisde da Universidade Estadual Pensilvânia. "E dado sua temperatura extrema, deve dizer-nos muito sobre as atmosferas de planetas, que muitas vezes têm temperaturas igualmente frias."
Anãs marrons começam suas vidas como estrelas, como o colapso bolas de gás, mas falta-lhes a massa para queimar combustível nuclear e irradiar a luz das estrelas. A recém-descoberta anã marrom mais fria é denominada WISE J085510.83-071.442.5, tem uma temperatura de menos 48 para menos 13 graus Celsius. Recordistas anteriores para anãs marrons mais frias, também encontrado pelo WISE e Spitzer, eram da ordem da temperatura ambiente.
O WISE foi capaz de detectar o objeto raro porque ele examinou o céu inteiro duas vezes em luz infravermelha, observando algumas áreas até três vezes. Objetos frios como as anãs marrons podem ser invisíveis quando vistos por telescópios na luz visível, mas sua incandescência térmica, mesmo sendo débil, destaca-se na luz infravermelha. Além disso, quanto mais próximo de um corpo, mais ela parece mover-se em imagens efetuadas durante meses. Aviões são um bom exemplo deste efeito: um avião próximo voando baixo vai parecer deslocando mais rapidamente do que um voando alto.
Depois de perceber o movimento rápido do WISE J085510.83-071.442.5 em março de 2013, Luhman  analisou as imagens adicionais tiradas com Spitzer e o telescópio Gemini Sul em Cerro Pachón, no Chile. Observações em infravermelho do Spitzer ajudaram a determinar a temperatura gelada da anã marrom. Detecções combinadas do WISE e Spitzer, obtidas de diferentes posições ao redor do Sol, possibilitou a medição da distância através do efeito de paralaxe. Este é o mesmo princípio que explica por que seu dedo, quando estendido frontalmente de você, parece saltar de um lado para outro quando ele é visto alternativamente pelos olhos esquerdo e direito.
"É notável que, mesmo depois de muitas décadas de estudo do céu, ainda não há um inventário completo dos vizinhos mais próximos do Sol", disse Michael Werner, cientista do projeto para o Spitzer no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, na Califórnia. "Este novo resultado emocionante demonstra o poder de explorar o Universo utilizando novas ferramentas, como os olhos infravermelhos do WISE e Spitzer."
Estima-se que o WISE J085510.83-071.442.5 deva ter de 3 a 10 vezes a massa de Júpiter. Com uma massa tão baixa, poderia ser um gigante gasoso semelhante à Júpiter que foi expulso do seu sistema estelar. Mas os cientistas indagam que é provavelmente uma anã marrom em vez de um planeta, pois as anãs marrons são conhecidas por serem bastante comuns. Se assim for, é uma das anãs marrons enormes menos conhecidas.
Em março de 2013, a análise de Luhman das imagens do WISE descobriu um par de anãs marrons muito mais quentes a uma distância de 6,5 anos-luz, fazendo com que esse sistema seja o terceiro mais próximo do Sol. Sua busca por corpos movendo-se rapidamente também demonstrou que o Sistema Solar exterior, provavelmente, não contém um grande planeta ainda não descoberto, que foi chamado de "Planeta X" ou "Nemesis".

Fonte: NASA

Uma nebulosa mutante

O Universo é raramente estático, embora as escalas de tempo envolvidas podem ser muito longas.

© Hubble (Nebulosa de Gyulbudaghian)

Por intermédio de observações astronômicas modernas foi possível ver os locais de nascimento de novas estrelas e planetas, buscar e estudar as mudanças sutis que propiciaram a descoberta do que está acontecendo no âmago  destes objetos.

O ponto brilhante localizado na borda da estrutura em forma de leque azulado nesta imagem efetuada pelo telescópio espacial Hubble é uma estrela jovem chamada V* PV Cephei, ou PV Cep. Ela está localizada na constelação do norte de Cepheus, a uma distância de mais de 1.600 anos-luz da Terra.

É um alvo favorito para astrônomos amadores devido ao formato da nebulosidade, conhecida como GM 1-29 ou Nebulosa de Gyulbudaghian, que altera sua configuração ao longo de um prazo de meses. O brilho da estrela também tem variado ao longo do tempo.

Imagens da estrela PV Cep obtida em 1952 mostrou a nebulosa com forma de faixa, semelhante a uma cauda de cometa. No entanto, desapareceu quando novas imagens da estrela foram reslizadas cerca de vinte e cinco anos depois. Em vez disso, surgiu uma nebulosa em forma de leque azul. Vinte e cinco anos é um período muito curto em escalas de tempo cósmicas, por isso, os astrônomos pensam que a misteriosa raia pode ter sido um fenômeno temporário, como os restos de um enorme clarão estelar, semelhante às erupções solares que estamos acostumados a ver no  Sistema Solar.

Ao mesmo tempo em que isso acontecia, a própria estrela foi brilhando. Isto forneceu a luz para iluminar a nebulosa em forma de leque recém-formada. Este brilho pode estar relacionado com o início da fase de queima de hidrogênio da estrela, o que significaria que ela estava atingindo a maturidade.

A estrela PV Cep está cercada por um disco de gás e poeira, que bloqueia a luz de em todas as direções. A aparência na forma de leque é, portanto, provavelmente um resultado da luz das estrelas fugindo do disco de poeira e projetando sobre a nebulosa.

Fonte: ESA

ARP 81: 100 milhões de anos depois

Do planeta Terra, nós observamos esse par de galáxias fortemente distorcido, catalogado como ARP 81, como eles eram a somente 100 milhões de anos depois da colisão entre as galáxias que o formam.

© Hubble Legacy Archive e Martin Pugh (ARP 81)

A destruição causada pela interação gravitacional mútua durante o encontro é detalhada nessa composição colorida que mostra os fluxos retorcidos de gás e poeira, um caos de formação de estrelas massivas, e uma cauda de maré que se estende por 200 mil anos-luz enquanto varre os detroços cósmicos. Também conhecidas como NGC 6622 (esquerda) e NGC 6621 (direita), as galáxias possuem aproximadamente o mesmo tamanho mas estão destinadas a se fundirem formando uma galáxia maior num futuro distante, participando de repetidas interações até finalmente se aglutinarem. Localizadas na constelação de Draco, as galáxias estão a 280 milhões de anos-luz de distância. Até mesmo as galáxias mais distantes de segundo plano podem ser observadas nessa imagem nítida que foi reprocessada a partir de dados do Hubble Legacy Archive.

Fonte: NASA

Par de buracos negros supermassivos é descoberto

Um par de buracos negros supermassivos em órbita um do outro foi registrado pelo XMM-Newton.

© ESA/C. Carreau (ilustração de sistema binário de buracos negros supermassivos)

Essa é a primeira vez que um par tem sido observado numa galáxia ordinária. Eles foram descobertos pois estavam dilacerando uma estrela quando o observatório espacial estava focalizado na sua direção.

A maior parte das galáxias massivas no Universo provavelmente abrigam no mínimo um buraco negro supermassivo em seus centros. Dois buracos negros supermassivos são as evidências de que galáxias estão se fundindo. Assim, encontrar buracos negros supermassivos binários podem significar como as galáxias se desenvolvem nas formas e tamanhos atuais.

Até hoje, somente poucos candidatos a buracos negros supermassivos binários próximos foram encontrados. Todos eles, estão em galáxias ativas onde eles estão constantemente rompendo nuvens de gás, num prelúdio da colisão entre eles, que deve acontecer em algum momento.

No processo de destruição, o gás é aquecido a temperaturas tão altas que ele brilha em muitos comprimentos de onda, incluindo em raios X. Isso dá a galáxia um centro brilhante incomum, por isso são denominadas de galaxias ativas. A nova descoberta, reportada por Fukun Liu, da Universidade de Peking, em Beijing, na China e seus colegas, é importante pois ela é a primeira a encontrar esse tipo de interação em galáxias que não sejam ativas.

“Pode haver uma população inteira de galáxias quiescentes que abrigam buracos negros binários em seus centros”, disse o co-autor Stefanie Komossa, do Max-Plank-Institut für Radioastronomie, em Bonn, na Alemanha. Mas encontrá-los é uma tarefa difícil em galáxias quiescentes, não existem nuvens de gás alimentando os buracos negros, e assim os núcleos dessas galáxias são verdadeiramente escuros.

A única esperança que os astrônomos têm é olhar na direção certa no momento em que um buraco negro está destruindo uma estrela em pedaços. Esse tipo de ocorrência é chamada de “evento de ruptura de maré”. À medida que a estrela é puxada pela gravidade do buraco negro, ela emite um brilho de raios X.

Numa galáxia ativa, o buraco negro é continuamente alimentado pelas nuvens de gás. Numa galáxia quiescente, o buraco negro é alimentado pelos eventos de ruptura de maré que ocorrem esporadicamente e são impossíveis de serem previstos. Assim, para aumentar a chance de se observar um evento desses, os pesquisadores usam o observatório de raios X XMM-Newton da ESA de uma maneira nova.

Normalmente, o observatório coleta os dados de alvos designados, um por vez. Uma vez que ele completa a observação, ele passa para o próximo objeto da lista. O truque é que durante esse movimento, o XMM-Newton mantém os instrumentos focados e registrando. Efetivamente essa pesquisa do céu tem um padrão aleatório, produzindo dados que podem ser analisados em busca de fontes de raios X desconhecidas e inesperadas.

Em 10 de Junho de 2010, um evento de ruptura de maré foi registrado pelo XMM-Newton na galáxia SDSS J120136.02+300305.5. Komossa e seus colegas estavam escaneando os dados em busca desses eventos e programando observações subsequentes poucos dias depois com o XMM-Newton e com o satélite Swift da NASA.

A galáxia estava expelindo raios X no espaço. Se parecia exatamente como um evento de ruptura de maré causado por um buraco negro supermassivo, mas enquanto eles rastreavam a vagarosa emissão que se apagava dia após dia, algo estranho aconteceu.

Os raios X caíram abaixo dos níveis detectáveis entre os dias 27 e 48 depois da descoberta. Então eles reapareceram e continuaram a seguir uma taxa de queda mais esperada, como se nada tivesse acontecido.

Agora, graças a Fukun Liu, o comportamento pode ser explicado. “Isso é exatamente o que se espera de um par de buracos negros supermassivos, orbitando um ao redor do outro”, disse Liu.

Liu tem trabalhado em modelos de sistemas binários de buracos negros que previu uma repentina queda para a escuridão e então a recuperação do brilho pois a gravidade de um dos buracos negros corrompeu o fluxo de gás de outro, temporariamente privando-o do combustível necessário para gerar um brilho em raios X. Ele encontrou que duas configurações eram possíveis para reproduzir as observações da J120136.

Na primeira, o buraco negro primário continha 10 milhões de vezes a massa do Sol e estava orbitando um buraco negro de cerca de um milhão de vezes a massa do Sol em uma órbita elíptica. Na segunda solução, o buraco negro primário, tinha cerca de um milhão de vezes a massa do Sol e tinha uma órbita circular.

Em ambos os casos, a separação entre os buracos negros era relativamente pequena: cerca de 0,6 milliparsecs, ou algo em torno de 2 milionésimos de um ano-luz. Isso é aproximadamente a largura do Sistema Solar.

Sendo tão próximos, o destino desse par de buracos negros recém descoberto está selado. Eles irão irradiar sua energia orbital, gradativamente epiralando de forma conjunta, até cerca de 2 milhões de anos eles se fundirão em um único buraco negro.

Agora que os astrônomos encontraram seu primeiro candidato para um buraco negro binário, em uma galáxia quiescente, a pesquisa é mais do que inevitável. O XMM-Newton continuará sua vagarosa busca. Essa detecção também despertará o interesse numa rede de telescópios que pesquisem o céu como um todo em busca dos eventos de ruptura de maré.

“Uma vez que se detecte milhares de eventos de ruptura de maré, nós podemos começar a extrair estatísticas confiáveis sobre a taxa em que as galáxias se fundem”, disse Komossa.

Existe uma outra esperança para o futuro. Quando buracos negros binários se fundem, é previsto que eles lancem uma explosão massiva de energia no Universo, mas não na sua maioria em raios X. “A fusão final espera-se ser a fonte mais intensa de ondas gravitacionais no Universo”, disse Liu.

As ondas gravitacionais são ondas no contínuo espaço-tempo. Recentemente está sendo construído um novo tipo de observatório para detectar essas ondulações. A ESA também está envolvida em abrir essa nova janela no Universo. Em 2015, a ESA lançará a sonda LISA Pathfinder, que testará a tecnologia necessária para se construir um detector espacial de ondas gravitacionais. A pesquisa pelas elusivas ondas gravitacionais é também um tema para uma grande missão científica da ESA, a missão L3, no programa Cosmic Vision.

Por enquanto, o XMM-Newton continuará procurando pelos eventos de rompimento de maré que indicam a presença de candidatos a buracos negros supermassivos binários.

“O uso inovador das observações feitas com o XMM-Newton tornou possível a detecção dos sistemas binários de buracos negros supermassivos”, disse Norbert Schartel, ciientista de projeto do XMM-Newton da ESA. “Isso demonstra a importância de se manter por longos períodos observatórios espaciais que podem detectar eventos raros que potencialmente podem abrir novas áreas na astronomia”.

Fonte: ESA

Uma massiva galáxia espiral próxima

A galáxia espiral NGC 2841 é uma das mais massivas conhecidas.

© Hubble/Subaru/Robert Gendler (galáxia espiral NGC 2841)

Localizada a 46 milhões de anos-luz distância, a galáxia espiral NGC 2841 pode ser encontrada ao norte da constelação da Ursa Maior. Esta visão nítida de linda ilha do Universo mostra um núcleo e disco galáctico amarelo impressionante. Faixas de poeira, regiões de formação de estrelas rosa e jovens aglomerados de estrelas azuis são incorporados nos braços espirais irregulares enrolados. Em contrapartida, muitas outras apresentam grandes espirais, braços arrebatadores com grandes regiões de formação estelar. A NGC 2841 tem um diâmetro de mais de 150.000 anos-luz, ainda maior do que a nossa Via Láctea, e foi captada por esta imagem composta fundindo exposições do telescópio espacial Hubble de 2,4 metros em órbita e do telescópio Subaru de 8,2 metros em terra. Imagens de raios X sugerem que os ventos e explosões estelares resultantes criam nuvens de gás quente que se estendem em um halo ao redor da NGC 2841.

Fonte: NASA

Anã branca atua como lente de aumento cósmica

Os astrônomos Ethan Kruse e Eric Agol, da Universidade de Washington, Seattle, relataram a descoberta do primeiro sistema binário em que o efeito de lente gravitacional de uma das componentes não só compensa completamente a perda de brilho que resultaria de um eclipse mas aumenta ainda o brilho total do sistema.

© Eric Agol/NASA (anã branca age como uma lupa com estrela semelhante ao Sol que está em órbita)

Este efeito foi previsto em 1973 pelo astrônomo suíço André Maeder, conhecido pelos seus estudos seminais da evolução estelar. Kruse e Agol descobriram o sistema ao estudar detalhadamente a enorme base de dados de curvas de luz acumulada pelo telescópio Kepler. O sistema binário Algol, a estrela beta da constelação Perseu, teve sua variabilidade registrada pela primeira vez  por Geminiano Montanari em 1670, porém a existência de eclipses foi identificado por John Goodricke em 1783.

Situado a 2.600 anos-luz, o sistema KOI-3278 é composto por uma estrela semelhante ao Sol em massa e luminosidade de tipo espectral G, e uma anã branca com cerca de 63% da massa do Sol e um raio de 8.200 quilômetros, cerca de 1,3 vezes do raio da Terra. As anãs brancas são os núcleos nús e inertes de estrelas que passaram pela fase de gigante vermelha. Têm uma densidade elevadíssima, onde um centímetro cúbico de material de uma tal estrela pesaria cerca de uma tonelada, e na maioria são constituídas por uma mistura de átomos de carbono e oxigênio empacotados tão próximo quanto o permitido pelas leis da mecânica quântica. As componentes orbitam um centro de gravidade comum, com órbitas quase circulares, em aproximadamente 88,18 dias, semelhante ao período orbital de Mercúrio.

A orientação orbital é tal que, vistas da Terra, cada uma das componentes passa à frente da outra periodicamente. Este tipo de sistema é designado de binário com eclipse, por razões óbvias. Sempre que cada componente passa em frente da outra, a luminosidade total do sistema diminui pois parte da luz da componente eclipsada deixa de ser vista a partir da Terra.

© Ethan Kruse e Eric Agol (curva de luz do sistema KOI-3278 em torno dos eclipses)

A imagem acima mostra a curva de luz do sistema KOI-3278 em torno dos eclipses, cuja duração é de cerca de 5 horas devido à distância relativamente grande entre as estrelas. Do lado direito ocorre o efeito da passagem da estrela de tipo espectral G em frente da anã branca. A luminosidade do sistema decresce de 1 para 0,999, uma diminuição de apenas 0,1%. No outro eclipse, à esquerda, a anã branca passa em frente da estrela de tipo G. Em vez de uma diminuição da luminosidade total do sistema, que deveria acontecer porque a anã branca bloqueia parte da superfície da estrela G, vemos pelo contrário um aumento da luminosidade total, cerca de 0,1%!

O campo gravitacional da anã branca é tão poderoso, cerca de 100 mil vezes mais intenso do que o da Terra, que funciona como uma lente gravitacional amplificando e curvando a trajetória de parte da luz proveniente da estrela G, inclusive luz que em circunstâncias normais seria ocultada por ela. O efeito é tão forte que consegue não só compensar a diminuição de luminosidade provocada pela ocultação de parte da estrela G como ainda fazer aumentar a luminosidade total do sistema.

Com base nos dados do Kepler os astrônomos conseguiram calcular com precisão os elementos orbitais do sistema e os tamanhos das estrelas. A massa da estrela G pode ser estimada com precisão pelas suas características espectrais. Por outro lado, a massa da anã branca foi estimada com base no efeito de lente gravitacional observado, obtendo-se os referidos 63% da massa do Sol. As anãs brancas são tanto mais pequenas quanto mais maciças devido à compressão gravitacional.

A determinação rigorosa do raio e massa das anãs brancas reveste-se de grande importância pois permite aos astrofísicos conhecer com mais detalhe a equação que descreve o estado da matéria nestas estrelas, a chamada Equação de Estado. Este conhecimento é importante, por exemplo, para a cosmologia, uma vez que uma das suas ferramentas essenciais, as supernovas de tipo Ia, resultam da explosão termonuclear de anãs brancas.

Fonte: Science e Nature

Uma deslumbrante região do Universo

Uma imagem de um aglomerado de galáxias feita pelo telescópio espacial Hubble nos presenteia com uma impressionante seção do Universo, mostrando objetos em diferentes distância e em diferentes estágios da história cósmica.

© Hubble (Fred, Ginger e CLASS B1608+656)

A distância varia desde vizinhos cósmicos próximos até objetos que são observados nos anos iniciais do Universo. A exposição registrou objetos um bilhão de vezes mais apagados do que aqueles que podem ser observados a olho nu.

Essa nova imagem do Hubble apresenta uma impressionante variedade de objetos em diferentes distâncias de nós, estendendo por mais da metade do que se conhece até hoje o limite do Universo observável. As galáxias que aparecem nessa imagem localizam-se na sua maiores a cerca de cinco bilhões de anos-luz da Terra, mas o campo também contém outros objetos, tanto significantemente mais próximos como bem mais distantes.

Estudos dessa região do céu têm mostrado que muitos dos objetos que parecem estar localizados próximos podem na verdade estarem separados por bilhões de anos-luz. Isso ocorre porque alguns agrupamentos de galáxias localizam-se na mesma linha de visão, criando um tipo de ilusão óptica. A seção do Hubble é completada por imagens distorcidas de galáxias distantes localizadas em segundo plano na imagem.

Esses objetos algumas vezes são distorcidos devido a um processo conhecido como lente gravitacional, uma técnica extremamente valiosa na astronomia para se estudar objetos muito distantes. Esse efeito de lente é causado pela distorção do contínuo espaço-tempo por galáxias massivas localizadas perto da nossa linha de visão com relação aos objetos distantes.

Uma lente gravitacional pode amplificar a luz que vem de objetos distantes, permitindo telescópios como o Hubble ver os objetos que seriam demasiado fraco e longínquo. Este efeito será explorado durante a campanha de observação Frontier Fields, que visa combinar o poder do Hubble com a amplificação natural causado pela forte lente gravitacional de aglomerados de galáxias distantes, para estudar o passado do Universo.

Um desses sistemas de lente visível aqui é chamado de CLASS B1608+656, que aparece como um pequeno loop no centro da imagem. Ele apresenta duas galáxias em primeiro plano distorcendo e amplificando a luz de um quasar distante conhecido como QSO-160913+653228. A luz desse brilhante disco de matéria, que está atualmente caindo em um buraco negro, demorou nove bilhões de anos para chegar até nós, ou seja, dois terços da idade do Universo.

Além do CLASS B1608+656, os astrônomos identificaram duas outras lentes gravitacionais dentro dessa imagem. Duas galáxias, denominadas Fred e Ginger, em homenagem aos pesquisadores que as estudaram, que contém massa suficiente para visivelmente distorcer a luz de objetos localizados além dela. Fred, também conhecida de maneira mais prosaica como [FMK2006] ACS J160919+6532, localiza-se perto das galáxias na lente em CLASS B1608+656, enquanto Ginger ([FMK2006] ACS J160910+6532) está muito mais perto de nós. Apesar da diferença em distância da Terra, ambas podem ser vistas perto do CLASS B1068+656 na região central dessa imagem do Hubble.

Para captar objetos distantes e apagados como esses, o Hubble necessita de uma longa exposição. A imagem acima é feita com observações no visível e no infravermelho com um tempo total de exposição de 14 horas.

Fonte: NASA

Descoberto primeiro exoplaneta habitável do tamanho da Terra

Cientistas descobriram o primeiro planeta fora do Sistema Solar de tamanho semelhante ao da Terra e onde pode existir água em estado líquido, o que o torna habitável.

© NASA Ames/SETI Institute/JPL-Caltech (ilustração mostra como seria o planeta Kepler-186f)

A descoberta reforça a possibilidade de encontrar planetas similares à Terra na nossa galáxia, a Via Láctea, segundo uma equipe internacional de astrônomos.

"É o primeiro exoplaneta do tamanho da Terra encontrado na zona habitável de outra estrela", destaca Elisa Quintana, astrônoma do centro de pesquisas Ames, da NASA, que ficou à frente da pesquisa.

"O que torna esta descoberta algo particularmente interessante é que este planeta, batizado de Kepler-186f, tem o tamanho terrestre e está em órbita ao redor de uma estrela classificada como anã, menor e menos quente do que o Sol, na zona temperada onde a água pode ser líquida", afirmou.

Considera-se que esta zona seja habitável poque a vida como a conhecemos tem possibilidades de se desenvolver naquele ambiente, segundo os pesquisadores.

Para Fred Adams, professor de Física e Astronomia da Universidade de Michigan, "trata-de de um passo importante na busca para descobrir um exoplaneta idêntico à Terra".

Nos últimos vinte anos foram detectados cerca de 1.800 exoplanetas, dos quais cerca de vinte orbitam ao redor de sua estrela em uma zona habitável. Mas esses planetas são muito maiores do que a Terra e, por isso, é difícil, devido ao seu tamanho, determinar se são de composição gasosa ou rochosa.

Segundo modelos teóricos sobre a formação planetária, estabelecidos a partir de observações, os planetas que têm raio 1,5 vez inferior ao da Terra têm poucas chances, por causa do seu tamanho, de acumular uma atmosfera espessa como os planetas gasosos gigantes do nosso Sistema Solar.

"Nestes anos aprendemos que há uma transição líquida entre os exoplanetas cujo raio é 1,5 vez o da Terra", explica Stephen Kane, um astronauta da Universidade de San Francisco, co-autor da descoberta.

"Quando o raio é entre 1,5 e 2 vezes o do raio terrestre, os planetas são grandes o suficiente para acumular uma atmosfera espessa de hidrogênio e hélio", acrescentou.

O exoplaneta Kepler-186f tem raio 1,1 vez maior do que o da Terra e entra na categoria de planetas rochosos característicos do Sistema Solar, como Terra, Marte e Vênus.

"Levando em conta o pequeno tamanho do planeta, tem grandes possibilidades de ser rochoso e ter uma atmosfera. Se essa atmosfera oferecer boas condições, a água pode existir em estado líquido na superfície. Para se ter certeza de que é realmente rochoso, seria preciso obter a massa do planeta, o que não é possível com os instrumentos atuais", explica Emelie Bolmont, pesquisadora da Universidade de Bordeaux, França, que participou da descoberta.

O Kepler-186f está em um sistema estelar situado a 490 anos-luz do Sol (um ano luz = 9,46 trilhões de quilômetros) e conta com outros cinco planetas, todos de tamanho parecido com o da Terra, mas situados fora da zona habitável.

Em novembro de 2013, os astrônomos consideraram que existem bilhões de planetas de tamanho terrestre potencialmente habitáveis. Essa conclusão se baseia nas observações do telescópio espacial Kepler, lançado em 2009 para esquadrinhar mais de 100 mil planetas similares ao nosso e situados nas constelações de Cisne e Lira.

Fonte: Science

Um estudo em escarlate

A nova imagem abaixo obtida no Observatório de La Silla do ESO, no Chile revela uma nuvem de hidrogênio chamada Gum 41.

© ESO (região de formação estelar Gum 41)

No seio desta nebulosa pouco conhecida, estrelas luminosas, quentes e jovens, emitem radiação que faz brilhar o hidrogênio circundante num caraterístico tom escarlate.

A região do céu austral na constelação do Centauro acolhe muitas nebulosas brilhantes, cada uma associada a estrelas quentes recém nascidas que se formaram das nuvens de hidrogênio gasoso. A intensa radiação emitida pelas estrelas jovens excita o hidrogênio restante, fazendo com que este brilhe na cor vermelha típica das regiões de formação estelar. Outro exemplo famoso do mesmo fenômeno pode ser observado na Nebulosa da Lagoa, uma enorme nuvem que brilha em semelhantes tons escarlates.

© ESO (Nebulosa da Lagoa)

A nebulosa Gum 41 situa-se a cerca de 7.300 anos-luz de distância da Terra. Foi descoberta pelo astrônomo australiano Colin Gum em fotografias obtidas no Observatório de Mount Stromlo, próximo de Canberra. Gum incluiu este objeto no seu catálogo de 84 nebulosas de emissão, publicado em 1955. Gum 41 é, na realidade, uma pequena parte de uma estrutura muito maior chamada Nebulosa Lambda Centauri, também conhecida pelo nome mais exótico de Nebulosa da Galinha Fugitiva. Gum morreu tragicamente em 1960, ainda jovem, num acidente de esqui na Suíça.
Nesta imagem de Gum 41, as nuvens parecem ser muito espessas e brilhantes, no entanto não é este o caso. Se um hipotético viajante espacial passasse pelo meio desta nebulosa, muito provavelmente nem a notaria. É que, mesmo de muito perto, a nebulosa apresenta-se tênue demais para poder ser detectada com o olho humano, fato que ajuda a perceber como é que um objeto tão grande apenas foi descoberto em meados do século XX, a sua radiação expande-se de modo muito tênue e o brilho vermelho não se consegue observar adequadamente no domínio ótico.
Esta nova imagem da Gum 41, provavelmente uma das melhores obtidas até agora, foi criada a partir de dados do instrumento Wide Field Imager (WFI), montado no telescópio MPG/ESO de 2,2 metros, no Observatório de La Silla, no Chile. Trata-se de uma combinação de imagens captadas através de três filtros de cor (azul, verde e vermelho) e de um filtro especial que capta a radiação vermelha emitida pelo hidrogênio.

Fonte: ESO

Nascimento de uma nova lua em Saturno?

A sonda Cassini da NASA tem documentado a formação de um pequeno objeto congelado dentro dos anéis de Saturno que pode ser uma nova lua do gigante gasoso, e pode também fornecer pistas para a formação das luas já conhecidas do planeta.

© Cassini (possível formação de nova lua de Saturno)

Imagens feitas pela câmera de ângulo restrito da sonda Cassini, em 15 de Abril de 2013, mostram distúrbios na borda do Anel A de Saturno, o mais externo dos brilhantes anéis. Um desses distúrbios é um arco, cerca de 20% mais brilhante do que o ambiente ao redor, que tem cerca de 1.200 quilômetros de comprimento e 10 quilômetros de largura. Os cientistas também encontraram protuberâncias incomuns no perfil normalmente suave  da borda do anel. Os cientistas, acreditam que o arco e as protuberâncias sejam causadas pelos efeitos gravitacionais de um objeto próximo.

Não é esperado que o objeto cresça mais, e na verdade ele pode até se partir. Mas o processo da sua formação e o seu movimento contribui para o nosso entendimento sobre como as luas congeladas de Saturno, incluindo Titã e Encélado, possam ter se formado em anéis muito massivos a muito tempo atrás. Esses estudos também fornecem ideias sobre como a Terra e os outros planetas no nosso Sistema Solar, se formaram e migraram para longe do Sol.

“Nós nunca tínhamos visto algo assim antes”, disse Carl Murray da Queen Mary University de Londres, e o principal autor do artigo que descreve a descoberta. “Nós podemos estar olhando para o ato de nascimento, onde esse objeto está apenas deixando os anéis e saindo para ser uma lua propriamente dita”.

O objeto, informalmente chamado de Peggy, é muito pequeno para ser visto nas imagens. Os cientistas estimam que ele tenha provavelmente não mais do que um quilômetro de diâmetro. As luas congeladas de Saturno variam de tamanho dependendo da sua proximidade com o planeta, quanto mais distante do planeta maiores elas são. E muitas luas de Saturno são compostas primariamente de gelo, já que são as partículas que formam os anéis. Com base nesses fatos, e outros indicadores, os pesquisadores propuseram recentemente que as luas congeladas se formam de partículas dos anéis e então se movem para longe do planeta, fundindo com outras luas no caminho.

“Testemunhar o possível nascimento de uma pequena lua, é algo animador, e um evento inesperado”, disse Linda Spilker, cientista de projeto da Cassini no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, em Pasadena, na Califórnia. De acordo com Spilker, a órbita da Cassini será movida para mais perto da borda externa do Anel A no final de 2016 e fornecerá assim, uma oportunidade para se poder estudar Peggy em mais detalhe e até mesmo, quem sabe, fazer imagens do pequeno satélite.

É possível que o processo de formação de luas nos anéis de Saturno tenha terminado com Peggy, já que os anéis estão agora, muito depletados para gerar novas luas. Como provavelmente esse processo não será observado novamente, Murray e seus colegas estão tirando das observações tudo que eles podem aprender.

“A teoria diz que Saturno a muito tempo atrás tinha um sistema de anéis mais massivo capaz de gerar grandes luas”, disse Murray. “À medida que as luas se formaram perto da borda, elas exauriram os anéis e evoluíram, assim, as que se formaram primeiro são as maiores e mais distantes”.

Detalhes das observações foram publicados na edição de 14 de Abril de 2014 da revista Icarus.

Fonte: NASA

Escolhido o local da instalação da Rede de Telescópios Cherenkov

O local do ESO Paranal-Armazones no Chile foi escolhido como um dos dois potenciais locais no hemisfério sul para instalar o International Cherenkov Telescope Array, uma grande rede de telescópios para a astronomia de raios gama feita a partir do solo.

© ESO (Cherenkov Telescope Array)

Trata-se de um importante passo na realização deste projeto e, se o local for efetivamente escolhido, será uma nova fronteira que se abrirá para o ESO.
No dia 10 de abril de 2014 representantes dos governos de 12 dos países envolvidos no projeto Cherenkov Telescope Array (CTA) juntaram-se em Munique e decidiram começar negociações em dois locais, Aar na Namíbia e Paranal-Armazones no Chile, mantendo Leoncito na Argentina como uma terceira opção.
O projeto CTA trata-se de uma iniciativa para construir a próxima geração de instrumentos no solo que operarão nas altas energias, os raios gama. O projeto CTA pretende usar a deteção da energia dos raios gama para investigar o Universo das altas energias.
O porta-voz do Consórcio CTA, o Professor Werner Hofmann, disse: “A escolha do local é um passo crucial na implementação do CTA; esta decisão representa um enorme passo em frente na concretização do projeto e por isso agradecemos a devoção e o apoio das agências que nos financiam e dos delegados dos países envolvidos na decisão.”
Os raios gama são emitidos pelos objetos do Universo mais quentes e poderosos, tais como buracos negros de massa extremamente elevada, supernovas e possivelmente restos do Big Bang. Quando um fóton de alta energia choca com a atmosfera da Terra, pode causar uma cascata de partículas secundárias, dando origem a um tipo de emissão conhecida por radiação de Cherenkov, um tênue flash de luz azul visível bastante característico. Este flash pode durar apenas alguns bilionésimos de segundo, por isso é necessário capturá-lo em imagens de modo extremamente rápido e com o auxílio de telescópios que possuam grande poder de colectar luz.
O Cherenkov Telescope Array é um projeto multinacional de todo o mundo, onde se encontram envolvidos 1.000 cientistas e engenheiros de 28 países e mais de 170 instituições de pesquisa. Com o CTA será dado um salto de uma ordem de magnitude em termos de sensibilidade, relativamente aos atuais instrumentos, e teremos acesso a conhecimentos novos sobre alguns dos processos mais extremos no Universo. A maioria dos sistemas que medem a radiação de Cherenkov usam apenas alguns telescópios. O CTA será constituído por cerca de 100 telescópios de Cherenkov, com diâmetros de 23, 12 e 4 metros, situados no hemisfério sul. Haverá ainda um local mais pequeno no hemisfério norte. Uma rede desta extensão fará aumentar o número de flashes que podem ser detectados, cobrirá todo o intervalo de energia necessário e aumentará de forma drástica a resolução angular, permitindo a identificação dos objetos emissores a outros comprimentos de onda. Instrumentos de baixas energias (menos de 100 GeV) terão um campo de visão moderado de cerca de 4-5 graus; os de energia média (100 GeV até 1 TeV) cobrirão cerca de 6-8 graus e os de alta energia capturarão os flashes mais intensos, mais de 10 TeV, num campo de visão muito maior, de cerca de 10 graus.
“Embora as conversações formais não tenham ainda começado, a escolha do Paranal-Armazones como potencial local do CTA ilustra bem a excelência do local e das infraestruturas do Very Large Telescope e do European Extremely Large Telescope. Se for escolhido, o CTA tirará partido da grande experiência que o ESO possui na astronomia feita no solo,” disse o Diretor Geral do ESO, Tim de Zeeuw. “Aguardamos com expectativa as conversações com o CTA.”

Fonte: ESO

Primeiro eclipse total da Lua no ano

Na madrugada da próxima terça-feira, dia 15, ocorrerá um eclipse lunar total.

© Fred Espenak (Eclipse Lunar)

Este será o primeiro fenômeno de uma tétrade de luas cheias que vão acontecer a cada seis meses. O próximo eclipse ocorrerá em 8 de outubro deste ano, seguido por um em 4 de abril de 2015 e outro em 28 de setembro de 2015. O alinhamento perfeito entre a Terra, a Lua e o Sol não acontece desde 10 de dezembro de 2011. A última sequência de quatro eclipses lunares totais ocorreu entre 2003 e 2004 e a próxima ocorrência será entre 2032 e 2033.

O fenômeno ocorre quando a Lua passa através da sombra provocada pela Terra. Nessa configuração, a Terra fica entre o Sol e a Lua. Quando a Lua penetra totalmente no cone de sombra projetado pela Terra é o eclipse lunar total. A luz proveniente do Sol é desviada sobre a Lua eclipsada e ao atingir a atmosfera da Terra absorve a tonalidade azul do espectro de cores, resultando na cor avermelhada da Lua durante a fase de totalidade do eclipse.

A Lua estará entre a estrela Espiga e Marte (que hoje está mais próximo da Terra) durante o eclipse que terá início às 1h53 (horário de Brasília), nessa fase (penumbra) apenas parte da luz solar estará sendo bloqueada pela Terra. A Lua entrará no cone de sombra total da Terra (umbra), aproximadamente às 2h58 (início do eclipse parcial). A Lua estará completamente encoberta as 4h06, sendo ápice do eclipse total às 4h45, e o nosso satélite natural começará a sair da umbra às 5h24, saindo totalmente da umbra às 6h33 (fim do eclipse parcial). O fenômeno finalizará às 7h37. A duração do eclipse total, ou seja, a Lua imersa no cone de sombra da Terra, será de aproximadamente 78 minutos.

Fonte: NASA e Cosmo Novas

Saturno em azul e dourado

Por que Saturno é parcialmente azul?

© Cassini (Saturno)

A imagem acima de Saturno, que mostra o planeta com as cores aproximadas àquelas que um ser humano as veriam se estivesse flutuando próximo do gigante, foi feita em 2006 pela sonda Cassini. Nessa imagem os anéis de Saturno aparecem como uma fina linha vertical. Os anéis mostram suas complexas estrutuas na sombra que é projetada na parte esquerda da imagem. A lua chafariz de Saturno, Encélado, aparecem na imagem como saliência nos anéis. O hemisfério norte de Sarurno aparece parcialmente azul pela mesma razão que o céu da Terra também aparece azul, ou seja, moléculas nas porções sem nuvens da atmosfera de ambos os planetas espalham melhor a luz azul do que a luz vermelha. Quando se olha nas profundezas das nuvens de Saturno a tonalidade dourada natural do planeta torna-se dominante. Não se sabe ao certo por que o hemisfério sul de Saturno não apresenta essa mesma tonalidade azulada; uma hipótese é que as nuvens nessa parte do planeta sejam mais altas. Também não se sabe por que as huvens de Saturno apresentam essa tonalidade dourada.

Fonte: NASA

Estrelas nascem nos limites da Via Láctea

Pela primeira vez astrônomos detectaram estrelas em um enorme fluxo de gás lançado pelas Nuvens de Magalhães, as duas galáxias mais brilhantes que orbitam a nossa Via Láctea.

© NRAO/D. Nidever (Braço Dianteiro e Fluxo de Magalhães)

Procuradas há décadas, essas estrelas recém-descobertas são jovens, o que significa que se formaram recentemente, quando o gás das Nuvens de Magalhães colidiu com o gás da Via Láctea.
As estrelas recém-nascidas oferecem informações sobre processos que ocorreram no passado do Universo, quando pequenas galáxias ricas em gás colidiam para dar origem a gigantes como a Via Láctea. “Essa é a primeira e única interação galáctica que podemos modelar em detalhes”, declara Dana Casetti-Dinescu, astrônoma da Southern Connecticut State University, que aponta que outras colisões de nuvens gasosas entre galáxias ficam mais distantes, e que portanto são mais difícieis de observar. “Nós não temos tantas informações sobre interações entre sistemas mais distantes”.
Cerca de duas dúzias de galáxias revolvem ao redor da Via Láctea, mas apenas as Nuvens de Magalhães são brilhantes o suficiente para que astrônomos amadores possam vê-las a olho nu. O que realmente diferencia as duas é seu vigor: ao contrário de outros satélites da Via Láctea, as Nuvens de Magalhães têm grandes quantidades de gás, a matéria-prima de novas estrelas.
As Nuvens de Magalhães com certeza ficam próximas: a Grande Nuvem de Magalhães fica a apenas 160 mil anos-luz da Terra, enquanto a Pequena Nuvem de Magalhães fica a 200 mil anos-luz de nós, e a 75 mil anos-luz de sua companheira. Conforme as duas galáxias orbitam a Via Láctea, é provável que também orbitem uma a outra.
Um olhar mais detalhado das Nuvens de Magalhães revela mais detalhes. No início dos anos 70, rádio-astrônomos descobriram um longo fluxo de gás que acompanha as duas galáxias enquanto elas nos orbitam.
Esse gás, chamado de Fluxo de Magalhães, consiste principalmente de átomos neutros de hidrogênio, que transmitem ondas de rádio com 21 centímetros de comprimento. Um componente gasoso mais curto fica adiante das Nuvens de Magalhães, e por isso foi batizado de Braço Dianteiro. Do início do Braço Dianteiro até o fim do Fluxo de Magalhães, essa faixa gasosa tem pelo menos 200 graus de comprimento e se estende por mais de meio milhão de anos-luz de espaço.
Assim como a Lua eleva os mares terrestres, o arrasto gravitacional da Grande Nuvem de Magalhães removeu a maior parte desse gás da Pequena Nuvem de Magalhães, que não tem tanta força para segurá-lo. Estrelas também devem ter se espalhado a partir das Nuvens de Magalhães. Ainda que tanto estrelas quanto gás existam entre as Nuvens de Magalhães, ninguém nunca tinha encontrado qualquer estrela no Fluxo de Magalhães ou no Braço Dianteiro. Até agora.
Casett-Dinescu e seus colegas usaram o telescópio Walter Baade, de 6,5 metros,  no Observatório Las Campanas, no Chile, para revelar seis luminosas estrelas azuis no Braço Dianteiro. “Elas se formaram no local”, declara a pesquisadora. “Elas não têm outra opção, porque são muito jovens, elas não tiveram tempo suficiente para viajar das Nuvens até sua localização atual durante seu tempo de vida”. Cinco das seis estrelas estão a aproximadamente 60 mil anos-luz do centro da Via Láctea, perto da periferia do disco estelar de nossa galáxia.
Como a maioria das galáxias espirais, a Via Láctea mantém um vasto reservatório de gás hidrogênio que circunda o disco estelar. Então as estrelas recém-nascidas podem ter se originado em nossa galáxia. Porém, as estrelas compartilham a velocidade do gás no Braço Dianteiro, sugerindo que elas surgiram conforme seu gás se chocou com o disco externo de gás da Via Láctea, comprimindo o gás do Braço até que ele produzisse estrelas.
“Essa é a primeira evidência razoável de estrelas associadas ao Braço Dianteiro”, declara David Nidever da University of Michigan, que está conduzindo sua própria busca. Ele está especialmente intrigado com a sexta estrela que os astrônomos localizaram, a mais distante. Localizada a 130 mil anos-luz do centro galáctico, cerca de duas vezes a distância das outras estrelas, ela fica muito além da borda do disco estelar da Via Láctea, no vasto halo externo. A estrela tem um tipo espectral O6, que corresponde a uma temperatura de superfície de 44 mil kelvins. Uma estrela tão quente tem um brilho poderoso, mas breve; ela se formou há apenas um ou dois milhões de anos. “Parece que aquela estrela realmente deve ter nascido no halo”, comenta Nidever.
O halo externo da Via Láctea, ainda que em sua maior parte destituído de estrelas, possui um gás quente difuso que recebe o gás vindo do Braço Dianteiro. “Esse material está mergulhando no halo da Via Láctea, que é muito quente”, observa Casetti-Dinescu. O gás de Magalhães já atingiu o gás do halo, acredita ela, sendo comprimido e forjando a estrela de vida curta.
Ainda que as estrelas devam seu nascimento ao gás das Nuvens de Magalhães, elas agora revolvem ao redor de um novo mestre: a Via Láctea, que aumentou seu tamanho já imponente ao arrebatar gás de seus dois satélites mais extravagantes e transformá-lo em novas estrelas, um processo que nossa galáxia deve ter explorado várias vezes em épocas antigas enquanto crescia para se tornar uma gigante.

As descobertas foram relatadas no periódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: Scientific American

Estrelas de galáxia anã podem ser relíquias do Universo primordial

Uma minúscula galáxia circulando a Via Láctea pode ser um remanescente fóssil do Universo primordial, dizem os astrônomos.

© SDSS (galáxia Segue 1)

Um estudo recente descobriu que as estrelas na galáxia chamada Segue 1 contêm menos elementos pesados do que os de qualquer outra galáxia conhecida, o que implica que o objeto pode ter parado de evoluir quase 13 bilhões de anos atrás. Se as informações forem confirmadas, Segue 1 poderia oferecer informações sobre as condições do início do Universo e revelar como algumas das primeiras galáxias surgiram.
Segue 1 é muito, muito pequena. Ela parece conter apenas algumas centenas de estrelas, em comparação com algumas centenas de bilhões de estrelas na Via Láctea. Pesquisadores liderados por Anna Frebel, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts coletaram informações detalhadas sobre a composição química de seis das mais brilhantes estrelas da Segue 1 usando o telescópio Magalhães do Observatório de Las Campanas no Chile e do Observatório Keck, no Havaí.
De acordo com artigo aceito para publicação The Astrophysical Journal, as medições revelaram que estas estrelas são constituídas quase inteiramente de hidrogênio e hélio, e contêm apenas pequenas quantidades de elementos mais pesados, como o ferro. Nenhuma outra galáxia estudada tem tão poucos elementos pesados, tornando Segue 1 "a menos evoluída quimicamente entre as galáxias conhecidas."
Elementos complexos são forjados dentro dos núcleos das estrelas pela fusão nuclear de elementos mais básicos, como os átomos de hidrogênio e hélio. Quando as estrelas explodem em supernovas, são gerados átomos ainda mais pesados. Os elementos são então lançados no espaço para infundir o gás que gera a próxima geração de estrelas, de modo que cada geração sucessiva contém elementos ainda mais pesados, conhecidos como metais. "Segue 1 é tão singularmente pobre em metal que nós suspeitamos que pelo menos algumas estrelas são descendentes diretas das primeiras estrelas que explodiram no Universo ", diz o co-autor Evan Kirby, da Universidade da Califórnia.
As supernovas não se formam de forma igual. Quando as estrelas de grande massa explodem elas formam uma mistura de elementos como magnésio e cálcio, enquanto que explosões de estrelas com pouca massa formam quase exclusivamente ferro.
Frebel e seus colegas mediram o conteúdo de cada um desses elementos particulares em estrelas Segue 1  e descobriram que elas continham os produtos de estrelas massivas, mas muito poucos produtos de estrelas de pouca massa. Como estrelas massivas morrem muito mais jovens do que as de pouca massa, essa evidência revela a rapidez com que ocorreu a formação de estrelas na galáxia anã. "As estrelas de Segue 1 são as únicas que nunca foram enriquecidas por essas estrelas de pouca massa, o que significa que formou estrelas muito rapidamente, num piscar de olhos", diz Kirby. "Se tivesse formado estrelas por tempo longo o suficiente, deveriam ter sinais que indicassem contribuições de estrelas de pouca massa."
Os resultados sugerem que Segue 1 passou por um breve momento de formação de estrelas há muito tempo, e depois parou para sempre. "A grande questão é por que parou?", diz o astrofísico James Bullock da Universidade da Califórnia, que não esteve envolvido no estudo. "Uma galáxia como esta deveria ter sido capaz de fazer mais de um milhão de estrelas, mas isso não aconteceu."
Uma possibilidade é a época da reionização. Quando o Universo nasceu estava quente e denso, e todo o gás foi ionizado, ou seja, prótons e elétrons foram isolados e não podiam se unir para formar átomos. Eventualmente, o Universo esfriou o suficiente para permitir que os átomos se formassem no gás e as primeiras estrelas nasceram a partir deste material.
Aquelas estrelas emitiram radiação, que energizou o gás ao redor delas voltando a ionizá-lo por volta de 13,2 bilhões anos atrás. Como as estrelas não podem se formar a partir de gás ionizado,  a reionização poderia ter paralisado a formação de estrelas nas galáxias que existiam naquele momento. "Talvez a formação de estrelas em Segue 1 estivesse em formação, mas ocorreu a reionização e impediu a formação de qualquer estrela na galáxia", diz Kirby. "Isso também pode explicar por que a formação de estrelas durou tão pouco tempo."
O caso não está concluído, no entanto. Bullock, um dos principais autores da idéia de reionização, diz que as últimas simulações teóricas de formação de galáxias sugerem que o desligamento causado por reionização pode ser menos brusco do que os cientistas pensavam anteriormente. "Não é óbvio para mim que a reionização, por si só poderia ter feito isso", questiona ele. "Talvez, mas acho que existem outras possibilidades. Talvez alguma peculiaridade tenha levado Segue 1 a ser incrivelmente ineficiente para formação de estrelas em comparação com outras galáxias.
Segue 1 pode ajudar a revelar não apenas o que interrompe a evolução da galáxia, mas também como a evolução se inicia.  Beth Willman, astrônoma do Haverford College, considera o estudo muito interessante e gostaria de saber se galáxias podem se tornar pequenas como Segue 1 e permanecer assim ou se tem um tamanho ao se formar e em seguida perderem massa. "É possível que esta anã tenha sido uma galáxia muito maior e perdeu a maior parte de suas estrelas, talvez por interferência de sua vizinha próxima, a Via Láctea. Os níveis extremamente baixos de metal em suas estrelas, no entanto, apóiam a idéia de que Segue 1 se formou do tamanho próximo ao que tem agora porque é improvável que as interferências  tivessem ocorrido para atrair apenas os astros ricos em metais da galáxia, deixando para trás os objetos pobres em metal.
Se não há nenhum impedimento para essas pequenas galáxias se formem, mini-galáxias como Segue 1 podem ocorrer em grande número mas não são detectáveis. Só a proximidade entre a Segue 1 e a Via Láctea permitiu detectar a pequena galáxia. "Pode haver 200 galáxias Segue 1 ao nosso redor", diz Willman.

Fonte: Scientific American

Encontro ocasional dá origem a anel de diamantes celeste

Astrônomos utilizaram o Very Large Telescope (VLT) do ESO no Chile para captar esta bela imagem da nebulosa planetária PN A66 33, conhecida normalmente por Abell 33.

© ESO/VLT (nebulosa planetária Abell 33)

Formada quando uma estrela já evoluída lançou para o espaço as suas camadas externas, esta bonita bolha azul está, por mero acaso, alinhada com uma estrela que se encontra em primeiro plano, o que torna o conjunto extremamente parecido a um anel de noivado com um diamante. Esta jóia cósmica é raramente simétrica, aparecendo como um círculo quase perfeito no céu.

A maioria das estrelas com massas da ordem da do nosso Sol terminarão as suas vidas sob a forma de anãs brancas, que são corpos quentes, pequenos e muito densos que vão apagando lentamente ao longo de bilhões de anos. Antes desta fase final das suas vidas, as estrelas libertam para o espaço as suas atmosferas, criando nebulosas planetárias, que são nuvens de gás coloridas e luminosas que envolvem as pequenas relíquias estelares brilhantes.
A nebulosa planetária Abell 33 é extraordinariamente circular e está situada a cerca de 2.500 anos-luz de distância da Terra. O fato de ser perfeitamente redonda é bastante incomum neste tipo de objetos, pois geralmente existe algo que perturba a simetria e faz com que a nebulosa planetária apresente formas irregulares. Por exemplo, o modo como a estrela gira, ou se a estrela central é uma componente de um sistema estelar duplo ou múltiplo.
A estrela muito brilhante situada na periferia da nebulosa dá origem a uma bonita ilusão de ótica nesta imagem do VLT. O alinhamento verificado acontece por mero acaso, a estrela, chamada HD 83535, situa-se em primeiro plano, a meio caminho entre Abell 33 e a Terra, no local exato para tornar esta imagem ainda mais bonita. Juntas, a HD83535 e Abell 33 formam um cintilante anel de diamante.
O que resta da estrela progenitora de Abell 33, e que irá formar uma anã branca, pode ser vista, ligeiramente descentralizada no interior da nebulosa, como uma pequeníssima pérola branca. Ainda é bastante brilhante, mais luminosa que o nosso Sol, e emite radiação ultravioleta suficiente para fazer com que a bolha de material expelido brilhe. A estrela central parece ser dupla. Não se sabe se existe efetivamente alguma associação entre as duas ou se se trata apenas de um alinhamento ocasional.
A Abell 33 é apenas um dos 86 objetos catalogados pelo astrônomo George Abell em 1966 no seu Catálogo de Nebulosas Planetárias. Abell perscrutou também os céus em busca de aglomerados de galáxias, tendo compilado no Catálogo de Abell mais de 4.000 aglomerados, tanto no hemisfério norte como no sul.
Esta imagem foi obtida a partir de dados coletados pelo instrumento Focal Reducer and low dispersion Spectrograph (FORS), montado no VLT, no âmbito do programa Jóias Cósmicas do ESO, que trata-se de uma iniciativa no de divulgação científica, que visa obter imagens de objetos interessantes, intrigantes ou visualmente atrativos, utilizando os telescópios do ESO, para efeitos de educação e divulgação científica. O programa utiliza tempo de telescópio que não pode ser usado para observações científicas. Todos os dados obtidos podem ter igualmente interesse científico e são por isso postos à disposição dos astrônomos através do arquivo científico do ESO.

Fonte: ESO

Por dentro da Nebulosa de Órion

A Grande Nebulosa de Órion, uma imensa e próxima região de nascimento de estrelas, é provavelmente a nebulosa astronômica mais famosa.

© Raul Villaverde (M42)

Aqui, o gás brilhante ao redor de estrelas jovens e quentes na borda da imensa nuvem molecular interestelar localizada a somente 1.500 anos-luz de distância da Terra. Na imagem profunda acima, composta em cores assinaladas pelo telescópio espacial Hubble, filamentos e lençóis de poeira e gás são particularmente evidentes. A Grande Nebulosa de Órion pode ser encontrada a olho nu perto do cinturão de três estrelas, as “Três Marias”, na popular constelação de Órion. Além de abrigar um brilhante aglomerado aberto de estrelas conhecido como o Trapézio, a Nebulosa de Órion contém muitos berçários estelares, que contém muito gás hidrogênio, estrelas jovens quentes e jatos estelares expelindo material em altas velocidades. Também conhecida como M42, a Nebulosa de Órion se espalha por cerca de 40 anos-luz e está localizada no mesmo braço espiral da Via Láctea onde está localizado o nosso Sistema Solar.

Fonte: NASA

O aglomerado de galáxias El Gordo

O telescópio espacial Hubble da NASA pesou o maior aglomerado de galáxias conhecido no Universo distante.

© Hubble (aglomerado de galáxias El Gordo)

O objeto catalogado como ACT-CL J0102-4915, cujo apelido: El Gordo, realmente faz jus ao seu peso.

Medindo o quanto a gravidade do aglomerado distorce as imagens das galáxias no fundo distante, uma equipe de astrônomos calculou a massa do aglomerado e chegou ao valor de 3 quatrilhões de vezes a massa do nosso Sol. Os dados do Hubble mostram que o aglomerado de galáxia, que está localizado a cerca de 9,7 bilhões de anos-luz de distância da Terra, é aproximadamente 43% mais massivo do que as estimativas anteriores.

A equipe usou o Hubble para medir quanto a massa do aglomerado distorce o espaço. A alta resolução do Hubble permitiu medidas da chamada lente fraca, onde a imensa gravidade do aglomerado subitamente distorce o espaço como um espelho de parque de dimensões, distorcendo as imagens das galáxias em segundo plano. Quanto mais as imagens aparecem distorcidas, mais massa possui o aglomerado.

Fonte: NASA

Detectado possível sinal de matéria escura

Uma equipe astrofísicos do Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab), Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), do the Massachusetts Institute of Technology (MIT) e da Universidade de Chicago, utilizaram dados recolhidos pelo observatório espacial Fermi para mapear as emissões de raios gama provenientes da região do núcleo da Via Láctea.

© U. Chicago/T. Linden (execesso de raios gama no centro galáctico)

A imagem à esquerda é um mapa de raios gama com energias entre 1 e 3,16 GeV detectados no centro da galáxia pelo Large Area Telescope (LAT) do Observatório Fermi; vermelho indica o maior número. Pulsares proeminentes são rotulados. A imagem à direita mostra a remoçao de todas as fontes de raios gama conhecidas revelando o excesso de emissões que podem surgir a partir da aniquilação de matéria escura.

Os novos mapas, os mais precisos obtidos até agora, mostram que essa região da galáxia emite mais radiação gama do que é possível explicar através das contribuições individuais de fontes conhecidas como por exemplo pulsares, sistemas binários de alta energia e colisões de raios cósmicos no gás interestelar.

Este excesso de emissão não é de todo inesperado, podendo ser uma manifestação sutil da matéria escura que, de acordo com os mais recentes resultados do Observatório Planck, constitui cerca de 84,5% da matéria total do Universo, os restantes 15,5% constituem a matéria normal, a face visível do Universo, enquanto a energia escura mais matéria escura constitui 95,1% do conteúdo total do Universo. Com base no modelo padrão da cosmologia, a massa e energia total do Universo conhecido contém 4,9% de matéria comum, 26,8% de matéria escura e 68,3% de energia escura.

A existência da matéria escura foi estabelecida de forma robusta ao longo de décadas e sabe-se hoje que as galáxias estão envolvidas por um halo gigante constituído por matéria escura. Os seus efeitos gravitacionais são evidentes nos movimentos das estrelas nas galáxias e das galáxias dentro dos aglomerados.

A matéria escura interage com a matéria normal através da força nuclear fraca (de curto alcance e responsável, por exemplo, pela radioatividade) e da força da gravidade, o que dificulta a realização de experiências com o intuito de determinar a sua natureza. De fato, até o momento ainda não foi possível identificar os seus constituintes. De acordo com algumas teorias, a matéria escura é constituída por partículas designadas de WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles), que têm a particularidade de, em caso de colisão, se aniquilarem, produzindo raios gama potencialmente detectáveis pelo telescópio LAT.

O centro da Via Láctea contém a maior concentração de massa da galáxia e por isso, devido à forte influência gravitacional, deverá conter também a maior concentração de matéria escura no halo que a envolve. Isto implica que nessa região a probabilidade de colisão entre WIMPs, caso existam, seja mais elevada. Os cientistas, baseados neste pressuposto, estudaram em pormenor a emissão proveniente dessa região e eliminaram sistematicamente as fontes de radiação gama que podiam ser identificadas. No final, o mapa que obtiveram mostra ainda um claro excesso de radiação gama com energias entre 1 e 3,16 GeV (Giga elétron-Volt) que se estende até pelo menos 5 mil anos-luz do centro da galáxia. Nas palavras de Dan Hooper, um astrofísico do Fermilab, e um dos autores do estudo: “O sinal que identificamos não pode ser explicado pelas teorias alternativas existentes e coincide de forma precisa com as previsões de modelos muito simples para a matéria escura”. Baseado na distribuição espectral da radiação gama observada, na simetria da sua distribuição e na luminosidade total, os autores deduzem que as partículas originais de matéria escura deveriam ter uma massa entre os 31 e os 40 GeV. Tais partículas seriam facilmente produzidas pelo LHC mas a sua detecção seria quase impossível.

Este estudo não demonstra que a matéria escura é constituída por partículas com as características dos WIMPs, apenas que existe um excesso de radiação gama no centro da Via Láctea que pode ser explicado de forma convincente pela existência destas partículas.

Um artigo com estes resultados foi publicado na revista Physical Review D.

Fonte: Goddard Space Flight Center

Buraco negro monstruoso revela seu colar de pérolas de estrelas

Um buraco negro massivo, teve pela primeira vez seu colar revelado, uma corrente de aglomerados de estrelas arranjados como se fosse um colar de pérolas estelar.

© NASA (ilustração de um buraco negro cercado por aglomerados de estrelas)

Nesta imagem em cor falsa, combinando vários conjuntos de observações, a luz visível está em tons de azul (a partir do telescópio espacial Hubble) mostrando redemoinhos de estrelas; as observações do radiotelescópio Very Large Array estão em verde exibindo uma emissão central com dois jatos, e os cachos recém-descobertos estão em vermelho no meio. O buraco negro está representada por um ponto para mostrar a localização, pois o próprio buraco negro não pode ser visto.

Usando os telescópios infravermelhos do Observatório Keck no topo do Monte Mauna Kea, no Havaí, os astrônomos foram capazes de atravessar a poeira que bloqueia a luz ao redor do buraco negro no centro da galáxia NGC 2110 na constelação de Órion. A NGC 2110 está localizada a 120 milhões de anos-luz de distância da Terra.

À medida que eles faziam um zoom no centro galáctico, o astrônomo Jeremy Mould e o estudante de doutorado Mark Duurré do Centre for Astrophysics and Supercomputing da Universidade de Tecnologia Swinburne (SUT) na Austrália, registraram quatro aglomerados estelares escondidos todos eles bem presos ao redor do buraco negro.

© SUT (galáxia NGC 2110)

Nesta imagem em cor falsa, combinando vários conjuntos de observações, a luz visível está em tons de azul (a partir do telescópio espacial Hubble) mostrando redemoinhos de estrelas; as observações do radiotelescópio Very Large Array estão em verde exibindo uma emissão central com dois jatos, e os cachos recém-descobertos estão em vermelho no meio. O buraco negro está representada por um ponto para mostrar a localização, pois o próprio buraco negro não pode ser visto.

A taxa de formação de estrelas no núcleo é de 0,3 M_☉ (massa solar) por ano. A dinâmica do gás fotoionizado (He I) implica numa massa de 3 a 4 × 10⁸ M_☉.

“Esses aglomerados estelares não tinham sido vistos antes pois eles estavam escondidos pelas nuvens de poeira ao redor do buraco negro e pelo fato deles serem muito pequenos, mas eles podem ser observados na radiação infravermelha que consegue penetrar as nuvens”, disse Durré.

“A nossa própria galáxia, a Via Láctea, tem um buraco negro que é quase quatro milhões de vezes mais massivo que o nosso Sol; a NGC 2110 tem um buraco negro cerca de 100 vezes maior”.

O buraco negro central da NGC 2110 é muito ativo, puxando matéria e expelindo intensa radiação e jatos de gases velozes. Embora os buracos negros tenham a péssima reputação de destruírem tudo e consumirem matéria, nesse caso, simulações computacionais revelaram que as marés do buraco negro provavelmente sejam o mecanismo fundamental para a formação inicial dos aglomerados. Os ventos estelares de centenas de estrelas contidas em cada aglomerado também provavelmente emitem poderosos ventos estelares que, por sua vez, alimentam o buraco negro.

“Depois de vários milhões de anos, esses aglomerados se separarão, novamente graças a força de maré, e gradativamente se tornarão uma coleção central mais perto ao redor do buraco negro”, adicionou Durré.

Um artigo intitulado “Young Star Clusters In The Circumnuclear Region Of NGC 2110” de Mark Durré e Jeremy Mould fpoi publicado no The Astrophysical Journal.

Fonte: Discovery e Swinburne University of Technology

Novas evidências de oceano sob a crosta de Encélado

Novas evidências confirmam que um oceano de água líquida se esconde sob a superfície congelada de uma das luas de Saturno, Encélado.

© Cassini (Encélado)

De acordo com cientistas, a presença de água eleva a posição de Encélado entre os locais do Sistema Solar para a busca de vida extraterrestre.
Encélado intriga pesquisadores desde 2005 quando a sonda Cassini, da NASA, descobriu plumas ricas em água no polo sul da lua, levantando a possibilidade de estarem escapando de um mar líquido subterrâneo. Agora essa mesma sonda acabou de apoiar a hipótese oceânica ao medir o campo gravitacional de Encélado.
Cientistas monitoraram cuidadosamente como a lua desviava a Cassini de seu curso e determinaram que Encélado deve ter mais massa em seu polo sul do que aparenta. Os pesquisadores observaram que como a água líquida é mais densa que o gelo, um oceano subterrâneo poderia contribuir com essa massa oculta. “É muito difícil encontrar uma explicação para esses dados que não envolva uma espessa camada de água líquida sob o gelo” declara David Stevenson, cientista planetário do Instituto de Tecnologia da Califórnia.
Ainda que os dados gravitacionais não tragam provas de que o líquido é água, ela é a explicação mais provável por ser farta em Encélado, mesmo sendo vista principalmente na forma de gelo, e porque rochas não produziriam o padrão gravitacional observado, explica Stevenson.
Ainda que plumas pudessem se formar com o derretimento do gelo da superfície, uma conexão com uma fonte de água subterrânea também é provável. E o fato de as plumas de Encélado se originarem em seu polo sul, a mesma localização do suposto oceano, é outro fator em favor da explicação do oceano aquático. “Esses novos resultados são como uma história de detetive. Encontrar impressões digitais confirma a hipótese de motivo e oportunidade”, compara Larry Esposito, cientista planetário da University of Colorado Boulder, que não se envolveu no estudo.
O próprio Stevenson admite seu ceticismo inicial. “Antes desses resultados não estava claro que Encélado tinha um oceano”, contou Stevenson a jornalistas durante uma teleconferência na quarta-feira. “É possível produzir água simplesmente esfregando blocos de gelo uns contra os outros, assim, não era possível concluir que existia um volume enorme de água. Agora sabemos que existe”.
Os dados da Cassini implicam um oceano com cerca de 10 quilômetros de profundidade abaixo da superfície, cobrindo uma área quase do tamanho do Lago Superior, o maior dos Grandes Lagos americanos, com mais de 82 mil km². Ele ficaria enterrado sob aproximadamente 50 quilômetros de gelo. Teoricamente, um reservatório desse tipo poderia abrigar alguma forma de vida que se acredita depender de água líquida. “Existem organismos terrestres que ficariam perfeitamente confortáveis nesse ambiente” observou Jonathan Lunine, coautor do estudo e cientista planetário da Cornell University. “Isso torna o interior de Encélado um local muito atraente para a busca de vida”.
Encélado não é o único corpo do Sistema Solar que pode abrigar um oceano subterrâneo. Acredita-se que Europa, uma das luas de Júpiter é outro alvo das buscas por vida extraterrestre, contenha um oceano global abaixo do gelo de sua superfície, e outros satélites jovianos, Calisto e Ganimedes, também apresentam evidências de mares subterrâneos. Enquanto o oceano de Ganimedes provavelmente fica abaixo de uma camada mais profunda de gelo, a água de Encélado ficaria sobre o núcleo de silicato da lua. De acordo com Lunine, como o silicato pode fornecer alguns dos compostos químicos necessários para a vida, como sais, fósforo e enxofre, o arranjo poderia oferecer a chance para que esses compostos se misturem com a água líquida e produzam vida.
Para realizar as últimas descobertas, os pesquisadores precisaram rastrear cuidadosamente os movimentos da Cassini, monitorando mudanças minúsculas na frequência do sinal enviado de volta para a Terra, chamadas de desvios Doppler. “É a mesma coisa que estão usando para o avião da Malásia, mas nós conseguimos fazer isso com mais precisão”, declara Stevenson.
Após coletar dados durante três passagens da Cassini nas proximidades de Encélado, cientistas puderam estimar o campo gravitacional da lua com precisão suficiente para determinar que existe alguma massa adicional sob sua superfície. “Se isso estiver correto, teremos novas informações importantes sobre o que pode estar acontecendo abaixo das plumas”, observa Matthew Hedman, cientista planetário da University of Idaho, que não se envolveu na pesquisa.
“Uma pergunta importante que precisa de resposta é: Como um oceano desses se conecta à superfície para produzir plumas?”. Também não se sabe porque o polo norte de Encélado até agora não apresenta sinais de atividade de plumas, ou de um oceano. Cientistas acreditam que marés gravitacionais de Saturno poderiam estar aquecendo o interior da lua, derretendo o gelo para formar o oceano. Esse aquecimento provavelmente seria maior nos polos. “Eu não sei porque isso só acontece no sul”, admite Stevenson.
As novas evidências e as questões que elas levantam só estão deixando os cientistas mais ansiosos para dedicar parte do tempo restante da Cassini em Saturno ao estudo de Encélado. A sonda chegou ao planeta dos aneis em 2004, e deve sofrer uma morte espetacular ao mergulhar na atmosfera de Saturno em 2017. Antes disso, a Cassini tem mais três sobrevoos de Encélado planejados. Com sorte, mais descobertas serão feitas.

Fonte: Science e Scientific American