Orcus: um planeta anão?

Orcus é um objeto transnetuniano do cinturão de Kuiper e provavelmente deverá ser classificado como um planeta anão, embora a International Astronomical Union (IAU) não tenha o designado formalmente como tal.

© NASA (ilustração de Orcus)

O objeto 90482 Orcus foi descoberto em 17 de fevereiro de 2004 por Michael Brown, Chad Trujillo e David Rabinowitz. Ele é um plutino, ou seja, está numa ressonância orbital 2:3 com Netuno, completando duas voltas ao redor do Sol a cada três de Netuno. Plutão possui uma órbita parecida à de Orcus, porém os dois corpos sempre estão em fases opostas da órbita: enquanto Orcus está no afélio Plutão está no perélio e vice-versa. Por causa disso, além do fato de sua lua Vanth lembrar a grande lua de Plutão Caronte, Orcus tem sido visto como anti-Plutão. Isso influenciou muito a escolha de seu nome, como o deus Orcus era o equivalente etrusco de Plutão, e virou um nome alternativo para Plutão.

Orcus tem um período orbital de 247 anos. Embora sua órbita fique próxima da de Netuno em um ponto, a ressonância orbital significa que Orcus sempre está a uma grande distância do planeta, a separação angular entre eles é de mais de 60°. Em um período de 14.000 anos Orcus fica a mais de 18 UA de Netuno.

Orcus orbita o Sol a uma distância média de 39,2 UA, com um perélio (menor distância ao Sol) de 30,4 UA e um afélio (maior distância ao Sol) de 48,1 UA. Ele vai alcançar o afélio em 2019. Simulações pela Deep Ecliptic Survey (DES) mostram que nos próximos 10 milhões de anos Orcus poderá adquirir um perélio de 27,8 UA.

O período de rotação de Orcus é desconhecido. Diferentes pesquisas fotométricas apresentam diferentes resultados. Algumas mostram pequenas variações de amplitude com períodos entre 7 e 21 horas, enquanto outras não mostram variação.

A partir de observações feitas pelo telescópio espacial Hubble em novembro de 2005, Mike Brown e T.A. Suer detectaram um satélite orbitando Orcus. Essa descoberta foi anunciada na IAUC 8812 em 22 de fevereiro de 2007. O satélite recebeu a designação provisória S/2005 (90482) 1 até receber o nome de Vanth. Ele orbita Orcus em uma órbita quase circular com uma excentricidade de menos de 0,0036, e um período orbital de 9,53 dias. Vanth está a apenas 8.980 ± 20 km de Orcus e está muito perto dele para análises espectroscópicas terrestres a composição de sua superfície. Vanth não parece ter surgido por colisão porque seu espectro é bastante diferente do de Orcus, e possivelmente pode ser um objeto capturado.

Os polos de rotação de Orcus provavelmente coincidem com os polos orbitais de sua lua, Vanth, o que significa que o polo de Orcus está virado para a Terra, explicando as dificuldades em medir seu período de rotação. É possível que o verdadeiro período de rotação coincida com o período orbital da lua. A magnitude absoluta de Orcus é de cerca de 2,2, comparável à de 2,6 do cubewano Quaoar. Um objeto cubewano é aquele pertencente ao cinturão de Kuiper, e ao contrário de Plutão, não cruzam a órbita de Netuno.

Observações efetuadas pelo telescópio espacial Spitzer no infravermelho distante e pelo observatório espacial Herschel no submilímetro estima um diâmetro de 850 ± 90 km. O diâmetro determinado a partir de medições do Spitzer é de apenas 940 ± 70 km. Orcus tem um albedo de cerca de 22% a 34%, o que pode ser típico de objetos transnetuniano aproximando a faixa de 1.000 km de diâmetro.

O tamanho foi estimado assumindo que Orcus não possui satélites. A presença de Vanth, um satélite relativamente grande, pode mudar os valores consideravelmente. A magnitude absoluta de Vanth é cerca de 4,88, o que significa que ele é 11 vezes menos brilhante que Orcus. Se os albedos dos dois corpos forem iguais o diâmetro de Orcus é de cerca de 900 km (assumindo um diâmetro de 940 km se não tivesse satélites), enquanto o tamanho de Vanth é de cerca de 280 km. No entanto, se o albedo de Vanth for duas vezes menor que o de Orcus, o o diâmetro dos corpos é de 860 e 380 km, respectivamente.

Em 2013 foi publicada uma nova análise de dados do observatório espacial Herschel, que determinou um diâmetro de 917 ± 25 km para Orcus e 276 ± 17 km para Vanth, assumindo que os dois corpos tenham o mesmo albedo.

Como Orcus faz parte de um sistema binário, a massa do sistema é estimada em 6,32 ± 0,05×10²⁰ kg, cerca de 3,8% da massa de Éris, o planeta anão mais massivo conhecido.

Como essa massa está divida entre Orcus e Vanth depende do tamanho relativo deles. Se o tamanho do satélite for de um terço de Orcus, sua massa equivale a 3% da massa total; por outro lado, se o tamanho de Vanth for de 380 km, sua massa pode ser de até 1/13 da massa total do sistema ou cerca de 8% da massa de Orcus.

Fonte: NASA

A remanescente de supernova Puppis A

Originada pela explosão de uma estrela massiva, a nebulosa remanescente de supernova Puppis A se expande detonando o meio interestelar a 7.000 anos luz de distância da Terra.

© Don Goldman (remanescente de supernova Puppis A)

Nessa distância, esta colorida imagem telescópica, captada usando dados tanto de amplo espectro quanto filtros de banda estreita, resolve uma área de 60 anos luz de diâmetro.

A medida que os escombros desta supernova se espalham pelas áreas vizinhas não uniformes, filamentos de oxigênio excitado brilham em tons de verde e azul. A radiação emanada pelo hidrogênio e do nitrogênio aparece aqui em tons avermelhados.

A luz original da supernova gerada pelo colapso de um massivo núcleo estelar, chegou até a Terra há 3.700 anos.

A remanescente de supernova Puppis A é vista através das emissões periféricas da mais antiga e mais próxima remanescente de supernova de Vela, perto do plano lotado da galáxia Via Láctea.

A Puppis A, apesar de brilhar em todo o espectro eletromagnético, continua sendo uma das fontes mais brilhantes nos céus em raios X.

Fonte: NASA

O primeiro ano de observações científicas do Gaia

Há uma semana o observatório espacial Gaia da ESA completou o seu primeiro ano de observações científicas no seu modo principal de levantamento.

© Hubble/Gaia (Nebulosa Olho de Gato)

Depois do lançamento, no dia 19 de dezembro de 2013, e de uma longa órbita de seis meses durante o período de comissionamento, o satélite começou as suas observações científicas de rotina no dia 25 de julho de 2014. Localizado no ponto L2 de Lagrange, a 1,5 milhões de quilômetros da Terra, o Gaia estuda estrelas e muitos outros objetos astronômicos enquanto gira, observando porções circulares do céu. Ao medir repetidamente as posições das estrelas com uma precisão extraordinária, o Gaia pode desvendar as suas distâncias e movimentos através da Via Láctea.

Durante os primeiros 28 dias, o Gaia operou num modo especial de estudo em que recolheu amostras de grandes círculos no céu, mas sempre incluindo os polos da eclíptica. Isto significa que o satélite observou as estrelas nessas regiões muitas vezes, fornecendo uma base de dados de valor inestimável para a calibração inicial do Gaia.

No final desta fase, no dia 21 de agosto de 2014, o Gaia deu início à sua operação primária, empregando um levantamento projetado para alcançar a melhor cobertura possível de todo o céu.

Desde o início da sua fase de rotina, o satélite registou 272 bilhões de medições posicionais ou astrométricas, 54,4 bilhões de pontos de dados fotométricos ou de brilho, e 5,4 bilhões de espectros.

A equipe do Gaia durante um ano processou e a analisou estes dados, a caminho de desenvolver os principais produtos científicos do Gaia, enormes catálogos públicos das posições, distâncias, movimentos e outras propriedades de mais de bilhões de estrelas. Devido ao imenso volume de dados e à sua natureza complexa, isto requer um enorme esforço por parte de cientistas e de criadores de software por toda a Europa, que constituem o DPAC (Data Processing and Analysis Consortium) do Gaia.

"Os últimos doze meses foram muito intensos, mas estamos aprendendo a lidar com os dados e estamos ansiosos pelos próximos quatro anos de operações nominais," afirma Timo Prusti, cientista do projeto Gaia da ESA.

"Estamos apenas a um ano de distância da primeira divulgação de dados do Gaia, um catálogo intermediário planejado para o verão de 2016. Com o primeiro ano de dados nas nossas mãos, estamos agora a meio caminho desse marco e somos capazes de apresentar alguns instantâneos preliminares que mostram que o observatório está trabalhando bem e que o processamento de dados está no caminho certo."

Como um exemplo da validação em curso, a equipe do Gaia foi capaz de medir a paralaxe para uma amostra inicial de dois milhões de estrelas.

A paralaxe é o movimento aparente de uma estrela contra um fundo distante observado ao longo de um período de um ano e resulta do movimento real da Terra em torno do Sol; isto é também observado pelo Gaia, uma vez que orbita o Sol ao lado da Terra. Mas a paralaxe não é o único movimento observado pelo Gaia: as estrelas também se movem através do espaço, o que chamamos de movimento próprio.

O Gaia fez uma média de aproximadamente 14 medições para cada estrela no céu, até agora, mas este número não é geralmente suficiente para separar a paralaxe dos movimentos próprios.

Para superar isto, os cientistas combinaram dados do Gaia com posições extraídas do catálogo Tycho-2, com base em dados obtidos entre 1989 e 1993 pelo antecessor do Gaia, o satélite Hipparcos.

Isto restringe a amostra a apenas dois milhões das mais de bilhões de estrelas que o Gaia observou até agora, mas gera algumas ideias iniciais e úteis da qualidade dos seus dados.

Quanto mais perto uma estrela está do Sol, maior a sua paralaxe e, portanto, a paralaxe medida para uma estrela pode ser usada para determinar a sua distância. Por sua vez, a distância pode ser usada para converter o brilho aparente da estrela no brilho verdadeiro ou "luminosidade absoluta".

Os astrônomos traçam as magnitudes absolutas das estrelas contra as suas temperaturas, estimadas a partir das cores das estrelas, para gerar o "diagrama Hertzsprung-Russell", cujo nome honra dois cientistas do século XX que reconheceram que um tal diagrama poderia ser usado como uma ferramenta para compreender a evolução estelar.

© ESA (diagrama Hertzsprung-Russell)

Este gráfico mostra a luminosidade absoluta de quase um milhão de estrelas observadas pelo Gaia em função da sua cor. Os pontos de dados parecem preencher algumas regiões características do diagrama, a maioria deles distribuídos diagonalmente desde o canto superior esquerdo até ao canto inferior direito: esta é a chamada sequência principal de estrelas, identificando todas as estrelas que queimam hidrogênio nos seus núcleos, uma fase que corresponde à maior parte do tempo de vida de uma estrela. Ao longo da sequência principal, as estrelas mais brilhantes e mais massivas estão localizadas na seção superior esquerda do diagrama, e as estrelas mais pequenas e menos brilhantes estão localizadas na seção inferior direita.
O grande grupo de pontos de dados na metade direita do gráfico identifica estrelas gigantes vermelhas: estrelas evoluídas que já esgotaram o hidrogênio nos seus núcleos. À medida que os seus núcleos colapsam sob o seu próprio peso, as camadas exteriores dessas estrelas incham, criando invólucros enormes, frios e avermelhados.

"O nosso primeiro diagrama Hertzsprung-Russell, com luminosidades absolutas baseadas no primeiro ano do Gaia e no catálogo Tycho-2, e informações de cor obtidas em observatórios terrestres, dá-nos uma amostra do que a missão vai proporcionar nos próximos anos," afirma Lennart Lindegren, professor na Universidade de Lund e um dos proponentes originais da missão Gaia.

Dado que o Gaia tem vindo a realizar estudos repetidos do céu para medir os movimentos das estrelas, também tem sido capaz de detectar se alguma mudou de brilho e, ao fazê-lo, começou a descobrir alguns objetos astronômicos muito interessantes.

O Gaia detectou centenas de fontes transientes até agora, sendo a primeira uma supernova no dia 30 de agosto de 2014. Estas deteções são rotineiramente partilhadas com a comunidade em geral, logo que são avistadas sob a forma de "alertas científicos", permitindo o acompanhamento rápido por telescópios terrestres a fim de determinar a sua natureza.

Uma dessas fontes transientes foi observada passando por uma explosão repentina e dramática que aumentou o seu brilho por um fator de cinco. Concluiu-se que o Gaia tinha descoberto o que se chama de "variável cataclísmica", um sistema binário no qual uma das estrelas, uma anã branca quente, devora massa da companheira estelar normal, levando a explosões de luz à medida que o material é ingerido. O sistema também acabou por ser um binário eclipsante, em que a relativamente maior estrela normal passa diretamente em frente da mais pequena, mas mais brilhante, anã branca, tapando-a periodicamente a partir do ponto de vista da Terra.

Invulgarmente, ambas as estrelas neste sistema parecem ter uma abundância de hélio mas pouco hidrogênio. Os dados da descoberta do Gaia e observações de acompanhamento podem ajudar os astrônomos a melhor compreender como as duas estrelas perderam o seu hidrogênio.

O Gaia também descobriu uma grande variedade de estrelas cujo brilho sofre mais alterações regulares ao longo do tempo. Muitas destas descobertas foram feitas entre julho e agosto de 2014, enquanto o Gaia realizava bastantes observações subsequentes de algumas áreas do céu perto dos polos eclípticos. Esta sequência de observações e amostras tornou possível a descoberta e o estudo de estrelas variáveis localizadas nestas regiões.

A famosa Grande Nuvem de Magalhães (LMC), uma galáxia anã satélite da Via Láctea, está localizada perto do polo sul da eclíptica. O Gaia forneceu curvas de luz detalhadas de dúzias de estrelas variáveis do tipo RR Lyrae na LMC e os detalhes revelados nas mesmas atestam a alta qualidade dos dados.

Outro objeto curioso estudado durante a mesma fase da missão: a Nebulosa Olho de Gato, vista no topo desta postagem. Também conhecida como NGC 6543, é uma nebulosa planetária situada perto do polo norte da eclíptica.

As nebulosas planetárias são formadas quando as camadas exteriores de uma velha estrela de baixa massa são expelidas e interagem com o meio interestelar circundante, deixando para trás uma anã branca compacta. O Gaia fez mais de 200 observações da Nebulosa Olho de Gato e registou mais de 84.000 deteções que traçam com precisão os intricados filamentos gasosos por que tais objetos são famosos. À medida que as observações continuam, o Gaia será capaz de ver a expansão dos nós nebulares, nesta e noutras nebulosas planetárias.

Mais perto de casa, o Gaia detectou uma grande quantidade de asteroides, pequenos corpos rochosos que povoam o nosso Sistema Solar, principalmente entre as órbitas de Marte e Júpiter. Tendo em conta que estão relativamente próximos e que orbitam o Sol, os asteroides movem-se contra o fundo estelar nas imagens astronômicas, aparecendo num instantâneo de um determinado campo, mas não em imagens do mesmo campo obtidas em momentos posteriores.

Os cientistas do Gaia desenvolveram um software especial para procurar estes dados extremos, combinando-os com as órbitas de asteroides conhecidos a fim de os remover dos dados que estão sendo usados para estudar estrelas. Mas, por sua vez, esta informação será utilizada para caracterizar asteroides conhecidos e para descobrir milhares de novos.

Finalmente, além das medições astrométricas e fotométricas, o Gaia tem recolhido espectros de muitas estrelas. Estes dados serão utilizados para determinar os movimentos das estrelas ao longo da linha de visão medindo ligeiras mudanças nas posições das linhas de absorção no seu espectro devido ao efeito Doppler. Mas nos espectros de algumas estrelas quentes, o Gaia também observou linhas de absorção em gás de material interestelar de primeiro plano, o que permitirá aos cientistas medir a sua distribuição.

"Estes estudos iniciais demonstram a qualidade dos dados recolhidos até agora pelo Gaia e as capacidades de processamento. Os produtos finais dos dados ainda não estão prontos, mas estamos trabalhando arduamente para fornecer o primeiro no próximo ano," conclui Timo.

Fonte: ESA

Um par de buracos negros no centro do quasar mais próximo

Astrônomos usando o telescópio espacial Hubble descobriram que a Markarian 231 (Mrk 231), a galáxia mais próxima da Terra que abriga um quasar, é alimentada por dois buracos negros centrais girando violentamente um em relação ao outro.

© Hubble/A. Evans (Markarian 231)

A descoberta sugere que os quasares, os brilhantes núcleos das galáxias ativas, podem normalmente abrigar dois buracos negros centrais que caem, um na órbita do outro como resultado da fusão de duas galáxias. Como um par de patinadores, o buraco negro duplo gera uma tremenda quantidade de energia que faz o núcleo da galáxia que o abriga se sobrepor ao brilho da população de bilhões de estrelas da galáxia, que os cientistas então identificam como quasares.

Os cientistas procuraram nas observações de arquivo do Hubble feitas na radiação ultravioleta emitida do centro da Mrk 231 para descobrir  o que eles descrevem como propriedades extremas e surpreendentes.

Se somente um buraco negro estivesse presente no centro do quasar, todo o disco de crescimento, faria o gás quente ao redor brilhar na radiação ultravioleta. Ao invés disso, o brilho ultravioleta do disco empoeirado abruptamente cai em direção ao centro. Isso fornece uma evidência observacional que o disco apresenta um formato de rosca circulando o buraco negro central. A melhor explicação para os dados observacionais, com base nos modelos dinâmicos, é que o centro do disco é cavado pela ação dos dois buracos negros orbitando um ao redor do outro. O segundo e menor buraco negro orbita na borda interna do disco de crescimento, e tem seu próprio disco com um brilho ultravioleta.

“Nós estamos extremamente animados sobre essa descoberta, pois ela não somente mostra a existência de um buraco negro binário próximo na Mrk 231, mas também mostra uma nova maneira de se pesquisar sistematicamente buracos negros binários, por meio da natureza de sua emissão da luz ultravioleta”, disse Youjun Lu do National Astronomical Observatories da China, e da Chinese Academy of Sciences.

“A estrutura do nosso Universo, onde as galáxias gigantes e os aglomerados de galáxias, crescem por fusão de sistemas menores, em sistemas maiores, e buracos negros binários são consequências naturais dessas fusões de galáxias”, adicionou o co-pesquisador Xinyu Dai, da Universidade de Oklahoma.

Estima-se que o buraco negro central tenha uma massa equivalente a 150 milhões de vezes a massa do nosso Sol, e o seu companheiro tem uma massa de 4 milhões de massas solares. A dupla dinâmica completa uma órbita um ao redor do outro a cada 1,2 anos.

O buraco negro de massa menor é a parte remanescente de uma galáxia menor que se fundiu com a Mrk 231. Evidência de uma fusão recente vem da assimetria da galáxia hospedeira, e a longa cauda de jovens estrelas azuis.

O resultado da fusão tem feito da Mrk 231, uma galáxia energética de explosão de estrelas com uma taxa de formação estelar de 100 vezes maior do que a taxa na Via Láctea. O gás alimenta o motor do buraco negro, disparando fluxos de gás turbulentos que incitam um nascimento estelar em forma de fogos artifícios.

Acredita-se que os buracos negros binários farão o movimento em espiral juntos e colidirão dentro de poucas centenas de milhares de anos.

A Mrk 231 está localizada a cerca de 581 milhões de anos-luz de distância.

Os resultados foram publicados na edição de 14 de Agosto de 2015 do The Astrophysical Journal.

Fonte: Space Telescope Science Institute

A Grande Nuvem de Magalhães

O navegador português do século XVI Fernão de Magalhães e sua tripulação tiveram muito tempo para estudar os céus meridionais durante a longa viagem da primeira circum-navegação do planeta Terra.

© Carlos Fairbairn (Grande Nuvem de Magalhães)

Como resultado, dois objetos difusos semelhantes a nuvens, facilmente visíveis para os observadores do hemisfério sul, são hoje conhecidos por Nuvens de Magalhães. De fato, estas nuvens são na verdade galáxias satélites da nossa, a galáxia espiral Via Láctea, que é muito maior.

Localizada a cerca de 160.000 anos luz na direção da constelação de Dorado, a Grande Nuvem de Magalhães (LMC) é vista aqui nesta notável imagem colorida de campo profundo.

Esta galáxia irregular vizinha se espalha por 15.000 anos luz e sendo a mais massiva das galáxias satélites que acompanham a nossa galáxia.

A LMC foi palco da supernova mais próxima da Terra dos tempos modernos, a SN 1987A.

A região que se destaca logo abaixo do centro da imagem é 30 Doradus, conhecida como a magnifica Nebulosa da Tarântula, uma gigantesca região de formação estelar com 1.000 anos luz de diâmetro.

Fonte: NASA

Collinder 399: O Cabide

Será este cabide um aglomerado estelar ou um asterismo?

© John Chumack (Collinder 399)

Este suspense cósmico foi debatido durante grande parte do século passado, já que astrônomos se perguntavam se este objeto visível com binóculos é realmente um aglomerado aberto cujas partes são fisicamente associadas entre si ou uma projeção casual.

Essas projeções estelares casuais são conhecidas como asterismos, e um exemplo disso é o popular Big Dipper. Medições precisas feitas recentemente a partir de diferentes pontos de vista na órbita da Terra em torno do Sol revelaram recentemente mudanças angulares discrepantes indicando que o Cabide pode ser mais bem descrito como um asterismo. Mais formalmente conhecido como Collinder 399, este brilhante agrupamento estelar pode ser visto com uma envergadura maior que a da Lua cheia na direção da constelação da Raposa (Vulpecula).

Fonte: NASA

NGC 6888: A Nebulosa Crescente

A NGC 6888, também conhecida como a Nebulosa Crescente, é uma bolha cósmica que tem aproximadamente 25 anos-luz de diâmetro, e que foi inflada pelos ventos produzidos por uma estrela central, brilhante e massiva.

© Daniel López (NGC 6888)

Esse retrato colorido da nebulosa usa dados de imagens de banda estreita combinados numa paleta de cores do Hubble. Essa imagem mostra as emissões dos átomos de enxofre, hidrogênio e oxigênio nas tonalidades vermelhas, verde e azul, respectivamente. A estrela central da NGC 6888 é classificada como uma estrela do tipo Wolf-Rayet (WR 136). A estrela está expelindo seu envelope externo através de um vento estelar forte, ejetando o equivalente a uma massa do Sol a cada 10.000 anos. As complexas estruturas da nebulosa resultam provavelmente da interação do vento estelar forte com material ejetado em fases anteriores. Queimando combustível numa taxa prodigiosa e perto do fim da sua vida, essa estrela deve deixar de existir por meio de uma espetacular explosão de supernova. Encontrada na constelação rica em nebulosas de Cygnus, a NGC 6888 está a aproximadamente 5.000 anos-luz de distância da Terra.

Fonte: NASA

"Pedras planetárias" foram os blocos de construção dos maiores planetas

Pesquisadores do SwRI (Southwest Research Institute) e da Universidade de Queen, no Canadá, desvendaram o mistério de como Júpiter e Saturno provavelmente foram formados.

© NASA/JPL-Caltech (ilustração de um sistema estelar jovem e os gigantes gasosos)

Ironicamente, os maiores planetas do Sistema Solar foram provavelmente formados primeiro. Júpiter e Saturno, que são na sua maioria hidrogênio e hélio, presumivelmente acumularam os seus gases antes da nebulosa solar se dispersar. As observações de sistemas estelares jovens mostram que os discos gasosos que formam planetas geralmente têm uma vida útil de apenas 1 a 10 milhões de anos, o que significa que os gigantes gasosos no nosso Sistema Solar formaram-se provavelmente dentro desse espaço de tempo. Em contraste, a Terra provavelmente demorou pelo menos 30 milhões de anos a formar-se e, no máximo, até 100 milhões de anos. Assim sendo, como é que Júpiter e Saturno formaram-se tão rapidamente?

A teoria mais aceita para a formação dos gigantes gasosos é o chamado modelo de acreção de núcleo. Neste modelo, um núcleo do tamanho de um planeta, constituído por gelo e rocha, forma-se primeiro. Em seguida, o fluxo de gás e poeira interestelar anexa-se ao planeta em crescimento. No entanto, este modelo tem um calcanhar de Aquiles; especificamente, o primeiro passo do processo. A acumulação de uma atmosfera massiva requer um núcleo sólido com cerca de 10 vezes a massa da Terra. No entanto, estes objetos grandes, semelhantes a Urano e Netuno, tiveram de formar-se em apenas alguns milhões de anos.

No modelo padrão de formação planetária, os núcleos rochosos crescem à medida que objetos de tamanho similar são acumulados e assimilados através de um processo chamado acreção. As rochas incorporam outras rochas, criando montanhas; montanhas fundem-se com outras montanhas, levando a objetos do tamanho de cidades, e assim por diante. No entanto, este modelo não é capaz de produzir núcleos planetários suficientemente grandes num suficientemente curto espaço de tempo, a fim de explicar Saturno e Júpiter.

"O problema da escala de tempo está preso nas nossas gargantas há já algum tempo," afirma o Dr. Hal Levison, cientista do SwRI. "Não se sabia exatamente como objetos como Júpiter e Saturno podiam sequer existir," disse Levison. Novos cálculos feitos pela equipe mostram que os núcleos de Júpiter e Saturno podem formar-se dentro do espaço de tempo de 10 milhões de anos caso cresçam acumulando gradualmente uma população de pedras planetárias, objetos gelados com cerca de 30 centímetros em diâmetro. Observações recentes mostraram que o gás pode desempenhar um papel fundamental no aumento da eficiência da acreção. Assim, as pedras que entrem em órbita podem espiralar para o protoplaneta e ser assimiladas, assistidas pelo gás.

Levison, a Dra. Katherine Kretke e o Dr. Martin Duncan (ambos da Universidade de Queen em Kingston, Ontário) mostram que a acreção de "seixos" planetários pode produzir a estrutura observada do Sistema Solar desde que os seixos se tenham formado a um ritmo suficientemente lento para que os planetas em crescimento tenham tempo para interagir gravitacionalmente uns com os outros.

"Caso as pedras se formem demasiado depressa, a acreção levaria à formação de centenas de Terra geladas," afirma Kretke. "Os núcleos em crescimento precisam de algum tempo para arremessar os seus concorrentes para longe dos seixos, efetivamente fazendo com que 'passem fome'. É por isso que foram formados apenas um par de gigantes gasosos."

"Que eu saiba, este é o primeiro modelo a reproduzir a estrutura do Sistema Solar exterior, com dois gigantes gasosos, dois gigantes de gelo (Urano e Netuno) e um Cinturão de Kuiper intocado," comenta Levison.

"Depois de muitos anos realizando simulações computacionais do modelo padrão sem sucesso, é um alívio encontrar um novo modelo que é tão bem sucedido," acrescenta Duncan.

A descoberta, que muda a nossa visão de como todos os planetas se podem ter formado, foi publicada na edição desta semana da revista Nature.

Fonte: Southwest Research Institute

O coração tumultuoso da Via Láctea

A imagem abaixo mostra poderosos remanescentes de estrelas mortas e sua ação sobre o gás circundante, sendo obtida por uma equipe internacional de astrônomos do Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics através do observatório de raios X XMM-Newton da ESA, revelando alguns dos processos mais intensos que ocorrem no centro da nossa Galáxia, a Via Láctea.

© ESA/XMM-Newton/G. Ponti (regiões centrais da Via Láctea)

A imagem acima mostra as regiões centrais da Via Láctea observadas pelo observatório de raios X XMM-Newton da ESA. A imagem combina dados recolhidos com energia entre 0,5 e 2 keV (vermelho), de 2 a 4,5 keV (verde) e 4,5 e 12 keV (azul). Corresponde a cerca de 2,5º no céu, equivalente a mais ou menos mil ano-luz.

As fontes brilhantes e parecidas a pontos que se destacam ao longo da imagem rastreiam sistemas estelares binários em que uma das estrelas chegou ao fim da sua vida, evoluindo para um objeto compacto e denso, uma estrela de nêutrons ou um buraco negro. Por causa das suas altas densidades, estes remanescentes compactos devoram massa da sua estrela companheira, aquecendo o material e fazendo-o brilhar em raios X.

A região central da Via Láctea também contém estrelas jovens e aglomerados estelares, e alguns destes são visíveis como fontes brancas ou vermelhas espalhadas pela imagem, que abrange cerca de mil anos-luz.

A maioria da ação ocorre no centro, onde as nuvens difusas de gás estão sendo esculpidas por ventos poderosos aquecidos por estrelas jovens, bem como por supernovas, a morte explosiva de estrelas gigantes.

O buraco negro supermassivo situado no centro da Via Láctea é também responsável por parte desta ação. Conhecido como Sagitário A*, este buraco negro tem uma massa milhões de vezes superior à do Sol e está localizado dentro da fonte difusa e brilhante para a direita do centro da imagem.

Apesar dos buracos negros não emitirem luz, a sua imensa força gravitacional puxa matéria circundante que, no processo, emite luz em vários comprimentos de onda, mais notavelmente em raios X. Além disso, dois lóbulos de gás quente prolongam-se para cima e para baixo do buraco negro.

Acredita-se que estes lóbulos são provocados, ou diretamente pelo buraco negro, que engole parte do material que flui na sua direção mas expele a maioria, ou pelo efeito cumulativo de inúmeros ventos estelares e explosões de supernova que ocorrem neste ambiente denso.

Esta imagem, que mostra uma visão sem precedentes do núcleo energético da Via Láctea, foi processada num novo estudo graças à compilação de todas as observações desta região executadas pelo XMM-Newton, somando cerca de mês e meio de exposição no total.

A grande estrutura elíptica para baixo e para a direita de Sagitário A* é uma super-bolha de gás quente, provavelmente inchado pelos remanescentes de várias supernovas no seu centro. Embora esta estrutura já seja conhecida, este estudo confirma pela primeira vez que consiste de uma única bolha gigante, em vez da superposição de vários remanescentes individuais ao longo da nossa linha de visão.

Outra grande bolsa de gás quente, designada "Bolha de Arco" devido à sua forma crescente, pode ser vista perto do centro da imagem, para baixo e para a esquerda do buraco negro supermassivo. A bolsa é inflada pelos ventos fortes de estrelas num aglomerado próximo, bem como por supernovas; o remanescente de uma dessas explosões, uma candidata a nebulosa de vento de pulsar, foi detectada no núcleo da bolha.

O rico conjunto de dados compilados neste levantamento contém observações que abrangem toda a gama de energias de raios X cobertas pelo XMM-Newton; estas incluem algumas energias correspondentes à luz emitida por elementos pesados como o silício, enxofre e argônio, luz esta produzida principalmente pelas explosões de supernovas. Ao combinar estas informações adicionais presentes nos dados, foi obtida outra visão complementar do Centro Galáctico, que revela bem os lóbulos e as bolhas descritas anteriormente.

Além disso, esta imagem alternativa também exibe a emissão, embora muito fraca, de plasma quente nas secções superior e inferior da imagem. Este plasma quente pode ser o efeito macroscópico coletivo de fluxos gerados pela formação estelar ao longo desta zona central inteira.

Outra das possíveis explicações para tal emissão liga-a ao passado turbulento do buraco negro supermassivo, agora não tão ativo. Os astrônomos pensam que, no início da história da nossa Galáxia, Sagitário A* reunia e expelia massa a um ritmo muito mais elevado, tal como os buracos negros encontrados no centro de muitas galáxias, e que estas nuvens difusas de plasma quente poderão ser um legado da sua atividade antiga.

Fonte: ESA

M27: Não é um cometa

Enquanto caçava cometas nos céus acima da França do século XVIII, o astrônomo Charles Messier manteve diligentemente uma lista de objetos encontrados que definitivamente não eram cometas.

© Francesco di Biase (M27)

Este é o número 27 em sua agora famosa lista de não-cometas. Na verdade, os astrônomos do século XXI identificariam o objeto como uma nebulosa planetária, mas tampouco é um planeta, embora pareça redondo e lembre um planeta quando visto através de um pequeno telescópio. Messier 27 (M27) é um excelente exemplo de nebulosa de emissão gasosa, criada quando o combustível nuclear de uma estrela tipo sol se exaure em seu núcleo. A nebulosa se forma quando as camadas externas da estrela são expelidas para o espaço, com um brilho visível gerado por átomos excitados pela intensa, mas invisível luz ultravioleta da estrela moribunda. Conhecida pelo nome popular de Nebulosa do Haltere, a bela e simétrica nuvem interestelar de gases tem mais de 2,5 anos-luz de diâmetro e está a cerca de 1.200 anos-luz de distância na constelação de Vulpecula (Raposa). Esta impressionante montagem em cores destaca detalhes na bem estudada região central e também características mais esmaecidas e que são raramente fotografadas no halo exterior da nebulosa. A foto também contém imagens feitas em banda estreita com o uso de filtros sensíveis à emissão de átomos de enxofre, hidrogênio e oxigênio.

Fonte: NASA

Estrelas irmãs

Os aglomerados estelares abertos como o que se vê nesta imagem não são apenas perfeitos para tirar bonitas fotografias.

© ESO (o rico aglomerado estelar IC 4651)

A maioria das estrelas forma-se no seu interior e estes aglomerados podem ser usados pelos astrônomos como laboratórios para estudar como é que as estrelas evoluem e morrem. Esta imagem foi obtida pelo instrumento Wide Field Imager (WFI) montada permanentemente no telescópio MPG/ESO de 2,2 metros no Observatório de La Silla. O instrumento WFI consiste em vários detectores CCD num total de 67 milhões de pixels e pode observar uma área do céu tão grande como a Lua Cheia. Permite fazer observações desde o visível até ao infravermelho próximo, com mais de 40 filtros disponíveis. Para esta imagem apenas foram utilizados três destes filtros.

O salpicado de estrelas que podemos ver nesta nova imagem do ESO é o aglomerado estelar aberto IC 4651, situado na Via Láctea na constelação do Altar, a cerca de 3.000 anos-luz de distância. O aglomerado tem cerca de 1,7 bilhões de anos, o que corresponde à meia-idade em termos de aglomerados. O IC 4651 foi descoberto por Solon Bailey, pioneiro no estabelecimento de observatórios em locais altos e secos nos Andes. Este objeto foi catalogado em 1896 pelo astrônomo dinamarquês-irlandês John Louis Emil Dreyer.
Conhecem-se na Via Láctea mais de mil destes aglomerados abertos, no entanto pensa-se que existam muitos mais. Muitos destes objetos foram já estudados com grande detalhe. Observações de aglomerados estelares como este fizeram avançar o nosso conhecimento sobre a formação e evolução da Via Láctea e das estrelas individuais no seu interior,  e permitem também aos astrônomos testarem modelos de evolução estelar.
As estrelas de IC 4651 formaram-se todas ao mesmo tempo a partir da mesma nuvem de gás. Embora muitas das estrelas captadas nesta imagem pertençam a IC 4651, a maioria das estrelas mais brilhantes encontram-se na realidade entre nós e o aglomerado e muitas das mais fracas estão mais distantes. Estas estrelas irmãs estão ligadas apenas de forma leve pela atração entre si e pelo gás entre elas. À medida que as estrelas do aglomerado interagem com outros aglomerados e com nuvens de gás na galáxia, e à medida que o gás entre as estrelas é utilizado para formar mais estrelas ou é lançado para fora do aglomerado, a estrutura do aglomerado começa a modificar-se. Eventualmente, a massa restante no aglomerado torna-se suficientemente pequena para que as estrelas possam escapar. Observações recentes de IC 4651 mostraram que o aglomerado contém uma massa de 630 vezes a massa solar. Esta quantidade é de fato muito maior que os números obtidos em estudos anteriores, os quais observaram regiões menores, deixando por isso de fora muitas das estrelas do aglomerado que se encontram longe do seu centro. Estima-se que inicialmente teria pelo menos 8.300 estrelas, num total de 5.300 vezes a massa do Sol.

Como este aglomerado é relativamente velho, uma parte desta massa perdida é devida às estrelas mais massivas do aglomerado já terem atingido o final das suas vidas e terem explodido sob a forma de supernovas. No entanto, a maioria das estrelas que se perderam não morreram, mas apenas se deslocaram. Elas teriam sido arrancadas do aglomerado ao passar por uma nuvem gigante de gás ou após um encontro próximo com um aglomerado vizinho, ou simplesmente afastaram-se.
Uma fração destas estrelas perdidas pode estar ainda gravitacionalmente ligada ao aglomerado, estando à volta dele mas a uma grande distância. As outras estrelas perdidas teriam migrado para longe do aglomerado e juntado-se a outros, ou teriam se instalado em outro local qualquer da Via Láctea. Provavelmente, o Sol já fez parte de um aglomerado como IC 4651 até que, tanto a nossa estrela como as suas irmãs, se separaram e gradualmente se espalharam pela Via Láctea.

Fonte: ESO

Um casal cósmico

Aqui vemos o emparelhamento cósmico espetacular da estrela Hen 2-427, mais comumente conhecida como WR 124, e a nebulosa M1-67 que a rodeia.

© Hubble/Judy Schmidt (Hen 2-427 e M1-67)

Ambos os objetos, captados pelo telescópio espacial Hubble da NASA/ESA são encontrados na constelação de Sagitário e estão localizados a 15.000 anos-luz de distância.

A estrela Hen 2-427 brilha no centro desta imagem explosiva e ao redor do amontoado de gás quente são ejetados para o espaço com mais de 150.000 quilômetros por hora. Enquanto o Sol perde 10^-14 de sua massa durante um ano, uma estrela Wolf-Rayet perde 10^-5 massas solares por ano.

A Hen 2-427 é uma estrela Wolf-Rayet, que é uma estrela muito quente com uma temperatura de 35.900K e a caracterizada por uma ejeção de massa violenta.

As estrelas Wolf-Rayet foram descobertas espectroscopicamente em 1867 pelos astrônomos franceses Charles Wolf e Georges Rayet usando espectroscopia visual no Observatório de Paris.

A nebulosa M1-67 possui uma idade estimada de não mais de 10.000 anos, mas apesar de jovem produz uma bela e magnífica vista astronômica.

Fonte: NASA

Descoberta colisão de galáxias mais próxima da Terra

Uma espetacular colisão de galáxias foi descoberta além da Via Láctea. A descoberta do sistema mais próximo já descoberto foi anunciada por uma equipe de astrônomos liderada pelos professores Quentin Parker da Universidade de Hong Kong e Albert Zijlstra na Universidade de Manchester.

© Ivan Bojicic (imagem colorida da colisão de galáxias)

A galáxia está a 30 milhões de anos-luz de distância, o que significa que ela é relativamente próxima. Ela foi chamada de Roda de Kathryn, em homenagem à sua semelhança com o famoso fogo de artifício e também em homenagem à esposa do coautor do trabalho.

Esses sistemas são muito raros e nascem da colisão entre duas galáxias de tamanhos similares. As ondas de choque geradas na colisão comprimem o reservatório de gás em cada galáxia e disparam a formação de novas estrelas. Isso cria um espetacular anel de intensa emissão, e ilumina o sistema, do mesmo modo que a Roda Catherine ilumina a noite num show de fogos de artifício.

As galáxias crescem através de colisões, mas é raro registrar esse processo acontecendo, e é extremamente raro ver o anel da colisão em progresso. Pouco mais de 20 sistemas com anéis completos são conhecidos.

A Roda de Kathryn foi descoberta durante uma pesquisa especial de vasto campo da parte sul da Via Láctea realizada com o telescópio Schmidt do Reino Unido, localizado na Austrália. Ele usou uma região restrita de comprimento de onda centrada na chamada linha de emissão H-alpha vermelha do hidrogênio gasoso. Essa joia rara foi descoberta durante uma pesquisa das imagens pelas partes remanescentes de estrelas moribundas na nossa Via Láctea. Os autores ficaram surpresos ao encontrar também esse espetacular anel cósmico, localizada remotamente além da poeira e do gás da Via Láctea na constelação de Ara.

A galáxia de anel recém-descoberta é sete vezes mais próxima do que qualquer outra já descoberta, e quarenta vezes mais próxima do que a famosa galáxia Cartwheel. O anel é localizado atrás de um denso campo estelar e perto de uma estrela brilhante de primeiro plano, e isso é um dos motivos que esse anel não havia sido notado antes. Existem muito poucas galáxias nessa vizinhança, e a detecção de uma colisão numa região assim vazia do espaço é muito complicada.

O Professor Parker, disse, “Esse sistema não é só visualmente impressionante, mas ele é perto o suficiente para que seja considerado um alvo ideal para um estudo detalhado. O anel tem também pouca massa, poucos bilhões de vezes a massa do Sol, ou menos de 1% da massa da Via Láctea; assim, nossa descoberta mostra que os anéis de colisão podem se formar ao redor de galáxias bem menores do que se pensava anteriormente.”

O Professor Zijstra adicionou, “Não é muito frequente você dar um nome para qualquer objeto no céu. Mas eu acho que a Roda de Kathryn se ajusta muito bem ao objeto, lembrando os fogos de artifício e dando continuidade a nomear objetos em homenagem àqueles que amamos.”

Galáxias menores, são mais comuns do que galáxias grandes, implicando que os anéis de colisão poderiam ser dez vezes mais comuns do que se pensava anteriormente. Os autores pretendem realizar estudos mais detalhados usando telescópios maiores já que a galáxia descoberta é atualmente a única desse tipo, perto o suficiente para ser estudada em detalhe.

Um artigo intitulado “Kathryn’s Wheel: A spectacular galaxy collision discovered in the Galactic neighbourhood” aparece no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: Royal Astronomical Society

Buraco negro paradoxal numa galáxia anã

Astrônomos usando o observatório de raios X Chandra da NASA e o telescópio Clay de 6,5 metros no Chile, identificaram o menor buraco negro supermassivo já detectado no centro de uma galáxia.

© Chandra/SDSS (galáxia anã RGG 118)

A imagem acima foi feita pelo Sloan Digital Sky Survey (SDSS) e o detalhe mostra uma imagem feita pelo Chandra do centro da galáxia. A fonte pontual de raios X, é produzida pelo gás quente que faz um movimento de redemoinho ao redor do buraco negro.

Esse objeto paradoxal poderia fornecer pistas sobre qual o tamanho de buracos negros formados juntos com suas galáxias hospedeiras a 13 bilhões de anos atrás ou mais.

Os astrônomos estimam que esse buraco negro supermassivo tem cerca de 50.000 vezes a massa do Sol. Isso é menos da metade do buraco negro anterior de menor massa encontrado no centro de uma galáxia.

O buraco negro está localizado no centro do disco da galáxia anã, chamada de RGG 118, localizada a cerca de 340 milhões de anos-luz de distância da Terra.

Os pesquisadores estimaram a massa do buraco negro estudando o movimento do gás frio perto do centro da galáxia, usando dados na luz visível obtidos pelo telescópio Clay. Eles usaram os dados do Chandra para descobrir o brilho em raios X do gás quente espiralando na direção do buraco negro. Eles encontraram que a força de empurrão da pressão da radiação desse gás quente é equivalente a cerca de 1% da força da gravidade interna, o que se ajusta bem com as propriedades de outros buracos negros supermassivos.

Anteriormente, uma relação tinha sido notada entre a massa dos buracos negros supermassivos e o intervalo de velocidades das estrelas no centro da galáxia hospedeira. Essa relação também é mantida para a RGG 118 e seu buraco negro.

O buraco negro na RGG 118 é cerca de 100 vezes menos massivo do que o buraco negro supermassivo encontrado no centro da Via Láctea. Ele é também cerca de 200.000 vezes menos massivo do que o buraco negro mais massivo já encontrado no centro de outras galáxias.

Os astrônomos estão tentando entender a formação de buracos negros com bilhões de vezes a massa solar que têm sido detectados a menos de um bilhão de anos depois do Big Bang. O buraco negro na RGG 118 fornece aos astrônomos uma oportunidade de estudar um buraco negro supermassivo, pequeno e próximo, pertencente à primeira geração  de buracos negros que não são detectáveis pela nossa tecnologia atual.

Acredita-se que os buracos negros supermassivos podem se formar quando grandes nuvens de gás, com uma massa entre 10.000 e 100.000 vezes a massa do Sol, colapsa num buraco negro. Muitos desses buracos negros semeiam então fusões para formar buracos negros supermassivos ainda maiores. De maneira alternativa, um buraco negro supermassivo poderia surgir de uma estrela gigante, com cerca de 100 vezes a massa do Sol, que no final da sua vida, depois de consumir todo o seu combustível, colapsa e forma um buraco negro.

Os pesquisadores continuarão observando outros buracos negros supermassivos que são comparáveis em tamanho ou até mesmo menores que esse observado na RGG 118, para ajudar a escolher entre as duas opções mencionadas acima e refinar assim seu entendimento sobre como esses objetos crescem.

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

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Metano e água encobrem exoplaneta parecido com Júpiter

Indo para além da descoberta e fotografando um jovem Júpiter, astrônomos usando o GPI (Gemini Planet Imager) do Observatório Gemini examinaram um mundo recém-descoberto em detalhes sem precedentes.

© Danielle Futselaar/Franck Marchis/Instituto SETI (ilustração do exoplaneta 51 Eridani b)

Descobriram um exoplaneta com cerca de duas vezes a massa de Júpiter, o mais parecido com um planeta do Sistema Solar já observado diretamente em torno de outra estrela.

O planeta, conhecido como 51 Eridani b, orbita a sua estrela hospedeira a cerca de 13 vezes a distância Terra-Sol (equivalente a estar entre Saturno e Urano no nosso Sistema Solar). O sistema está localizado a cerca de 100 anos-luz de distância. Os dados do Gemini também fornecem aos cientistas a mais forte deteção espectroscópica de metano na atmosfera de um planeta fora do nosso Sistema Solar, acrescentando às suas semelhanças com os planetas gigantes do nosso Sistema Solar.

"Muitos dos exoplanetas já observados diretamente têm atmosferas que parecem estrelas muito frias," afirma Bruce Macintosh, da Universidade de Stanford, que liderou a construção do GPI e agora lidera a caça de planetas.

"Este excelente resultado é uma demonstração clara das incríveis capacidades espectroscópicas e de imagem do GPI," afirma Chris Davis, da Divisão de Astronomia do NSF (National Science Foundation), que supervisiona o financiamento do Observatório Gemini. "As pesquisas exoplanetárias agora possíveis com o Gemini vão, sem dúvida, levar a uma bastante melhor compreensão do número de gigantes gasosos em órbita de estrelas vizinhas, das características das suas atmosferas e, finalmente, do modo como os planetas gigantes como Júpiter e Saturno são formados."

A descoberta faz parte do esforço mais amplo da equipe em encontrar e caracterizar novos planetas chamado GPIES (GPI Exoplanet Survey). O levantamento espera explorar mais de 600 estrelas que podem hospedar sistemas planetários; até agora observaram quase uma centena de estrelas. "Este é exatamente o tipo de sistema que imaginamos descobrir quando projetamos o GPI," afirma James Graham, professor da Universidade de Berkeley e cientista do projeto GPI.

"O GPI é capaz de dissecar a luz de exoplanetas em detalhes sem precedentes para que possamos agora caracterizar outros mundos como nunca," comenta Christian Marois do NRC (National Research Council) do Canadá. Marois, um dos quase 90 pesquisadores da equipe, foi pioneiro em muitas das estratégias de observação e técnicas de redução de dados que desempenharam um papel fundamental na detecção e análise do novo planeta. A luz do planeta é muito tênue, um milhão de vezes mais fraca que a luz da estrela, mas o GPI consegue vê-lo claramente. "O planeta é tão tênue e está localizado tão perto da sua estrela, que é também o primeiro exoplaneta observado diretamente a ser totalmente compatível com os modelos de formação planetária de sistemas parecidos com o Sistema Solar," explica Marois.

As observações do Gemini também foram acompanhadas pelo Observatório W. M. Keck em Mauna Kea, Havaí, a fim de verificar a descoberta.

Fredrik Rantakyro, cientista do instrumento GPI, acrescenta: "Desde que era criança, sonhava com planetas em torno de outras estrelas e com as vidas que possivelmente poderiam existir lá. Como astrônomo, é normal trabalhar com telescópios avançados mas não é normal o coração bater mais depressa. É exatamente o que aconteceu com este sonho tornado realidade de descobrir um irmão de Júpiter!"

O 51 Eridani é jovem, tem apenas 20 milhões de anos, e é exatamente isso que tornou possível a detecção do planeta. Quando os planetas coalescem, o material que cai para o planeta liberta energia e aquece-o. Ao longo dos próximos cem milhões de anos irradiam essa energia, principalmente no infravermelho, e arrefecem gradualmente.

Além de ser provavelmente o planeta de menor massa já observado diretamente, a sua atmosfera é também muito fria, cerca de -430ºC. Também possui o mais forte sinal espectroscópico para a presença de metano atmosférico, semelhante ao ambiente de metano pesado que domina as atmosferas dos planetas gigantes do nosso Sistema Solar. O espectro do planeta também revelou água.

© Robert De Rosa/Christian Marois (animação mostra as imagens do GPI da estrela 51 Eridani)

O GPI usa um espectrógrafo de campo integral, um instrumento capaz de obter imagens em vários comprimentos de onda infravermelhos simultaneamente, a fim de procurar novos planetas auto-luminosos ao redor de estrelas próximas. O lado esquerdo da animação mostra as imagens do GPI da estrela 51 Eridani em ordem de aumento de comprimento de onda de 1,5 para 1,8 micrômetros. As imagens foram processadas para suprimir a luz de 51 Eridani, revelando o exoplaneta 51 Eridani b (indicado) que é aproximadamente um milhão de vezes mais tênue que a estrela progenitora. As regiões brilhantes para a esquerda e direita da estrela oculta são artefatos do algoritmo de processamento de imagem e podem ser distinguidos de sinais astrofísicos reais com base no seu brilho e posição como função do comprimento de onda. O espectro de 51 Eridani b, no lado direito da animação, mostra como o brilho do planeta varia em função do comprimento de onda. Caso a atmosfera fosse totalmente transmissiva, o brilho seria aproximadamente constante em função do comprimento de onda. Não é o caso de 51 Eridani b, cuja atmosfera contém água (H₂O) e metano (CH₄).

Ao longo da gama espectral deste conjunto de dados do GPI, a água absorve fótons entre os 1,5 e 1,6 micrômetros, e o metano absorve entre os 1,6 e 1,8 micrômetros. Isto leva a um pico forte no brilho do exoplaneta aos 1,6 micrômetros, o comprimento de onda em que a absorção de fótons pela água e pelo metano é mais fraca.

O estudo GPIES está atualmente a menos de 20% dos seus 600 alvos previstos para observações durante a campanha de 3 anos. Os alvos foram escolhidos devido à sua juventude e relativa curta distância ao Sistema Solar (até 300 anos-luz). Os resultados deste levantamento serão marcantes, pois estuda um regime de massa e separação exoplanetária nunca antes devidamente investigado. Espera-se que forneça o primeiro censo detalhado e a primeira demografia dos exoplanetas gigantes gasosos, que encontre sistemas multiplanetários e que realize uma caracterização espectral detalhada de muitos novos exoplanetas.

A pesquisa foi publicada esta semana na revista Science.

Fonte: SETI Institute

Descoberto novo exoplaneta circumbinário na zona habitável

Uma equipe formada por astrônomos de Israel, da Europa, da Coreia e dos EUA, anunciou a descoberta de um exoplaneta gigante gasoso circumbinário na zona habitável de seu par de estrelas, uma ocorrência surpreendentemente comum para os exoplanetas circumbinários descobertos pela missão Kepler/K2 da NASA.

© Mark Garlick (o exoplaneta Kepler-453b orbitando seu par de estrelas)

Lembrando o planeta da ficção, Tatooine, exoplanetas circumbinários orbitam duas estrelas e assim têm dois sóis em seu céu.

O exoplaneta circumbinário recém-descoberto, denominado de Kepler-453b, leva 240,5 dias para orbitar suas estrelas, enquanto as estrelas orbitam uma com relação a outra a cada 27,3 dias.

A estrela maior, a Kepler-453A, é similar ao nosso Sol, contendo 94% da massa do Sol, enquanto que a estrela menor, a Kepler-453B, tem cerca de 20% da massa e é mais fria e mais apagada.

O  sistema binário localiza-se na constelação de Lyra e está a aproximadamente 1.400 anos-luz de distância da Terra. Estima-se que esse sistema tenha entre 1 e 2 bilhões de anos de vida, sendo bem mais novo que o nosso Sistema Solar.

Também conhecido como KIC 9632895b, o Kepler-453b tem um raio 6,2 vezes maior que o da Terra. Sua massa não foi medida nos dados atuais, mas provavelmente ele deve ter cerca de 16 vezes a massa da Terra.

De acordo com os astrônomos, o Kepler-453b, é o terceiro planeta circumbinário da missão Kepler, descoberto na zona habitável de um par de estrelas.

Devido ao seu tamanho e a sua natureza gasosa, o planeta pouco provavelmente deve abrigar a vida como nós a conhecemos. Contudo, ele pode, como os gigantes gasosos do Sistema Solar, ter grandes luas, e essas luas poderiam ser habitáveis. Sua órbita se manterá estável por 10 milhões de anos, aumentando a possibilidade da vida se formar nas suas luas.

Com dez exoplanetas circumbinários conhecidos até agora, os cientistas podem começar a comparar diferentes sistemas e procurar uma tendência. Os sistemas tendem a ser bem compactos e podem aparecer num grande número de configurações.

Uma vez pensados como sendo raros e até mesmo impossíveis de existir, essa e outras descobertas do Kepler, confirmam que esses planetas são comuns na nossa Via Láctea.

“A diversidade e complexidade desses sistemas circumbinários é algo maravilhoso. Cada novo planeta circumbinário, é uma joia, revelando algo inesperado e desafiador”, disse o Prof. William Welsh da Universidade Estadual de San Diego.

Um artigo que descreve a descoberta foi publicado no periódico Astrophysical Journal.

Fonte: NASA

Mapeando a morte lenta do Universo

Uma equipe internacional de astrônomos estudou mais de 200.000 galáxias e mediu a energia gerada numa enorme região do espaço com a maior precisão até hoje.

© ICRAR/GAMA/ESO (imagens de galáxias do rastreio GAMA)

Este estudo representa a estimativa mais completa de produção de energia no Universo próximo. A equipe confirmou que a energia produzida nesta região do Universo de hoje é apenas cerca de metade da produzida há dois bilhões de anos atrás e descobriu que este enfraquecimento ocorre em todos os comprimentos de onda que vão desde o ultravioleta ao infravermelho longínquo. O Universo está morrendo lentamente.

O estudo envolve muitos dos telescópios mais poderosos do mundo, incluindo o VISTA e o VST, os telescópios de rastreio do ESO, instalados no Observatório do Paranal, no Chile. Observações de suporte foram obtidas por dois telescópios espaciais operados pela NASA (GALEX e WISE) e por um outro pertencente à Agência Espacial Europeia (Herschel). Os telescópios e dados de rastreio usados, por comprimentos de onda crescentes, foram: GALEX, SDSS, VST (rastreio KiDS), AAT, VISTA (rastreio VIKING)/UKIRT, WISE, Herschel (PACS/SPIRE).
Este trabalho realizou-se no âmbito do projeto Galaxy And Mass Assembly (GAMA), o maior rastreio já realizado em múltiplos comprimentos de onda.
“Usamos tantos telescópios terrestres e espaciais quanto nos foi possível para medir a produção de energia de cerca de 200.000 galáxias ao longo do maior intervalo de comprimentos de onda possível,” disse Simon Driver (ICRAR, The University of Western Australia), que lidera a enorme equipe GAMA.
Os dados do rastreio, apresentados aos astrônomos de todo o mundo hoje, incluem medições de produção de energia de cada galáxia em 21 comprimentos de onda, que cobrem a região que vai desde o ultravioleta ao infravermelho longínquo. Esta base de dados ajudará os cientistas a compreender melhor como é que os diferentes tipos de galáxias se formam e evoluem.
Toda a energia do Universo foi criada durante o Big Bang, sendo que uma parte foi criada como massa. As estrelas brilham ao converter massa em energia, tal como descrito na famosa equação de Einstein E=mc².

Muita da produção de energia do Universo vem da fusão nuclear nas estrelas, quando a massa é lentamente convertida em energia. Outra fonte principal de energia são os discos muito quentes existentes em torno dos buracos negros nos centros das galáxias, onde a energia gravitacional é convertida em radiação eletromagnética nos quasares e outros núcleos ativos de galáxias. Radiação com comprimentos de onda muito maiores tem origem em enormes nuvens de poeira que re-emitem a energia emitida pelas estrelas que se encontram no seu interior.

O estudo GAMA pretendeu mapear e modelizar toda a energia gerada no interior de um enorme volume de espaço, hoje e em diferentes épocas do passado.
“Enquanto a maior parte da energia espalhada pelo Universo surgiu no seguimento do Big Bang, energia adicional está sendo constantemente criada pelas estrelas à medida que estas fusionam elementos como o hidrogênio e o hélio,” disse Simon Driver. “Esta nova energia, ou é absorvida pela poeira à medida que viaja pela sua galáxia hospedeira, ou escapa para o espaço intergalático e viaja até atingir alguma coisa, como por exemplo outra estrela, um planeta ou, muito ocasionalmente, um espelho de telescópio.”
O fato do Universo estar em declínio lento é algo conhecido desde o final da década de 1990, mas este trabalho mostra que este processo está acontecendo em todos os comprimentos de onda desde o ultravioleta ao infravermelho, representando assim a estimativa mais completa de produção de energia no Universo próximo.
“O Universo irá declinar a partir de agora, aproximando-se lentamente da velhice. Basicamente podemos dizer que o Universo se sentou no sofá, cobriu os joelhos com uma manta e está prestes a adormecer, caindo no sono eterno,” conclui Simon Driver.
A equipe de pesquisadores espera poder expandir este trabalho mapeando a produção de energia ao longo de toda a história do Universo, utilizando para isso uma quantidade de novas instalações, incluindo o maior radiotelescópio do mundo, o Square Kilometre Array, o qual será construído na Austrália e na África do Sul durante a próxima década.
A equipe apresentou este trabalho na XXIX Assembleia Geral da União Astronômica Internacional em Honolulu, Havaí, na segunda-feira, dia 10 de agosto de 2015.

Este trabalho foi descrito num artigo intitulado “Galaxy And Mass Assembly (GAMA): Panchromatic Data Release (far-UV—far-IR) and the low-z energy budget”, de S. Driver et al., submetido à revista especializada Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: ESO

HCG 87: um pequeno grupo de galáxias

Eventualmente as galáxias formam grupos. Por exemplo, a nossa galáxia, a Via Láctea, faz parte do Grupo Local de Galáxias.

© Gemini Observatory (HCG 87)

Grupos compactos e pequenos, como o Hickson Compact Group 87 (HCG 87) mostrado acima, são interessantes em parte porque se auto-destroem vagarosamente. As galáxias do HCG 87 estão efetivamente esticando umas às outras gravitacionalmente durante suas órbitas de 100 milhões de anos em volta de um centro comum. A força de atração cria gases em colisão que causam explosões brilhantes de formação estelar e alimenta seus centros galácticos ativos com matéria. O grupo HCG 87 é composto de uma grande galáxia espiral de perfil visível no canto inferior esquerdo, uma galáxia elíptica visível no canto inferior direito e uma galáxia espiral visível perto do topo da imagem. A pequena espiral perto do centro da imagem deve estar bem longe. Várias estrelas da nossa galáxia também podem ser vistas em primeiro plano. O estudo de grupos como o HCG 87 nos permite compreender como todas as galáxias se formam e evoluem.

Fonte: NASA

Descoberta a maior estrutura no Universo

Uma equipe de astrônomos da Hungria e dos EUA descobriram o que parece ser a maior estrutura no Universo observável: um anel de nove explosões de raios gama, cosntituindo galáxias com 5 bilhões de anos-luz de diâmetro.

© L. Balazs (distribuição de GRBs no céu)

A imagem acima mostra a distribuição de GRBs no céu a uma distância de 7 bilhões de anos-luz, centrada no anel recém-descoberto. As posições dos GRBs são marcados por pontos azuis e a Via Láctea é indicada para referência, percorrendo da esquerda para a direita através da imagem.

As explosões de raios gama (GRBs) são os eventos mais luminosos no Universo, liberando o equivalente à energia que o Sol lança em 10 bilhões de anos em poucos segundos. Acredita-se que elas sejam o resultado do colapso de massivas estrelas em buracos negros. A grande luminosidade desses eventos, ajuda os astrônomos a mapearem o local de distantes galáxias, algo que a equipe explorou.

As GRBs que constituem o recém-descoberto anel foram observadas, usando uma grande variedade de telescópios, tanto em Terra como no espaço. Elas aparecem a uma distância muito similar de nós, cerca de 7 bilhões de anos-luz, num círculo de 36 graus através do nosso céu, ou o equivalente a mais de 70 vezes o diâmetro da Lua Cheia. Isso implica que o anel tem mais de 5 bilhões de anos-luz de diâmetro, e de acordo com o Professor Balazs, existe somente a probabilidade de 1 em 20.000 das GRBs estarem nessa distribuição por coincidência.

Os modelos mais atuais indicam que a estrutura do cosmos é uniforme em grandes escalas. Esse “Princípio Cosmológico” é estabelecido a partir das observações do Universo primordial e da assinatura da radiação de micro-ondas de fundo, observadas pelos satélites WMAP e Planck. Outros resultados recentes e essa nova descoberta desafiam esse princípio, que coloca o limite de 1,2 bilhões de anos-luz para as maiores estruturas. O anel recém-descoberto é quase cinco vezes maior que esse limite.

“Se o anel representa uma estrutura espacial real, então ele é visto quase que de frente, devido à pequena variação nas distâncias das GRBs ao redor do centro do objeto. O anel poderia ser pensado como sendo a projeção de uma esfera, onde as GRBs todas ocorressem dentro de um período de 250 milhões de anos, uma escala de tempo curta comparada com a idade do Universo”.

Uma projeção de um anel esférico espelharia o anel de aglomerados de galáxias vistos ao redor dos vazios no Universo, vazios e formações parecidas com correntes são vistas e previstas por muitos modelos do cosmos. O anel recém-descoberto é contudo, no mínimo dez vezes maior que os vazios conhecidos.

O Prof. Balazs comenta: “Se nós estivermos corretos, essa estrutura contradiz os modelos atuais do Universo. Foi uma grande surpresa encontrar algo tão grande, e nós ainda não entendemos bem como isso possa existir”.

A equipe agora quer descobrir mais sobre o anel, e estabelecer se os processos conhecidos para a formação de galáxias e para a estruturas de grande escala poderiam ter levado à sua criação, ou se os astrônomos precisam revisar radicalmente suas teorias sobre a evolução do cosmos.

Os cientistas, liderados pelo Prof. Lajos Balazs, do Observatório Konkoloy, em Budapeste, reportou seu trabalho num artigo do Montlhy Notices of the Royal Astronomical Socitey.

Fonte: Royal Astronomical Society

O nascimento de estrelas é regulado por fonte de buracos negros

Astrônomos descobriram um processo único sobre como as maiores galáxias elípticas do Universo continuam gerando estrelas muito tempo depois do anos de pico de nascimentos estelares.

© P. Jeffries (ilustração de um buraco negro central interagindo com gás no halo da galáxia)

A alta resolução e a sensibilidade à radiação ultravioleta do Hubble, permitiu aos astrônomos observarem nós brilhantes de estrelas azuis, quentes, se formando juntamente com jatos de buracos negros ativos encontrados nos centros das gigantescas galáxias elípticas.

Combinando dados do Huubble com observações feitas por um conjunto de telescópios baseados tanto em Terra como no espaço, duas equipes independentes descobriram que os jatos dos buracos negros, e as estrelas recém-nascidas são todos partes de um ciclo auto-regulado. Jatos de alta energia atirados do buraco negro aquecem um halo de gás circulante, controlando a taxa com a qual o gás esfria e cai na galáxia.

“Pense no gás ao redor da galáxia como uma atmosfera”, explicou o líder do primeiro estudo, Megan Donahue, da Universidade Estadual do Michigan. “Essa atmosfera pode conter material em diferentes estados, do mesmo modo que a nossa atmosfera tem gás, nuvens e chuva. O que nós estamos vendo é um processo parecido com uma tempestade. À medida que os jatos impulsionam o gás para fora do centro da galáxia, parte do gás esfria e precipita em aglomerados frios que caem de volta para o centro da galáxia como gotas de chuvas”.

“As gotas de chuva eventualmente esfriam o suficiente para tornar-se nuvens de formação de estrelas de gás frio molecular, e a capacidade de observar no ultravioleta distante do Hubble, nos permitiu observar diretamente esses chuviscos de formação de estrelas”, explicou o líder do segundo estudo, Grant Tremblay, da Universidade de Yale. “Nós sabemos que esses chuviscos estão ligados com os jatos, pois eles foram encontrados em filamentos que se dobram ao redor dos jatos, ou abraçam as bordas de bolhas gigantes que os jatos inflaram”, disse Tremblay. “E eles terminam fazendo um redemoinho de gás de formação de estrelas ao redor do buraco negro central”.

Mas o que deveria ser uma monção de chuva de gás, é reduzido a uma mera garoa pelo buraco negro. Enquanto que parte do fluxo de gás para fora da galáxia esfriará, o buraco negro aquece o resto do gás ao redor da galáxia, que previne que todo o envelope gasoso esfrie mais rapidamente. O ciclo inteiro é um mecanismo de resposta auto-regulado, como um termostato num sistema de aquecimento e de resfriamento de uma casa, porque a poça de gás ao redor do buraco negro fornece o combustível que energiza os jatos. Se muito resfriamento acontece, os jatos tornam-se  mais poderosos e adiciona mais calor. E se os jatos adicionam muito calor, eles reduzem seu suprimento de combustível e eventualmente enfraquecem.

Essa descoberta explica o mistério de por que muitas galáxias elípticas no atual momento do Universo não possuem uma taxa maior de nascimento de estrelas. Por muitos anos, a questão tinha persistido de por que as galáxias com gás, não transformam todo o gás em estrelas. Modelos teóricos da evolução de galáxias predizem que as galáxias da época atual mais massivas que a Via Láctea deveriam estar explodindo com formação de estrelas, mas esse não é o caso.

Agora os cientistas entendem esse caso do desenvolvimento aprisionado, onde um ciclo de aquecimento e esfriamento mantém o nascimento das estrelas. Uma leve garoa de gás resfriado fornece o combustível suficiente para os jatos do buraco negro central manterem o resto do gás da galáxia quente. Os pesquisadores mostraram que as galáxias não precisam de eventos fantásticos e catastróficos como colisões de galáxias para explicar os chuviscos de nascimento de estrelas.

O estudo liderado por Donahue observou uma grande variedade de galáxias elípticas massivas na luz ultravioleta distante encontradas no Cluster Lensing And Supernova Survey with Hubble (CLASH), que contém galáxias elípticas do Universo distante. Nisso incluem galáxias que chovem e formam estrelas, e outras que não. Por comparação, o estudo feito por Tremblay e seus colegas observou somente as galáxias elípticas do Universo próximo com explosões nos seus centros. Em ambos os casos, os filamentos e nós do nascimento de estrelas pareceram fenômenos muito similares. Um estudo anterior, independente, liderado por Rupal Mital, do Rochester Institute of Technology e do Max Planck Institute for Gravitational Physics, também analisou a taxa de nascimento de estrelas nas mesmas galáxias que as amostras usadas por Tremblay.

© Hubble/M. Donahue/Y. Li (comparação das atuais observações com as simulações)

Os pesquisadores foram ajudados por um novo conjunto de simulações computacionais  da hidrodinâmica dos fluxos de gás, desenvolvido por Yuan Li da Universidade de Michigan. “Essa é a primeira vez que nós temos modelos nas mãos que preveem como essas coisas possam parecer”, explicou Donahue. “E quando se compara os modelos aos dados, existe uma grande similaridade entre os chuviscos de formação de estrelas que nós observamos e aqueles que ocorrem nas simulações. Nós estamos tendo uma ideia física que nós podemos então aplicar os modelos”.

Junto com o Hubble, que mostrou onde as novas e as velhas estrelas estão, os pesquisadores também usaram o Galaxy Evolution Explorer (GALEX), o Herschel Space Observatory, o Spitzer Space Telescope, o Chandra X-Ray Observatory, o X-Ray Multi-Mirror Mission (XMM-Newton), o Jansky Very Large Array (JVLA) do National Radio Astronomy Observatory (NRAO), o telescópio WIYN de 3,5 metros do Kitt Peak do National Optical Astronomy Observatory (NOAO), e o telescópio de 6,5 metros Magellan Baade. Juntas essas observações pintaram uma imagem completa de onde todo gás está, desde os pontos mais quentes até os pontos mais frios. O conjunto de telescópios mostrou como o ecossistema das galáxias funciona, incluindo o buraco negro e a sua influência na galáxia hospedeira e no gás ao redor da galáxia.

O artigo de Donahue foi publicado no Astrophysical Journal de 2 de Junho de 2015. O artigo de Tremblay foi publicado no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society de 29 de Junho de 2015.

Fonte: Space Telescope Science Institute

O duelo entre estrelas de nêutrons e buracos negros na produção de jatos

Uma estrela super densa formada depois da explosão de uma supernova está expelindo poderosos jatos de material no espaço, sugerem pesquisas recentes.

© ICRAR (ilustração do sistema binário PSR J1023+0038)

Uma equipe de cientistas na Austrália e na Holanda descobriram poderosos jatos sendo expelidos de uma sistema estelar duplo conhecido como PSR J1023+0038.

Pensava-se anteriormente que os únicos objetos no Universo capazes de formar jatos poderosos eram os buracos negros.

O sistema PSR J1023+0038 contém uma estrela extremamente densa que os astrônomos chamam de estrela de nêutrons, numa órbita próxima com uma estrela normal.

Ela foi identificada primeiro como uma estrela de nêutrons em 2009, mas foi somente quando a equipe de pesquisa observou a estrela com o rádio telescópio Very Large Array nos EUA em 2013 e 2014 que eles perceberam que a estrela estava produzindo jatos mais fortes do que se esperava.

Os astrônomos James Miller-Jones, do International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR), disse que as estrelas de nêutrons podem ser pensadas como cadáveres estelares. “Elas são formadas quando uma estrela massiva esgota todo o seu combustível e vira uma supernova, e as partes centrais da estrela colapsam sobre sua própria gravidade”, disse ele. “Esses objetos tem normalmente entre uma vez e meia a massa do Sol e somente entre 10 a 15 km de diâmetro, de modo que são extremamente densas”.

O astrônomo do ASTRON, Adam Deller, que é líder da pesquisa, disse que as estrelas de nêutrons e os buracos negros são algumas vezes encontrados em órbitas próximas a estrelas companheiras.

“O gás pode então fluir da estrela companheira para a estrela de nêutrons ou para o buraco negro, produzindo visões espetaculares quando parte desse material é expelido em poderosos jatos a uma velocidade próxima da velocidade da luz”, disse ele.

“Do que nós temos visto anteriormente, os buracos negros eram anteriormente considerados como reis soberanos na formação de jatos poderosos, mesmo quando eles eram somente alimentados por uma pequena quantidade de material de sua estrela companheira”.

“Em comparação, as estrelas de nêutrons parecem gerar jatos relativamente insignificantes, que só se tornam brilhantes o suficiente para serem observados quando a estrela de nêutrons  obtém gás de sua estrela companheira numa taxa muito alta.

O Dr. Deller disse que quando a equipe observou o sistema PSR J1023+0038 estava somente consumindo um pouco de material e deveria estar produzindo um jato fraco. Mas nossas observações sugerem que esses jatos são quase tão fortes como aqueles observados em buracos negros”, disse ele.

O Dr. Miller-Jones disse que o sistema PSR J1023+0038 é uma estrela de nêutrons transicional, gastando anos sendo energizada principalmente pela rotação da estrela de nêutrons, mas ocasionalmente se transformando num estado ativo, quando ela se torna muito mais brilhante.

“Dois outros sistemas transicionais são agora conhecidos e ambos têm apresentado poderosos jatos”, disse ele.

“Isso está colocando as estrelas de nêutrons numa nova luz e mostrando que de fato elas podem lançar jatos que rivalizam com aqueles emitidos de buracos negros”.

Um artigo intitulado “Radio Imaging Observations of PSR J1023+0038 in an LMXB State” foi publicado no periódico The Astrophysical Journal.

Fonte: International Centre for Radio Astronomy Research

Novo recorde: observatório Keck mede galáxia mais distante

Uma equipe de astrofísicos, usando o observatório W. M. Keck no Havaí, mediu com sucesso a galáxia mais distante já registada e, ainda mais interessante, capturou as suas emissões de hidrogênio quando o Universo tinha menos de 600 milhões de anos.

© Caltech/Adi Zitrin (ilustração do progresso feito nos últimos anos no estudo da história cósmica)

Além disso, o método de detecção da galáxia, apelidada de EGSY8p7, fornece dados importantes sobre como as primeiras estrelas no Universo iluminaram-se após o Big Bang.

Usando o poderoso espectrógrafo infravermelho do observatório Keck, chamado MOSFIRE, a equipe datou a galáxia através da detecção da sua linha Lyman-alpha de emissão, uma assinatura de hidrogênio gasoso e quente, aquecido pela forte emissão de raios ultravioleta proveniente de estrelas recém-nascidas. Embora esta seja uma assinatura detectada frequentemente em galáxias próximas, a detecção da emissão Lyman-alpha a distâncias tão grandes é inesperada, uma vez que é facilmente absorvida pelos inúmeros átomos de hidrogênio que se pensa permearem o espaço entre galáxias nos primórdios do Universo. O resultado fornece novas informações sobre a "reionização cósmica", o processo através do qual as nuvens escuras de hidrogênio foram divididas nos seus prótons e elétrons constituintes pela primeira geração de estrelas.

"Vemos frequentemente a linha de emissão Lyman-alpha do hidrogênio em objetos próximos, pois é um dos marcadores mais confiáveis da formação estelar," afirma o astrônomo Adi Zitrin, do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), autor principal do estudo. "No entanto, à medida que penetramos cada vez mais no Universo e, portanto, cada vez mais no passado, o espaço entre as galáxias contém um número crescente de nuvens escuras de hidrogênio que absorvem este sinal."

Um trabalho recente descobriu que a fração de galáxias que mostram esta linha proeminente diminui acentuadamente depois dos primeiros bilhões de anos do Universo, o que equivale a um desvio para o vermelho de aproximadamente 6. O desvio para o vermelho é uma medida de quanto o Universo se expandiu desde que a luz saiu de uma fonte distante e só pode ser determinado para objetos tênues com um espectrógrafo acoplado a um telescópio grande e poderoso como os telescópios gêmeos de 10 metros do observatório Keck.

"O aspeto surpreendente da presente descoberta é que detectamos esta linha Lyamn-alpha numa galáxia aparentemente tênue com um desvio para o vermelho de 8,68, correspondendo a uma altura em que o Universo deveria estar repleto de nuvens absorventes de hidrogênio," explica Richard Ellis, coautor e astrônomo do Caltech. "Para além de quebrar o recorde anterior de desvio para o vermelho de 7,73, também obtido no observatório Keck, esta detecção diz-nos algo novo sobre o modo como o Universo evoluiu nas suas primeiras centenas de milhões de anos."

As simulações computacionais da reionização cósmica sugerem que o Universo era totalmente opaco à radição Lyman-alpha nos primeiros 400 milhões de anos da histórica cósmica e, gradualmente, à medida que as primeiras galáxias nasciam, a intensa radiação ultravioleta das suas estrelas jovens "queimou" este hidrogênio obscurecedor em bolhas de raio cada vez maior que, eventualmente, se sobrepuseram para que todo o espaço entre as galáxias se tornasse "ionizado", isto é, composto por elétrons e prótons livres. Neste ponto, a radiação Lyman-alpha ficou livre para viajar desimpedida através do espaço.

Pode ser que a galáxia observada, EGSY8p7, que é invulgarmente luminosa, tenha propriedades especiais que lhe permitiram criar uma grande bolha de hidrogênio ionizado muito mais cedo do que o possível para galáxias mais representativas deste momento," afirma Sirio Belli, estudante do Caltech que ajudou a fazer as observações principais. "Descobriu-se que EGSY8p7 é luminosa, que tem um grande desvio para o vermelho, e as suas cores medidas pelos telescópios Hubble e Spitzer indicam que poderá ser alimentada por uma população de estrelas excecionalmente quentes."

Tendo em conta que a descoberta de uma fonte tão precoce, com radiação Lyman-alpha assim tão poderosa, é algo inesperada, fornece uma nova visão sobre o modo como as galáxias contribuíram para o processo da reionização. É possível que o processo seja irregular, que algumas regiões do espaço evoluam mais rapidamente que outras. Por exemplo, devido a variações na densidade da matéria de lugar para lugar. Alternativamente, a EGSY8p7 poderá ser o primeiro exemplo de uma geração antecipada com radiação ionizante invulgarmente forte.

"Em alguns aspetos, o período de reionização cósmica é a peça que faltava na nossa compreensão geral da evolução do Universo," afirma Zitrin. "Além de empurrar a fronteira para uma época em que o Universo tinha apenas 600 milhões de anos, o surpreendente desta descoberta é que o estudo de fontes como a EGSY8p7 vai fornecer novos dados sobre como este processo ocorreu."

O artigo científico sobre o assunto será publicado na revista The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: W. M. Keck Observatory