Sinal de raios X aponta para um planeta destruído

Um planeta pode ter sido destruído por uma anã branca no centro de uma nebulosa planetária, a primeira vez que tal fato ocorre.

© Chandra / Hubble / VISTA / GALEX (Nebulosa da Hélice)

Esta composição da Nebulosa da Hélice contém dados de raios X do Chandra (magenta), no visível pelo Hubble (laranja, azul claro), no infravermelho pelo ESO (dourado, azul escuro) e no ultravioleta pelo GALEX (roxo). Os dados do Chandra indicam que esta anã branca destruiu um planeta em órbita muito íntima. O ponto roxo no centro da nebulosa é a anã branca WD 2226-210.

Isto explicaria um misterioso sinal de raios X que os astrônomos já detectam na Nebulosa da Hélice há mais de 40 anos. A Nebulosa da Hélice é uma nebulosa planetária, uma estrela como o nosso Sol, mas numa fase mais avançada, que liberou as suas camadas exteriores, deixando no seu centro uma pequena estrela tênue chamada anã branca.

Eventualmente, os detritos do planeta formaram um disco ao redor da anã branca e caíram na superfície da estrela, criando o misterioso sinal em raios X que tem sido detectado durante décadas. Desde 1980, missões de raios X, como o observatório Einstein e o telescópio ROSAT, observaram uma leitura incomum no centro da Nebulosa da Hélice. Detectaram raios X altamente energéticos provenientes da anã branca WD 2226-210 no centro da nebulosa, localizada a apenas 650 anos-luz da Terra.

As anãs brancas como WD 2226-210 não emitem normalmente raios X muito intensos. Um novo estudo com dados do Chandra e do XMM-Newton pode ter finalmente resolvido a questão do que está causando estes raios X da WD 2226-210: este sinal de raios X pode ser os detritos de um planeta destruído sendo puxados para a anã branca. Se confirmado, este seria o primeiro caso de um planeta visto sendo destruído pela estrela central numa nebulosa planetária.

Observações efetuadas pelo ROSAT, Chandra e XMM-Newton entre 1992 e 2002 mostram que o sinal de raios X da anã branca permaneceu aproximadamente constante em termos de brilho durante esse tempo. Os dados, no entanto, sugerem que pode haver uma mudança sutil e regular no sinal de raios X a cada 2,9 horas, fornecendo evidências da existência de um planeta excepcionalmente próximo da anã branca.

Anteriormente, os cientistas determinaram que um planeta do tamanho de Netuno está numa órbita muito próxima da anã branca, completando uma órbita em menos de três dias. Os pesquisadores deste último estudo concluem que poderia ter existido um planeta como Júpiter ainda mais próximo da estrela. O planeta dizimado poderia ter estado inicialmente a uma distância considerável da anã branca, mas depois migrou para o interior, interagindo com a gravidade de outros planetas do sistema. Assim que se aproximou o suficiente da anã branca, a gravidade da estrela teria parcial ou completamente despedaçado o planeta.

A WD 2226-210 tem algumas semelhanças, no que se refere ao seu comportamento em raios X, com duas outras anãs brancas que não estão no interior de nebulosas planetárias. Uma delas está possivelmente retirando material de um planeta companheiro, mas de uma forma mais calma, sem que o planeta seja rapidamente destruído. A outra anã branca está provavelmente arrastando material dos vestígios de um planeta para a sua superfície. Estas três anãs brancas podem constituir uma nova classe de objetos variáveis, ou em mudança.

O artigo científico que descreve estes resultados foi publicado no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Nebulosa planetária Abell 7

Esta nebulosa planetária muito tênue Abell 7 está a cerca de 1.800 anos-luz de distância.

© Vikas Chander (Abell 7)

Ela fica logo ao sul de Órion nos céus do planeta Terra em direção à constelação de Lepus, a Lebre.

Cercada por estrelas da Via Láctea e perto da linha de visão para galáxias de fundo distantes, sua forma esférica geralmente simples, com cerca de 8 anos-luz de diâmetro, é revelada nesta imagem telescópica profunda.

Dentro da nuvem cósmica, porém, há estruturas belas e complexas, aprimoradas pelo uso de longas exposições e filtros de banda estreita que captam a emissão de átomos de hidrogênio, enxofre e oxigênio. Caso contrário, Abell 7 seria muito tênue para ser apreciada a olho nu.

Uma nebulosa planetária representa uma fase final muito breve na evolução estelar que nosso próprio Sol experimentará 5 bilhões de anos, à medida que a estrela central da nebulosa, outrora semelhante ao Sol, encolhe suas camadas externas.

Estima-se que a própria Abell 7 tenha 20.000 anos de idade. Mas sua estrela central, vista aqui como uma anã branca em extinção, tem cerca de 10 bilhões de anos.

Fonte: NASA

O raro exoplaneta ultraquente LTT 9779 b

Astrônomos utilizaram o telescópio espacial James Webb para explorar a atmosfera exótica de um exoplaneta, um raro "Netuno ultraquente".

© Benoit Gougeon (ilustração do exoplaneta LTT 9779 b)

O estudo fornece novas perspectivas sobre os padrões climáticos extremos e as propriedades atmosféricas deste fascinante exoplaneta, LTT 9779 b, que reside no chamado deserto netuniano, uma categoria de planetas onde excepcionalmente poucos são conhecidos.

Ao passo que os planetas gigantes que orbitam muito perto das suas estrelas hospedeiras, muitas vezes chamados Júpiteres quentes, são normalmente detectados utilizando os métodos atuais de procura de exoplanetas, os Netunos ultraquentes como LTT 9779 b continuam sendo extremamente raros.

Orbitando a sua estrela hospedeira em menos de um dia, LTT 9779 b está sujeito a temperaturas abrasadoras que atingem quase 2.000°C no seu lado diurno. O planeta sofre acoplamento de marés (semelhante à Lua da Terra), o que significa que um lado está constantemente virado para a sua estrela, enquanto o outro permanece em perpétua escuridão. Apesar destes extremos, foi descoberto que o lado diurno do planeta tem nuvens refletoras no hemisfério ocidental, que é mais frio, criando um contraste impressionante com o lado oriental, que é mais quente.

A análise realizada com o telescópio espacial James Webb como parte do programa NEAT (NIRISS Exploration of Atmospheric Diversity of Transiting Exoplanets) revelou uma assimetria na refletividade diurna do planeta. A equipe propôs que a distribuição desigual do calor e das nuvens é causada por ventos fortes que transportam calor em volta do planeta.

Estas descobertas ajudam a aperfeiçoar os modelos que descrevem a forma como o calor é transportado através de um planeta e a formação de nuvens em atmosferas de exoplanetas, ajudando a colmatar o fosso entre a teoria e a observação.

A atmosfera foi estudada em pormenor, analisando tanto o calor emitido pelo planeta como a luz que este reflete da sua estrela. Para criar uma imagem mais clara, foi observado o planeta em várias posições da sua órbita e analisada as suas propriedades em cada fase individualmente.

Os cientistas descobriram nuvens feitas de materiais como minerais de silicato, que se formam no lado oeste, ligeiramente mais frio, do lado diurno do planeta. Estas nuvens refletoras ajudam a explicar a razão pela qual este planeta é tão brilhante nos comprimentos de onda visíveis, fazendo refletir grande parte da luz da estrela. Combinando esta luz refletida com as emissões de calor, a equipe conseguiu criar um modelo detalhado da atmosfera do planeta. Estas descobertas revelam um equilíbrio delicado entre o calor intenso da estrela e a capacidade do planeta para redistribuir energia. O estudo também detectou vapor de água na atmosfera, fornecendo pistas importantes sobre a composição do planeta e os processos que governam o seu ambiente extremo.

Este raro sistema planetário continua desafiando a compreensão dos cientistas sobre o modo como os planetas se formam, migram e perduram face a forças estelares implacáveis. As nuvens refletoras do planeta e a sua elevada metalicidade podem fornecer detalhes sobre a forma como as atmosferas evoluem em ambientes extremos. O exoplaneta LTT 9779 b é um laboratório notável para explorar estas questões, fornecendo uma visão dos processos mais amplos que moldam a arquitetura dos sistemas planetários em toda a Galáxia.

O telescópio espacial Hubble e o Very Large Telescope estão também sendo utilizados para estudar exaustivamente estes raros sistemas planetários, para estudar a estrutura das nuvens diurnas.

Um artigo foi publicado na revista Nature Astronomy e outro no periódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: University of Oxford

Pirotecnia estelar em exibição em superaglomerado estelar

Astrônomos revelaram uma exibição explosiva de fogos de artifício cósmicos de estrelas interagindo com seu ambiente. Este espetáculo deslumbrante, devido aos ventos poderosos que fluem das estrelas, é um marco importante na capacidade de estudar a formação das maiores estrelas e entender melhor como elas afetam seus ambientes.

© D. Capela / M. G. Guarcello (Westerlund 1)

A imagem colorida revela detalhes intrincados de gás e poeira no aglomerado, com emissão infravermelha média de comprimento de onda mais longo (vermelho) destacando poeira e gás quentes, emissão infravermelha média de comprimento de onda mais curto (verde) traçando estruturas complexas de poeira e gás mais frios, e emissão infravermelha próxima (azul) mostrando a luz brilhante de estrelas jovens e massivas embutidas neste aglomerado.

Os pesquisadores usaram o telescópio espacial James Webb (JWST) da NASA para observar Westerlund 1, um superaglomerado de estrelas com centenas de estrelas jovens muito massivas e potencialmente milhares de estrelas jovens de massa menor.

Westerlund 1 está localizado na Via Láctea, a cerca de 12.000 anos-luz da Terra. As imagens JWST obtidas de Westerlund 1 mostram muitas estrelas evoluídas e massivas desprendendo violentamente suas camadas externas com manchas brilhantes por toda a imagem. Essas estruturas estendidas são conhecidas como "ventos" e mostram uma diversidade surpreendente em suas formas.

Os resultados fornecem detalhes do processo em que enormes quantidades de energia de ventos estelares e radiação estão colidindo com o ambiente local. Isso forma estruturas complexas e agita a nuvem gigante de gás, na qual essas estrelas estão inseridas.

Westerlund 1 é um dos aglomerados jovens formadores de estrelas mais próximos e massivos da nossa Galáxia, e contém muitas estrelas supergigantes e hipergigantes raras, com massas que variam de oito a 100 vezes a do nosso Sol. Essas estrelas vivem rápido e morrem jovens com idades de apenas alguns milhões de anos, o que contrasta fortemente com estrelas de menor massa como o nosso Sol, que vivem por bilhões de anos.

Estrelas massivas consomem seu combustível de hidrogênio muito mais rápido do que estrelas de menor massa, enquanto ao mesmo tempo perdem a maior parte de sua massa por meio de ventos e explosões de suas camadas externas, que o JWST pode observar em comprimentos de onda infravermelhos. Apesar de serem ambientes raros de formação de estrelas em nossa Galáxia hoje, aglomerados de estrelas supermassivas eram muito comuns nas fases iniciais do Universo.

Comparado ao Sol, que entrará em sua fase gigante vermelha em cinco bilhões de anos ou mais, estrelas massivas impactam seus ambientes locais logo após sua formação e, eventualmente, explodem como supernovas energéticas, deixando para trás estrelas de nêutrons ou buracos negros. Espera-se que apenas uma supernova tenha explodido até agora em Westerlund 1, no entanto, mais de 1.500 são esperadas nas próximas dezenas de milhões de anos.

Um artigo descrevendo esse trabalho está sendo publicado no periódico Astronomy & Astrophysics.

Fonte: Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics

Aglomerados estelares abertos M35 e NGC 2158

Enquadrados neste campo de visão único, estrelado e telescópico estão dois aglomerados abertos de estrelas, M35 e NGC 2158.

© Evan Tsai (M35 e NGC 2158)

Estes aglomerados abertos de estrelas estão localizados dentro dos limites da constelação de Gêmeos, eles parecem estar lado a lado. Com suas estrelas concentradas no canto superior direito, M35 está relativamente perto.

O M35, também catalogado como NGC 2168, está a meros 2.800 anos-luz de distância, com cerca de 400 estrelas espalhadas por um volume de cerca de 30 anos-luz de diâmetro. Estrelas azuis brilhantes frequentemente distinguem aglomerados abertos mais jovens como M35, cuja idade é estimada em 150 milhões de anos.

No canto inferior esquerdo, NGC 2158 está cerca de quatro vezes mais distante que M35 e muito mais compacto, brilhando com a luz mais amarelada de uma população de estrelas mais de 10 vezes mais velha.

Em geral, aglomerados abertos de estrelas são encontrados ao longo do plano da Via Láctea. Vagamente ligadas gravitacionalmente, suas estrelas constituintes tendem a se dispersar ao longo de bilhões de anos, à medida que os aglomerados estelares abertos orbitam o centro galáctico.

Fonte: NASA

Quipu: a maior estrutura do Universo

O recém-descoberto grupo de aglomerados de galáxias Quipu, que tem 13 mil vezes o tamanho da Via Láctea, está sendo considerado a maior estrutura do Universo conhecida até o momento.

© ESA / DSS (superaglomerado Shapley)

Batizada dessa forma em homenagem a um sistema inca de contagem que usa cordões com nós, a estrutura colossal se estende por aproximadamente 1,3 bilhão de anos-luz de diâmetro e tem 200 quatrilhões de massas solares. Com essas medidas, ela supera objetos gigantes que já ocuparam o posto, como o superaglomerado Laniakea. Localizado em uma área entre 425 milhões e 815 milhões de anos-luz da Terra junto com outras estruturas de tamanho parecido, o aglomerado foi encontrado durante um estudo para mapear a distribuição de matéria do Universo em vários comprimentos de onda de luz. 

O trabalho envolveu o uso de aglomerados de galáxias de raios X para identificação e análise de superestruturas. O estudo de grupos de aglomerados de galáxias e superaglomerados como Quipu pode ajudar a entender sobre a evolução das galáxias, melhorar os modelos cosmológicos e a precisão das medições do cosmos.

© Astronomy & Astrophysics (Quipu)

O tamanho impressionante desses objetos desafia a compreensão de como o Universo evoluiu. Além do maior objeto do Universo, a equipe liderada pelo pesquisador do Instituto Max Planck, Hans Bohringer, analisou outras quatro superestruturas na mesma região. Uma delas foi o superaglomerado Shapley, que também já chegou a ser a maior superestrutura descoberta. 

O superaglomerado Hércules, a superestrutura Serpens-Corona Borealis e a superestrutura Sculptor-Pegasus, localizada entre as constelações que servem de base para o seu nome, foram as outras. Juntos, os cinco objetos representam 45% dos aglomerados de galáxias, 30% de galáxias e 25% da matéria no Universo observável, além de 13% do volume do Universo, segundo os astrônomos. 

Quipu e as demais superestruturas estudadas pela equipe devem manter seus tamanhos gigantescos por mais um longo período. Porém, é esperado que elas se partam em várias unidades menores, em algum momento.

Um artigo foi publicado no periódico Astronomy & Astrophysics.

Fonte: Live Science