Detectado fosfina na atmosfera de uma anã marrom

O fósforo é um dos seis elementos fundamentais necessários à vida na Terra.

© Adam Burgasser (sistema triplo Wolf 1130ABC)

Quando combinado com o hidrogênio, o fósforo forma a molécula fosfina (PH3), um gás explosivo e altamente tóxico. Encontrada nas atmosferas dos planetas gigantes gasosos Júpiter e Saturno, a fosfina há muito que é reconhecida como uma possível bioassinatura de vida anaeróbica, uma vez que existem poucas fontes naturais deste gás nas atmosferas dos planetas terrestres. Na Terra, a fosfina é um subproduto da decomposição da matéria orgânica dos pântanos. 

Agora, foi detectada fosfina na atmosfera de uma anã marrom antiga e fria chamada Wolf 1130C. A fosfina foi detectada na atmosfera de Wolf 1130C através de observações obtidas com o telescópio espacial James Webb, o primeiro telescópio com a sensibilidade necessária para observar estes objetos celestes em pormenor. O mistério, no entanto, não é porque é que a fosfina foi encontrada, mas porque é que está ausente nas atmosferas de outras anãs marrons e de outros exoplanetas gigantes gasosos.

O programa de astronomia, chamado "Arcana of the Ancients", centra-se em anãs marrons antigas e pobres em metais como forma de testar a compreensão da química atmosférica. Nas atmosferas ricas em hidrogênio de planetas gigantes gasosos como Júpiter e Saturno, a fosfina forma-se naturalmente. Como tal, os cientistas há muito que previram que a fosfina deveria estar presente nas atmosferas dos gigantes gasosos que orbitam outras estrelas e nas suas primas mais massivas, as anãs marrons, objetos por vezes chamados "estrelas falhadas" porque não fundem o hidrogênio.

No entanto, a fosfina tem escapado largamente à detecção, mesmo em observações anteriores do telescópio espacial James Webb, o que sugere problemas com a nossa compreensão da química do fósforo. 

No sistema estelar Wolf 1130ABC, localizado a 54 anos-luz do Sol na direção da constelação de Cisne, a anã marrom Wolf 1130C segue uma órbita larga em torno de um compacto sistema estelar duplo, composto por uma estrela vermelha fria (Wolf 1130A) e uma anã branca massiva (Wolf 1130B). Wolf 1130C tem sido uma das fontes favoritas dos astrônomos que estudam as anãs marrons devido à sua baixa abundância de metais, ou seja, essencialmente quaisquer outros elementos que não o hidrogênio e o hélio, em comparação com o Sol.

Ao contrário de outras anãs marrons, a equipe detectou facilmente a fosfina nos dados espcetrais infravermelhos de Wolf 1130C pelo telescópio espacial James Webb. Para compreender plenamente as implicações das suas descobertas, a equipe precisava de quantificar a abundância deste gás na atmosfera de Wolf 1130C.

Para determinar as abundâncias das moléculas em Wolf 1130C, foi utilizada uma técnica de modelação conhecida como "recuperação atmosférica". Esta técnica usa os dados do telescópio espacial James Webb para determinar a quantidade de cada espécie de gás molecular que deve estar na atmosfera. Os modelos mostraram que a abundância de fosfina era o ingrediente secreto de Wolf 1130C.

Esta descoberta levanta uma questão: porque é que a fosfina está presente na atmosfera desta anã marrom e não em outras? Uma possibilidade é a baixa abundância de metais na atmosfera de Wolf 1130C, que pode alterar a sua química subjacente. Pode ser que em condições normais o fósforo esteja ligado a outra molécula, como o trióxido de fósforo. Na atmosfera pobre em metais de Wolf 1130C, não há oxigênio suficiente para absorver o fósforo, permitindo que a fosfina se forme a partir do hidrogênio abundante. 

A equipe espera explorar esta possibilidade com novas observações do telescópio espacial James Webb que irão procurar fosfina nas atmosferas de outras anãs marrons pobres em metais. Outra possibilidade é que o fósforo tenha sido gerado localmente no sistema Wolf 1130ABC, especificamente pela sua anã branca, Wolf 1130B. Uma anã branca é o que resta de uma estrela que acabou de fundir o seu hidrogénio. São tão densas que, quando acretam material na sua superfície, podem sofrer reações nucleares descontroladas que são detectadas como novas. 

Embora os astrônomos não tenham visto evidências recentes de tais eventos no sistema Wolf 1130ABC, as novas têm tipicamente ciclos de explosão de milhares a dezenas de milhares de anos. Este sistema é conhecido há pouco mais de um século, e as suas erupções, não vistas, podem ter deixado um legado de poluição por fósforo. Estudos anteriores propuseram que uma fração significativa do fósforo da Via Láctea poderia ter sido sintetizado por este processo. Compreender porque é que esta anã marrom mostra uma assinatura clara de fosfina pode levar a novos conhecimentos sobre a síntese do fósforo na Via Láctea e sobre a sua química nas atmosferas planetárias.

Um artigo foi publicado na revista Science.

Fonte: University of California

Descobertos novos filamentos perto de Centaurus A

Esta extraordinária imagem profunda de Centaurus A (NGC 5128) revela intrincadas estruturas de Hα (hidrogênio-alfa) dentro dos 8 a 10 quiloparsecs internos da galáxia, documentadas com grande detalhe, ainda não descritas na literatura.

© Rolf W. Olsen (Centaurus A)

Esta imagem oferece um raro vislumbre do coração dinâmico de uma galáxia ativa em turbulência. 

As nuvens de emissão brilhantes estendem-se do núcleo e da faixa de poeira da galáxia até a Região de Transição Norte, traçando o mesmo caminho dos conhecidos filamentos de jato óptico de Centaurus A.

Localizada a cerca de 12 milhões de anos-luz de distância, Centaurus A é uma das radiogaláxias ativas mais próximas, constituída por um buraco negro supermassivo que se alimenta de material em queda. Os jatos relativísticos resultantes interagem com o gás circundante, acendendo vastas nuvens de hidrogênio e oxigênio em tons brilhantes de vermelho e azul.

A nebulosidade se origina perto da faixa de poeira central, estendendo-se principalmente para leste e nordeste. Ela aparece como regiões de emissão de Hα irregulares e tênues que se estendem da faixa de poeira através do filamento óptico interno, localizado a aproximadamente 8 kpc (25.000 anos-luz) do núcleo. A emissão de Hα continua para nordeste, conectando-se com o filamento óptico externo a uma distância projetada de 15 kpc (49.000 anos-luz). A área ao redor do filamento externo também mostra muitas estruturas de Hα tênues.

Embora essas características sejam visíveis em conjuntos de dados profissionais, como o Canada–France–Hawaii Telescope (CFHT), algumas não foram captadas anteriormente em astrofotografia amadora, incluindo a imagem anterior de 320 horas em 2024, obtida por Rolf W. Olsen.

Para detectar a emissão ultrafina de Hα próxima ao núcleo, especialmente dentro do halo estelar brilhante, foi realizada uma cuidadosa subtração contínua. Esse processo remove gradientes de fluxo de banda larga, isolando apenas a emissão da linha estreita de Hα.

Nos últimos 11 anos, Olsen coletou centenas de horas de dados sobre Centaurus A no seu observatório em Auckland, Nova Zelândia. Esse esforço de longo prazo levou a vários resultados notáveis, incluindo a primeira detecção óptica da luz do jato do sul, de outra forma invisível, e a descoberta de novas estruturas de Hα e [O III] associadas aos filamentos ópticos do jato do norte.

A exposição total (LRGBHaOIII) desta imagem recente é de 454 horas. Até o momento, foi acumulado um total de 220 horas de exposição em Hα, representando a imagem Hα mais profunda de Centaurus A já tirada, por amadores ou profissionais.

Fonte: Amateur Astronomy Photo of the Day

A matéria escura e a energia escura podem ser apenas uma ilusão cósmica

Os astrônomos pensam, há décadas, que a matéria escura e a energia escura constituem a maior parte do Universo. No entanto, um novo estudo sugere que poderão não existir de todo.

© Hubble (NGC 7038)

Em vez disso, o que nos parece ser matéria e energia escuras pode ser simplesmente o efeito das forças naturais do Universo enfraquecendo lentamente à medida que este envelhece.

Liderado por Rajendra Gupta, professor no Departamento de Física da Universidade de Ottawa, o estudo afirma que se as forças básicas da natureza (como a gravidade) mudarem lentamente ao longo do tempo e no espaço, podem explicar os estranhos fenômenos que observamos, tais como a forma como as galáxias evoluem e giram e como o Universo se expande.

"As forças do Universo enfraquecem, em média, à medida que este se expande", explica o professor Gupta. "Este enfraquecimento faz com que pareça que existe um impulso misterioso que faz com que o Universo se expanda mais rapidamente (que é identificado como a energia escura). No entanto, à escala das galáxias e dos aglomerados de galáxias, a variação destas forças no espaço gravitacionalmente limitado resulta numa gravidade extra (que se considera ser devida à matéria escura). Mas estas coisas podem ser apenas ilusões, resultantes da evolução das constantes que definem a força das forças".

E acrescenta: "Há dois fenômenos muito diferentes que devem ser explicados pela matéria escura e pela energia escura: o primeiro é à escala cosmológica, ou seja, a uma escala superior a 600 milhões de anos-luz, assumindo que o Universo é homogêneo e igual em todas as direções. O segundo é à escala astrofísica, ou seja, a uma escala menor o Universo é muito irregular e depende da direção. No modelo padrão, os dois cenários requerem equações diferentes para explicar as observações usando matéria escura e energia escura. O nosso é o único que as explica com a mesma equação e sem necessidade de matéria ou energia escuras".  "O que é realmente excitante é que esta nova abordagem permite-nos explicar o que vemos no céu: a rotação das galáxias, o agrupamento de galáxias e até a forma como a luz se curva em torno de objetos massivos, sem termos de imaginar que há algo escondido lá fora. Tudo isto é apenas o resultado da variação das constantes da natureza à medida que o Universo envelhece e se torna irregular".

No ano passado, o professor Gupta pôs em causa a existência da matéria escura no Universo no seu estudo à escala cosmológica. Neste trabalho à escala astrofísica, questionou os modelos teóricos atuais para as curvas de rotação das galáxias.

No novo modelo, o parâmetro frequentemente designado por α emerge do fato de se permitir a evolução das constantes de acoplamento. Com efeito, α comporta-se como uma "componente" extra nas equações gravitacionais que produz efeitos semelhantes aos que os astrônomos atribuem à matéria escura e à energia escura.

Em escalas cosmológicas, α é tratado como uma constante, por exemplo, determinado pelo ajuste de dados de supernovas. Mas localmente (à escala astrofísica), numa galáxia, dado que a distribuição da matéria comum (buracos negros, estrelas, planetas, gás, etc.) varia drasticamente, α varia, fazendo com que o efeito gravitacional extra dependa da localização dessa matéria. Assim, a nova teoria prevê que, em regiões onde existe muita matéria comum, o efeito gravitacional extra é menor, e onde a densidade de matéria detectável é baixa, é maior.

Em vez de adicionar halos de matéria escura à volta das galáxias, a atração gravitacional extra vem de α no novo modelo. Reproduz as "curvas de rotação planas" observadas (estrelas que se movem mais depressa do que o esperado nas partes exteriores das galáxias).

O professor Gupta pensa que esta ideia pode resolver alguns dos maiores quebra-cabeças da astronomia. "Durante anos, lutamos para explicar como é que as galáxias do Universo primitivo se formaram tão rapidamente e se tornaram tão massivas", afirma. "Com o nosso modelo, não é necessário assumir quaisquer partículas exóticas ou quebrar as regras da física. A linha temporal do Universo simplesmente estica-se, quase duplicando a idade do Universo e abrindo caminho para tudo o que observamos".

Efetivamente, a linha temporal alargada para a formação de estrelas e galáxias torna muito mais fácil explicar como é que estruturas grandes e complexas como galáxias e buracos negros podem ter aparecido tão cedo no Universo. Esta teoria pode mudar completamente a forma como pensamos sobre o Universo. Dá mesmo a entender que a procura de partículas de matéria escura, algo em que os cientistas gastaram anos e bilhões de dólares, poderá afinal não ser necessária. Mesmo que as partículas exóticas sejam encontradas experimentalmente, teriam de constituir cerca de seis vezes a massa da matéria comum. Talvez os maiores segredos do Universo sejam apenas constituídos pelas constantes evolutivas da natureza.

Um artigo foi publicado no periódico Galaxies.

Fonte: University of Ottawa

Gaia descobre uma grande onda na Via Láctea

A nossa Galáxia nunca está parada: gira e oscila. E agora, dados do telescópio espacial Gaia da ESA revelam que a Via Láctea também tem uma onda gigante que ondula do seu centro para fora.

© ESA / Gaia (ondulação de lado na Via Láctea)

Há cerca de cem anos que sabemos que as estrelas da Via Láctea giram em torno do seu centro e o Gaia mediu as suas velocidades e movimentos. Desde a década de 1950 que sabemos que o disco da Via Láctea está deformado. Depois, em 2020, o Gaia descobriu que este disco oscila ao longo do tempo, de forma semelhante ao movimento de um pião.

E agora tornou-se claro que uma grande onda agita o movimento das estrelas da Via Láctea ao longo de distâncias de dezenas de milhares de anos-luz do Sol. Tal como uma pedra atirada para um lago, fazendo ondulações para fora, esta onda galáctica de estrelas abrange uma grande parte do disco exterior da Via Láctea.

A inesperada ondulação galáctica é vista com as posições de milhares de estrelas brilhantes que são mostradas em vermelho e azul, sobrepostas nos mapas da Via Láctea pelo Gaia. Mesmo que nenhuma nave espacial possa viajar para além da nossa Galáxia, a visão excepcionalmente precisa do Gaia, nas três direções espaciais (3D) e nas três velocidades (movendo-se em direção a nós e para longe de nós, e pelo céu) está permitindo aos cientistas fazer estes mapas de cima para baixo e de lado. A partir deles, podemos ver que a onda estende-se por uma enorme porção do disco galáctico, afetando estrelas a pelo menos 30 a 65 mil anos-luz de distância do centro da Galáxia (para efeitos de comparação, a Via Láctea tem cerca de 100 mil anos-luz de diâmetro).

Os astrônomos conseguiram descobrir este movimento surpreendente estudando as posições e movimentos pormenorizados de jovens estrelas gigantes e estrelas Cefeidas. Estas últimas são estrelas que variam de brilho de uma forma previsível e que podem ser observadas por telescópios como o Gaia a grandes distâncias. Dado que as jovens estrelas gigantes e as Cefeidas movem-se com a onda, os cientistas pensam que o gás no disco também pode estar participando nesta ondulação em grande escala. É possível que as estrelas jovens retenham a memória da onda a partir do próprio gás no qual nasceram.

Uma colisão passada com uma galáxia anã poderia ser uma explicação possível, mas os cientistas precisam de mais investigações. A grande onda pode também estar relacionada com um movimento ondulatório de menor escala observado a 500 anos-luz do Sol e que se estende por 9.000 anos-luz, a chamada Onda Radcliffe. No entanto, a Onda Radcliffe é um filamento muito menor e está localizada numa parte diferente do disco da Galáxia, em comparação com a onda estudada (muito mais perto do Sol do que a grande onda). As duas ondas podem ou não estar relacionadas. 

O quarto lançamento de dados do Gaia incluirá posições e movimentos ainda melhores das estrelas da Via Láctea, incluindo estrelas variáveis como as Cefeidas. Isto ajudará na obtenção de mapas ainda melhores, avançando assim na compreensão destas características da Via Láctea.

Um artigo foi publicado no periódico Astronomy & Astrophysics.

Fonte: ESA

Centro de explosão de estrelas

A galáxia brilhante nesta imagem do telescópio espacial Hubble é a galáxia NGC 6951, que reside a cerca de 70 milhões de anos-luz de distância, na constelação de Cefeu.

© Hubble (NGC 6951)

Como mostra esta imagem do Hubble, a NGC 6951 é uma galáxia espiral com inúmeras estruturas intrigantes. O que mais chama a atenção são seus braços espirais, pontilhados por nebulosas vermelhas brilhantes, estrelas azuis brilhantes e nuvens de poeira filamentosas.

Os braços espirais circundam o centro galáctico, que possui um brilho dourado proveniente de uma população de estrelas mais velhas. O centro da galáxia também é nitidamente alongado, revelando a presença de uma barra de estrelas em rotação lenta.

A barra da NGC 6951 pode ser responsável por outra característica notável: um anel branco-azulado que envolve o próprio coração da galáxia. Isso é chamado de anel de explosão estelar circumnuclear; essencialmente, um círculo de formação estelar intensificada ao redor do núcleo de uma galáxia.

A barra canaliza o gás em direção ao centro da galáxia, onde se acumula em um anel com cerca de 3.800 anos-luz de diâmetro. Duas faixas escuras de poeira paralelas à barra marcam os pontos onde o gás da barra entra no anel. O gás denso de um anel de explosão estelar circumnuclear é o ambiente perfeito para a formação de um número impressionante de estrelas.

Usando dados do Hubble, astrônomos identificaram mais de 80 potenciais aglomerados estelares dentro do anel da NGC 6951. Muitas das estrelas se formaram há menos de 100 milhões de anos, mas o anel em si tem vida mais longa, podendo ter existido por 1 a 1,5 bilhão de anos.

Astrônomos têm obtido imagens da NGC 6951 com o Hubble por uma ampla variedade de razões, incluindo o mapeamento da poeira em galáxias próximas, o estudo dos centros de galáxias de disco e o monitoramento de supernovas recentes, das quais a NGC 6951 hospedou cinco ou seis.

Fonte: ESA

Descoberto planeta errante que cresce a um ritmo recorde

Os astrônomos identificaram um enorme surto de crescimento num planeta errante.

© ESO (ilustração do planeta errante)

Ao contrário dos planetas do nosso Sistema Solar, estes objetos não orbitam estrelas, flutuando livremente por si mesmos.

As novas observações, efetuadas com o Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO), revelam que este planeta flutuante está consumindo gás e poeira do meio que o rodeia numa taxa elevada. Esta é a taxa de crescimento mais elevada alguma vez registada para um planeta errante, ou, aliás, qualquer tipo de planeta, fornecendo assim informações preciosas sobre a formação e evolução dos planetas.

O objeto em estudo, com uma massa cinco a dez vezes superior à de Júpiter, situa-se a cerca de 620 anos-luz de distância da Terra, na constelação do Camaleão. Com o nome oficial de Cha 1107-7626, este planeta errante ainda se encontra em formação, sendo alimentado por um disco de gás e poeira que o circunda. O planeta, que flutua livremente no espaço, atrai o material para si num processo conhecido por acreção.

No entanto, foi descoberto que a taxa de acreção deste jovem planeta não é constante. Em Agosto de 2025, o planeta estava acumulando massa cerca de oito vezes mais depressa do que apenas alguns meses antes, a uma taxa de seis bilhões de toneladas por segundo!

A descoberta foi realizada com o auxílio do espectrógrafo X-shooter montado no VLT do ESO, no deserto chileno do Atacama. A equipe utilizou igualmente dados do telescópio espacial James Webb, assim como dados de arquivo do espectrógrafo SINFONI do VLT do ESO.

A origem dos planetas errantes continua sendo uma questão em aberto: terão uma formação semelhante a estrelas mas com massas muito pequenas ou serão planetas gigantes ejetados dos seus sistemas de origem?

Os resultados indicam que, pelo menos alguns planetas errantes, parecem partilhar uma formação semelhante ao das estrelas, uma vez que enormes taxas de acreção repentinas semelhantes a esta foram já observadas em estrelas jovens.

Ao comparar a luz emitida antes e durante a enorme subida da taxa de acreção, os astrônomos reuniram pistas sobre a natureza do processo de acreção. Notavelmente, a atividade magnética parece ter desempenhado um papel importante na enorme taxa de acreção da matéria, algo que só havia sido anteriormente observado em estrelas, sugerindo que mesmo objetos de pequena massa podem ter campos magnéticos fortes, capazes de alimentar tais eventos de acreção.

A equipe também descobriu que a química do disco em torno do planeta mudou durante o episódio de acreção, com vapor de água sendo detectado durante o evento, mas não antes. Este fenômeno já tinha sido observado anteriormente em estrelas, mas nunca em nenhum tipo de planeta.

Os planetas errantes são difíceis de detectar, já que são muito tênues, no entanto o futuro Extremely Large Telescope (ELT) do ESO, que operará sob os céus mais escuros do planeta, poderá fazer uma grande diferença. Os seus poderosos instrumentos e enorme espelho principal permitirão aos astrônomos descobrir e estudar mais destes planetas solitários, ajudando-nos a compreender melhor o quão semelhantes poderão ser com estrelas.

Este trabalho foi publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: ESO