Estudo identifica 400 aglomerados binários na Via Láctea

As estrelas formam-se normalmente em aglomerados, e estes também se podem formar aos pares ou em grupos.

© Ron Brecher (Aglomerado Duplo de Perseu)

A imagem mostra o Aglomerado Duplo de Perseu, também denominado h e Chi Persei, ou com os números de catálogo NGC 869 (direita) e NGC 884 (esquerda), é o aglomerado binário mais famoso do céu.

Os aglomerados binários são definidos como pares de aglomerados abertos estreitamente associados tanto em termos de posição como de cinemática. Fornecem informações sobre o modo como as estrelas se formam dentro de nuvens moleculares gigantes, tornando-os indicadores importantes da formação estelar e da evolução dos aglomerados.

Utilizando astrometria de alta precisão do satélite Gaia e aplicando critérios de seleção uniformes e rigorosos, pesquisadores do Observatório Astronômico de Xinjiang da Academia Chinesa de Ciências identificaram 400 candidatos a aglomerados abertos binários na Via Láctea; 268 destes foram recentemente divulgados.

Os resultados fornecem um esquema unificado e estruturado para identificar e classificar aglomerados binários galácticos. Os cientistas analisaram cerca de 4.000 aglomerados abertos utilizando a astrometria e a cinemática do catálogo Gaia DR3. Estabeleceram um critério estatístico e quantitativo para a proximidade espacial e de velocidade e validaram-no contra amostras simuladas aleatórias. Usando esta estrutura, os aglomerados binários foram classificados em três categorias: (1) aglomerados binários primordiais (conatais), (2) aglomerados binários de captura por efeitos de maré ou captura ressonante, e (3) pares ópticos (alinhamentos casuais).

Uma análise mais aprofundada mostra que 61% dos aglomerados binários candidatos são altamente consistentes em termos de idade e cinemática, apoiando a formação a partir da mesma nuvem molecular gigante, e 83% apresentam interações de maré significativas. A força da interação está claramente correlacionada com a separação espacial, quanto mais próximo o par, mais forte é a atração mútua e a perturbação.

Em geral, cerca de 17% dos aglomerados abertos estão atualmente em sistemas binários ou de múltiplos aglomerados e cerca de 10% formaram-se provavelmente como aglomerados binários primordiais. Estas percentagens estão bem alinhadas com estimativas teóricas e observacionais anteriores.

O cruzamento com aglomerados binários previamente reportados mostra que o método recupera uma grande fração de sistemas conhecidos. Apesar de critérios de seleção mais rigorosos, também acrescenta 268 aglomerados binários físicos recentemente identificados à amostra galáctica.

Este estudo sugere que a formação hierárquica de estrelas é um processo importante e fornece evidências observacionais fundamentais para os mecanismos de formação e evolução dinâmica de sistemas de múltiplos aglomerados. Esta evidência apoia um cenário hierárquico e aglomerado de formação estelar em múltiplas escalas.

Um artigo foi publicado no periódico Astronomy & Astrophysics.

Fonte: Chinese Academy of Sciences

As Plêiades têm milhares de "irmãs" há muito perdidas

Astrônomos da Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill, EUA, descobriram que o famoso aglomerado estelar das Plêiades, as "Sete Irmãs" ou M45, frequentemente avistado nas noites de inverno, é apenas a ponta brilhante de uma família estelar muito maior.

© Palomar Observatory (Plêiades)

Combinando dados do satélite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA e do telescópio espacial Gaia da ESA, a equipe descobriu milhares de irmãs escondidas espalhadas pelo céu, uma estrutura em expansão denominada Grande Complexo das Plêiades.

A descoberta mostra que as Plêiades são 20 vezes maiores do que se pensava anteriormente. A maioria das estrelas, incluindo o nosso Sol, nascem em grupos. Com o passar do tempo, estas irmãs estelares afastam-se, o que dificulta a identificação das suas origens. 

Usando as taxas de rotação estelar como um "relógio cósmico", as estrelas jovens giram rapidamente, enquanto as estrelas mais velhas giram mais lentamente. A equipe da Universidade da Carolina do Norte identificou membros das Plêiades há muito perdidas, espalhadas pelo céu. Ao combinar medições de rotação pelo TESS da NASA com dados precisos de posição e movimento do Gaia da ESA, os pesquisadores redefiniram as Plêiades não como um pequeno aglomerado de estrelas, mas como o coração denso de uma vasta associação estelar em dissolução.

As descobertas têm implicações vastas. As Plêiades não são apenas uma referência astrofísica para estrelas jovens e exoplanetas, mas também uma referência cultural e mundial, mencionada no Antigo Testamento e no Talmude, celebrada como Matariki na Nova Zelândia e até representada pelo logotipo da Subaru no Japão.

Observa-se que muitas estrelas próximas do Sol fazem parte de famílias estelares alargadas e massivas com estruturas complexas. Este trabalho fornece uma nova maneira de descobrir estas relações ocultas. Ao rastrear a rotação estelar, a abordagem da equipe oferece uma nova estrutura para mapear a nossa vizinhança cósmica. Os pesquisadores preveem que muitos aglomerados estelares aparentemente independentes são, de fato, partes de famílias estelares em grande expansão.

Estudos futuros que utilizem este método poderão até ajudar os astrônomos a descobrir as origens do próprio Sol, revelando se também ele nasceu numa família estelar muito maior. Ao medir a rotação das estrelas, é possível identificar grupos estelares demasiado dispersos para serem detectados com os métodos tradicionais, abrindo uma nova janela para a arquitetura oculta da nossa Galáxia. Esta pesquisa ajuda a reconstruir os ambientes de nascimento de estrelas e planetas, um passo essencial para compreender como os sistemas solares, incluindo o nosso, se formam e evoluem.

Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal.

Fonte: University of North Carolina

A gravidade remodela os campos magnéticos em aglomerados estelares

Astrônomos usando o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) captaram a imagem mais nítida até agora de como estrelas massivas se formam.

© NASA / Spitzer (NGC 6334)

Esta imagem do telescópio espacial Spitzer da NASA mostra uma região de formação estelar na nuvem molecular NGC 6334, também conhecida como Nebulosa da Pata de Gato. As cores correspondem à emissão em 3,6 micrômetros (azul), 4,5 micrômetros (verde) e 8 micrômetros (vermelho). Esta nuvem está ativamente formando estrelas massivas e está localizada na constelação de Escorpião, entre 4.200 e 5.500 anos-luz da Terra. Os dados do ALMA sobrepostos à imagem mostram detalhes de quatro áreas específicas que foram observadas (NGC6334I, NGC6334I(N), NGC6334IV e NGC6334V), revelando forças invisíveis de magnetismo e gravidade enquanto elas lutam e moldam a formação de estrelas nas profundezas da gigantesca nuvem molecular. A escala de cores nas imagens do ALMA representa a intensidade da emissão de poeira em um comprimento de onda de 1,3 mm e as linhas de cortina representam a orientação do campo magnético.

Ao ampliar a escala para apenas algumas vezes maiores que o nosso Sistema Solar, a equipe conseguiu observar pela primeira vez o cabo de guerra entre campos magnéticos e gravidade que ajuda as estrelas a tomarem forma nas profundezas de nuvens moleculares gigantes. A formação estelar ocorre quando a gravidade comprime o gás frio até que ele colapse sobre si mesmo. Mas esse colapso épico não é impulsionado apenas pela gravidade e, por décadas, os astrônomos debatem qual força de campos magnéticos ou gravitacional, domina o processo de formação estelar.

Enquanto os campos magnéticos e a turbulência começam resistindo fortemente à atração da gravidade, os campos magnéticos são gradualmente puxados para o alinhamento com o gás em queda quando a gravidade assume o papel de força motriz que molda a nuvem em colapso. Foi observado que a gravidade reorienta o campo magnético à medida que as nuvens colapsam, oferecendo novas pistas sobre como estrelas massivas e os aglomerados que elas habitam emergem do meio interestelar.

As observações também revelaram um padrão surpreendente: as orientações do campo magnético em nuvens moleculares não ocorrem aleatoriamente. Em vez disso, ocorrem principalmente de duas maneiras, às vezes alinhando-se com a direção da gravidade e às vezes perpendiculares a ela. O padrão é evidência de uma relação complexa e evolutiva entre essas duas forças cósmicas.

Compreender como as estrelas se formam é fundamental para quase todos os campos da astronomia, moldando tudo, desde as origens do Sol até a evolução das galáxias. A pesquisa traz nova clareza sobre as interações entre gravidade e campos magnéticos na formação de estrelas massivas e fornece aos cientistas novas ferramentas poderosas para testar e refinar teorias sobre os ciclos de vida de estrelas, planetas e nuvens moleculares.

As novas observações foram publicadas no periódico The Astrophysical Journal.

Fonte: Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics

Aglomerado da Borboleta

O sexto objeto no famoso catálogo de Charles Messier de coisas que não são cometas, Messier 6 (M6) é um aglomerado estelar aberto.

© Xinran Li (M6)

Este aglomerado estelar é constituído por um conjunto de cerca de 100 estrelas, todas com aproximadamente 100 milhões de anos de idade. 

Ele situa-se a cerca de 1.600 anos-luz de distância, em direção à Via Láctea central, na constelação de Escorpião. Também catalogado como NGC 6405, o belo contorno do aglomerado estelar sugere seu apelido popular, Aglomerado da Borboleta.

O primeiro astrônomo a registrar a existência do aglomerado foi o italiano Giovanni Battista Hodierna em 1654. Entretanto, o astrônomo americano Robert Burnham, Jr. argumenta que o astrônomo Ptolomeu, no século I, observou o aglomerado enquanto observava outro objeto vizinho, o Aglomerado de Ptolomeu. O astrônomo francês Charles Messier catalogou o aglomerado M6 em 1764.

Cercado pela emissão avermelhada difusa do gás hidrogênio da região, as estrelas do aglomerado, em sua maioria quentes e, portanto, azuis, estão próximas ao centro deste instantâneo cósmico colorido.

Mas o membro mais brilhante do aglomerado é uma estrela gigante fria do tipo K. Designada BM Scorpii, ela brilha com uma tonalidade amarelo-alaranjada, vista perto da extremidade de uma das antenas da borboleta.

Este campo de visão telescópico abrange quase duas Luas Cheias no céu, ou seja, são 25 anos-luz à distância estimada de M6.

Fonte: NASA

Estrutura cósmica colossal descoberta em aglomerado de galáxias

Astrônomos descobriram a maior nuvem conhecida de partículas energéticas ao redor de um aglomerado de galáxias, abrangendo quase 20 milhões de anos-luz.

© NASA (aglomerado de galáxias PLCK G287.0+32.9)

Esta nova imagem composta, feita com raios X do Observatório de Raios X Chandra da NASA (azul e roxo), dados de rádio do radiotelescópio MeerKAT (laranja e amarelo) e uma imagem óptica do PanSTARRS (vermelho, verde e azul), mostra o aglomerado de galáxias PLCK G287.0+32.9.

A descoberta desafia teorias antigas sobre como as partículas permanecem energizadas ao longo do tempo. Em vez de ser energizada por galáxias próximas, esta vasta região parece ser energizada por ondas de choque gigantes e turbulência que se movem através do gás quente entre as galáxias.

Localizado a cinco bilhões de anos-luz da Terra, PLCK G287.0+32.9 é um enorme aglomerado de galáxias que tem despertado o interesse dos astrônomos desde sua primeira detecção em 2011. Estudos anteriores detectaram duas relíquias brilhantes, ondas de choque gigantes que iluminaram as bordas do aglomerado. Mas eles não detectaram a vasta e tênue emissão de rádio que preenche o espaço entre elas. Novas imagens de rádio revelam que todo o aglomerado está envolto em um tênue brilho de rádio, quase 20 vezes o diâmetro da Via Láctea, sugerindo que algo muito maior e mais poderoso está em ação.

Uma nuvem de partículas energéticas deste tamanho nunca foi observada neste aglomerado de galáxias ou em qualquer outro. O detentor do recorde anterior, Abell 2255, abrange aproximadamente 16,3 milhões de anos-luz.

Nas profundezas da região central do aglomerado, a equipe detectou um halo de rádio com aproximadamente 11,4 milhões de anos-luz de diâmetro, o primeiro de seu tamanho visto em 2,4 GHz, uma frequência de rádio onde halos deste tamanho geralmente não são visíveis. As descobertas levantam questões, pois fornecem fortes evidências da presença de elétrons de raios cósmicos e campos magnéticos estendidos até a periferia dos aglomerados. No entanto, ainda não está claro como esses elétrons se aceleraram em distâncias tão grandes. Halos de rádio muito extensos são geralmente visíveis apenas em frequências mais baixas porque os elétrons que os produzem perderam energia.

A descoberta oferece aos pesquisadores uma nova maneira de estudar os campos magnéticos cósmicos, uma das principais questões sem resposta na astrofísica, que pode ajudar os cientistas a entender como os campos magnéticos moldam o Universo em escalas maiores.

Um artigo foi publicado no periódico Astronomy and Astrophysics.

Fonte: Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics

Refinando a massa do Aglomerado da Bala

O telescópio espacial James Webb focou-se recentemente no Aglomerado da Bala, fornecendo imagens altamente detalhadas que mostram uma maior abundância de galáxias extremamente tênues e distantes.

© Webb (região central do Aglomerado da Bala)

Usando as nítidas observações no infravermelho próximo desta região, os pesquisadores mapearam de forma mais completa o conteúdo dos aglomerados de galáxias em colisão. A imagem mostra a região central do Aglomerado da Bala, que é constituído por dois enormes aglomerados de galáxias. O vasto número de galáxias e estrelas em primeiro plano na imagem foi captado pelo telescópio espacial James Webb no infravermelho próximo. Os raios X brilhantes e quentes foram captados pelo observatório de raios X Chandra da NASA aparecendo em cor-de-rosa. O azul representa a matéria escura, que foi mapeada com precisão com as imagens detalhadas do Webb. 

Normalmente, o gás, a poeira, as estrelas e a matéria escura estão combinados em galáxias, mesmo quando estão ligados gravitacionalmente dentro de grupos maiores conhecidos como aglomerados de galáxias. O Aglomerado da Bala é incomum na medida em que o gás no interior do aglomerado e a matéria escura estão separados, fornecendo mais evidências a favor da matéria escura. A massa do Aglomerado da Bala foi medida com o maior conjunto de dados de lentes gravitacionais até à data, desde os núcleos dos aglomerados de galáxias até à sua periferia. As lentes gravitacionais permitem inferir a distribuição da matéria escura.

No total, a equipe mediu milhares de galáxias nas imagens do Webb para "pesar" com precisão a massa visível e invisível destes aglomerados de galáxias. Também mapearam e mediram cuidadosamente a luz coletiva emitida por estrelas que já não estão ligadas a galáxias individuais. Se estas estrelas não estiverem ligadas a galáxias, mas sim à matéria escura do aglomerado, poderá ser mais fácil determinar mais pormenores sobre a matéria invisível.

O aglomerado galáctico à esquerda tem uma área assimétrica e alongada de massa ao longo da margem esquerda da região azul, o que é uma pista que aponta para fusões anteriores nesse aglomerado. A matéria escura não emite, reflete ou absorve luz, e as descobertas indicam que a matéria escura não mostra sinais de autointeração significativa. Se a matéria escura se autointeragisse nas observações do Webb, seria visto um desvio entre as galáxias e a respectiva matéria escura. À medida que os aglomerados de galáxias colidiam, o seu gás foi arrastado e deixado para trás, o que os raios X confirmam. As observações do Webb mostram que a matéria escura continua alinhada com as galáxias, e não foi arrastada.

Embora medições anteriores com outros telescópios também tenham identificado massa invisível para além da massa das galáxias, era ainda possível que a matéria escura pudesse interagir consigo própria até certo ponto. Estas novas observações colocam limites mais fortes no comportamento das partículas de matéria escura. Os novos aglomerados estranhos e a linha alongada de massa que foi identificado podem significar que o Aglomerado da Bala foi produzido por mais do que uma colisão de aglomerados de galáxias há bilhões de anos.

O aglomerado maior, que agora se situa à esquerda, pode ter sofrido uma pequena colisão antes de embater no aglomerado de galáxias agora à direita. O mesmo aglomerado maior pode também ter sofrido depois uma interação violenta, causando um abalo adicional do seu conteúdo.

Num futuro próximo, os pesquisadores terão também imagens expansivas no infravermelho próximo pelo telescópio espacial Nancy Grace Roman da NASA, que deverá ser lançado em maio de 2027. Com este telescópio serão obtidas estimativas completas da massa de todo o Aglomerado da Bala, o que permitirá recriar a colisão real em computadores. O Aglomerado da Bala encontra-se na direção da constelação de Quilha, a 3,8 bilhões de anos-luz da Terra.

Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: Space Telescope Science Institute