Observatório capta gritos finais de estrela dilacerada por buraco negro

Os astrônomos estudaram um buraco negro que devorava uma estrela e descobriram um sinal estável excepcionalmente brilhante que lhes permitiu determinar a velocidade de rotação do buraco negro.

© NASA/CXC/M. Weiss (gás quente orbitando num disco que rodeia um buraco negro)

Pensa-se que os buracos negros se escondam no centro de todas as galáxias massivas espalhadas pelo Universo, e estão inextricavelmente ligados às propriedades das suas galáxias hospedeiras. Como tal, quanto mais soubermos sobre estes gigantes mais podemos compreender como as galáxias evoluem com o tempo.

A gravidade de um buraco negro é extrema e pode dilacerar estrelas que se aproximem demais. Os detritos destas estrelas rasgadas espiralam na direção do buraco negro, aquecem e emitem intensos raios X.

Apesar do grande número de buracos negros que se pensa existir no cosmos, muitos estão inativos, não há material em queda para emitir radiação detectável e são difíceis de estudar. No entanto, a cada poucas centenas de milhares de anos, prevê-se que uma estrela passe perto o suficiente de um determinado buraco negro para ser destruída. Isto fornece uma breve janela de oportunidade para medir algumas propriedades fundamentais do buraco negro, como a sua massa e a velocidade de rotação.

"É muito difícil restringir a rotação de um buraco negro, já que os efeitos de rotação só emergem muito perto do próprio buraco negro, onde a gravidade é intensamente forte e difícil de ver claramente," afirma Dheeraj Pasham do Instituto Kavli para Astrofísica e Pesquisa Espacial do Massachusetts Institute of Technology (MIT).

"No entanto, os modelos mostram que a massa de uma estrela despedaçada se instala numa espécie de disco interno que liberta raios X. Nós teorizamos que a descoberta de instâncias de discos especialmente brilhantes seria uma boa maneira de restringir a rotação de um buraco negro, mas as observações de tais eventos não foram suficientemente sensíveis para explorar em detalhe esta região de forte gravidade, até agora."

O evento estudado é chamado ASASSN-14li , que foi descoberto pelo levantamento terrestre ASASSN (All-Sky Automated Survey for SuperNovae) no dia 22 de novembro de 2014. O buraco negro ligado ao evento é pelo menos um milhão de vezes mais massivo que o Sol.

Usando observações de ASASSN-14li pelo XMM-Newton da ESA e pelos observatórios Chandra e Swift da NASA, os cientistas procuraram um sinal que fosse estável e mostrasse um padrão de ondas característico que geralmente ocorre quando um buraco negro recebe um influxo súbito de massa, como quando devora uma estrela passageira.

Eles detectaram um sinal surpreendentemente intenso de raios X que oscilou durante um período de 131 segundos e durante muito tempo: 450 dias.

Combinando este sinal com informação sobre a massa e tamanho do buraco negro, os astrônomos descobriram que o buraco negro deve estar girando rapidamente, a mais de 50% da velocidade da luz, e que o sinal vinha das suas regiões mais internas.

O estudo demonstra uma nova maneira de medir a rotação de buracos negros supermassivos: observando a sua atividade quando interrompem a passagem de estrelas com a sua gravidade. Tais eventos também nos podem ajudar a compreender aspetos da teoria da relatividade geral; embora já tenha sido explorada extensivamente na gravidade "normal", ainda não é totalmente compreendida em regiões onde a gravidade é muito forte.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

A galáxia escondida IC 342

A IC 342 possui tamanho semelhante às galáxias espirais grandes e brilhantes em nossa região celeste, localizada a meros 10 milhões de anos-luz de distância, na constelação Camelopardalis.

© Arturas Medvedevas (IC 342)

Um imenso universo insular, a IC 342 seria uma galáxia proeminente em nosso céu noturno, mas está escondida da visão clara e apenas vislumbrada através do véu de estrelas, gás e nuvens de poeira ao longo do plano da nossa galáxia, a Via Láctea.

Embora a luz da IC 342 seja escurecida e avermelhada pelas nuvens cósmicas intervenientes, esta imagem telescópica nítida traça a poeira obscurecida da própria galáxia, os jovens aglomerados estelares e as brilhantes regiões de formação de estrelas cor-de-rosa ao longo de braços espirais que se afastam do núcleo da galáxia.

A IC 342 pode ter sofrido uma explosão recente de atividade de formação de estrelas e está perto o suficiente para ter influenciado gravitacionalmente a evolução do grupo local de galáxias e da Via Láctea.

Fonte: NASA

Hubble observa o quasar mais brilhante do Universo jovem

O telescópio espacial Hubble descobriu o quasar mais brilhante no início do Universo.

© ESA/M. Kornmesser (ilustração de um quasar)

Após 20 anos de buscas, os astrônomos identificaram o antigo quasar com a ajuda de fortes lentes gravitacionais. Este objeto único fornece uma visão do nascimento das galáxias quando o Universo tinha menos de um bilhão de anos.

Os quasares são os núcleos extremamente brilhantes de galáxias ativas. O poderoso brilho de um quasar é produzido por um buraco negro supermassivo que está cercado por um disco de acreção. O gás que cai em direção ao buraco negro libera quantidades incríveis de energia, que pode ser observada em todos os comprimentos de onda.

Este quasar recém-descoberto, catalogado como J043947.08+163415.7, não é exceção; o seu brilho é equivalente a aproximadamente 600 trilhões de sóis (o brilho inclui o fator de ampliação da lente gravitacional, fator este de 50. Sem a lente, a luminosidade do quasar seria equivalente a mais ou menos 11 bilhões de sóis) e o buraco negro supermassivo que o alimenta tem várias centenas de milhões de vezes a massa do nosso Sol.

Apesar do seu brilho, o Hubble conseguiu identificá-lo apenas porque a sua aparência era fortemente afetada por poderosas lentes gravitacionais. Uma galáxia tênue está localizada entre o quasar e a Terra, curvando a luz do quasar e fazendo-o parecer três vezes maior e 50 vezes mais brilhante do que seria sem o efeito da lente gravitacional. Mesmo assim, a lente e o quasar com lente são extremamente compactos e não resolvidos em imagens de telescópios ópticos terrestres. Só a visão nítida do Hubble permitiu resolver o sistema.

Os dados mostram não apenas que o buraco negro supermassivo está acumulando matéria a uma taxa extremamente alta, mas também que o quasar pode estar produzindo até 10.000 estrelas por ano. Em comparação, a Via Láctea produz aproximadamente uma estrela por ano.

Os quasares parecidos com J043947.08+163415.7 existiram durante o período de reionização do Universo primordial, quando a radiação das jovens galáxias e quasares reaqueceu o hidrogênio obscurante que havia arrefecido apenas 400.000 após o Big Bang; o Universo reverteu de neutro para mais uma vez ser plasma ionizado. No entanto, ainda não se sabe com certeza quais os objetos que forneceram os fótons de reionização. Os objetos energéticos como este quasar recém-descoberto podem ajudar a resolver o mistério.

Por essa razão, a equipe está reunindo o máximo possível de dados sobre J043947.08+163415.7. Atualmente estão analisando um espectro detalhado de 20 horas obtido pelo VLT (Very Large Telescope) do ESO, que lhes permitirá identificar a composição química e as temperaturas do gás intergaláctico no início do Universo. A equipe também está usando o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) e espera também observar o quasar com o telescópio espacial James Webb. Com estes telescópios, poderão observar as redondezas do buraco negro supermassivo e medir diretamente a influência da sua gravidade sobre o gás circundante e sobre a formação estelar.

Fonte: W. M. Keck Observatory

Encontrada fonte de raios X no interior de supernova misteriosa

Os telescópios espaciais de alta energia da ESA, INTEGRAL e XMM-Newton, ajudaram a encontrar uma poderosa fonte de raios X no centro de uma explosão estelar, de brilho e evolução sem precedentes, que apareceu subitamente no céu.

© Sloan Digitized Sky Survey (AT2018cow)

A AT2018cow explodiu dentro de ou próximo da galáxia CGCG 137-068, localizada a cerca de 200 milhões de anos-luz de distância na direção da constelação de Hércules. Esta ampliação mostra a posição do fenômeno.

O telescópio ATLAS no Havaí foi o primeiro a avistar o fenômeno, desde então chamado AT2018cow, no dia 16 de junho. Pouco tempo depois, astrônomos de todo o mundo apontaram telescópios terrestres e espaciais para o objeto celeste recém-descoberto, localizado numa galáxia a aproximadamente 200 milhões de anos-luz.

Rapidamente perceberam que era algo completamente novo. Em apenas dois dias, o objeto excedeu o brilho de qualquer supernova observada anteriormente, uma poderosa explosão de uma estrela massiva e velha que expele a maior parte do seu material para o espaço circundante, varrendo a poeira e os gases interestelares na sua vizinhança.

As observações dos primeiros 100 dias da existência do objeto cobriu todo o espectro eletromagnético da explosão, desde o rádio até aos raios gama.

A análise, que inclui observações do INTEGRAL e XMM-Newton da ESA, bem como dos telescópios espaciais NuSTAR e Swift da NASA, encontrou uma fonte de raios X altamente energéticos situada no interior da explosão.

O comportamento desta fonte, revelado nos dados, sugere que o fenômeno estranho pode ser ou um buraco negro nascente ou uma estrela de nêutrons com um poderoso campo magnético, sugando o material circundante.

A explosão AT2018cow não foi apenas 10 a 100 vezes mais brilhante do que qualquer outra supernova já observada anteriormente: também atingiu o pico de luminosidade muito mais depressa do que qualquer outro evento conhecido anteriormente, em apenas alguns dias em comparação com as duas semanas normais.

O INTEGRAL fez as suas primeiras observações do fenômeno cerca de cinco dias depois de ter sido relatado e manteve o monitoramento durante 17 dias. Os seus dados mostraram-se cruciais para a compreensão do estranho objeto.

Assim, enquanto os dados do NuSTAR revelaram em grande detalhe o espectro de raios X, com o INTEGRAL os astrônomos foram capazes de ver o espectro inteiro da fonte, incluindo o seu limite superior em raios gama suaves.

Dado que o INTEGRAL continuou a monitorar a explosão AT2018cow por um maior período de tempo, os seus dados também puderam mostrar que o sinal de raios X altamente energéticos estava gradualmente desvanecendo.

Estes raios X altamente energéticos que desapareceram se dá o nome radiação reprocessada, a radiação da fonte que interage com material expelido pela explosão. À medida que o material se afasta do centro da explosão, o sinal diminui gradualmente e acaba por desaparecer completamente.

No entanto, neste sinal os astrônomos foram capazes de encontrar padrões típicos de um objeto que atrai matéria dos seus arredores, seja um buraco negro ou uma estrela de nêutrons.

Entretanto, o XMM-Newton observou esta explosão incomum duas vezes nos primeiros 100 dias da sua existência. Detectou a parte menos energética da sua emissão de raios X que vem diretamente do "motor" no núcleo da explosão. Ao contrário dos raios X altamente energéticos provenientes do plasma circundante, ainda são visíveis os raios X de baixa energia da fonte.

Os astrônomos planejam usar o XMM-Newton para realizar uma observação de acompanhamento no futuro, o que permitirá com que compreendam o comportamento da fonte ao longo de um maior período de tempo e em grande detalhe.

Os conhecimentos detalhados que que foram reunidos sobre o funcionamento da misteriosa explosão AT2018cow só foram alcançados graças à ampla cooperação e combinação de muitos telescópios.

Um novo novo artigo foi aceito para publicação na revista The Astrophysical Journal.

Fonte: ESA

Fábricas estelares e a formação estelar no Universo

As galáxias têm uma ampla variedade de formas e tamanhos. No entanto, algumas das diferenças mais significativas entre as galáxias dizem respeito a onde e como formam novas estrelas.

© ALMA (NGC 4321)

As pesquisas convincentes para explicar estas diferenças têm sido elusivas, mas isso está prestes a mudar. O ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) está finalizando um levantamento sem precedentes de galáxias de disco próximas com o objetivo de estudar os seus berçários estelares. Com ele, os astrônomos estão começando a desvendar a relação complexa e ainda pouco entendida entre as nuvens de formação estelar e as suas galáxias hospedeiras.

Um novo e vasto projeto de pesquisa com o ALMA, conhecido como PHANGS-ALMA (Physics at High Angular Resolution in Nearby GalaxieS), debruça-se sobre esta questão com muito mais poder e precisão do que nunca, medindo a demografia e as características de uns impressionantes 100.000 berçários estelares individuais espalhados por 74 galáxias.

A campanha de pesquisa PHANGS-ALMA já acumulou um total de 750 horas de observações e deu aos astrônomos uma compreensão muito mais clara de como o ciclo de formação estelar muda, dependendo do tamanho, idade e dinâmica interna de cada galáxia individual. Esta campanha é dez a cem vezes mais poderosa (dependendo dos parâmetros) do que qualquer outro levantamento anterior do gênero.

"Algumas galáxias produzem furiosamente novas estrelas, enquanto outras já consumiram a maior parte do seu combustível para a formação estelar. A origem desta diversidade pode muito provavelmente estar nas propriedades dos próprios berçários estelares," comenta Erik Rosolowsky, astrônomo da Universidade de Alberta no Canadá.

"As observações com as gerações anteriores de radiotelescópios fornecem algumas informações cruciais sobre a natureza dos berçários estelares densos e frios. No entanto, estas observações carecem de sensibilidade, de resolução e de poder para estudar a grande diversidade dos berçários estelares em toda a população de galáxias locais. Isto limitou seriamente a nossa capacidade para relacionar o comportamento ou propriedades dos berçários estelares individuais com as propriedades das galáxias em que residem," disse Rosolowsky.

Durante décadas, os astrônomos especularam que existem diferenças fundamentais na forma como as galáxias de disco com vários tamanhos convertem o hidrogênio em novas estrelas. Alguns astrônomos teorizam que galáxias maiores e geralmente mais velhas não são tão eficientes na produção estelar quanto as suas primas menores. A explicação mais lógica seria que estas grandes galáxias têm berçários estelares menos eficientes. Mas tem sido difícil testar esta ideia com observações.

Pela primeira vez, o ALMA está permitindo com que os astrônomos realizem o censo abrangente necessário para determinar como as propriedades de grande escala (tamanho, movimento, etc.) de uma galáxia influenciam o ciclo de formação estelar à escala de nuvens moleculares individuais. Estas nuvens têm apenas algumas dezenas a centenas de anos-luz de tamanho, o que é fenomenalmente pequeno à escala de uma galáxia inteira, especialmente quando vista a milhões de anos-luz de distância.

Parte do mistério da formação estelar tem a ver com o meio interestelar, ou seja, toda a matéria e energia que preenche o espaço entre as estrelas.

Os astrônomos entendem que existe um ciclo de feedback contínuo no interior e em torno dos berçários estelares. Dentro destas nuvens, regiões de gás denso colapsam e formam estrelas, o que perturba o meio interestelar.

Para esta pesquisa, o ALMA está observando moléculas de monóxido de carbono (CO) em todas as galáxias espirais relativamente massivas, vistas geralmente de face, visíveis do hemisfério sul. As moléculas de CO emitem naturalmente luz em comprimentos de onda milimétricos que o ALMA pode detectar. São particularmente eficazes em destacar a localização de nuvens de formação estelar.

Um estudo complementar, PHANGS-MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer), está usando o VLT (Very Large Telescope) para obter imagens ópticas das primeiras 19 galáxias observadas pelo ALMA. Ainda outro levantamento, PHANGS-HST, usa o telescópio espacial Hubble para estudar 38 destas galáxias e para encontrar os seus mais jovens aglomerados estelares. Juntos, estes três levantamentos fornecem uma imagem surpreendentemente completa de quão eficazmente as galáxias produzem estrelas ao estudar o gás molecular frio, o seu movimento, a localização de gás ionizado e as populações estelares completas das galáxias.

Até agora, o PHANGS-ALMA estudou aproximadamente 100.000 objetos semelhantes à Nebulosa de Órion no Universo próximo. Espera-se que a campanha acabe eventualmente por observar cerca de 300.000 regiões de formação estelar.

Vários artigos baseados nesta campanha foram publicados nas revistas The Astrophysical Journal e The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: National Radio Astronomy Observatory

Chandra detecta um toróide circumnuclear

A maioria das galáxias abriga buracos negros supermassivos em seus núcleos, cada um com milhões ou bilhões de massas solares de material.

© ALMA/Chandra (NGC 5643)

A imagem acima mostra o disco espiral do gás molecular em vermelho e do gás quente em azul-laranja.

Acredita-se que haja um toróide de poeira e gás ao redor dos buracos negros e um disco de acreção que fica muito quente quando o material cai sobre ele, aquecendo, por sua vez, o toróide, o gás e a poeira circumnucleares. Esse núcleo galáctico ativo (AGN) irradia através do espectro, enquanto a poeira muitas vezes bloqueia a vista das regiões mais internas. Jatos bipolares poderosos de partículas carregadas são também ejetados. A radiação do toróide pode ser vista diretamente nos comprimentos de onda infravermelhos e, quando se dispersa das partículas em movimento rápido, na região dos raios X.

Os núcleos galácticos ativos estão entre os fenômenos mais dramáticos e interessantes na astronomia extragaláctica. Todos os modelos AGN padrão preveem a presença de um disco toroidal e de acreção, mas os detalhes da região têm sido difíceis de serem estudados diretamente, porque se pensa que o toróide é relativamente pequeno, com apenas centenas de anos-luz de tamanho. O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), no entanto, permitiu recentemente a detecção de estruturas AGNs próximas, tanto na emissão contínua quanto na linha molecular.

A NGC 5643 é uma galáxia espiral frontal que hospeda um AGN e jatos bipolares. No ano passado, o ALMA avistou uma estrutura alongada no seu núcleo, com cerca de oitenta anos-luz de comprimento (cerca de 200 anos-luz de diâmetro em emissão do componente de gás molecular mais frio). Os cientistas propuseram que a estrutura era toróide do AGN e o material molecular relacionado responsável pelo obscurecimento do AGN e pela colimação dos jatos.

Os astrônomos da Harvard Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), Pepi Fabbiano, Aneta Siemiginowska e Martin Elvis usaram o observatório de raios X Chandra para fazer imagens da região e do seu toro em raios X. Olhando para a energia de uma linha de raios X brilhante de ferro, a equipe encontrou uma estrutura de cerca de 200 anos-luz de extensão que coincide muito bem com a estrutura molecular. Ele parece ser grosso, juntamente com seu tamanho e a densidade estimada das observações do ALMA, sugere que é o disco circumnuclear.

Esse é o primeiro objeto para o qual tanto o Chandra quanto o ALMA identificaram o toróide crítico; Um acréscimo significativo é o fato de que as duas observações abrangem a faixa de comprimentos de onda de raios X a milímetro. Normalmente, essas bandas muito diferentes mostram, respectivamente, materiais extremamente quentes ou extremamente frios, provenientes de regiões muito diferentes, mas a AGN contribui para uma vizinhança muito complexa.

Fonte: Harvard Smithsonian Center for Astrophysics

A matéria escura pode ser aquecida e movimentada

Cientistas encontraram evidências de que a matéria escura pode ser aquecida e movimentada, como resultado da formação de estrelas nas galáxias.

© J. Read (aquecimento da matéria escura)

A formação estelar em galáxias anãs minúsculas pode lentamente "aquecer" a matéria escura, empurrando-a para fora. A imagem da esquerda mostra a densidade do gás hidrogênio de uma galáxia anã simulada, vista de cima. A imagem à direita mostra o mesmo para uma galáxia anã real, IC 1613. Na simulação, a entrada e saída de gás faz a força do campo gravitacional no centro da anã flutuar. A matéria escura responde a isso migrando para fora do centro da galáxia, um efeito conhecido como "aquecimento da matéria escura".

No novo trabalho, cientistas das universidades de Surrey, Carnegie Mellon e ETH Zürich foram em busca de evidências de matéria escura nos centros de galáxias anãs próximas. Galáxias anãs são galáxias pequenas e fracas que são normalmente encontradas em órbitas de galáxias maiores, como a nossa Via Láctea. Elas podem conter pistas que podem ajudar a entender melhor a natureza da matéria escura.

Acredita-se que a matéria escura compõe a maior parte da massa do Universo. No entanto, como ela não interage com a luz da mesma maneira que a matéria normal, só pode ser observada através de seus efeitos gravitacionais. A chave para estudá-la pode, no entanto, estar no modo como as estrelas são formadas nessas galáxias.

Quando as estrelas se formam, ventos fortes podem empurrar gás e poeira para longe do núcleo da galáxia. Como resultado, o centro da galáxia fica com menos massa, o que afeta o quanto a gravidade influencia a matéria escura restante. Com menos atração gravitacional, a matéria escura ganha energia e migra para longe do centro.

A equipe de astrofísicos mediu a quantidade de matéria escura nos centros de 16 galáxias anãs com históricos de formação estelar muito diferentes. Eles descobriram que as galáxias que pararam de formar estrelas há muito tempo tinham maiores densidades de matéria escura em seus centros do que aquelas que ainda estão formando estrelas hoje. Isso apoia a teoria de que as galáxias mais antigas experimentavam menos aquecimento de matéria escura.

Justin Read, principal autor do estudo e chefe do Departamento de Física na Universidade de Surrey, afirmou: "Nós encontramos uma relação verdadeiramente notável entre a quantidade de matéria escura nos centros dessas anãs minúsculas e a quantidade de formação estelar que elas possuem ao longo de suas vidas. A matéria escura no centro das anãs formadoras de estrelas parece ter sido ‘aquecida’ e ‘empurrada para fora’."

As descobertas oferecem uma nova restrição aos modelos de matéria escura: ela deve ser capaz de formar galáxias anãs que exibem um espectro de possíveis densidades centrais, e essas densidades devem estar relacionadas à quantidade de formação estelar.

Matthew Walker, da Universidade Carnegie Mellon, acrescentou: "Este estudo pode ser a evidência irrefutável que nos levará mais perto de entender o que é a matéria escura. Nossa descoberta de que ela pode ser aquecida e movimentada ajuda a motivar buscas por uma partícula de matéria escura."

A equipe espera poder expandir o trabalho por meio de medições da densidade da matéria escura central em uma amostragem maior de anãs, indo para galáxias ainda mais fracas e testando mais modelos de matéria escura.

A pesquisa foi publicada na revista Monthly Notices da Royal Astronomical Society.

Fonte: Scientific American

A missão TESS descobre novos exoplanetas

A missão TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA descobriu três exoplanetas confirmados nos primeiros três meses de observações.

© NASA/MIT/TESS (ilustração do exoplaneta LHS 3884 b)

As câmaras sensíveis do satélite também captaram 100 mudanças de curta duração, a maioria delas prováveis explosões estelares, na mesma região do céu. Estas incluem seis explosões de supernovas cuja luz brilhante foi registada pelo TESS antes mesmo das explosões serem descobertas por telescópios terrestres.

As novas descobertas mostram que o TESS está cumprindo o seu objetivo de descobrir planetas em torno de estrelas brilhantes e próximas. Usando telescópios terrestres, os astrônomos estão agora realizando observações de acompanhamento em mais de 280 candidatos a exoplanetas da missão TESS.

A primeira descoberta confirmada é um mundo chamado Pi Mensae c com aproximadamente duas vezes o tamanho da Terra. A cada seis dias, o novo planeta orbita a estrela Pi Mensae, localizada a mais ou menos 60 anos-luz de distância e visível a olho nu na direção da constelação do hemisfério sul de Montanha da Mesa. A brilhante estrela Pi Mensae é semelhante ao Sol em massa e tamanho.

Esta estrela já era conhecida por abrigar um planeta, de nome Pi Mensae b, que tem cerca de 10 vezes a massa de Júpiter e segue uma órbita longa e muito excêntrica. Em contraste, o novo planeta Pi Mensae c, tem uma órbita circular próxima da estrela, e estas diferenças orbitais serão fundamentais para entender como este sistema incomum se formou.

A seguir temos LHS 3884 b, um planeta rochoso com aproximadamente 1,3 vezes o tamanho da Terra, localizado a mais ou menos 49 anos-luz de distância na direção da constelação do hemisfério sul de Índio, tornando-o um dos exoplanetas em trânsito mais próximos conhecidos. A estrela é uma anã fria do tipo-M com cerca de um-quinto do tamanho do nosso Sol. Completando uma órbita a cada 11 horas, o planeta fica tão perto da estrela que parte da superfície rochosa no lado diurno pode formar regiões de lava.

O terceiro - e possivelmente o quarto - planetas orbitam HD 231749, uma estrela do tipo-K com 80% da massa do Sol localizada a 53 anos-luz de distância na direção da constelação do hemisfério sul de Retículo.

O planeta confirmado, HD 21749 b, tem cerca de três vezes o tamanho da Terra e 23 vezes a sua massa, orbita a cada 36 dias e tem uma temperatura à superfície de mais ou menos 150º C. Este planeta tem uma densidade maior que a de Netuno, mas não é rochoso. Pode ser um mundo oceânico ou ter algum tipo de atmosfera substancial. É o planeta em trânsito com o período mais longo até 100 anos-luz do Sistema Solar e tem a temperatura superficial mais fria para um exoplaneta em trânsito em torno de uma estrela mais brilhante que magnitude 10, ou cerca de 25 vezes mais tênue do que o limite da visão humana.

O que é ainda mais excitante são as pistas de que o sistema tem um segundo candidato a planeta com aproximadamente o tamanho da Terra que completa uma volta em torno da estrela a cada oito dias. Se confirmado, pode ser o planeta mais pequeno descoberto pelo TESS até à data.

As quatro câmaras do TESS, desenhadas e construídas pelo Instituto Kavli do Massachusetts Institute of Technology (MIT), passaram quase um mês monitorando cada setor de observação, numa faixa do céu que mede 24 por 96 graus. O objetivo principal é procurar trânsitos exoplanetários, que ocorrem quando um planeta passa em frente da sua estrela hospedeira, a partir da perspetiva do TESS. Isto provoca uma queda regular no brilho medido da estrela que assinala a presença de um planeta.

Na sua missão principal de dois anos, o TESS vai observar o céu quase todo, fornecendo um rico catálogo de mundos em torno de estrelas próximas. A sua proximidade com a Terra possibilitará a caracterização detalhada dos planetas por meio de observações de acompanhamento com telescópios terrestres e espaciais.

Mas no seu olhar de um mês para cada sector, o TESS regista muitos fenômenos adicionais, incluindo cometas, asteroides, surtos estelares, binários eclipsantes, anãs brancas e supernovas, resultando num tesouro astronômico.

Somente no primeiro setor do TESS, observado entre 25 de julho e 22 de agosto de 2018, a missão captou dúzias de eventos transientes, ou de curta duração, incluindo imagens de seis supernovas em galáxias distantes que foram observadas posteriormente por telescópios terrestres.

Estas primeiras observações detêm a chave para entender uma classe de supernovas que servem como um importante parâmetro para os estudos cosmológicos. As supernovas do Tipo Ia formam-se através de dois cenários. Um envolve a fusão de duas anãs brancas em órbita, remanescentes compactos de estrelas como o Sol. O outro ocorre em sistemas onde uma anã branca extrai gás de uma estrela normal, ganhando massa gradualmente até se tornar instável e explodir. Os astrônomos não sabem qual destes cenários é o mais comum, mas o TESS pode detectar modificações na luz inicial da explosão provocada pela presença de uma companheira estelar.

Todos os dados científicos dos primeiros dois sectores de observações do TESS foram recentemente postos à disposição da comunidade científica através do Mikulski Archive for Space Telescopes (MAST) do Space Telescope Science Institute (STScI).

"Quando o conjunto completo de observações de mais de 300 milhões de estrelas e galáxias recolhidas na missão principal de dois anos for examinado por astrônomos em todo o mundo, o TESS pode ter descoberto até 10.000 exoplanetas, além de centenas de supernovas e outros eventos transientes explosivos estelares e extragalácticos," disse George Ricker, pesquisador da missão no Instituto Kavli do MIT.

Fonte: Massachusetts Institute of Technology

Cidadãos cientistas descobrem novo exoplaneta

Usando dados do telescópio espacial Kepler da NASA, cidadãos cientistas descobriram um planeta com aproximadamente o dobro do tamanho da Terra localizado dentro da zona habitável da sua estrela, a gama de distâncias orbitais onde a água líquida pode existir à superfície do planeta.

© Goddard Space Flight Center Francis Reddy (ilustração do recém-descoberto planeta K2-288Bb)

O novo exoplaneta, conhecido como K2-288Bb, pode ser rochoso ou pode ser um planeta rico em gás semelhante a Netuno. O seu tamanho é raro entre os exoplanetas.

Localizado a 226 anos-luz de distância na direção da constelação de Touro, o planeta encontra-se num sistema estelar conhecido como K2-288, que contém um par de estrelas tênues e frias do tipo-M separadas por aproximadamente 8,2 bilhões de quilômetros, cerca de seis vezes a distância entre Saturno e o Sol. A estrela mais brilhante tem mais ou menos metade da massa e do tamanho do Sol, enquanto a sua companheira tem aproximadamente um-terço da massa e tamanho do Sol. O novo planeta, K2-288Bb, orbita a estrela menor e fraca a cada 31,3 dias.

Em 2017, Feinstein e Makennah Bristow, estudante da Universidade da Carolina do Norte, EUA, trabalhavam como estagiárias com Joshua Schlieder, astrofísico do Goddard Space Flight Center da NASA. Vasculhavam os dados do Kepler em busca de evidências de trânsitos, diminuições regulares no brilho estelar provocado pela passagem de um planeta em órbita, a partir da nossa perspetiva.

Ao examinarem dados da quarta campanha de observações da missão K2 do Kepler, a equipe notou dois prováveis trânsitos planetários no sistema. Mas os cientistas precisam de um terceiro trânsito antes de reivindicar a descoberta de um candidato a planeta, e não havia um terceiro sinal nas observações que reviram.

No modo K2 do Kepler, que funcionou de 2014 a 2018, o telescópio reposicionava-se para apontar para uma nova zona do céu no início de cada campanha de observação de três meses. Os astrônomos estavam inicialmente preocupados que este reposicionamento provocasse erros sistemáticos nas medições.

A reorientação do Kepler, relativa ao Sol, provocava mudanças minúsculas na forma do telescópio e na temperatura dos componentes eletrônicos, o que inevitavelmente afetava as medições sensíveis do Kepler nos primeiros dias de cada campanha. Para lidar com isto, versões anteriores do software usado para preparar os dados para a análise de localização exoplanetária simplesmente ignoravam os primeiros dias de observação, e é aí que o terceiro trânsito estava escondido.

À medida que os cientistas aprenderam a corrigir estes erros sistemáticos, esta etapa de remoção foi eliminada, mas os primeiros dados da missão K2 que Barstow estudou foram cortados.

Em vez disso, os dados reprocessados foram lançados diretamente no Exoplanet Explorers, um projeto em que o público pesquisa as observações da missão K2 do Kepler para localizar novos planetas em trânsito. Em maio de 2017, voluntários notaram o terceiro trânsito e começaram uma discussão animada sobre o que era então considerado um candidato com o tamanho da Terra no sistema, o que captou a atenção de Feinstein e colegas.

A equipe começou observações de acompanhamento usando o Telescópio Espacial Spitzer da NASA, o telescópio Keck II do Observatório W. M. Keck, o ITF (Infrared Telescope Facility) da NASA e dados da missão Gaia da ESA.

Com um tamanho estimado em aproximadamente 1,9 vezes o tamanho da Terra, K2-288Bb tem metade do tamanho de Netuno. Isto coloca o planeta dentro de uma categoria recentemente descoberta chamada divisão de Fulton, ou divisão de raio. Entre os planetas que orbitam perto das suas estrelas, há uma escassez curiosa de mundos com tamanhos entre 1,5 e 2 vezes o da Terra. Isto é provavelmente o resultado da intensa luz estelar que quebra as moléculas atmosféricas e elimina as atmosferas de alguns planetas ao longo do tempo, deixando para trás duas populações. Dado que o raio de K2-288Bb o coloca nesta lacuna, poderá fornecer um estudo de caso da evolução planetária para esta variabilidade de tamanhos.

A descoberta foi apresentada na 233.ª reunião da Sociedade Astronômica em Seattle, EUA.

Um artigo que descreve o novo planeta foi aceito para publicação na revista The Astronomical Journal.

Fonte: Jet Propulsion Laboratory

ALMA descobre protoestrela com disco deformado

Usando o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) no Chile, pesquisadores observaram, pela primeira vez, um disco deformado em torno de uma jovem protoestrela formada há apenas algumas dezenas de milhares de anos.

© RIKEN (ilustração de um disco deformado em torno de uma protoestrela)

Isto implica que o desalinhamento das órbitas planetárias em muitos sistemas planetários, incluindo o nosso, pode ser provocado por distorções no disco de formação planetária no início da sua existência.

Os planetas do Sistema Solar orbitam o Sol em planos que estão, no máximo, desviados do equador do próprio Sol até cerca de sete graus. Sabe-se há algum tempo que muitos sistemas exoplanetários têm planetas que não estão alinhados com um único plano ou com o equador da estrela. Uma explicação para isto é que alguns dos planetas podem ter sido afetados por colisões com outros objetos no sistema ou por estrelas que passaram pelo sistema, ejetando-os do plano inicial.

No entanto, sempre permaneceu a possibilidade de que a formação planetária fora do plano normal era na realidade provocada por uma deformação no disco de acreção a partir da qual os planetas nascem. Recentemente, imagens de discos protoplanetários, discos giratórios onde se formam planetas em torno de uma estrela, mostraram de fato uma tal deformação. Mas ainda não se sabia quão cedo isto acontecia.

As descobertas mais recentes, publicadas na revista Nature, pelo grupo do RIKEN CPR (Cluster for Pioneering Research) e da Universidade Chiba, no Japão, descobriram que uma jovem protoestrela IRAS04368+2557 ainda incorporada dentro da nuvem escura L1527, tem um disco com duas partes, uma mais interna que gira num plano e outra externa situada num plano diferente. O disco é muito jovem e ainda está crescendo. A L1527, situada a aproximadamente 450 anos-luz de distância na Nuvem Molecular de Touro, é um bom objeto de estudo, pois tem um disco que está quase de lado a partir do nosso ponto de vista da Terra.

De acordo com Nami Sakai, que liderou o grupo de pesquisa, "esta observação mostra que é concebível que o desalinhamento das órbitas planetárias possa ser provocado por uma estrutura deformada produzida nos primeiros estágios da formação planetária. Teremos que investigar mais sistemas para descobrir se isto é um fenômeno comum ou não."

A questão que ainda permanece é saber a razão da deformação do disco. Sakai sugere duas explicações razoáveis. Uma possibilidade é que as irregularidades no fluxo de gás e poeira na nuvem protoestelar ainda estão preservadas e manifestam-se como um disco distorcido. Uma segunda possibilidade é que o campo magnético da protoestrela está num plano diferente do plano rotacional do disco e que o disco interno está sendo puxado para um plano diferente do resto do disco pelo campo magnético. A equipe planeja determinar o responsável pela deformação do disco.

Fonte: RIKEN

Via Láctea ruma a colisão catastrófica

A Via Láctea está em rota de colisão com uma galáxia vizinha que poderá lançar o nosso Sistema Solar para o espaço.

© Hubble (M51a e M51b)

A imagem acima efetuada pelo telescópio espacial Hubble, mostra uma fusão entre duas galáxias (M51a e M51b) parecidas em massa com a Via Láctea e com a Grande Nuvem de Magalhães.

A Grande Nuvem de Magalhães pode atingir a nossa Galáxia daqui a 2 bilhões de anos. Esta colisão galáctica aconteceria muito antes do impacto previsto entre a Via Láctea e outra vizinha, Andrômeda, que irá colidir com a nossa Galáxia daqui a 8 bilhões de anos.

Buraco negro ativo

A união com a Grande Nuvem de Magalhães poderia despertar o buraco negro sonolento da nossa Galáxia, que começaria a devorar gás ao redor e aumentaria até dez vezes de tamanho. À medida que devora matéria, o agora ativo buraco negro ejetaria radiação altamente energética.

Embora estes fogos de artifício provavelmente não vão afetar a vida na Terra, os pesquisadores dizem que há uma pequena chance de que a colisão inicial possa empurrar o nosso Sistema Solar para o espaço.

Matéria escura

A Grande Nuvem de Magalhães é a mais brilhante galáxia satélite da Via Láctea e só entrou na nossa vizinhança há cerca de 1,5 bilhões de anos. Está situada a mais ou menos 163.000 anos-luz da nossa Galáxia.

Até recentemente, os astrônomos pensavam que ou orbitaria a Via Láctea durante muitos bilhões de anos ou, uma vez que se move tão rapidamente, escaparia à atração gravitacional da nossa Galáxia.

No entanto, medições recentes indicam que a Grande Nuvem de Magalhães tem quase o dobro de matéria escura do que se pensava anteriormente.

Sistema Solar

Os cientistas dizem que, uma vez que tem uma massa maior do que o esperado, a Grande Nuvem de Magalhães está rapidamente perdendo energia e está condenada a colidir com a nossa Galáxia, o que poderá ter consequências para o nosso Sistema Solar.

O líder da pesquisa, o Dr. Marius Cautun, pós-doutorado do Instituto para Cosmologia Computacional da Universidade de Durham, disse: "Há uma pequena hipótese de não escaparmos ilesos da colisão entre as duas galáxias, que poderá expulsar-nos da Via Láctea e para o espaço entre as galáxias."

Um artigo foi publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: Durham University

Um retrato de beleza

Aninhada no coração da constelação da Virgem situa-se uma bonita joia cósmica, a galáxia M61.

© ESO (M61)

Esta galáxia espiral resplandecente está alinhada de face para a Terra, apresentando-nos assim uma bela vista da sua estrutura. O gás e a poeira existentes nos intricados braços espirais encontram-se salpicados de bilhões de estrelas. Esta galáxia é de fato um centro de grande atividade, com uma taxa de formação estelar enorme, contendo no seu núcleo tanto um aglomerado estelar massivo como um buraco negro supermassivo.

A M61, também denominada NGC 4303, é um dos maiores membros do Aglomerado da Virgem, o qual é composto por mais de mil galáxias e está ele próprio no centro do Superaglomerado da Virgem, do qual a nossa Via Láctea também faz parte. Esta bela galáxia foi inicialmente observada em 1779 e desde esta época que tem despertado o interesse dos astrônomos.

A imagem da M61, colocada sobre um céu negro cravejado de galáxias, mostra-nos esta galáxia em todo o seu esplendor, mesmo a uma distância de mais de 50 milhões de anos-luz.

Esta imagem foi obtida no âmbito do Programa Jóias Cósmicas do ESO, o qual visa obter imagens de objetos interessantes, intrigantes ou visualmente atrativos, utilizando os telescópios do ESO, para efeitos de educação e divulgação científica. O programa utiliza tempo de telescópio que não pode ser usado em observações científicas. Todos os dados obtidos podem ter igualmente interesse científico e são por isso postos à disposição dos astrônomos através do Arquivo Científico do ESO.

Fonte: ESO

O coração do Leão

Pode parecer sem graça e desinteressante à primeira vista, mas as observações desta galáxia elíptica, conhecida como Messier 105 (M105), realizadas pelo telescópio espacial Hubble mostram que as estrelas perto do centro da galáxia estão se movendo muito rapidamente.

© Hubble/C. Sarazin (M105)

Os astrônomos concluíram que essas estrelas estão se aproximando de um buraco negro supermassivo com uma massa estimada em 200 milhões de Sóis!

Este buraco negro libera grandes quantidades de energia enquanto consome matéria caindo e fazendo com que o centro brilhe mais do que o ambiente. Este sistema é conhecido como um núcleo galáctico ativo.

O telescópio espacial Hubble também surpreendeu os astrônomos, revelando algumas estrelas e aglomerados jovens na M105, que se pensava ser uma galáxia “morta” incapaz de formar estrelas. Acredita-se que a M105 tenha formado aproximadamente uma estrela semelhante ao Sol a cada 10.000 anos. A atividade de formação de estrelas também foi notada em um vasto anel de gás hidrogênio que envolve tanto a M105 quanto seu vizinho mais próximo, a galáxia lenticular NGC 3384.

A M105 foi descoberta em 1781 e está localizada a cerca de 30 milhões de anos-luz de distância da Terra na constelação de Leão e é a mais brilhante galáxia elíptica dentro do grupo de galáxias Leão I.

Fonte: ESA