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

O impacto do asteroide 2024 YR4 é excluído quase por completo

Novas observações do asteroide 2024 YR4 efetuadas com o Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO) e com outras infraestruturas do mundo inteiro excluíram quase por completo a possibilidade de um impacto deste asteroide com o nosso planeta.

© ESO / VLT (asteroide 2024 YR4)

O 2024 YR4 tem sido monitorado de perto nos últimos meses, uma vez que a sua probabilidade de colidir com a Terra em 2032 aumentou para cerca de 3%, o que corresponde à maior probabilidade de impacto alguma vez calculada para um asteroide de grandes dimensões. Após estas últimas observações, a probabilidade de impacto desceu para 0,28%. Com isso, o objeto celeste passou a ser classificado na categoria 1 da Escala de Torino, indicando baixo risco.

A Escala de Torino é uma ferramenta usada para avaliar o risco de impacto de pequenos corpos na Terra, variando de 0 a 10, onde 0 indica nenhuma chance de colisão ou impacto insignificante, e 10 representa uma colisão certa, com potencial para causar uma catástrofe global.

O asteroide 2024 YR4, que se estima ter cerca de 40 a 90 metros de diâmetro, foi descoberto no final de Dezembro do ano passado numa órbita que o poderia fazer colidir com a Terra a 22 de Dezembro de 2032. Devido ao seu tamanho e probabilidade de impacto, o asteroide subiu rapidamente para o topo da lista de risco da Agência Espacial Europeia (ESA), um catálogo de todas as rochas espaciais que têm qualquer hipótese de impactar com a Terra.

Um asteroide na faixa menor (40 a 60 metros) poderia causar uma explosão atmosférica, quebrando janelas e causando pequenos danos estruturais em áreas urbanas. Já um asteroide maior (até 90 metros) poderia causar danos mais graves, como o colapso de estruturas residenciais e danos em áreas maiores. Se o impacto ocorrer sobre o oceano, é improvável que cause um tsunami significativo. A última vez que um asteroide com mais de 30 metros de tamanho representou um risco tão significativo foi o Apophis, em 2004, quando teve uma chance de 2,7% de atingir a Terra em 2029. Mas a possibilidade foi descartada posteriormente por observações adicionais.

Em meados de Janeiro, e com o auxílio do VLT do ESO, os astrônomos observaram o asteroide 2024 YR4 e obtiveram dados cruciais para calcular com maior precisão a sua órbita. Em combinação com dados de outros observatórios, as medições muito precisas do VLT melhoraram o nosso conhecimento da órbita do asteroide, levando a uma probabilidade de impacto superior a 1%, um limiar fundamental para desencadear a mitigação de desastres.

Foram feitas mais observações e a Rede Internacional de Alerta de Asteroides emitiu uma notificação de potencial impacto do asteroide, alertando os grupos de defesa planetária, incluindo o Grupo Consultivo de Planejamento de Missões Espaciais, para o possível impacto. Com vários telescópios em todo o mundo observando o asteroide e com a modelagem da sua órbita, a probabilidade de impacto subiu para cerca de 3% em 18 de Fevereiro, a maior probabilidade de impacto alguma vez registada para um asteroide com mais de 30 metros.

No entanto, logo no dia seguinte, novas observações efetuadas com o VLT do ESO reduziram o risco de impacto para metade. Esta subida e descida da probabilidade de impacto do asteroide segue um padrão que é esperado e compreendido. Para saberem onde estará o asteroide em 2032, os astrônomos extrapolam a partir da pequena parte da órbita medida até agora.

As novas observações do VLT, juntamente com dados de outros observatórios, permitiram aos astrônomos restringir a órbita o suficiente para excluir a possibilidade de um impacto com a Terra em 2032. No momento, a probabilidade de impacto comunicada pelo Centro de Coordenação de Objetos Próximos da Terra da ESA é de cerca de 0,002% e o asteroide já não está no topo da lista de risco da ESA.

À medida que o 2024 YR4 se afasta da Terra, torna-se cada vez mais tênue e difícil de observar com todos os telescópios, exceto os maiores. O VLT do ESO tem sido fundamental nas observações deste asteroide, devido ao tamanho do seu espelho e à sua grande sensibilidade, bem como ao excelente céu escuro do Observatório do Paranal no Chile, onde o telescópio está localizado. Isto torna-o ideal para seguir objetos tênues como o 2024 YR4 e outros asteroides potencialmente perigosos.

Infelizmente, os céus escuros e límpidos do Paranal, que tornaram possíveis estas medições cruciais, estão atualmente ameaçados pelo megaprojeto industrial INNA da AES Andes, uma subsidiária da empresa americana de energia AES Corporation. O projeto poderá cobrir uma área semelhante à de uma pequena cidade e localizar-se, no ponto mais próximo, a cerca de 11 km do VLT. Devido à sua dimensão e proximidade, o INNA teria efeitos devastadores na qualidade do céu do Paranal, especialmente devido à poluição luminosa das suas instalações industriais.

Com um céu mais brilhante, telescópios como o VLT perderão a sua capacidade de detectar alguns dos alvos cósmicos mais tênues, o que faria uma enorme diferença na capacidade de prever um impacto e preparar medidas de mitigação para proteger a Terra.

No Brasil, o Observatório Nacional (ON) lidera as pesquisas nesta área com o Projeto IMPACTON (Iniciativa de Mapeamento e Pesquisa de Asteroides nas Cercanias da Terra no Observatório Nacional). O projeto foi criado pelo grupo de Ciências Planetárias com o intuito de inserir o Brasil nas pesquisas científicas relacionadas aos pequenos corpos do Sistema Solar. Para isto, foi construído o Observatório Astronômico do Sertão de Itaparica (OASI), localizado em Itacuruba, Pernambuco, que conta com um telescópio com espelho de um metro de diâmetro, o segundo maior instalado em solo brasileiro.

Fonte: ON e ESO

O telescópio espacial Euclid descobriu um “anel de Einstein”

Uma surpresa espetacular surgiu em uma varredura de rotina do cosmos: um "Anel de Einstein" quase perfeito, escondido à vista de todos ao redor de uma galáxia que os astrônomos conheciam há mais de um século.

© ESA / Euclid (NGC 6505)

A descoberta, feita pela missão Euclid da Agência Espacial Europeia (ESA), é uma prova tanto da serendipidade cósmica quanto do olhar aguçado do telescópio. Nas primeiras imagens de teste, notou-se algo incomum: uma galáxia distorcida e fora de foco. Algumas semanas depois, quando Euclid captou uma imagem mais clara e em foco da mesma região, a imagem mostrou um anel de Einstein quase perfeito, um raro fenômeno de lente gravitacional previsto pela primeira vez pela teoria geral da relatividade.

Lentes gravitacionais ocorrem quando a gravidade de um objeto massivo em primeiro plano, como uma galáxia, curva e amplia a luz de um objeto mais distante atrás dele. Esse efeito geralmente produz arcos ou distorções nas imagens, mas se o alinhamento entre as galáxias em primeiro plano e em segundo plano estiver correto, a luz da galáxia distante é curvada em um anel completo. O que torna essa descoberta em particular tão única é sua localização. A galáxia em primeiro plano, NGC 6505 na constelação de Draco, está relativamente próxima, a apenas 590 milhões de anos-luz da Terra. A maioria dos anéis de Einstein descobertos anteriormente ocorrem em torno de galáxias muito mais distantes, tornando-as mais difíceis de estudar em detalhes. A galáxia em segundo plano também está excepcionalmente próxima em comparação a outros objetos com lentes, embora sua luz ainda tenha levado 4,42 bilhões de anos para chegar à Terra.

Além disso, esta é a primeira vez que um Anel de Einstein foi encontrado centralizado ao redor do núcleo de uma galáxia da classe NGC, uma categoria de galáxias gerais catalogadas já no século XIX. O astrônomo americano Lewis A. Swift descobriu a NGC 6505 em 1884. Imagens de alta resolução são essenciais para detectar lentes gravitacionais e, surpreendentemente, nem o Hubble nem o telescópio espacial James Webb observaram esta galáxia em particular.

© ESA / Euclid (Anel de Einstein ao redor da galáxia NGC 6505)

O que podemos aprender com este anel? 

Os anéis de Einstein são ferramentas poderosas para entender o Universo. Eles ajudam a refinar as medições de distâncias cósmicas e taxas de expansão, porque os astrônomos podem usá-los para estudar como a luz da galáxia de fundo foi esticada e ampliada. Neste caso, a imagem nítida permite uma visão mais próxima da galáxia de fundo também.

Ao analisar como a luz da galáxia de fundo é curvada, os cientistas podem medir a massa de NGC 6505, incluindo seu conteúdo de matéria escura. De acordo com as descobertas iniciais, apenas cerca de 11% da massa dentro do anel é matéria escura. Em muitos Anéis de Einstein, a lente ocorre mais longe na galáxia, onde a matéria escura contribui mais significativamente, geralmente entre 25 a 50% da massa. Mas aqui, o anel está muito mais perto do centro da galáxia, onde a matéria normal domina.

O amplo campo de visão e a visão nítida de Euclid permitem que ele cubra vastas áreas do céu e detecte objetos raros perdidos por telescópios anteriores. Seu principal objetivo é mapear mais de um terço do céu, catalogando bilhões de galáxias até quando o Universo tinha apenas alguns bilhões de anos. A missão deve encontrar mais de 100.000 lentes gravitacionais fortes semelhantes a essa. Mas outra parte do objetivo da missão é estudar lentes gravitacionais fracas, nas quais a matéria escura distorce mais sutilmente as formas das galáxias. Ao catalogar lentes fracas em grandes faixas do céu, Euclid ajudará a mapear a estrutura do Universo e melhorar nossa compreensão da matéria escura e energia escura. 

O mapeamento da matéria escura revela como a gravidade molda as estruturas cósmicas e, ao comparar isso com a taxa de expansão do Universo, os cientistas podem entender melhor como a energia escura influencia essa expansão. Por enquanto, essa descoberta do Anel de Einstein serve como uma vitória inicial para a missão de Euclid, sugerindo as maravilhas ocultas que ainda não foram descobertas.

A descoberta foi publicada no periódico Astronomy & Astrophysics.

Fonte: Sky & Telescope