Descoberto exoplaneta em órbita perpendicular ao redor de duas estrelas

Os astrônomos descobriram um planeta que orbita num ângulo de 90º em torno de um par de estrelas peculiares.

© ESO (exoplaneta em órbita perpendicular ao redor de estrelas anãs marrons)

É a primeira vez que temos fortes indícios de um destes “planetas polares” orbitando um par de estrelas. A descoberta surpreendente foi feita com o auxílio do Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO).

Nos últimos anos, foram descobertos vários planetas orbitando duas estrelas em simultâneo, tal e qual como Tatooine, um dos planetas fictícios da série de filmes de ficção científica Star Wars. 

Estes planetas ocupam normalmente órbitas que se alinham aproximadamente com o plano em que as suas estrelas hospedeiras orbitam em torno uma da outra. No entanto, haviam indícios anteriores de que poderiam existir planetas em órbitas perpendiculares, ou polares, em torno de estrelas binárias: em teoria, estas órbitas são estáveis e foram detectados discos de formação planetária em órbitas polares em torno de pares de estrelas. Mas, e até agora, não tínhamos provas claras de que estes planetas polares existissem de fato.

O exoplaneta, denominado 2M1510 (AB) b, orbita um binário de anãs marrons jovens, objetos maiores que planetas gigantes gasosos mas demasiado pequenos para serem estrelas propriamente ditas. As duas anãs marrons eclipsam-se uma à outra quando observadas a partir da Terra, constituindo um binário eclipsante. Este sistema é bastante raro: para além de ser apenas o segundo par de anãs marrons eclipsantes conhecido até à data, foi descoberto agora que acolhe também o primeiro exoplaneta jamais encontrado numa trajetória perpendicular à órbita das suas duas estrelas hospedeiras.

A equipe encontrou este planeta quando refinava os parâmetros orbitais e físicos das duas anãs marrons a partir de observações realizadas com o instrumento UVES (Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph) montado no VLT do ESO, no Observatório do Paranal, no Chile. Este par de anãs marrons, conhecido por 2M1510, foi detectado pela primeira vez em 2018 com a instalação SPECULOOS (Search for habitable Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars). 

Os astrônomos observaram a trajetória orbital das duas estrelas do 2M1510 sendo empurrada e puxada de forma incomum, o que os levou a inferir a existência de um exoplaneta com este estranho ângulo orbital. Além desta duas anãs marrons, o sitsema possui uma terceira estrela que está demasiado longe para causar perturbações orbitais.

Este trabalho foi publicado no artigo intitulado “Evidence for a polar circumbinary exoplanet orbiting a pair of eclipsing brown dwarfs” na revista da especialidade Science Advances.

Fonte: ESO

Pequena Nuvem de Magalhães pode estar sendo despedaçada

Uma equipe liderada por Satoya Nakano e Kengo Tachihara da Universidade de Nagoia, no Japão, revelou novas informações sobre o movimento de estrelas massivas na Pequena Nuvem de Magalhães, uma pequena galáxia vizinha da Via Láctea.

© S.Nakano (velocidades de estrelas massivas na Pequena Nuvem de Magalhães)

A imagem mostra as velocidades de candidaturas a estrelas massivas na Pequena Nuvem de Magalhães (PNM), mostradas como vetores. As cores das setas representam a direção do movimento. Em relação à Grande Nuvem de Magalhães (GNM), localizada no canto inferior esquerdo da imagem, a maioria das setas vermelhas mostram movimento em direção à GNM, enquanto a maioria das setas azuis claras mostram movimento para longe da GNM, indicando que estão sendo separadas.

As suas descobertas sugerem que a atração gravitacional da GNM, a companheira maior da PNM, pode estar "rasgando" a menor. Esta descoberta revela um novo padrão no movimento destas estrelas que poderá transformar a nossa compreensão da evolução e das interações entre galáxias.

A PNM continua sendo uma das galáxias mais próximas da Via Láctea. Esta proximidade permitiu identificar e rastrear cerca de 7.000 estrelas massivas no interior da galáxia. Estas estrelas, que têm mais de oito vezes a massa do nosso Sol, sobrevivem normalmente apenas alguns milhões de anos antes de explodirem como supernovas. A sua presença indica regiões ricas em gás hidrogênio, um componente crucial da formação de estrelas.

As estrelas da PNM estavam se movendo em direções opostas em ambos os lados da galáxia, como se estivessem sendo separadas. Algumas destas estrelas estão se aproximando da GNM, enquanto outras afastam-se dela, o que sugere a influência gravitacional da galáxia maior. Este movimento inesperado apoia a hipótese de que a PNM está sendo perturbada pela GNM, levando à sua destruição gradual. 

Outra descoberta surpreendente foi a ausência de movimento de rotação entre as estrelas massivas. Ao contrário do que acontece na Via Láctea, onde o gás interestelar gira juntamente com as estrelas, o estudo revelou um padrão distinto. Normalmente, as estrelas massivas jovens movem-se juntamente com o gás interestelar do qual nasceram, uma vez que ainda não tiveram tempo de se dissociar do seu movimento. No entanto, as estrelas massivas da PNM não seguem um padrão galáctico de rotação, o que indica que o próprio gás interestelar também não está girando.

Se a PNM não estiver de fato a girando, as estimativas anteriores da sua massa e da sua história de interação com a Via Láctea e com a GNM poderão ter de ser revistas. Isto pode mudar a nossa compreensão da história da interação de três corpos entre as duas Nuvens de Magalhães e a Via Láctea.

O estudo tem implicações mais vastas para a compreensão da dinâmica das interações entre galáxias vizinhas, particularmente no início do Universo. Os astrônomos consideram que a PNM é um modelo ideal para estudar a infância do Universo porque partilha muitas condições com as galáxias primordiais, como a baixa metalicidade e o fraco potencial gravitacional. Por conseguinte, as descobertas sobre a interação entre a PNM e a GNM podem assemelhar-se aos processos que moldaram as galáxias há bilhões de anos, fornecendo informações valiosas sobre a sua evolução ao longo do tempo cósmico. As descobertas do grupo podem criar uma nova compreensão destes processos.

Como resultado, a PNM e a GNM são as únicas galáxias em que podemos observar os pormenores do movimento estelar. Esta pesquisa é importante porque permite estudar o processo de formação estelar em ligação com o movimento das estrelas na galáxia.

Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal Supplement Series.

Fonte: Nagoya University

Nebulosa planetária NGC 1514

O que acontece quando uma estrela fica sem combustível nuclear?

© JWST / J. Schmidt (NGC 1514)

Para estrelas como o nosso Sol, o centro se condensa em uma anã branca, enquanto a atmosfera externa é expelida para o espaço, aparecendo como uma nebulosa planetária.

A NGC 1514, também conhecida como Nebulosa da Bola de Cristal, está localizada na constelação de Touro, posicionada ao norte da estrela Psi Tauri, ao longo da fronteira da constelação com Perseu. A distância até a nebulosa é de 1.484 anos-luz, de acordo com sua paralaxe Gaia DR3.

Foi descoberta por William Herschel em 13 de novembro de 1790, descrevendo-a como "um fenômeno singular" e forçando-o a repensar suas ideias sobre a construção dos céus. Até então, Herschel estava convencido de que todas as nebulosas consistiam em massas de estrelas remotas demais para serem resolvidas, mas agora havia uma única estrela "cercada por uma atmosfera fracamente luminosa".

Observações no infravermelho mostram uma enorme região de poeira circundando a nebulosa planetária, abrangendo 8,5 anos-luz. A massa combinada do gás e da poeira é estimada em 2,2±1,4 M☉ (massas solares). O gás ionizado é moderadamente excitado, cuja temperatura é estimada em 15.000 K.

A atmosfera externa expelida da nebulosa planetária NGC 1514 parece ser um amontoado de bolhas, quando vista na luz visível. Mas a visão do telescópio espacial James Webb em infravermelho, como apresentada aqui, confirma uma história diferente: sob essa luz, a nebulosa mostra um formato distinto de ampulheta, que é interpretado como um cilindro visto ao longo de uma diagonal.

Se você olhar atentamente para o centro da nebulosa, também poderá ver uma estrela central brilhante que faz parte de um sistema binário. Mais observações podem revelar melhor como essa nebulosa está evoluindo e como as estrelas centrais estão trabalhando juntas para produzir o interessante cilindro e as bolhas observadas.

Fonte: NASA

Determinado com maior precisão o período de rotação de Urano

Uma equipe internacional de astrônomos, utilizando o telescópio espacial Hubble, efetuou novas medições do ritmo de rotação interior de Urano com uma técnica inovadora, atingindo um nível de precisão 1.000 vezes superior ao das estimativas anteriores.

© Hubble (aurora dinâmica de Urano)

Ao analisar mais de uma década de observações, pelo Hubble, das auroras de Urano, os pesquisadores refinaram o período de rotação do planeta e estabeleceram um novo e crucial ponto de referência para a futura exploração planetária.

A determinação do ritmo de rotação interior de um planeta é um desafio, particularmente para um mundo como Urano, onde não são possíveis medições diretas. Uma equipe liderada por Laurent Lamy, do Observatório de Paris, desenvolveu um método inovador para seguir o movimento de rotação das auroras de Urano: espetaculares manifestações de luz geradas na atmosfera superior pelo fluxo de partículas energéticas perto dos polos magnéticos do planeta.

Esta técnica revelou que Urano realiza uma rotação completa em 17 horas, 14 minutos e 52 segundos, com 28 segundos mais do que a estimativa obtida pela Voyager 2 da NASA durante o seu sobrevoo em 1986.

Esta medição não só fornece uma referência essencial para a comunidade científica planetária, como também resolve um problema de longa data: os sistemas de coordenadas anteriores, baseados em períodos de rotação desatualizados, tornaram-se rapidamente imprecisos, impossibilitando a localização dos polos magnéticos de Urano ao longo do tempo.

Com este novo sistema de longitude, é possível agora comparar observações de auroras ao longo de quase 40 anos e até planejar a próxima missão a Urano. Este avanço foi possível graças ao monitoramento de longo prazo de Urano pelo Hubble. Durante mais de uma década, o Hubble observou regularmente as suas emissões aurorais ultravioletas, permitindo seguir a posição dos polos magnéticos com modelos de campos magnéticos.

Ao contrário das auroras da Terra, Júpiter ou Saturno, as auroras de Urano comportam-se de uma forma única e imprevisível. Este fato deve-se ao campo magnético altamente inclinado do planeta, que está significativamente deslocado do seu eixo de rotação.

As descobertas não só ajudam a compreender a magnetosfera de Urano, como também fornecem informações vitais para futuras missões. O "Planetary Science Decadal Survey" dos EUA deu prioridade ao conceito de uma sonda e orbitador para futuras explorações de Urano.

Com a sua capacidade de monitorar corpos celestes ao longo de décadas, o telescópio espacial Hubble continua sendo uma ferramenta indispensável para a ciência planetária, abrindo caminho para a próxima era de exploração de Urano.

Um artigo foi publicado na revista Nature Astronomy.

Fonte: Observatoire de Paris

Os segredos de asteroide próximo da Terra

O asteroide 2024 YR4, um objeto próximo da Terra com cerca de 60 metros de diâmetro, tem sido alvo de estudos astronômicos recentes devido ao seu potencial risco de impacto e às suas características físicas únicas.

© NOIRLab (asteroide 2024 YR4 passando próximo da Lua e da Terra)

Inicialmente, havia alguma preocupação devido a uma possível colisão com a Terra em 2032; no entanto, observações atualizadas excluíram efetivamente esta ameaça. Porém, continua existindo uma probabilidade de 3,8% de o asteroide embater na Lua no dia 22 de dezembro de 2032. 

Observações com o telescópio Gemini South, no Chile, revelaram que 2024 YR4 tem uma forma incomum, achatada, semelhante a um disco de hóquei. Isto distingue-o das formas esféricas ou alongadas mais comuns de outros asteroides. O asteroide 2024 YR4 gira rapidamente, completando uma rotação aproximadamente a cada 20 minutos. A análise espectral indica que é rico em materiais de silicato, sugerindo que é originário do cinturão principal de asteroides entre Marte e Júpiter.

Observações complementares pelo telescópio espacial James Webb forneceram informações adicionais sobre as propriedades de 2024 YR4. Recorrendo ao instrumento NIRCam (Near-Infrared Camera) e ao instrumento MIRI (Mid-Infrared Instrument), os cientistas mediram as emissões térmicas do asteroide para determinar o seu tamanho e as características da sua superfície. Os dados sugerem que a superfície do asteroide não tem grãos finos, sendo possivelmente constituído por rochas maiores, o que, combinado com a sua rápida rotação, afeta o seu comportamento térmico. 

Embora o potencial impacto lunar de 2024 YR4 não represente uma ameaça direta para a Terra, poderá ser uma oportunidade científica única. Um impacto na Lua poderia fornecer dados valiosos sobre a formação de crateras e os efeitos de tais colisões na geologia lunar.

Os astrônomos planejam continuar monitorando o asteroide durante as suas aproximações, que ocorrem de quatro em quatro anos, para aperfeiçoar as previsões da trajetória e melhorar a nossa compreensão de objetos semelhantes próximos da Terra.

Um artigo foi publicado no periódico Research Notes of the American Astronomical Society.

Fonte: National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory

Descoberto um par de estrelas condenadas próximo da Via Láctea

Astrônomos da Universidade de Warwick descobriram um sistema estelar binário compacto, de massa elevada e extremamente raro, a apenas 150 anos-luz de distância.

© M. Garlick (colisão de duas estrelas anãs brancas)

Estas duas estrelas estão separadas por apenas 1/60 da distância Terra-Sol, e se movem em rota de colisão para explodir como uma supernova do Tipo Ia, aparecendo 10 vezes mais brilhante do que a Lua no céu noturno. 

As supernovas de Tipo Ia são uma classe especial de explosões cósmicas, famosas por serem usadas como "velas padrão" para medir as distâncias entre a Terra e as galáxias que as acolhem. Ocorrem quando uma anã branca (o núcleo denso remanescente de uma estrela) acumula demasiada massa, é incapaz de resistir à sua própria gravidade e explode.

Há muito que se prevê teoricamente que duas anãs brancas em órbita são a causa da maioria das explosões de supernova de Tipo Ia. Quando numa órbita próxima, a anã branca mais massiva do par acumula gradualmente material da sua parceira, o que leva a que essa estrela (ou ambas) exploda. 

Esta descoberta não só encontrou pela primeira vez um sistema deste tipo, como encontrou um par compacto de anãs brancas mesmo à nossa porta cósmica, na Via Láctea. O novo sistema é o mais massivo do seu gênero alguma vez confirmado, com uma massa combinada de 1,56 vezes a do Sol. Com uma massa tão elevada, isto significa que as estrelas estão destinadas a explodir. No entanto, a explosão só ocorrerá daqui a 23 bilhões de anos e, apesar de estar tão perto do nosso Sistema Solar, esta supernova não porá o nosso planeta em perigo. 

Utilizando dados do NOT (Nordic Optical Telescope) e do telescópio William Herschel, ambos localizados no Observatório Roque de Los Muchachos (Garafía, La Palma), a equipe conseguiu compreender os pormenores precisos de como as duas estrelas chegarão ao seu fim. 

Neste momento, as anãs brancas estão girando em torno uma da outra, numa órbita que dura mais de 14 horas. Ao longo de bilhões de anos, a radiação das ondas gravitacionais fará com que as duas estrelas espiralem uma em direção à outra até que, no limiar do evento de supernova, estarão se movendo tão rapidamente que completam uma órbita em apenas 30 a 40 segundos. 

Para o evento de supernova, a massa será transferida de uma anã para a outra, resultando numa rara e complexa explosão de supernova através de uma detonação quádrupla. A superfície da anã que ganha massa detona primeiro onde está acumulando material, fazendo com que o seu núcleo exploda em segundo lugar. Isto ejeta material em todas as direções, colidindo com a outra anã branca, fazendo com que o processo se repita para uma terceira e quarta detonação. 

As explosões destruirão completamente todo o sistema, com níveis de energia de um octilhão de vezes superiores aos da mais poderosa bomba nuclear. Em bilhões de anos no futuro, esta supernova aparecerá como um ponto de luz muito intenso no céu noturno.

Caso a Terra ainda exista, em comparação, fará com que alguns dos objetos mais brilhantes pareçam tênues, aparecendo até dez vezes mais brilhante do que a Lua e 200.000 vezes mais brilhante do que Júpiter.

Um artigo foi publicado na revista Nature Astronomy.

Fonte: Instituto de Astrofísica de Canarias

Fótons "piscantes" iluminam um buraco negro

Um pesquisador Stephen DiKerby, da Universidade do Estado do Michigan, nos EUA, observou raios X provenientes de um buraco negro utilizando o telescópio de raios X Chandra da NASA.

© XMM Newton / Chandra (galáxia de Andrômeda)

Os buracos negros têm uma mística, uma aura. São os monstros invisíveis do Universo, mas os cientistas de todo o mundo não se intimidam perante estes colossos. Aceitam-nos como laboratórios de investigação em física e astronomia. Os buracos negros supermassivos são objetos com milhões ou bilhões de vezes a massa do Sol, comprimidos num espaço tão pequeno que nem a luz consegue escapar. 

O material que cai na gravidade intensa do buraco negro pode aquecer até temperaturas extremas. Os raios X do ambiente próximo de buracos negros supermassivos podem ser observados com telescópios como o observatório de raios X Chandra, que orbita a Terra.

DiKerby, que também é membro do observatório de neutrinos IceCube, e os seus colaboradores examinaram 15 anos de dados recolhidos pelo Chandra. Depois, juntaram um registo dos raios X produzidos por um buraco negro supermassivo na galáxia de Andrômeda chamado M31*. 

A sua pesquisa permite compreender a relação única entre uma galáxia e o seu buraco negro. Este fato é fundamental para entender como o Universo se desenvolveu nos últimos 13,8 bilhões de anos. A história não começa com os buracos negros, mas com os neutrinos,  partículas minúsculas e eletricamente neutras que atravessam o espaço em direção à Terra.

Os neutrinos podem ser produzidos pelos ambientes próximos de buracos negros supermassivos como o de M31*. O Chandra tem uma resolução espacial tão fina que consegue distinguir a emissão de raios X de M31* de três outras fontes de raios X que se aglomeram à sua volta no núcleo de Andrômeda. 

Os pesquisadores determinaram que M31* está num estado elevado desde 2006, quando ejetou um dramático sinal de raios X. Descobriram também que M31* sofreu outra erupção de raios X em 2013. Este achado alinha-se com uma descoberta recente do IceCube que ligou as erupções relacionadas com neutrinos em outra galáxia com o seu supermassivo negro.

Estes resultados mostram como as observações de buracos negros supermassivos próximos podem revelar prováveis janelas temporais para emissões de neutrinos. O seu trabalho utilizou as posições precisas de quatro fontes de raios X no núcleo da galáxia de Andrómeda: S1, SSS, N1 e P2, para identificar a localização do buraco negro supermassivo em P2.

Um artigo foi publicado pelo periódico The Astrophysical Journal.

Fonte: Michigan State University