Astrônomos encontram pulsar piscando em câmera lenta

Astrônomos encontraram recentemente um estranho farol, a cerca de 2.600 anos-luz de distância, que parece ser um pulsar piscando em câmera lenta, algo que não deveria ser possível.

© Kevin Gill (ilustração da emissão de rádio por um pulsar)

Os cientistas agora planejam procurar mais desses objetos excêntricos, o que pode ajudar a preencher a lacuna entre os pulsares tradicionais e bem compreendidos de rotação rápida e aqueles poucos que giram mais lentamente. 

Os pulsares são como faróis cósmicos de alta velocidade. Eles são feitos de núcleos densos remanescentes de estrelas massivas que ficaram sem combustível nuclear e se transformaram em supernovas. Após a explosão, o que resta da estrela colapsa numa estrela de nêutrons de 10 quilômetros de diâmetro. 

Como o momento angular original (spin) da estrela é conservado, ser comprimida em um objeto tão pequeno significa que sua rotação acelera, da mesma forma que um patinador gira mais rápido quando recolhe os braços. Os pulsares emitem feixes de radiação de seus polos; esses feixes então varrem o Universo enquanto giram. Se esses feixes apontarem para a Terra, recebemos um flash de luz a cada rotação, normalmente em comprimentos de onda de rádio. 

Os pulsares vibram com precisão de relógio, sendo os mais rápidos piscando dezenas de milhares de vezes por minuto. Mesmo os mais lentos tendem a piscar pelo menos a cada 10 segundos. Mas em 2022, astrônomos encontraram um objeto emitindo pulsos de rádio como um pulsar, mas muito mais lentamente: apenas uma vez a cada 18 minutos. Desde então, cientistas descobriram mais alguns desses objetos, conhecidos como transientes de longo período, com períodos que variam de minutos a horas. 

Você poderia pensar que estes poderiam ser apenas pulsares de rotação muito lenta, mas há um problema com essa explicação. A energia de um pulsar vem de seu movimento giratório. Apesar de sua regularidade, os pulsares estão, na verdade, desacelerando gradualmente, e a energia perdida nessa desaceleração é convertida nos feixes de rádio que eles emitem. Transientes de longo período não podem ser pulsares lentos, porque eles já estão girando tão lentamente que a perda adicional de energia rotacional não é mais suficiente para alimentar feixes tão fortes quanto os que vemos deles.

O ponto em que um pulsar gira muito lentamente para produzir feixes de rádio é chamado de linha de morte do pulsar. Pulsares que caem abaixo dessa linha param de emitir feixes de rádio, então paramos de vê-los como pulsares. Portanto, transientes de longo período não podem ser tão lentos e tão brilhantes se forem causados ​​pelos mesmos mecanismos que os pulsares alimentados rotacionalmente. Alguns ainda podem ser estrelas de nêutrons se comportando de maneiras inesperadas. Outros podem ser objetos completamente diferentes, como anãs brancas ou sistemas binários. 

O pulsar recentemente descoberto, chamado PSR J0311+1402, pode oferecer novas pistas. Com um período de 41 segundos, ele gira muito mais lentamente do que pulsares típicos, mas muito mais rápido do que transientes de longo período. E os astrônomos acreditam que este objeto intermediário pode ser um elo perdido entre as duas populações. 

Cientistas avistaram o estroboscópio estelar com o Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) e acompanharam com outros observatórios de rádio para medir sua luminosidade, período e polarização, todos os quais indicam fortemente que se trata de um pulsar. Mas ele ainda gira muito lentamente para ser alimentado apenas por rotação.

Os astrônomos normalmente encontram pulsares usando um único radiotelescópio grande, que não consegue detectar facilmente flashes com menos de uma frequência a cada 10 segundos, porque os sinais mais lentos são mais fracos e mais facilmente perdidos no ruído de fundo. Transientes de longo período geralmente são encontrados usando conjuntos de múltiplas antenas de rádio trabalhando juntas, um método chamado interferometria. Esse método é menos sensível a pisca-piscas rápidos, porque a combinação dos sinais de vários telescópios leva tempo suficiente para borrar ou até mesmo apagar mudanças rápidas dos dados. Isso deixa pulsares com períodos médios, como o PSR J0311+1402, em um ponto cego para ambos os métodos. 

Mas isso está mudando, como mostra esta descoberta. Agora, os astrônomos estão usando um novo sistema com ASKAP chamado CRACO, que é perfeito para captar objetos nessa faixa ausente. É o sistema que encontrou o PSR J0311+1402 e pode ajudar a descobrir onde os pulsares param e os transientes de longo período começam, ou se eles são mais semelhantes do que se acretida. Responder a essas perguntas ajudará a entender toda a população de estrelas de nêutrons e o que alimenta suas emissões. 

A descoberta, e o mistério que ela ressalta, mostra o quanto ainda temos a aprender sobre o cosmos.

Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: Astronomy

Nova investigação derruba antigas ideias sobre o asteroide Vesta

Durante décadas, os cientistas pensaram que Vesta, um dos maiores objetos do cinturão de asteroides do nosso Sistema Solar, não era apenas um asteroide.

© NASA / Dawn (asteroide Vesta)

Concluíram que Vesta tem uma crosta, um manto e um núcleo, propriedades fundamentais de um planeta. Os astrônomos estudaram-no em busca de pistas sobre o crescimento inicial dos planetas e sobre o aspecto que a Terra poderia ter tido na sua infância. 

Agora, cientistas contribuíram que inverte esta noção. Uma equipa liderada pelo JPL (Jet Propulsion Laboratory) da NASA revela que a estrutura interior de Vesta é mais uniforme do que se pensava. Antes, era assumido que Vesta era um protoplaneta que nunca se tornou num planeta completo.

Qual é a verdadeira identidade de Vesta? Os cientistas  apresentam duas hipóteses que precisam de ser mais exploradas. A primeira possibilidade é que Vesta tenha passado por uma diferenciação incompleta, o que significa que iniciou o processo de fusão necessário para dar ao asteroide camadas distintas, como um núcleo, um manto e uma crosta, mas nunca o terminou. A segunda é uma teoria apresentada numa conferência de astronomia há alguns anos, onde Vesta é um pedaço partido de um planeta em crescimento no nosso Sistema Solar. 

A maioria dos asteroides é feita de um material condrítico muito antigo, parecendo um cascalho sedimentar cósmico. Em contraste, a superfície de Vesta está coberta de rochas basálticas vulcânicas. Estas rochas indicaram aos cientistas que Vesta passou por um processo de fusão chamado diferenciação planetária, em que o metal se afunda para o centro e forma um núcleo.

A NASA lançou a nave espacial Dawn em 2007 para estudar Vesta e Ceres, os dois maiores objetos do cinturão de asteroides. O objetivo era compreender melhor a formação dos planetas. A Dawn passou meses, entre 2011 e 2012, em órbita de Vesta, medindo o seu campo gravitacional e captando imagens de alta resolução para criar um mapa muito pormenorizado da sua superfície. Depois de realizar tarefas semelhantes em Ceres, a missão terminou em 2018 e os cientistas publicaram os resultados obtidos a partir dos dados.

Os cientistas planetários podem estimar a dimensão do núcleo de um corpo celeste medindo o momento de inércia, que descreve a dificuldade de alterar a rotação de um objeto em torno de um eixo. Isso pode ser comparado a um patinador girando no gelo. O patinador altera a sua velocidade puxando os braços para dentro para acelerar e movendo-os para fora para abrandar. O seu momento de inércia é alterado pela mudança de posição dos braços. Da mesma forma, um objeto no espaço com um núcleo maior é como um patinador com os braços puxados para dentro. 

Os corpos celestes com um núcleo denso movem-se de forma diferente de um sem núcleo. Munidos deste conhecimento, os pesquisadores mediram a rotação e o campo gravitacional de Vesta. Os resultados mostraram que Vesta não se comportava como um objeto com um núcleo, desafiando as ideias anteriores sobre a sua formação. 

Nenhuma das hipóteses foi suficientemente explorada para excluir qualquer uma delas, mas ambas têm problemas que requerem mais análise para serem explicados. Embora a diferenciação incompleta seja possível, não está de acordo com os meteoritos que foram recolhidos ao longo do tempo.

A explicação alternativa baseia-se na ideia de que, à medida que os planetas terrestres se foram formando, ocorreram grandes colisões, na sua maioria fazendo crescer os planetas, mas também gerando detritos de impacto. Os materiais ejetados dessas colisões incluiriam rochas resultantes da fusão e, tal como Vesta, não teriam um núcleo.

Os cientistas podem ajustar a forma como estudam os meteoritos de Vesta para aprofundar qualquer uma das hipóteses. Podem também fazer mais estudos com as novas abordagens aos dados da missão Dawn. Poderá mudar para sempre a forma como os cientistas olham para os mundos diferenciados.

Um artigo foi publicado na revista Nature Astronomy.

Fonte: Michigan State University

Instantâneo de uma galáxia espiral peculiar

Uma bela, porém distorcida, galáxia espiral deslumbra na imagem obtida pelo telescópio espacial Hubble.

© Hubble (Arp 184)

Esta galáxia, chamada Arp 184 ou NGC 1961, situa-se a cerca de 190 milhões de anos-luz da Terra, na constelação de Camelopardalis (A Girafa). 

O nome Arp 184 vem do Atlas de Galáxias Peculiares, compilado pelo astrônomo Halton Arp em 1966. As 338 galáxias no atlas têm formas estranhas, tendendo a não ser nem totalmente elípticas nem totalmente espirais. Muitas das galáxias estão em processo de interação com outras galáxias, enquanto outras são galáxias anãs sem estruturas bem definidas.

A galáxia Arp 184 conquistou seu lugar no catálogo graças ao seu único braço espiral amplo e salpicado de estrelas que parece se estender em nossa direção. O lado oculto da galáxia ostenta alguns fragmentos de gás e estrelas, mas não possui um braço espiral igualmente impressionante.

Esta imagem do telescópio espacial Hubble combina dados de três programas de observação Snapshot, compostos por observações curtas que podem ser encaixadas em intervalos de tempo entre outras propostas. Um dos três programas teve como alvo o Arp 184 devido à sua aparência peculiar. Este programa pesquisou galáxias listadas no Atlas de Galáxias Peculiares, bem como no Catálogo de Galáxias Peculiares do Sul e Associações, um catálogo semelhante compilado por Halton Arp e Barry Madore. Os dois programas restantes foram projetados para verificar as consequências de eventos astronômicos fugazes, como supernovas e eventos de ruptura de maré, quando uma estrela é dilacerada após vagar muito perto de um buraco negro supermassivo.

Como a galáxia Arp 184 hospedou quatro supernovas conhecidas nas últimas três décadas, é um alvo rico para uma busca por supernovas.

Fonte: ESA

As "super-Terras" com órbitas muito alongadas

Um novo estudo mostra que os planetas maiores do que a Terra e menores do que Netuno são comuns para lá do Sistema Solar.

© U. Westlake (populações de planetas na direção do bojo da Via Láctea)

A mesma equipe internacional anunciou também a descoberta de um exoplaneta com cerca de duas vezes o tamanho da Terra, que orbita a sua estrela a uma distância superior à de Saturno em torno do Sol. Estes resultados são outro exemplo de como os sistemas planetários podem ser diferentes do nosso Sistema Solar.

Este objeto é uma "super-Terra", que é maior do que o nosso planeta natal, mas menor do que Netuno, e está num local onde antes só se encontravam planetas milhares ou centenas de vezes mais massivos do que a Terra. 

A descoberta desta nova super-Terra, mais distante, é ainda mais significativa porque faz parte de um levantamento mais alargado. Ao medir as massas de muitos planetas relativamente às estrelas que os acolhem, foi descoberto novas informações sobre as populações de planetas na Via Láctea. 

Este estudo utilizou microlentes gravitacionais, um efeito em que a luz de objetos distantes é ampliada por um corpo interveniente, como um planeta. As microlentes são particularmente eficazes para encontrar exoplanetas a grandes distâncias, aproximadamente entre as órbitas da Terra e de Saturno, das suas estrelas hospedeiras. O maior estudo do seu gênero, este trabalho tem cerca de três vezes mais exoplanetas e inclui alguns cerca de oito vezes menores do que amostras anteriores encontradas usando a técnica de microlente. 

Os pesquisadores utilizaram dados da KMTNet (Korea Microlensing Telescope Network). Esta rede é constituída por três telescópios no Chile, África do Sul e Austrália, o que permite um monitoramento ininterrupto do céu noturno.

O nosso Sistema Solar é constituído por quatro planetas interiores pequenos e rochosos (Mercúrio, Vênus, Terra e Marte) e quatro planetas exteriores grandes e gasosos (Júpiter, Saturno, Urano e Netuno). As pesquisas exoplanetárias efetuadas até à data utilizando outras técnicas, ou seja, de planetas em trânsito com telescópios como o Kepler e o TESS e pesquisas de velocidade radial, mostraram que outros sistemas podem conter uma variedade de planetas pequenos, médios e grandes em órbitas menores do que a da Terra em torno do Sol. O último trabalho da equipe liderada pelo Centro de Astrofísica do Harvard & Smithsonian mostra que as super-Terras também são comuns nas regiões exteriores de outros sistemas solares.

Este resultado sugere que, em órbitas semelhantes às de Júpiter, a maioria dos sistemas planetários pode não espelhar o nosso Sistema Solar. Os astrônomos estão também tentando determinar quantas super-Terras existem em comparação com o número de exoplanetas do tamanho de Netuno. Este estudo mostra que existem pelo menos tantas super-Terras quanto planetas do tamanho de Netuno.

Um artigo foi publicado na revista Science.

Fonte: Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics

Os anéis de Saturno podem desaparecer?

Onde estão as "orelhas" de Saturno?

© Natan Fontes (anéis de Saturno)

Foi Galileu, em 1610, a primeira pessoa a ver os anéis de Saturno. Testando o telescópio recém-inventado por Lipperhey, Galileu não sabia o que eram e, por isso, os chamou de "orelhas".

O mistério se aprofundou em 1612, quando as orelhas de Saturno desapareceram misteriosamente. Hoje sabemos exatamente o que aconteceu: da perspectiva da Terra, os anéis de Saturno se tornaram finos demais para serem vistos.

O mesmo drama se repete a cada 15 anos porque Saturno, assim como a Terra, passa por estações com inclinação. Isso significa que, à medida que Saturno gira em torno do Sol, seu equador e anéis podem se inclinar visivelmente em direção ao Sol e ao Sistema Solar interno, tornando-os facilmente visíveis, mas de outras posições orbitais quase não aparecerão.

A fotografia em destaque, obtida em Brasília (Brasil) por Natan Fontes, mostra uma versão moderna dessa sequência: a imagem superior, dominada pelos anéis, foi tirada em 2020, enquanto a imagem inferior, obscura pelos anéis, foi tirada no início de 2025.

Fonte: NASA

Lucy fotografa o asteroide Donaldjohanson

No seu segundo encontro com um asteroide, a sonda espacial Lucy da NASA conseguiu observar de perto um fragmento de um asteroide com um aspecto único, formado há cerca de 150 milhões de anos.

© NASA / Lucy (asteroide Donaldjohanson)

O asteroide Donaldjohanson visto pelo instrumento L'LORRI (Long-Range Reconnaissance Imager) da sonda Lucy durante o seu sobrevoo. Este pequeno vídeo mostra imagens captadas aproximadamente a cada 2 segundos, quando a sonda espacial começou a transmitir imagens que foram recolhidas do asteroide Donaldjohanson no passado dia 20 de abril. O asteroide gira muito lentamente; a sua rotação aparente aqui deve-se ao movimento da nave espacial enquanto passa por Donaldjohanson a uma distância de 1.600 a 1.100 km. A maior aproximação foi 960 km, mas as imagens aqui mostradas foram obtidas cerca de 40 segundos antes, as mais próximas a uma distância de 1.100 km.

O asteroide foi anteriormente observado como tendo grandes variações de brilho ao longo de um período de 10 dias, pelo que algumas das expectativas dos membros da equipe da Lucy foram confirmadas quando as primeiras imagens mostraram o que parecia ser um binário de contato alongado (um objeto formado quando dois corpos menores colidem). No entanto, a equipe ficou surpreendida com a forma estranha do pescoço estreito que liga os dois lóbulos, que se assemelha a dois cones de sorvete aninhados.

A partir de uma análise preliminar das primeiras imagens disponíveis obtidas pelo instrumento L'LORRI da nave espacial, o asteroide parece ser maior do que o inicialmente estimado, com cerca de 8 km de comprimento e 3,5 km de largura no ponto mais largo. Neste primeiro conjunto de imagens de alta resolução transmitidas pela sonda espacial, não é visível o asteroide por completo, uma vez que é maior do que o campo de visão da câmara. A equipa demorará mais alguns dias para receber os restantes dados do encontro; este conjunto de dados vai fornecer uma imagem mais completa da forma geral do asteroide.

Tal como o primeiro sobrevoo da Lucy, por Dinkinesh, Donaldjohanson não é um alvo científico primário da missão. Como planejado, a passagem por Dinkinesh foi um teste dos sistemas da missão, enquanto que este sobrevoo foi um ensaio geral, no qual a equipe realizou uma série de observações densas para maximizar o recolhimento de dados. Os dados recolhidos pelos outros instrumentos científicos da Lucy, a câmara a cores e o espectrômetro infravermelho, chamado L'Ralph, e o espectrômetro térmico, chamado L'TES (Thermal Emission Spectrometer), serão recebidos e analisados nas próximas semanas.

A sonda Lucy passará a maior parte do que resta de 2025 viajando pelo cinturão principal de asteroides. Irá encontrar o primeiro alvo principal da missão, o asteroide troiano de Júpiter Euríbates, em agosto de 2027. O potencial para realmente abrir uma nova janela para a história do nosso Sistema Solar quando a Lucy chegar aos asteroides troianos é imenso.

Fonte: NASA

Descoberto um exoplaneta que está se desintegrando rapidamente

Astrônomos do MIT (Massachusetts Institute of Technology) descobriram um planeta a cerca de 140 anos-luz da Terra que está se desfazendo rapidamente em pedaços.

© MIT (planeta em desintegração orbita uma estrela gigante)

O mundo em desintegração tem aproximadamente a massa de Mercúrio, embora orbite cerca de 20 vezes mais perto da sua estrela do que Mercúrio do Sol, completando uma revolução a cada 30,5 horas. 

A uma tal proximidade da sua estrela, o planeta está provavelmente coberto de magma que é perdido para o espaço. À medida que o planeta gira em torno da sua estrela, está liberando uma enorme quantidade de minerais da superfície e efetivamente se evaporando. 

Os astrônomos detectaram o planeta usando o TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA, uma missão liderada pelo MIT que monitora as estrelas mais próximas em busca de trânsitos, ou quedas periódicas no brilho estelar que podem ser sinais de exoplanetas em órbita. O sinal que chamou a atenção dos astrônomos foi um trânsito peculiar, com um mergulho que variava em profundidade em cada órbita. 

Os cientistas confirmaram que o sinal é de um planeta rochoso em órbita íntima que é seguido por uma longa cauda de detritos, semelhante à de um cometa. A dimensão da cauda é gigantesca, estendendo-se a mais de 14 milhões de quilômetros, ou seja, cerca de metade da órbita completa do planeta. Parece que o planeta está se desintegrando a um ritmo dramático, liberando uma quantidade de material equivalente a um Monte Everest de cada vez que orbita a sua estrela. A este ritmo, dada a sua pequena massa, os pesquisadores preveem que o planeta se possa desintegrar completamente daqui a cerca de 1 milhão a 2 milhões de anos.

O novo exoplaneta, denominado BD+05 4868 Ab, foi detectado quase por acaso. Os astrônomos não estavam à procura deste tipo de planeta, eles estavam fazendo a típica verificação de planetas e foi detectado esta breve queda na curva de luz, que se repete regularmente, indicando que um corpo compacto, como um planeta, está passando brevemente à frente da luz da sua estrela hospedeira, bloqueando-a temporariamente. 

Este padrão típico é diferente do que foi observado na estrela hospedeira BD+05 4868 A, localizada na constelação de Pégaso. Embora aparecesse um trânsito a cada 30,5 horas, o brilho demorava muito mais tempo para voltar ao normal, sugerindo uma longa estrutura que continuava bloqueando a luz estelar. Ainda mais intrigante é o fato da profundidade da queda mudar a cada órbita, sugerindo que o que quer que estivesse passando à frente da estrela não tinha sempre a mesma forma nem bloqueava a mesma quantidade de luz.

A forma do trânsito é típica de um cometa com uma cauda longa. Exceto que é improvável que esta cauda contenha gases voláteis e gelo, como se espera de um cometa típico, estes não sobreviveriam muito tempo a uma proximidade tão grande da estrela hospedeira. No entanto, os minerais evaporados da superfície planetária podem permanecer o tempo suficiente para apresentar uma cauda tão distinta. 

Dada a proximidade à sua estrela, estima-se que o planeta esteja sendo aquecido a cerca de 1.600º C. À medida que a estrela "assa" o planeta, quaisquer minerais na sua superfície estão provavelmente fervendo e escapando para o espaço, onde arrefecem numa longa e poeirenta cauda. O dramático declínio deste planeta é uma consequência da sua baixa massa, que está entre a de Mercúrio e a da Lua. Planetas terrestres mais massivos, como a Terra, têm uma atração gravitacional mais forte e, por isso, conseguem manter as suas atmosferas. No caso de BD+05 4868 Ab, os pesquisadores suspeitam que há muito pouca gravidade para manter o planeta unido. 

Este é um objeto muito pequeno, com uma gravidade muito fraca, por isso perde facilmente muita massa, o que enfraquece ainda mais a sua gravidade, perdendo ainda mais massa. É um processo descontrolado e só está piorando cada vez mais para o planeta. Dos quase 6.000 exoplanetas descobertos até agora, os cientistas conhecem apenas três outros em desintegração localizados além do nosso Sistema Solar. Cada um destes mundos em ruínas foi detectado há mais de 10 anos, utilizando dados do telescópio espacial Kepler da NASA.

Todos os três exoplanetas foram detectados com caudas semelhantes a cometas. BD+05 4868 Ab tem a cauda mais longa e os trânsitos mais profundos dos quatro planetas em desintegração conhecidos até agora. Isso implica que a sua evaporação é a mais catastrófica e que vai desaparecer muito mais depressa do que os outros planetas. A estrela que acolhe o planeta está relativamente perto e, por isso, é mais brilhante do que as estrelas que hospedam os outros três exoplanetas em desintegração, o que torna este sistema ideal para observações posteriores com o telescópio espacial James Webb, que pode ajudar a determinar a composição mineral da cauda de poeira, identificando as cores de luz infravermelha que absorve. 

Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: Massachusetts Institute of Technology