Visto pela primeira vez o nascimento de um novo sistema solar

Pesquisadores internacionais identificaram, pela primeira vez, o momento em que planetas começaram se formar em torno de uma estrela que não o Sol.

© ALMA / Webb (estrela HOPS-315)

Na imagem em laranja vemos a distribuição do monóxido de carbono, que se afasta da estrela soprado por um vento em forma de borboleta; em azul, temos um jato estreito de monóxido de silício, também se afastando da estrela.

Com o auxílio do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), do qual o Observatório Europeu do Sul (ESO) é parceiro, e do telescópio espacial James Webb (JWST), os astrônomos observaram a criação dos primeiros nódulos de matéria de formação planetária: minerais quentes que começam a solidificar-se.

Esta descoberta marca a primeira vez que um sistema planetário é identificado numa fase tão precoce da sua formação, ao mesmo tempo que abre uma janela para o passado do nosso próprio Sistema Solar.

Este sistema planetário recém nascido está surgindo em torno da HOPS-315, uma protoestrela situada a cerca de 1.300 anos-luz de distância da Terra e que é uma análoga do início do nosso Sol. 

Os astrônomos observam frequentemente em torno destas estrelas discos de gás e poeira, os chamados "discos protoplanetários", que são os locais onde se formam novos planetas. Embora já tenham sido observados anteriormente discos jovens com planetas recém formados, massivos e semelhantes a Júpiter, sempre soubemos que as primeiras partes sólidas dos planetas, ou "planetesimais", têm de se formar em fases anteriores.

No nosso Sistema Solar, o primeiro material sólido a condensar-se em torno do Sol perto da atual localização da Terra encontra-se preso em meteoritos antigos. Os astrônomos datam estas rochas primordiais para determinar quando começou a formação do nosso Sistema Solar. Estes meteoritos estão cheios de minerais cristalinos que contêm monóxido de silício (SiO) e que podem condensar-se às temperaturas extremamente elevadas presentes nos discos planetários jovens. Com o tempo, estes sólidos recém condensados juntam-se, lançando as sementes para a formação de planetas à medida que ganham tamanho e massa. Os primeiros planetesimais de tamanho quilométrico do Sistema Solar, que cresceram e se tornaram planetas como a Terra ou o núcleo de Júpiter, formaram-se logo após a condensação destes minerais cristalinos.

Com esta nova descoberta, os astrônomos encontraram provas de que estes minerais quentes começam a condensar-se no disco protoplanetário da HOPS-315. Os resultados mostram que o SiO está presente em torno desta jovem estrela no seu estado gasoso, bem como no interior destes minerais cristalinos, sugerindo que começou agora a solidificar-se.

Para descobrir de onde vinham exatamente os sinais, a equipe observou o sistema com o ALMA no deserto chileno do Atacama. Com os dados obtidos, os foi possível determinar que os sinais químicos provem de uma pequena região do disco em torno da estrela, equivalente à órbita do cinturão de asteroides em torno do Sol. O disco da HOPS-315 é um ótimo análogo para estudar a nossa própria história cósmica.

Este trabalho será publicado num artigo na revista Nature.

Fonte: ESO

Objeto interestelar pode ser o cometa mais antigo

Um misterioso objeto interestelar, descoberto no início deste mês de julho, é provavelmente o cometa mais antigo alguma vez visto.

© ESA (órbitas do Sol e do objeto interestelar)

De acordo com os pesquisadores, possivelmente antecede o nosso Sistema Solar em mais de três bilhões de anos. O visitante "rico em água sob a forma de gelo", denominado 3I/ATLAS, é apenas o terceiro objeto interestelar conhecido alguma vez detectado passando pela nossa vizinhança do Sistema Solar e o primeiro a chegar até nós vindo de uma região completamente diferente da nossa Galáxia, a Via Láctea.

Poderá ter mais de sete bilhões de anos, segundo o astrônomo da Universidade de Oxford, Matthew Hopkins, que discutiu as suas descobertas no NAM (National Astronomy Meeting) da Real Sociedade Astronômica, em Durham, Inglaterra, e poderá ser o visitante interestelar mais notável até à data.

Ao contrário dos dois objetos anteriores que entraram no nosso Sistema Solar vindos de outras partes do cosmos, 3I/ATLAS parece estar viajando num percurso íngreme através da Galáxia, com uma trajetória que sugere que teve origem no "disco espesso" da Via Láctea, uma população de estrelas antigas que orbitam acima e abaixo do disco fino onde o Sol e a maioria das estrelas residem.

Todos os cometas não-interestelares, como o cometa Halley, formaram-se com o nosso Sistema Solar, por isso têm até 4,5 bilhões de anos. Mas os visitantes interestelares têm o potencial de ser muito mais antigos e, dos que são conhecidos até agora, este método estatístico sugere que 3I/ATLAS é muito provavelmente o cometa mais antigo já visto.

O objeto foi detectado pela primeira vez no dia 1 de julho de 2025 pelo telescópio ATLAS (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System) no Chile, quando se encontrava a cerca de 670 milhões de quilômetros do Sol.

A investigação prevê que, devido ao fato de 3I/ATLAS se ter provavelmente formado em torno de uma estrela antiga no disco espesso da Via Láctea, deverá ser rico em água sob a forma de gelo. Este é um objeto de uma parte da Galáxia que nunca vimos de perto. 

À medida que se aproxima do Sol, a luz solar vai aquecer a superfície de 3I/ATLAS e desencadear atividade cometária, ou seja, a liberação de vapor e poeira que cria uma cabeleira e uma cauda brilhantes. As primeiras observações já sugerem que o cometa está ativo e que é possivelmente maior do que qualquer um dos seus antecessores interestelares, 1I/'Oumuamua (detectado em 2017) e 2I/Borisov (2019).

Se confirmado, isto poderá ter implicações para o número de objetos semelhantes que os futuros telescópios, como o novo Observatório Vera C. Rubin, poderão detectar. Poderá também fornecer pistas sobre o papel que os antigos cometas interestelares desempenham na formação de estrelas e planetas em toda a Galáxia.

Alguns dos maiores telescópios do mundo já estão observando este novo objeto interestelar. A descoberta de 3I/ATLAS apanhou a equipe de surpresa. Aconteceu quando se preparavam para o início das operações de observação com o Observatório Vera C. Rubin, cujo modelo prevê a descoberta de 5 a 50 objetos interestelares.

As notícias mais recentes, especialmente logo após as primeiras imagens do Rubin, tornam o início das observações ainda mais excitante. O modelo, apelidado de Modelo Ōtautahi-Oxford, marca a primeira aplicação em tempo real de modelação preditiva a um cometa interestelar.

Para os interessados em vislumbrar 3I/ATLAS, deverá ser visível através de um telescópio amador de tamanho razoável, sob condições excelentes, até perto do final de setembro de 2025, depois do pôr do Sol, passando pelas constelações de Ofiúco, Escorpião, Balança. No mês de outubro estará demasiado perto do Sol, atingindo o periélio no dia 29 desse mês. Em novembro será novamente visível, passando agora para o céu antes do amanhecer. Em dezembro continuará se afastando do Sol e da Terra até deixar de ser observável no início de 2026.

Fonte: Royal Astronomical Society

Alguns pares estelares são formados por uma terceira estrela

Quando as anãs brancas, os remanescentes quentes de estrelas como o nosso Sol, são orbitadas de perto por outra estrela, por vezes roubam massa à sua companheira.

© Caltech (sistema triplo com variável cataclísmica)

A matéria roubada acumula-se na superfície da anã branca, desencadeando erupções chamadas "novas". Os teóricos há muito que previram como estas parcerias voláteis se formam, chamadas Variáveis Cataclísmicas (VCs), mas agora um novo estudo revela uma reviravolta surpreendente: em alguns casos, uma terceira estrela, que orbita mais longe do par primário, pode ser a razão pela qual o casal estelar se juntou.

Até agora, os cientistas acreditavam que as VCs se formavam a partir de um processo chamado evolução do invólucro comum, no qual as estrelas parceiras são aproximadas através de um invólucro de gás que as acomoda. Uma estrela envelhecida destinada a tornar-se uma anã branca expande-se numa gigante vermelha que engloba ambas as estrelas, criando um invólucro partilhado. O invólucro encurrala as duas estrelas, fazendo-as espiralar para dentro. Eventualmente, o invólucro é ejetado, deixando um par íntimo que se tornou suficientemente próximo para a anã branca roubar a massa da sua companheira.

Embora uma terceira estrela não tenha sido mencionada nestas descrições, a equipe perguntou-se se poderia estar envolvida. Afinal, raciocinaram, a dinâmica das estrelas triplas desempenha um papel importante em outros tipos de sistemas estelares. Para aprofundar a questão, os pesquisadores recorreram aos dados da missão Gaia da ESA, agora aposentada.

Ao analisar estas observações, identificaram 50 VCs em sistemas hierárquicos de três estrelas. Um sistema triplo hierárquico é aquele em que duas estrelas estão localizadas bastante perto uma da outra, enquanto a terceira está muito mais afastada e orbita o par primário.

Os resultados sugerem que pelo menos 10% de todas as VCs conhecidas fazem parte de sistemas triplos. Este valor era superior ao que seria de esperar se os trios não tivessem qualquer papel na formação das variáveis cataclísmicas, pelo que os pesquisadores decidiram saber mais através de simulações em computador. Realizaram as chamadas simulações de três corpos em 2.000 hipotéticos sistemas triplos; estas simulações aceleraram as interações gravitacionais do trio de estrelas, fazendo-as evoluir ao longo do tempo.

Em 20% das simulações de estrelas triplas, as VCs formaram-se sem o mecanismo tradicional de evolução de invólucro comum. Nestes casos, a terceira estrela influenciou o binário principal. A gravidade da terceira estrela faz com que as estrelas binárias tivessem uma órbita muito excêntrica, e isto força a estrela companheira a aproximar-se da anã branca. As forças de maré dissipam a energia e circularizam a órbita.

Em 60% das simulações, a estrela tripla ajudou a iniciar o processo de evolução do invólucro comum, aproximando as duas estrelas primárias o suficiente uma da outra para serem envolvidas no mesmo invólucro. Nos restantes 20% das simulações, as VCs formaram-se através da via tradicional de evolução do invólucro comum, que requer apenas duas estrelas.

Quando os pesquisadores tiveram em conta uma população realista de estrelas na nossa Galáxia, incluindo VCs que se sabe terem sido formadas a partir de apenas duas estrelas, os seus modelos teóricos previram que cerca de 40% de todas as variáveis cataclísmicas se formam em sistemas triplos. Este valor é mais elevado do que os 10% que observaram usando o Gaia porque, em muitos casos, as terceiras estrelas podem ser difíceis de ver ou ter-se desvinculado da VC.

Finalmente, os resultados das simulações permitiram fazer previsões acerca dos tipos de sistemas estelares triplos que teriam maior probabilidade de formar VCs. Especificamente, seria de esperar que os sistemas triplos começassem com configurações mais largas, de tal forma que o par unido e a terceira estrela estivessem separados por mais de 100 UA (Unidade Astronômica, que é a distância entre o Sol e a Terra).

Olhando para os dados do Gaia, verificou-se que as estrelas triplas com VCs apresentavam separações mais amplas do que os sistemas típicos.

Um artigo foi publicado no periódico Publications of the Astronomical Society of the Pacific.

Fonte: California Institute of Technology

O disco protoplanetário de uma estrela

Esta imagem conta a história de uma estrela solitária.

© ALMA (MP Mus)

Até há pouco tempo, os astrônomos pensavam que a estrela jovem MP Mus (PDS 66) se encontrava sozinha no Universo, rodeada apenas pelo gás e poeira que compõem o seu disco protoplanetário.

De modo geral, o material existente no interior de um disco protoplanetário condensa-se para formar novos planetas em torno da estrela, deixando grandes espaços vazios onde o gás e a poeira costumavam estar. Estas características são observadas em quase todos os discos, no entanto não se verificavam no da estrela MP Mus.

Quando os astrônomos observaram esta estrela pela primeira vez, com o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), depararam-se com um disco aparentemente liso sem a presença de protoplanetas, como podemos ver na imagem da direita.

Uma equipe, liderada por Álvaro Ribas, astrônomo da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, voltou a observar a MP Mus com o ALMA em comprimentos de onda maiores, os quais sondam mais profundamente o disco protoplanetário. Estas novas observações, que podemos ver na imagem da esquerda, revelaram um espaço vazio e um anel que não tinham sido vistos anteriormente, sugerindo que a MP Mus pode afinal ter companhia.

Entretanto, Miguel Vioque, um astrônomo do ESO na Alemanha, estudava esta mesma estrela a partir de dados obtidos na missão Gaia da Agência Espacial Europeia (ESA). Vioque notou que a estrela oscilava. Após uma análise gravitacional aprofundada, e juntando o conhecimento das novas estruturas do disco reveladas pelo ALMA, os cientistas mostraram que este movimento de oscilação pode ser explicado pela presença de um exoplaneta gigante gasoso.

As duas equipes apresentaram os seus resultados em conjunto num novo artigo científico publicado na revista da especialidade Nature Astronomy.

Fonte: ESO

Detalhes de uma "água-viva" cósmica

A cerca de 320 milhões de anos-luz de distância, uma galáxia atravessa seu aglomerado, deixando para trás filetes de gás onde novas estrelas começam a se formar.

© Hubble / ALMA (NGC 4858)

Uma imagem da galáxia NGC 4858 feita pelo telescópio espacial Hubble mostra os tentáculos estelares estendendo-se para o norte a partir do disco espiral barrado. O gás molecular frio na NGC 4858, observado pelo radiotelescópio ALMA com sua cauda interna em forma de "orelha de coelho", é mostrado em laranja.

No denso mar de galáxias que compõe o aglomerado, o gás quente no ambiente atravessa a galáxia viajante como vento, soprando seu gás sem perturbar suas estrelas. Esse tipo de galáxia é conhecido como "água-viva" devido à aparência ondulada das caudas gasosas.

Harrison Souchereau (Universidade de Yale) liderou observações usando o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), de 23 galáxias-água-viva em aglomerados próximos por meio do levantamento ALMA-JELLY. O ALMA não só consegue produzir imagens impressionantes das galáxias desmembradas, como também pode medir a velocidade do gás frio em suas caudas.

Observando a NGC 4858, uma galáxia no Aglomerado Coma, a equipe encontrou não apenas uma, mas duas caudas, chamadas de “orelhas de coelho”, que se originaram de uma colisão lateral com o vento contrário do aglomerado. Ao compreender o impacto da interação da galáxia com seu ambiente local, é esperado obter informações sobre como esses gigantes de estrelas, gás e poeira evoluem e continuam formando estrelas.

Quando as galáxias passam por um aglomerado de galáxias, muitas vezes deixam de atingir as outras galáxias. Mas o gás quente que permeia o aglomerado tem um efeito descomunal conhecido como redução da pressão de aríete. Mesmo em um dia sem vento, ao colocar a mão para fora da janela de um carro em movimento, você ainda sente um vento na mão, criado pelo seu próprio movimento, isso é pressão de aríete. 

A NGC 4858 viaja a 90.000 km/h pelo aglomerado de Coma. Foi medido brilhantes aglomerados azuis de luz estelar em suas grandes caudas de gás, indicando formação estelar recente. Como a pressão de impacto não é forte o suficiente para arrancar estrelas e gás, essas estrelas tiveram que nascer nas próprias caudas.

Para entender o impacto da pressão de aríete na galáxia sem o efeito da rotação, a equipe subtraiu a rotação da galáxia de suas observações. Isso deixou os movimentos no gás devido apenas à pressão de aríete. Estranhamente, a equipe descobriu que o gás na base da cauda estava se movendo na direção oposta ao que eles esperavam. Acredita-se que o gás pode, na verdade, ser um vento galáctico que agora está caindo de volta para o disco. A pressão de aríete primeiro empurra o gás para fora ao longo do lado do disco que está girando com o vento, onde pode ser removido com muito mais facilidade. Mas o gás também continua girando e, ao atingir o outro lado do disco, seu movimento vai contra a pressão do vento de impacto.

A equipe simulou galáxias em uma espécie de túnel de vento e observou um mecanismo semelhante emergir, especialmente para galáxias que atingem o vento de lado. Essa imagem pode surgir para galáxias sem qualquer tipo de estrutura espiral, mas NGC 4858 possui braços espirais fortes, sendo isso que produz as caudas em formato de orelhas de coelho.

As duas estruturas em formato de orelhas de coelho que são notadas nesta galáxia são provavelmente dois componentes inteiros de braços espirais que foram completamente removidos, e estão em diferentes estágios evolutivos. O recuo de gás frio para uma galáxia como esta nunca foi observado antes de forma tão clara e inequívoca.

Essa descoberta é apenas um dos resultados do levantamento ALMA-JELLY, que visa revelar como diferentes galáxias interagem com o ambiente cósmico mais amplo. O estudo das interações da NGC 4858 com seu ambiente fornece uma janela para algumas das condições mais extremas do Universo.

Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal.

Fonte: Sky & Telescope

Estrutura cósmica colossal descoberta em aglomerado de galáxias

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

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

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

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

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

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

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

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

Um artigo foi publicado no periódico Astronomy and Astrophysics.

Fonte: Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics