Centro de explosão de estrelas

A galáxia brilhante nesta imagem do telescópio espacial Hubble é a galáxia NGC 6951, que reside a cerca de 70 milhões de anos-luz de distância, na constelação de Cefeu.

© Hubble (NGC 6951)

Como mostra esta imagem do Hubble, a NGC 6951 é uma galáxia espiral com inúmeras estruturas intrigantes. O que mais chama a atenção são seus braços espirais, pontilhados por nebulosas vermelhas brilhantes, estrelas azuis brilhantes e nuvens de poeira filamentosas.

Os braços espirais circundam o centro galáctico, que possui um brilho dourado proveniente de uma população de estrelas mais velhas. O centro da galáxia também é nitidamente alongado, revelando a presença de uma barra de estrelas em rotação lenta.

A barra da NGC 6951 pode ser responsável por outra característica notável: um anel branco-azulado que envolve o próprio coração da galáxia. Isso é chamado de anel de explosão estelar circumnuclear; essencialmente, um círculo de formação estelar intensificada ao redor do núcleo de uma galáxia.

A barra canaliza o gás em direção ao centro da galáxia, onde se acumula em um anel com cerca de 3.800 anos-luz de diâmetro. Duas faixas escuras de poeira paralelas à barra marcam os pontos onde o gás da barra entra no anel. O gás denso de um anel de explosão estelar circumnuclear é o ambiente perfeito para a formação de um número impressionante de estrelas.

Usando dados do Hubble, astrônomos identificaram mais de 80 potenciais aglomerados estelares dentro do anel da NGC 6951. Muitas das estrelas se formaram há menos de 100 milhões de anos, mas o anel em si tem vida mais longa, podendo ter existido por 1 a 1,5 bilhão de anos.

Astrônomos têm obtido imagens da NGC 6951 com o Hubble por uma ampla variedade de razões, incluindo o mapeamento da poeira em galáxias próximas, o estudo dos centros de galáxias de disco e o monitoramento de supernovas recentes, das quais a NGC 6951 hospedou cinco ou seis.

Fonte: ESA

Descoberto planeta errante que cresce a um ritmo recorde

Os astrônomos identificaram um enorme surto de crescimento num planeta errante.

© ESO (ilustração do planeta errante)

Ao contrário dos planetas do nosso Sistema Solar, estes objetos não orbitam estrelas, flutuando livremente por si mesmos.

As novas observações, efetuadas com o Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO), revelam que este planeta flutuante está consumindo gás e poeira do meio que o rodeia numa taxa elevada. Esta é a taxa de crescimento mais elevada alguma vez registada para um planeta errante, ou, aliás, qualquer tipo de planeta, fornecendo assim informações preciosas sobre a formação e evolução dos planetas.

O objeto em estudo, com uma massa cinco a dez vezes superior à de Júpiter, situa-se a cerca de 620 anos-luz de distância da Terra, na constelação do Camaleão. Com o nome oficial de Cha 1107-7626, este planeta errante ainda se encontra em formação, sendo alimentado por um disco de gás e poeira que o circunda. O planeta, que flutua livremente no espaço, atrai o material para si num processo conhecido por acreção.

No entanto, foi descoberto que a taxa de acreção deste jovem planeta não é constante. Em Agosto de 2025, o planeta estava acumulando massa cerca de oito vezes mais depressa do que apenas alguns meses antes, a uma taxa de seis bilhões de toneladas por segundo!

A descoberta foi realizada com o auxílio do espectrógrafo X-shooter montado no VLT do ESO, no deserto chileno do Atacama. A equipe utilizou igualmente dados do telescópio espacial James Webb, assim como dados de arquivo do espectrógrafo SINFONI do VLT do ESO.

A origem dos planetas errantes continua sendo uma questão em aberto: terão uma formação semelhante a estrelas mas com massas muito pequenas ou serão planetas gigantes ejetados dos seus sistemas de origem?

Os resultados indicam que, pelo menos alguns planetas errantes, parecem partilhar uma formação semelhante ao das estrelas, uma vez que enormes taxas de acreção repentinas semelhantes a esta foram já observadas em estrelas jovens.

Ao comparar a luz emitida antes e durante a enorme subida da taxa de acreção, os astrônomos reuniram pistas sobre a natureza do processo de acreção. Notavelmente, a atividade magnética parece ter desempenhado um papel importante na enorme taxa de acreção da matéria, algo que só havia sido anteriormente observado em estrelas, sugerindo que mesmo objetos de pequena massa podem ter campos magnéticos fortes, capazes de alimentar tais eventos de acreção.

A equipe também descobriu que a química do disco em torno do planeta mudou durante o episódio de acreção, com vapor de água sendo detectado durante o evento, mas não antes. Este fenômeno já tinha sido observado anteriormente em estrelas, mas nunca em nenhum tipo de planeta.

Os planetas errantes são difíceis de detectar, já que são muito tênues, no entanto o futuro Extremely Large Telescope (ELT) do ESO, que operará sob os céus mais escuros do planeta, poderá fazer uma grande diferença. Os seus poderosos instrumentos e enorme espelho principal permitirão aos astrônomos descobrir e estudar mais destes planetas solitários, ajudando-nos a compreender melhor o quão semelhantes poderão ser com estrelas.

Este trabalho foi publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: ESO

A descoberta de uma rara Cruz de Einstein

Utilizando observatórios como o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), astrônomos avistaram uma rara Cruz de Einstein.

© ALMA / NOEMA (galáxia HerS-3 e Cruz de Einstein)

O painel esquerdo mostra a galáxia HerS-3, amplificada gravitacionalmente em uma Cruz de Einstein com uma quinta imagem central brilhante, conforme observado pelo Northern Extended Millimeter Array (NOEMA) no contínuo milimétrico (contornos amarelos), sobreposta à imagem do infravermelho próximo do telescópio espacial Hubble, identificando as quatro galáxias principais (G1 a G4) do grupo de galáxias. A estrela amarela indica a posição do halo de matéria escura (DM) associado ao grupo. O painel direito exibe a morfologia detalhada de cada uma das cinco imagens da Cruz de Einstein, conforme reveladas pelo ALMA.

A Cruz de Einstein formada a partir de cinco imagens da mesma galáxia distante, marca a primeira vez que astrônomos observaram tal característica em comprimentos de onda submilimétricos e de rádio. A descoberta tem o potencial de contribuir para o longo debate sobre o valor da constante de Hubble.

A galáxia de fundo, conhecida como HerS-3, está a 11,6 bilhões de anos-luz de distância. Em seu caminho para a Terra, a luz da HerS-3 encontrou um grupo de quatro galáxias massivas, bem como pelo menos outras 10 galáxias, localizadas a 7,8 bilhões de anos-luz de nós. A gravidade desse grupo em primeiro plano desdobrou a luz da HerS-3 em cinco imagens separadas, em um fenômeno conhecido como lente gravitacional. O resultado é um formato distinto conhecido como cruz de Einstein.

Juntamente com o ALMA, a equipe utilizou dados do NOEMA, na França, do Very Large Array (VLA), no Novo México, e do telescópio espacial Hubble. Eles usaram o NOEMA e o ALMA para mapear o gás molecular frio presente no HerS-3, que alimenta a formação estelar, o VLA para rastrear a emissão de rádio e o Hubble para fornecer a visão óptica de alta resolução necessária para determinar as posições e formas das galáxias que atuam como lentes.

O que foi descoberto é incomum. Normalmente, as cruzes de Einstein consistem em quatro imagens principais. Uma quinta imagem central, quando aparece, geralmente é muito tênue, pois a distribuição de massa interna da lente pode tanto diminuí-la quanto ofuscá-la. Com o HerS-3, no entanto, a quinta imagem foi nítida. Além disso, os pesquisadores, liderados por Pierre Cox (Instituto de Astrofísica de Paris), descobriram que a gravidade das galáxias visíveis do aglomerado interveniente não conseguia, por si só, explicar o arranjo exato das cinco imagens.

A única maneira de reproduzir a configuração notável observada foi adicionar um componente invisível e massivo: um halo de matéria escura no centro do grupo de galáxias. Este halo pesa vários trilhões de vezes a massa do nosso Sol. Isso significa que o centro de massa do aglomerado está deslocado da galáxia mais brilhante, tornando a quinta imagem tênue visível.

O alinhamento casual pode proporcionar um presente fortuito: a ampliação pode permitir estudos incomumente detalhados de uma galáxia starburst com desvio para o vermelho ~3 (quando o Universo tinha menos de um quinto de sua idade atual), incluindo seu gás, formação estelar e possíveis ejeções. 

A HerS-3 também pode ser útil no longo debate sobre o valor da constante de Hubble, a taxa de expansão atual do Universo. Mas diferentes maneiras de medi-la produzem resultados conflitantes sobre a velocidade com que o espaço está se expandindo atualmente. A HerS-3 poderia ser usada como outra forma de medir a constante de Hubble. Se a luz do objeto de fundo varia ao longo do tempo, o intervalo de tempo entre o aparecimento dessa variação em cada uma das imagens com lentes registradas depende, em parte, da expansão do Universo. Normalmente, são usados quasares para isso, já que eles naturalmente variam rapidamente em função do tempo. Mas a HerS-3 está formando estrelas, levantando a perspectiva de detectar uma supernova que chegaria a cada imagem em momentos diferentes, dando o intervalo de tempo e, portanto, as restrições à constante de Hubble. 

O que começou como uma forma interessante no céu pode acabar escondendo pistas mais profundas sobre um dos mistérios duradouros do Universo.

Os resultados foram publicados no periódico The Astrophysical Journal.

Fonte: Sky & Telescope

Da Flor à Cabeça de Alho

Esta imagem na constelação de Cassiopeia mostra a região formada por NGC 7822 e Sh2-170 que delineia o famoso ponto de interrogação cósmico.

© Julien De Winter (Sh2-170 e Abell 85)

Esta imagem foca no "ponto": Sh2-170, no canto superior esquerdo, uma nebulosa circular de emissão frequentemente apelidada de Pequena Roseta. Em contraste, no canto inferior direito se estende o vasto remanescente de supernova Abell 85 (CTB 1). Esta bolha filamentosa, com idade entre 20.000 e 30.000 anos, abrange mais de 100 anos-luz de diâmetro. Suas estruturas são particularmente tênues: os filamentos (OIII), extremamente fracos, foram revelados aqui graças a um processamento paciente e meticuloso, destacando a onda de choque da explosão interagindo com o gás circundante.

Entre esses dois objetos, uma rede de nuvens filamentosas de hidrogênio completa o campo. A origem dessa estrutura se assemelha fortemente a uma SNR (remanescente de supernova). 

Esta cena, composta por Sh2-170 e Abell 85, ilustra duas facetas opostas da evolução estelar: a formação de novas estrelas dentro de uma nebulosa compacta e a morte violenta de uma estrela massiva em um remanescente de supernova. 

A nebulosa Sh2-170, que foi descoberta por Stewart Sharpless em 1959, é uma nebulosa de emissão localizada a aproximadamente 7.500 anos-luz da Terra. Ela se estende por quase 70 anos-luz, mas sua aparência circular e compacta lhe rendeu o apelido de "Pequena Roseta", em referência à famosa Nebulosa da Roseta em Monoceros. É um berçário estelar, onde novas gerações de estrelas nascem em meio a nuvens de gás e poeira.

O remanescente de supernova Abell 85, que foi descoberto em meados do século XX, foi inicialmente classificada como uma nebulosa planetária por George O. Abell em seu catálogo de 1955, devido à sua aparência difusa e anular em Hα. No entanto, observações de rádio subsequentes revelaram sua verdadeira natureza: um remanescente de supernova, agora conhecido como CTB 1. Localizado a cerca de 9.000 anos-luz de distância, Abell 85 é um dos maiores remanescentes de supernova visíveis da Terra. Seus filamentos mais brilhantes estão concentrados na parte leste, onde a onda de choque encontra um meio interestelar mais denso, enquanto a parte oeste revela apenas filamentos extremamente tênues, cuja detecção em (OIII) é um verdadeiro desafio para a obtenção de imagens.

A aquisição da imagem levou quase 27 horas de exposição para detectar os objetos. Uma testemunha magnífica da morte de uma estrela massiva, Abell 85 nos lembra que cada cicatriz cósmica preserva a memória de um antigo cataclismo.

Fonte: Amateur Astronomy Photo of the Day

Verificando o teorema da área do buraco negro de Stephen Hawking

Em 14 de setembro de 2015, um sinal chegou à Terra, trazendo informações sobre um par de buracos negros remotos que haviam espiralado juntos e se fundido.

© LVK (ondas gravitacionais geradas pela colisão de dois buracos negros)

O sinal havia viajado cerca de 1,3 bilhão de anos para chegar até nós à velocidade da luz, mas não era feito de luz. Era um tipo diferente de sinal: uma vibração do espaço-tempo chamada ondas gravitacionais, prevista pela primeira vez por Albert Einstein 100 anos antes.

Naquele dia, 10 anos atrás, os detectores gêmeos do Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro a Laser (LIGO) fizeram a primeira detecção direta de ondas gravitacionais, sussurros no cosmos que haviam passado despercebidos até aquele momento. A descoberta histórica significava que os pesquisadores agora podiam sentir o Universo por três meios diferentes. Ondas de luz, como raios X, ondas ópticas, ondas de rádio e outros comprimentos de onda da luz, bem como partículas de alta energia chamadas raios cósmicos e neutrinos, já haviam sido captadas antes, mas esta foi a primeira vez que alguém testemunhou um evento cósmico através da deformação gravitacional do espaço-tempo.

Por esta conquista, idealizada pela primeira vez há mais de 40 anos, três dos fundadores da equipe ganharam o Prêmio Nobel de Física de 2017: Rainer Weiss, do MIT, professor emérito de Física (que faleceu recentemente aos 92 anos); Barry Barish, do Caltech, Professor Emérito de Física Ronald e Maxine Linde; e Kip Thorne, do Caltech, Professor Emérito de Física Teórica Richard P. Feynman.

Atualmente, o LIGO, que consiste em detectores em Hanford, Washington, e Livingston, Louisiana, observa rotineiramente aproximadamente uma fusão de buracos negros a cada três dias. O LIGO agora opera em coordenação com dois parceiros internacionais: o detector de ondas gravitacionais Virgo, na Itália, e o KAGRA, no Japão. Juntos, a rede de busca por ondas gravitacionais, conhecida como LVK (LIGO, Virgo, KAGRA), captou um total de cerca de 300 fusões de buracos negros, algumas das quais já confirmadas, enquanto outras aguardam análises mais aprofundadas.

Durante a atual rodada científica da rede, a quarta desde a primeira rodada em 2015, o LVK descobriu mais de 200 possíveis fusões de buracos negros, mais que o dobro do número captado nas três primeiras rodadas. O aumento drástico no número de descobertas do LVK na última década se deve a diversas melhorias em seus detectores, algumas das quais envolvem engenharia de precisão quântica de ponta. Os detectores LVK continuam sendo, de longe, as réguas mais precisas para fazer medições já criadas por humanos. As distorções do espaço-tempo induzidas por ondas gravitacionais são incrivelmente minúsculas. Por exemplo, o LIGO detecta mudanças no espaço-tempo menores que 1/10.000 da largura de um próton. Isso é 700 trilhões de vezes menor que a largura de um fio de cabelo humano.

A sensibilidade aprimorada do LIGO é exemplificada na descoberta recente de uma fusão de buracos negros, denominada GW250114 (os números indicam a data em que o sinal da onda gravitacional chegou à Terra: 14 de janeiro de 2025). O evento não foi muito diferente da primeira detecção do LIGO (chamada GW150914), ambas envolvem a colisão de buracos negros a cerca de 1,3 bilhão de anos-luz de distância, com massas entre 30 e 40 vezes a do nosso Sol. Mas, graças a 10 anos de avanços tecnológicos que reduziram o ruído instrumental, o sinal do GW250114 está dramaticamente mais claro.

Ao analisar as frequências das ondas gravitacionais emitidas pela fusão, a equipe do LVK forneceu a melhor evidência observacional captada até o momento para o que é conhecido como teorema da área do buraco negro, uma ideia proposta por Stephen Hawking em 1971 que afirma que as áreas superficiais totais dos buracos negros não podem diminuir. Quando os buracos negros se fundem, suas massas se combinam, aumentando a área superficial. Mas eles também perdem energia na forma de ondas gravitacionais. Além disso, a fusão pode fazer com que o buraco negro combinado aumente seu spin, o que o leva a ter uma área menor.

O teorema da área do buraco negro afirma que, apesar desses fatores concorrentes, a área superficial total deve aumentar de tamanho. Mais tarde, Hawking e o físico Jacob Bekenstein concluíram que a área de um buraco negro é proporcional à sua entropia, ou grau de desordem. As descobertas abriram caminho para trabalhos inovadores posteriores no campo da gravidade quântica, que busca unir dois pilares da física moderna: a relatividade geral e a física quântica. Os buracos negros iniciais tinham uma área de superfície total de 240.000 quilômetros quadrados, enquanto a área final era de cerca de 400.000 quilômetros quadrados.

Outras descobertas científicas do LVK incluem a primeira detecção de colisões entre uma estrela de nêutrons e um buraco negro; fusões assimétricas, nas quais um buraco negro é significativamente mais massivo que seu parceiro; a descoberta dos buracos negros mais leves conhecidos, desafiando a ideia de que existe uma "lacuna de massa" entre estrelas de nêutrons e buracos negros; e a fusão de buracos negros mais massiva já vista, com uma massa combinada de 225 massas solares.

Olhando para um futuro mais distante, a equipe está trabalhando em um conceito para um detector ainda maior, chamado Cosmic Explorer, que teria braços de 40 quilômetros de comprimento (os observatórios gêmeos LIGO têm braços de 4 quilômetros). Um projeto europeu, chamado Telescópio Einstein, também planeja construir um ou dois enormes interferômetros subterrâneos com braços de mais de 10 quilômetros de comprimento. Observatórios nessa escala permitiriam aos cientistas ouvir as primeiras fusões de buracos negros no Universo.

Fonte: California Institute of Technology

Anã branca devorando um objeto semelhante a Plutão

Na nossa vizinhança estelar próxima, uma estrela "queimada" está petiscando um fragmento de um objeto semelhante a Plutão.

© Caltech (anã branca rodeada por um grande disco de detritos)

Com a sua capacidade única no ultravioleta, o telescópio espacial Hubble conseguiu identificar esta refeição.

O remanescente estelar é uma anã branca com cerca de metade da massa do nosso Sol, mas que está densamente comprimida num corpo com o tamanho da Terra. Os cientistas pensam que a imensa gravidade da anã puxou e rasgou um gelado análogo de Plutão do equivalente ao Cinturão de Kuiper do sistema, um anel gelado de detritos que rodeia o nosso Sistema Solar.

Uma equipe internacional de astrônomos analisou a composição química do objeto condenado à medida que os seus pedaços caíam sobre a anã branca. Em particular, detectaram substâncias com baixo ponto de ebulição, incluindo carbono, enxofre, nitrogênio e um elevado teor de oxigênio que sugere a forte presença de água.

Utilizando o COS (Cosmic Origins Spectrograph) do Hubble, a equipe descobriu que os fragmentos eram compostos por quase dois-terços de gelo de água. O fato de terem detectado tanto gelo significava que os pedaços faziam parte de um objeto muito massivo que se formou muito longe, no gelado análogo ao Cinturão de Kuiper desse sistema estelar.

Utilizando dados do Hubble, os cientistas calcularam que o objeto era maior do que os cometas típicos e que pode ser um fragmento de um exo-Plutão. Detectaram também uma grande proporção de nitrogênio, a mais elevada alguma vez detectada em sistemas de detritos de anãs brancas.

A acreção destes objetos ricos em elementos voláteis, por anãs brancas, é muito difícil de detectar no visível. Estes elementos voláteis só podem ser detectados com a sensibilidade única do Hubble à luz ultravioleta. Na luz óptica, a anã branca pareceria comum. A cerca de 260 anos-luz de distância, a anã branca é uma vizinha cósmica relativamente próxima. No passado, quando era uma estrela semelhante ao Sol, seria de esperar que abrigasse planetas. Daqui a bilhões de anos, quando o nosso Sol chegar ao fim da sua vida e colapsar numa anã branca, os objetos do Cinturão de Kuiper serão atraídos pela imensa gravidade do remanescente estelar. 

A equipe espera usar o telescópio espacial James Webb para detectar características moleculares de voláteis, como vapor de água e carbonatos, observando esta anã branca no infravermelho. Ao estudar mais profundamente as anãs brancas, os cientistas podem compreender melhor a frequência e a composição destes eventos de acreção ricos em voláteis.

Os pesquisadores também estão acompanhando a recente descoberta do cometa interestelar 3I/ATLAS. Eles estão ansiosos para conhecer a sua composição química, especialmente a sua fração de água. 

Um artigo foi publicado no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: Space Telescope Science Institute

Esta galáxia é espiral, elíptica ou nenhuma das duas?

A imagem do telescópio espacial Hubble apresenta uma galáxia difícil de categorizar.

© Hubble (NGC 2775)

A galáxia em questão é a NGC 2775, que fica a 67 milhões de anos-luz de distância, na constelação de Câncer (O Caranguejo).

A NGC 2775 possui um centro liso e sem características, desprovido de gás, assemelhando-se a uma galáxia elíptica. Ela também possui um anel empoeirado com aglomerados estelares irregulares, como uma galáxia espiral. Qual é, então: espiral ou elíptica, ou nenhuma das duas?

Como só podemos observar a NGC 2775 de um ângulo, é difícil afirmar com certeza. Alguns pesquisadores classificaram a NGC 2775 como uma galáxia espiral devido ao seu anel de estrelas e poeira, enquanto outros a classificaram como uma galáxia lenticular.

Galáxias lenticulares têm características comuns tanto às galáxias espirais quanto às elípticas. Ainda não se sabe exatamente como as galáxias lenticulares se formam, e elas podem se formar de diversas maneiras. Galáxias lenticulares podem ser galáxias espirais que se fundiram com outras galáxias ou que praticamente esgotaram o gás formador de estrelas e perderam seus proeminentes braços espirais. Elas também podem ter começado mais parecidas com galáxias elípticas e, em seguida, acumulado gás em um disco ao seu redor.

Algumas evidências sugerem que a NGC 2775 se fundiu com outras galáxias no passado. Invisível nesta imagem do Hubble, a NGC 2775 possui uma cauda de gás hidrogênio que se estende por quase 100.000 anos-luz ao redor da galáxia. Essa cauda tênue pode ser o remanescente de uma ou mais galáxias que vagaram muito perto da NGC 2775 antes de serem esticadas e absorvidas. 

Se a NGC 2775 se fundiu com outras galáxias no passado, isso poderia explicar a estranha aparência da galáxia hoje. Uma imagem do Hubble de NGC 2775 foi divulgada anteriormente em 2020, veja em Galáxia espiral "floculenta". A nova versão adiciona observações de um comprimento de onda específico de luz vermelha emitida por nuvens de gás hidrogênio ao redor de estrelas jovens e massivas.

Fonte: ESA