Gases podem esconder sinais de vida extraterrestre

Cientistas identificaram uma nova e promissora forma de detectar vida em planetas longínquos, dependendo de mundos que não se parecem nada com a Terra e em gases raramente considerados na procura por extraterrestres.

© NASA (ilustração de exoplaneta com sinais de vida)

Pesquisadores da Universidade da Califórnia, Riverside (UCR), descrevem estes gases, que poderão ser detectados nas atmosferas de exoplanetas com o telescópio espacial James Webb. 

Os gases são compostos por um grupo metilo, chamados haletos de metilo, que tem um átomo de carbono e três de hidrogênio, ligado a um átomo do grupo dos halogêneos, como o cloro ou o bromo. São produzidos na Terra principalmente por bactérias, algas marinhas, fungos e algumas plantas. 

Um aspecto fundamental da procura por haletos de metilo é que os exoplanetas semelhantes à Terra são demasiado pequenos e tênues para serem vistos com o Webb, o maior telescópio atualmente no espaço. Ao invés, o Webb teria de procurar exoplanetas maiores que orbitassem pequenas estrelas vermelhas, com oceanos globais profundos e atmosferas espessas de hidrogênio, chamados planetas Hiceanos. Os seres humanos não poderiam respirar ou sobreviver nestes mundos, mas certos micróbios anaeróbicos poderiam prosperar nestes ambientes. 

Ao contrário de um planeta semelhante à Terra, onde o ruído atmosférico e as limitações do telescópio tornam difícil a detecção de bioassinaturas, os planetas Hiceanos fornecem um sinal muito mais claro. Os pesquisadores pensam que a procura de haletos de metilo em mundos Hiceanos é uma estratégia ótima para o momento atual.

O oxigênio é atualmente difícil ou impossível de detectar num planeta semelhante à Terra. No entanto, os haletos de metilo nos mundos Hiceanos fornecem uma oportunidade única de detecção com a tecnologia existente. Encontrar estes gases pode ser mais fácil do que procurar outros tipos de bioassinaturas, gases indicativos de vida. Uma das grandes vantagens da procura por haletos de metilo é o fato de poderem ser encontrados em apenas 13 horas com o Webb. 

Embora as formas de vida produzam haletos de metilo na Terra, o gás encontra-se em baixas concentrações na nossa atmosfera. Uma vez que os planetas Hiceanos têm uma composição atmosférica tão diferente e orbitam um outro tipo de estrela, os gases podem acumular-se nas suas atmosferas e ser detectáveis a anos-luz de distância.

O estudo baseia-se em pesquisas anteriores que estudaram diferentes bioassinaturas, incluindo o dimetilsulfureto, outro potencial sinal de vida. No entanto, os haletos de metilo parecem particularmente promissores devido às suas fortes características de absorção no infravermelho, bem como ao seu potencial para uma elevada acumulação numa atmosfera dominada pelo hidrogênio. 

No futuro, os pesquisadores planejam expandir este trabalho para outros tipos de planetas e outros gases. Por exemplo, efetuaram medições de gases provenientes do Lago Salton, nos EUA, que parece produzir gases halogenados como o clorofórmio.

Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: University of California

Uma super-Terra na zona habitável de uma anã vermelha próxima

Astrônomos detectaram uma super-Terra orbitando na zona habitável de GJ 3998, uma anã vermelha próxima situada a 59 anos-luz de distância.

© IAC (ilustração do exoplaneta GJ 3998 d e sua estrela hospedeira)

O novo planeta, chamado GJ 3998 d, é o terceiro encontrado no sistema. O planeta recentemente descoberto possui uma massa 6 vezes superior à da Terra e completa uma órbita a cada 41,8 dias. A esta distância, GJ 3998 d recebe apenas mais 20% de irradiação estelar do que a que a Terra recebe do Sol. GJ 3998 é significativamente menor e mais fria do que o Sol, o que faz com que a zona habitável se aproxime da estrela. Embora seja certamente diferente da Terra, se o planeta for rochoso, pode ser capaz de abrigar água líquida na sua superfície.

A proximidade deste sistema ao Sol faz de GJ 3998 d um candidato atrativo para a caracterização atmosférica. Deverá ser possível verificar a presença de uma atmosfera e sondar a presença de oxigênio usando o futuro espectrógrafo ANDES do ELT (Extremely Large Telescope) do ESO. O exoplaneta GJ 3998 d seria também um bom alvo para o futuro telescópio ELF (Exo Life Finder) de 50 metros, liderado pelo IAC (Instituto de Astrofísica de Canarias), que procurará bioassinaturas em atmosferas exoplanetárias.

A descoberta faz parte do programa HADES, um esforço internacional para explorar sistemas planetários em torno de anãs vermelhas através do TNG (Telescopio Nazionale Galileo) no Observatório Roque de los Muchachos, em La Palma.

As anãs vermelhas são estrelas menores e mais frias do que o Sol, e constituem quase três-quartos da população estelar da nossa Galáxia. As suas baixas massas e abundância tornam-nas alvos privilegiados na procura de planetas de baixa massa. A GJ 3998, uma dessas anãs vermelhas, tem sido atrativa para a comunidade devido à sua proximidade e à sua atividade estelar bastante moderada. Usando o espetrógrafo HARPS-N do TNG, foi possível detectar pequenas oscilações no movimento da estrela, causadas pela atração gravitacional de planetas em órbita.

Um estudo anterior, realizado em 2016, já tinha detectado dois planetas. A presença de um sinal adicional nos dados motivou a continuação das observações e a reanálise do conjunto de dados. Com três planetas conhecidos agora detectados no sistema, GJ 3998 destaca mais uma vez como os sistemas multiplanetários são comuns.

Um artigo foi publicado no periódico Astronomy & Astrophysics. 

Fonte: Instituto de Astrofísica de Canarias

Saturno tem 128 novas luas

Saturno deixou o seu antigo rival, Júpiter, para trás com um novo total de 274 luas, quase o dobro de todos os outros planetas juntos.

© NASA (ilustração de Saturno e de algumas das suas luas)

A IAU (International Astronomical Union) reconheceu a descoberta feita por astrônomos de Taiwan, Canadá, EUA e França no dia 11 de março. A equipe utilizou o CFHT (Canada-France-Hawaii Telescope) para monitorar repetidamente o céu em torno de Saturno entre 2019 e 2021, com detalhes minuciosos, combinando várias imagens para reforçar o sinal de um objeto astronômico. Esta fase inicial produziu 62 luas, e um número ainda maior de outros objetos que, no momento, não podiam ser designados.

Com o conhecimento de que seriam provavelmente luas, e que provavelmente havia ainda mais à espera de serem descobertas, os mesmos campos celestes foram revisitados durante três meses consecutivos em 2023. E efetivamente foram encontradas 128 novas luas. Todas as luas descobertas são irregulares, objetos capturados pelo seu planeta hospedeiro no início da história do Sistema Solar.

Estas luas têm poucos quilômetros de tamanho e são provavelmente todas fragmentos de um número menor de luas originalmente capturadas que foram quebradas por colisões violentas, quer com outras luas saturnianas quer com cometas que passavam.

Um mistério no sistema irregular de luas de Saturno foi um dos principais motivadores da última pesquisa: dado o elevado número de luas pequenas em comparação com as grandes, é provável que tenha havido uma colisão em algum lugar no sistema de Saturno nos últimos 100 milhões de anos, relativamente recente em termos astronômicos.

De outra forma, mais tempo e estas luas teriam colidido umas com as outras e ficado em pedaços, o que reduziria preferencialmente a proporção de luas pequenas em relação às maiores. De fato, a maioria das novas luas descobertas estão perto do subgrupo Mundilfari das luas de Saturno que, dado o seu tamanho, número e concentração orbital, é o local provável da colisão. Mundilfari, também conhecido como Saturno XXV, é um satélite natural de Saturno.

Com a tecnologia atual, não creio que possamos fazer muito melhor do que o que já foi feito para as luas em volta de Saturno, Urano e Netuno.

Fonte: The University of British Columbia

Uma anã branca e uma companheira anã vermelha

Astrônomos demonstraram que uma anã branca e uma anã vermelha, que se orbitam uma à outra de duas em duas horas, emitem pulsos de rádio.

© D. Futselaar (pulsos de rádio emitidos por interação de duas estrelas)

Graças a observações efetuadas com vários telescópios, os pesquisadores puderam, pela primeira vez, determinar com certeza a origem destes sinais. Nos últimos anos, devido a melhores técnicas de análise, foram detectados pulsos de rádio que duram entre segundos e minutos e que parecem ser originários de estrelas da Via Láctea.

Existem muitas hipóteses acerca do que desencadeia estes pulsos, mas até agora não havia evidências concretas. Um estudo descobriu pulsos provenientes de uma fonte chamada ILTJ1101. Observações com o MMT (Multiple Mirror Telescope) de 6,5 m, no estado norte-americano do Arizona, e com o Telescópio Hobby-Eberly, no Texas, mostraram que não é uma estrela que pisca, mas duas estrelas que, em conjunto, são a causa do pulso.

As duas estrelas, uma anã vermelha e uma anã branca, orbitam um centro de gravidade comum a cada 125 minutos. Estão localizadas a cerca de 1.600 anos-luz de distância na direção da constelação da Ursa Maior.

Os astrônomos pensam que a emissão de rádio é provocada pela interação da anã vermelha com o campo magnético da anã branca. No futuro, são planejados estudos para analisar a emissão ultravioleta de ILTJ1101. Isto ajudará a determinar a temperatura da anã branca e a aprender mais sobre a história das anãs brancas e vermelhas.

Por intermédio desta descoberta, sabe-se agora que as estrelas de nêutrons não têm o monopólio dos pulsos brilhantes de rádio. Nos últimos anos, cerca de dez sistemas emissores de rádio, deste tipo, foram descobertos por outros grupos de pesquisa. No entanto, estes grupos ainda não conseguiram provar se estes pulsos provêm de uma anã branca ou de uma estrela de nêutrons. Os pesquisadores estão agora verificando todos os dados do LOFAR (Low-Frequency Array) para encontrar mais pulsos de longo período.

Um artigo foi publicado na revista Nature Astronomy.

Fonte: Leiden University

Encontrado sistema planetário de estrela individual mais próxima

Usando em parte o telescópio Gemini North, os astrônomos descobriram quatro exoplanetas subterrestres em órbita da Estrela de Barnard, o sistema mais próximo da Terra composto por apenas uma estrela.

© Gemini Observatory (ilustração dos exoplanetas em torno da Estrela de Barnard)

Um dos planetas é o menos massivo alguma vez descoberto usando a técnica da velocidade radial, indicando um novo ponto de referência para a descoberta de planetas menores em torno de estrelas próximas. 

Há já um século que os astrônomos estudam a Estrela de Barnard na esperança de encontrar planetas em órbita. Descoberta pela primeira vez por Edward Emerson Barnard no Observatório Yerkes em 1916, é o sistema, com apenas uma estrela, mais próximo da Terra (o sistema Alpha Centauri é o mais próximo, mas tem três estrelas). 

A Estrela de Barnard está classificada como uma anã vermelha, que são estrelas de baixa massa que frequentemente abrigam sistemas planetários íntimos, muitas vezes com múltiplos planetas rochosos. As anãs vermelhas são extremamente numerosas no Universo. 

A equipe liderada por Jacob Bean, da Universidade de Chicago, criou o instrumento MAROON-X, concebido especificamente para procurar planetas distantes em torno de estrelas anãs vermelhas. O MAROON-X está montado no telescópio Gemini North, metade do Observatório Internacional Gemini, que é operado pelo NOIRLab (National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory). O MAROON-X procura exoplanetas usando a técnica da velocidade radial, o que significa que detecta a sutil oscilação para a frente e para trás de uma estrela, à medida que os seus exoplanetas a puxam gravitacionalmente, o que faz com que a luz emitida pela estrela se desloque ligeiramente em termos de comprimento de onda. O potente instrumento mede estas pequenas oscilações da luz com tanta precisão que até consegue determinar o número e a massa dos planetas que devem estar orbitando a estrela para produzir o efeito observado. 

Depois de calibrar e analisar rigorosamente os dados recolhidos durante 112 noites ao longo de um período de três anos, a equipe encontrou evidências sólidas da existência de três exoplanetas em torno da Estrela de Barnard, dois dos quais já tinham sido classificados como candidatos. Foram combinados também dados do MAROON-X com dados de um estudo de 2024 feito com o instrumento ESPRESSO no VLT (Very Large Telescope) do ESO, no Chile, para confirmar a existência de um quarto planeta, elevando-o também de candidato a genuíno. 

Os planetas recém-descobertos são, muito provavelmente, planetas rochosos e não planetas gasosos como Júpiter. No entanto, será difícil determinar com certeza este aspecto, uma vez que, devido ao ângulo em que os observamos da Terra, os planetas não se cruzam em frente da sua estrela, que é o método habitual para determinar a composição de um planeta. Mas com informações de planetas semelhantes em torno de outras estrelas, será possível fazer melhores estimativas da sua composição. No entanto, conseguiram excluir, com um grau de certeza razoável, a existência de outros exoplanetas com massas comparáveis à da Terra na zona habitável da Estrela de Barnard.

Os quatro planetas, cada um com apenas cerca de 20 a 30% da massa da Terra, estão tão perto da sua estrela natal que completam uma órbita numa questão de dias. O quarto planeta é o planeta menos massivo descoberto até à data usando a técnica da velocidade radial. A maioria dos planetas rochosos encontrados até agora são muito maiores do que a Terra e parecem ser bastante semelhantes em toda a Galáxia. Mas há razões para pensar que os exoplanetas menores têm composições mais variadas. À medida que os cientistas forem encontrando mais deles, poderão começar a obter mais informações sobre o modo como estes exoplanetas se formam e o que os torna suscetíveis de terem condições habitáveis.

Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: Gemini Observatory

Eclipse Total da Lua

Na madrugada do dia 14 de março, todo o Brasil poderá contemplar o Eclipse Total da Lua em todas as suas fases: penumbral, parcial e total.

© Phil Hart (Elipse Total da Lua)

Os eclipses lunares acontecem quando a Lua entra na sombra da Terra. Essa sombra é dividida em duas partes: a umbra, que é completamente escura por não receber nenhuma luz solar direta, e a penumbra, que ainda recebe alguma iluminação do Sol. Quando a Lua entra na penumbra, temos o eclipse penumbral, e quando entra na umbra, temos o eclipse parcial. Quando a Lua está totalmente dentro da umbra, ocorre o eclipse total. Todo eclipse total passa pelas fases penumbral e parcial antes e depois da fase total. Após o eclipse total há novo eclipse parcial e penumbral, pois a a Lua estará saindo da sombra da Terra. 

Esse eclipse total da madrugada de 14 de março terá suas fases penumbral inicial, parcial inicial e total, vistas em todo o Brasil. Em partes da fase penumbral final e parcial final é que a Lua já terá se posto de acordo com o local. No horário de Brasília, a totalidade ocorrerá as 3h59; as fases do eclipse total da Lua é descrita a seguir:

• Início do Eclipse Penumbral: 0h57 
• Início do Eclipse Parcial: 2h10 
• Início do Eclipse Total: 3h26 
• Máximo do Eclipse Total: 3h59 
• Fim do Eclipse Total: 4h31 
• Fim do Eclipse Parcial: 5h48 
• Fim do Eclipse Penumbral: 7h00 

O eclipse da Lua é visto a olho nu, ou seja, sem uso de instrumentos e não requer nenhum cuidado com os olhos, podendo-se olhar pelo tempo que desejar. A Lua já estará bem alta no céu no início do eclipse penumbral e vai ficar do lado oeste durante todo o eclipse. O lado oeste é o lado onde o Sol se põe.

No início do eclipse total a Lua já está uma altura de cerca de 30 graus e no final estará a 19 graus. Essa altura da Lua no mesmo horário difere um pouco de acordo com o local. Para ter ideia do que isso significa, recomendamos que estique o braço em direção ao céu e observe que o tamanho da mão aberta equivale a 15 graus.

Por que a Lua fica avermelhada durante o Eclipse Total?

O aspecto avermelhado da Lua durante o eclipse total se deve à forma como a luz do Sol interage com a atmosfera terrestre. Mesmo totalmente encoberta pela sombra escura da Terra, a Lua ainda recebe luz solar indiretamente, filtrada pela atmosfera. A luz branca do Sol penetra na atmosfera e as cores azul e violeta são dispersadas pelos gases atmosféricos. Já as tonalidades mais próximas do vermelho conseguem atravessar com mais facilidade, conferindo à Lua essa coloração característica.

O próximo eclipse total da Lua será em 7 de setembro desse ano, mas antes haverá um eclipse solar parcial em 29 de março e depois outro eclipse solar parcial em 21 de setembro.

O Observatório Nacional fará a transmissão ao vivo, iniciando às 0h30 e finalizando às 5h da manhã. Assista a live do eclipse no canal do YouTube.

Fonte: Observatório Nacional

IA encontra estrelas de nêutrons em fusão em tempo real

Quando duas estrelas de nêutrons se fundem, as ondas gravitacionais propagam-se no espaço. Pouco depois desta perturbação do espaço-tempo, segue-se uma explosão brilhante, uma quilonova, na qual surgem átomos pesados que as estrelas não conseguem formar.

© A. Posada (ondas gravitacionais geradas por duas estrelas de nêutrons em fusão)

As quilonovas expressam-se em muitas facetas diferentes, o que proporciona uma excelente oportunidade para estudar a gravidade e a matéria sob condições extremas. Mas são raras e de curta duração. Para que os detectores de ondas gravitacionais e os telescópios tenham a possibilidade de encontrar esses sinais, é necessário rapidez e precisão. 

Astrônomos estão utilizando a aprendizagem de máquina para analisar dados de detectores de ondas gravitacionais em alta velocidade para encontrar uma colisão de estrelas de nêutrons antes da explosão subsequente estar em pleno andamento. 

As estrelas de nêutrons são remanescentes estelares exóticos e extremamente compactos. Apenas os buracos negros têm uma densidade superior. Ao passo que os buracos negros que colidem uns com os outros só podem ser detectados pelas ondas gravitacionais emitidas, as fusões de estrelas de nêutrons emitem um breve clarão de luz em todo o espectro eletromagnético logo após o sinal da onda gravitacional. 

Estas quilonovas ocorrem a milhões de anos-luz da Terra. O objetivo é localizá-las antes que os telescópios as possam ver: o seu sinal de onda gravitacional deve ser encontrado o mais rapidamente possível no fluxo de dados dos instrumentos correspondentes. Este é um grande desafio para os métodos tradicionais de análise de dados. Estes sinais correspondem a minutos de dados dos detectores atuais e, potencialmente, a horas ou dias de dados de futuros observatórios. A análise de conjuntos de dados tão massivos é computacionalmente dispendiosa e morosa. 

Uma equipe internacional de cientistas desenvolveu um algoritmo de aprendizagem de máquina, denominado DINGO-BNS (Deep INference for Gravitational-wave Observations from Binary Neutron Stars), que permite poupar tempo precioso na interpretação das ondas gravitacionais emitidas por fusões binárias de estrelas de nêutrons. Treinaram uma rede neural para caracterizar completamente os sistemas de estrelas de nêutrons em fusão em cerca de um segundo, em comparação com cerca de uma hora para os métodos tradicionais mais rápidos. As fusões de estrelas de nêutrons emitem luz visível (na subsequente explosão de quilonova) e outras radiações eletromagnéticas, para além das ondas gravitacionais.

O método em tempo real poderá estabelecer um novo padrão para a análise de dados de fusões de estrelas de nêutrons, dando à comunidade astronômica em geral mais tempo para apontar os seus telescópios para as estrelas de nêutrons em fusão assim que os grandes detectores da colaboração LVK (LIGO-Virgo-KAGRA) as identifiquem.

O DINGO-BNS poderá um dia ajudar a observar sinais eletromagnéticos antes e no momento da colisão das duas estrelas de nêutrons. Estas observações precoces poderão fornecer novos conhecimentos sobre o processo de fusão e a subsequente quilonova, que ainda são misteriosos.

Os resultados foram publicados na revista Nature.

Fonte: Max Planck Institute for Gravitational Physics