A gêmea mais distante da Via Láctea

Uma equipe internacional liderada pela Universidade de Genebra descobriu a candidata a galáxia espiral mais distante conhecida até à data.

© JWST (galáxia Zhúlóng)

Este sistema ultramassivo existiu apenas um bilhão de anos após o Big Bang e já apresenta uma estrutura notavelmente madura, com um bojo central antigo, um grande disco de formação estelar e braços espirais bem definidos. 

A descoberta foi feita com dados do telescópio espacial James Webb (JWST) e fornece uma perspectiva importante sobre o modo como as galáxias se podem formar e evoluir tão rapidamente no Universo primitivo. 

Espera-se que grandes galáxias espirais como a Via Láctea demorem alguns bilhões de anos para se formar. Durante os primeiros bilhões de anos da história cósmica, pensa-se que as galáxias eram pequenas, caóticas e de forma irregular. No entanto, o telescópio Webb está começando a revelar uma imagem muito diferente. As suas imagens profundas no infravermelho estão mostrando galáxias surpreendentemente massivas e bem estruturadas em épocas muito anteriores ao que se esperava previamente, evidenciando a necessidade de reavaliar como e quando as galáxias tomam forma no Universo primitivo. 

Entre estas novas descobertas encontra-se Zhúlóng, a candidata a galáxia espiral mais distante identificada até o momento, observada num desvio para o vermelho de 5,2. Apesar do período inicial de um bilhão de anos após o Big Bang, a galáxia exibe uma estrutura surpreendentemente madura: um bojo central antigo, um grande disco de formação estelar e braços espirais,- características tipicamente observadas em galáxias próximas.

A galáxia Zhúlóng, que significa "Dragão Flamejante" na mitologia chinesa, que é um poderoso dragão solar vermelho que cria o dia e a noite abrindo e fechando os olhos, simbolizando a luz e o tempo cósmico. O que faz com que Zhúlóng se destaque é o quanto se assemelha à Via Láctea em forma, tamanho e massa estelar. O seu disco estende-se por mais de 60.000 anos-luz, comparável à nossa Galáxia, e contém mais de 100 bilhões de massas solares de estrelas. Isto torna-a um dos análogos mais atraentes da Via Láctea alguma vez encontrados numa época tão precoce, levantando novas questões sobre o modo como galáxias espirais massivas e bem ordenadas se poderiam formar tão cedo após o Big Bang. 

Zhúlóng foi descoberta em imagens profundas do levantamento PANORAMIC do telescópio Webb, um programa extragaláctico de grande extensão. O PANORAMIC explora o modo único de "paralelo puro" do telescópio, uma estratégia eficiente para obter imagens de alta qualidade enquanto o instrumento principal do Webb está recolhendo dados sobre outro alvo. Isto permite ao Webb mapear grandes áreas do céu, o que é essencial para descobrir galáxias massivas, uma vez que são incrivelmente raras. 

Anteriormente, pensava-se que as estruturas em espiral demoravam bilhões de anos para desenvolver-se, e esperava-se que as galáxias massivas existissem só até muito mais tarde no Universo, porque tipicamente se formam depois de galáxias menores se terem fundido ao longo do tempo. 

As futuras observações do Webb e do ALMA (Atacama Large Millimeter Array) ajudarão a confirmar as suas propriedades e a revelar mais sobre a sua história de formação.

Um artigo foi publicado no periódico Astronomy & Astrophysics.

Fonte: Université de Genève

Indícios de atividade biológica fora do Sistema Solar

Astrônomos detectaram os sinais mais promissores até agora de uma possível bioassinatura fora do Sistema Solar, embora permaneçam cautelosos.

© A. Smith / N. Mandhusudhan (K2-18b e sua anã vermelha)

Usando dados do telescópio espacial James Webb (JWST) foram detectadas assinaturas químicas de dimetilsulfeto (DMS) e/ou dimetildissulfeto (DMDS) na atmosfera do exoplaneta K2-18b, que orbita sua estrela na zona habitável. 

Na Terra, DMS e DMDS são produzidos apenas por vida, principalmente microbiana, como o fitoplâncton marinho. Embora um processo químico desconhecido possa ser a fonte dessas moléculas na atmosfera de K2-18b, os resultados são a evidência mais forte até agora de que pode existir vida num planeta fora do nosso Sistema Solar. 

As observações atingiram o nível de significância estatística "três sigma", o que significa que há uma probabilidade de 0,3% de que tenham ocorrido por acaso. Para atingir a classificação aceita para descoberta científica, as observações teriam que ultrapassar o limiar de cinco sigma, o que significa que haveria menos de 0,00006% de probabilidade de terem ocorrido por acaso. 

O exoplaneta K2-18b tem 8,6 vezes a massa e 2,6 vezes o tamanho da Terra, e fica a 124 anos-luz de distância na constelação de Leão. Observações anteriores do K2-18b identificaram metano e dióxido de carbono em sua atmosfera. Esta foi a primeira vez que moléculas à base de carbono foram descobertas na atmosfera de um exoplaneta na zona habitável. Esses resultados foram consistentes com as previsões para um planeta "Hiciano": um mundo habitável coberto por oceano sob uma atmosfera rica em hidrogênio.

DMS e DMDS são moléculas da mesma família química e prevê-se que ambas sejam bioassinaturas. Ambas as moléculas apresentam características espectrais sobrepostas na faixa de comprimento de onda observada, embora observações adicionais ajudem a diferenciá-las. No entanto, as concentrações de DMS e DMDS na atmosfera de K2-18b são muito diferentes das da Terra, onde geralmente estão abaixo de uma parte por bilhão em volume. Em K2-18b, estima-se que sejam milhares de vezes mais fortes – mais de dez partes por milhão.

Embora ainda não seja uma descoberta definitiva, com ferramentas poderosas como o JWST e futuros telescópios, a humanidade está dando novos passos em direção à descobertas de vida fora da Terra.

Veja mais informações em notícia publicada anteriormente em Grande exoplaneta pode ter as condições ideais para a vida.

Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: University of Cambridge

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