Uma galáxia espiral rica em supernovas

A galáxia espiral NGC 1309, rica em detalhes, brilha nesta imagem obtida pelo telescópio espacial Hubble.

© Hubble (NGC 1309)

Esta impressionante imagem abrange as estrelas azuladas, as nuvens de gás marrom escuras e o centro branco perolado da NGC 1309, bem como centenas de galáxias de fundo distantes. Quase cada mancha, faixa e bolha de luz nesta imagem é uma galáxia individual. A única exceção ao conjunto extragaláctico é uma estrela, que pode ser identificada perto do topo do quadro por seus picos de difração. 

A NGC 1309 está situada a cerca de 100 milhões de anos-luz de distância, na constelação de Eridanus. Ela é positivamente vizinha, a apenas alguns milhares de anos-luz de distância, na Via Láctea. 

O Hubble voltou sua atenção para a NGC 1309 diversas vezes; imagens anteriores desta galáxia foram divulgadas pelo Hubble em 2006 e 2014. Grande parte do interesse científico da NGC 1309 deriva de duas supernovas: a SN 2002fk, em 2002, e a SN 2012Z, em 2012. 

A SN 2002fk foi um exemplo perfeito de uma supernova do Tipo Ia, que ocorre quando o núcleo de uma estrela morta (uma anã branca) explode. A SN 2012Z, por outro lado, foi um pouco rebelde. Foi classificada como uma supernova do Tipo Iax: embora seu espectro se assemelhasse ao de uma supernova do Tipo Ia, a explosão não foi tão brilhante quanto o esperado.

Observações do Hubble mostraram que, neste caso, a supernova não destruiu completamente a anã branca, deixando para trás uma "estrela zumbi" que brilhou ainda mais do que antes da explosão. As observações do Hubble de NGC 1309 feitas ao longo de vários anos também fizeram com que esta fosse a primeira vez que a anã branca progenitora de uma supernova foi identificada em imagens tiradas antes da explosão.

Fonte: ESA

Descoberta a estrela companheira de Betelgeuse!

Os astrônomos descobriram uma estrela companheira numa órbita incrivelmente íntima em torno de Betelgeuse.

© Gemini (Betelgeuse e sua companheira)

Esta descoberta resolve o mistério de longa data da variação de brilho da estrela e fornece informações sobre os mecanismos físicos subjacentes a outras supergigantes vermelhas variáveis.

Betelgeuse é uma das estrelas mais brilhantes do céu noturno e a supergigante vermelha mais próxima da Terra. Tem um volume enorme, com um raio cerca de 700 vezes superior ao do Sol. Apesar de ter apenas dez milhões de anos, o que é considerado jovem para os padrões da astronomia, já está no final da sua vida.

Localizada no ombro da constelação de Órion, há milênios que as pessoas observam Betelgeuse a olho nu, notando que a estrela muda de brilho ao longo do tempo. Os astrônomos estabeleceram que Betelgeuse tem um período principal de variabilidade de cerca de 400 dias e um período secundário mais alargado de cerca de seis anos. Em 2019 e 2020, registrou-se uma diminuição acentuada no brilho de Betelgeuse, um evento referido como o "Grande Escurecimento".

O evento levou algumas pessoas a pensar que a morte da estrela, por supernova, estava chegando, mas foi possível determinar que a diminuição de brilho foi efetivamente provocada por uma grande nuvem de poeira ejetada de Betelgeuse. O mistério do Grande Escurecimento foi resolvido, mas o evento despertou um interesse renovado no estudo de Betelgeuse, o que suscitou novas análises de dados de arquivo.

Uma investigação levou os cientistas a propor que a causa da variabilidade de seis anos de Betelgeuse era a presença de uma estrela companheira. Mas quando o telescópio espacial Hubble e o Observatório de raios X Chandra procuraram essa companheira, nenhuma foi detectada. A estrela companheira foi agora detectada pela primeira vez por uma equipe de astrofísicos liderada por Steve Howell, pesquisador sênior do Ames Research Center da NASA.

Observaram Betelgeuse utilizando um instrumento chamado 'Alopeke, que significa "raposa" em havaiano, e está acoplado ao telescópio Gemini North, uma metade do Observatório Internacional Gemini. O instrumento utiliza tempos de exposição muito curtos para "congelar" as distorções nas imagens causadas pela atmosfera da Terra. Esta técnica permite uma alta resolução que, quando combinada com o poder de recolhimento de luz do espelho de 8,1 metros do Gemini North, permitiu a detecção direta da tênue companheira de Betelgeuse.

A análise da luz da estrela companheira permitiu aos astrônomos determinarem as características da estrela companheira. Descobriram que é seis magnitudes mais fraca do que Betelgeuse no visível, tem uma massa estimada em cerca de 1,5 vezes a do Sol e parece ser uma estrela de pré-sequência principal do tipo A ou B, ou seja, uma estrela quente, jovem e azul-esbranquiçada que ainda não iniciou a combustão de hidrogênio no seu núcleo. A companheira está a uma distância relativamente curta da superfície de Betelgeuse, cerca de quatro vezes a distância entre a Terra e o Sol.

Esta descoberta marca a primeira vez que se detecta uma companheira estelar próxima em órbita de uma estrela supergigante. Ainda mais impressionante, a companheira orbita bem dentro da atmosfera exterior alargada de Betelgeuse, comprovando as incríveis capacidades de resolução do 'Alopeke. 

Esta descoberta fornece uma imagem mais clara da vida e da futura morte desta supergigante vermelha. Betelgeuse e a sua estrela companheira nasceram provavelmente ao mesmo tempo. No entanto, a estrela companheira terá um tempo de vida reduzido, uma vez que as fortes forças de maré farão com que espirale em direção a Betelgeuse e encontre aí a sua morte, que os cientistas estimam que ocorrerá nos próximos 10.000 anos. A descoberta também ajuda a explicar porque é que estrelas supergigantes vermelhas semelhantes podem sofrer alterações periódicas no seu brilho em escala de muitos anos.

Em novembro de 2027 ocorrerá outra oportunidade para estudar a companheira estelar de Betelgeuse, quando esta voltar à sua maior separação da supergigante vermelha e, portanto, quando for mais fácil de ser detectada. Nesta ocasião as observações de Betelgeuse antes e durante este evento será possível melhor determinar a natureza da companheira.

Fonte: Gemini Observatory

Descoberto um objeto distante raro em sincronia com Netuno

Uma equipe de astrônomos liderada pelo Centro de Astrofísica do Harvard & Smithsonian descobriu um objeto raro muito além de Netuno, de uma classe conhecida como objetos transnetunianos, que se move em ritmo com o planeta gigante.

© CfA (orbita do objeto transnetuniano 2020 VN40)

Este objeto, chamado 2020 VN40, é o primeiro corpo confirmado que orbita o Sol uma vez a cada dez órbitas completadas por Netuno. Esta imagem mostra as órbitas de todos os objetos descobertos no Outer Solar System Origins Survey. A órbita de 2020 VN40 é a mais espessa, inclinada para cima e para a esquerda em relação às órbitas da maioria dos objetos. As órbitas dos planetas gigantes Júpiter, Saturno, Urano e Netuno são os círculos brancos.

Esta descoberta ajuda os cientistas a entender como os objetos no Sistema Solar externo se comportam e como chegaram lá. Ela reforça a ideia de que muitos objetos distantes ficam temporariamente "presos" na gravidade de Netuno enquanto flutuam pelo espaço.

A descoberta foi feita pelo levantamento Large Inclination Distant Objects (LiDO), que buscou objetos incomuns no Sistema Solar externo. Este levantamento utilizou o Telescópio Canadá-França-Havaí para as principais operações de levantamento, e o Observatório Gemini e o Magellan Baade para observações adicionais. O levantamento foi projetado para procurar corpos com órbitas que se estendem muito acima e abaixo do plano da órbita da Terra ao redor do Sol, parte do Sistema Solar externo que ainda não foi bem estudada.

A distância média do objeto é cerca de 140 vezes maior do Sol do que a da Terra e ele segue uma trajetória bastante inclinada ao redor do Sistema Solar. O que torna o 2020 VN40 ainda mais interessante é como ele se move em comparação com Netuno.

A maioria dos objetos com uma simples razão entre a duração de sua órbita e a duração da órbita de Netuno sempre se aproxima mais do Sol quando Netuno está distante. Em contraste, 2020 VN40 se aproxima mais do Sol quando Netuno está muito próximo, se observarmos suas posições de cima do Sistema Solar. A inclinação da órbita de 2020 VN40 significa que os objetos não estão realmente próximos, pois 2020 VN40 está, na verdade, muito abaixo do Sistema Solar, eles só parecem próximos quando achatados em um mapa. Todos os outros objetos transnetunianos ressonantes conhecidos orbitam de forma a evitar esse alinhamento em sua maior aproximação do Sol, mesmo na visão achatada.

Esta descoberta sugere que órbitas altamente inclinadas podem levar a novos e inesperados tipos de movimento. O levantamento LiDO já encontrou mais de 140 objetos distantes, e mais descobertas são esperadas em levantamentos futuros. Com telescópios como o Observatório Vera C. Rubin, os cientistas esperam encontrar muitos outros objetos como o 2020 VN40.

Um artigo foi publicado no periódico The Planetary Science Journal.

Fonte: Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics

Exoplaneta recém-nascido esculpindo a poeira ao seu redor

Os astrônomos podem ter descoberto um planeta ainda em formação esculpindo um padrão intrincado no gás e poeira que rodeia a sua jovem estrela hospedeira.

© VLT (planeta nascendo em torno da estrela jovem HD 135344B)

A imagem da esquerda, obtida com um novo instrumento Enhanced Resolution Imager and Spectrograph (ERIS) montado no Very Large Telescope (VLT) do ESO, que mostra um possível planeta nascendo em torno da estrela jovem HD 135344B. O círculo preto central corresponde a um coronógrafo, um dispositivo que bloqueia a luz da estrela para revelar detalhes tênues ao seu redor. O círculo branco indica a localização do planeta. A imagem da direita combina observações anteriores realizadas com o instrumento Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE), também montado no VLT, (em vermelho) e com o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA, em laranja e azul).

Com o auxílio do VLT, os cientistas observaram um disco planetário com braços espirais proeminentes, sinais claros de que existe um planeta aninhado nas suas regiões mais interiores. Trata-se da primeira vez que os astrônomos detectam um candidato a planeta no interior de um disco espiral.

O potencial planeta em formação foi detectado em torno da estrela HD 135344B, no interior de um disco de gás e poeira que a rodeia, chamado disco protoplanetário. Estima-se que o planeta em formação tenha o dobro do tamanho de Júpiter e esteja tão longe da sua estrela hospedeira como Netuno está do Sol. Foi observado moldando o material que o rodeia no interior do disco protoplanetário, à medida que cresce para se transformar num planeta completamente formado.

Os discos protoplanetários são estruturas que observamos em torno de estrelas jovens e que apresentam frequentemente padrões intrincados, como anéis, espaços vazios ou espirais. Há muito que os astrônomos previram que estes padrões são causados por planetas formação, que varrem o material à medida que orbitam em torno da sua estrela progenitora. No entanto, e até agora, ainda não tinha sido observado um destes "escultores planetários" em construção.

Particularmente e no caso do disco da HD 135344B, tinham já sido previamente detectados por outra equipa braços espirais rodopiantes com o instrumento SPHERE. Contudo, em nenhuma das observações anteriores tinham sido encontrados sinais da existência dum planeta se formando no interior do disco; veja detalhes em: O ALMA revela locais de construção planetária.

Agora, nas observações obtidas com o novo instrumento ERIS, os pesquisadores acreditam ter encontrado um planeta em formação. A equipe detectou o candidato a planeta mesmo na base de um dos braços espirais do disco, exatamente onde a teoria prevê que se poderá encontrar o planeta responsável por esculpir o padrão observado. Um artigo foi publicado ontem no periódico Astronomy & Astrophysics.

Outra equipe de astrônomos utilizou também recentemente o instrumento ERIS para observar a estrela V960 Mon, a qual se encontra ainda na fase inicial da sua vida. Num estudo publicado em 18 de Julho no peródico The Astrophysical Journal Letters, os cientistas relataram a descoberta de um objeto companheiro desta estrela jovem, embora a natureza exata desse objeto permaneça ainda um mistério.

© VLT (companheiro orbitando a estrela V960 Mon)

O novo estudo vem no seguimento de observações da estrela V960 Mon realizadas há alguns anos atrás; veja detalhes em: Novas imagens revela segredos sobre o nascimento de planetas.

Estas observações, obtidas com o SPHERE e o ALMA, revelaram que o material que orbita a V960 Mon se apresenta sob a forma de uma série de braços em espiral intrincados e que se está se fragmentando, num processo conhecido por “instabilidade gravitacional”. Este processo ocorre quando grandes aglomerados de material em torno de uma estrela se contraem e colapsam, cada um com o potencial de formar um planeta ou um objeto maior.

O trabalho anterior tinha revelado a presença de material instável, mas a questão do que aconteceria a seguir tinha ficado em aberto. Assim, com o auxílio do ERIS, foi possível procurar fragmentos compactos e luminosos que assinalassem a presença de uma companheira no disco. A equipe descobriu um potencial objeto companheiro muito próximo de um dos braços espirais observados com o SPHERE e o ALMA, e afirma que se pode tratar ou de um planeta em formação ou de uma anã marrom, um objeto maior do que um planeta que não tem massa suficiente para brilhar como uma estrela.

A ser confirmada a sua existência, trata-se da primeira detecção clara de um planeta ou anã marrom se formando por instabilidade gravitacional.

Fonte: ESO

Urano é mais quente do que se pensava

Durante milênios, os astrônomos pensaram que Urano não era mais do que uma estrela distante. Só no final do século XVIII é que Urano foi universalmente aceito como um planeta.

© JWST (Urano)

Ainda hoje, este mundo azul e com anéis subverte as expectativas dos cientistas, mas uma nova pesquisa da NASA ajuda a esclarecer alguma da mística do planeta. Urano é diferente de qualquer outro planeta do nosso Sistema Solar. Gira de lado, o que significa que cada polo está diretamente virado para o Sol durante um "verão" contínuo de 42 anos. Úrano também gira na direção oposta à de todos os planetas, exceto Vênus.

Os dados do sobrevoo da Voyager 2 da NASA por Urano, em 1986, também sugerem que o planeta é incomumente frio no seu interior, desafiando a reconsideração de teorias fundamentais de como os planetas se formaram e evoluíram no nosso Sistema Solar.

As projeções de Urano foram feitas a partir de uma única medição de perto do calor emitido pelo planeta, feita pela Voyager 2: Agora, usando uma técnica avançada de modelação por computador e revisitando décadas de dados, foi descoberto que Urano gera algum calor.

O calor interno de um planeta pode ser calculado comparando a quantidade de energia que recebe do Sol com a quantidade de energia que libera para o espaço sob a forma de luz refletida e calor emitido. Os outros planetas gigantes do Sistema Solar: Saturno, Júpiter e Netuno emitem mais calor do que o que recebem, o que significa que o calor extra vem do interior, em grande parte devido aos processos altamente energéticos que formaram os planetas há 4,5 bilhões de anos.

A quantidade de calor que um planeta emana pode ser uma indicação da sua idade: quanto menos calor liberado em relação ao calor absorvido do Sol, mais velho é o planeta. Urano destacava-se dos outros planetas porque parecia liberar tanto calor como o que recebia, o que implicava que não tinha calor próprio. Este fato intrigou os cientistas. Alguns levantaram a hipótese de que talvez o planeta seja muito mais velho do que todos os outros e tenha arrefecido completamente. Outros propuseram que uma colisão gigantesca, a mesma que pode ter colocado o planeta de lado, teria liberado todo o calor de Urano. Mas nenhuma destas hipóteses são satisfatórias. Será que não existe mesmo calor interno em Urano?

Após refazer os cálculos para ver quanta luz solar é refletida por Urano, os cientistas perceberam que ele é mais refletivo do que as pessoas tinham estimado. Os pesquisadores propuseram-se determinar o orçamento energético total de Urano: a quantidade de energia que recebe do Sol, a quantidade que reflete como luz solar e a quantidade que emite como calor. Para isso, precisavam de estimar a quantidade total de luz refletida pelo planeta em todos os ângulos.

Foram usados dados da atmosfera de Urano a partir de décadas de observações de telescópios terrestres e espaciais, incluindo o telescópio espacial Hubble e o IRTF (Infrared Telescope Facility) da NASA no Havaí. Um modelo computacional foi desenvolvido incluindo informações sobre as neblinas, nuvens e mudanças sazonais do planeta, que afetam a forma como a luz solar é refletida e como o calor escapa. Os pesquisadores descobriram que Urano libera cerca de 15% mais energia do que a que recebe do Sol.

Estes estudos sugerem que Urano tem o seu próprio calor, embora ainda muito menos do que o seu vizinho Netuno, que emite mais do dobro da energia que recebe. Desvendar o passado de Urano é útil não só para mapear a cronologia de quando os planetas do Sistema Solar se formaram e migraram para as suas órbitas atuais, mas também ajuda os cientistas a compreender melhor muitos dos exoplanetas, a maioria dos quais têm o mesmo tamanho que Urano.

Dois artigos foram publicados nos periódicos Geophysical Research Letters e Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: NASA

Galáxia espiral na constelação de Hidra

A imagem da galáxia espiral obtida pelo telescópio espacial Hubble é a NGC 3285B, que reside a 137 milhões de anos-luz de distância, na constelação de Hidra.

© Hubble (NGC 3285B)

Hidra possui a maior área entre as 88 constelações que cobrem todo o céu em uma colcha de retalhos celeste. É também a constelação mais longa, estendendo-se por 100 graus. Seriam necessárias quase 200 Luas cheias, colocadas lado a lado, para alcançar de um lado a outro da constelação. A NGC 3285B é membro do aglomerado de Hidra I, um dos maiores aglomerados de galáxias do Universo próximo.

Aglomerados de galáxias são coleções de centenas a milhares de galáxias ligadas umas às outras pela gravidade. O aglomerado de Hidra I é ancorado por duas galáxias elípticas gigantes em seu centro. Cada uma dessas galáxias tem cerca de 150.000 anos-luz de diâmetro, o que as torna cerca de 50% maiores que a Via Láctea.

A NGC 3285B situa-se na periferia do seu aglomerado, longe das galáxias massivas do centro. Esta galáxia chamou a atenção do Hubble por ter hospedado uma supernova do Tipo Ia em 2023. As supernovas do Tipo Ia ocorrem quando um tipo de núcleo estelar condensado, chamado anã branca, detona, desencadeando uma explosão repentina de fusão nuclear que brilha brevemente cerca de 5 bilhões de vezes mais que o Sol. A supernova, denominada SN 2023xqm, é visível aqui como um ponto azulado na borda esquerda do disco da galáxia.

O telescópio espacial Hubble observou NGC 3285B como parte de um programa de observação que teve como alvo 100 supernovas do Tipo Ia. Ao observar cada uma dessas supernovas em luz ultravioleta, óptica e infravermelha próxima, os pesquisadores pretendem destrinchar os efeitos da distância e da poeira, que podem fazer com que uma supernova pareça mais vermelha do que realmente é. Este programa ajudará a refinar medições de distância cósmica que dependem de observações de supernovas do Tipo Ia.

Fonte: ESA