Um "morcego assustador" no céu

O "morcego assustador" foi avistado sobrevoando o Observatório Europeu do Sul (ESO) no Paranal, Chile, mesmo a tempo do Halloween.

© VST / VISTA (nebulosas RCW 94 e RCW 95)

Graças ao seu amplo campo de visão, o VLT Survey Telescope (VST) conseguiu captar esta enorme nuvem de gás e poeira cósmica, cuja aparência hipnotizante se assemelha à silhueta de um morcego.

Situado a cerca de 10 mil anos-luz de distância da Terra, este "morcego cósmico" voa entre as constelações austrais do Compasso e da Régua. Abrangendo uma área do céu equivalente a quatro luas cheias, o "morcego cósmico" parece estar tentando caçar a mancha brilhante por cima dele para se alimentar.

Esta nebulosa é uma maternidade estelar, uma vasta nuvem de gás e poeira na qual estão formando estrelas. As estrelas recém formadas liberam energia suficiente para excitar os átomos de hidrogênio à sua volta, fazendo-os brilhar no tom avermelhado forte que vemos na imagem. Os filamentos escuros na nebulosa, que parecem o esqueleto do nosso morcego espacial, são estruturas de acumulação de gás mais frio e denso, com grãos de poeira que bloqueiam a luz visível das estrelas que se encontram por detrás.

Retirando o seu nome de um extenso catálogo de regiões brilhantes de formação estelar do céu austral, as nuvens mais proeminentes que aqui vemos são a RCW 94, que representa a asa direita do morcego, e a RCW 95, que forma o corpo, enquanto as outras partes do morcego não têm designação oficial.

Esta impressionante maternidade estelar foi obtida com auxílio do telescópio de rastreio VST, que é o telescópio perfeito para captar estas grandes "criaturas assustadoras", já que conta com a OmegaCAM, uma câmara de última geração com 268 milhões de pixels, com a qual consegue captar imagens de enormes áreas do céu. Esta imagem foi montada combinando observações obtidas através de diferentes filtros para diferentes cores ou comprimentos de onda da luz.

A maior parte da forma do morcego, incluindo o brilho vermelho, foi captado no visível no âmbito do rastreio VPHAS+ (VST Photometric Hα Survey of the Southern Galactic Plane and Bulge). Dados adicionais obtidos no infravermelho dão um toque colorido às zonas mais densas da nebulosa e foram obtidos com auxílio do telescópio VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy) do ESO, no âmbito do rastreio VVV (VISTA Variables in the Via Láctea). Ambos os rastreios são públicos, disponíveis a todos os que desejem mergulhar profundamente neste poço infinito de fotografias cósmicas.

Atreva-se a olhar mais de perto e deixe a sua curiosidade ser assombrada pelas maravilhas que o esperam na escuridão. Feliz Halloween!

Fonte: ESO

A evolução de um par de fusões distintas de buracos negros

As fusões contribuem para a compreensão científica da natureza da formação dos buracos negros e da física fundamental.

© OzGrav (ilustração de um par de buracos negros)

Um par de fusões de buracos negros cósmicos distantes, medidas com apenas um mês de diferença no final de 2024 pela colaboração LIGO-Virgo-KAGRA, está melhorando a forma como os cientistas compreendem a natureza e a evolução das mais violentas colisões do espaço profundo no nosso Universo.

Os dados recolhidos a partir das fusões também validam, com uma precisão sem precedentes, leis fundamentais da física que foram previstas há mais de 100 anos por Albert Einstein e promovem a procura de novas e ainda desconhecidas partículas elementares com potencial para extrair energia dos buracos negros.

A primeira fusão detectada, GW241011, ocorreu a cerca de 700 milhões de anos-luz de distância e resultou da colisão de dois buracos negros com cerca de 20 e 6 vezes a massa do Sol. O maior dos buracos negros de GW241011 foi avaliado como um dos buracos negros de rotação mais rápida observados até à data. A segunda fusão, GW241110, ocorreu a cerca de 2,4 bilhões de anos-luz de distância e envolveu buracos negros com cerca de 17 e 8 vezes a massa do Sol.

Enquanto a maioria dos buracos negros observados gira na mesma direção que a sua órbita, o buraco negro primário de GW241110 girava na direção oposta à da sua órbita, um caso inédito. Curiosamente, ambas as fusões detectadas apontam para a possibilidade de se tratarem de buracos negros de "segunda geração". 

Com ambos os eventos possuirem um buraco negro significativamente mais massivo do que o outro e girando rapidamente, fornecem evidências tentadoras de que estes buracos negros se formaram a partir de anteriores fusões de buracos negros. Este processo, designado por fusão hierárquica, sugere que estes sistemas se formaram em ambientes densos, em regiões como aglomerados de estrelas, onde é mais provável que os buracos negros se cruzem e se fundam uma e outra vez.

Estas duas fusões de buracos negros binários fornecem alguns dos conhecimentos mais interessantes acerca do início da vida dos buracos negros. Mostra que alguns buracos negros não existem apenas como parceiros isolados, mas provavelmente como membros de uma multidão densa e dinâmica. No futuro, a esperança é que estes eventos e outras observações nos ensinem cada vez mais sobre os ambientes astrofísicos que acolhem estas populações.

A precisão com que GW241011 foi medida também permitiu que as previsões fundamentais da teoria da relatividade geral de Einstein fossem testadas em condições extremas. A equipe encontrou uma excelente concordância com a solução de Kerr e verificou a previsão de Einstein com uma precisão sem precedentes. A solução de Kerr descreve a geometria do espaço-tempo ao redor de um buraco negro massivo e em rotação, sem carga elétrica, sendo uma solução exata para as equações de campo da relatividade geral. Ela introduz a noção de um buraco negro com momento angular (spin), que tem simetria axial e possui uma região chamada ergosfera, onde o espaço-tempo é arrastado pela rotação do buraco negro. 

A descoberta recente teve ainda outra aplicação na física de partículas. A observação de que o buraco negro massivo do sistema binário que produziu GW241011 continua girando rapidamente, mesmo milhões ou bilhões de anos após a sua formação, exclui uma vasta gama de massas de bósons ultraleves previstas por algumas extensões do Modelo Padrão da física de partículas.

Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: Max Planck Institute for Gravitational Physics

Três planetas do tamanho da Terra descobertos num sistema binário

Astrônomos revelaram a existência de três planetas do tamanho da Terra no sistema estelar binário TOI-2267, situado a cerca de 190 anos-luz de distância.

© U. Grenoble Alpes (ilustração do sistema TOI-2267)

Esta descoberta é notável porque fornece detalhes sobre a formação e a estabilidade dos planetas em ambientes de estrelas duplas, que há muito são considerados hostis ao desenvolvimento de sistemas planetários complexos. A análise mostra um arranjo planetário único: dois planetas transitam por uma estrela e o terceiro transita pela sua estrela companheira. Isto faz com que TOI-2267 seja o primeiro sistema binário conhecido por abrigar planetas em trânsito em torno de ambas as suas estrelas. TOI-2267 é um binário compacto: duas estrelas orbitam-se uma à outra numa configuração íntima, criando um ambiente gravitacionalmente instável para a formação de planetas. No entanto, os investigadores identificaram três planetas do tamanho da Terra em órbitas curtas, um resultado surpreendente que desafia vários modelos clássicos de formação planetária.

Embora o telescópio espacial TESS da NASA tenha fornecido os dados, a identificação inicial de dois dos três planetas foi conseguida pelos astrônomos da Université de Liège e do IAA-CSIC utilizando o seu próprio software de detecção, o SHERLOCK.

Esta descoberta precoce permitiu à equipe desencadear observações de seguimento a partir do solo com bastante antecedência. A confirmação subsequente da natureza planetária destes sinais exigiu uma campanha intensiva com vários observatórios. Entre eles, os telescópios SPECULOOS e TRAPPIST, liderados pela Université de Liège, desempenharam um papel central. Estas instalações robóticas, otimizadas para estudar pequenos exoplanetas em torno de estrelas fracas e frias, foram cruciais para confirmar os planetas e caracterizar o sistema.

Esta descoberta levanta muitas questões sobre a formação de planetas em sistemas binários e abre caminho a novas observações, nomeadamente com o telescópio espacial James Webb e a próxima geração de telescópios terrestres gigantes. Estes instrumentos permitirão medir com precisão as massas, densidades e talvez até a composição atmosférica destes mundos distantes.

Um artigo foi publicado no periódico Astronomy & Astrophysics.

Fonte: Université de Liège

Uma recém-descoberta "super-Terra" é um alvo privilegiado

A descoberta de uma possível "super-Terra" a menos de 20 anos-luz do nosso planeta oferece uma nova esperança na procura de outros mundos que possam abrigar vida.

© U. Califórnia (ilustração do exoplaneta GJ 251 c)

O exoplaneta, chamado GJ 251 c, é quase quatro vezes mais massivo do que a Terra e que é provável que seja um planeta rochoso. Ele está na zona habitável, a distância certa da sua estrela para que possa existir água líquida na sua superfície, caso tenha uma atmosfera adequada.

Durante décadas, a procura de planetas que possam abrigar água líquida, e talvez vida, levou os astrônomos a conceber e a construir telescópios avançados e modelos computacionais capazes de detectar até os sinais mais tênues da luz das estrelas.

Esta última descoberta foi o resultado de duas décadas de dados observacionais e oferece uma das perspectivas mais promissoras para a procura de sinais de vida em outros planetas. O exoplaneta foi encontrado usando dados do HPF (Habitable-Zone Planet Finder), um espectrógrafo de alta precisão no infravermelho próximo, um prisma complexo que separa os sinais da luz das estrelas, fixado ao Telescópio Hobby-Eberly no Observatório McDonald no Texas.

Os pesquisadores fizeram a descoberta analisando uma vasta coleção de dados, abrangendo mais de 20 anos e recolhidos por telescópios de todo o mundo, centrando-se na oscilação da estrela hospedeira do planeta, GJ 251. Esta oscilação consiste em pequenos desvios Doppler na luz da estrela causados pela gravidade de um planeta em órbita. Usaram as observações de base para melhorar as medições da oscilação de um planeta interior anteriormente conhecido, GJ 251 b, que completa uma órbita em torno da estrela de 14 em 14 dias. Depois combinaram os dados da linha de base com novos dados de alta precisão do HPF para revelar um segundo sinal, mais forte, aos 54 dias, indicando que havia outro planeta, muito mais massivo, no sistema.

Um dos maiores desafios para encontrar mundos distantes é o de separar o sinal planetário da atividade da própria estrela, uma espécie de clima estelar. A atividade estelar, como as manchas estelares, pode imitar o movimento periódico de um planeta, dando a falsa impressão de um planeta onde não existe nenhum. Para distinguir o sinal do ruído, os pesquisadores aplicaram técnicas avançadas de modelação computacional para analisar a forma como os sinais mudam em diferentes comprimentos de onda  da luz. 

A atenuação do ruído da atividade estelar exigiu não só instrumentação de ponta e acesso telescópico, mas também a personalização dos métodos de ciência de dados para as necessidades específicas desta estrela e da combinação de instrumentos. A combinação de dados requintados e métodos estatísticos de ponta permitiu transformar os dados numa descoberta empolgante que abre caminho a futuros observatórios para procurar evidências de vida para além do nosso Sistema Solar. 

Um artigo foi publicado no periódico The Astronomical Journal.

Fonte: The Pennsylvania State University

Focando numa galáxia

A imagem obtida pelo telescópio espacial Hubble apresenta a galáxia NGC 3370 captada várias vezes ao longo de mais de 20 anos.

© Hubble (NGC 3370)

A NGC 3370 é uma galáxia espiral localizada a quase 90 milhões de anos-luz de distância, na constelação de Leão. A NGC 3370 faz parte do grupo de galáxias NGC 3370, juntamente com outros alvos do Hubble, como a NGC 3447 e a NGC 3455. 

O que torna essa galáxia um alvo tão interessante para os pesquisadores?

A NGC 3370 abriga dois tipos de objetos que os astrônomos valorizam por sua utilidade na determinação de distâncias a galáxias distantes: estrelas variáveis Cefeidas e supernovas do Tipo Ia. 

As estrelas variáveis Cefeidas mudam de tamanho e temperatura à medida que pulsam. Como resultado, a luminosidade dessas estrelas varia ao longo de dias ou meses. Essa variação revela algo importante: quanto mais luminosa for uma estrela variável Cefeida, mais lentamente ela pulsa. Ao medir o tempo que o brilho de uma variável Cefeida leva para completar um ciclo, os astrônomos podem determinar o brilho intrínseco da estrela. Combinando essa informação com o brilho aparente da estrela vista da Terra, é possível determinar a distância até a estrela e sua galáxia de origem.

As supernovas do Tipo Ia fornecem uma maneira de medir distâncias em uma única explosão, em vez de por meio de variações regulares de brilho. As supernovas do Tipo Ia ocorrem quando o núcleo morto de uma estrela entra em ignição em um súbito surto de fusão nuclear. Essas explosões atingem picos de luminosidade muito semelhantes e, assim como no caso das estrelas variáveis Cefeidas, conhecer o brilho intrínseco de uma explosão de supernova permite medir sua distância.

As observações de estrelas variáveis Cefeidas e supernovas do Tipo Ia são cruciais para medir com precisão a velocidade de expansão do nosso Universo.

Uma imagem anterior da NGC 3370 feita pelo Hubble foi divulgada em 2003. A imagem divulgada agora amplia a visão da galáxia, apresentando uma perspectiva rica em detalhes que incorpora comprimentos de onda de luz que não estavam incluídos na versão anterior.

Fonte: ESA

Sinais de rádio de um buraco negro destruindo uma estrela

Astrônomos descobriram o primeiro evento de perturbação de marés que ocorre fora do centro de uma galáxia.

© NRAO (erupções de rádio lançadas por buraco um negro)

O evento, designado AT2024tvd, revelou os sinais de rádio de evolução mais rápida alguma vez observados neste tipo de catástrofe cósmica. A descoberta, liderada por pesquisadores da Universidade da Califórnia, Berkeley, representa um grande avanço na compreensão da forma como buracos negros massivos se podem esconder em locais inesperados do Universo.

Os eventos de perturbação de marés ocorrem quando uma estrela se aventura demasiado perto de um buraco negro massivo e é despedaçada pelas imensas forças gravitacionais do buraco negro. Embora estes eventos ocorram tipicamente nos centros das galáxias onde residem buracos negros supermassivos, AT2024tvd foi descoberto a cerca de 0,8 kiloparsecs (cerca de 2.600 anos-luz) de distância do centro da sua galáxia hospedeira.

A campanha de monitoramento na frequência rádio, que incluiu comprimentos de onda do centímetro ao milímetro, revelou características sem precedentes. O evento mostrou duas erupções rádio distintas com escalas de tempo de evolução muito superiores a tudo o que foi observado anteriormente em eventos de perturbação de marés.

A primeira erupção subiu pelo menos tão rápido quanto t9 (onde t é o tempo desde a descoberta óptica) e declinou como t6, enquanto a segunda erupção exibiu um aumento inicial de t18 e declínio de t12. A emissão rádio de AT2024tvd evolui tão rapidamente que se destaca mesmo entre os eventos cósmicos mais extremos conhecidos.

A descoberta utilizou uma extensa rede de radiotelescópios, incluindo o VLA (Very Large Array) e o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), o AMI-LA (Arcminute Microkelvin Imager Large Array), o ATA (Allen Telescope Array) e o SMA (Submillimeter Array). Esta abordagem multitelescópica permitiu seguir a evolução do evento através de uma vasta gama de frequências de rádio durante aproximadamente 300 dias. A investigação sugere que a rápida evolução rádio resulta de pelo menos um, e possivelmente dois, fluxos lançados significativamente após a perturbação estelar inicial.

A análise da equipe indica que estes fluxos foram provavelmente lançados 80 e 170 dias após a descoberta óptica, desafiando os modelos tradicionais de como se desenrolam os eventos de perturbação de marés. A única razão pela qual foi possível detectar este buraco negro errante é porque ele dilacerou uma estrela e produziu estes sinais de rádio incrivelmente brilhantes.

A posição não nuclear deste evento de perturbação de maré fornece informações cruciais sobre a população de buracos negros massivos que podem estar vagando pelas galáxias ou a retrair-se de interações passadas. As teorias atuais sugerem que tais buracos negros podem resultar de interações de buracos negros triplos ou ser remanescentes de fusões de galáxias.

A sofisticada análise marca também a primeira vez que tanto a absorção livre-livre como o arrefecimento por Compton inverso foram considerados em conjunto na modelação da emissão de rádio de um evento de perturbação de maré, fornecendo novas ferramentas para compreender estes eventos extremos.

Com os próximos levantamentos do céu, poderemos descobrir que estes eventos de perturbação de marés não nucleares são mais comuns do que pensávamos. A pesquisa também revelou uma potencial ligação entre o lançamento de fluxos emissores de rádio e alterações na emissão de raios X do evento, sugerindo uma ligação a processos de acreção em torno do buraco negro. O AT2024tvd foi inicialmente descoberto pelo ZTF (Zwicky Transient Facility) no dia 25 de agosto de 2024, em comprimentos de onda ópticos, antes de observações de seguimento revelarem o seu brilho no rádio e a sua natureza não nuclear.

Os resultados foram publicados no periódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: National Radio Astronomy Observatory

Primeira detecção de "água pesada" num disco de formação planetária

A descoberta de água antiga num disco de formação planetária revela que alguma da água encontrada nos cometas, e talvez até na Terra, é mais antiga do que o disco da própria estrela, oferecendo uma visão inovadora da história da água no nosso Sistema Solar.

© NRAO (evolução de água pesada em nuvens moleculares gigantes)

Astrônomos, recorrendo ao ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), fizeram a primeira detecção de água duplamente deuterada (D₂O, ou "água pesada") num disco de formação planetária em torno de V883 Ori, uma estrela jovem. Isto significa que a água neste disco, e por extensão a água nos cometas que aqui se formam, é anterior ao nascimento da própria estrela, tendo viajado através do espaço a partir de antigas nuvens moleculares muito antes da formação deste sistema.

Isto representa um grande avanço na compreensão da viagem da água através da formação planetária, e como esta água chegou ao nosso Sistema Solar, e possivelmente à Terra, através de processos semelhantes. 

A impressão digital química do D₂O mostra que estas moléculas de água sobreviveram aos violentos processos de formação estelar e planetária, viajando bilhões de quilômetros através do espaço e do tempo antes de acabarem em sistemas planetários como o nosso. Em vez de ser destruída e reformada no disco, a maior parte desta água é herdada das primeiras e mais frias fases da formação estelar, uma herança cósmica que também pode estar presente na Terra atual.

Até agora, não era conhecido que a maior parte da água dos cometas e planetas se formou em discos jovens como o de V883 Ori, ou se é "pristina", proveniente de antigas nuvens interestelares. A detecção de água pesada, usando taxas sensíveis de isotopólogos (D₂O/H₂O), prova a herança antiga da água e fornece um elo perdido entre nuvens, discos, cometas e, em última análise, planetas.

Esta descoberta é a primeira evidência direta da viagem interestelar da água desde as nuvens até aos materiais que formam os sistemas planetários, inalterada e intacta. A água é fundamental para a vida e para a habitabilidade. Saber de onde vem a água dos planetas ajuda-nos a compreender os ingredientes para a vida no nosso Sistema Solar e em outros.

A descoberta sugere que muitos planetas jovens, e talvez mesmo exoplanetas, poderão herdar água bilhões de anos mais velha do que eles próprios, lembrando-nos como a nossa existência está profundamente interligada com o passado antigo do Universo.

Um artigo foi publicado na revista Nature Astronomy.

Fonte: National Radio Astronomy Observatory