A poeira estelar da NGC 1333

A NGC 1333 é vista na luz visível como uma nebulosa de reflexão, dominada por tonalidades azuladas características da luz estelar refletida pela poeira.

© Al Howard (NGC 1333)

Ela está localizada a apenas 1.000 anos-luz de distância da Terra, na direção da constelação de Perseus, ela se posiciona na borda de uma grande nuvem molecular de formação de estrelas. Essa imagem com detalhes impressionantes se espalha por aproximadamente duas luas cheias no céu ou por cerca de 15 anos-luz, considerando a distância estimada da NGC 1333. Essa imagem mostra detalhes da região empoeirada juntamente com emissão vermelha contrastante dos objetos Herbig-Haro, jatos e ondas de choque de gás brilhante emanando de estrelas formadas recentemente. De fato, a NGC 1333 contém centenas de estrelas com menos de um milhão de anos de vida, a maior parte delas ocultas dos telescópios ópticos pela poeira estelar que permeia a região. O ambiente caótico pode ser similar àquele onde o Sol se formou a 4,5 bilhões de anos atrás.

Fonte: NASA

Glóbulos na Nebulosa da Galinha Fugitiva

Os ovos dessa galinha podem formar estrelas. A nebulosa de emissão mostrada abaixo, catalogada como IC 2944 ou Caldwell 100, é chamada de Nebulosa da Galinha Fugitiva, devido à forma parecida.

© Fred Vanderhaven (IC 2944)

A imagem acima, foi feita recentemente pelo observatório de Siding Spring na Austrália e apresentada em cores que possuem um significado científico. Observadas perto do centro da imagem, estão pequenas e escuras nuvens moleculares, ricas em poeira cósmica que obscurece a imagem. Chamados de Glóbulos de Thackeray em homenagem ao seu descobridor, esses “ovos” são locais potenciais para a condensação gravitacional de novas estrelas, embora seus destinos sejam incertos, já que eles estão sendo rapidamente erodidos pela intensa radiação de estrelas jovens próximas. Junto com porções de gás brilhante e regiões complexas de poeira de reflexão, essas estrelas massivas e energéticas são do aglomerado estelar aberto Collinder 249. Essa bela paisagem cósmica se espalha por cerca de 70 anos-luz na distância estimada da nebulosa de 6.000 anos-luz.

Fonte: NASA

Uma estrela pequena, um planeta pequeno… Pelo menos!

Um grupo de astrônomos do Reino Unido e do Chile relata a descoberta de oito novos planetas pequenos orbitando anãs vermelhas próximas, três das quais podem ser habitáveis.

© Neil Cook (ilustração de um dos exoplanetas em torno da anã vermelha)

A partir deste resultado, os cientistas, liderados por Mikko Tuomi da Universidade de Hertfordshire, estimam que uma grande fração das anãs vermelhas, que constituem pelo menos 75% das estrelas no Universo, têm planetas de baixa massa.

Os pesquisadores descobriram os planetas através da análise de dados de arquivo de dois estudos planetários de alta precisão feitos com o instrumento UVES (Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph) e com o HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher), ambos operados pelo Observatório Europeu do Sul (ESO) no Chile. Os dois instrumentos são usados para medir quanto uma estrela é afetada pela gravidade de um planeta em órbita.

À medida que um planeta invisível orbita uma estrela distante, a atração gravitacional entre os dois faz com que a estrela tenha um movimento oscilatório no espaço. Esta oscilação periódica é detectada através do estudo da luz da estrela. Ao combinar dados do UVES e do HARPS, a equipe foi capaz de detectar sinais demasiado fracos para serem vistos nos dados de um só instrumento.

Com esta técnica mais sensível foi possível descobrir oito exoplanetas, três dos quais encontram-se na chamada "zona habitável" das suas estrelas e são apenas um pouco mais maciços que a Terra. Os planetas nesta região, onde a temperatura é ideal para a existência de água líquida à sua superfície, são mais propensos a suportar vida.

Todos os planetas recém-descobertos orbitam anãs vermelhas entre 15 e 80 anos-luz do Sol, tornando-os relativamente próximos do Sistema Solar. Os oito planetas demoram entre duas semanas e nove anos a completar cada órbita, colocando-os a uma distância das suas estrelas entre 6 e 600 milhões de quilômetros (equivalente a entre 0,04 e 4 vezes a distância da Terra ao Sol).

"Nós estavamos apenas estudando os dados do UVES, e notamos uma variabilidade que não podia ser explicada por um ruído aleatório. Ao combinar essas observações com dados do HARPS, conseguimos detectar este tesouro espetacular de candidatos a planeta," disse Mikko Tuomi. "Estamos claramente estudando uma população altamente abundante de planetas de baixa massa, e podemos esperar encontrar muitos mais no futuro próximo, mesmo ao redor de estrelas muito mais próximas do Sol."

A equipe usou técnicas inovadoras de análise para sintetizar os sinais planetários nos dados. Em particular, aplicaram a regra de probabilidades condicionais de Bayes que permite responder à questão "Qual a probabilidade de uma determinada estrela ter planetas em órbita com base nos dados disponíveis?" Esta abordagem, em conjunto com uma técnica que permite aos pesquisadores filtrar ruído em excesso nas medições, tornou possível as detecções.

Hugh Jones, também da Universidade de Hertfordshire, afirma: "este novo resultado é algo já esperado, no sentido de que estudos de anãs vermelhas distantes com a missão Kepler indicam uma população significativa de planetas com pequenos raios. Por isso, é agradável ser capaz de confirmar isso com uma amostra de estrelas que estão entre as mais brilhantes da sua classe."

Estas descobertas acrescentam os oito novos exoplanetas ao total anterior de 17 já conhecidos em torno de estrelas de baixa massa. A equipe também pretende acompanhar outros dez sinais mais fracos.

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

Fonte: Royal Astronomical Society

Primeira luz do MUSE

Um novo instrumento chamado MUSE (Multi Unit Spectroscopy Explorer) foi recentemente instalado no Very Large Telescope (VLT) do ESO no Observatório do Paranal, no norte do Chile.

© MUSE (galáxia  NGC 4650A)

O MUSE observou galáxias distantes, estrelas brilhantes e outros alvos de teste durante o primeiro período de observações bem sucedidas.

Dando sequência aos testes e da aceitação preliminar na Europa em 12 de setembro de 2013, o MUSE foi enviado para o Observatório do Paranal do ESO, no Chile. Foi montado novamente no campo base antes de ser cuidadosamente transportado até à sua nova casa, o VLT, onde está agora instalado no telescópio principal número 4. O MUSE é o mais recente da segunda geração de instrumentos para o VLT (os dois primeiros foram o X-shooter e o KMOS e o próximo será o SPHERE, que será instalado brevemente).
O líder da equipe e pesquisador principal do instrumento, Roland Bacon (Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, França) diz: “Foi necessário muito trabalho por parte de muitas pessoas e durante muitos anos, mas finalmente conseguimos! Parece estranho que esta amálgama de óptica, mecânica e eletrônica de sete toneladas seja agora uma fantástica máquina do tempo para perscrutar o Universo primordial. Estamos muito orgulhosos deste feito, o MUSE permanecerá  um instrumento único nos anos vindouros”.
Os objetivos científicos do MUSE incluem investigar as épocas primordiais do Universo, de modo a estudar os mecanismos da formação de galáxias e os movimentos do material e as propriedades químicas de galáxias próximas. Este instrumento terá muitas outras aplicações, desde o estudo de planetas e satélites do Sistema Solar, passando pelas propriedades de regiões de formação estelar na Via Láctea até ao Universo longínquo.

© MUSE (nebulosa de Órion em vários comprimentos de onda)

Como ferramenta única e poderosa de descobertas, o MUSE utiliza 24 espectrógrafos que separam a luz nas suas componentes de cor, de modo a criar ao mesmo tempo imagens e espectros de regiões selecionadas do céu. O instrumento dá-nos imagens a três dimensões do Universo, onde a terceira dimensão corresponde a um espectro para cada pixel. Esta técnica, conhecida por espectroscopia de campo integral, permite aos astrônomos estudar simultaneamente as propriedades de diferentes partes de um objeto, tal como uma galáxia, para perceber como é que este gira e assim poder medir a sua massa. Permite igualmente determinar a composição química e outras propriedades físicas em diferentes partes do objeto. Esta técnica é utilizada há muitos anos, mas com o MUSE deu agora um salto em sensibilidade, eficiência e resolução. Uma maneira de descrever este fato é dizer que o MUSE combina simultaneamente imagens de alta resolução com espectroscopia.  Durante a análise subsequente os astrônomos podem assim deslocar-se pelos dados e estudar diferentes vistas do objeto a diferentes comprimentos de onda, tal como se sintoniza uma televisão para os diferentes canais a diferentes frequências.
O MUSE junta o potencial de descoberta de uma engenho para obter imagens às capacidades de medição de um espectrógrafo, ao  mesmo tempo que tira vantagem de uma qualidade de imagem muito melhorada obtida por óptica adaptativa.

O MUSE é o resultado de dez anos de concepçãp e desenvolvimento por parte do consórcio MUSE - liderado pelo Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, França e as suas instituições parceiras Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP, Alemanha),  Institut für Astrophysik Göttingen (IAG, Alemanha), Institute for Astronomy ETH Zurich (Suíça), L'Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP, França), Nederlandse Onderzoekschool voor de Astronomie (NOVA, Holanda) e o ESO.
Desde o início de 2014, Bacon e o resto da equipe de integração e gestão do MUSE no Paranal têm registrado a história do MUSE numa série de blogs, que podem ser seguidos neste link. A equipe apresentará os primeiros resultados do MUSE no Workshop 3D2014, que terá lugar brevemente no ESO, em Garching bei München, Alemanha.
“Uma musa é uma fonte de inspiração. E de fato, o MUSE inspirou-nos ao longo de muitos anos e continuará a fazê-lo no futuro”, diz Bacon numa entrada de blog sobre a primeira luz do instrumento. “Não tenho dúvidas de que o nosso MUSE saberá igualmente encantar os astrônomos de todo o mundo”.

Fonte: ESO

Nebulosa produz estrelas gigantescas

O observatório espacial Herschel capturou a imagem de uma nebulosa que funciona como berçário de estrelas massivas.

© Herschel (nebulosa NGC 7538)

Denominada NGC 7538, a nebulosa está localizada a aproximadamente 9 mil anos-luz da Terra, e é considerada uma das poucas regiões de formação de estrelas massivas relativamente próximas de nós, o que permite aos astrônomos observar esse demorado processo em grandes detalhes.

Fábricas de estrelas como a NGC 7538 consistem principalmente de gás hidrogênio, mas também contêm pequenas quantidades de poeira cósmica. Foi através desse componente menor, porém crucial, que o observatório Herschel conseguiu registrar imagens dessas regiões de formação estelar, isso porque a poeira brilha intensamente nos comprimentos de onda infravermelha utilizados pelos cientistas.

Com massa total equivalente a 400 mil sóis, essa nebulosa é uma fábrica ativa a partir da qual estrelas ganham vida, especialmente aquelas gigantescas, com massa superior a oito vezes a do nosso Sol. Treze das estrelas em formação já contam com massas maiores do que 40 sóis, e são ainda extremamente frias, com temperaturas inferiores a –250ºC.

A equipe focalizou estrelas jovens do tipo OB através do Herschel, identificando 780 fontes densas e classificando 224 dessas. Foram isolados 13 aglomerados estelares com massas superiores a 40 M_☉ e temperaturas abaixo de 15 K. Eles variam em tamanho de 0,4 pc para 2,5 pc e têm densidades entre 3 × 10³ cm^–3 e 4 × 10⁴ cm^–3.

A NGC 7538 tem uma estrutura altamente filamentar, apresentando um grande anel devido a evacuação de material, que faz fronteira com muitas fontes frias.

Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal.

Fonte: ESA

A nebulosa da Serpente: de sementes cósmicas às estrelas massivas

Novas imagens realizadas pelo telescópio Smithsonian's Submillimeter Array (SMA)  fornece a visão mais detalhada de berçários estelares dentro da nebulosa da Serpente.

© SMA (nebulosa da Serpente)

Estas imagens oferecem novas perpectivas sobre como sementes cósmicas podem se transformar em estrelas massivas.

A nebulosa da Serpente é um alongamento com quase 100 anos-luz de comprimento, e está localizada a cerca de 11.700 anos-luz da Terra na direção da constelação Ophiuchus.

Em imagens do telescópio espacial Spitzer da NASA, que observa na luz infravermelha, a nebulosa da Serpente aparece como um cacho escuro sinuoso contra o fundo estrelado. Ela é um alvo promissor, porque mostra o potencial para formar muitas estrelas massivas (estrelas com mais de 8 vezes a massa do nosso Sol). O SMA foi usado para observar a radiação sub-milimétrica da nebulosa, a radiação emitida entre o infravermelho e ondas de rádio do espectro eletromagnético.

© Spitzer/Herschel (painéis mostrando as regiões P1 e P6 da nebulosa da Serpente)

Os dois painéis acima mostram a nebulosa da Serpente fotografada pelos telescópios espaciais Spitzer e Herschel. Em comprimentos de onda do infravermelho médio (o painel superior feito pelo Spitzer), o espesso material nebular bloqueia a luz das estrelas mais distantes. Em comprimentos de onda do infravermelho distante (o painel inferior feito pelo Herschel), a nebulosa brilha devido à emissão de poeira fria. As duas regiões em destaque, P1 e P6, foram examinadas mais detalhadamente pelo Submillimeter Array.

"Para saber como as estrelas se formam, temos que pegá-las em suas primeiras fases, enquanto elas ainda estão profundamente enraizadas nas nuvens de gás e poeira, e o SMA é um excelente telescópio para fazer isso", explicou do Wang Ke do Observatório Europeu do Sul (ESO), que começou a pesquisa no Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica (CfA).

A equipe estudou dois pontos específicos dentro da nebulosa da Serpente, designados P1 e P6. Dentro dessas duas regiões foram detectadas um total de 23 "sementes" cósmicas, manchas levemente brilhantes que irão gerar algumas estrelas. Estas manchas geralmente possuem uma massa entre 5 a 25 vezes da massa do Sol, e cada uma se estende por algumas centenas de bilhões de quilômetros (por comparação, a distância média Terra-Sol é de 150 milhões de km). As sensíveis imagens de alta resolução do SMA não só revelam as pequenas sementes, mas também podem diferenciá-las quanto a idade.

Teorias anteriores propunham  que as estrelas de alta massa formavam dentro de núcleos isolados muito maciços, com massa de pelo menos 100 vezes a massa do Sol. Os dados demonstram que estrelas massivas não nascem sozinhas, mas em grupos.

A equipe ficou surpresa ao descobrir que essas duas manchas nebulares tinham se fragmentado em sementes individuais tão cedo no processo de formação estelar. Foi também detectado saídas bipolares e outros sinais de atividade em curso de formação de estrelas. Eventualmente, a nebulosa da Serpente se dissolverá e brilhará como uma cadeia de vários aglomerados de estrelas.

Fonte: Royal Astronomical Society

Encontrada água na atmosfera de um exoplaneta

Pesquisadores utilizando nova técnica detectaram água na atmosfera de um planeta fora do nosso Sistema Solar.

© NASA (ilustração do exoplaneta Tau Boötis b ao redor de sua estrela)

A equipe de cientistas que fez a descoberta inclui astrônomos da CalTech, Penn State University, Naval Research Laboratory, University of Arizona, e Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Os astrônomos detectaram a água na atmosfera de um planeta com a massa de Júpiter, que orbita a estrela próxima tau Boötis.

"Planetas como o tau Boötes b, que possuem a massa de Júpiter, mas muito mais quente, não existe em nosso Sistema Solar", diz Chad Bender, um pesquisador do Departamento de Astronomia e Astrofísica da Universidade Penn State. "Nossa descoberta de água na atmosfera de tau Boötes b é importante porque nos ajuda a entender como esses planetas exóticos evoluem e se formam. Ele também demonstra a eficácia da nossa nova técnica, que detecta a radiação infravermelha na atmosfera destes planetas."
Os cientistas já haviam detectado vapor de água em outros planetas, usando uma técnica que só funciona se um planeta tem uma órbita que passa na frente de sua estrela, quando vistos da Terra. Os cientistas também foram capazes de usar outra técnica de imagem que só funciona se o planeta está suficientemente longe da sua estrela hospedeira. No entanto, uma parte significativa da população de planetas extra-solares não se encaixam em qualquer um destes critérios, e não houve uma maneira de descobrir informações sobre as atmosferas desses planetas.

A equipe aplicou alta resolução espectroscópica na banda L para medir as variações de velocidade radial do exoplaneta tau Boötes b, encontrando uma velocidade de cerca de 111 (+5 ou -5) km/s, inferindo uma inclinação orbital planetária de 45 (+3 ou –4) graus e uma massa planetária igual a 5,90 (+0.35 ou -0.20) da massa de Júpiter.

Com a nova técnica de detecção e mais potentes telescópios no futuro, como o telescópio espacial James Webb e o Thirty Meter Telescope, os astrônomos esperam ser capazes de analisar as atmosferas de planetas que são muito mais frio e mais distantes de suas estrelas hospedeiras, onde água líquida é ainda mais provável de existir.

Fonte: The Astrophysical Journal Letters

Galáxias elípticas não conseguem produzir novas estrelas

O observatório espacial Herschel descobriu enormes galáxias elípticas no Universo próximo contendo uma abundância de gás frio, embora elas não conseguem produzir novas estrelas.

© DSS/Chandra/SOAR/VLA (galáxia elíptica NGC 5044)

Comparando com outros dados sugerem que, enquanto o gás quente arrefece nestas galáxias, estrelas não são formadas devido aos jatos de calor do buraco negro supermassivo central ou agitação do gás evitando que gerem estrelas.
 
As galáxias elípticas gigantes são o tipo mais intrigante de galáxia no Universo. Uma vez que elas misteriosamente encerram suas atividades de formação de estrelas que são de baixa massa e aparecem vermelhas, muitas vezes denominadas de galáxias vermelhas mortas.
Até agora, pensava-se que as galáxias vermelhas mortas eram pobres em gás frio, a matéria-prima vital da qual nascem as estrelas. Enquanto o gás frio é abundante em galáxias espirais com formação estelar, a falta dela em elípticas gigantes parecia explicar a ausência de novas estrelas.
Os astrônomos têm debatido sobre os processos físicos que levam ao fim da sua formação de estrelas. Eles especulam que estas galáxias de alguma forma expulsou o gás frio, ou que haviam simplesmente usado tudo para formar estrelas no passado. Embora a razão era incerta, uma coisa parecia ter sido estabelecida: essas galáxias são vermelhas e mortas porque já não possuem os meios para sustentar a produção de estrelas.
Este ponto de vista está sendo desafiado por um novo estudo baseado em dados do observatório espacial Herschel da ESA.

© DSS/Chandra/VLA (galáxia elíptica NGC 1399)

"Olhamos para oito galáxias elípticas gigantes que ninguém tinha olhado com Herschel antes e tivemos o prazer de descobrir que, ao contrário da crença anterior, seis dos oito abundam com gás frio", explica Norbert Werner, da Universidade Stanford, na Califórnia, EUA, que liderou o estudo.
Esta é a primeira vez que os astrônomos têm visto grandes quantidades de gás frio nas galáxias vermelhas mortas que não estão localizadas no centro de um aglomerado de galáxias maciço.
O gás frio se manifestou por meio de emissões de infravermelho distante de íons de carbono e átomos de oxigênio. A sensibilidade do Herschel nestes comprimentos de onda foi fundamental para a descoberta .
"Enquanto vemos o gás frio, não há nenhum sinal de formação de estrelas em curso", diz o co-autor Raymond Oonk de ASTRON , o Instituto Holandês de Radioastronomia.
"Isso é bizarro: com abundância de gás frio à sua disposição, por que estas galáxias não estão formando estrelas?"

© Norbert Werner/Universidade Stanford (espectro das galáxias elípticas NGC 5044 e NGC 1399)

O gráfico acima mostra o espectro obtido pelo Herschel das galáxias elípticas NGC 5044 e NGC 1399. A linha de emissão de carbono fortemente ionizado (linha ajustada emvermelho) revela que a galáxia NGC 5044 contém grandes quantidades de gás frio, enquanto que a galáxia NGC 1399 apresenta ausência da linha de emissão de carbono ionizado sugerindo que esta galáxia não provida de gás frio.

Os astrônomos passaram a investigar a sua amostra de galáxias em todo o espectro eletromagnético , uma vez que o gás em diferentes temperaturas brilha em diferentes comprimentos de onda. Eles utilizaram imagens ópticas para sondar o gás quente, a temperaturas ligeiramente mais elevadas do que o frio detectado com Herschel, e dados de raios X do observatório Chandra da NASA para traçar o gás quente, até dezenas de milhões de Kelvin.
"Nas seis galáxias ricas em gás frio, os dados mostram raios X mostram sinais de que o gás quente está resfriando", diz Werner.
Isto é consistente com as expectativas teóricas: uma vez arrefecido, o gás quente se tornaria o gás morno e frio que são observados em comprimentos de onda mais longos. No entanto, nestas galáxias o processo de arrefecimento de alguma forma está parado e o gás frio não se condensou para formar estrelas.
Nas outras duas galáxias da amostra, aquelas sem gás frio, o gás quente não parece estar se esfriando.
"O comportamento contrastante dessas galáxias podem ter uma explicação comum: o buraco negro supermassivo central", acrescenta Oonk.
Em alguns modelos teóricos, o nível de atividade de um buraco negro poderia explicar por que o gás em uma galáxia é capaz, ou não, de resfriar e formar estrelas. E isso parece aplicar-se para as galáxias estudadas por Werner e seus colegas também.
Enquanto as seis galáxias com abundância de gás frio abrigam buracos negros moderadamente ativos em seus centros, as outras duas mostram uma diferença marcante. Nas duas galáxias sem gás frio, os buracos negros centrais acumulam matéria num ritmo frenético, sendo confirmado por observações de rádio mostrando poderosos jatos de partículas altamente energéticos que se originam a partir de seus núcleos.

Os jatos podem conduzir um efeito de arrefecimento do gás quente para baixo, que flui em direção ao centro das galáxias. Este influxo de gás frio pode aumentar a taxa de acreção do buraco negro, o lançamento dos jatos que são observadas em comprimentos de onda de rádio.
Os jatos, por sua vez, têm o potencial para reaquecer o reservatório de gás frio da galáxia, ou mesmo para empurrá-lo fora do alcance da galáxia. Este cenário pode explicar a ausência de formação de estrelas em todas as galáxias observadas neste estudo e, ao mesmo tempo, a falta de gás frio naquelas com jatos poderosos.
"Essas galáxias são vermelas, mas com os buracos negros gigantes bombeando em seus núcleos, elas não estão definitivamente mortas", comenta Werner.
"Mais uma vez, o Herschel detectou algo que nunca foi visto antes: quantidades significativas de gás frio nas galáxias vermelhas e mortas próximas, no entanto, estas galáxias não formam estrelas, e o culpado parece ser o buraco negro", observa Göran Pilbratt, cientista do projeto Herschel na ESA.

Estes resultados foram publicados no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: ESA

Descoberta uma fonte próspera de novos exoplanetas

A missão Kepler da NASA anunciou a descoberta de 715 novos exoplanetas. Esses novos mundos orbitam 305 estrelas, revelando sistemas planetários múltiplos parecidos com o nosso Sistema Solar.

© NASA (ilustração de sistemas planetários múltiplos)

Aproximadamente 95% desses planetas são menores que Netuno, que tem aproximadamente quatro vezes o tamanho da Terra. Essa descoberta marca um significante aumento no número dos exoplanetas pequenos conhecidos, mas parecidos em tamanho com a Terra do que os exoplanetas anteriormente identificados.

“A equipe do Kepler continua a nos maravilhar e a nos animar com seus melhores resultados da caçada de planetas”, disse John Grunsfeld, administrador associado para o Science Mission Directorate da NASA em Washington. “O fato desses novos planetas e novos sistemas solares se parecerem com o nosso, prenuncia um grande futuro quando tivermos o telescópio espacial James Webb no espaço, pronto para caracterizar os novos mundos”.

Desde a descoberta dos primeiros planetas fora do nosso Sistema Solar, a aproximadamente duas décadas atrás, a verificação tem se tornado um processo muito laborioso, executado planeta a planeta. Agora, os cientistas têm uma técnica estatística que pode ser aplicada a muitos planetas de uma vez, quando eles são encontrados em sistemas que abrigam mais de um planeta ao redor da mesma estrela.

Para verificar essa quantidade de planetas, uma equipe de pesquisa co-liderada por Jack Lissauer, cientista planetário no Ames Research Center da NASA em Moffett Field, na Califórnia, analisou estrelas com mais de um planeta potencial, todos aqueles que foram detectados nos primeiros dois anos de observações do Kepler, entre Maio de 2009 e Março de 2011.

A equipe de pesquisa usou uma técnica chamada de verificação por multiplicidade, que usa parte da lógica da probabilidade. O Kepler observou 150.000 estrelas e descobriu que poucas milhares dessas estrelas possuem candidatos a planetas. Se os candidatos fossem aleatoriamente distribuídos entre as estrelas do Kepler, somente um punhado teria mais de um planeta candidato. Contudo, o Kepler, observou centenas de estrelas que tinham múltiplos candidatos a planetas. Por meio de um estudo cuidadoso dessa amostra, esses 715 novos exoplanetas foram verificados.

© NASA (diagrama do número de exoplanetas descobertos)

Esses sistemas planetários múltiplos são um solo fértil para estudar planetas individuais e a configuração das vizinhanças planetárias. Isso nos fornece pistas sobre a formação dos planetas.

Quatro desses novos planetas tem menos de 2,5 vezes o tamanho da Terra e orbita a zona habitável de suas estrelas, definida como o intervalo de distância de uma estrela onde a temperatura da superfície de um planeta pode permitir que exista água no estado líquido.

Um desses novos planetas em zona habitável, o chamado Kepler-296f, orbita uma estrela com metade do tamanho e com 5% do brilho do nosso Sol. O Kepler-296f tem o dobro do tamanho da Terra, mas os cientistas não sabem se o planeta é um mundo gasoso, com um espesso envelope de hidrogênio-hélio, ou é um mundo de água envolto por um profundo oceano.

“Desse estudo nós aprendemos que os planetas nesses múltiplos sistemas são pequenos e suas órbitas são achatadas e circulares e não possuem a visão clássica de um átomo”, disse Jason Rowe, pesquisador no SETI Instituute em Mountain View, na Califórnia e co-autor da pesquisa.

Essa última descoberta leva a contagem de planetas confirmados fora do Sistema Solar a quase 1.700. A medida que nós continuamos a alcançar as estrelas, cada descoberta nos leva um passo mais perto de um entendimento mais preciso do nosso lugar na galáxia.

Lançado em Março de 2009, o Kepler é a primeira missão da NASA destinada a encontrar planetas potencialmente habitáveis do tamanho da Terra. As descobertas incluem mais de 3.600 candidatos a planetas, dos quais 961 já foram verificados.

Os artigos que descrevem as descobertas serão publicados na edição de 10 de Março de 2014 do The Astrophysical Journal.

Fonte: NASA

Pulsar fugitivo disparando um jato extraordinário

O IGR J1104-6103, como é conhecido entre os astrofísicos desde a sua descoberta pelo observatório de raios gama INTEGRAL, situa-se a cerca de 23 mil anos-luz na direção da constelação Carina.

© Chandra/ACTA/2MASS (jato emitido por pulsar)

A imagem acima, que mostra o pulsar e o remanescente de supernova, é composta pelos dados obtidos pelo observatório Chandra (raios X, púrpura), pelo Australia Compact Telescope Array (ondas de rádio, verde), e pelo 2MASS survey (visível, RGB).

Próximo dele, a cerca de 60 anos-luz, encontra-se o remanescente de supernova designado de MSH 11-61A. Comparando observações feitas em datas distintas, Pavan e os colegas conseguiram determinar que o pulsar se desloca pelo meio interestelar a uma velocidade estimada entre os 4 e 8 milhões de quilômetros por hora! A sua velocidade é tão elevada que a “Pulsar Wind Nebula” (PWN), uma nuvem de partículas de alta energia que rodeia os pulsares como um casulo, é distorcida até assumir a forma de um cone, aberto no sentido contrário ao seu movimento. Este fenômeno é muito semelhante à onda de choque que se forma em volta de um avião quando este rompe a barreira do som.

Este vento de partículas colide e ioniza o gás e poeiras do meio interestelar, aquecendo-o até temperaturas de milhões de Kelvin e provocando a emissão de raios X. Por outro lado, retrocedendo ao longo da provável direção do movimento, a equipe de cientistas pôde determinar a origem provável do pulsar, a zona central do remanescente de supernova. Esta conclusão é reforçada pelo fato de o remanescente ter uma estrutura assimétrica, mais alongado ao longo da suposta trajetória do pulsar. É muito provável portanto que o pulsar tenha tido origem no colapso da estrela maciça que deu origem ao remanescente e, para além disso, que esse colapso tenha sido assimétrico, atirando o pulsar a grande velocidade para fora da zona central da supernova.

Para além da velocidade desproporcional com que se desloca, o IGR J1104-6103 emite um poderoso vento de partículas carregadas que emitem raios X ao deslocarem-se ao longo das linhas do campo magnético do pulsar ou quando chocam com outras partículas. Esta estrutura é visível na imagem como uma longa cauda de raios X cuja dimensão real é de 37 anos-luz! A cauda tem uma forma peculiar, semelhante à rosca de um saca rolhas, o que indica que o pulsar tem um eixo de rotação que varia no tempo, como um pião. Devido a este efeito o feixe de partículas é atirado em direções gradualmente diferentes ao longo do tempo dando origem ao padrão de rosca. Curiosamente, e ao contrário do que acontece noutros exemplos conhecidos, em que estão alinhados, a PWN e a cauda de raios X são quase perpendiculares. Pavan e co-autores especulam que a aparente assimetria da explosão da supernova, fossilizada no remanescente, e uma possível velocidade de rotação muito elevada do núcleo da estrela que viria a originar o pulsar durante o colapso, poderiam explicar este cenário tão peculiar.

Os resultados foram publicados no periódico Astronomy & Astrophysics.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Supernova fornece pistas para idade de sistema estelar binário

A obscura constelação do Compasso foi descoberta no século XVIII pelo astrónomo francês Nicolas Louis de Lacaille. Ocupa um pequeno recanto da Via Láctea no céu austral, junto às estrelas Alfa e Beta do Centauro.

© Chandra/ACTA/DSS (Circinus X-1)

Apesar da pequena área do céu que ocupa, a constelação contém vários objetos dignos de referência, como a fonte de raios X Circinus X-1. Descoberto nos anos 70 por detetores de raios X e logo se tornou objeto de intenso estudo devido à sua elevada luminosidade e variabilidade. Ao fim de poucos anos foi possível determinar com precisão a posição da fonte de raios X e identificar o objeto correspondente em comprimentos de onda do visível, a partir de observatórios na Terra. Os astrônomos verificaram que se trata de um sistema binário com uma periodicidade de 16,6 dias situado a uma distância de cerca de 26 mil anos-luz. As observações em raios X permitiram concluir que uma das componentes é uma estrela de nêutrons que rouba matéria à sua estrela companheira. Essa matéria orbita a estrela de nêutrons num disco de acreção antes de colidir com ela a grande velocidade. Por vezes, a acumulação de matéria, hidrogênio e hélio principalmente, na superfície da estrela de nêutrons provoca explosões nucleares visíveis como erupções intensas de raios X.

No final do ano passado uma equipe de astrônomos liderada por Sebastien Heinz, da Universidade Wisconsin-Madison, aproveitou um período prolongado em que Circinus X-1 esteve menos luminoso do que o habitual para fazer imagens mais profundas do sistema e observar as regiões circundantes com o telescópio Chandra. Sabia-se de observações anteriores que a estrela de nêutrons produzia dois jatos de partículas de alta energia e os astrônomos queriam perceber como é que estes interagiam com o meio interestelar envolvente.

A equipe não observou Circinus X-1 apenas em raios X. Observações feitas em ondas de rádio com o Australia-Compact-Telescope-Array (ACTA) revelaram uma surpresa. Circinus X-1 encontrava-se no centro de um remanescente de supernova! Os filamentos delicados em forma de casulo do remanescente são bem visíveis em ondas de rádio obtida pelo ACTA.

Circinus X-1 teria sido um sistema binário com pelo menos uma estrela maciça que explodiu numa supernova dando origem à estrela de nêutrons hoje observada. O objeto agora detectado em ondas de rádio em torno de Circinus X-1 é o remanescente dessa supernova. Combinando as observações realizadas em raios X e em ondas de rádio a equipe verificou que as extremidades brilhantes dos jatos bipolares de Circinus X-1 coincidiam com uma região em que o feixe de partículas colidia com o material do remanescente. A imagem seguinte mostra o encaixe perfeito numa composição de imagens obtidas em raios X (Chandra, azul), ondas rádio (ACTA, púrpura) e visível (Digitized Sky Survey).

A análise das observações levaram os astrônomos a concluir que o remanescente de supernova, e portanto o sistema binário com a estrela de nêutrons, não pode ter mais do que 4.600 anos de idade. Isto faz do Circinus X-1 o sistema binário de raios X mais jovem descoberto até o momento na Via Láctea. Os dados indicam também que, ao contrário do que se pensava até agora, a estrela normal do sistema deverá ser uma estrela maciça, provavelmente uma supergigante de tipo espectral A ou B.

Os resultados foram publicados no periódico The Astrophysical Journal.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

O comportamento chocante de uma estrela veloz

Estrelas em fuga podem ter um grande impacto no seu meio, quando elas mergulham através da galáxia Via Láctea.

© Spitzer (arco vermelho formado ao redor da estrela Kapa Cassiopeiae)

O telescópio Spitzer, que observa o Universo na região dos infravermelhos, detectou gás e poeira aquecidos pela colisão com a magnetosfera da estrela supergigante Kapa Cassiopeiae, ou HD 2905. Situada a cerca de 3.500 anos-luz, Kapa Cassiopeiae é uma supergigante azul de tipo espectral B1. A sua luminosidade total é cerca de 400 mil vezes superior à do Sol, concentrando-se a maior parte na região ultravioleta do espectro eletromagnético. Trata-se de uma estrela muito maciça, com cerca de 40 vezes a massa solar. Observações do seu espectro permitiram determinar que perde massa a um ritmo prodigioso através de um vento estelar 10 milhões de vezes mais poderoso do que o do Sol. Kapa Cassiopeia tem magnitude 4 e é facilmente localizada e visível a olho nú.

A estrela tem uma outra particularidade interessante. Move-se pelo espaço à velocidade estonteante de 1.100 quilômetros por segundo. O vento estelar da supergigante e a sua enorme magnetosfera, que forma uma espécie de bolha invisível em torno da estrela, colidem com o gás e poeira do meio interestelar com maior impacto no sentido da sua trajetória. Incrivelmente, este choque é criado cerca de 4 anos-luz à frente de Kappa Cassiopeiae , mostrando o que um impacto considerável esta estrela tem sobre seus arredores. Esta é aproximadamente a mesma distância que estamos da Proxima Centauri, a estrela mais próxima para além do Sol. A colisão ocorre cerca de 4 anos-luz à frente da estrela e aquece o gás e poeira interestelares fazendo-os emitir radiação infravermelha que o telescópio Spitzer consegue detectar. A zona de colisão forma o belo arco vermelho que vemos na imagem acima. Kapa Cassiopeiae é a estrela azul brilhante no centro da imagem.

Todas as estrelas têm uma magnetosfera e vento estelar, mas apenas aquelas em que estes sejam particularmente intensos e que se desloquem a grande velocidade no espaço são capazes de criar regiões de colisão em que o meio interestelar é aquecido até emitir radiação infravermelha detectável. Ainda com relação à imagem, a radiação codificada com a cor verde, não associada com a zona de colisão, provém de moléculas complexas de carbono, designadas de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, que existem nas nuvens de poeira interestelares ao longo da nossa linha de visão. Na imagem, as cores sinalizam emissão infravermelha nos comprimentos de onda de 3,6 e 4,5 micrometros (azul), 8,0 micrometros (verde) e 24 micrometros (vermelho).

Fonte: Jet Propulsion Laboratory

Pulsar distante é perturbado pela presença de asteroides

Uma equipe de astrônomos descobriu evidências de que o pulsar PSR J0738-4042 poderá estar sofrendo múltiplas perturbações provocadas pela destruição de asteroides na sua magnetosfera.

© NASA/JPL-Caltech (ilustração da fragmentação de um asteroide)

“Uma destas rochas parece ter uma massa de cerca de bilhões de toneladas”, afirmou Ryan Shannon, astrônomo da Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) e membro da equipe responsável por este trabalho.

O pulsar PSR J0738-4042 encontra-se a cerca de 37 mil anos-luz de distância da Terra, na direção da constelação Puppis. Com apenas algumas dezenas de quilômetros de diâmetro, este pequeno objeto ultradenso é uma estrela de nêutrons que gira periodicamente sobre o seu eixo, emitindo um feixe de ondas de rádio na direção da Terra a cada 0,375 segundos.

O ambiente ao redor destas estrelas é particularmente inóspito. Sendo objetos altamente magnetizados em rápida rotação, os pulsares produzem intensa radiação e emitem poderosos ventos de partículas ao longo das linhas dos campos magnéticos por si gerados. “Se for possível formar aqui um grande objeto rochoso, então os planetas poderão formar-se ao redor de qualquer estrela”, disse Shannon.

Entre 1988 e 2012, os astrônomos detectaram múltiplas alterações na estrutura dos pulsos emitidos pelo PSR J0738-4042. A estes fenômenos juntaram-se, em Setembro de 2005, uma mudança abrupta no período de rotação do pulsar, acompanhada pelo aparecimento de uma emissão de rádio destacada do restante pulso periódico.

Em 2008, Shannon e o seu colega James Cordes demonstraram como um asteroide numa órbita decadente poderia perturbar não só o período de rotação de um pulsar, como também a forma do pulso de rádio detectado na Terra. “Pensamos que o feixe de rádio do pulsar varre o asteroide, vaporizando-o. No entanto, as partículas vaporizadas encontram-se eletricamente carregadas, que alteram ligeiramente o processo responsável pela criação do feixe do pulsar”, afirmou Shannon.

É possível que estes asteroides tenham sido formados a partir de material expelido pela supernova que criou o pulsar. Em 2006, uma equipe de astrônomos descobriu um disco de detritos ao redor de J0146+61, um pulsar situado a cerca de 13 mil anos-luz de distância, na direção da constelação de Cassiopeia. “Este tipo de discos de poeira poderiam providenciar as sementes para a formação de grandes asteroides”, disse Paul Brook, doutorando da Universidade de Oxford e primeiro autor deste trabalho.

O novo estudo foi publicado na revista The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: CSIRO

Revelado o mistério de explosões estelares

Um dos maiores mistérios na astronomia, a explosão de estrelas se tornando supernovas, finalmente está sendo revelado com a ajuda da missão Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) da NASA.

© NASA/JPL-Caltech/CXC/SAO (primeiro mapa radioativo da Cassiopeia A)

O observatório de raios X de alta energia tem criado o primeiro mapa de material radioativo de remanescentes de supernovas. Os resultados, de uma remanescente de supernova, denominada Cassiopeia A (Cas A), revelam como as ondas de choque provavelmente arrebentam as estrelas massivas moribundas.

“As estrelas são bolas esféricas de gás, e então você pode pensar que quando elas terminam suas vidas e explodem, que essa explosão seria como se uma bola uniforme expandisse com grande potência”, disse Fiona Harrison, a principal pesquisadora do NuSTAR no Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) em Pasadena. “Nossos novos resultados mostram como o coração da explosão, ou o motor é distorcido, possivelmente pelo fato das regiões mais internas literalmente espargir ao redor antes da detonação”.

A Cas A foi criada quando uma estrela massiva explodiu como uma supernova, deixando um denso cadáver estelar e uma parte remanescente ejetada. A luz da explosão atingiu a Terra centenas de anos atrás, então nós estamos vendo a parte remanescente estelar quando ela era fresca e jovem.

As supernovas semeiam o Universo com muitos elementos, incluindo o ouro, o cálcio e o ferro. Enquanto que estrelas pequenas como o nosso Sol morrem por processos menos violentos, as estrelas com no mínimo oito vezes a massa do Sol, explodem como supernovas. As altas temperaturas e as partículas criadas na explosão fundem os elementos leves criando assim, elementos mais pesados.

O NuSTAR, é o primeiro telescópio capaz de produzir mapas dos elementos radioativos encontrados nas remanescentes de supernovas. Nesse caso, o elemento, é o titânio-44, que tinha um núcleo instável produzido no coração da estrela que explodiu.

O mapa que o NuSTAR fez da Cas A mostra o titânio concentrado em aglomerados na parte central da remanescente e aponta para a possível solução para o mistério de como as estrelas encontram o seu destino fatal. Quando os pesquisadores simulam explosões de supernovas com computadores, enquanto uma estrela massiva, morre e colapsa, a onda de choque principal frequentemente passa por fora e a estrela não se rompe. As últimas descobertas sugerem fortemente que a estrela que explode, está reenergizando a onda de choque e permitindo que a estrela finalmente exploda suas camadas mais externas.

© NASA/JPL-Caltech (diagrama mostra o decaimento do titânio-44)

Quando as estrelas explodem em supernovas, elas geram elementos químicos​​, semeando o Universo com os ingredientes que formam estrelas, planetas e até pessoas. Alguns dos elementos produzidos em supernovas são radioativos, o que significa que eles são instáveis ​​e decaem em elementos mais leves. Quando isto acontece, as substâncias radioativas liberam energia na forma de posítrons e fótons.

Um dos elementos radioativos criados em supernovas é titânio-44, que decai em cálcio-44, cujo processo produz fótons de raios X de alta energia. O NUSTAR é o primeiro telescópio capaz de criar imagens detalhadas desses fótons de raios X de alta energia. Como resultado, o NuSTAR pode mapear a radioatividade em remanescentes de supernova pela primeira vez, revelando novos detalhes sobre como estrelas massivas explodem.

“Com o NuSTAR nós temos uma nova ferramenta para investigar esse tipo de explosão”, disse o principal autor do artigo, Brian Grefenstette do Caltech. “Anteriormente, era difícil interpretar o que estava acontecendo na Cas A, pois o material que nós observamos somente brilha em raios X quando é aquecido. Agora que nós podemos ver o material radioativo, que brilha em raios X, nós estamos tendo uma imagem mais completa do que está acontecendo no núcleo da explosão”.

O mapa do NuSTAR também provoca dúvidas em outros modelos de explosões de supernovas, onde a estrela está girando rapidamente logo antes de morrer e lança jatos estreitos de gás que guiam a explosão estelar. Apesar de impressões dos jatos terem sido observadas antes ao redor da Cas A, não se sabia se eles estavam iniciando as explosões. O NuSTAR não observou titânio, essencialmente a poeira radioativa da explosão, em regiões estreitas dos jatos, assim os jatos não foram os pavios para a explosão.

Os pesquisadores continuarão investigando o caso da explosão dramática da Cas A. Séculos depois de sua morte ter marcado o nosso céu, essa remanescente de supernova continua a nos surpreender.

Os resultados foram publicados na revista Nature.

Fonte: Jet Propulsion Laboratory

Diamantes na cauda do Escorpião

Uma nova imagem obtida no Observatório de La Silla do ESO, no Chile, mostra o brilhante aglomerado estelar Messier 7. Facilmente observado a olho nu próximo da cauda da constelação do Escorpião, este objeto é um dos aglomerados abertos mais proeminentes do céu, o que o torna um alvo importante da investigação astronômica.

© ESO (aglomerado estelar M7)

O Messier 7 (M7), também conhecido por NGC 6475, é um aglomerado brilhante com cerca de 100 estrelas situado a aproximadamente 800 anos-luz de distância da Terra. Nesta nova imagem obtida com o instrumento Wide Field Imager montado no telescópio MPG/ESO de 2,2 metros, o objeto aparece sobre um fundo de centenas de milhares de estrelas mais tênues, situadas na direção do centro da Via Láctea.
Com cerca de 200 milhões de anos de idade, o M7 é um aglomerado aberto típico de meia idade, com uma dimensão de cerca de 25 anos-luz. À medida que envelhecem, as estrelas mais brilhantes da imagem, uma população que vai até um décimo do número total de estrelas no aglomerado, explodirão de forma violenta como supernovas. E num futuro ainda mais distante, as restantes estrelas mais tênues, que são muito mais numerosas, irão afastar-se lentamente umas das outras até não serem já reconhecidas como fazendo parte de um aglomerado.
Os aglomerados abertos como o M7 são grupos de estrelas que nascem quase todas ao mesmo tempo e no mesmo lugar, a partir de enormes nuvens cósmicas de gás e poeira na sua galáxia hospedeira. Estes grupos de estrelas têm bastante interesse para os cientistas, porque todas as estrelas aí presentes têm aproximadamente a mesma idade e composição química, fato que as torna bastante indispensáveis em estudos de estrutura e evolução estelar.
Um aspecto interessante na imagem é que, embora densamente povoado por estrelas, o fundo não é uniforme e está claramente marcado por poeira. Muito provavelmente este fato deve-se a um alinhamento, por mero acaso, entre o aglomerado e as nuvens de poeira. Apesar de ser bastante tentador supor que estas zonas escuras são os restos da nuvem a partir da qual o aglomerado se formou, na realidade a Via Láctea terá já feito praticamente uma rotação completa durante  a vida deste aglomerado estelar, com a inevitável reorganização de estrelas e poeira que resulta deste fato. Por isso, a poeira e gás a partir dos quais o M7 se formou, e o aglomerado estelar propriamente dito, terão já tomado caminhos diferentes há muito tempo.
O matemático e astrônomo Claudio Ptolomeu foi o primeiro a referir-se a este aglomerado no ano 130 AD, descrevendo o objeto como “uma nebulosa que segue o ferrão do Escorpião”, uma descrição exata já que, a olho nu, o aglomerado parece uma mancha luminosa difusa sobre o fundo brilhante da Via Láctea. Em sua honra, o M7 é às vezes designado por aglomerado de Ptolomeu. Em 1764 Charles Messier inclui-o como sétima entrada no seu catálogo. Mais tarde, no século XIX, John Herschel descreveu a aparência deste objeto visto através de um telescópio como “um aglomerado de estrelas disperso”, o que o sumariza na perfeição.

Fonte: ESO