As ondas gravitacionais permanecem elusivas

Apesar de relatos anteriores de uma possível detecção, a análise conjunta de dados do satélite Planck da ESA e das experiências terrestres BICEP2 e Keck Array não encontraram provas conclusivas de ondas gravitacionais primordiais.

© ESA/Planck (orientação do campo magnético galáctico)

Esta imagem mostra uma região do céu do hemisfério sul e tem por base observações efetuadas pelo satélite Planck da ESA em micro-ondas e em comprimentos de onda submilimétricos. A escala de cores representa a emissão da poeira, um componente menor mas crucial do meio interestelar que permeia a Via Láctea. A textura, por sua vez, indica a orientação do campo magnético galáctico.
É baseado em medições da direção da luz polarizada emitida pela poeira. A emissão de poeira é mais forte no plano da Galáxia (topo da imagem), mas que não pode ser negligenciada nas outras regiões do céu. A pequena nuvem visível em vermelho, na direção do canto superior direito do campo BICEP2, mostra a emissão da poeira da Pequena Nuvem de Magalhães, uma galáxia satélite da Via Láctea.

O Universo começou há cerca de 13,8 bilhões de anos e evoluiu a partir de um estado extremamente quente, denso e uniforme até ao cosmos rico, complexo e repleto de galáxias, estrelas e planetas que vemos hoje em dia.

A radiação cósmica de fundo em micro-ondas (em inglês, Cosmic Microwave Background, ou CMB) é uma extraordinária fonte de informações sobre a história do Universo, o legado da radiação emitida apenas 380.000 anos após o Big Bang.

O satélite Planck da ESA observou este pano de fundo em todo o céu numa precisão sem precedentes e uma ampla variedade de novas descobertas acerca do início do Universo já foram reveladas ao longo dos últimos dois anos.

Mas os astrônomos "escavam" cada vez mais fundo na esperança de explorar ainda mais para trás no tempo: estão à procura de uma assinatura específica da "inflação" cósmica, uma breve expansão acelerada que, segundo a teoria atual, o Universo sofreu quando tinha apenas uma minúscula fração de segundo.

Esta assinatura seria permeada por ondas gravitacionais, pequenas perturbações no tecido do espaço-tempo que podem ter sido geradas durante a fase inflacionária.

Curiosamente, estas perturbações deveriam deixar uma marca em outra característica da radiação cósmica de fundo: a sua polarização. Quando as ondas de luz vibram preferencialmente numa certa direção, dizemos que a luz é polarizada.

A CMB é polarizada, exibindo um arranjo complexo pelo céu. Isto surge a partir da combinação de dois padrões básicos: circulares e radiais (conhecidos como modos-E) e encaracolados ou torcidos (modos-B).

Vários fenômenos do Universo produzem ou modos-E ou modos-B em diferentes escalas angulares e a identificação das várias contribuições requer medições extremamente precisas. Os modos-B podem conter o incrediente da inflação no início do Universo.

"A procura deste registo único do Universo muito jovem é tão difícil quanto emocionante, uma vez que o sinal sutil está escondido na polarização da CMB, que por si só representa apenas uma pequena percentagem da luz total," afirma Jan Tauber, cientista do projeto Planck da ESA.

O Planck não está sozinho nesta pesquisa. No início de 2014, uma outra equipe de astrõnomos apresentou resultados baseados em observações da radiação cósmica de fundo polarizada numa pequena zona de céu realizadas entre 2010 e 2012 com o telescópio BICEP2, uma experiência localizada no Pólo Sul. A equipe também usou dados preliminares de outra experiência no Pólo Sul, o Keck Array.

Encontraram algo novo: modos-B encaracolados na polarização observada ao longo de zonas do céu poucas vezes maiores que a Lua Cheia.

A equipe BICEP2 apresentou evidências privilegiando a interpretação de que este sinal era originário de ondas gravitacionais primordiais, o que provocou uma resposta enorme na comunidade acadêmica e no público em geral.

No entanto, a poeira interestelar na Via Láctea pode produzir um efeito semelhante. A Via Láctea é permeada por uma mistura de gás e poeira que brilha a frequências semelhantes àquelas da CMB e esta emissão em primeiro plano afeta a observação da luz cósmica mais antiga. É necessária uma análise muito cuidadosa a fim de separar a emissão, no plano da frente, da emissão do fundo cósmico. Criticamente, a poeira interestelar também emite luz polarizada, afetando assim a polarização da CMB.

"Quando detectamos pela primeira vez este sinal nos nossos dados, contamos com os modelos da emissão de poeira galáctica disponíveis no momento," afirma John Kovac, pesquisador principal do BICEP2 na Universidade de Harvard, EUA. "Estes pareciam indicar que a região do céu escolhida para as nossas observações tinham uma polarização de poeira muito mais baixa do que o sinal detectado."

As duas grandes experiências terrestres recolheram dados numa única frequência de micro-ondas, tornando difícil a separação das emissões oriundas da Via Láctea das do fundo cósmico.

Por outro lado, o Planck observou o céu em nove canais de frequência de micro-ondas e sub-milimétricos, sete dos quais também foram equipados com detectores sensíveis à polarização. Com uma análise meticulosa, estes dados multifrequência podem ser usados para separar as várias contribuições.

A equipe BICEP2 escolheu um campo onde acreditavam que a emissão de poeira seria baixa e, portanto, interpretaram o sinal como provavelmente cosmológico.

No entanto, assim que os mapas da emissão polarizada da poeira galáctica foram divulgados pelo Planck, ficou claro que esta contribuição de primeiro plano podia ser maior do que o anteriormente esperado.

Em Setembro de 2014 o Planck revelou pela primeira vez que a emissão polarizada da poeira é significativa ao longo de todo o céu e comparável com o sinal detectado pela experiência BICEP2 mesmo nas regiões mais limpas.

Assim, as equipes do Planck e da experiência BICEP2 uniram forças, combinando a capacidade do satélite para lidar com primeiros planos usando observações em diversas frequências, incluindo aquelas onde a emissão de poeira é mais forte, com a maior sensibilidade das experiências terrestres sobre áreas limitadas do céu, graças à sua tecnologia recentemente melhorada. Nesse momento, a gama completa de dados do Keck Array para 2012 e 2013 já estavam também disponíveis.

"Este trabalho conjunto mostrou que a deteção dos modos-B primordiais já não é robusta após a remoção da emissão da poeira galáctica," afirma Jean-Loup Puget, pesquisador principal do instrumento HFI do Planck e do Institut d’Astrophysique Spatiale em Orsay, França. "Por isso, infelizmente, não fomos capazes de confirmar que o sinal é um traço da inflação cósmica."

Outra fonte de polarização de modos-B, que remonta ao início do Universo, foi detectada neste estudo, mas em escalas muito menores no céu.

Este sinal, descoberto pela primeira vez em 2013, não é uma exploração direta da fase inflacionária, é induzido pela teia cósmica de estruturas gigantescas que povoam o Universo e que mudam o percurso dos fótons da CMB no seu caminho até nós.

Este efeito é chamado de "lente gravitacional", uma vez que é provocado por objetos maciços que dobram o espaço circundante e assim desviam a trajetória da luz como uma lupa. A detecção deste sinal com o Planck, BICEP2 e Keck Array, é o mais forte até agora.

Quanto aos sinais do período de inflação, a questão permanece em aberto.

"Embora ainda não tenhamos encontrado fortes evidências do sinal de ondas gravitacionais primordiais nas melhores observações da polarização da CMB atualmente disponíveis, isso não significa que temos que excluir a inflação," explica Reno Mandolesi, pesquisador principal do instrumento LFI do Planck e da Universidade de Ferrara, Itália.

De fato, o estudo conjunto estabelece um limite máximo para a quantidade de ondas gravitacionais da inflação, que podem ter sido criadas no momento mas a um nível demasiado baixo para serem confirmadas com esta análise.

"Este estudo mostra que o número de ondas gravitacionais pode, provavelmente, não ser mais do que metade do sinal observado," afirma Clem Pryke, pesquisador principal da experiência BICEP2 na Universidade de Minnesota, EUA.

"O novo limite superior para o sinal devido a ondas gravitacionais é compatível com o limite superior que obtivemos anteriormente com o Planck usando as flutuações de temperatura da CMB," comenta Brendan Crill, membro das equipes do Planck e da BICEP2 no JPL da NASA.

Fonte: ESA

NGC 4676: quando Camundongos colidem

Estas duas galáxias poderosas estão puxando uma à outra. Conhecidas como os “Camundongos”, porque elas têm essas caudas longas, cada galáxia espiral provavelmente já tem passado através da outra.

© Hubble (NGC 4676)

As caudas longas são criadas pela diferença relativa entre as forças gravitacionais nas partes próximas e distantes de cada galáxia.

Como as distâncias são tão grandes, a interação cósmica acontece em movimento lento, ao longo de centenas de milhões de anos. Catalogadas conjuntamente como NGC 4676, elas estão a cerca de 300 milhões de anos-luz de distância na direção da constelação Coma Berenices, e são membros prováveis do aglomerado de galáxias Coma.

A imagem acima foi tirada com a Advanced Camera for Surveys, a bordo do telescópio espacial Hubble, em 2002. Esses camundongos galácticos provavelmente colidirão repetidas vezes nos próximos bilhões de anos até que ocorra a fusão para formar uma única galáxia.

Fonte: NASA

Bolas amarelas em W33

Os comprimentos de onda do infravermelho com 3,6, 8,0 e 24,0 mícrons, observados pelo telescópio espacial Spitzer, estão mapeados nas cores visíveis do vermelho, verde e azul nesta imagem impressionante.

© Spitzer (W33)

A nuvem cósmica de gás e poeira é W33, um enorme complexo de formação estelar a cerca de 13.000 anos-luz de distância, perto do plano da nossa Galáxia, a Via Láctea. Então o que são todas aquelas bolas amarelas?

Cientistas colaboradores do site Milky Way Project encontraram as características que chamaram as bolas amarelas, enquanto eles sondavam muitas imagens do Spitzer, e persistentemente perguntaram aos pesquisadores. Agora há uma resposta. As bolas amarelas nas imagens do Spitzer são identificadas como um estágio inicial da formação de estrelas maciças. Elas aparecem em amarelo porque são regiões sobrepostas de cores vermelha e verde, as cores atribuídas que correspondem a moléculas empoeiradas e orgânicas, conhecidas como PAH (hidrocarbonetos aromáticos policíclicos), nos comprimentos de onda do Spitzer.

As bolas amarelas representam o estágio antes de as estrelas maciças recém-nascidas limparem o gás e a poeira ao seu redor, criando cavidades, e aparecem como os contornos das bolhas verdes com centros vermelhos na imagem do Spitzer. Logo, a história de sucesso do ‘crowdsourcing’ astronômico é apenas uma parte do projeto Zooniverse. A imagem do Spitzer abrange meio grau ou cerca de 100 anos-luz à distância estimada de W33.

Fonte: NASA

O sistema solar mais antigo com planetas rochosos

Foi descoberto um sistema planetário que se formou numa fase ainda jovem do Universo, a cerca de 11 bilhões de anos.

© Tiago Campante/Peter Devine (ilustração do sistema solar Kepler-444)

O sistema denominado Kepler-444 está localizado a 117 anos-luz e é constituído por cinco planetas rochosos. Mas estão próximo demais da estrela e consequentemente são muito quentes.

É o mais antigo sistema solar conhecido com planetas terrestres, ou seja, com uma superfície rochosa como a Terra. Ter-se-á formado há 11,2 bilhões de anos, o que evidencia bem a sua longevidade, uma vez que o próprio Universo surgiu há 13,8 bilhões de anos. E agora uma equipe internacional, composta por vários astrofísicos portugueses, anunciou a descoberta destes cinco planetas no sistema solar Kepler-444. O astrofísico português Tiago Campante, da Universidade de Birmingham, no Reino Unido, liderou o grupo de cientistas responsável pelo estudo. “O que torna isto tão especial é a hipótese da existência de vida anciã na Via Láctea. Eu não estou me referindo a vida neste sistema específico, mas nada impossibilita a possível existência de vida em planetas que orbitem outras estrelas com uma idade semelhante”, diz o cientista.

Revelada em comunicado do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, com pólos em Lisboa e no Porto, a descoberta tem outra particularidade ligada à longevidade dos planetas. O nosso Sistema Solar formou-se há cerca de 4,5 bilhões de anos, por isso o sistema solar onde se encontram os cinco planetas é 2,5 vezes mais antigo do que o nosso. E mesmo o Universo tinha, nesse momento, “apenas” 2,6 bilhões de anos.

O recorde anterior do sistema solar com planetas terrestres mais antigo pertencia ao Kepler-10, com 10,4 bilhões de anos, a 564 anos-luz de distância da Terra.

“A descoberta de um sistema com planetas do tipo terrestre tão antigo como o Kepler-444 confirma que os primeiros planetas se formaram muito cedo na vida da nossa galáxia, o que nos dá uma indicação de quando terá começado a era da formação planetária”, diz o armênio Vardan Adibekyan, da Universidade do Porto e também do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, do qual fazem parte outros dois elementos da equipe, Nuno Santos e Sérgio Sousa.

“Nunca tínhamos visto nada assim: é uma estrela tão antiga e o grande número de planetas torna-a muito especial”, sublinha outro autor do artigo, Daniel Huber, da Universidade de Sydney, na Austrália, num comunicado desta instituição. “É extraordinário que um sistema de planetas terrestres tão antigo se tenha formado quando o Universo estava apenas no início, com um quinto da idade atual. Estamos em melhores condições de compreender exatamente quando é que este tipo de planetas começou a formar-se”, acrescenta Daniel Huber.

Muito se tem avançado na descoberta de exoplanetas  em outros sistemas solares. O primeiro foi detetado em 1995, por Michel Mayor e Didier Queloz, do Observatório de Genebra, na Suíça, ao redor da estrela Pégaso 51, a 50 anos-luz de distância da Terra. Era um gigante composto por gases, com metade do tamanho de Júpiter e muito perto da sua estrela, e muitos dos que se lhe seguiram eram também monstros gasosos.

O número atual de exoplanetas é impressionante: 1885, indo desde gigantes gasosos a pequenos rochosos. Neste último caso, as suas superfícies são firmes como as Mercúrio, Vênus e a Terra, e não gasosas como Júpiter ou Saturno.

Além de rochosos, os planetas do sistema Kepler-444 são menores do que a Terra e contêm menos massa. Têm um tamanho entre Mercúrio e Vênus. Não sendo isto já propriamente inédito, não deixa de ser raro.

Foram descobertos com o telescópio espacial Kepler através do método dos trânsitos. A presença de um planeta em órbita de uma estrela é detectada quando passa à frente dela. Rouba-lhe regularmente um pouco de brilho, denunciando que está ali.

Mas o método dos trânsitos tem limitações: só permite determinar o tamanho dos planetas em relação ao da estrela. Para determinar a dimensão dos próprios planetas, a equipe analisou as características físicas da estrela, utilizando a técnica de sismologia estelar. Tal como as diferentes vibrações de um sismo permitem estudar o interior da Terra, as oscilações observadas à superfície de uma estrela, provocadas pela propagação de ondas acústicas, podem ser usadas para conhecer a sua estrutura interna, composição, idade, tamanho e massa.

Esta descoberta tem assim implicações profundas nas teorias de formação planetária.

Um artigo científico que anuncia a descoberta está na última edição da revista The Astrophysical Journal.

Fonte: Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço

Telescópio obtém imagens do glóbulo cometário CG4

Tal como a boca escancarada de uma criatura celeste gigantesca, o glóbulo cometário CG4 brilha ameaçadoramente nesta nova imagem obtida pelo Very Large Telescope (VLT) do ESO.

© ESO/VLT (glóbulo cometário CG4)

Embora pareça grande e brilhante na imagem, este objeto é, na realidade, uma nebulosa bastante tênue, o que o torna muito difícil de ser observado por astrônomos amadores. A natureza exata do CG4 permanece um mistério.

Em 1976 foram descobertos vários objetos alongados parecidos com cometas em fotografias obtidas com o telescópio Schmidt do Reino Unido instalado na Austrália. Devido à sua aparência, estes objetos ficaram conhecidos por glóbulos cometários embora nada tenham a ver com cometas. Estavam todos situados numa enorme região de gás brilhante chamada Nebulosa de Gum. Tinham núcleos densos, escuros e empoeirados e apresentavam caudas longas e tênues, que apontavam de maneira geral em direção contrária aos restos da supernova Vela, situados no centro da Nebulosa Gum. Embora estes objetos se encontrem relativamente próximo de nós, os astrônomos demoraram muito tempo para descobri-los, uma vez que o seu brilho é muito tênue, tornando-os assim muito difíceis de detectar.
O objeto que mostramos nesta nova imagem, CG4, referido também algumas vezes como a Mão de Deus, é um destes glóbulos cometários. Situa-se a cerca de 1.300 anos-luz de distância da Terra na constelação da Popa.
O núcleo do CG4, que é a região que se vê na imagem e se parece com a cabeça de um monstro gigantesco, tem um diâmetro de 1,5 anos-luz. A cauda do glóbulo, que se estende para baixo e não é visível na imagem,  tem cerca de oito anos-luz de comprimento. Em termos astronômicos trata-se de uma nuvem relativamente pequena.
Este tamanho relativamente pequeno é uma característica geral dos glóbulos cometários. Todos os glóbulos cometários descobertos até hoje encontram-se em nuvens de gás e poeira da Via Láctea relativamente pequenas e isoladas, rodeadas por material quente ionizado.
O núcleo do CG4 consiste numa nuvem espessa de gás e poeira, que apenas se observa porque está sendo iluminada pela radiação emitida por estrelas próximas. Esta radiação vai destruindo gradualmente o núcleo do glóbulo e libertando pequenas partículas que dispersam a radiação estelar. No entanto, a nuvem empoeirada do CG4 ainda contém gás em quantidade suficiente para formar várias estrelas do tamanho do Sol e, efetivamente, o CG4 está formando estrelas ativamente, formação estelar esta que, muito provavelmente, tem origem no momento em que a radiação emitida pelas estrelas que alimentam a Nebulosa Gum atinge CG4.
O porquê do CG4 e outros glóbulos cometários apresentarem esta forma tão distinta é ainda uma questão em aberto debatida entre os astrônomos, tendo havido duas teorias que se desenvolveram para explicar este efeito. Os glóbulos cometários, incluindo também o CG4, poderiam ser originalmente nebulosas esféricas, as quais teriam sido desfeitas e adquiririam estas novas formas incomuns devido aos efeitos da explosão de supernova próxima. Outros astrônomos sugerem que os glóbulos cometários são esculpidos por ventos estelares e radiação ionizante emitida por estrelas quentes massivas do tipo OB. Estes efeitos poderiam inicialmente levar às formações conhecidas pelos estranhos mas apropriados nomes de trombas de elefante e depois eventualmente a glóbulos cometários.
O próximo passo na investigação nestes objetos consiste em saber a sua massa, densidade, temperatura e velocidade do material nos glóbulos. Estes parâmetros podem ser determinados por medições de linhas espectrais moleculares, às quais se tem acesso fácil nos comprimentos de onda do milímetro, precisamente onde opera o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).

Fonte: ESO

Pequeno asteroide tem uma lua

No dia 26 de Janeiro, a Terra foi sobrevoada por um pequeno asteroide, o 2004 BL86.

© NASA/JPL (animação do asteroide 2004 BL86 e sua lua)

Este corpo celeste, com um tamanho estimado de 325 metros, fez a sua maior aproximação ao nosso planeta a uma distância de 1,2 milhões de quilômetros, cerca de 3,1 vezes a distância da Terra à Lua.

Uma equipe de cientistas da NASA utilizou a antena de 70 metros da Deep Space Network , uma das que é usada para comunicar com as sondas interplanetárias, para obter imagens de radar do asteroide. Por intermédio desta técnica potentes sinais de rádio são enviados na direção do asteroide; parte das ondas de rádio embatem na superfície e retornam à Terra sob a forma de um eco de rádio; finalmente, os cientistas detectam este eco e usam-no para deduzir as características físicas do asteroide e produzir imagens.

O resultado pode ser visto na animação acima, cuja resolução é de 4 metros por pixel. O asteroide, com uma forma quase esférica apesar do seu pequeno tamanho, tem também uma rotação rápida. Mas o eco de rádio detectou o ponto brilhante que se aproximava do asteroide a partir do topo da imagem. Este objeto é uma pequena lua, um corpo que os cientistas estimam tenha uns 70 metros de diâmetro.

As observações espectroscópicas do asteroide 2004 BL86 realizada por Vishnu Reddy, um cientista de pesquisa no Instituto de Ciência Planetária em Tucson, usando o Infrared Telescope Facility da NASA em Mauna Kea, Havaí, indicam que a assinatura espectral do asteroide é semelhante à do gigantesco asteroide Vesta. Localizado no coração do cinturão de asteroides do Sistema Solar, o asteroide Vesta foi o recente destino da missão Dawn da NASA, que está agora em seu caminho para o mundo gelado Ceres.

Fonte: Jet Propulsion Laboratory

Sistema gigante de anéis em torno de estrela jovem

Astrônomos do observatório de Leiden, na Holanda, e da Universidade de Rochester, EUA, descobriram que o sistema de anéis que vêm eclipsar a estrela jovem J1407, muito parecida com o Sol, tem proporções enormes, muito maior e massivo que o sistema de anéis de Saturno.

© Ron Miller (ilustração do sistema de anéis)

O sistema de anéis - o primeiro do gênero encontrado fora do nosso Sistema Solar - foi descoberto em 2012 por uma equipe liderada por Eric Mamajek da Universidade de Rochester.

Uma nova análise dos dados, liderada por Matthew Kenworthy de Leiden, mostra que o sistema de anéis é composto por mais de 30 anéis, cada um com dezenas de milhões de quilômetros em diâmetro. Além disso, encontraram lacunas nos anéis, o que indica a possibilidade de formação de satélites (exoluas).

"Os detalhes que vemos na curva de luz são incríveis. O eclipse durou várias semanas, mas conseguimos ver mudanças rápidas em escalas de tempo na ordem das dezenas de minutos, como resultado de estruturas finas nos anéis," afirma Kenworthy. "A estrela está demasiado longe para observarmos os anéis diretamente, mas nós podemos fazer um modelo detalhado com base nas rápidas variações de brilho na luz da estrela que passa pelo sistema de anéis. Se pudéssemos substituir os anéis de Saturno com o sistema de anéis ao redor de J1407b, eram facilmente visíveis à noite e muitas vezes maior do que a Lua Cheia." Os anéis em torno de J1704b são tão grandes que se fossem colocados em torno de Saturno, podíamos vê-los ao lusco-fusco à vista desarmada.

A seguir é exibido um vídeo de uma simulação de computador mostrando a curva de luz da estrela J1407 através de dados do projeto SuperWASP em 2007.

© Matthew Kenworthy (simulação da curva de luz da estrela J1407)

"Este planeta é muito maior que Júpiter ou Saturno e o seu sistema de anéis é cerca de 200 vezes maior do que os anéis de Saturno," afirma o coautor Mamajek, professor de física e astronomia na Universidade de Rochester. "Podemos pensar nele como uma espécie de super-Saturno."

Os astrônomos analisaram dados do projeto SuperWASP, um estudo que tem como objetivo detectar gigantes gasosos que se movem em frente da sua estrela progenitora. Em 2012, Mamajek e colegas da Universidade de Rochester anunciaram a descoberta da jovem estrela J1407 e de eclipses invulgares, e sugeriram que eram provocados por um disco que formava luas em torno de um planeta gigante jovem ou de uma anã marron.

Num terceiro estudo, mais recente, também liderado por Kenworthy, usaram ópticas adaptativas e espectroscopia de Doppler para estimar a massa do objeto com anéis. As conclusões a que chegaram, com base nesse e em estudos anteriores do interessante sistema de J1407, é que o companheiro é provavelmente um gigante gasoso, ainda não observado, com um sistema gigantesco de anéis responsável pela diminuição repetida no brilho de J1407.

A curva de luz indica que o diâmetro do sistema de anéis mede quase 120 milhões de quilômetros, mais de duzentas vezes o tamanho dos anéis de Saturno. O sistema de anéis provavelmente contém mais ou menos o valor da massa da Terra em partículas de poeira.

Mamajek coloca em contexto a quantidade de material nestes discos e anéis. "Se moêssemos as quatro grandes luas de Galileu em poeira e gelo e espalhássemos o material sobre as suas órbitas num anel ao redor do planeta [Júpiter], o anel seria tão opaco à luz que um observador distante que observasse o anel passando em frente do Sol veria um eclipse muito profundo e com a duração de vários dias," comenta Mamajek. "No caso de J1407, vemos que os anéis bloqueiam praticamente 95% da luz desta jovem estrela semelhante ao Sol durante dias, por isso existe aí muito material para formar satélites."

Nos dados, foi descoberto pelo menos uma lacuna limpa na estrutura de anéis, mais claramente definida no novo modelo. "Uma explicação óbvia é que um satélite formou e esculpiu esta divisão," afirma Kenworthy. "A massa do satélite pode situar-se entre a massa da Terra e a massa de Marte. O satélite poderá ter um período orbital de aproximadamente dois anos em torno de J1407b."

Os astrônomos esperam que os anéis se tornem mais finos nos próximos milhões de anos e eventualmente desapareçam à medida que formam satélites a partir do material nos discos.

"A comunidade de ciência planetária teoriza há décadas que planetas como Júpiter e Saturno teriam tido, num estágio inicial, discos em torno deles que, em seguida, levaram à formação de satélites," explica Mamajek. "No entanto, até à descoberta deste objeto em 2012, ninguém tinha visto um tal sistema de anéis. Este é o primeiro retrato da formação de satélites a escalas de milhões de quilômetros em torno de um objeto subestelar."

Os astrônomos estimam que o exoplaneta com anéis, J1407b, tem um período orbital de aproximadamente uma década. A massa de J1407b tem sido difícil de determinar, mas é provável que se situe entre as 10 e 40 massas de Júpiter.

Os pesquisadores incentivam os astrônomos amadores a acompanhar J1407, o que ajudaria a detectar o próximo eclipse dos anéis e a restringir o período e massa do companheiro planetário. As observações de J1407 podem ser relatadas à Associação Americana de Observadores de Estrelas Variáveis (AAVSO). Entretanto, os astrônomos estão estudando outros levantamentos fotométricos à procura de eclipses provocados por sistemas de anéis ainda por descobrir.

Kenworthy acrescenta que a descoberta de eclipses por outros objetos como o planeta J1407b "é, durante o futuro próximo, o único método viável que possuímos para observar as condições primitivas da formação de satélites. Os eclipses de J1407 vão permitir-nos estudar as propriedades físicas e químicas dos discos circumplanetários que formam satélites."

Os resultados foram aceitos para publicação na revista The Astrophysical Journal.

Fonte: Universidade de Rochester

A luz de Cygnus A

Celebrando a astronomia neste Ano Internacional da Luz a imagem detalhada abaixo revela a espetacular galáxia ativa Cygnus A através do espetro eletromagnético.

© Chandra/NRAO/Hubble (Cygnus A)

Incorporando dados de raios X (em azul) do observatório Chandra em órbita, Cygnus A é vista como uma fonte prodigiosa de raios X de alta energia. Mas, na verdade, ela é mais famosa na extremidade de baixa energia do espetro eletromagnético.

Uma das mais brilhantes fontes celestiais visíveis aos radiotelescópios, Cygnus A, a 600 milhões de anos-luz de distância, é a radiogaláxia poderosa mais próxima. A emissão de rádio (em vermelho) se estende a ambos os lados ao longo do mesmo eixo por cerca de 300.000 anos-luz, alimentada por jatos de partículas relativísticas que emanam do buraco negro supermassivo central da galáxia. Os pontos quentes provavelmente marcam as extremidades dos jatos que impactam em torno do material frio e denso.

Confinados em tons de amarelo, os dados na faixa da luz visível da galáxia pelo Hubble, e do campo circundante pelo Digital Sky Survey, completam uma visão notável em múltiplos comprimentos de onda.

Fonte: NASA

FRB 140514: uma rápida explosão de rádio

Um grupo internacional de astrônomos usando o radiotelescópio Parkes de 64 metros no leste da Austrália observou uma rápida explosão de rádio que aconteceu ao vivo.

© NASA (ilustração de uma magnetar)

Nos últimos anos, os astrônomos têm observado um novo fenômeno, uma breve explosão de ondas de rádio que dura poucos milissegundos.

Esse tipo de fenômeno foi observado pela primeira vez em 2007, quando os cientistas vasculharam os dados de arquivos do radiotelescópio Parkes. Desde então, eles conseguiram ver mais seis explosões como essa nos dados do telescópio e uma sétima explosão foi encontrada nos dados obtidos pelo telescópio de Arecibo em Porto Rico.

Esses sinais foram quase todos descobertos muito tempo depois deles terem ocorrido, mas desde então, os astrônomos começaram a buscar especificamente por esse tipo de sinal no momento em que eles acontecem.

Agora, uma equipe de astrônomos liderada por Emily Petroff da Swinburne University of Technology e do Australia Telescope National Facility tem obtido sucesso em observar a primeira explosão ao vivo.

“Essas explosões eram geralmente descobertas semanas ou meses ou até mais de uma década depois que elas aconteciam. Nós fomos os primeiros a registrar esse tipo de sinal em tempo real”, disse Petroff, que é a principal autora de um artigo que descreve a descoberta.

As características do evento, chamado de FRB 140514, indicam que a fonte da explosão estava localizada a mais de 5,5 bilhões de anos-luz da Terra.

“Essa explosão libera mais ou menos a mesma quantidade de energia em poucos milissegundos equivalente à energia liberada pelo Sol em um dia”, disse a co-autora Dra. Daniele Malesani do Dark Cosmology Centre da University of Copenhagen.

O FRB 140514 deixou outra pista para a sua identidade, mas uma pista enigmática. O radiotelescópio Parkes, captou sua polarização, algo que não tinha sido registrado nas demais explosões.

A polarização pode ser pensada como a direção na qual as ondas eletromagnéticas, como as ondas de luz e de rádio, “vibram”. Ela pode ser linear ou circular.

A emissão de rádio da fonte FRB 140514 foi mais de 20% polarizada de maneira circular, o que nos dá uma pista da existência de campos magnéticos perto da fonte.

“Juntas, as nossas observações permitiram que os cientistas pudessem definir as fontes propostas para as explosões, incluindo supernovas próximas”, disse o co-autor Dr. Mansi Kasliwal do Carnegie Institution for Science.

“Explosões de raios gama curtas, ainda são uma possibilidade, além das distantes estrelas de nêutrons magnéticas, ou magnetars, já as longas explosões de raios gama não são cogitadas como fonte”.

“Identificar a origem das rápidas explosões de rádio é agora uma questão de tempo. Nós armamos a armadilha. Agora é só esperarmos para que uma nova explosão caia nela”, disse Petroff.

Fonte: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Poeira galáctica fornece dados sobre as supernovas

Pesquisas efetuadas nas profundezas do oceano evidenciaram uma surpreendente descoberta que pode mudar a maneira como nós entendemos as supernovas, ou seja, as explosões de estrelas que ocorrem bem além do Sistema Solar.

© Chandra/Spitzer/Hubble (remanescente de supernova Cassiopeia A)

Cientistas analisaram poeira extraterrestre que acredita-se seja originada de supernovas, e que se depositaram no assoalho oceânico para determinar a quantidade de elementos pesados criados pelas explosões massivas. Durante os 226 milhões anos que leva para o Sol para completar uma órbita na Via Láctea, quantidades mensuráveis de elementos pesados de explosões de supernovas cairam na Terra, acumulando nos sedimentos do fundo do oceano.

“Pequenas quantidades de detritos dessas distantes explosões caíram na Terra enquanto viajavam pela nossa galáxia”, disse o principal pesquisador, Dr. Anton Wallner da Research School of Physics and Engineering. “Nós analisamos a poeira galáctica com no mínimo 25 milhões de anos de vida que se depositou no fundo do oceano, e descobrimos que ela tem muito menos elementos pesados como o plutônio e o urânio que nós esperávamos”.

As descobertas vão de encontro com as atuais teorias das supernovas, que diz que alguns dos materiais essenciais para a vida humana, como ferro, potássio e iodo são criados e distribuídos pelo espaço através das explosões de supernovas. Segundo essas teorias as supernovas também criam chumbo, prata e ouro, e elementos radioativos mais pesados como urânio e potássio.

A equipe do Dr. Wallner estudou o plutônio-244 que serve como relógio radioativo devido a natureza do seu decaimento radioativo, com uma meia vida de 81 milhões de anos. “Qualquer plutônio-244 existente quando a Terra se formou do gás e da poeira intergaláctica a mais de quatro bilhões de anos atrás já decaiu a muito tempo”, disse o Dr. Wallner. “Assim, qualquer plutônio-244 que nós encontrarmos na Terra deve ter sido criado num evento explosivo que ocorreu mais recentemente, no mínimo a algumas centenas de milhões de anos”.

A equipe analisou uma amostra com espessura de 10 centímetros da crosta da Terra, representando 25 milhões de anos de sedimentação, bem como sedimentos do mar profundo coletados de uma área muito estável no fundo do Oceano Pacífico.

“Nós encontramos 100 vezes menos plutônio-244 do que era esperado”, disse o Dr. Wallner. “Nos parece que os elementos mais pesados podem não terem sido formados em supernovas padrões. Para formar esses elementos talvez precisamos de eventos explosivos mais raros como a fusão de duas estrelas de nêutrons”.

O fato desses elementos pesados como o plutônio estarem presentes, e o urânio e o tório ainda estarem presentes na Terra sugere que um evento explosivo deve ter ocorrido perto da Terra por volta da época que ela se formou, disse o Dr. Wallner. “Elementos radioativos no nosso planeta como urânio e tório fornecem boa parte do calor que guia o movimento continental, talvez outros planetas não tenham em seu interior, o mesmo motor de calor que nós temos”, diz ele.

Fonte: Astronomy Now

Três exoplanetas encontrados orbitando em estrela próxima

Uma equipe de pesquisadores, liderada pelo cientista Ian Crossfield da Universidade do Arizona, descobriu uma estrela com três planetas, um dos quais pode ter temperaturas moderadas o suficiente para a existência de água líquida.

© NASA/JPL-Caltech/UCLA (ilustração de três exoplanetas e sua estrela)

O telescópio espacial Kepler da NASA, apesar de prejudicado pela perda de sistemas críticos de orientação, descobriu uma estrela com três planetas ligeiramente maiores que a Terra. O planeta mais exterior orbita na zona habitável do sistema, uma região onde as temperaturas à superfície permitem a existência de água líquida.

A estrela, EPIC 201367065, é uma anã de classe M, fria e vermelha com aproximadamente metade do tamanho e massa do nosso Sol. A uma distância de 150 anos-luz, a estrela está no top 10 das estrelas mais próximas que se sabe terem planetas em trânsito. A proximidade da estrela significa que é brilhante o suficiente para os astrônomos estudarem as atmosferas dos planetas e para determinarem se são parecidas com a da Terra e se são possivelmente propícios à vida.

"Uma atmosfera fina de nitrogênio e oxigênio permitiu com que a vida vingasse na Terra. Mas a natureza está repleta de surpresas. Muitos dos exoplanetas descobertos pela missão Kepler estão cobertos por atmosferas espessas e ricas em hidrogênio que são provavelmente incompatíveis com a vida como a conhecemos," afirma Crossfield.

Os três planetas têm 2,1, 1,7 e 1,5 vezes o tamanho da Terra. O menor e exterior, com 1,5 raios da Terra, orbita a estrela suficientemente longe para receber níveis de energia parecidos aos que a Terra recebe do Sol, afirma Erik Petigura, estudante de doutoramento da Universidade da Califórnia em Berkeley, EUA. Ele descobriu os planetas no dia 6 de janeiro enquanto realizava uma análise de computador dos dados do Kepler que a NASA disponibiliza aos astrônomos. Petigura calculou que, do mais longínquo para o mais próximo da estrela, os três planetas recebem 10,5, 3,2 e 1,4 vezes a intensidade de luz da Terra.

"A maioria dos planetas que encontramos até à data são demasiado quentes. Este é o sistema planetário mais próximo com planetas em trânsito 'mornos'," acrescenta. "Existe uma possibilidade muito real de que o planeta mais exterior seja rochoso como a Terra, o que significa que este planeta pode ter a temperatura certa para suportar oceanos de água líquida."

Andrew Howard, astrônomo da Universidade do Havaí, comenta que hoje em dia os planetas extrassolares são descobertos às centenas, embora muitos astrônomos se questionem se alguns destes mundos recém-descobertos são mesmo parecidos com a Terra. Ele afirma que este sistema planetário vai ajudar a resolver a questão.

"Nós aprendemos, no ano passado, que os planetas com o tamanho e temperatura da Terra são comuns na nossa Via Láctea," afirma Howard. "Nós também descobrimos alguns planetas do tamanho da Terra parecem ser feitos dos mesmos materiais que a Terra, principalmente rocha e ferro."

Depois de Petigura ter encontrado os planetas nas curvas de luz do Kepler, a equipe rapidamente usou os telescópios no Chile, Havaí e na Califórnia para caracterizar a massa, raio, temperatura e idade da estrela.

O próximo passo será observar o sistema com outros telescópios, incluindo o telescópio espacial Hubble, para tirar a "impressão digital" espectroscópica das moléculas nas atmosferas planetárias. Se estes planetas amenos do tamanho da Terra tiverem atmosferas espessas e ricas em hidrogênio, o Hubble conseguirá ver o seu sinal revelador, comenta Petigura.

A descoberta é ainda mais notável porque o telescópio Kepler perdeu duas das quatro rodas de reação, fundamentais para o manter apontado para um ponto fixo no espaço.

O Kepler renasceu em 2014 como "K2" e com uma estratégia inteligente para apontar o telescópio no plano da órbita da Terra, a eclíptica, a fim de o estabilizar. O Kepler está de volta ao estudo do cosmos e em busca de eclipses ou "trânsitos", eventos em que um planeta passa em frente da sua estrela progenitora e periodicamente bloqueia parte da sua luz.

"Esta descoberta prova que a missão K2, apesar de ligeiramente comprometida, pode ainda descobrir planetas empolgantes e cientificamente atraentes," afirma Petigura. "Esta descoberta mostra que o Kepler consegue ainda fazer grande ciência."

O Kepler observa somente uma pequena fração dos sistemas planetários: apenas aqueles cujos planos orbitais estão alinhados com o nosso ponto de vista da Terra. Não consegue observar planetas com grandes inclinações orbitais. Um censo de planetas do Kepler que a equipe realizou em 2013 corrigiu estatisticamente estas orientações orbitais aleatórias e concluiu que uma em cada cinco estrelas como o Sol na Via Láctea têm planetas do tamanho da Terra na zona habitável. Tendo em conta outros tipos de estrelas, podem existir até 40 bilhões de planetas deste gênero só na nossa Galáxia.

A missão original do Kepler encontrou milhares de planetas pequenos, mas a maioria deles são demasiado tênues e distantes para determinar a sua densidade e composição e assim ficar sabendo se são planetas densos e rochosos como a Terra ou planetas gasosos como Urano e Netuno. Graças à curta distância até EPIC 201367065, foi possível fazer estas medições. A estrela hospedeira, uma anã de classe M, é menos brilhante que o Sol, o que significa que os seus planetas podem residir mais perto e ainda desfrutar de temperaturas moderadas.

Segundo Howard, o sistema mais parecido com o de EPIC 201367065 é o Kepler-138, uma anã de classe M com três planetas de tamanho semelhante, embora nenhum deles esteja na zona habitável.

Fonte: Universidade do Arizona

Órion em infravermelho pelo WISE

A Grande Nebulosa de Órion é um lugar intrigante. Visível a olho nu, sua aparência é a de uma pequena mancha difusa na constelação de Órion.

© WISE/Francesco Antonucci (Nebulosa de Órion)

Mas esta imagem, um mosaico ilusoriamente colorido com quatro cores em luz infravermelha feito com o observatório WISE em órbita terestre, mostra a Nebulosa de Órion como uma agitada vizinhança de estrelas recentemente formadas, gás quente e poeira escura. A energia por trás da maior parte da Nebulosa de Órion (M42) vem das estrelas do aglomerado estelar do Trapézio, visto próximo do centro da imagem de grande campo acima. O brilho laranja em torno das brilhantes estrelas retratadas aqui é a sua própria luz refletida por intricados filamentos de poeira que cobrem a maior parte da região. O atual complexo de nuvens da Nebulosa de Órion, que inclui a Nebulosa Cabeça de Cavalo, irá se dispersar vagarosamente durante os próximos 100.000 anos.

Fonte: NASA

O núcleo galáctico em infravermelho

O que está acontecendo no centro da nossa galáxia, a Via Láctea?

© Hubble & Spitzer (núcleo galáctico em infravermelho)

Para ajudar a descobrir, os telescópios espaciais orbitais Hubble e Spitzer juntaram esforços para  fazer um levantamento da região em detalhes sem precedentes em luz infravermelha. A luz infravermelha é particularmente útil para sondar o núcleo da Via Láctea, já que a luz visível é muito mais obscurecida pela poeira. A imagem acima abrange mais de 2.000 imagens tiradas em 2008 pela câmera NICMOS do telescópio espacial Hubble. A imagem mede 300 anos-luz por 115 anos-luz e sua resolução é tão alta que estruturas com apenas 20 vezes o tamanho do nosso Sistema Solar são perceptíveis. Nuvens de gás brilhante e poeira escura, bem como três grandes aglomerados estelares são visíveis. Os campos magnéticos podem estar canalizando plasma ao longo da parte superior esquerda, próximo ao Aglomerado Arches, enquanto ventos estelares energéticos esculpem pilares próximo ao Aglomerado Quíntuplo no canto inferior esquerdo. O massivo Aglomerado Central de estrelas que circunda Sagittarius A* está visível na parte inferior direita. O motivo de várias estrelas centrais, massivas e brilhantes parecem estar sem associação com estes aglomerados estelares ainda não é compreendido.

Fonte: NASA

Um par de buracos negros: o gordo e o magro

A nova imagem de raios X de alta energia do Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) da NASA identificou os verdadeiros monstros de uma fusão galáctica.

© NASA/JPL-Caltech/GSFC (Arp 299)

As imagens acima de Arp 299 mostram duas galáxias em colisão, coletivamente chamadas de Arp 299, localizada a 134 milhões de anos-luz de distância. Cada uma das galáxias tem um buraco negro supermassivo em seu núcleo. Cada quadro mostra: o NuSTAR (esquerda), o NuSTAR e o Hubble (centro) e o Hubble (direita). A imagem do NuSTAR mostra claramente que o buraco negro no centro da galáxia da direita está ativo, emitindo raios X de alta energia provenientes da região interior do seu disco de acreção. O núcleo da galáxia à esquerda não exibe o mesmo nível de atividade. Na imagem do NuSTAR a energia dos raios X é representada pelas cores: vermelho (baixa), verde (média) e azul (alta).

Estas galáxias de Arp 299 apresentam um excesso de emissão ultravioleta nas suas regiões nucleares, um indicador de forte atividade. Como seria de esperar, com um tal ritmo de formação estelar, o Arp 299 é também uma fábrica de supernovas, tendo sido detectadas oito até agora: SN1990al, SN1992bu, SN1993G, SN1998T, SN1999D, SN2005U, SN2010O e SN2010P.
O NUSTAR revelou que o buraco negro localizado no lado direito do par está muito ativo, enquanto o seu parceiro está dormente ou escondido sob o gás e a poeira.
As descobertas estão ajudando os pesquisadores a entender como a fusão de galáxias pode desencadear buracos negros para iniciar a absorção de material, um passo importante na evolução das galáxias.
"Quando as galáxias colidem, o gás é sovado e conduzido em seus respectivos núcleos, alimentando o crescimento de buracos negros e a formação de estrelas", disse Andrew Ptak do Goddard Space Flight Center da NASA, principal autor deste novo estudo. "Queremos entender os mecanismos que desencadeiam os buracos negros para ligar e começar a consumir o gás."
O NUSTAR é o primeiro telescópio capaz de localizar de onde os raios X de alta energia estão vindo nas galáxias aglutinadas de Arp 299. Observações anteriores de outros telescópios, incluindo o observatório de raios X Chandra da Nasa e XMM-Newton da ESA, que detectam raios X de baixa energia, tinha indicado a presença de buracos negros supermassivos ativos no Arp 299. No entanto, não ficou claro a partir desses dados, se um ou ambos os buracos negros estavam se alimentando, desenvolvendo um disco de acreção muito luminoso, um processo em que um buraco negro absorve massa devido a atração gravitacional que arrasta o gás para ele.
Os novos dados de raios X do NUSTAR sobrepostos a uma imagem de luz visível do telescópio espacial Hubble mostram que o buraco negro da direita é, de fato, um faminto. Como se alimenta de gás, processos energéticos perto do buraco negro aquecido em torno de centenas de milhões de graus por elétrons e prótons, criando um plasma que impulsiona a luz visível até aos raios X de alta energia. Enquanto isso, o buraco negro na esquerda está num estado quiescente ou inserido em muito gás e poeira onde os raios X de alta energia não podem escapar.
Quando os núcleos das galáxias chegarem mais perto, as forças de maré pressionarão o gás e as estrelas em torno vigorosamente fazendo com que os dois buracos negros se unam.
O NUSTAR é ideal para estudar buracos negros fortemente obscurecidos, como os da Arp 299. Os raios X de alta energia pode penetrar o gás espesso, enquanto que os raios X de baixa energia e luz ficam bloqueados.

O estudo foi apresentado na 225ª reunião da Sociedade Astronômica Americana e foi aceito para publicação no Astrophysical Journal.

Fonte: NASA

Huygens pousando em Titã

Enviada pela Cassini ao redor do planeta Saturno, a sonda Huygens da ESA desceu em Titã, a maior lua do planeta dos anéis, há dez anos em 14 de janeiro de 2005.

© Cassini/Huygens (Titã)

Esses painéis mostram imagens, em visão olho de peixe, feitas durante a sua descida lenta de paraquedas através da atmosfera densa de Titã.

Tomados pelo radiômetro imageador/espectral, um dos instrumentos ativos da sonda enquanto descia, eles variam em altitude de 6 km (superior esquerdo) para 0,2 km (inferior direito) acima da superfície da lua, que surpreendentemente apresenta características parecidas com os canais escuros, planícies e cumes brilhantes na Terra. Mas com temperaturas próximas de -179 °C, os líquidos que fluem através da superfície de Titã são o metano e o etano, isto é, hidrocarbonetos em vez de água.

Depois de fazer o pouso mais distante para uma espaçonave que veio da Terra, a Huygens transmitiu dados por mais de uma hora. Os dados da Huygens e uma década de exploração pela Cassini mostraram que Titã é um mundo espetacular hospedando uma química complexa de compostos orgânicos, relevos dinâmicos, lagos, mares e um possível oceano subterrâneo de água líquida.

Fonte: NASA