Revelada a origem da estrela mais veloz na Via Láctea

A estrela mais rápida conhecida na Via Láctea está saindo da galáxia, e uma nova pesquisa sugere que ela foi acelerada por uma supernova.

© Hubble/S. Geier (ilustração da ejeção da estrela US 708)

Cientistas usando os telescópios Keck Observatory e Pan-STARRS1 no Havaí, descobriram essa estrela fugitiva, chamada de US 708, que está viajando a cerca de 1.200 km/s. Ela é a estrela mais rápida da Via Láctea já registrada por astrônomos. Sua velocidade permitirá que ela escape do arrasto gravitacional exercido pela galáxia e acabe saindo para o espaço intergaláctico.

De acordo com os pesquisadores, acredita-se que a maioria das outras estrelas que se movem com velocidade suficiente para sair da galáxia sejam ejetadas pelo buraco negro monstruoso no centro galáctico. A US 708 é a primeira estrela com uma origem diferente, e essa nova pesquisa sugere que sua vida foi estranha e caótica. 
O Sol e a maioria das milhões de estrelas da Via Láctea orbitam coletivamente o centro da galáxia em um ritmo tranquilo; nosso Sol viaja a cerca de 200 m/s ou 720.000 km/h.
Mas existe uma classe das chamadas estrelas de hipervelocidade (HVSs) que se movem com velocidades altas o bastante para escapar do arrasto gravitacional da galáxia.
Até agora, a mais rápida dessas estrelas de hipervelocidade havia sido registrada a cerca de 3,2 milhões quilômetros por hora. Mas a US 708 está se movendo em torno de 4,32 milhões quilômetros por hora.
“Ela é significativamente mais rápida [que a estrela anterior]”, declara Stephan Geier, pesquisador de pós-doutorado do Observatório Europeu do Sul e coautor da nova pesquisa.
Stephan Geier, pesquisador de pós-doutorado do Observatório Europeu do Sul e outros pesquiadores identificaram a US 708 em 2005. No novo trabalho, a equipe conseguiu medir a velocidade da estrela usando tanto dados atuais quanto de arquivo, e observando seu movimento mudar em um período total de aproximadamente 70 anos.
O monstruoso buraco negro no centro da Via Láctea tem força gravitacional suficiente para lançar uma estrela em uma viagem só de ida para fora da galáxia, e acredita-se que muitas outras estrelas de hipervelocidade se originem dali. Mas, a US 708 não iniciou sua jornada perto do centro galáctico.
Com base em indícios adicionais, os cientistas declaram que ela provavelmente estava orbitando outra estrela quando sua rota mudou. A US 708 e sua companheira estelar provavelmente orbitavam uma à outra muito rapidamente, com uma distância muito pequena entre elas. A estrela vizinha explodiu em uma supernova e foi completamente destruída. A US 708 ficou repentinamente sem um arrasto gravitacional que a mantivesse no lugar, e toda essa velocidade rotacional e energia começaram abruptamente a se mover em linha reta. 
Os pesquisadores não podem observar o passado para ver o que aconteceu à US 708 antes que ela fosse colocada em sua rota atual. Mas os indícios de que precisam ficam nas características físicas e no comportamento atual da estrela.
A velocidade não é a única coisa que separa a US 708 de outras estrelas de hipervelocidade. Antes de 2014, todas as HVSs detectadas eram estrelas da sequência principal, semelhantes ao Sol. No começo daquele ano, um grupo de estrelas de hipervelocidade muito maiores foi descoberto, sendo que tais estrelas também pareciam ter se originado longe do centro galáctico. Mas, a US 708 não é da sequência principal, e não é grande; ela é o que chamamos de sub-anã quente.
Como seu nome indica, sub-anãs quentes são pequenas mas têm temperaturas muito altas, sugerindo que já foram muito mais massivas no passado. Atualmente, a US 708 tem cerca de metade da massa do Sol; porém, ela provavelmente foi uma gigante vermelha no início de sua vida, com uma massa de duas a três vezes maior que a do Sol. As camadas externas de hidrogênio da gigante vermelha provavelmente foram removidas por outra estrela próxima, deixando para trás uma sub-anã menor, composta principalmente de hélio.
É provável que essa estrela vizinha canibal tenha sido uma anã branca: uma estrela colapsada que não queima mais combustível. Após devorar as camadas externas de hidrogênio da US 708, ela passou a absorver seu hélio, e isso acabou levando a seu fim.
O hélio é um gás altamente combustível. Conforme a anã branca atraía esse material, criando uma camada quente e espessa em sua superfície, o hélio entrou em ignição. Teorias sugerem que esse acúmulo e ignição de hélio tenham iniciado a queima de carbono dentro da estrela, o que por sua vez poderia disparar a destruição da estrela inteira, como em uma explosão de supernova Tipo Ia. “A anã branca foi completamente destruída”, observa Geier.
Novamente, a remoção da anã branca colocou a US 708 em uma rota para fora da galáxia. É muito provável que a própria explosão tenha contribuído com muito pouca energia enquanto a estrela deixava o sistema, aponta o pesquisador.
“Essa provavelmente é uma das histórias de vida mais dramáticas de uma estrela”, comenta Geier. Os pesquisadores não conseguem dizer com certeza se a US 708 saiu de uma região onde uma supernova do Tipo Ia explodiu. Os restos de um evento assim teriam desaparecido há muito tempo. As características físicas da estrela conduziram os pesquisadores as seguintes conclusões: primeiro, a US 708 é uma sub-anã quente composta principalmente de hélio; segundo, ela está girando com muita velocidade, que seria um produto de sua órbita próxima à anã branca.
Geier e seus colegas declaram que estudar mais estrelas como a US 708 poderia fornecer informações sobre como supernovas do Tipo Ia se formam. Cientistas usam esses brilhantes pontos de luz para medir grandes distâncias no Universo, então compreendê-los melhor pode influenciar muitas áreas da astronomia.

Fonte: W. M. Keck Observatory

Novos indícios da origem da massiva Nebulosa de Órion

As estrelas não são todas iguais, e nem seus criadores. De longe o mais bem conhecido berçário estelar, a Nebulosa de Órion já produziu milhares de jovens estrelas, grandes e pequenas.

© Hubble/M. Robberto (Nebulosa de Órion)

Ela brilha com tanta força que pode ser vista ao olho nu, mesmo estando a 1.350 anos-luz de distância. Em uma noite clara, escura e sem lua, a nuvem de gás e poeira que compõe a nebulosa parece uma estrela difusa ao sul das três estrelas altamente visíveis do cinturão de Órion, uma constelação proeminente em todas as regiões do mundo.
Agora, uma técnica de imageamento revelou que essa grande nebulosa é apenas uma pequena parte de um enorme anel de poeira que se estende por centenas de anos-luz. A descoberta sugere as origens da nebulosa: radiação e explosões de estrelas massivas no centro do anel podem ter forçado gás e poeira para fora até que parte do material colapsasse e desse origem à famosa criadora de estrelas.
Ninguém havia notado o anel anteriormente porque a poeira de primeiro plano e de fundo obscurece o objeto recém-encontrado. “Nós ficamos completamente surpresos ao descobrir essa bela estrutura anelar”, declara Eddie Schlafly, astrônomo do Instituto Max Planck de Astronomia, na Alemanha. Ele e seus colegas encontraram o anel usando o telescópio de 1,8 metros Pan-STARRS, no Havaí, para mapear poeira interestelar.
A poeira deixa a luz estelar avermelhada, essa é uma das razões de o sol poente parecer alaranjado ou vermelho; então, a equipe de Schlafly observou as cores de estrelas na maior parte do céu para verificar onde fica a poeira interestelar. A partir das cores e distâncias de 23 milhões de estrelas, a equipe estabeleceu a distribuição da poeira em três dimensões, dentro e ao redor de Órion.
Essas observações revelaram que a Nebulosa de Órion está na borda de um vasto anel de poeira com 330 anos-luz de diâmetro, tão grande que a maior parte dele chega até Monoceros, uma constelação a leste de Órion. Se o anel fosse visível a olho nu, ele pareceria 27 vezes maior que a lua cheia. A Nebulosa de Órion está localizada em uma de suas regiões mais densas.

John Bally, astrônomo da University of Colorado Boulder, que não tem relação com a descoberta, considera fenomenal a nova técnica de mapeamento de poeira que revelou o anel. “Isso realmente nos permite medir a distribuição de poeira em três dimensões pela primeira vez”, declara ele.

A descoberta sugere as origens da Nebulosa de Órion. Um dos cenários possíveis: há 10 ou 20 milhões de anos, muito antes da existência da Nebulosa de Órion, surgiu um grupo de estrelas massivas. Essas estrelas eram quentes e luminosas, e a luz ultravioleta que elas emitiam arrancava elétrons do hidrogênio gasoso interestelar em todas as direções. Essa radiação empurrava o gás e a poeira interestelares para longe em uma bolha que se expandia e foi sacudida ainda mais quando as estrelas explodiram em supernovas. Parte da superfície da bolha se tornou densa o bastante para colapsar, formando novas estrelas, e uma região especialmente rica em nascimentos estelares iluminou o gás e a poeira que atualmente chamamos de Nebulosa de Órion.
Bally e Christopher McKee, astrofísico da University of California, Berkeley, declaram que esse cenário é plausível mas requer confirmação. Se a ideia estiver correta, o anel de poeira deveria estar se expandindo, então cientistas terão que medir a velocidade de expansão da poeira para verificá-la. Essas medidas também indicariam quando a expansão começou, assim datando a sequência de eventos que pode ter levado à formação da Nebulosa de Órion.
A nova sonda europeia Gaia pode ajudar ainda mais ao determinar distâncias e movimentos de estrelas pelo céu. A Gaia pode revelar estrelas que não se afastaram do centro do anel, irmãs das estrelas mortas que o criaram, trazendo mais informações sobre seu processo de formação. De acordo com Bally, a descoberta do anel de poeira de Órion é uma peça importante do quebra-cabeças, mesmo que muitos aspectos da ecologia de formação estelar na região ainda precisem ser compreendidos.

A descoberta foi publicada no periódico The Astrophysical Journal.

Fonte: Scientific American

Descoberto nove novos satélites da Via Láctea

Usando os dados do Dark Energy Survey (DES) astrônomos descobriram nove novos satélites da Via Láctea.

© V. Belokurov/S. Koposov/M. Putman (Nuvens de Magalhães e os novos satélites)

Com base nas propriedades morfológicas, três dos novos satélites são galáxias anãs, uma das quais está situada na periferia da Via Láctea. Os restantes seis objetos têm tamanhos e luminosidades comparáveis ​​a uma galáxia anã muito tênue chamada Segue 1 e poderia ser tanto galáxias anãs ou aglomerados globulares.
"A descoberta de tantos satélites em uma pequena área do céu foi completamente inesperada. Eu não podia acreditar nos meus olhos", disse o Dr. Sergey Koposov do Instituto de Astronomia da Universidade de Cambridge, Reino Unido.

As galáxias recém-descobertas foram encontradas no hemisfério sul, perto da Grande e Pequena Nuvem de Magalhães, as maiores e mais conhecidas galáxias anãs em órbita da Via Láctea.

Esses objetos denominados de Reticulum 2, Eridanus 2, Horologium 1, Pictoris 1, Fênix 2, Indus 1, Grus 1, Eridanus 3, e Tucana 2 são um bilhão de vezes mais fracos do que a Via Láctea, e um milhão de vezes menos massivos.

© V. Belokurov/S. Koposov (Eridanus 2, Horologium 1 e Pictoris 1)

O mais próximo, Reticulum 2, está a de cerca de 97.000 anos-luz de distância, enquanto o mais distante, Eridanus 2, está a mais de um milhão de anos-luz de distância.

Eridanus 2 é uma galáxia anã localizada na beira do halo da Via Láctea, a cerca de 1,24 milhões de anos-luz de distância. A galáxia mostra sinais de formação estelar recente e possivelmente até mesmo hospeda um aglomerado globular fraco.

Com a sua localização na periferia da nossa galáxia, alta luminosidade e um diâmetro de cerca de 1.120 anos-luz, Eridanus 2 parece ser um irmão gêmeo da galáxia anã Leo T. Este objeto é claramente visível nas imagens a cores da DES como um grupo de fracas estrelas azuis embutidos numa nuvem de baixo brilho superficial.

Tucana 2 fica a uma distância de cerca de 225.000 anos-luz da Terra. Ela pode ser classificada como uma galáxia anã muito tênue devido a sua luminosidade e pelo grande diâmetro de 1.300 anos-luz.
Com um tamanho de cerca de 455 anos-luz, a galáxia anã Grus 1 é o terceiro maior objeto na amostra. Está localizada a cerca de 390.000 anos-luz de distância.

Reticulum 2 possui cerca de 200 anos-luz de comprimento, sendo um objeto muito alongado localizado na constelação Reticulum. Devido às forças de maré maciças de nossa galáxia está em vias de ser dilacerada.

O Horologium 1 tem um diâmetro de cerca de 195 anos-luz e está situada a uma distância de 325 mil anos-luz.

Eridanus 3 está a cerca de 290 mil anos-luz de distância e tem o menor tamanho da amostra, de apenas 117 anos-luz.

Phoenix 2 encontra-se a uma distância de cerca de 270.000 anos-luz e contém uma ou duas estrelas azuis do ramo horizontal do diagrama de Hertzsprung–Russell e um grande número de estrelas retardatárias azuis, e tem um diâmetro de cerca de 175 anos-luz.

Pictoris 1 está a cerca de 370.000 anos-luz de distância e tem um diâmetro de aproximadamente 200 anos-luz.

Similar ao volume da amostra, Indus 1 encontra-se a 325 mil anos-luz de distância e tem um diâmetro de cerca de 250 anos-luz.

"Estes resultados são muito intrigantes. Talvez fossem satélites, uma vez que orbitou as Nuvens de Magalhães e foram expulsos pela interação da Pequena e Grande Nuvem de Magalhães," disse Dr. Wyn Evans, do Instituto de Astronomia da Universidade de Cambridge.

Dr Vasily Belokurov do Instituto da Universidade de Cambridge de Astronomia, um co-autor do estudo, disse: "Galáxias satélites anãs são a fronteira final para testar nossas teorias da matéria escura," disse Dr Vasily Belokurov, também do Instituto de Astronomia da Universidade de Cambridge.

"Precisamos encontrá-los para determinar se a nossa imagem cosmológica faz sentido. Encontrar um grande grupo de satélites perto das Nuvens de Magalhães foi surpreendente, pois em pesquisas anteriores do céu do sul encontrou muito pouco, por isso, não era esperado encontrar tal tesouro," disse ele.

Um artigo foi submetido para publicação no Astrophysical Journal.

Fonte: Cambridge University

Fenômenos misteriosos em um gigantesco aglomerado de galáxias em fusão

Astrônomos usando o Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) capturaram a imagem mais detalhada até hoje do aglomerado em fusão Abell 2256.

© F. Owen/NRAO (Abell 2256)

O Abell 2256 é um aglomerado de galáxias localizado a uma distância de cerca de 800 milhões de anos-luz, na constelação de Ursa Minor. O aglomerado contém mais de 500 galáxias, com a galáxia elíptica NGC 6331 como sendo o membro mais brilhante com magnitude 12,8.

Estudado pelos astrônomos por mais de meio século com telescópios em quase todos os comprimentos de onda, das ondas de rádio até os raios X, o Abell 2256 tem um halo de rádio e um diâmetro de cerca de 4 milhões de anos-luz.

A nova imagem feita com o VLA mostra o aglomerado como ele apareceria se os olhos humanos fossem sensíveis às ondas de rádio ao invés das ondas de luz.

Nessa imagem, a cor vermelha mostra as regiões onde as ondas de rádio mais compridas predominam, e a cor azul mostra onde as ondas de rádio mais curtas predominam, seguindo o padrão que nós vemos na luz visível.

A imagem mostra um grande número de feições estranhas que os astrônomos pensam estarem relacionadas com colisões que estão ocorrendo entre aglomerados de galáxias. A imagem cobre uma área no céu quase tão grande como a área coberta pela Lua Cheia.

“Com apelidos como Grande Relíquia, Halo, e Longa Cauda, as feições nessa região são vistas com o maior detalhes até hoje”, disse o Dr. Frazer Owen do National Radio Astronomy Observatory.

Um artigo foi aceito para publicação no Astrophysical Journal.

Fonte: National Radio Astronomy Observatory

Descobertos dois aglomerados de estrelas

Astrônomos brasileiros usando dados do Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) da NASA descobriram dois aglomerados de formação de estrelas na borda mais distante da Via Láctea.

© D. Camargo/NASA/WISE (Camargo 438 e Camargo 439)

A nossa galáxia tem uma forma espiral barrada, isso quer dizer que ela possui braços de estrelas, gás e poeira, circulando uma barra central. Vista de lado, a Via Láctea apareceria relativamente plana, com a maior parte do seu material num disco e nas regiões centrais.

As estrelas da nossa galáxia se formam dentro de massivos e densos aglomerados de gás, chamados de nuvens moleculares gigantes, que estão localizadas principalmente na parte mais interna do disco galáctico. Com muitos desses aglomerados em uma única nuvem molecular, a maior parte das estrelas nascem juntas em aglomerados.

Os astrônomos liderados pelo astrofísico Denilso Camargo, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), em Porto Alegre, Brasil, não somente encontrou gigantescas nuvens moleculares a milhares de anos-luz acima e abaixo do disco galáctico, mas encontrou também que uma delas inesperadamente contém dois aglomerados de estrelas, denominados de Camargo 438 e Camargo 439.

Essa é a primeira vez que cientistas encontraram estrelas sendo formadas em locais tão remotos na nossa galáxia.

“Um  berçário estelar que parece estar no meio do nada é algo bem surpreendente”, disse o Dr. Peter Eisenhardt, do Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da NASA, em Pasadena, cientista do projeto da missão WISE e que não estava envolvido na pesquisa.

“Os novos aglomerados de estrelas são verdadeiramente exóticos. Em poucos milhões de anos, qualquer habitante de planetas ao redor das estrelas terá uma grande visão de fora da Via Láctea, algo que o ser humano provavelmente jamais terá a chance de experimentar”, disse o Dr. Camargo.

Os aglomerado recém-descobertos estão dentro da nuvem molecular HRK 81.4-77.8.

Essa nuvem possui dois milhões de anos de existência e está a cerca de 16.000 anos-luz abaixo do disco galáctico, uma enorme distância das tradicionais regiões de formação de estrelas.

Os astrônomos acreditam que existam duas possíveis explicação para isso.

No primeiro caso, o Efeito Chaminé, onde violentos eventos como explosões de supernova podem ter ejetado gás e poeira para fora do disco galáctico. O material então caiu de volta, no processo se fundiu, formando as gigantescas nuvens moleculares.

A outra ideia é que interações entre a Via Láctea e suas galáxias satélites como a Pequena e a Grande Nuvem de Magalhães, podem ter perturbado o gás que caiu na Via Láctea, novamente levando à acreção de nuvens moleculares de estrelas.

“Nosso trabalho mostra que o espaço ao redor da Via Láctea é bem menos vazio do que se pensava anteriormente. O grande problema da primeira possibilidade é que precisariam explodir muitas supernovas pra jogar essa poeira tão longe. Teria que haver uma explosão sequencial de centenas delas”, diz Camargo. Essa variável pode eliminar a primeira possibilidade, afinal é muito difícil acontecer uma explosão sequencial de estrelas massivas. Mas ela não deve ser totalmente descartada. 

O mais provável é que a poeira estelar veio das Nuvens de Magalhães, que sofre um processo de canibalismo espacial - sendo engolido pela Via Láctea. Se essa possibilidade se confirmar, Camargo 438 e Camargo 439 podem ser os primeiros aglomerados estelares formados fora da nossa Galáxia. “São os primeiros aglomerados detectados tão longe do disco da Via Láctea. Nuvens desse tipo já foram detectadas próximas do disco, mas essas abrem a possibilidade de serem aglomerados extragaláticos”, explica Camargo.

O artigo foi publicado na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: Royal Astronomical Society e Revista Galileu

Um oceano de água salgada em Ganimedes

O telescópio espacial Hubble da NASA/ESA recolheu a melhor evidência, até agora, de um oceano de água salgada em Ganimedes, a maior lua de Júpiter.

© Hubble/Galileu (cinturões aurorais de Ganimedes)

Pensa-se que este oceano subterrâneo tem mais água que toda a água à superfície da Terra. A identificação de água líquida é crucial na busca de mundos habitáveis além da Terra e na busca de vida como a conhecemos.

"Esta descoberta é um marco significativo, destacando o que somente o Hubble consegue fazer," afirma John Grunsfeld, administrador associado do Diretorado de Missões Científicas da NASA na sua sede em Washington, EUA. "Durante os seus 25 anos em órbita, o Hubble fez muitas descobertas científicas no nosso próprio Sistema Solar. Um oceano profundo sob a crosta gelada de Ganimedes abre possibilidades ainda mais fascinantes para a vida fora da Terra."

Ganimedes é a maior lua do nosso Sistema Solar e a única com o seu próprio campo magnético. O campo magnético provoca auroras, faixas de gás eletrificado, quente e brilhante, em regiões que circundam os polos norte e sul da lua. Tendo em conta que Ganimedes está perto de Júpiter, está também embutido no campo magnético de Júpiter. Quando o campo magnético de Júpiter muda, as auroras em Ganimedes também mudam, "balançando" para a frente e para trás.

Ao observar o movimento balançante das duas auroras, os cientistas foram capazes de determinar que uma grande quantidade de água salgada por baixo da crosta de Ganimedes afeta o seu campo magnético.

Uma equipe de cientistas liderada por Joachim Saur da Universidade de Colônia, Alemanha, teve a ideia de usar o Hubble para aprender mais sobre o interior da lua.

"Será que existe um modo de espreitar o interior de um corpo planetário com um telescópio? Então pensei, as auroras! Dado que as auroras são controladas pelo campo magnético, caso observássemos as auroras de forma adequada, podíamos aprender mais sobre o campo magnético. Se conhecermos o campo magnético, então podemos aprender mais sobre o interior da lua," disse Saur.

Se um oceano de água salgada estivesse presente, então o campo magnético de Júpiter criaria um campo magnético secundário no oceano para contrariar o campo de Júpiter. Este "atrito magnético" suprimiria o balanço das auroras. Este oceano combate o campo magnético de Júpiter tão fortemente que reduz a oscilação das auroras em 2 graus, em vez dos 6 graus, caso o oceano não estivesse presente.

Os cientistas estimam que o oceano tem cerca de 100 km de espessura, 10 vezes a profundidade dos oceanos da Terra, e está enterrado sob uma crosta de 150 km constituída principalmente por gelo.

Os cientistas suspeitaram da existência de um oceano em Ganimedes pela primeira vez na década de 1970, com base em modelos do grande satélite natural. A missão Galileu da NASA mediu o campo magnético de Ganimedes em 2002, fornecendo a primeira evidência que apoiava estas suspeitas. A Galileu obteve medições breves do campo magnético em intervalos de 20 minutos, mas as suas observações eram demasiado curtas para apanhar definitivamente este balanço cíclico do campo magnético secundário do oceano.

As novas observações foram feitas no ultravioleta e só podem ser realizadas com um telescópio espacial bem acima da atmosfera da Terra, que bloqueia a maioria da radiação ultravioleta.

O telescópio espacial Hubble celebra 25 anos de ciência inovadora no dia 24 de Abril. Transformou a nossa compreensão do Sistema Solar e além, e ajudou-nos a encontrar o nosso lugar entre as estrelas.

Um artigo sobre o estudo foi publicado no periódico Journal of Geophysical Research.

Fonte: Space Telescope Science Institute

A Via Láctea pode ser maior do que se estimava

De acordo com novos achados que revelam que o disco galáctico tem várias ondas concêntricas, a Via Láctea é pelo menos 50% maior do que se estimava.

© Instituto Politécnico Rensselaer (ilustração da Via Láctea ondulada e maior)

A pesquisa, conduzida por uma equipe internacional liderada pela Professora Heidi Jo Newberg do Instituto Politécnico Rensselaer, revisitou dados astronômicos do SDSS (Sloan Digital Sky Survey) que, em 2002, estabeleceram a presença de um anel saliente de estrelas além do plano conhecido da Via Láctea.

"Em essência, o que descobrimos é que o disco da Via Láctea não é apenas um disco de estrelas num plano achatado, ele é ondulado," afirma Heidi Newberg, professora de física aplicada e de astronomia na Escola de Ciências de Rensselaer. "A partir da posição do Sol e para fora da Galáxia, vemos pelo menos quatro ondulações no disco da Via Láctea. Apesar de apenas podermos olhar para parte da Galáxia com estes dados, assumimos que este padrão encontra-se por todo o disco."

É importante ressaltar que os resultados mostram que as características previamente identificadas como anéis são na realidade parte do disco galáctico, estendendo-se pela dimensão conhecida da Via Láctea de 100.000 anos-luz até 150.000 anos-luz, afirma Yan Xu, cientista dos Observatórios Astronômicos Nacionais da China, ex-cientista visitante de Rensselaer e autor principal do artigo.

"Antes do início da pesquisa, os astrônomos já tinham observado que o número de estrelas da Via Láctea diminui rapidamente a cerca de 50.000 anos-luz do centro da Galáxia e, em seguida, aparece um anel de estrelas a cerca de 60.000 anos-luz do centro," acrescenta Xu. "O que vemos agora é que este anel aparente é na realidade uma ondulação no disco. E podem muito bem existir outras ondulações mais distantes que ainda não vimos."

Newberg, Xu e colaboradores usaram dados do SDSS para mostrar uma assimetria oscilante na contagem de estrelas na sequência principal de cada lado do plano galáctico, começando a partir do Sol e olhando para o lado oposto ao do centro da Galáxia. Por outras palavras, quando olhamos para fora da Galáxia, o plano médio do disco é perturbado para cima, depois para baixo, depois para cima e novamente para baixo.

A nova pesquisa baseia-se numa descoberta de 2002, na qual Newberg estabeleceu a existência do "Anel de Unicórnio" (ou Anel de Monoceros), um "excesso de densidade" estelar nas orlas exteriores da Galáxia que estende para cima do plano galáctico. Na altura, Newberg notou evidências de outro excesso de densidade estelar, entre o Anel de Monoceros e o Sol, mas foi incapaz de continuar a investigação. Com mais dados disponíveis do SDSS, os cientistas recentemente debruçaram-se sobre este mistério.

"Eu queria descobrir o que era este outro excesso de densidade," explica Newberg. "Estas estrelas eram anteriormente consideradas estrelas do disco, mas não coincidiam com a distribuição da densidade que seria de esperar para estrelas do disco, por isso pensei, 'bem, talvez seja outro anel, ou uma galáxia anã altamente perturbada.'"

Quando revisitaram os dados, encontraram quatro anomalias: um para norte do plano galáctico a 2 kpc (kiloparsecs; um parsec equivale a 3,26 anos-luz) do Sol, um para sul do plano de 4 a 6 kpc, um terceiro para norte a 8 a 10 kpc e evidências de um quarto para sul a 12 a 16 kpc do Sol. O Anel de Monoceros está associado com a terceira ondulação. Os pesquisadores descobriram ainda que as oscilações parecem alinhar com as posições dos braços espirais da Via Láctea. Newberg disse que as descobertas suportam outra pesquisa recente, incluindo uma constatação teórica de que uma galáxia anã ou que um "caroço" de matéria escura, passando pela Via Láctea, produziria um efeito semelhante de ondulação. De fato, as ondulações podem vir a ser utilizadas para medir a granulosidade da matéria escura na nossa Galáxia.

"É muito parecido com o que aconteceria se atirássemos uma pedra na água parada, as ondas irradiam para fora do ponto de impacto," explica Newberg. "Se uma galáxia anã passa pelo disco, puxa gravitacionalmente o disco para cima quando entra e puxa o disco para baixo quando atravessa, e isto cria um padrão ondulatório que se propaga para fora."

Newberg investiga atualmente a estrutura e evolução da nossa Galáxia, usando estrelas como marcadores do halo e do disco galáctico. Estas estrelas por sua vez são usadas para rastrear a distribuição de densidade da matéria escura na Via Láctea.

A pesquisa foi publicada na revista The Astrophysical Journal.

Fonte: Rensselaer Polytechnic Institute

Ao longo do Muro do Cisne

A crista de emissão em forma de W apresentada nesta paisagem celeste vívida é conhecida como o Muro do Cisne.

© Jimmy Walker (Muro do Cisne)

Parte de uma nebulosa de emissão maior com um contorno distintivo popularmente chamada de Nebulosa América do Norte, a crista cósmica se estende por cerca de 20 anos-luz.

Construída usando dados de banda estreita, a fim de realçar o brilho avermelhado revelador dos átomos ionizados de hidrogênio recombinando com os elétrons, a imagem em mosaico feita de dois quadros segue uma frente de ionização com detalhes finos de formas escuras e empoeiradas na silhueta.

Esculpidas pela radiação energética de estrelas jovens, quentes e maciças da região, as formas escuras que habitam a vista são nuvens de gás frio e poeira com estrelas provavelmente nascendo em seus interiores. A Nebulosa América do Norte em si, também conhecida como NGC 7000, está a cerca de 1.500 anos-luz de distância.

Fonte: NASA

Uma ostentação de novas estrelas

A paisagem extraordinária abaixo localizada na constelação austral do Altar contém um tesouro de objetos celestes.

© ESO/VLT Survey Telescope (o aglomerado estelar NGC 6193 e a nebulosa NGC 6188)

Aglomerados de estrelas, nebulosas de emissão e regiões de formação estelar ativa são apenas alguns dos objetos mais ricos observados nesta região, que se situa a cerca de 4.000 anos-luz de distância da Terra.

No centro da imagem encontra-se o aglomerado estelar aberto NGC 6193, que contém cerca de trinta estrelas brilhantes e forma o centro da associação OB1 do Altar. As duas estrelas mais brilhantes são estrelas gigantes muito quentes que, em conjunto, constituem a principal fonte de iluminação da nebulosa de emissão próxima, a Nebulosa da Orla ou NGC 6188, que pode ser vista à direita do aglomerado.
Uma associação estelar consiste num grande grupo de estrelas fracamente ligadas que ainda não se afastaram completamente do seu local de formação inicial. As associações OB são essencialmente constituídas por estrelas azul-esbranquiçadas muito jovens, 100.000 vezes mais brilhantes que o Sol e cerca de 10 a 50 vezes mais massivas.
A Nebulosa da Orla é a proeminente parede de nuvens escuras e brilhantes que marca a fronteira entre a região de formação estelar ativa no seio da nuvem molecular, conhecida por RCW 108, e o resto da associação. Esta nebulosa é também famosa entre os astrônomos, já que uma imagem sua anterior foi usada como capa de um DVD de distribuição da coleção de software para astrônomos compilada no ESO, Scisoft, cuja versão mais recente foi lançada há algumas semanas atrás, sendo, por isso, também conhecida por Nebulosa Scisoft. A área em torno da RCW 108 é constituída essencialmente por hidrogênio, o ingrediente principal da formação estelar. Estas regiões são também conhecidas por regiões H II.
A radiação ultravioleta e os intensos ventos estelares lançados pelas estrelas de NGC 6193 parecem levar a nova geração de formação estelar às nuvens de gás e poeira que o rodeiam. À medida que fragmentos da nuvem colapsam, vão aquecendo e formando eventualmente novas estrelas.
À medida que a nuvem vai criando novas estrelas, vai sendo também erodida pelos ventos e radiação emitida pelas estrelas anteriormente formadas e pelas violentas explosões de supernovas. É por isso que estas regiões H II onde ocorre formação estelar tendem a ter um tempo de vida de apenas alguns milhões de anos. A formação estelar é um processo muito pouco eficiente, com apenas cerca de 10% do material contribuindo para o processo, e o restante perdendo-se para o espaço.
A Nebulosa da Orla mostra também sinais de estar numa fase inicial de “formação de pilares”, o que significa que no futuro poderá ficar parecida a outras regiões de formação estelar bem conhecidas, como a Nebulosa da Águia (Messier 16, que contém os famosos Pilares da Criação) e a Nebulosa do Cone (parte de NGC 2264).
Esta imagem única foi, na realidade, criada a partir de mais de 500 imagens individuais obtidas através de quatro filtros de cor diferentes, com o VLT Survey Telescope, instalado no Observatório do Paranal, no Chile. O tempo de exposição total foi de mais de 56 horas. É a imagem mais detalhada obtida até hoje desta parte do céu.

Fonte: ESO

Quatro imagens de uma supernova distante

Quais são os pontos estranhos que cercam essa galáxia?

© Hubble (supernova Refsdal)

Eles constituem a imagem da mesma supernova. Pela primeira vez, de uma única explosão de supernova foi visto dividida em quatro imagens, devido às deflexões de lentes gravitacionais de massas intervenientes. Neste caso, as massas são do aglomerado de galáxias MACS J1149.6+2223, situado a uma distância de 5 bilhões de anos-luz na direção da constelação do Leão. O aglomerado de galáxias é muito denso e é dominado pela galáxia elíptica gigante no seu centro. A imagem caracterizada foi captada em 11 de novembro de 2014 pelo telescópio espacial Hubble em órbita da Terra, mostrando quatro pontos luminosos de uma mesma supernova que explodiu numa galáxia muito mais distante, a cerca de 9,3 bilhões de anos-luz, situada atrás do aglomerado. Os astrônomos a denominaram de supernova Refsdal em homenagem ao astrônomo norueguês Sjur Refsdal, que propôs pela primeira vez em 1964 o uso de imagens de retardo de tempo a partir de uma supernova para estudar a expansão do Universo.

A enorme concentração de massa no aglomerado de galáxias MACS J1149.6+2223 afeta a trajetória da luz proveniente de galáxias mais distantes que se situam atrás do aglomerado, quando vistas a partir da Terra. O aglomerado funciona como uma lente gravitacional, efeito predito por Albert Einstein, fazendo convergir para a Terra a trajetória de fótons que de outra forma nunca chegariam aqui. Tal como uma lente, o aglomerado também aumenta a intensidade da luz proveniente dessas fontes longínquas. A luz desta supernova, por exemplo, foi amplificada cerca de 20 vezes, quase 3,5 magnitudes, permitindo a sua detecção e estudo. As imagens múltiplas são dispostas ao redor da galáxia elíptica em um padrão em forma de cruz chamado de Cruz Einstein, um nome originalmente dado a um quasar, o núcleo brilhante de uma galáxia ativa, ampliado por lente gravitacional.

As observações complementadas com simulações em computador forneceram a estimativa de que uma única imagem da supernova deveria ter sido visível há cerca de 20 anos, onde a luz da supernova percorreu a trajetória mais curta dentro da lente. Um quinto ponto luminoso da supernova irá aparecer no aglomerado daqui a 5 anos, numa outra localização. Esta luz está percorrendo um caminho mais longo e se atrasará na sua viagem até à Terra.

Esta observação original vai ajudar os astrônomos a refinar suas estimativas da quantidade e distribuição de matéria escura na galáxia e no aglomerado funcionando como lente gravitacional. A matéria escura não pode ser vista diretamente, mas acredita-se que compõem a maior parte da massa do Universo.

Um artigo foi publicado na revista Science em uma edição especial comemorando o centenário da Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein.

Fonte: Space Telescope Science Institute

Estrelas no centro galáctico

O centro da nossa galáxia, a Via Láctea, está oculta aos olhos curiosos dos telescópios ópticos devido as nuvens de gás e poeira que a obscurece.

© Susan Stolovy (centro galáctico)

Mas nesta vista deslumbrante, as câmeras infravermelhas do telescópio espacial Spitzer penetraram profundamente na poeira, revelando as estrelas da região concentrada no centro galáctico. Um mosaico de várias fotografias menores, a imagem detalhada em cor falsa mostra estrelas mais velhas e frias em tons azulados. O brilho avermelhado das nuvens de poeira está associado às estrelas jovens e quentes em berçários estelares. Apenas recentemente descobriu-se que a região central da Via Láctea é capaz de formar novas estrelas. O centro galáctico está a cerca de 26.000 anos-luz de distância, na direção da constelação de Sagitário. Nesta distância a imagem se estende por cerca de 900 anos-luz.

Fonte: NASA

NGC 602 na Nebulosa do Lagarto Voador

Perto da periferia da Pequena Nuvem de Magalhães, uma galáxia satélite localizada a cerca de 200 mil anos-luz de distância, encontra-se o jovem aglomerado de estrelas NGC 602 com 5 millões de anos de idade.

© Don Goldman (aglomerado de estrelas NGC 602)

Cercado por gás e poeira originais, o NGC 602 está apenas abaixo do centro neste campo de vista telescópica com tamanho angular da Lua Cheia no céu. O agrupamento possui cerca de 200 anos-luz de diâmetro. As protoestrelas do agloemrado situam-se na sequência principal do diagrama de Hertzsprung–Russell. com 0,6 a 3 massas solares. Os cumes brilhantes no interior e as formas da parte traseira sugerem que a radiação energética e as ondas de choque procedentes das estrelas massivas jovens do NGC 602 erodiram o material empoeirado e desencadearam uma progressão de formação estelar se afastando do centro do aglomerado. Os prolongamentos de emissão na região com formato de asas sugerem um nome popular para o complexo contorno cósmico, a Nebulosa do Lagarto Voador.

Fonte: NASA

Glóbulo cometário CG4

O glóbulo cometário fraco e de alguma forma ameaçador CG4 espalha-se através do centro desta visão profunda do céu do sul.

© Christoph Kaltseis (glóbulo cometário CG4)

A cerca de 1.300 anos-luz da Terra na direção da constelação Puppis, a sua cabeça tem cerca de 1,5 anos-luz de diâmetro e sua cauda cerca de 8 anos-luz de comprimento.

Isso é muito maior do que os cometas do Sistema Solar, aos quais parece assemelhar-se. Na verdade, a nuvem de poeira contém material suficiente para formar várias estrelas semelhantes ao Sol e provavelmente há formação de estrelas em curso no seu interior. Como sua forma distintiva surgiu ainda é debatido, mas a sua longa cauda se afasta do remanescente de supernova da Vela perto do centro da Nebulosa de Gum, enquanto a sua cabeça pode representar a ruptura de uma nuvem originalmente mais esférica.

Ainda assim, a galáxia espiral vista de borda também no centro da imagem, não está sendo ameaçada por CG4. A galáxia encontra-se no fundo distante a mais de 100 milhões de anos-luz de distância.

Fonte: NASA

Precipitação cósmica cessa o crescimento de galáxias

Usando o observatório de raios X Chandra da NASA, astrônomos descobriram que o crescimento de galáxias que contêm buracos negros supermassivos pode ser retardado por um fenômeno conhecido como precipitação cósmica.

© NASA/CXC/DSS/Magalhães (aglomerado galáctico Abell 2597)

A precipitação cósmica não é um evento meteorológico, como geralmente associamos à palavra, ou seja, chuva, granizo ou neve. É um mecanismo que permite com que o gás quente produza nuvens de gás frio, que por sua vez caem para uma galáxia. Os cientistas analisaram raios X de mais de 200 aglomerados galácticos e pensam que esta precipitação gasosa é a chave para a compreensão de como os buracos negros gigantes afetam o crescimento de galáxias.

"Agora temos evidências que a precipitação pode reter a formação estelar em galáxias com grandes buracos negros," afirma Mark Voite da Universidade Estatal de Michigan, EUA, autor principal do estudo.

Os astrônomos há muito que tentavam compreender como é que os buracos negros supermaciços, com milhões ou até bilhões de vezes a massa do Sol, afetam as suas galáxias hospedeiras.

"Nós sabemos há já algum tempo que os buracos negros supermaciços influenciam o crescimento das suas galáxias hospedeiras, mas ainda não tínhamos descoberto todos os detalhes," afirma a coautora Megan Donahue, também da mesma universidade.

O estudo analisou algumas das maiores galáxias conhecidas encontradas no meio de aglomerados. Estas galáxias estão embebidas em enormes atmosferas de gás quente. Este gás quente deveria arrefecer e muitas estrelas deveriam então formar-se. No entanto, as observações mostram que algo está impedindo o nascimento estelar.

A resposta parece indicar que os buracos negros supermassivos nos centros das grandes galáxias são os culpados. Sob condições específicas, aglomerados de gás podem irradiar para longe a sua energia e formar nuvens frias que se misturam com áreas de gás quente nos arredores. Algumas destas nuvens formam estrelas, mas outras "chovem" para o buraco negro supermaciço, desencadeando jatos de partículas energéticas que empurram contra o gás em queda, reaquecendo-o e impedindo a formação de mais estrelas. Este ciclo de arrefecimento e aquecimento cria um circuito de realimentação que regula o crescimento das galáxias.

"Podemos dizer que uma típica previsão de tempo para o centro de uma galáxia gigante é a seguinte: nublado com hipóteses de calor do buraco negro supermassivo," afirma o coautor Greg Bryan da Universidade de Nova Iorque.

Voit e colegas usaram dados do Chandra para estimar quanto tempo o gás demora a arrefecer a diferentes distâncias do buraco negro. Usando essa informação, foram capazes de prever com precisão o "tempo" à volta de cada um dos buracos negros.

Eles descobriram que o circuito de precipitação impulsionado pela energia produzida pelos jatos dos buracos negros impede que a chuva de nuvens frias fique muito forte. Os dados do Chandra indicam que a regulação desta precipitação já dura há 7 bilhões de anos ou mais.

"Sem estes buracos negros e os seus jatos, as galáxias centrais dos aglomerados galácticos teriam muitas mais estrelas do que têm hoje," afirma o coautor Michael McDonald do Instituto de Tecnologia de Massachusetts em Cambridge, EUA.

Enquanto a precipitação de nuvens frias parece desempenhar um papel fundamental na regulação do crescimento de algumas galáxias, os pesquisadores descobriram outras galáxias onde a precipitação cósmica estava desligada. O calor intenso nestas galáxias centrais, possivelmente da colisão com outro aglomerado galáctico, provavelmente "secou" a precipitação em torno do buraco negro.

Os estudos futuros vão testar se este processo de precipitação dos buracos negros também regula a formação estelar em galáxias mais pequenas, incluindo a nossa própria Via Láctea.

O estudo está disponível online na Nature. Baseia-se no trabalho de Voit e Donahue publicado na edição de 20 de Janeiro do periódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: NASA

Exoplaneta com quatro estrelas progenitoras

Crescer como um planeta com mais do que uma estrela progenitora tem os seus desafios.

© Karen Teraamura (ilustração do sistema 30 Ari)

Embora os planetas no nosso Sistema Solar orbitem apenas uma estrela, o nosso Sol, outros planetas mais distantes podem ser criados em famílias de duas ou mais estrelas.

Os pesquisadores que querem saber mais sobre as influências complexas que estrelas múltiplas exercem sobre planetas têm agora dois novos estudos de caso: um planeta com três estrelas progenitoras e outro com quatro.

As descobertas foram feitas usando instrumentos acoplados a telescópios do observatório Palomar em San Diego (EUA): o sistema de ópticas adaptativas Robo-AO, desenvolvido pelo Inter-University Center for Astronomy and Astrophysics (Índia) e pelo Instituto de Tecnologia da Califórnia (EUA), e o sistema de óticas adaptativas PALM-3000, financiado parcialmente pela NASA e desenvolvido pelo JPL e pelo Caltech.

Esta é apenas a segunda vez que um planeta foi identificado num sistema estelar quádruplo. Embora já fosse conhecido, pensava-se que o sistema tinha apenas três estrelas, não quatro. O primeiro planeta num sistema com quatro estrelas, KIC 4862625, foi descoberto em 2013 por cientistas cidadãos usando dados públicos da missão Kepler da NASA.

A descoberta mais recente sugere que os planetas em sistemas estelares quádruplos podem ser menos raros do que se pensava. Na verdade, pesquisas recentes mostram que este tipo de sistema estelar, que geralmente consiste de dois pares de estrelas gêmeas que lentamente orbitam-se um ao outro a grandes distâncias, é mais comum do que se pensava anteriormente.

"Cerca de 4% das estrelas parecidas com o Sol estão em sistemas quádruplos, o que está acima das estimativas anteriores porque as técnicas observacionais estão constantemente melhorando," afirma o co-autor Andrei Tokovinin do observatório interamericano de Cerro Tololo, no Chile.

O sistema planetário com quatro estrelas recentemente descoberto, chamado 30 Ari, está localizado a 136 anos-luz de distância na direção da constelação de Carneiro. O planeta gasoso do sistema é enorme, com 10 vezes a massa de Júpiter, e orbita a sua estrela principal a cada 335 dias. A estrela principal tem uma parceira relativamente próxima, que o planeta não orbita. Este par, por sua vez, está bloqueado numa órbita de longa distância com outro par de estrelas a 1.670 UA de distância. É altamente improvável que este exoplaneta, ou quaisquer luas que possa ter, tenham capacidade para ter vida.

Se fosse possível ver os céus a partir deste mundo, as quatro estrelas progenitoras seriam parecidas com um pequeno Sol e duas estrelas muito brilhantes que seriam visíveis durante o dia. Uma dessas estrelas, se observada com um telescópio suficientemente poderoso, revelaria que era na verdade um sistema binário.

Nos últimos anos já se encontraram dúzias de exoplanetas com duas ou mais estrelas progenitoras, incluindo aqueles com pores-do-Sol parecidos com o de "Tatooine" dos filmes da saga "Guerra da Estrelas". A descoberta de planetas em sistemas múltiplos não é surpresa, tendo em conta que as estrelas binárias são mais comuns na nossa Galáxia do que as estrelas individuais.

"Os sistemas estelares podem ter várias formas. Podem ser estrelas individuais, estrelas binárias, estrelas triplas, até sistemas com cinco estrelas," explica Lewis Roberts do JPL, autor principal do estudo.

Roberts e colegas querem entender os efeitos que várias estrelas têm nos seus planetas jovens e em desenvolvimento. As evidências sugerem que as companheiras estelares podem influenciar o destino de planetas, alterando as suas órbitas e até mesmo provocando um crescimento maior. Por exemplo, os "Júpiteres quentes", planetas com mais ou menos a massa de Júpiter e que completam órbitas muito perto das suas estrelas em poucos dias, podem ser puxados para mais perto da estrela principal pela atração gravitacional de uma companheira estelar.

No novo estudo, os cientistas descrevem a utilização do sistema automatizado Robo-AO no observatório Palomar para varrer o céu noturno, estudando centenas de estrelas cada noite em busca de sinais de companheiras estelares. Eles descobriram dois candidatos com exoplanetas: o sistema quádruplo 30 Ari e um sistema planetário com três estrelas chamado HD 2638. Os resultados foram confirmados com o instrumento PALM-3000 de resolução superior, também no observatório Palomar.

O novo planeta com três estrelas é um Júpiter quente que orbita a estrela principal numa órbita íntima de 3 dias. Os cientistas já sabiam que esta estrela primária estava trancada numa dança gravitacional com outra estrela, a cerca de 0,7 anos-luz de distância, ou 44.000 UA. É uma distância relativamente grande para um par de companheiras estelares. A descoberta mais recente é a da terceira estrela no sistema, que orbita a estrela principal a uma distância de 28 UA, perto o suficiente para exercer influência sobre o desenvolvimento e órbita final do Júpiter quente.

"Este resultado reforça a ligação entre os sistemas múltiplos e os planetas gigantes," comenta Roberts.

No caso de Ari 30, a descoberta eleva de três para quatro o número de estrelas conhecidas no sistema. A quarta estrela está situada a 23 UA do planeta. Embora esta companheira estelar e o seu planeta estejam mais próximos um do outro do que aqueles no sistema HD 2638, a estrela recém-descoberta não parece ter afetado a órbita do planeta. A razão exata ainda é incerta, por isso a equipe planeja fazer novas observações a fim de compreender melhor a órbita da estrela e da sua complexa dinâmica familiar.

O novo artigo publicado foi publicada na revista The Astronomical Journal.

Fonte: NASA