Estrela é destruída por buraco negro gerando chuva de detritos

Um trio de telescópios de raios X em órbita recolheram novos detalhes sobre o que acontece quando um buraco negro despedaça uma estrela, dando aos cientistas uma oportunidade extraordinária para compreender o ambiente extremo em torno de um buraco negro.

© NASA/CXC/U. Michigan/J. Miller/M. Weiss (ilustração de uma ruptura de maré)

Quando uma estrela passa demasiado perto de um buraco negro, a gravidade intensa do buraco negro resulta em forças de maré que podem rasgar a estrela. Nestes eventos, denominados "rupturas de maré", alguns dos detritos estelares são arremessados para fora a altas velocidades, enquanto o resto cai na direção do buraco negro. Isto provoca uma erupção distinta em raios X que pode durar alguns anos.

O observatório de raios X Chandra da NASA, o Swift e o XMM-Newton da ESA/NASA recolheram peças diferentes deste quebra-cabeça astronômico numa ruptura de maré chamada ASASSN-14li, originalmente descoberta numa pesquisa óptica pelo All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN) em novembro de 2014.

O evento ocorreu perto de um buraco negro supermassivo com uma massa estimada em algumas milhões de vezes a massa do Sol. O buraco negro está localizado no centro de PGC 043234, uma galáxia a cerca de 290 milhões de anos-luz da Terra. Isto torna este evento de ruptura de maré o mais próximo da última década.

"Nós observamos evidências de um punhado de rupturas de maré ao longo dos anos e desenvolvemos uma série de ideias sobre o que se passa," afirma Jon Miller da Universidade de Michigan em Ann Arbor, EUA, que liderou o estudo. "Esta é a melhor ocasião que tivemos, até agora, para realmente entender o que acontece quando um buraco negro despedaça uma estrela."

Depois da estrela ser destruída, a forte força gravitacional do buraco negro puxa a maioria dos restos estelares na sua direção. Estes detritos são aquecidos até milhões de graus e geram uma grande quantidade de raios X. Pouco depois deste aumento súbito de raios X, a quantidade de luz diminui à medida que o material cai além do horizonte de eventos do buraco negro, o ponto além do qual nenhuma luz pode escapar.

O gás cai muitas vezes em direção aos buracos negros espiralando num disco. Mas o modo como este processo começa tem permanecido um mistério. Em ASASSN-14li, os astrônomos foram capazes de testemunhar a formação de tal disco ao observar os raios X em diferentes comprimentos de onda (espectro de raios X) e de acompanhar como mudou ao longo do tempo.

Os pesquisadores determinaram que os raios X produzidos vêm do material que ou está muito perto ou está mesmo na órbita estável mais pequena possível ao redor do buraco negro.

"O buraco negro rasga a estrela e começa a engolir material muito rapidamente, mas não é esse o fim da história," afirma Jelle Kaastra do Instituto para Pesquisa Espacial nos Países Baixos. "O buraco negro não pode manter esse ritmo, por isso expele algum do material para fora."

Os dados de raios X sugerem também a presença de um vento que se afasta do buraco negro. O vento não é rápido o suficiente para escapar à gravidade do buraco negro. Uma explicação alternativa para a relativamente baixa velocidade é que o gás da estrela despedaçada segue uma órbita elíptica em torno do buraco negro e que está à distância máxima do buraco negro onde pode viajar o mais lento possível.

"Estes resultados suportam algumas das nossas ideias mais recentes para a estrutura e evolução dos eventos de ruptura de maré," afirma Cole Miler da Universidade de Maryland em College Park. "No futuro, as rupturas de maré podem fornecer-nos laboratórios para estudar os efeitos da gravidade extrema."

Os astrônomos esperam encontrar mais eventos como ASASSN-14li, que podem usar para continuar testando modelos teóricos sobre como os buracos negros afetam os seus ambientes e qualquer coisa que possa passar demasiado perto deles.

Um artigo foi publicado na última edição da revista Nature.

Fonte: Marshall Space Flight Center & Chandra X-ray Center

Descoberta estrela moribunda vaporizando um mini “planeta”

Cientistas usando o reaproveitado telescópio espacial Kepler da NASA, conhecido como missão K2, descobriram fortes evidências de um pequeno objeto rochoso sendo dilacerado à medida que espirala em torno de uma estrela anã branca.

© CfA/Mark A. Garlick (ilustração de objeto rochoso sendo vaporizado por estrela anã branca)

Esta descoberta confirma uma teoria de longa data que afirma que as anãs brancas são capazes de canibalizar possíveis planetas remanescentes dentro do seu Sistema Solar.

"Estamos, pela primeira vez, assistindo à destruição de um “planeta” em miniatura devido à intensa gravidade, vaporizado por luz estelar e devido à chuva de material rochoso para a sua estrela," afirma Andrew Vanderburg, estudante do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics em Cambridge, no estado americano de Massachusetts, autor principal do estudo.

À medida que estrelas como o nosso Sol envelhecem, incham para gigantes vermelhas e, em seguida, perdem gradualmente cerca de metade da sua massa, encolhendo até 1/100 do seu tamanho original, aproximadamente do tamanho da Terra. Este remanescente estelar moribundo e denso tem o nome de anã branca.

O planetesimal devastado, ou objeto cósmico formado a partir de poeira, rocha e outros materiais, tem um tamanho estimado de um grande asteroide e é o primeiro objeto planetário confirmado que transita uma anã branca. Orbita a anã branca WD 1145+017 uma vez a cada 4,5 horas. Este período orbital coloca-o extremamente perto da anã branca, do seu calor abrasador e da sua grande força gravitacional.

Durante a sua primeira campanha de observação entre 30 de maio e 21 de agosto de 2014, a missão K2 treinou o seu olhar numa zona do céu na direção da constelação de Virgem, medindo a minúscula mudança no brilho da anã branca distante. Quando um objeto transita ou passa em frente da estrela, a partir do ponto de vista do telescópio espacial, é registada uma diminuição no brilho estelar. O escurecimento periódico da luz estelar indica a presença de um objeto em órbita da estrela.

Uma equipe de pesquisa liderada por Vanderburg descobriu um padrão invulgar nos dados, mas vagamente familiar. Embora houvesse um mergulho proeminente no brilho a cada 4,5 horas, que bloqueava até 40% da luz da anã branca, o sinal do trânsito do planeta minúsculo não exibia o padrão típico e simétrico em forma de U. Exibia, na verdade, uma inclinação alongada e assimétrica que poderia indicar a presença de uma cauda parecida com a de um cometa. Estas características indicavam um anel de escombros empoeirados ao redor da anã branca, o que poderia ser a assinatura da destruição de um pequeno planeta.

© CfA/A. Vanderburg (diagrama mostrando um modelo da curva de luz)

O diagrama acima mostra um modelo da curva de luz. A linha vermelha indica a forma simétrica de um trânsito de um hipotético planeta do tipo da Terra e a linha azul a forma assimétrica do pequeno planeta que se desintegra e da sua cauda de poeira parecida com a de um cometa. Os pontos negros são as medições de WD 1145+017 registadas pela missão K2.

"O momento crucial da descoberta surgiu na última noite de observações, com a súbita percepção do que estava acontecendo em torno da anã branca. A forma e a mudança de profundidade do trânsito foram assinaturas inegáveis," afirma Vanderburg.

Além dos trânsitos com forma estranha, Vanderburg e a sua equipe descobriram sinais de elementos mais pesados que poluíam a atmosfera de WD 1145+017, como previsto pela teoria.

Devido à intensa gravidade, pensa-se que as anãs brancas têm superfícies quimicamente puras, cobertas apenas por elementos leves como o hélio e hidrogênio. Durante anos, os pesquisadores encontraram evidências de que as atmosferas de algumas anãs brancas estão poluídas com traços de elementos mais pesados como o cálcio, silício, magnésio e ferro. Os cientistas já suspeitavam que a fonte desta poluição era a destruição de um asteroide ou pequeno planeta devido à intensa gravidade.

A análise da composição atmosférica da estrela foi realizada utilizando observações feitas pelo Observatório MMT da Universidade do Arizona.

"Durante a última década temos suspeitado que as anãs brancas estavam alimentando-se de restos de objetos rochosos, e este resultado pode ser a prova cabal que procurávamos," comenta Fergal Mullally, cientista da equipe K2 no SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) e no Ames Research Center da NASA em Moffett Field, Califórnia. "No entanto, ainda há muito mais trabalho a ser feito para descobrir a história deste sistema."

"Esta descoberta destaca o poder e a natureza fortuita do K2. A comunidade científica tem acesso total às observações K2 e está usando estes dados para fazer uma grande variedade de descobertas únicas em toda a gama de fenômenos astrofísicos," afirma Steve Howell, cientista do projeto K2 no Ames.

Esta descoberta foi publicada ontem num artigo da revista Nature.

Fonte: Ames Research Center & Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

A maioria dos planetas parecidos com a Terra ainda nem nasceram

A Terra chegou cedo para a festa no Universo em evolução. De acordo com um novo estudo teórico, quando o nosso Sistema Solar nasceu a 4,6 bilhões de anos atrás, somente 8% dos planetas possivelmente habitáveis que serão formados existiam no Universo.

© NASA/ESA/G. Bacon (ilustração dos inumeráveis planetas parecidos com a Terra)

E, a festa não terminaria até quando o Sol queimasse por outros 6 bilhões de anos. A totalidade desses planetas, em torno de 92%, não tinham nascido.

Esta conclusão é baseada no acesso dos dados coletados pelo telescópio espacial Hubble e o prolífico caçador de exoplanetas, o observatório espacial Kepler.

“Nossa principal motivação foi entender o lugar da Terra no contexto do resto do Universo”, disse o autor do estudo Peter Behroozi do Space Telescope Science Institute (STScI), em Baltimore, Maryland. “Comparado a todos os planetas que irão se formar no Universo, a Terra, na verdade chegou cedo”.

Olhando distante no espaço e no tempo, o Hubble tem fornecido aos astrônomos um verdadeiro “álbum de família”, das observações da galáxia que mostra a história da formação do Universo à medida que as galáxias cresciam. Os dados mostram que o Universo estava gerando estrelas numa taxa elevada a 10 bilhões de anos atrás, mas a fração do gás hidrogênio e hélio que estava envolvida era muito baixa. Hoje, o nascimento de estrelas está acontecendo numa taxa muito mais lenta do que a muito tempo atrás, mas existe muito gás deixado para trás disponível que o Universo continuará gerando estrelas e planetas por muito tempo ainda.

“Existe material suficiente restante, após o Big Bang, para produzir até mesmo mais planetas no futuro, na Via Láctea e além”, adicionou Molly Peeples também do STScI.

A pesquisa de planetas do Kepler, indica que os exoplanetas do tamanho da Terra, na zona habitável de estrelas, a distância perfeita que poderia permitir que a água existisse de forma líquida na superfície, são onipresentes na nossa galáxia. Com base na pesquisa era previsto que deveria haver atualmente 1 bilhão de mundos do tamanho da Terra na Via Láctea, uma boa porção deles presumidamente rochosos. Esta estimativa dispara, quando você inclui as outras 100 bilhões de galáxias no Universo observável.

Isto conduz à grande oportunidade da existência de incontáveis planetas do tamanho da Terra na zona habitável surgirem no futuro. Espera-se que a última estrela exista até 100 trilhões de anos a partir de hoje. Isso é muito tempo para literalmente qualquer coisa acontecer em um planeta.

Os pesquisadores disseram que as futuras Terras muito provavelmente aparecerão dentro de gigantescos aglomerados de galáxias e também em galáxias anãs, que ainda não usaram todo o seu gás para gerar estrelas e sistemas planetários. Em contraste, a nossa Via Láctea usou muito mais do seu gás disponível para futuras formações estelares.

Um grande avanço para o surgimento da nossa civilização na evolução do Universo é o fato de sermos capazes de usar o poder de telescópios como o Hubble para delinear a nossa história desde o Big Bang através da evolução inicial das galáxias. A evidência observacional para o Big Bang e para a evolução cósmica, registrada na região luminosa e em outros tipos de radiação eletromagnética, será apagada daqui a 1 trilhão de anos devido à expansão do espaço. Qualquer civilização que venha a existir não terá pista quase que nenhuma sobre como ou se o Universo começou e se desenvolveu.

Um artigo que descreve os resultados foi publicado no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: Space Telescope Science Institute

A galáxia Messier 94 de explosão na formação estelar

A belíssima galáxia Messier 94 (M94) reside a 15 milhões de anos-luz de distância na direção da constelação boreal Canes Venatici (Cães de Caça).

© Hubble (M94)

A M94 é um alvo popular para a observação pelos astrônomos terrestres por se tratar de uma galáxia espiral de 30.000 anos luz de diâmetro, com sua face virada frontalmente para nós. Seus braços espirais se espalham muito além das fronteiras do seu largo disco central.

No entanto, este campo de visão captado pelo telescópio espacial Hubble cobre aproximadamente 7.000 anos-luz abrangendo o núcleo central da M94.

Esta visão muito próxima da galáxia examina o compacto e brilhante núcleo, com suas proeminentes faixas internas de poeira, envolvidas por notáveis anéis enriquecidos por estrelas jovens massivas.

Estima-se que as estrelas massivas dos anéis têm idades na faixa dos 10 milhões de anos, indicando que a M94 tem sido alvo de uma era bem definida de rápida formação estelar.

Como resultado, embora o núcleo brilhante seja típico de uma galáxia ativa da classe Seyfert, a M94 é também conhecida como uma galáxia que possui um processo intenso e contínuo de formação estelar.

Por causa da M94 estar relativamente próxima, os astrônomos podem explorar minuciosamente as razões dessa explosiva formação estelar da galáxia.

Fonte: NASA

A fábrica de estrelas Messier 17

Esculpida por ventos estelares e radiação, a fábrica de estrelas conhecida como Messier 17 (M17) esta localizada a cerca de 5.000 anos-luz na constelação rica em nebulosas do Sagitário.

© ESO/Roberto Colombari (M17)

A tal distância, este campo de visão de 1/3 de grau se estende por mais de 30 anos-luz. A fotografia colorida e nítida destaca detalhes tênues do gás e nuvens de poeira da região contra um cenário de estrelas centrais da Via Láctea. Ventos estelares e luz energética de estrelas quentes e massivas formadas do estoque de gás cósmico e poeira da M17 tem esculpido lentamente o material interestelar remanescente, produzindo uma aparência cavernosa e formas onduladas. A M17 também é conhecida como a Nebulosa Ômega ou a Nebulosa do Cisne.

Fonte: NASA

Imagens mais próximas do norte de Encélado

A sonda Cassini da NASA transmitiu as suas melhores imagens dos extremos norte da lua de Saturno, Encélado.

© NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute/Cassini (Encélado)

A nave espacial obteve as fotos durante o seu voo rasante de 14 de outubro, passando a 1.839 km da superfície da lua.

Com base em imagens de baixa resolução da missão Voyager, os cientistas esperavam que a região polar norte de Encélado estivesse repleta de crateras, mas as novas imagens de alta resolução obtidas pela Cassini mostram uma paisagem de fortes contrastes. “As regiões a norte são atravessadas por uma rede aracnídea de fissuras finas que cortam as crateras,” afirma Paul Helfenstein, membro da equipe de imagem da Cassini na Universidade de Cornell, Ithaca, Nova Iorque. "Estas fissuras finas estão por toda a parte em Encélado e agora vemos que se estendem também pelos terrenos norte."

O próximo encontro da Cassini com Encélado está planejado para o dia 28 de outubro e a nave vai passar a 49 quilômetros da região polar sul da lua. Durante o encontro, a Cassini fará o seu mergulho mais profundo pela pluma gelada da lua, "provando" a química do oceano extraterrestre que se encontra por baixo do gelo. Os cientistas da missão esperam que os dados desse voo rasante forneçam evidências sobre a atividade hidrotermal que ocorre no oceano da lua, bem como mais informações sobre a química oceânica, ambos estão relacionados com a potencial habitabilidade de Encélado.

A passagem rasante final da Cassini por Encélado terá lugar no dia 19 de dezembro e irá medir a quantidade de calor que vem do interior da lua. Passará a uma altitude de 4.999 quilômetros.

Fonte: NASA

O beijo de despedida de duas estrelas que se aproximam de uma catástrofe

Com o auxílio do Very Large Telescope (VLT) do ESO, uma equipe internacional de astrônomos descobriu a estrela dupla mais quente e mais massiva, com as duas componentes tão próximas que tocam uma na outra.

© ESO/L. Calçada (ilustração do mais quente e mais massivo sistema binário de estrelas em contato)

As duas estrelas no sistema extremo VFTS 352 podem estar indo rumo a um final dramático, no qual se fundirão para formar uma única estrela gigante ou então dar origem um sistema binário de buracos negros.

O sistema estelar duplo VFTS 352 situa-se a cerca de 160.000 anos-luz de distância na Nebulosa da Tarântula. Esta região extraordinária é a maternidade de estrelas jovens mais ativa no Universo próximo. Novas observações do VLT do ESO revelaram que este par de estrelas jovens se encontra entre os mais extremos e estranhos já descoberto. O nome desta estrela indica que foi observada no âmbito do rastreio VLT FLAMES Tarantula Survey (VFTS), possibilitando compreender melhor como é que as estrelas massivas são afetadas pela rotação, binaridade  e dinâmica em aglomerados estelares densos.
O VFTS 352 é composto por duas estrelas muito quentes, brilhantes e massivas que orbitam uma em torno da outra com um período pouco maior que um dia. Os centros das estrelas estão separados de apenas 12 milhões de quilômetros. Ambas as componentes estão classificadas como estrelas do tipo O. Tais estrelas têm tipicamente entre 15 a 80 vezes mais massa que o Sol e podem brilhar até um milhão de vezes mais. São estrelas tão quentes que brilham com uma luz azul-esbranquiçada e têm temperaturas efetivas maiores que 30.000 ºC. De fato, as estrelas estão tão próximas que as suas superfícies se sobrepõem, tendo-se formado uma ponte entre elas. O VFTS 352 não é apenas o sistema binário mais massivo conhecido desta pequena classe de binárias de contato excedente, tem uma massa combinada de cerca de 57 vezes a massa solar, mas também contém as componentes mais quentes, com temperaturas efetivas de cerca de 40.000 ºC.
As estrelas extremas como as duas componentes de VFTS 352 desempenham um papel fundamental na evolução das galáxias e pensa-se que serão as principais produtoras de elementos como o oxigênio. Tais estrelas duplas estão também associadas ao comportamento exótico de “estrelas vampiras”, onde uma estrela companheira mais pequena “suga” matéria da superfície da sua vizinha maior.
No entanto, no caso de VFTS 352, as duas estrelas do sistema têm quase o mesmo tamanho. A matéria não é por isso sugada de uma para a outra, mas sim compartilhada. Estima-se que as estrelas de VFTS 352 estejam compartilhando cerca de 30% da sua matéria. Estas regiões em torno das estrelas são conhecidas por lóbulos de Roche. Num binário de contato como VFTS 352 ambas as estrelas transbordam seu lóbulo de Roche.
Este tipo de sistema é muito raro, já que esta fase da vida das estrelas é muito curta e por isso é difícil pegá-las no ato. Como as estrelas estão tão próximas uma da outra, as fortes forças de maré fazem com que haja uma maior mistura de material nos seus interiores.
“O VFTS 352 é o melhor caso descoberto até hoje de uma estrela dupla quente e massiva que pode ter este tipo de mistura interna,” explica o autor principal do trabalho Leonardo A. Almeida, da Universidade de São Paulo, Brasil. “Como tal, esta é uma descoberta importante e fascinante.”
Os astrônomos preveem que o VFTS 352 sofrerá um fim cataclísmico, fim esse com duas possibilidades diferentes. A primeira possibilidade será a fusão das duas estrelas, que muito provavelmente dará origem a uma única estrela gigante, com rotação muito rápida e possivelmente magnética. “Se o objeto continuar a girar rapidamente, poderá terminar a sua vida numa das explosões mais energéticas do Universo, uma explosão de raios gama de longa duração,” diz o cientista principal do projeto Hugues Sana, da Universidade de Leuven, Bélgica. Estas explosões de raios gama são altamente energéticas e podem ser detectadas por satélites em órbita. São de dois tipos, de curta duração (menor que alguns segundos) e de longa duração (maior que alguns segundos). As explosões de longa duração são mais comuns e pensa-se que marquem a morte de estrelas massivas e que estejam associadas a uma classe de explosões de supernova muito energéticas.
A segunda possibilidade é explicada pela astrofísica teórica da equipe, Selma de Mink da Universidade de Amsterdam, Holanda: “Se as estrelas estiverem bem misturadas entre si, ambas permanecerão objetos compactos e o sistema VFTS 352 poderá evitar a fusão. Este efeito levará os objetos a outro caminho de evolução completamente diferente das predições da evolução estelar clássica. No caso de VFTS 352, as componentes acabarão as suas vidas em explosões de supernova, formando um sistema binário de buracos negros próximos. Tal objeto seria uma intensa fonte de ondas gravitacionais.”
Comprovar a existência deste segundo caminho evolucionário seria um grande avanço observacional no campo da astrofísica estelar. Previstas pela teoria da relatividade geral de Einstein, as ondas gravitacionais são ondas no espaço-tempo. Quantidades significativas de ondas gravitacionais são geradas sempre que há variações extremas com o tempo de campos gravitacionais fortes, tal como a fusão de dois buracos negros. No entanto, independentemente do fim de VFTS 352, este sistema já forneceu aos astrônomos importantes caminhos sobre os processos de evolução pouco conhecidos de sistemas binários com estrelas massivas em contato.

Este trabalho foi descrito no artigo científico intitulado “Discovery of the massive overcontact binary VFTS 352: Evidence for enhanced internal mixing”, de L. Almeida et al., publicado na revista especializada Astrophysical Journal.

Fonte: ESO

SPHERE revela disco espiral em torno de estrela próxima

O SPHERE do ESO, um instrumento que procura planetas instalado no Very Large Telescope (VLT) no Chile, descobriu uma estrutura invulgar em torno de uma estrela jovem próxima chamada HD 100453.

© K. Wagner/D. Apai/M. Kasper/M. Robberto (SPHERE)

A HD 100453 situa-se a cerca de 350 anos-luz de distância na constelação do Centauro e está imersa num disco de gás e poeira em rotação, visível em vermelho e branco nesta imagem. Surpreendentemente podemos ver dois tênues braços em espiral estendendo-se a partir do disco, possivelmente formados devido à influência de planetas, ainda não descobertos, que se encontram no seu interior. Este disco espiral é bastante simétrico, sendo um dos mais pequenos discos espirais observados em torno de outra estrela; uma bela demonstração das capacidades do SPHERE.
O SPHERE é um poderoso descobridor de planetas, obtendo imagens diretas de mundos alienígenas e dos discos de poeira nos quais estes se formam em torno de estrelas da Via Láctea. O instrumento bloqueia a luz extremamente brilhante da estrela progenitora, que apareceria no centro da imagem (no lugar do disco preto, que está tapando a estrela e o seu meio circundante próximo). Explorar as regiões em torno de estrelas jovens, tal como a HD 100453, pode fornecer-nos pistas cruciais de como é que os planetas e estrelas se formam e crescem na nossa Galáxia.

Fonte: ESO

A rápida formação de novas estrelas em galáxias distantes

Pesquisadores descobriram que galáxias formando estrelas em taxas extremas a nove bilhões de anos atrás eram mais eficientes do que a média das galáxias atuais.

© Hubble (Zw II 96)

A imagem acima mostra a galáxia Zw 96 II localizada a cerca de 500 milhões de anos-luz de distância na constelação de Delphinus (o Golfinho) é um exemplo de uma fusão de galáxias.

A maioria das estrelas situadas na sequência principal, onde quanto maior a massa da galáxia, mais eficiente ela é na formação de novas estrelas. Contudo, de vez em quando uma galáxia apresentará uma explosão de novas estrelas que brilham mais do que o resto. Uma colisão entre duas grandes galáxias é normalmente a causa dessas fases de explosões de formação de estrelas, onde o gás frio que reside nas grandes nuvens moleculares torna-se o combustível para sustentar essas altas taxas de formação de estrelas.

A questão que os astrônomos têm feito é se essas explosões de estrelas no início do Universo foram o resultado de se ter um suprimento de gás abundante, ou se as galáxias convertiam o gás de maneira mais eficiente.

Uma nova pesquisa liderada por John Silverman, do Kavli Institute  for Physics and Mathematics  of the Universe, que estudou o conteúdo do gás monóxido de carbono (CO) em sete galáxias de explosão de estrelas muito distantes, quando o Universo tinha apenas 4 bilhões de anos de existência. Isso foi possível devido a capacidade do Atacama Large Millimiter/Submillimiter Array (ALMA), localizado no platô do topo da montanha no Chile, que trabalha para detectar as ondas eletromagnéticas no comprimento de onda milimétrico, que é fundamental para se estudar o gás molecular.

Os pesquisadores descobriram que a quantidade de gás CO emitido já tinha diminuído, mesmo apesar da galáxia continuar formando estrelas em altas taxas. Essas observações são similares àquelas registradas para as galáxias de explosões de estrelas próximas da Terra atualmente, mas a quantidade da depleção de gás não foi tão rápida quanto se esperava. Isso levou os pesquisadores a concluírem que poderia haver um contínuo aumento na eficiência, dependendo em de quanto acima da taxa de se formar estrelas ela está da sequência principal.

Esse estudo foi possível devido à variedade dos poderosos telescópios disponíveis pela pesquisa COSMOS. Somente os observatórios espaciais  Spitzer e Herschel poderiam medir com precisão a taxa de formação de estrelas, e o telescópio Subaru poderia confirmar a natureza e a distância dessas extremas galáxias usando a espectroscopia.

O novo estudo foi publicado no periódico Astrophysical Journal.

Fonte: Kavli Institute

A brilhante galáxia espiral M81

A grande e belíssima Messier 81 (M81) é uma das galáxias mais brilhantes no céu do planeta Terra e é semelhante em tamanho a nossa Via Láctea.

© Ken Crawford (M81)

A galáxia espiral M81, também denominada NGC 3031 ou Galáxia de Bode, pode ser encontrada no hemisfério norte na direção da constelação da Ursa Maior.

Esta imagem soberbamente detalhada revela o brilhante núcleo amarelado da M81, seus braços espirais azuis, as regiões de formação estelar em tons de rosa, além das arrebatadoras faixas de poeira cósmica em escalas comparáveis com as da nossa Via Láctea.

Insinuando um passado tumultuado, uma notável faixa de poeira atravessa em linha reta o disco galáctico, à esquerda do bojo central, de forma discrepante com relação das demais características espirais proeminentes da M81.

A faixa de poeira errante pode ser o resultado persistente de um próximo encontro entre a M81 e sua galáxia companheira menor M82.

O exame minucioso das estrelas variáveis ​​na M81 forneceu uma precisa determinação da distância para uma galáxia externa, perfazendo 11,8 milhões de anos-luz. A galáxia anã Holmberg IX, companheira da M81, pode ser vista logo acima da grande espiral.

Fonte: NASA

Descoberta estrela magnética delta Scuti

As astrofísicas Coralie Neiner do Laboratory for Space Studies and Astrophysics Instrumentation, LESIA (CNRS/Observatoire de Paris/UPMC/Université Paris Diderot) e Patricia Lampens (Royual OIbservatory of Belgium), descobriram  a primeira estrela magnética do tipo delta Scuti, através de observações espectropolarimétricas feitas com o telescópio Canada-France-Hawaii Telescope (CFHT).

© Sylvain Cnudde (ilustração de uma estrela magnética delta Scuti)

As estrelas do tipo delta Scuti, são estrelas pulsantes, sendo que algumas delas mostram assinaturas atribuídas para um segundo tipo de pulsação. A descoberta mostra que isso é na verdade a assinatura de um campo magnético. Essa descoberta tem importantes implicações para o entendimento do interior das estrelas.

Dois tipos de estrelas pulsantes existem entre as estrelas com massa entre 1,5 e 2,5 vezes a massa do Sol: as estrelas do tipo delta Scuti e as estrelas do tipo gamma Dor. A teoria nos diz que as estrelas com temperatura entre 6.900 e 7.400 Kelvin podem ter ambos os tipos de pulsação. Essas são então chamadas de estrelas híbridas. Contudo, o satélite Kepler da NASA tem detectado um grande número de estrelas híbridas com temperaturas maiores ou menores do que esse limite. A existência dessas estrelas híbridas com temperaturas maiores é algo muito controverso, já que desafia o nosso entendimento sobre as estrelas pulsantes do tipo delta Scuti e gamma Dor.

Coralie Neiner e Patricia Lampens, portanto procuraram qual o fenômeno físico poderia imitar a assinatura das pulsações das estrelas do tipo gamma Dor nas estrelas do tipo delta Scuti, fazendo com que elas só aparecessem como híbridas quando elas realmente não eram. Uma explicação para isso poderia ser a presença de um campo magnético que produziria manchas na superfície das estrelas: Quando as estrelas rotacionavam, a passagem da mancha em frente do observador imitaria a assinatura de pulsação de uma estrela do tipo gamma Dor. Contudo, nenhum campo magnético havia até então sido observado numa estrela do tipo delta Scuti.

© Coralie Neiner (diagrama da medição do campo magnético)

O diagrama acima mostra a medição do campo magnético (parte superior), a medição da poluição (meio) e perfil médio das linhas espectrais da estrela HD188774 em duas datas diferentes (parte inferior). A assinatura visível diferente de zero no painel superior mostra que a estrela é magnética.

Através de observações de espectropolarimetria realizadas no CFHT, elas observaram a presença de um campo magnético numa estrela híbrida identificada pelo Kepler, a HD188774. Elas descobriram que essa estrela é na verdade uma estrela magnética delta Scuti, e que a assinatura do seu campo magnético se confunde com a assinatura de pulsação de uma estrela do tipo gamma Dor. A HD188774 não é uma estrela verdadeiramente híbrida, mas sim a primeira estrela magnética do tipo delta Scuti conhecida. É muito provável que muitas outras estrelas pensadas como híbridas entre as estrelas observadas pelo Kepler, sejam na verdade estrelas magnéticas delta Scuti, o que resolveria a controvérsia entre as predições teóricas e as observações realizadas com o Kepler. A descoberta traz uma nova luz para a interpretação das observações do Kepler, especialmente na estrutura interna dessas estrelas.

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

Fonte: Observatoire de Paris

Halos de ondas de rádio gigantescos ao redor de galáxias espirais

Usando um dos maiores rádio observatórios do mundo, o Very Large Array (VLA) do National Radio Astronomy Observatory (NRAO), um grupo de astrônomos descobriu que os halos ao redor dos discos das galáxias espirais são muito mais comuns do que se pensava anteriormente.

© NRAO/NASA (combinação dos halos de rádio de galáxias espirais)

A imagem composta acima mostra uma galáxia espiral de perfil com um halo de rádio produzido por partículas em movimento rápido no campo magnético da galáxia. Nesta imagem, a grande área cinza-azul é uma única imagem formada pela combinação dos halos de rádio de 30 galáxias diferentes vistas pelo VLA. No centro está uma imagem de luz visível de uma das galáxias, a NGC 5775, feitas com o telescópio espacial Hubble. Esta imagem de luz visível mostra apenas a parte interna da região de formação estelar da galáxia, porções exteriores que se estendem horizontalmente na área dos halos de rádio.

A equipe, dirigida pela Dra. Judith Irwin, da Universidade de Queens, no Canadá, observou de perfil 35 galáxias espirais próximas, de 11 a 137 milhões de anos-luz de distância da Terra.

As galáxias espirais, como a nossa própria Via Láctea ou a famosa Galáxia de Andrômeda, possuem na vasta maioria de suas estrelas, gás e poeira num disco plano em rotação com braços espirais. A maior parte da luz e das ondas de rádio observadas com telescópios surgem de objetos localizados neste disco.

“Nós sabíamos antes que alguns halos existiam, mas usando o poder total do VLA atualizado e de algumas técnicas de processamento de imagens, nós descobrimos que estes halos são muito mais comuns entre as galáxias espirais do que nós pensávamos anteriormente”, explicou a Dra. Irwin.

“Estudando estes halos com radiotelescópios obtivemos uma informação valiosa sobre o fenômeno como um todo, incluindo a taxa de formação de estrelas dentro do disco, os ventos das estrelas em explosão, e a natureza e a origem dos campos magnéticos das galáxias”, disse a Dra. Theresa Wiegert, membro da equipe da Universidade de Queens.

Para ver a constituição destes extensos halos em ondas de rádio típicos, os astrônomos escalaram suas imagens de 30 das galáxias para o mesmo diâmetro e as combinaram numa imagem única.

“O resultado é uma imagem espetacular, mostrando que os raios cósmicos e os campos magnéticos não somente permeiam o disco da galáxia, mas que se estende muito acima e abaixo do disco”, disse a Dra. Irwin.

A imagem combinada confirma a previsão destes halos feita em 1961.

"Os resultados dessa pesquisa vai ajudar a responder a muitas questões não resolvidas na evolução galáctica e formação de estrelas", disse Marita Krause, do Max-Planck Institute for Radioastronomy, em Bonn, na Alemanha.

As descobertas foram publicadas na revista especializada Astronomical Journal.

Fonte: National Radio Astronomy Observatory

Mudanças na Grande Mancha Vermelha de Júpiter

Os cientistas usando o telescópio espacial Hubble da NASA/ESA produziram novos mapas de Júpiter, que mostram as contínuas mudanças que ocorrem com a famosa Grande Mancha Vermelha.

© Hubble (Grande Mancha Vermelha de Júpiter)

As imagens também revelam uma rara estrutura em forma de onda na atmosfera do planeta que não tinha sido vista por décadas. A nova imagem é a primeira de uma série de retratos anuais dos planetas externos do Sistema Solar, que nos darão um novo olhar desses mundos remotos, e ajudarão os cientistas a estudarem como eles mudam com o passar do tempo.

Nessa nova imagem de Júpiter, uma grande quantidade de feições foi captada incluindo ventos, nuvens e tempestades. Os cientistas por trás dessas novas imagens obtidas usando a Wide Field Camera 3 do Hubble num período de observação de mais de 10 horas e produziram assim dois mapas completos do planeta, a partir das suas observações. Esses mapas fizeram com que fosse possível determinar a velocidade dos ventos em Júpiter, com a finalidade de identificar diferentes fenômenos na sua atmosfera além de rastrear os seus aspectos mais famosos.

As novas imagens confirmam que a grande tempestade que tem existido na superfície de nuvens de Júpiter por no mínimo 300 anos continua encolhendo, mas mesmo que desapareça ela irá desaparecer lutando. A tempestade, conhecida como Grande Mancha Vermelha, é vista aqui fazendo seus movimentos em espiral no centro da imagem do planeta. Ela tem diminuído de tamanho de maneira muito rápida de ano em ano. Mas agora, a taxa de encolhimento parece ter reduzido novamente, mesmo apesar da mancha ser cerca de 240 quilômetros menor do que era em 2014.

O tamanho da mancha não é a única mudança que tem sido registrada pelo Hubble. No centro da mancha, que é menos intenso em cor do que já foi um dia, um filamento incomum pode ser visto se estendendo por quase todo o comprimento do vórtice. Essa estrutura filamentar rotaciona e gira durante o período de 10 horas de imagens da Grande Mancha Vermelha, distorcida por ventos que sopram a cerca de 540 quilômetros por hora.

Existe outra característica de interesse nessa nova imagem do nosso vizinho gigante. Logo ao norte do equador de Júpiter, os pesquisadores encontraram uma rara estrutura ondulada, de um tipo que foi registrada no planeta somente uma vez antes, décadas atrás por meio da sonda Voyager 2, que foi lançada em 1977. Nas imagens da Voyager 2, a onda era quase que invisível, e os astrônomos começaram a pensar que a sua aparição foi um acaso, pelo menos até agora.

A onda atual foi encontrada numa região cheia de ciclones e anticiclones. Ondas similares, chamadas de ondas baroclínicas, algumas vezes aparecem na atmosfera da Terra onde os ciclones estão se formando. A onda pode ter se originado numa camada clara abaixo das nuvens, e somente ter se tornado visível quando ela se propagou para o nível das nuvens.

As observações de Júpiter fazem parte do programa Outer Planeta Atmospheres LEgay (OPAL), que permitirá ao Hubble se dedicar tempo em cada ano para observar os planetas externos. Além de Júpiter, Netuno e Urano já foram observados como parte do programa e os mapas desses planetas serão colocados num arquivo público. Saturno, será adicionado mais tarde à série. A coleção de mapas que serão gerados com o tempo ajudará os cientistas, não somente a entenderem as atmosferas dos planetas gigantes no Sistema Solar, mas também as atmosferas do nosso próprio planeta, e dos planetas que estão sendo descobertos ao redor de outras estrelas.

O relato foi publicado num artigo do periódico The Astrophysical Journal.

Fonte: ESA

A Nebulosa da Águia

A Nebulosa da Águia (M16) é um aglomerado estelar jovem com cerca de 2 milhões de anos de idade, envolvido nuvens natais de poeira e gás brilhante.

© Jimmy Walker (Nebulosa da Águia)

Esta bela imagem magnificamente detalhada desta região inclui as esculturas cósmicas que se tornaram famosas na icônica foto tomada pelo Hubble em 1995, captando uma vista próxima de parte do complexo de formação de estrelas. Descritas como trombas de elefante ou Pilares da Criação, estas densas colunas poeirentas que crescem próximas ao centro da imagem possuem comprimentos da ordem de anos-luz e estão se contraindo gravitacionalmente para formar estrelas.

A radiação energética das estrelas do aglomerado causam a erosão do material perto das pontas, eventualmente provocando a exposição de estrelas recém-formadas.

Estendendo-se desde o cume de emissão brilhante à esquerda do centro temos em destaque outra famosa coluna de poeira de formação estelar conhecida como a Fada da Nebulosa da Águia.

A Nebulosa da Água reside a cerca de 7.000 anos luz de distância da Terra. Trata-se de um alvo fácil tanto para binóculos como para telescópios de pequeno porte em uma região dos céus rica em nebulosas na direção da constelação de Serpens Cauda (a cauda da serpente).

Fonte: NASA

Um saco cósmico cheio de carvão

Manchas escuras bloqueiam quase completamente um rico campo estelar nesta nova imagem obtida pelo instrumento Wide Field Camera, instalado no telescópio MPG/ESO de 2,2 metros no Observatório de La Silla, no Chile.

© ESO (parte da Nebulosa do Saco de Carvão)

As áreas escuras são pequenas partes de uma enorme nebulosa escura chamada Saco de Carvão, um dos objetos mais proeminentes do seu tipo, visível a olho nu. Daqui a milhões de anos, pedaços deste Saco de Carvão irão se acender, assim como o combustível fóssil de seu nome, com o brilho de muitas estrelas jovens.

A Nebulosa do Saco de Carvão situa-se a cerca de 600 anos-luz de distância na constelação do Cruzeiro do Sul. Este enorme objeto empoeirado forma uma silhueta conspícua sobre a faixa estrelada brilhante da Via Láctea e é por isso que esta nebulosa é conhecida dos povos do hemisfério sul desde que a humanidade caminha sobre a Terra.
O explorador espanhol Vicente Yáñez Pinzón foi o primeiro a assinalar aos europeus a presença da Nebulosa do Saco de Carvão em 1499. A Saco de Carvão em seguida foi apelidada de Nuvem de Magalhães Preta, devido à sua aparência escura quando comparada com o brilho intenso das duas Nuvens de Magalhães, que são na realidade galáxias satélite da Via Láctea. Estas duas galáxias brilhantes são claramente visíveis no céu austral, tendo chamado a atenção dos europeus durante as explorações de Fernão de Magalhães no século XVI. No entanto, a Saco de Carvão não é uma galáxia. Como outras nebulosas escuras, trata-se de uma nuvem interestelar de poeira tão espessa que não permite que a maioria da radiação emitida pelas estrelas de fundo chegue até aos observadores.
Um número significativo de partículas de poeira nas nebulosas escuras estão cobertas de gelo de água, nitrogênio, monóxido de carbono e outras moléculas orgânicas simples. Estes grãos impedem que a radiação visível passe através da nuvem cósmica. Para se ter uma ideia de quão escura é a Saco de Carvão, nos anos 1970 o astrônomo finlandês Kalevi Mattila publicou um estudo que estimava que a Nebulosa do Saco de Carvão possuía apenas cerca de 10% do brilho da Via Láctea à sua volta. Uma pequena parte da radiação estelar de fundo consegue no entanto passar através da nebulosa, como mostra esta nova imagem do ESO e outras observações obtidas por telescópios modernos.
Esta pequena quantidade de radiação que passa através da nebulosa não sai do outro lado sem ter sido modificada. A radiação que vemos nesta imagem parece mais vermelha do que seria normalmente. Este efeito deve-se ao fato da poeira nas nebulosas escuras absorver e dispersar mais a radiação azul das estrelas do que a radiação vermelha, “pintando” as estrelas de vários tons mais avermelhados do que seriam de outro modo.
Daqui a milhões de anos os dias negros da Saco de Carvão chegarão ao fim. Nuvens interestelares espessas como a Saco de Carvão contêm muito gás e poeira, o combustível de novas estrelas. À medida que o material disperso na nebulosa coalesce sob o efeito da gravidade, as estrelas formam-se e começam a brilhar, fazendo com que os “pedaços” de carvão “incendeiem”, quase como se tivessem sido tocados por uma chama.

Fonte: ESO