Atividade hidrotermal recente na área mais brilhante de Ceres

De acordo com um novo estudo por cientistas da missão Dawn da NASA, a área mais brilhante de Ceres, localizada na misteriosa Cratera Occator, tem a mais alta concentração de minerais de carbonato já alguma vez encontrada fora da Terra.

 

© NASA/JPL-Caltech/UCLA (Cratera Occator)

Na imagem o centro da misteriosa Cratera Occator em Ceres é a área mais brilhante do planeta anão. A inserção é uma perspectiva que mostra novos dados da característica: o vermelho significa uma abundância alta de carbonatos, enquanto o cinzento indica uma abundância baixa de carbonatos.

O estudo, publicado online na revista Nature, é um de dois novos artigos científicos sobre a composição de Ceres.

"Esta é a primeira vez que vemos este tipo de material em outras partes do Sistema Solar em tão grandes quantidades," afirma Maria Cristina De Sanctis, autora e pesquisadora principal do espectrômetro de mapeamento visível e infravermelho da Dawn.

Com cerca de 80 milhões de anos, Occator é considerada uma cratera jovem. Mede 92 km de largura e tem um fosso central com aproximadamente 10 km de largura. Uma estrutura de cúpula no centro, coberta por um material altamente refletor, tem fraturas radiais e concêntricas sobre e em torno dela.

O estudo de De Sanctis conclui que o mineral dominante nesta área brilhante é o carbonato de sódio, uma espécie de sal encontrado na Terra em ambientes hidrotermais. Este material parece ter vindo do interior de Ceres, porque um asteroide impactante não o pode ter entregue. A ressurgência deste material sugere que as temperaturas no interior de Ceres são mais quentes do que se pensava anteriormente. O impacto de um asteroide em Ceres pode ter ajudado a trazer este material desde o interior até à superfície, mas os pesquisadores pensam que um processo interno também poderá ter desempenhado aqui um papel.

Mais intrigante, os resultados sugerem que poderá ter existido água líquida por baixo da superfície de Ceres até há relativamente pouco tempo (em termos geológicos). Os sais podem ser remanescentes de um oceano, ou corpos localizados de água, que chegaram à superfície e, em seguida, congelaram há milhões de anos atrás.

Os minerais que foi encontrado na brilhante região central de Occator requerem uma alteração pela água. Os carbonatos suportam a ideia que Ceres teve atividade hidrotermal interior, que empurrou esses materiais para a superfície dentro de Occator.

O espectrômetro da Dawn examina como os vários comprimentos de onda da luz solar são refletidos pela superfície de Ceres. Isto permite com que os cientistas identifiquem minerais que, provavelmente, produzem esses sinais. Os novos resultados vêm do mapeamento infravermelho, que examina Ceres em comprimentos de onda demasiado longos para o olho humano poder ver.

No ano passado, num estudo da Nature, a equipe de De Sanctis divulgou que a superfície de Ceres continha filossilicatos de amoníaco, ou argilas com amoníaco. Dado que o amoníaco é abundante no Sistema Solar exterior, esta descoberta introduziu a ideia de que Ceres pode ter-se formado perto da órbita de Netuno e ter migrado para o interior. Alternativamente, Ceres pode ter sido formado mais próximo da sua posição atual entre Marte e Júpiter, mas com material acumulado do Sistema Solar exterior.

Os novos resultados também relatam a descoberta de sais portadores de amoníaco - cloreto de amônio e/ou bicarbonato de amônio - na Cratera Occator. O carbonato reforça ainda mais a ligação de Ceres com mundos gelados no Sistema Solar exterior. O amoníaco, além do carbonato de sódio e do bicarbonato de sódio descobertos em Occator, foi detectado nas plumas de Encélado, uma lua gelada de Saturno conhecida pelos seus gêiseres expelidos através de fissuras à superfície. Estes materiais tornam Ceres interessante para o estudo da astrobiologia.

"Temos que investigar se as muitas outras áreas brilhantes de Ceres também contêm estes carbonatos," comenta De Sanctis.

Um estudo separado da Nature, em 2015 e por cientistas da câmara de enquadramento da Dawn, colocou a hipótese que as áreas brilhantes contêm um tipo diferente de sal: sulfato de magnésio. Mas os novos resultados sugerem que o carbonato de sódio é o componente mais provável.

"É incrível o quanto temos sido capazes de aprender sobre o interior de Ceres a partir das observações das suas propriedades químicas e geofísicas pela Dawn. Esperamos mais descobertas à medida que 'minamos' esta arca do tesouro de dados," afirma Carol Raymond, do Jet Propulsion Laboratory (JPL) da NASA em Pasadena, no estado americano da Califórnia.

Os membros da equipe científica da Dawn também publicaram um novo estudo sobre a composição da camada exterior de Ceres na Nature Geoscience, com base em imagens da câmara de enquadramento da Dawn. Este estudo, conduzido por Michael Bland do USGS (U.S. Geological Survey) em Flagstaff, Arizona, anuncia que a maioria das grandes crateras de Ceres têm mais de 2 km de profundidade em relação ao terreno circundante, o que significa que não se deformaram muito ao longo de milhares de milhões de anos. Estas profundidades significativas sugerem que a subsuperfície de Ceres não é mais do que 40% em volume de gelo, e que o resto poderá ser uma mistura de rocha e materiais de baixa densidade como sais ou compostos químicos chamados clatratos. A aparência de algumas crateras rasas sugere que podem haver variações no conteúdo de gelo e rocha do subsolo.

Fonte: Jet Propulsion Laboratory

Hubble confirma nova mancha escura em Netuno

Novas imagens obtidas no dia 16 de maio de 2016, pelo telescópio espacial Hubble da NASA, confirmam a presença de um vórtice escuro na atmosfera de Netuno.

© Hubble/M. H. Wong/J. Tollefson (vórtice escuro na atmosfera de Netuno)

Apesar de características semelhantes já terem sido vistas durante o rasante da Voyager 2 em 1989 e pelo Hubble em 1994, este vórtice é o primeiro observado em Netuno no século XXI.

A descoberta foi anunciada no dia seguinte, num telegrama eletrônico do Serviço Central de Telegramas Astronômicos, pelo astrônomo Mike Wong, da Universidade da Califórnia em Berkeley, que liderou a equipe que analisou os dados do Hubble.

Os vórtices escuros de Netuno são sistemas de alta pressão e são geralmente acompanhados por brilhantes "nuvens companheiras", que são agora também visíveis no planeta distante. As nuvens brilhantes formam-se quando o fluxo de ar ambiente é perturbado e desviado para cima sobre o vórtice escuro, fazendo com que os gases provavelmente congelem em cristais de metano.

"Os vórtices escuros navegam pela atmosfera como enormes montanhas gasosas em forma de lente," explica Wong. "E as nuvens companheiras são parecidas com as nuvens orográficas que aparecem como características em forma de panqueca que persistem sobre montanhas aqui na Terra."

A partir de julho de 2015, as nuvens brilhantes foram novamente vistas em Netuno por vários observadores, desde amadores a astrônomos do Observatório W. M. Keck no Havaí. Os astrônomos suspeitavam que estas nuvens pudessem ser nuvens companheiras brilhantes que seguiam um vórtice escuro invisível. Os vórtices escuros de Netuno são normalmente apenas vistos em comprimentos de onda azuis, e só o Hubble tem a alta resolução necessária para os ver no distante Netuno.

Em setembro de 2015, o programa OPAL (Outer Planet Atmospheres Legacy), um projeto a longo prazo do telescópio espacial Hubble, que anualmente capta mapas globais dos planetas exteriores, revelou uma mancha escura perto da posição das nuvens brilhantes que haviam sido monitoradas a partir do solo. Ao verem o vórtice pela segunda vez, as novas imagens do Hubble confirmam que o OPAL realmente detectou uma característica de longa duração. Os novos dados permitiram com que a equipe criasse um mapa de mais alta resolução do vórtice e das suas redondezas.

Os vórtices escuros de Netuno têm demonstrado uma diversidade surpreendente ao longo dos anos, em termos de tamanho, forma e estabilidade (serpenteiam em latitude e por vezes aceleram ou desaceleram). Também vêm e vão em escalas de tempo muito mais curtas em comparação com os anticiclones de Júpiter; as grandes tempestades em Júpiter evoluem ao longo de décadas.

De acordo com Joshua Tollefson, doutorando de UC Berkeley, os astrônomos planetários esperam entender melhor como é que os vórtices escuros se formam, o que controla os seus desvios e oscilações, como interagem com o ambiente e como eventualmente se dissipam. A medição da evolução deste novo vértice escuro vai ampliar o conhecimento tanto dos próprios vórtices escuros, como da estrutura e dinâmica da atmosfera circundante.

Fonte: Space Telescope Science Institute

Vênus tem potencial, mas não para água

A sonda Venus Express da ESA pode ter ajudado a explicar a enigmática falta de água em Vênus.

© ESA/C. Carreau (campo elétrico em Vênus)

A imagem mostra o campo magnético transportado pelo vento solar encontrando a ionosfera de Vênus (em tons alaranjados), deslocandoo as suas partículas.
Enquanto os prótons e outros íons (azul na inserção) sentem uma força devido à gravidade do planeta, os elétrons (a vermelho na inserção) são muito mais leves e, consequentemente, são capazes de escapar à atração gravitacional mais facilmente.

O planeta tem um campo elétrico surpreendentemente forte – é a primeira vez que isto foi medido num planeta – o qual é suficiente para despojar a atmosfera superior de oxigênio, um dos componentes da água.

Vênus é muitas vezes chamado de planeta gêmeo da Terra, uma vez que o segundo planeta a contar do Sol é apenas ligeiramente mais pequeno que o nosso. Mas a sua atmosfera é bastante diferente, consistindo majoritariamente de dióxido de carbono, com um pouco de nitrogênio e quantidades vestigiais de dióxido de enxofre e outros gases. É muito mais espessa que a Terra, atingindo pressões de mais de 90 vezes a da Terra ao nível do mar, e incrivelmente seco, com uma abundância relativa de água cerca de 100 vezes inferior à da camada gasosa da Terra.

Além disso, Vênus tem agora um efeito de estufa descontrolado e uma temperatura à superfície suficientemente elevada para derreter chumbo. Também, ao contrário do nosso planeta, não possui um significativo campo magnético próprio.

Os cientistas acreditam que Vênus já possuiu grandes quantidades de água na sua superfície há mais de 4 bilhões de anos atrás. Mas à medida que foi aquecendo, a maior parte da sua água evaporou para a atmosfera, onde poderá ter sido dilacerada pela luz solar e subsequentemente perdida no espaço.

O vento solar – uma poderosa corrente de partículas subatômicas vindas do Sol – é um dos responsáveis, removendo íons de hidrogênio (prótons) e íons de oxigênio da atmosfera do planeta e privando-a assim da matéria-prima para fazer água.

Agora, com a ajuda da Venus Express, os cientistas identificaram outra diferença entre os dois planetas: Vênus tem um campo elétrico substancial, com um potencial de cerca de 10 V (volts).

Isto é pelo menos cinco vezes superior ao esperado. Observações anteriores em busca de campos elétricos na Terra e em Marte falharam em fazer uma detecção conclusiva, mas indicam que, se existir, o potencial será inferior a 2 V.

"Pensamos que todos os planetas com atmosferas têm um campo elétrico fraco, mas esta é a primeira vez que fomos capazes de detectar um," afirma Glyn Collinson do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA, autor principal do estudo.

Em qualquer atmosfera planetária, os prótons e outros íons são puxados pela gravidade do planeta. Os elétrons são mais leves e por isso sentem um puxão menor, são capazes de escapar mais facilmente à força gravitacional.

À medida que os elétrons derivam para cima na atmosfera e se afastam no espaço, continuam, no entanto, ligados aos prótons e aos íons através da força eletromagnética, e isto resulta num campo elétrico global vertical sendo criado por cima da atmosfera do planeta.

O campo elétrico detectado pela Venus Express é muito mais forte que o esperado e pode fornecer a energia suficiente aos íons de oxigênio para acelerá-los para cima de forma rápida, sendo isto suficiente para escaparem da força gravitacional do planeta.

A descoberta revela assim outro processo, para além da decapagem pelo vento solar, isto poderá contribuir para um baixo conteúdo de água em Vênus.

O campo elétrico de Vênus é apenas semelhante ao de uma única turbina de vento, e espalha-se por centenas de quilômetros de altitude, que é incrivelmente difícil de medir.

Os cientistas examinaram pacientemente dados recolhidos durante dois anos com um espectrômetro de elétrons, que faz parte do instrumento ASPERA-4 da Venus Express. Encontraram 14 janelas breves de um minuto no momento em que a aeronave estava no local exato e com todas as condições reunidas para a medição de um campo elétrico. Em todas estas ocasiões, observou-se um campo elétrico.

A razão pela qual Vênus tem um campo elétrico muito maior do que o da Terra continua sob investigação. Glyn e os seu colegas suspeitam que a posição do planeta, mais próximo do Sol, possa desempenhar um papel importante.

"Ao estar mais próximo do Sol do que a Terra, Vênus recebe o dobro da luz ultravioleta, resultando num maior número de elétrons livres na atmosfera e, como consequência, pode causar um campo elétrico mais forte por cima do planeta," diz Andrew Coates do Laboratório de Ciência do Espaço Mullard, Reino Unido.

A presença de tal campo elétrico em Vênus sugere que as partículas e os íons necessários para formar água estão saindo da atmosfera do planeta mais rapidamente do que o esperado. Por outro lado, isto significa que Vênus poderá ter abrigado grandes quantidades de água no passado, antes de ter sido quase completamente despojada.

"A água tem uma função primordial na vida como nós a conhecemos na Terra e possivelmente em outros locais do Universo," afirma Håkan Svedhem, cientista do projeto Venus Express da ESA.

"Ao sugerir um mecanismo capaz de privar um planeta próximo da sua estrela progenitora de quase toda a sua água, esta descoberta apela a uma reflexão de como nós definimos um planeta 'habitável', não só no nosso Sistema Solar, mas também no contexto de exoplanetas."

Fonte: ESA

Detectada a mais rápida rotação de uma estrela anã marrom

Astrônomos detectaram o que pode ser a mais rápida rotação de uma estrela anã marrom.

© NASA/R. Hurt (ilustração de uma anã marrom)

O rápido período de rotação foi medido usando radiotelescópio de Arecibo com 305 metros, que foi utilizado para descobrir os primeiros planetas fora do Sistema Solar.
"A nossa nova detecção de uma anã marrom enfatiza a sensibilidade surpreendente radiotelescópio de Arecibo, que permite medições de campos magnéticos de estrelas de massa muito baixa, anãs marrons e potencialmente planetas. Como os campos magnéticos planetários protegem a vida dos efeitos nocivos da atividade estelar, é evidente que os futuros programas desse tipo usando o telescópio de Arecibo serão cruciais para a nossa compreensão da habitabilidade de planetas em torno de outras estrelas," disse Alex Wolszczan, da Pennsylvania State University.

As ondas de rádio emitidas pela anã marrom permitiu medir a rotação extremamente rápida deste objeto exótico. Sua detecção recorde demonstra que as anãs marrons e os planetas gigantes podem ser descobertos e estudados por meio de observações de rádio.

"Nossa descoberta da rotação super rápida da anã marrom J1122+25 coloca novos desafios para os modelos teóricos da evolução de rotação destes objetos e os dínamos internos que alimentam seus campos magnéticos", disse Matthew Route, também da Purdue University e também da Pennsylvania State University. AJ1122+25 é a versão curta do nome científico desta nova anã marrom, WISEPC J112254.73+255021.5. "A emissão de rádio e a rotação rápida da J1122+25 podem revelar muito sobre a origem e evolução dos campos magnéticos de anãs marrons, e como este conhecimento pode ser aplicado a jovens planetas gigantes", disse Route.

Os dados recolhidos até ao momento a partir desta anã marrom indica a ocorrência da sua rotação a cada 17, 34 ou 51 minutos; uma ambiguidade que requer a coleta de mais dados para identificar qual das três medidas é o período de rotação desta estrela. Mas, os cientistas relatam, mesmo o mais longo destes períodos de rotação significaria que  esta anã marrom gira muito mais rápido do que qualquer medida até agora.

A anã marrom foi descoberta pela primeira vez pelo Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) em 2011. Route e Wolszczan posteriormente observaram a J1122+25 em cinco épocas, distribuídas por um período de oito meses como parte de uma busca permanente de anãs marrons com explosões súbitas da energia em comprimentos de onda de rádio.  A J1122+25 está localizada a cerca de 55 anos-luz de distância e é apenas uma das seis anãs marrons que foram detectadas emissões de rádio.

As anãs marrons como a J1122+25 são por vezes chamados de "estrelas fracassadas", porque elas não acumulam material suficiente quando se formaram a fim de fundir hidrogênio em hélio, o processo que permite que estrelas brilhem. A falta de produção de energia contínua a partir da fusão torna as anãs marrons muito mais frias e menos brilhantes do que a maioria das estrelas. Para algumas delas, a estrutura interna em conexão com rotação rápida pode gerar campos magnéticos fortes e as emissões de rádio dramáticas que foram detectadas pelo telescópio de Arecibo.

Muitos astrônomos tratam as anãs marrons como o "elo perdido" entre estrelas e planetas. Anãs marrons compartilham de muitos traços físicos com planetas gigantes gasosos como Júpiter. Estudos de anãs marrons como a J1122+25 podem ser usados para inferir as propriedades de planetas gigantes, que são muito mais difíceis de serem estudados em detalhe do que as estrelas. A J1122+25 possui cerca de 1/6 da temperatura do Sol, e emite luz principalmente em comprimentos de onda infravermelhos.

A descoberta é detalhada em uma edição recente do The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: Pennsylvania State University

Fogos de artifício no girino cósmico

Nesta imagem do telescópio espacial Hubble, uma tempestade de nascimento de estrelas está iluminando uma extremidade da rara galáxia anã denominada LEDA 36252, também conhecida como Kiso 5639, que se encontra a cerca de 82 milhões de anos-luz de distância da Terra.

© Hubble (Kiso 5639)

A galáxia anã tem a forma de uma panqueca achatada, que se assemelha a um girino cósmico, com uma cabeça brilhante e uma cauda alongada repleta de estrelas.

Galáxias com esta configuração são raras no Universo local; em 10.000 galáxias, somente 20 têm esta o formato de um “girino”, sugerindo que muitas galáxias passam por uma fase como esta à medida que evoluem.

Observações efetuadas pelo telescópio espacial Hubble da Kiso 5639 descobriram o conteúdo estelar e o brilho rosa brilhante devido ao hidrogênio em uma das extremidades da galáxia. Uma explosão de novas estrelas em uma região que mede 2.700 anos-luz de diâmetro faz as nuvens de hidrogênio brilhar. A massa dessas jovens estrelas equivale a cerca de 1 milhão de sóis. As estrelas estão agrupadas em grandes aglomerados que se formaram a menos de 1 milhão de anos atrás.

As estrelas consistem principalmente de hidrogênio e hélio, mas produzem outros elementos mais pesados, como o oxigênio e carbono. Quando as estrelas morrem, eles liberam seus elementos pesados ​​enriquecendo o gás circundante. Na galáxia Kiso 5639, o gás brilhante na cabeça da galáxia é mais deficiente em elementos pesados ​​do que o resto da galáxia. Astrônomos pensam que este novo evento de formação estelar foi desencadeado quando a galáxia foi abastecida de gás primordial em seu entorno, desde que o espaço intergaláctico contém gás rico em hidrogénio.

A cauda alongada se estende para longe da cabeça da galáxia e possui estrelas azuis brilhantes, contendo pelo menos quatro regiões distintas de formação estelar. As estrelas parecem ser mais velhas do que os da cabeça de formação de estrelas.

O telescópio espacial Hubble também revelou buracos gigantes salpicados ao longo da intensa formação estelar. Estas cavidades fornecem a esta área uma aparência de queijo suíço, porque numerosas detonações de supernovas, como rajadas de fogo de artifício aéreos, esculpiram buracos de gás rarefeito superaquecido.

As observações da Wide Field Camera 3 (WFC3) que compreendem esta imagem cobrem uma vasta porção do espectro, incluindo emissões ultravioleta, óptico, H-alfa, e infravermelho. Juntos, elas pintam um quadro bem detalhado da Kiso 5639.

O estudo intitulado “Hubble Space Telescope Observations of Accretion-Induced Star Formation in the Tadpole Galaxy Kiso 5639” de D. Elmegreen et al., foi publicado no periódico The Astrophysical Journal.

Fonte: ESA

Júpiter espera a chegada de Juno

Em preparação para a chegada iminente da sonda Juno da NASA, astrônomos usaram o Very Large Telescope (VLT) do ESO para obter imagens de Júpiter no infravermelho, no âmbito de uma campanha para criar mapas de alta resolução do planeta gigante.

 

  © ESO/VLT/L. Fletcher (Júpiter)

Estas observações ajudarão a definir o trabalho que será realizado pela sonda Juno nos próximos meses, dando aos astrônomos uma melhor compreensão do gigante gasoso antes do encontro com Juno.

Uma equipe liderada por Leigh Fletcher da Universidade de Leicester, no Reino Unido, apresentou novas imagens de Júpiter no Encontro Nacional de Astronomia da Sociedade Astronômica Real do Reino Unido, em Nottingham. Obtidas no comprimento de onda de 5 micrômetros com o instrumento VISIR montado no VLT, as novas imagens fazem parte de um esforço para aumentar o conhecimento sobre a atmosfera de Júpiter antes da chegada da sonda Juno em Julho deste ano. A sonda Juno retira o seu nome da esposa mitológica do deus Júpiter. Tal como o seu planeta homólogo, Júpiter cobria-se de véus de nuvens para esconder as suas más ações, sendo Juno a única que conseguia ver para além deles, descobrindo-lhe a sua verdadeira natureza.

A campanha envolveu diversos telescópios situados no Havaí e no Chile, para além de contribuições de astrônomos amadores de todo o mundo. Os mapas não só dão instantâneos do planeta, mas também revelam como é que a atmosfera de Júpiter tem se movimentado e variado nos meses que precedem a chegada de Juno.

A sonda Juno foi lançada em 2011 e já viajou cerca de 3 bilhões de quilômetros para chegar ao sistema joviano. A sonda observa livre das limitações que afetam os telescópios na Terra, por isso pode parecer-nos estranho que esta campanha terrestre tenha sido considerada importante.

Leigh Fletcher explica o significado deste trabalho no âmbito da preparação da chegada de Juno: “Estes mapas ajudarão a preparar o cenário para o que a sonda Juno observará nos próximos meses. Observações feitas em diferentes comprimentos de onda ao longo do espectro infravermelho permitem construir uma imagem tridimensional de como a energia e o material são transportados para cima através da atmosfera.”

Obter imagens nítidas através da atmosfera terrestre em constante mutação é um dos maiores desafios que os telescópios colocados no solo enfrentam. Estas observações da atmosfera turbulenta de Júpiter, agitada com nuvens de gás mais frio, foram possíveis graças a uma técnica conhecida por “imagens da sorte”. Foram obtidas sequências de exposições muito curtas de Júpiter com o VISIR, produzindo-se milhares de imagens individuais. As imagens que estão menos afetadas pela turbulência atmosférica, as chamadas imagens da sorte, são selecionadas, sendo as restantes descartadas. As imagens selecionadas são seguidamente alinhadas e combinadas de modo a produzirem imagens finais de grande qualidade, como a que aqui apresentamos.

Glenn Orton, líder da campanha terrestre de apoio à missão Juno, explica porque é que as observações preparatórias feitas a partir da Terra são tão valiosas: “Os esforços combinados de uma equipe internacional de astrônomos amadores e profissionais deu-nos uma base de dados bastante rica que cobre os últimos 8 meses. Juntamente com os novos resultados de Juno, a base de dados do VISIR, em particular, permitirá aos investigadores caracterizar a estrutura térmica global de Júpiter, a sua cobertura de nuvens e a distribuição de espécies gasosas.”

Por isso, apesar da moderna missão Juno, destinada a revelar-nos Júpiter, ir certamente obter resultados novos e amplamente esperados, podemos dizer que o seu caminho foi pavimentado por esforços realizados a partir do solo, aqui na Terra.

Fonte: ESO

Girassóis em Sagitário

Três brilhantes nebulosas são usualmente observadas através de jornadas telescópicas na constelação de Sagitário e os populosos campos estelares do centro da Via Láctea.

© Andrew Campbell (Girassóis em Sagitário)

Realmente, o turista astronômico do século XVIII Charles Messier catalogou duas delas: a M8 (à esquerda do centro da imagem) e a colorida M20 (na parte inferior da imagem). A terceira nebulosa, a NGC 6559, está à direita da M8, separada da nebulosa maior por faixas escuras de poeira cósmica.

Todas as três nebulosas são berçários estelares distantes a cerca de 5.000 anos-luz daqui. A expansiva M8, com 100 anos-luz de diâmetro também é popularmente conhecida como a Nebulosa da Lagoa. O apelido da M20 é Nebulosa Trífida. Logo à direita da Nebulosa Trífida está um dos aglomerados estelares abertos de Messier, o M21, também incluído na tela telescópica.

Na imagem composta, notam-se os registros de dados em banda estreita do hidrogênio ionizado, oxigênio e átomos de enxofre que irradiam em comprimentos de onda visíveis.

O mapeamento de cores e a variação de brilho usados para compor esta natureza cósmica foi inspirado pelos famosos girassóis do pintor Van Gogh. A pintura criada por Van Gogh em 1888 pertencia a uma coleção particular no Japão. A obra, vista a seguir, foi infelizmente destruída em um incêndio durante a Segunda Guerra Mundial, em 06 de agosto de 1945.

 

© Van Gogh (segunda versão da obra Girassóis)

Fonte: NASA

Descoberto exoplaneta recém-nascido em torno de estrela jovem

Astrônomos descobriram o mais novo exoplaneta totalmente formado já detectado.

© NASA/JPL-Caltech (ilustração do exoplaneta K2-33b)

A descoberta foi feita usando o telescópio espacial Kepler da NASA durante a sua missão estendida K2, bem como o Observatório W. M. Keck em Mauna Kea, Havaí. Os exoplanetas são planetas que orbitam estrelas para lá do Sol.

O recém-descoberto planeta, K2-33b, é um pouco maior que Netuno e completa uma órbita em torno da sua estrela progenitora a cada cinco dias. Tem apenas entre 5 e 10 milhões de anos, o que o torna um dos poucos planetas recém-nascidos encontrados até à data.

"A nossa Terra tem aproximadamente 4,5 bilhões de anos," afirma Trevor David do Caltech em Pasadena. "Em comparação, o planeta K2-33b é muito jovem. Podemos pensar nele como uma criança." David é um estudante que trabalha com a astrônoma Lynne Hillenbrand, também do Caltech.

A formação planetária é um processo complexo e tumultuoso que permanece ainda envolto em mistério. Os astrônomos já descobriram e confirmaram, até agora, cerca de 3.000 exoplanetas; no entanto, quase todos orbitam estrelas de meia-idade, com idades de bilhões de anos ou mais.

"O planeta recém-nascido ajuda-nos a melhor entender como é que os planetas se formam, o que é importante para a compreensão dos processos que levaram à formação da Terra," afirma Erik Petigura, também do Caltech.

Os primeiros sinais da existência do planeta foram obtidos pelo K2. A câmara a bordo do telescópio detectou um escurecimento periódico na luz emitida pela estrela hospedeira do planeta, um sinal de que um planeta em órbita poderia estar passando regularmente em frente da estrela e bloqueando parte da sua luz. Os dados do Observatório Keck validaram que a diminuição de luz era provocada por um planeta e também ajudaram a confirmar a sua jovem idade.

As medições infravermelhas do telescópio espacial Spitzer da NASA mostraram que a estrela do sistema está cercada por um disco fino de detritos planetários, indicando que a sua fase de formação planetária está terminando. Os planetas formam-se a partir de discos espessos de gás e poeira, chamados discos protoplanetários, que rodeiam estrelas jovens.

"Inicialmente, este material pode obscurecer quaisquer planetas em formação, mas após alguns milhões de anos, a poeira começa a dissipar-se," afirma Anne Marie Cody, pós-doutorada no Centro de Pesquisa Ames da NASA em Silicon Valley, no estado americano da Califórnia. "É durante esta janela de tempo que podemos começar a detectar as assinaturas de planetas jovens com o K2."

Uma característica surpreendente na descoberta de K2-33b, é quão perto está o recém-nascido planeta da sua estrela. O planeta está quase 10 vezes mais perto da sua estrela que Mercúrio está do nosso Sol, o que o torna bastante quente. Apesar de já terem sido descobertos vários planetas em órbitas tão íntimas, os astrônomos há muito que tentam compreender como é que estes gigantes gasosos assentam em órbitas tão pequenas. Algumas teorias propõem que são necessários centenas de milhões de anos para trazer um planeta de uma órbita mais distante para uma órbita mais pequena; e, portanto, não podem explicar K2-33b, que é bastante mais jovem.

A equipe científica diz que existem duas principais teorias que podem explicar como K2-33b acabou tão perto da sua estrela. Podia ter migrado para lá num processo chamado migração de disco, um processo que leva centenas de milhares de anos. Ou, que o planeta se formou localmente, exatamente onde está. A descoberta de K2-33b, portanto, dá aos teóricos um novo ponto de dados para ponderar.

"Após as primeiras descobertas de exoplanetas massivos em órbitas íntimas há cerca de 20 anos atrás, foi imediatamente sugerido que não podiam, absolutamente, ter-se formado aí, mas ao longo dos últimos anos, cresceu algum impulso para as teorias de formação local, pelo que a ideia não é tão selvagem quanto uma vez parecia," afirma David.

"A questão que estamos respondendo é: será que esses planetas levam muito tempo a assentar nestas órbitas quentes, ou será que podem aí estar desde muito cedo? E estamos respondendo que, pelo menos neste caso, sim, podem realmente estar aí num estágio muito inicial," conclui.

O novo estudo foi publicado na revista Nature.

Fonte: W. M. Keck Observatory

Descoberta a primeira nebulosa de vento em torno de uma magnetar

Astrônomos descobriram pela primeira vez uma vasta nuvem de partículas de alta energia chamada nebulosa de vento em torno de uma rara estrela de nêutrons extremamente magnética, ou magnetar.

© ESA/XMM-Newton/G. Younes (imagem em raios X da emissão em torno de uma magnetar)

Esta imagem em raios X mostra a emissão prolongada em torno de uma fonte conhecida como Swift J1834.9-0846. O brilho surge a partir de uma nuvem de partículas que se movem rapidamente produzidas pela estrela de nêutrons e encurraladas em torno dela. A Cor indica energias de raios X, com 2.000 a  3.000 eV (elétrons-volt) em vermelho, 3.000 a 4.500 eV em verde, e 5.000 a 10.000 eV em azul.

A descoberta oferece uma janela única para as propriedades, meio ambiente e história das explosões de magnetares, que são os ímãs mais fortes do Universo.

A estrela de nêutrons é o núcleo esmagado de uma estrela massiva que ficou sem combustível, entrou em colapso sob seu próprio peso e explodiu como uma supernova. Cada uma delas comprime a massa equivalente a meio milhão de Terras em uma bola com apenas 20 quilômetros de diâmetro. Estrelas de nêutrons são mais comumente encontrado como pulsares, que produzem emissões de rádio, luz visível, raios X e raios gama em vários locais em seus campos magnéticos circundantes. Quando um pulsar gira, estas regiões são focalizadas em nossa direção, os astrônomos detectam pulsos de emissão.

Os campos magnéticos dos pulsares típicos podem ser de 100 bilhões a 10 trilhões de vezes mais fortes que o da Terra. Os campos das magnetares chegam a ser milhares de vezes ainda mais fortes, e os cientistas não sabem os detalhes de como elas são criadas. De cerca de 2.600 estrelas de nêutrons conhecidas, até agora, apenas 29 são classificadas como magnetares.

A nebulosa recém-descoberta rodeia a magnetar Swift J1834.9-0846, que foi descoberto pelo satélite Swift da NASA, em 07 de agosto de 2011, durante uma breve explosão de raios X. Os astrônomos suspeitam que o objeto está associado com o remanescente de supernova W41, localizado a cerca de 13.000 anos-luz de distância na constelação do Escudo, na parte central da da Via Láctea.

“Neste momento, nós não sabemos como J1834.9 desenvolveu e continua a manter uma nebulosa de vento, que até agora era uma estrutura vista apenas cercando jovens pulsares”, disse o pesquisador George Younes, pesquisador de pós-doutorado na Universidade George Washington. “Se o processo aqui for semelhante, então cerca de 10% da perda de energia de rotação da magnetar está alimentando o brilho da nebulosa, o que seria a mais alta eficiência já medida num sistema semelhante”.

Um mês após a descoberta do Swift, uma equipe liderada por Younes fez outra observação do J1834.9 usando o observatório XMM-Newton de raios X da ESA, que revelou um brilho assimétrico incomum cerca de 15 anos-luz de diâmetro do centro da magnetar. Novas observações do XMM-Newton em março e outubro de 2014, juntamente com dados arquivados do XMM-Newton e do Swift, confirmaram este brilho prolongado como a primeira nebulosa de vento já identificada em torno de uma magnetar.

Um artigo descrevendo a análise será publicado no periódico The Astrophysical Journal.

Fonte: Goddard Space Flight Center

Primeiras observações do centro da Via Láctea obtidas com o GRAVITY

Uma equipe europeia de astrônomos usou o novo instrumento GRAVITY montado no Very Large Telescope (VLT) do ESO para obter observações do centro da Via Láctea, combinando pela primeira vez radiação coletada pelos quatro telescópios principais de 8,2 metros.

© ESO/L. Calçada (ilustração da estrela S2 passando muito perto do buraco negro supermassivo)

Estes resultados já fornecem uma ideia da ciência inovadora que o GRAVITY irá fazer, ao sondar os campos gravitacionais extremamente fortes existentes próximo do buraco negro central supermassivo.

O GRAVITY faz parte do interferômetro do VLT. Ao combinar a radiação coletada pelos quatro telescópios, consegue atingir a mesma resolução espacial e precisão na medição de posições que um telescópio com 130 metros de diâmetro. O ganho correspondente em poder de resolução e precisão nas posições, um fator de 15 superior aos telescópios principais individuais do VLT, permitirá ao GRAVITY fazer medições extremamente precisas de objetos astronômicos.

Um dos principais objetivos do GRAVITY é fazer observações detalhadas do meio que rodeia o buraco negro de 4 milhões de massas solares que se encontra no centro da Via Láctea. O centro da Via Láctea situa-se no céu na constelação do Sagitário, a cerca de 25 mil anos-luz de distância da Terra. Embora a posição e massa do buraco negro sejam conhecidas desde 2002, ao executar medições precisas dos movimentos das estrelas que o orbitam, o GRAVITY permitirá aos astrônomos sondar o campo gravitacional que rodeia o buraco negro com um detalhe sem precedentes, fornecendo um teste único à teoria da relatividade geral de Einstein.

Nesta perspectiva, as primeiras observações do GRAVITY são já bastante entusiasmantes. A equipe do GRAVITY usou o instrumento para observar uma estrela conhecida por S2, que orbita o buraco negro no centro da nossa Galáxia num período de apenas 16 anos. Estes testes demonstraram de modo impressionante a sensibilidade do GRAVITY, uma vez que o instrumento foi capaz de ver esta fraca estrela em apenas alguns minutos de observação.

A equipe será brevemente capaz de obter posições extremamente precisas da estrela, que equivalerão a medir a posição de um objeto na Lua com a precisão de um centímetro. Esta precisão irá permitir determinar se o movimento em torno do buraco negro segue, ou não, as previsões da relatividade geral de Einstein. As novas observações mostram que o Centro Galáctico é um laboratório ideal para este tipo de testes.

“Toda a equipe desfrutou de um momento fantástico quando a radiação emitida pela estrela interferiu pela primeira vez, após 8 anos de trabalho árduo,” disse o cientista líder do GRAVITY, Frank Eisenhauer do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre situado em Garching, na Alemanha. “Primeiro estabilizamos a interferência de forma ativa numa estrela brilhante próxima e depois, após apenas alguns minutos, conseguimos ver de fato a interferência da estrela mais fraca. À primeira vista parece que nem a estrela de referência nem a estrela em órbita do buraco negro têm companheiras massivas que poderão complicar as observações e análise,” explica Eisenhauer.

Esta indicação de sucesso preliminar chega na hora certa. Em 2018, a estrela S2 estará na sua posição mais próxima do buraco negro, a apenas 17 horas-luz de distância e viajando a quase 30 milhões de quilômetros por hora, o que corresponde a 2,5% da velocidade da luz. A esta distância, os efeitos devidos à relatividade geral serão mais pronunciados e as observações obtidas pelo GRAVITY darão os seus resultados mais importantes. Esta oportunidade só se repetirá 16 anos depois.

A equipe será capaz, pela primeira vez, de medir dois efeitos relativísticos numa estrela orbitando um buraco negro supermassivo, o desvio para o vermelho gravitacional e a precessão do pericentro. O desvio para o vermelho ocorre porque a radiação emitida pela estrela tem que se deslocar no sentido contrário ao forte campo gravitacional do buraco negro massivo de modo a escapar para o Universo. Ao fazê-lo, perde energia, o que se manifesta por um desvio para o vermelho da radiação. O segundo efeito aplica-se à órbita da estrela e leva a um desvio da elipse perfeita. A orientação da elipse roda de cerca de meio grau no plano orbital quando a estrela passa perto do buraco negro. O mesmo efeito foi observado na órbita de Mercúrio em torno do Sol, mas cerca de 6.500 vezes mais fraco por órbita do que na vizinhança extrema do buraco negro. No entanto, as maiores distâncias envolvidas tornam-no muito mais difícil de observar no Centro Galáctico do que no Sistema Solar.

Fonte: ESO

As estrelas da Grande Nuvem de Magalhães

Essa imagem do telescópio espacial Hubble da NASA e ESA mostra o aglomerado globular NGC 1854, um conjunto de estrelas azuis e brancas na porção sul da constelação de Dorado.

© Hubble (NGC 1854)

O NGC 1854 está localizado a cerca de 135.000 anos-luz de distância, na Grande Nuvem de Magalhães, uma das vizinhas cósmicas  mais próximas e uma galáxia satélite da Via Láctea.

A Grande Nuvem de Magalhães passa por uma vigorosa formação de estrelas. Rica em gás interestelar e poeira, a galáxia é o lar de aproximadamente 60 aglomerados globulares e 700 aglomerados abertos. Esses aglomerados estão frequentemente sujeitos à pesquisa astronômica, como a Grande Nuvem de Magalhães, sua irmã mais nova, a Pequena Nuvem de Magalhães, são os únicos sistemas conhecidos que contêm aglomerados em todos os estágios de evolução. O Hubble é muito usado para estudar esses aglomerados, graças à extrema resolução das suas câmeras que possuem resolução das estrelas de forma individual, mesmo em aglomerados lotados, revelando sua massa, tamanho e grau de evolução.

Fonte: NASA

Descoberto um novo asteroide quase-satélite da Terra

Astrônomos da NASA identificaram um novo objeto orbitando temporariamente a Terra.

© Mark A. Garlick (ilustração de um asteroide orbitando o Sol)

Designado provisoriamente de 2016 HO₃, o pequeno asteroide parece seguir uma trajetória elíptica ao redor do nosso planeta, contudo, como se mantém fora do domínio gravitacional da Terra, não é considerado um verdadeiro satélite terrestre.

“Uma vez que 2016 HO₃ dá voltas em torno do nosso planeta sem nunca se aventurar para muito longe à medida que ambos orbitam o Sol, referimo-nos a este objeto como um quase-satélite da Terra”, disse Paul Chodas, responsável do Center for Near-Earth Object (NEO) da NASA. “Outro asteroide, designad] 2003 YN₁₀₇, seguiu um padrão orbital semelhante durante algum tempo, há aproximadamente 10 anos, mas afastou-se desde então da nossa vizinhança. Este novo asteroide está muito mais ‘agarrado’ a nós. Os nossos cálculos indicam que o 2016 HO₃ tem sido um quase-satélite estável da Terra há quase um século, e deverá continuar a seguir este padrão como companheiro da Terra por mais alguns séculos.”

© NASA/JPL-Caltech (orbita do asteroide 2016 HO₃ ao redor da Terra)

Realmente, o asteroide 2016 HO₃ é o melhor e mais estável exemplo até hoje conhecido de um quase-satélite da Terra. Com uma órbita com um período de 365,9 dias e uma excentricidade de 0,104, o pequeno asteroide executa uma espécie de dança orbital com o nosso planeta, acelerando ou abrandando a sua velocidade relativamente à Terra consoante se encontra ligeiramente mais próximo ou mais longe do Sol que o nosso planeta. A sua órbita encontra-se também ligeiramente inclinada, pelo que atravessa duas vezes por ano o plano orbital da Terra.

A trajetória do 2016 HO₃ tende ainda a oscilar relativamente ao nosso planeta, ao longo de várias décadas. “De ano para ano, as voltas do asteroide ao redor da Terra deslocam-se ligeiramente para a frente ou para trás”, acrescentou Chodas. “No entanto, quando esta oscilação é demasiado intensa, a gravidade da Terra é suficientemente forte para a reverter e segurar o asteroide de forma a que este nunca se afaste mais do que cerca 100 vezes a distância da Lua. O mesmo efeito impede o asteroide de se aproximar mais que cerca de 38 vezes a distância da Lua. Com efeito, este pequeno asteroide encontra-se preso numa pequena dança com a Terra.”

O 2016 HO₃ foi descoberto pelo programa PanSTARRS no dia 27 de abril de 2016 e o seu diâmetro deverá situar-se entre 40 e 100 metros.

Fonte: Jet Propulsion Laboratory

A primeira vida do Universo poderia ter nascida de planetas com carbono

Nossa Terra é composta por rochas de silicato e um núcleo de ferro com uma fina camada de água e vida.

© NASA/SDO/CfA/Christine Pulliam (planeta de carbono orbitando uma estrela parecida com o Sol)

Mas os primeiros mundos potencialmente habitáveis ​​poderiam ter sido muito diferentes. Novas pesquisas sugerem que a formação de planetas no início do Universo poderia ter criado planetas de carbono que consistem em grafite, carbonetos e diamante. Esses mundos de diamante podem ser encontrados através de uma classe rara de estrelas.

"Este trabalho mostra que mesmo as estrelas com uma pequena fração do carbono em nosso Sistema Solar pode hospedar planetas", diz  o estudante de graduação Natalie Mashian Universidade de Harvard.

"Temos boas razões para acreditar que a vida extraterrestre será à base de carbono, como a vida na Terra, de modo que este também é um bom augúrio para a possibilidade de vida no início do Universo", acrescenta ela.

O Universo primordial consistia principalmente de hidrogênio e hélio, e carecia de elementos químicos, como o carbono e o oxigênio, necessários para a vida como a conhecemos. Somente após as primeiras estrelas explodirem como supernovas, semeando a segunda geração que propiciou a formação de planetas, a vida tornou-se possível.

Mashian e seu orientador de tese de doutoramento Avi Loeb, do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, examinaram uma classe particular de estrelas velhas conhecidas como estrelas enriquecidas de carbono e pobres em metais, ou estrelas CEMP. Estas estrelas anêmicas contêm apenas um centésimo de milésimo a mais de ferro do que o nosso Sol, ou seja, elas se formaram antes de o espaço interestelar ter sido amplamente semeado com elementos pesados.

"Essas estrelas são fósseis do Universo jovem", explica Loeb. "Ao estudá-los, podemos observar como os planetas surgiram e, possivelmente, a vida no Universo começou."

Embora falta de ferro e outros elementos pesados ​​em comparação com o nosso Sol, as estrelas CEMP têm mais carbono do que seria de esperar devido a sua idade. Esta abundância relativa iria influenciar na formação de planetas como grãos de poeira de carbono macios se aglutinam para formar mundos escuros como breu.

Esses planetas de carbono seriam difíceis de serem distinguidos de mundos como a Terra. Suas massas e tamanhos físicos seriam semelhantes. Os astrônomos teriam de analisar suas atmosferas para obter sinais de sua verdadeira natureza. Esses mundos incomuns seriam envoltos por gases como o monóxido de carbono e metano.

Mashian e Loeb argumentam que uma pesquisa dedicada aos planetas em torno de estrelas CEMP pode ser feita usando a técnica de trânsito. "Este é um método prático para descobrir o quão cedo planetas podem ter se formado no Universo primordial", diz Loeb.

Esta pesquisa foi aceita para publicação no periódico Monthly Notices da Royal Astronomical Society.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Excesso inesperado de planetas gigantes em aglomerado de estrelas

Uma equipe internacional de astrônomos descobriu que existem muito mais planetas do tipo de Júpiter quente do que o esperado num aglomerado estelar chamado Messier 67 (M67).

© ESO/L. Calçada (ilustração de um exoplaneta do tipo Júpiter quente)

Este resultado surpreendente foi obtido com vários telescópios e instrumentos, entre os quais o espectrógrafo HARPS no Observatório de La Silla do ESO. O meio denso do aglomerado originaria interações mais frequentes entre planetas e estrelas próximas, o que poderia explicar o excesso deste tipo de exoplanetas.

Uma equipe chilena, brasileira e europeia liderada por Roberto Saglia do Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, em Garching, Alemanha, e Luca Pasquini do ESO, passou vários anos fazendo medições de alta precisão de 88 estrelas pertencentes ao aglomerado M67. Este aglomerado estelar aberto tem cerca da mesma idade do Sol, e acredita-se que o Sistema Solar teve origem num ambiente similarmente denso. Enquanto o aglomerado M67 ainda se mantém coeso, o aglomerado que pode ter rodeado o Sol nos seus primeiros dias já teria se dissipado há muito tempo, deixando o Sol entregue a si próprio.

A equipe utilizou o HARPS, entre outros instrumentos, para procurar assinaturas de planetas gigantes em órbitas de período curto, esperando ver a oscilação de uma estrela causada pela presença de um objeto massivo numa órbita próxima, um tipo de planeta conhecido por Júpiter quente. A assinatura deste tipo de exoplanetas foi encontrada em três estrelas do aglomerado, juntando-se a anteriores evidências da existência de vários outros planetas.

Um Júpiter quente é um exoplaneta gigante com uma massa de mais de 1/3 da massa de Júpiter. Estes planetas estão “quentes” porque orbitam muito próximo da sua estrela progenitora, como indicado pelo seu período orbital que dura menos de dez dias. São muito diferentes do Júpiter ao qual estamos habituados no nosso Sistema Solar, que tem um "ano" que dura cerca de 12 anos terrestres e é muito mais frio do que a Terra. O primeiro exoplaneta encontrado em torno de uma estrela semelhante ao Sol, 51 Pesagi b, também se tratava de um Júpiter quente. No momento, este fato revelou-se surpreendente, uma vez que muitos astrônomos tinham assumido que outros sistemas planetários seriam provavelmente parecidos com o Sistema Solar e por isso teriam os seus planetas mais massivos mais afastados da sua estrela progenitora.

“Usamos um aglomerado estelar aberto como se fosse um laboratório para explorar as propriedades dos exoplanetas e as teorias de formação planetária,” explica Roberto Saglia. “Isto porque nestes locais encontramos não só muitas estrelas que possivelmente abrigam planetas, mas também temos um meio denso, no qual os planetas se devem ter formado.”

O estudo mostrou que os exoplanetas do tipo de Júpiter quente são mais comuns em torno das estrelas do M67 do que no caso de estrelas fora de aglomerados. “Este é verdadeiramente um resultado surpreendente,” diz Anna Brucalassi, que realizou a análise. “Os novos resultados significam que existem planetas do tipo de Júpiter quente em torno de cerca de 5% das estrelas estudadas do M67, muitos mais do que os encontrados em estudos comparáveis de estrelas que não se encontram em aglomerados, onde esta taxa é cerca de 1%.”

Os astrônomos pensam que é bastante improvável que estes gigantes exóticos se tenham formado onde os encontramos agora, uma vez que as condições do meio próximo da estrela progenitora não seriam inicialmente as adequadas para a formação de planetas do tipo de Júpiter. É por isso que se pensa que estes planetas se formaram mais afastados, tal como provavelmente também aconteceu com Júpiter, e só depois se aproximaram da estrela progenitora. O que seriam antes planetas gigantes, distantes e frios são agora objetos muito mais quentes. A questão que se põe é então: o que é que fez com que estes planetas migrassem para perto da sua estrela?

Existe um número de possíveis respostas a esta questão, mas os autores concluem que o mais provável é que esta migração seja o resultado de encontros próximos entre estrelas vizinhas, ou até entre planetas em sistemas solares vizinhos, e que o meio próximo de um sistema solar possa ter um impacto significativo no modo como este evolui.

Num aglomerado como M67, onde as estrelas se encontram muito mais próximas do que a média, tais encontros poderão ser muito mais comuns, o que explicaria o enorme número de exoplanetas do tipo de Júpiter quente encontrado.

O pesquisador Luca Pasquini do ESO reflete sobre a notável história recente do estudo de planetas em aglomerados: “Até há alguns anos atrás nunca tínhamos encontrado exoplanetas do tipo de Júpiter quente em aglomerados abertos. Em três anos o paradigma mudou da total ausência destes planetas para seu excesso!”

Este trabalho foi descrito no artigo científico intitulado “Search for giant planets in M67 III: excess of Hot Jupiters in dense open clusters”, de A. Brucalassi et al., que será publicado na revista especializada Astronomy & Astrophysics.

Fonte: ESO

ALMA detecta o oxigênio mais distante observado até hoje

Com o auxílio do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), uma equipe de astrônomos conseguiu detectar oxigênio brilhante numa galáxia distante observada apenas 700 milhões de anos depois do Big Bang.

© NAOJ (imagem de cores compostas do rastreio de campo profundo Subaru e XMM-Newton)

Trata-se da galáxia mais longínqua na qual foi detectado oxigênio de forma inequívoca, que está certamente sendo ionizado pela forte radiação emitida por estrelas gigantes jovens. Esta galáxia pode bem ser um exemplo de um dos tipos de fontes responsáveis pela reionização cósmica na história primordial do Universo.

Astrônomos do Japão, Suécia, Reino Unido e ESO utilizaram o ALMA para observar uma das mais distantes galáxias conhecidas. A galáxia SXDF-NB1006-2 tem um desvio para o vermelho de 7,2, o que significa que a observamos apenas 700 milhões de anos após o Big Bang.

A equipe esperava investigar os elementos químicos pesados presentes na galáxia, uma vez que estes elementos nos informam sobre o nível de formação estelar existente, fornecendo assim pistas sobre a reionização cósmica.

“Procurar elementos pesados no Universo primordial é um passo essencial para explorar a formação estelar neste período,” disse Akio Inoue da Universidade de Osaka Sangyo, Japão. “Estudar elementos pesados também fornece pistas para compreender como é que as galáxias se formaram e o que é que causou a reionização cósmica,” acrescentou.

Na época anterior à formação dos objetos, o Universo encontrava-se cheio de gás eletricamente neutro. No entanto, quando os primeiros objetos começaram a brilhar, algumas centenas de milhões de anos após o Big Bang, emitiram forte radiação que começou a quebrar os átomos neutros, ionizando o gás. Durante esta fase, conhecida por reionização cósmica, todo o Universo se modificou de forma drástica. No entanto, não há consenso sobre quais os tipos de objetos que causaram a reionização. Estudar as condições existentes em galáxias muito distantes pode ajudar a responder a esta questão.

Antes de observarem esta galáxia distante, os astrônomos fizeram simulações de computador para prever quão facilmente se poderia observar evidências de oxigênio ionizado com o ALMA. Levaram também em conta observações de galáxias semelhantes mas que se encontram muito mais próximas da Terra e concluíram que a emissão do oxigênio poderia ser detectada, mesmo a grandes distâncias. O satélite astronômico infravermelho japonês AKARI tinha já descoberto que esta emissão de oxigênio é muito brilhante na Grande Nuvem de Magalhães, a qual apresenta um meio semelhante ao do Universo primordial.

Em seguida a equipe realizou observações de elevada sensibilidade com o ALMA e descobriu radiação emitida por oxigênio ionizado na galáxia SXDF-NB1006-2, sendo esta a detecção inequívoca de oxigênio mais distante obtida até hoje. Trata-se assim de evidência sólida da presença de oxigênio no Universo primordial, apenas 700 milhões de anos após o Big Bang.

O comprimento de onda original da radiação do oxigênio duplamente ionizado é 0,088 milímetros. O comprimento de onda da radiação emitida por SXDF-NB1006-2 está esticado até aos 0,725 milímetros devido à expansão do Universo, fazendo com que esta radiação possa ser observada pelo ALMA.

Descobriu-se que o oxigênio em SXDF-NB1006-2 é dez vezes menos abundante do que no Sol. “A baixa abundância encontrada é esperada, uma vez que o Universo era ainda jovem, apresentando uma curta história de formação estelar nesse momento,” comentou Naoki Yoshida da Universidade de Tóquio. “As nossas simulações previram efetivamente uma abundância dez vezes menor que a do Sol. No entanto, temos outro resultado que é inesperado: uma pequena quantidade de poeira.”

A equipe não conseguiu detectar nenhuma emissão de carbono vinda da galáxia, sugerindo que esta jovem galáxia contém muito pouco hidrogênio gasoso não ionizado. Os astrônomos descobriram ainda que a galáxia contém apenas uma pequena quantidade de poeira, constituída por elementos pesados. “Algo estranho se passa nesta galáxia,” disse Inoue. “Penso que quase todo o gás se encontra altamente ionizado.”

A detecção de oxigênio ionizado indica que muitas estrelas muito brilhantes, dezenas de vezes mais massivas que o Sol, se formaram na galáxia e se encontram emitindo radiação ultravioleta intensa, necessária à ionização dos átomos de oxigênio.

A falta de poeira na galáxia permite que a radiação ultravioleta escape e ionize enormes quantidades de gás fora da galáxia. "SXDF-NB1006-2 poderá ser um protótipo das fontes de radiação responsáveis pela reionização cósmica,” disse Inoue.

“Este é um passo importante no sentido de compreendermos que tipo de objetos causaram a reionização cósmica,” explicou Yoichi Tamura da Universidade de Tóquio. “As nossas próximas observações com o ALMA já começaram. Observações de mais alta resolução permitirão ver a distribuição e os movimentos do oxigênio ionizado na galáxia, fornecendo-nos assim informações vitais que nos ajudarão a compreender as propriedades desta galáxia.”

Este trabalho foi descrito no artigo científico intitulado “Detection of an oxygen emission line from a high redshift galaxy in the reionization epoch” de Inoue et al., publicado na revista Science.

Fonte: ESO