O ALMA começa a observar o Sol

Os astrônomos utilizaram as capacidades do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), instalado no Chile, para obter imagens da radiação milimétrica emitida pela cromosfera do Sol, a região que se situa logo acima da fotosfera e que forma a superfície visível do Sol.

© ESO (mancha solar gigante a 1,25 mm)

A equipe da campanha solar, um grupo internacional de astrônomos com membros da Europa, América do Norte e Leste Asiático, produziu as imagens no intuito de demonstrar as capacidades do ALMA no estudo da atividade solar em comprimentos de onda maiores dos que os que se encontram normalmente disponíveis nos observatórios solares na Terra.

Os astrônomos estudam o Sol e investigam a sua superfície dinâmica e atmosfera energética de muitas maneiras há vários séculos. No entanto, para se compreender melhor o funcionamento do Sol, é necessário estudá-lo em todo o espectro electromagnético, incluindo na região do milímetro e do submilímetro, a qual pode ser observada pelo ALMA.

Uma vez que o Sol é muitos bilhões de vezes mais brilhante que os fracos objetos que o ALMA observa normalmente, as antenas do ALMA foram especialmente concebidas para poderem obter imagens do Sol com extremo detalhe usando a técnica de interferometria rádio, e evitando assim danos devido ao intenso calor da luz solar focada. Deste trabalho resultaram uma série de imagens que demonstram a visão única do ALMA e a sua capacidade em estudar o nosso Sol. Os dados da campanha de observação solar estão sendo divulgados esta semana à comunidade astronômica mundial, para análise e estudo subsequentes.

A equipe observou uma mancha solar enorme nos comprimentos de onda de 1,25 mm e 3 mm, usando duas das bandas receptoras do ALMA. As imagens revelam diferenças em temperatura entre partes da cromosfera do Sol. A compreensão do aquecimento e da dinâmica da cromosfera é uma área importante de pesquisa, que será abordada no futuro com o ALMA.

© ESO (mancha solar gigante a 3 mm)

As manchas solares são estruturas transientes que aparecem em regiões onde o campo magnético do Sol é muito forte e se encontra extremamente concentrado. Têm temperaturas mais baixas que as regiões ao redor e é por isso que aparecem relativamente escuras.

A diferença entre as duas imagens deve-se aos diferentes comprimentos de onda da radiação emitida que se estão observando. As observações em comprimentos de onda mais curtos conseguem penetrar mais profundamente no Sol, o que significa que as imagens a 1,25 mm mostram uma camada da cromosfera mais profunda, e consequentemente mais próxima da fotosfera, que as imagens obtidas a um comprimento de onda de 3 mm.

O ALMA é o primeiro observatório do qual o ESO é parceiro que permite aos astrônomos estudar a nossa estrela mais próxima, o nosso Sol. Todas as outras infraestruturas do ESO, existentes ou passadas, precisam de ser protegidas da intensa radiação solar de modo a evitar danos. As novas capacidades do ALMA farão com que a comunidade do ESO se expanda para incluir os astrônomos solares.

Fonte: ESO

Imagem revela um tesouro de buracos negros

Esta é a imagem em raios X mais profunda já obtida, feita com mais de 7 milhões de segundos de observação no observatório de raios X Chandra da NASA.

© CDF-S (concentração de buracos negros)

Estes dados fornecem aos astrônomos o melhor olhar para o crescimento de buracos negros ao longo de bilhões de anos logo após o Big Bang.

A imagem é do Chandra Deep Field-South (CDF-S). O CDF-S completo cobre uma região aproximadamente circular no céu com uma área de cerca de dois terços da Lua cheia. No entanto, as regiões exteriores da imagem, onde a sensibilidade à emissão de raios X é mais baixa, não são mostradas aqui. As cores nesta imagem representam diferentes níveis de energia de raios X detectados pelo Chandra. Aqui os raios X de menor energia são vermelhos, a faixa média é verde, e os raios X de energia mais alta são azuis.

A região central desta imagem contém a maior concentração de buracos negros supermassivos já vistos, equivalente a cerca de 5.000 objetos que se encaixam na área do céu coberto pela Lua cheia e cerca de um bilhão sobre o céu inteiro.

Os pesquisadores usaram uma combinação de dados do CDF-S com do Cosmic Assembly Near-Infrared Deep Extragalactic Legacy Survey (CANDELS) e do Great Observatories Origins Deep Survey (GOODS), ambos incluindo dados do telescópio espacial Hubble para estudar galáxias e buracos negros entre um e dois bilhões de anos após o Big Bang.

Em uma parte do estudo, a equipe examinou a emissão de raios X de galáxias detectadas nas imagens do Hubble, a distâncias entre 11,9 e 12,9 bilhões de anos-luz da Terra. Cerca de 50 destas galáxias distantes foram detectadas individualmente com o Chandra. A equipe então usou uma técnica chamada empilhamento de raios X para investigar a emissão de neste comprimento de onda das 2.076 galáxias distantes que não foram detectadas individualmente. Foram somadas todas as contagens de raios X próximas às posições destas galáxias, permitindo obter uma sensibilidade muito maior. Através do empilhamento, a equipe conseguiu atingir tempos de exposição em torno de 8 bilhões de segundos, ou seja, equivalentes a cerca de 260 anos.

Usando estes dados, a equipe encontrou evidências de que buracos negros no Universo primitivo crescem principalmente em rajadas, e não através do lento acúmulo de matéria. A equipe também pode ter encontrado dicas sobre os tipos de embriões que formam buracos negros supermassivos. Se os buracos negros supermassivos nascem como embriões "leves" que pesam cerca de 100 vezes a massa do Sol, a taxa de crescimento necessária para atingir uma massa de cerca de um bilhão de vezes o Sol no Universo inicial pode ser tão alta que desafia os modelos atuais para este crescimento. Se os buracos negros supermassivos nascem com mais massa, a taxa de crescimento requerida não é tão alta. Os dados no CDF-S sugerem que os embriões "pesados" de buracos negros supermassivos pode ter massas de cerca de 10.000 a 100.000 vezes a do Sol.

Estes dados em raios X profundos como os do CDF-S fornecem informações úteis para a compreensão das propriedades físicas dos primeiros buracos negros supermassivos. O número relativo de objetos luminosos e fracos, caracterizado pela forma da "função de luminosidade", depende da mistura das várias quantidades físicas envolvidas no crescimento do buraco negro, incluindo a massa dos embriões dos buracos negros e a taxa na qual eles estão absorvendo o material. Os dados oriundos do CDF-S mostram uma função de luminosidade "plana", isto é, um número relativamente grande de objetos brilhantes, que pode ser utilizada para inferir combinações possíveis destas quantidades físicas. No entanto, resultados definitivos só podem vir de observações adicionais.

O artigo sobre o crescimento de buracos negros no Universo primordial foi conduzido por Fabio Vito da Universidade Estadual da Pensilvânia e foi publicado numa edição do Monthly Notices da Royal Astronomical Society.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Misterioso objeto na galáxia Cygnus A

Na semana passada, na reunião da American Astronomical Society, em Grapevine, Texas, os astrônomos fizeram um anúncio que atraiu o interesse de vários pesquisadores: uma coisa muito brilhante apareceu em uma galáxia bem conhecida.

© VLA/C. Carilli (Cygnus A)

É a galáxia elíptica Cygnus A, também conhecida como 3C 405. Ela é uma das fontes de rádio mais brilhantes no céu. Encontra-se a aproximadamente 800 milhões de anos-luz de nós (redshift de 0,056). Em seu núcleo fica um buraco negro supermassivo, enquanto dois jatos são lançados para fora de cada lado e iluminam o meio intergaláctico. Esta atividade produz a radiação de rádio que torna o Cygnus A tão brilhante.

Usando o recentemente atualizado Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) no Novo México, Rick Perley do National Radio Astronomy Observatory (NRAO) e seus colegas deram uma olhada na Cygnus A, sendo que é a primeira vez que o instrumento foi apontado para a galáxia desde 1989.

As novas observações mostraram uma surpresa: um novo objeto secundário, a sudoeste do buraco negro central. Este objeto não estava na imagem de rádio de 1989. Observações adicionais de alta resolução com o Very Long Baseline Array (VLBA) também captaram o objeto, claramente distinto do núcleo da galáxia. Está a aproximadamente 1.300 anos-luz do centro.

© G. Canalizo (buraco negro supermassivo e o objeto identificado em Cygnus A)

Esta imagem infravermelha de cor falsa obtida pelo telescópio telescópio Keck II mostra a galáxia Cygnus A. Seu buraco negro supermassivo central é a grande mancha vermelha escura, mas esta imagem de 2003 revela uma segunda fonte misteriosa (circundada) nas proximidades.

O que quer que seja é duas vezes mais brilhante que a supernova mais brilhante conhecida nestas frequências. Na verdade, é muito mais brilhante do que qualquer sinal de rádio transitório conhecido, exceto para acúmulo de buracos negros supermassivos e eventos de ruptura de marés, explosões criadas quando um buraco negro absorve uma estrela.

A equipe vasculhou outros arquivos e encontrou o objeto em 2003 em observações infravermelhas com o telescópio Keck e em algumas imagens do telescópio espacial Hubble. O objeto é tão vermelho que não aparece bem em comprimentos de onda ópticos, e nesta faixa a resolução do telescópio espacial não é tão boa quanto a da óptica adaptativa do telescópio Keck.

Claire Max, que atua como diretora dos Observatórios da Universidade da Califórnia (que administra os observatórios Keck e Lick), rebuscou através dos dados do telescópio Keck e descobriu que, de fato, os astrônomos já haviam descoberto esta fonte. Em 2003 ela, Gabriela Canalizo (agora na Universidade da Califórnia, Riverside), e seus colegas haviam tropeçado com a fonte misteriosa. Eles também haviam encontrado em algumas imagens do Hubble e não em outros; eles não tinham certeza se isso era porque a fonte estava tremulando, ou simplesmente que o Hubble não tinha captado o suficiente para vê-lo consistentemente.

O objeto parecia ser um aglomerado compacto de velhas estrelas vermelhas, núcleo descendente de uma galáxia muito menor que Cygnus A tinha capturado. Esta fusão menor também pode explicar por que o buraco negro da grande galáxia "se acendeu", que foi evidenciada num artigo de 2003 do periódico Astrophysical Journal.

Por outro lado, Canalizo e colegas passaram a sugerir em 2004 que a fonte poderia em vez disso ser uma borda interior quente da rosquinha empoeirada que envolve o buraco negro.

A equipe da Perley também concorda com uma fusão. Mas ele defendeu em vez disso que a radiação poderia vir de um segundo buraco negro, o núcleo restante da galáxia capturada. Se assim for, então Cygnus A é uma das poucas galáxias que parece hospedar um buraco negro binário central.

No final de sua apresentação da reunião da American Astronomical Society, Perley pediu que outros astrônomos averiguassem os arquivos das observações para que pudessem apontar quando esta fonte apareceu. Sua equipe também está olhando em raios X, mas dado que o núcleo central é tão brilhante, eles não são otimistas de suas chances de ver algo, a menos que haja alguma variabilidade.

Fonte: Sky & Telescope

Júpiter crescente e a Grande Mancha Vermelha

Esta imagem que mostra o planeta Júpiter numa fase crescente e em destaque a icônica Grande Mancha Vermelha, foi criada pelo cientista cidadão Roman Tkachenko, usando os dados do instrumento da JunoCam, a câmera a bordo da sonda Juno.

© NASA/JPL-Caltech/Roman Tkachenko (Júpiter crescente e a Grande Mancha Vermelha)

Abaixo da Grande Mancha Vermelha, uma tempestade avermelhada de longa duração conhecida como Oval BA também é visível. Nota-se na imagem também uma série de tempestades esbranquiçadas e de forma ovalada, conhecidas informalmente como Colar de Pérolas.

A imagem foi realizada no dia 11 de Dezembro de 2016, às 8:30 da manhã, hora de Brasília, quando a nave espacial Juno realizou seu terceiro sobrevôo próximo de Júpiter. No momento em que esta imagem foi efetuada a sonda estava a cerca de 458.800 km de distância do planeta.

As imagens brutas da JunoCam estão disponíveis para o público que possa processar da maneira que quiser e postar no site, sendo que os melhores processamentos são escolhidos e citados. Para participar acesse: http://www.missionjuno.swri.edu/junocam

Fonte: NASA

A Lua é mais antiga do que se pensava

Uma equipe liderada pela UCLA (Universidade da Califórnia, em Los Angeles), EUA, relata que a Lua tem pelo menos 4,51 bilhões de anos e é 40 a 140 milhões de anos mais velha do que os cientistas pensavam anteriormente.

© NASA/The Project Apollo Archive (Mare Ingenii na Lua)

Os resultados foram baseados numa análise de minerais da Lua chamados zircões que foram trazidos para a Terra pela missão Apollo 14 em 1971. Foi encontrado zirconita ou zircão, que trata-se de um silicato de zircônio (ZrSiO₄).

A idade da Lua tem sido um tema muito debatido, embora os cientistas tenham tentado resolver a questão ao longo de muitos anos e usando uma ampla variedade de técnicas científicas.

"Finalmente definimos uma idade mínima para a Lua; já estava na hora de sabermos a sua idade e agora sabemos," comenta Mélanie Barboni, a autora principal do estudo e geoquímica do Departamento de Ciências da Terra, Planetárias e do Espaço da UCLA.

A Lua foi formada por uma violenta colisão frontal entre a Terra primitiva e um "embrião planetário" de nome Theia, relatou a equipe de geoquímicos e colegas da mesma universidade em 2016.

A pesquisa mais recente significa que a Lua se formou "apenas" cerca de 60 milhões de anos após o nascimento do Sistema Solar, um ponto importante porque fornece informações críticas para os astrônomos e cientistas planetários que procuram compreender a evolução inicial da Terra e do nosso Sistema Solar.

Isto tem sido uma tarefa difícil porque o que lá estava antes do impacto gigante foi apagado. Embora os cientistas não possam saber o que ocorreu antes da colisão com Theia, estes achados são importantes porque vão ajudar os cientistas a discernir os grandes eventos que a seguiram.

Geralmente é difícil determinar a idade das rochas lunares porque a maioria delas contém uma miscelânea de fragmentos de várias outras rochas. Mas a equipe foi capaz de analisar oito zircões em estado puro. Especificamente, ela examinou como o urânio que contêm decaiu para o chumbo (num laboratório da Universidade de Princeton) e como o lutécio que contêm decaiu para háfnio (usando um espectrômetro de massa na UCLA). Os cientistas analisaram estes elementos juntos para determinar a idade da Lua.

"Os zircões são os melhores relógios da Natureza. São o melhor mineral na preservação da história geológica e na revelação da sua origem," comenta Kevin McKeegan, professor de geoquímica e cosmoquímica da UCLA.

A colisão da Terra com Theia criou uma lua liquefeita que depois solidificou. Os cientistas acreditam que a maior parte da superfície da Lua estava coberta com magma logo após a sua formação. As medições do urânio-chumbo revelam quando os zircões apareceram pela primeira vez no oceano de magma inicial da Lua, que mais tarde arrefeceu e formou o manto e a crosta; as medições de lutécio-háfnio revelam quando o magma se formou, o que aconteceu mais cedo.

"A Mélanie conseguiu descobrir a idade real da Lua, que remonta à sua pré-história antes de solidificar, não à sua solidificação," comenta Edward Young, professor de geoquímica e cosmoquímica da UCLA.

Os estudos anteriores determinaram a idade da Lua com base em rochas lunares que haviam sido contaminadas por colisões múltiplas. McKeegan realça que essas rochas indicavam a data de alguns outros eventos, "mas não a idade da Lua."

Os pesquisadores da Universidade da Califórnia em Los Angeles continuam estudando os zircões trazidos pelos astronautas das Apollo e a história inicial da Lua.

Os resultados foram publicados na revista Science Advances.

Fonte: University of California

Estrelas mais distantes da Via Láctea foram capturadas de outra galáxia

As 11 estrelas mais distantes conhecidas da nossa Galáxia estão localizadas a cerca de 300.000 anos-luz da Terra, bem além do disco espiral da Via Láctea.

 

  © Marion Dierickx/CfA (simulação da captura de estrelas pela Via Láctea)

Nesta imagem gerada por computador, a oval vermelha marca o disco da nossa Galáxia e o ponto vermelho mostra a localização da anã de Sagitário.

Uma nova pesquisa feita por astrônomos de Harvard mostra que metade destas estrelas podem ter sido arrancadas de outra galáxia: a anã de Sagitário. Além disso, são membros de um longo fluxo estelar que se estende um milhão de anos-luz no espaço, ou 10 vezes o diâmetro da nossa Galáxia.

"Os fluxos de estrelas que foram mapeados até agora são como riachos em comparação com o rio gigante de estrelas que prevemos observar eventualmente," afirma Marion Dierickx do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

A anã de Sagitário é uma das dúzias de pequenas galáxias que rodeiam a Via Láctea. Ao longo da história do Universo, completou várias órbitas em torno da nossa Galáxia. Em cada passagem, as marés gravitacionais da Via Láctea influenciavam a galáxia menor, puxando-a e distorcendo-a como um elástico.

Dierickx e o seu orientador de doutoramento, o teórico Avi Loeb de Harvard, usaram modelos computacionais para simular os movimentos da anã de Sagitário ao longo dos últimos 8 bilhões de anos. Eles variaram a sua velocidade inicial e ângulo de aproximação à Via Láctea para determinar quais os cenários que melhor correspondiam às observações atuais.

"A velocidade de partida e o ângulo de aproximação têm um grande efeito na órbita, assim como a velocidade e o ângulo de um lançamento de um míssil afeta a sua trajetória," explica Loeb.

No início da simulação, a anã de Sagitário tinha uma massa na ordem das 10 bilhões de massas solares, ou cerca de 1% da massa da Via Láctea. Os cálculos de Dierickx mostram que, ao longo do tempo, a infeliz anã perdeu cerca de um-terço das suas estrelas e um total de nove-décimos da sua matéria escura. Isto resultou em três fluxos estelares distintos que alcançam um milhão de anos-luz a partir do centro da Via Láctea. Os fluxos estendem-se até à orla do halo da Via Láctea e são das maiores estruturas observáveis no céu.

Além disso, cinco das onze estrelas mais distantes na nossa Galáxia têm posições e velocidades que coincidem ao que seria de esperar de estrelas capturadas da anã de Sagitário. As outras seis não parecem ser de Sagitário, mas podem ter sido removidas de uma galáxia anã diferente.

Os projetos de mapeamento como o SDSS (Sloan Digital Sky Survey) traçaram um dos três fluxos previstos por estas simulações, mas não em toda a extensão que os modelos sugerem. Instrumentos futuros como o LSST (Large Synoptic Survey Telescope), que irá detectar estrelas muito mais tênues no céu, deverão ser capazes de identificar os outros fluxos.

"Existem lá fora ainda mais 'intrusos' de Sagitário, à espera de serem encontrados," comenta Dierickx.

As descobertas foram aceitas para publicação na revista The Astrophysical Journal.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Uma galáxia vista de lado

A grande galáxia espiral NGC 891 se espalha por cerca de 100 anos-luz e é vista quase que exatamente de lado desde a nossa perspectiva.

© Adam Block (NGC 891)

De fato, localizada a cerca de 30 milhões de anos-luz de distância da Terra na constelação de Andrômeda, a NGC 891 se parece muito com a nossa galáxia, a Via Láctea.

Numa primeira olhada, ela tem um disco galáctico de estrelas fino e plano e um bulbo central cortado no meio por regiões de poeira escura. Mas o que se destaca mesmo na aparência da NGC 891, vista de lado, são os filamentos de poeira que se estendem por centenas de anos-luz acima e abaixo da linha central.

A poeira provavelmente foi expelida do disco por explosões de supernovas ou pela intensa atividade de formação de estrelas. Galáxias mais apagadas podem ser vistas perto do disco nesta imagem profunda da NGC 891.

Fonte: NASA

Uma nebulosa aparentemente quadrada

Como pode, uma estrela que é esférica, criar uma nebulosa quadrada?

© Hubble/C. R. O'Dell (IC 4406)

Essa dúvida aparece quando se estuda nebulosas planetárias como a IC 4406.

Evidências indicam que a IC 4406 tem provavelmente uma forma cilíndrica, mas que do ponto de vista da Terra aparece com essa forma quadrada, como se estivéssemos vendo o cilindro de lado. Se a IC 4406 fosse vista de cima ela se pareceria com a Nebulosa do Anel.

Essa bela imagem foi composta a partir de dados obtidos pelo telescópio espacial Hubble nos anos de 2001 e 2002. O gás quente flui para fora das porções terminais do cilindro, enquanto que os filamentos de poeira escura e de gás molecular se chocam com o que seriam as paredes do cilindro.

A estrela que foi primariamente responsável por essa verdadeira escultura interestelar pode ser vista no centro da nebulosa planetária. Em alguns milhões de anos, a única coisa que irá restar da IC 4406 será uma estrela apagada do tipo anã branca.

Fonte: NASA

Hubble detecta exocometas mergulhando numa estrela jovem

Previsão meteorológica interestelar para uma estrela próxima: chuva de cometas!

© A. Feild/G. Bacon (cometas viajando por um disco protoplanetário rumo à jovem estrela)

O telescópio espacial Hubble da NASA/ESA descobriu cometas que mergulham na estrela HD 172555, que tem apenas 23 milhões de anos e reside a 95 anos-luz da Terra.

Os exocometas - cometas fora do nosso Sistema Solar - não foram observados diretamente ao redor da estrela, mas a sua presença foi inferida pela detecção de gás que é provavelmente o remanescente vaporizado dos seus núcleos gelados.

A HD 172555 representa o terceiro sistema extrassolar onde os cometas "condenados" e instáveis foram detectados. Todos estes sistemas são jovens, com menos de 40 milhões de anos.

A presença destes cometas condenados à morte fornece evidências circunstanciais da "agitação gravitacional" por um planeta do tamanho de Júpiter, ainda não visto, onde os cometas são desviados pela sua gravidade e catapultados para a estrela. Estes eventos também fornecem novas informações sobre a atividade passada e presente dos cometas no nosso Sistema Solar. É um mecanismo onde cometas em "queda" podem ter transportado água até à Terra e a outros planetas interiores do nosso Sistema Solar.

Os astrônomos encontraram mergulhos semelhantes no nosso próprio Sistema Solar. Os cometas rasantes ao Sol caem rotineiramente na nossa estrela. "A observação destes cometas suicidas no nosso Sistema Solar e em três sistemas extrassolares significa que esta atividade poderá ser comum em sistemas estelares jovens," afirma a líder do estudo Carol Grady da organização Eureka Scientific, em Oakland, no estado norte-americano da Califórnia, e do Goddard Spaceflight Center da NASA em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland. "Esta atividade, no seu pico, representa a adolescência ativa de uma estrela. A observação destes eventos dá-nos uma visão do que provavelmente ocorreu nos primeiros dias do nosso Sistema Solar, quando os cometas atacavam os corpos do Sistema Solar interior, incluindo a Terra. De fato, estes cometas que passam perto da estrela poderão até tornar a vida possível, porque transportam água e outros elementos necessários à vida, como carbono, para planetas terrestres."

Grady apresentou os resultados da sua equipe na reunião de inverno da Sociedade Astronômica Americana em Grapevine, Texas, EUA.

A estrela faz parte do Grupo Móvel de Beta Pictoris, uma coleção de estrelas nascidas do mesmo berçário estelar. É o segundo membro do grupo que se sabe abrigar tais cometas. Beta Pictoris, o homônimo da associação, também se abastece de exocometas que viajam demasiado perto. E já foi observado um gigante gasoso no vasto disco de detritos da estrela.

É importante estudar este grupo estelar porque é a coleção de estrelas jovens mais próxima da Terra. Pelo menos 37,5% das estrelas mais massivas do Grupo Móvel de Beta Pictoris ou têm um planeta já fotografado diretamente, como 51 Eridani b no sistema 51 Eridani, ou têm corpos que raspam e caem na estrela, ou, no caso de Beta Pictoris, ambos os tipos de objetos. O grupo está aproximadamente na idade de criar planetas terrestres, comenta Grady.

Uma equipe de astrônomos franceses descobriu pela primeira vez exocometas que transitavam HD 172555 em dados de arquivo recolhidos entre 2004 e 2011 pelo espectrógrafo caçador de planetas HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) do ESO. Um espectrógrafo divide a luz nas suas cores componentes, permitindo a detecção da composição química de um objeto. O espectrógrafo HARPS detectou as impressões digitais químicas do cálcio impressas na luz estelar, evidência do suicídio de objetos cometários na estrela.

Como seguimento desta descoberta, em 2015 a equipe de Grady usou o instrumento STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) e o instrumento COS (Cosmic Origins Spectrograph), ambos do Hubble, para efetuar uma análise espectrográfica na luz ultravioleta, que permite com que o telescópio espacial identifique a assinatura de vários elementos. O Hubble fez duas observações, separadas por seis dias.

O Hubble detectou os gases silício e carbono na luz estelar. Moviam-se a cerca de ‪580.000 km/h através da face da estrela. A explicação mais provável para estes gases velozes é que o Hubble estava observando material de objetos parecidos com cometas que se fragmentaram depois de passar pela estrela.

Os detritos gasosos dos cometas em desintegração são largamente dispersados em frente da estrela. "No que toca a características em trânsito, este material vaporizado é fácil de ver porque contém estruturas muito grandes," salienta Grady. "Isto contrasta bastante bem com a tentativa de encontrar um pequeno exoplaneta em trânsito, quando estamos à procura de minúsculas diminuições no brilho da estrela."

O Hubble recolheu esta informação porque o disco de detritos que rodeia a estrela HD 172555 está ligeiramente inclinado em relação à perspetiva do Hubble, dando ao telescópio uma visão clara da atividade cometária.

A equipe de Grady espera usar novamente o STIS para fazer observações de acompanhamento e procurar oxigênio e hidrogênio, o que confirmaria a identidade dos objetos desintegrantes como cometas.

"O Hubble mostra que estes objetos parecem-se e movem-se como cometas, mas até que determinemos a sua composição, não podemos confirmar que são cometas," realça Grady. "Precisamos de dados adicionais para determinar se estes objetos rasantes são gelados como os cometas ou mais rochosos como os asteroides."

Fonte: Space Telescope Science Institute

Uma explosão que poderá mudar o céu noturno

O professor Larry Molnar, do Calvin College, e seus alunos, juntamente com colegas do Observatório Apache Point (Karen Kinemuchi) e da Universidade de Wyoming (Henry Kobulnicky), estão prevendo uma mudança no céu noturno que será visível a olho nu.

© Hubble (V838 Monocerotis)

A estrela V838 Monocerotis, em janeiro de 2002, tornou-se subitamente 600.000 vezes mais luminosa do que o nosso Sol, tornando-se temporariamente na estrela mais brilhante da Via Láctea. É, possivelmente, uma nova vermelha (um tipo de explosão estelar apenas recentemente reconhecida como distinta de outros gêneros).

Molnar evidencia uma previsão que ele fez em 2015, da fusão de uma estrela binária no futuro próximo, que está progredindo da teoria à realidade.

"A probabilidade de conseguirmos prever uma explosão é de uma num milhão," comenta Molnar acerca do seu prognóstico audacioso.

A previsão de Molnar é a de que uma estrela binária, conhecida como KIC 9832227, vai fundir-se e explodir em 2022; neste momento a estrela aumentará dez mil vezes de brilho, tornando-se por algum tempo uma das estrelas mais brilhantes do céu. A estrela será visível como parte da constelação do Cisne, e acrescentará uma estrela ao padrão estelar reconhecível do Cruzeiro do Norte.

© Larry Molnar (a forma do sistema binário de contacto KIC 9832227)

Este gráfico mostra a forma do sistema binário de contacto KIC 9832227, à medida que a estrela menor eclipsa parcialmente a maior. Para efeitos de escala, a estrela maior tem um raio 40% maior que o do Sol. O plano orbital está inclinado 53º em relação ao nosso ponto de vista.

A exploração da estrela KIC 9832227, por Molnar, começou em 2013. Ele participava numa conferência de astronomia quando a sua colega e astrônoma Karen Kinemuchi apresentou o seu estudo das mudanças de brilho da estrela, que concluiu com uma questão: é pulsante ou é um binário?

Também presente na conferência, estava o então estudante do Calvin College Daniel Van Noord, assistente de pesquisa de Molnar. Ele tomou a questão como um desafio pessoal e fez algumas observações da estrela com o Observatório Calvin.

"Ele observou como a cor da estrela se correlacionava com o brilho e determinou que era definitivamente um sistema duplo," salienta Molnar. "De fato, ele descobriu que era um binário de contato, no qual das duas estrelas partilham uma atmosfera comum, como dois amendoins que partilham uma única casca.

"A partir daí, Dan determinou um período orbital preciso a partir dos dados de Kinemuchi e do satélite Kepler (pouco menos de 11 horas) e ficou surpreso ao descobrir que o período era ligeiramente inferior ao mostrado por dados anteriores," continua Molnar.

Este resultado trouxe à mente o trabalho publicado pelo astrônomo Romuald Tylenda, que estudou os arquivos observacionais para ver como outra estrela (V1309 Scorpii) se comportou antes de explodir inesperadamente em 2008 e produzir uma nova vermelha. O registo da pré-explosão mostrou um binário de contato com um período orbital decrescente e a um ritmo cada vez maior. Para Molnar, este padrão de alteração orbital foi uma "pedra de Rosetta" para interpretar os novos dados.

Ao observar a continuação da mudança de período em 2013 e 2014, Molnar apresentou efemérides orbitais ao longo de um espaço de tempo de 15 anos na reunião de janeiro de 2015 da Sociedade Astronômica Americana, fazendo a previsão de que KIC 9832227 poderia estar seguindo as pegadas de V1309 Scorpii. No entanto, antes de levar a hipótese demasiado a sério, seria necessário excluir outras interpretações mais mundanas da mudança de período.

Nos dois anos que se seguiram a esta reunião, Molnar e a sua equipe realizaram dois fortes testes observacionais das interpretações alternativas. Primeiro, as observações espectroscópicas descartaram a presença de uma terceira estrela companheira com um período orbital. Em segundo lugar, a velocidade de diminuição do período orbital, ao longo destes dois últimos anos, seguiu a previsão feita em 2015 e agora excede aquela observada em outros binários de contato.

Molnar e colegas vão observar a KIC 9832227 no próximo ano em toda a gama de comprimentos de onda: usando o VLA (Very Large Array), o IRTF (Infrared Telescope Facility) e o XMM-Newton para estudar a emissão da estrela dupla no rádio, no infravermelho e em raios X, respectivamente.

"O tempo orbital pode ser verificado por astrônomos amadores," salienta Molnar. "É incrível o equipamento que os astrônomos amadores possuem hoje em dia. Podem medir variações de brilho ao longo do tempo para esta estrela de magnitude 12, à medida que eclipsa, e ver por si mesmos se continua como previsto ou não."

Fonte: Sky & Telescope

O buraco negro da Via Láctea está ejetando bolas de tamanho planetário

A cada poucos milhares de anos, uma estrela azarada vagueia demasiado perto do buraco negro no centro da Via Láctea.

© Mark A. Garlick/CfA (ilustração de objetos de massa planetária lançados do Centro Galáctico)

A poderosa gravidade do buraco negro rasga a estrela, chicoteando uma longa corrente de gás para fora. Isto podia ser o fim da história, mas não é. Uma nova investigação mostra que não só o gás se pode reunir em objetos de tamanho planetário, como estes objetos são então lançados por toda a Galáxia num jogo cósmico de arremesso.

"Uma única estrela despedaçada pode formar centenas destes objetos de massa planetária. Nós perguntámo-nos: para onde é que vão? Quão perto chegam eles de nós? Desenvolvemos um software para responder a estas questões," afirma Eden Girma, autora principal do estudo, estudante da Universidade de Harvard e membro do Instituto Banneker/Aztlan.

Girma vai apresentar os seus achados esta semana numa conferência de imprensa durante uma reunião da Sociedade Astronômica Americana.

Os cálculos de Girma mostram que o mais próximo destes objetos de massa planetária poderá estar até algumas centenas de anos-luz da Terra. Teria uma massa entre Netuno e Júpiter. Brilharia também do calor da sua formação, apesar de não ser brilhante o suficiente para ser detectado por levantamentos anteriores. Os instrumentos futuros, como o LSST (Large Synoptic Survey Telescope) e o Telescópio Espacial James Webb, poderão ser capazes de avistar estes distantes e estranhos objetos.

Ela também descobriu que a grande maioria dos objetos de massa planetária - 95% - deixará a Galáxia inteiramente devido às suas velocidades de aproximadamente 10.000 km/s. Dado que a maioria das outras galáxias também têm buracos negros gigantes nos seus núcleos, é provável que o mesmo processo ocorra também nelas.

"Outras galáxias como Andrômeda estão lançando estes objetos constantemente na nossa direção," comenta James Guillochon do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica (CfA).

Embora possam ser de tamanho planetário, estes objetos seriam muito diferentes de um planeta normal. São literalmente feitos de material estelar e, dado que podem desenvolver-se a partir de partes diferentes da antiga estrela, as suas composições podem variar.

Também se formam muito mais rapidamente do que um planeta normal. É preciso apenas um dia para o buraco negro destruir a estrela (num processo conhecido como ruptura de marés), e apenas cerca de um ano para os fragmentos resultantes se aglomerarem novamente. Isto contrasta com os milhões de anos necessários para formar um planeta como Júpiter.

Uma vez lançado, um destes objetos levaria cerca de um milhão de anos até chegar à vizinhança da Terra. O desafio será diferenciá-los dos planetas flutuantes que são criados durante o processo mais mundano de formação estelar e planetária. Apenas um entre mil planetas flutuantes será um destes astros de segunda geração.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

O cálculo da verdadeira massa da Via Láctea

É um problema de complexidade galáctica, mas pesquisadores estão mais perto de medir, com precisão, a massa da Via Láctea.

© U. McMaster (ilustração da Via Láctea)

Na última de uma série de artigos que poderão ter implicações mais amplas para o campo da astronomia, a astrofísica Gwendolyn Eadie, da McMaster University, trabalhando com o seu supervisor de doutoramento William Harris e com um estatístico da Queen's University, Aaron Springford, refinou o próprio método de Eadie e Harris para medir a massa da Galáxia que abriga o nosso Sistema Solar.

A resposta curta, usando o método refinado, é entre 4,0 x 10¹¹ e 5,8 x 10¹¹ massas solares.

Em termos mais simples, é a massa do nosso Sol multiplicada por 400 a 580 bilhões. O Sol, para que conste, tem uma massa de 1,99 x 10³⁰ kg, ou 330.000 vezes a massa da Terra de 5,97 x 10²⁴ kg.

Esta estimativa da massa Galáctica inclui matéria até 125 kiloparsecs  (kpc) do centro da Via Láctea (125 kiloparsecs equivalem a quase 4 x 10¹⁸ quilômetros). Quando a estimativa da massa é alargada até 300 kpc, a massa é de aproximadamente de 9 x 10¹¹ massas solares.

A medição da nossa Galáxia hospedeira, ou de qualquer galáxia, é particularmente difícil. Uma galáxia não inclui só estrelas, planetas, luas, gases, poeiras e outros objetos e materiais, mas também uma grande quantidade de matéria escura, uma forma misteriosa e invisível de matéria que ainda não é bem compreendida e que não foi detectada diretamente em laboratório. No entanto, os astrônomos e cosmólogos podem inferir a presença da matéria escura através da sua influência gravitacional sobre objetos visíveis.

Eadie, candidata a doutoramento em Física e Astronomia da Universidade de McMaster, tem vindo a estudar a massa da Via Láctea e o seu componente de matéria escura desde que começou o seu percurso universitário. Ela usa as velocidades e posições de aglomerados globulares que orbitam a Via Láctea. As órbitas dos aglomerados globulares são determinadas pela gravidade da Galáxia, que é ditada pelo seu componente massivo de matéria escura.

Anteriormente, Eadie tinha desenvolvido uma técnica para usar as velocidades dos aglomerados globulares, mesmo quando os dados estavam incompletos.

A velocidade total de um aglomerado globular deve ser medida em duas direções: uma ao longo da nossa linha de visão e uma através do céu, chamado movimento próprio. Os pesquisadores ainda não mediram os movimentos próprios de todos os aglomerados globulares em torno da Via Láctea. Eadie, no entanto, desenvolveu previamente uma maneira de usar essas velocidades que são apenas parcialmente conhecidas, além das velocidades que são plenamente conhecidas, para estimar a massa da Galáxia.

Agora, Eadie usou um método estatístico chamado análise hierárquica bayesiana que inclui não apenas dados completos e incompletos, mas também incorpora incertezas de medição numa fórmula estatística extremamente complexa mas mais completa. Para fazer o cálculo mais recente, os autores tiveram em conta o fato de que os dados são meramente medições das posições e velocidades dos aglomerados globulares e não necessariamente os valores verdadeiros. Eles tratam agora as posições e velocidades verdadeiras como parâmetros no modelo (o que significa acrescentar 572 novos parâmetros ao método existente).

Os métodos estatísticos bayesianos não são novos, mas a sua aplicação à astronomia ainda está nos seus estágios iniciais, e Eadie acredita que a sua capacidade para acomodar a incerteza, enquanto ainda produzindo resultados significativos, abre muitas novas oportunidades no campo científico.

"À medida que a era dos Grandes Dados se aproxima, acho que é importante pensarmos cuidadosamente sobre os métodos estatísticos que usamos na análise de dados, especialmente em astronomia, onde os dados podem estar incompletos e ter vários graus de incerteza," comenta.

Eadie explicou que as hierarquias bayesianas têm sido úteis em outros campos, mas que estão apenas começando a ser aplicadas na astronomia.

A pesquisa foi aceita para publicação na revista The Astrophysical Journal e Eadie apresentou os seus resultados no passado dia 7 de janeiro na 229.ª reunião da Sociedade Astronômica Americana em Grapevine, no estado norte-americano do Texas.

Fonte: McMaster University

No centro da galáxia espiral NGC 5033

O que está acontecendo no centro da galáxia espiral NGC 5033?

© Hubble/Judy Schmidt (NGC 5033)

Muitas coisas, algumas circulares, algumas energéticas, e algumas não bem compreendidas. A NGC 5033 é conhecida como uma galáxia Seyfert por causa da grande atividade vista em seu núcleo.

Estrelas brilhantes, poeira escura e gás interestelar rodam rapidamente em torno do centro galáctico que aparece ligeiramente deslocado do buraco negro supermassivo central. Este deslocamento é possivelmente o resultado da fusão da  NGC 5033 com outra galáxia ocorrida nos últimos bilhões de anos.

A imagem acima foi efetuada pelo telescópio espacial Hubble em 2005. A NGC 5033 mede aproximadamente 100.000 anos-luz de extensão e está localizada a cerca de 40 milhões de anos-luz de distância da Terra.

Fonte: NASA

O Very Large Telescope vai procurar planetas no sistema Alfa Centauri

O ESO, representado pelo Diretor Geral Tim de Zeeuw, assinou um acordo com a Breakthrough Initiatives, representada por Pete Worden, Presidente da Breakthrough Prize Foundation e Diretor Executivo da Breakthrough Initiatives.

© ESO/Y. Beletsky (o Very Large Telescope e o sistema estelar Alfa Centauri)

O acordo atribui fundos para que o instrumento VISIR (VLT Imager and Spectrometer for mid-Infrared), montado no Very Large Telescope do ESO (VLT), possa ser modificado de modo a aumentar significativamente a sua capacidade de procurar potenciais planetas habitáveis em torno de Alfa Centauri, o sistema estelar mais próximo da Terra. O acordo atribui também tempo de telescópio suficiente para permitir a execução de um programa de busca dedicada em 2019.

A descoberta em 2016 de um planeta, Proxima b, em torno de Proxima Centauri, a terceira e menos brilhante estrela do sistema Alfa Centauri, dá ainda mais incentivo a esta busca.

Saber onde se encontram os exoplanetas mais próximos de nós é de extremo interesse para o Breakthrough Starshot, o programa de pesquisa e engenharia lançado em abril de 2016, que pretende demonstrar o conceito de novas tecnologias, promovendo voo espacial ultra-leve não tripulado, executado a 20% da velocidade da luz, que abrirão caminho para a primeira missão a Alfa Centauri, a qual poderá ocorrer dentro de uma geração.

Detectar um planeta habitável é um enorme desafio devido ao brilho da estrela hospedeira do sistema planetário, que tem tendência a ofuscar os planetas relativamente tênues. Uma maneira de tornar esta tarefa mais fácil é observar nos comprimentos de onda do infravermelho médio, onde o brilho térmico de um planeta em órbita reduz enormemente a diferença de brilhos entre o planeta e a sua estrela hospedeira. Mas, mesmo a estes comprimentos de onda, a estrela permanece milhões de vezes mais brilhante do que os planetas que pretendemos detectar, sendo preciso recorrer a uma técnica especial para reduzir a ofuscante luz estelar.

O instrumento VISIR, que opera no infravermelho médio e está montado no VLT, terá a capacidade de fornecer um tal desempenho uma vez modificado para aumentar de modo significativo a qualidade de imagem através do uso de óptica adaptativa, e alterado para utilizar uma técnica chamada coronografia, a qual permite reduzir a radiação estelar, revelando assim o possível sinal de potenciais planetas terrestres. A Breakthrough Initiatives financiará uma grande parte das tecnologias e os custos de desenvolvimento da experiência, enquanto o ESO fornecerá as capacidades e tempo de observação necessários.

O novo hardware inclui um módulo pedido à Kampf Telescope Optics (KTO), Munique, onde será colocado o sensor da frente de onda e um instrumento inovador de calibração de detectores. Adicionalmente, existem planos para o desenvolvimento de um novo coronógrafo, desenvolvimento esse que será executado em conjunto pela Universidade de Liège (Bélgica) e pela Universidade Uppsala (Suécia).

Detectar e estudar potenciais planetas habitáveis em órbita de outras estrelas será um dos principais objetivos científicos do futuro European Extremely Large Telescope (E-ELT). Apesar do enorme tamanho do E-ELT ser essencial para a obtenção de imagens de planetas situados a maiores distâncias na Via Láctea, o poder coletor do VLT é suficiente para obter imagens de um planeta situado em torno da estrela mais próxima, Alfa Centauri.

Os desenvolvimentos aplicados ao VISIR serão também benéficos para o futuro instrumento METIS, que será montado no E-ELT, uma vez que as lições aprendidas e os conceitos utilizados serão diretamente transferidos para este instrumento. O enorme tamanho do E-ELT deverá permitir ao METIS detectar e estudar exoplanetas do tamanho de Marte situados em órbita de Alfa Centauri, se estes existirem, assim como outros potenciais planetas habitáveis que existam em torno de outras estrelas próximas.

Fonte: ESO

A colisão de dois enormes aglomerados de galáxias

Uma equipe de pesquisa internacional mostrou algumas imagens deslumbrantes de duas das mais poderosas forças cósmicas vistas juntos pela primeira vez, um buraco negro supermassivo e dois enormes aglomerados de galáxias colidindo.

© Chandra e Subaru (Abell 3411 e Abell 3412)

Os aglomerados de galáxias são conhecidos como Abell 3411 e Abell 3412, que estão localizados a cerca de dois bilhões de anos-luz da Terra. Ambos os aglomerados são bastante massivos, cada um possuindo o equivalente a cerca de um quatrilhão de vezes a massa do nosso Sol. A colisão desses objetos produziu uma enorme onda de choque, que incluiu a liberação de gás quente e partículas energéticas.

Combinando dados do observatório de raios X Chandra da NASA, Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) na Índia, do Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) da National Science Foundation (NSF) e os dados ópticos obtidos pelo observatório Keck e o telescópio Subaru do Japão, ambos em Mauna Kea, Havaí, os pesquisadores descobriram o que acontece quando a matéria é ejetada por um buraco negro gigante é varrida pela fusão de dois enormes aglomerados de galáxias.

"Vimos cada um desses fenômenos espetaculares separadamente em muitos lugares", disse Reinout van Weeren do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) em Cambridge, Massachusetts, que liderou o estudo.

Um buraco negro supermassivo girando em um dos aglomerados de galáxias produziu um funil magnético rotativo. Os potentes campos eletromagnéticos associados a esta estrutura têm acelerado parte do gás afluente para fora da vizinhança do buraco negro na forma de um jato energético de alta velocidade.

Então, essas partículas no jato foram aceleradas novamente quando encontraram ondas de choque colossais - versões cósmicas de explosões sônicas geradas por aeronaves supersônicas - produzidas pela colisão das nuvens de gás massivas associadas aos aglomerados de galáxias.

"É quase como lançar um foguete em órbita baixa na Terra e então disparar para fora do Sistema Solar por uma segunda explosão do foguete," disse Felipe Andrade-Santos, também do CfA. "Essas partículas estão entre as partículas mais energéticas observadas no Universo, graças à dupla injeção de energia".

Esta descoberta resolve um mistério de longa data na pesquisa de aglomerados de galáxias sobre a origem de belos redemoinhos de emissão de rádio com alongamento por milhões de anos-luz, detectado no Abell 3411 e Abell 3412 com o GMRT.

A equipe determinou que, à medida que as ondas de choque percorrem o aglomerado durante centenas de milhões de anos, as partículas duplamente aceleradas produzem redemoinhos gigantes de emissão de rádio.

"Esse resultado mostra que uma notável combinação de eventos poderosos geram essas fábricas de aceleração de partículas, que são as maiores e mais poderosas do Universo", disse William Dawson, do Lawrence Livermore National Lab, em Livermore, Califórnia.

Estes resultados foram apresentados na 229ª reunião da American Astronomical Society, em Grapevine, Texas (EUA).

O estudo aparece na edição inaugural da revista Nature Astronomy.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics