Oceanos de Marte formaram-se mais cedo devido às erupções vulcânicas

Um novo cenário que procura explicar como os oceanos putativos de Marte surgiram e desapareceram nos últimos 4 bilhões de anos acarreta que estes se formaram várias centenas de milhões de anos mais cedo e não eram tão profundos quanto se pensava.

© UC Berkeley/R. Citron (oceanos Arabia e Deuteronilus)

A imagem acima mostra o possível aspeto do antigo oceano conhecido como Arabia (esquerda), quando se formou há 4 bilhões de anos em Marte, enquanto o oceano Deuteronilus, com cerca de 3,6 bilhões de anos, tinha uma costa menor. Ambos coexistiram com a gigantesca província vulcânica de Tharsis, localizado no lado oposto do planeta (não visível), o que poderá ter ajudado a suportar a existência de água líquida.

A proposta dos geofísicos da Universidade da Califórnia em Berkeley, EUA, liga a existência de oceanos no início da história de Marte com o aparecimento do maior sistema de vulcões do Sistema Solar, Tharsis, e destaca o papel fundamental desempenhado pelo aquecimento global ao permitir a existência de água líquida em Marte.

Aqueles que alegam que Marte nunca teve oceanos de água líquida geralmente apontam para o fato de que as estimativas do tamanho dos oceanos não lidam bem com as estimativas da quantidade de água que poderá estar escondida como pergelissolo subterrâneo e com as estimativas da quantidade de água perdida para o espaço. Estas são as opções principais, uma vez que as calotas polares não contêm água suficiente para preencher um oceano.

O novo modelo propõe que os oceanos se formaram antes ou ao mesmo tempo que a maior característica vulcânica de Marte, Tharsis, em vez de depois de Tharsis se ter formado há 3,7 bilhões de anos. Como Tharsis era menor naquela época, não distorcia o planeta tanto quanto mais tarde, em particular as planícies que cobrem a maior parte do hemisfério norte e que se presume serem o antigo fundo oceânico. A ausência de deformação crustal de Tharsis significa que os mares teriam sido menos profundos, contendo cerca de metade da água de estimativas anteriores.

É provável que Tharsis tenha expelido gases para a atmosfera, e que por sua vez estes produziram um aquecimento global ou efeito de estufa que permitiu com que a água líquida existisse no planeta, e também que as erupções vulcânicas criaram canais que permitiram que as águas subterrâneas alcançassem a superfície e preenchessem as planícies a norte.

O modelo também contesta outro argumento contra os oceanos: que as propostas linhas costeiras são muito irregulares, variando em altura até um quilômetro, quando deviam estar niveladas, como as linhas costeiras da Terra.

Esta irregularidade pode ser explicada se o primeiro oceano, de nome Arabia, começasse a ser formado há cerca de 4 bilhões de anos e existisse, de forma intermitente, durante os primeiros 20% do crescimento de Tharsis. O vulcão em crescimento teria abatido o solo e deformado a costa ao longo do tempo, o que poderá explicar as alturas irregulares no litoral de Arabia.

© UC Berkeley/R. Citron (mapa atual de Marte)

A imagem acima mostra um mapa atual de Marte, onde há uma possível linha costeira que pode ter sido esculpida por oceanos intermitentes há bilhões de anos atrás. Arabia (magenta), Deuteronilus (branco) e Isidis (ciano) são vistos no mapa. As linhas de contorno sólido representam o bojo de Tharsis (esquerda) e o bojo antipodal que criou (direita), e as linhas tracejadas indicam as depressões.

Da mesma forma, o litoral irregular de um oceano subsequente, chamado Deuteronilus, pode ser explicado caso se tenha formado durante os últimos 17% do crescimento de Tharsis, há cerca de 3,6 bilhões de anos atrás.

Tharsis, agora um complexo eruptivo com 5.000 km de diâmetro, contém alguns dos maiores vulcões do Sistema Solar e domina a topografia de Marte. A Terra, com o dobro do diâmetro e 10 vezes mais massiva, não possui uma característica dominante equivalente. O grosso de Tharsis cria uma protuberância no lado oposto do planeta e uma depressão a meio do caminho. Isto explica por que as estimativas do volume de água que as planícies ao norte podiam conter, com base na topografia de hoje, são o dobro das estimativas do novo estudo com base na topografia de há 4 bilhões de anos.

Michael Manga, professor de Ciências Planetárias e da Terra de UC Berkeley, que modela o fluxo de calor interno de Marte, como as plumas crescentes de rocha fundida que entram em erupção através de vulcões à superfície, tentou explicar as costas irregulares das planícies de Marte há 11 anos atrás com outra teoria. Ele e o ex-aluno Taylor Perron sugeriram que Tharsis, que na época se pensava ter originado em latitudes extremas ao norte, era tão massivo que fez com que o eixo de rotação de Marte se movesse vários milhares de quilômetros para sul, alterando as linhas costeiras.

No entanto, desde então outros mostraram que Tharsis teve origem apenas 20º acima do equador, derrubando esta teoria. Mas Manga e Robert Citron, estudante da UC Berkeley, tiveram outra ideia, a de que a costa pode ter sido esculpida à medida que Tharsis crescia, não depois. A nova teoria também pode explicar o corte de redes de vales por água líquida quase à mesma altura.

O próximo "lander" marciano da NASA, a missão InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport), pode ajudar a elucidar o problema. Com lançamento previsto para maio, colocará um sismômetro à superfície para sondar o interior e talvez encontre remanescentes congelados deste antigo oceano, ou até água líquida.

Um artigo foi publicado na revista Nature.

Fonte: University of California

Explosões de buracos negros podem transformar exoplanetas

Uma equipe de astrofísicos e cientistas planetários previu que planetas semelhantes a Netuno localizados perto do centro da galáxia da Via Láctea foram transformados em planetas rochosos por explosões geradas pelo buraco negro supermassivo próximo.

© M. Weiss/CfA (ilustração da atmosfera de um mini-Netuno)

Estas descobertas combinam simulações de computador com dados de descobertas recentes de exoplanetas e observações de raios X e ultravioleta de estrelas e buracos negros.

O pesquisador Howard Chen, da Universidade Northwestern, e colaboradores do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) em Cambridge, Massachusetts, examinaram o ambiente em torno do buraco negro supermassivo mais próximo da Terra: o buraco negro de quatro milhões de massas solares conhecido como Sagitário A*.

É bem conhecido que o material que cai no buraco negro durante abastecimento ocasional irá gerar brilhantes raios X e radiação ultravioleta. De fato, os telescópios de raios X, como o observatório Chandra, da NASA, e o XMM-Newton, da ESA, têm visto evidências de explosões brilhantes geradas no passado pelo buraco negro de 6 milhões de anos a pouco mais de um século atrás.

Os astrônomos consideraram os efeitos desta radiação de alta energia em planetas com massas entre a Terra e Netuno que estão localizados a menos de 70 anos-luz de distância do buraco negro.

Eles descobriram que o raio X e a radiação ultravioleta expeliram uma grande quantidade da espessa atmosfera gasosa destes planetas perto do buraco negro. Em alguns casos isso deixaria para trás um núcleo rochoso. Estes planetas rochosos seriam mais pesados ​​que a Terra, ou seja, são super-Terras.

Estas super-Terras são um dos tipos mais comuns de planeta que os astrônomos descobriram fora do nosso Sistema Solar.

Os pesquisadores acham que este impacto no buraco negro pode ser uma das formas mais comuns de as super-Terras rochosas se formarem próximas ao centro de nossa galáxia.

Embora alguns destes planetas estejam localizados na zona habitável de estrelas como o Sol, o ambiente em que eles existem seria desafiador para qualquer vida surgir. Explosões de supernovas e explosões de raios gama abafariam estas super-Terras, o que poderia prejudicar a química de qualquer atmosfera que permanecesse nestes planetas. Explosões adicionais do buraco negro supermassivo poderiam fornecer um golpe de nocaute e erodir completamente a atmosfera do planeta.

Estes planetas também estariam sujeitos às rupturas gravitacionais de uma estrela que passaria e que poderia arremessar o planeta para longe de sua estrela hospedeira que sustenta a vida. Tais encontros podem ocorrer com frequência perto do buraco negro supermassivo da Via Láctea, já que a região está repleta de estrelas. Quão lotado é no Centro Galáctico? Em cerca de 70 anos-luz do centro da galáxia, os astrônomos acreditam que a distância média entre os mundos rochosos é de 75 a 750 bilhões de quilômetros. Em comparação, a estrela mais próxima do Sistema Solar está a 40 trilhões de quilômetros de distância.

É geralmente aceito que as regiões mais internas da Via Láctea não são favoráveis ​​à vida. A probabilidade de panspermia, onde a vida é transmitida através de contato interestelar ou interplanetário, seria muito mais comum em um ambiente tão denso.

Existem desafios formidáveis ​​exigidos para detectar diretamente estes planetas. A distância até o Centro Galáctico é de 26.000 anos-luz da Terra, onde a região é abarrotada e o bloqueio da luz pela interferência de poeira e gás tornam a observação de tais planetas muito difícil.

No entanto, estes desafios podem ser enfrentados pela próxima geração de telescópios terrestres extraordinariamente grandes. Por exemplo, pesquisas por trânsitos com futuros observatórios como o European Extremely Large Telescope podem detectar evidências destes exoplanetas. Outra possibilidade é procurar por estrelas com padrões incomuns de elementos em sua atmosfera que migraram do centro da galáxia.

Um artigo descrevendo estes resultados foi publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Uma relíquia rica em metais

Esta cena idílica, repleta de galáxias brilhantes, tem algo realmente notável no seu núcleo: uma relíquia intocada do Universo primordial.

© Hubble (NGC 1277)

Esta relíquia pode ser vista na grande galáxia no centro da imagem, uma galáxia lenticular chamada NGC 1277. Esta galáxia é um membro do famoso Aglomerado Perseus, um dos objetos mais massivos do Universo conhecido, localizado a cerca de 220 milhões de anos-luz de distância da Terra.

A NGC 1277 foi apelidada de "relíquia do Universo primordial" porque todas as suas estrelas parecem ter se formado a cerca de 12 bilhões de anos atrás. Para colocar isso em perspectiva, pensa-se que o Big Bang aconteceu a 13,8 bilhões de anos atrás. Repleto de bilhões de estrelas antigas e ricas em metal, esta galáxia é também o lar de muitos aglomerados globulares antigos: conjuntos esféricos de estrelas que orbitam a galáxia como satélites.

Somente, os aglomerados globuares da NGC 1277 são principalmente vermelhos e ricos em metais, muito diferentes dos aglomerados azuis e pobres em metais geralmente vistos em torno de galáxias de tamanho similar. Na astronomia, um metal é qualquer elemento mais pesado que o hidrogênio e o hélio; estes elementos mais pesados ​​são fundidos nos núcleos quentes de estrelas massivas e espalhados por todo o Universo quando estas estrelas explodem. Desta forma, o conteúdo de metal de uma estrela está relacionado à sua idade: as estrelas que se formam posteriormente contêm maiores quantidades de material rico em metal, já que as gerações anteriores de estrelas enriqueceram o cosmos do qual nasceram.

As galáxias massivas e seus aglomerados globulares são formados em duas fases: primeiro ocorre um colapso inicial acompanhado por uma explosão gigante de formação de estrelas, que formam aglomerados vermelhos ricos em metais, seguido de uma acumulação posterior de material, que traz o material azulado pobre em metal. A descoberta dos aglomerados vermelhos da NGC 1277 confirma que a galáxia é uma relíquia que ultrapassou esta segunda fase, levantando questões importantes para os astrônomos sobre como as galáxias se formam e evoluem: um tópico muito debatido na astronomia moderna.

Fonte: ESA

A Nebulosa do Caranguejo em ultravioleta

A Nebulosa do Caranguejo, também catalogada como M1, NGC 1952, Taurus A) é um remanescente de supernova localizado a cerca de 6.500 anos-luz de distância da Terra na constelação de Touro.

© XMM-Newton (Nebulosa do Caranguejo em ultravioleta)

No centro da nebulosa há um pulsar, o remanescente de uma estrela que explodiu para formar a nebulosa. O pulsar gira em torno de 30 vezes por segundo, varrendo um feixe de ondas de rádio através da Galáxia.

Alguns dos materiais que cercam o pulsar foram ejetados antes da estrela explodir, e o resto foi expulso durante a supernova. O vento do pulsar escapa a alta velocidade, criando uma estrutura dinâmica ao interagir com o material ejetado.

A nebulosa está em expansão com velocidade aproximadamente de 1.500 km/s, como revelado por imagens tiradas alguns anos antes. Ao delinear isso, é possível identificar o ano em que a estrela explodiu, coincidindo com observações de astrônomos chineses em 1054 de uma estrela brilhante o suficiente para ser vista durante a luz do dia.

A imagem mostrada aqui está em luz ultravioleta obtida pelo telescópio XMM-Newton da ESA, que tem examinado o céu desde o ano 2000.

Embora o XMM-Newton seja principalmente um telescópio para observar raios X, o Monitor Óptico permite que as observações ópticas e ultravioletas sejam feitas simultaneamente com observações de raios X.

A imagem é uma composição de 75 imagens individuais efetuadas entre 2001 e 2015. Poucas imagens ultravioletas da Nebulosa do Caranguejo estavam disponíveis antes desta.

Parece que a emissão ultravioleta vem da “radiação sincrotrônica”, criada quando as partículas atômicas se espelham em torno de linhas do campo magnético.

A imagem XMM-Newton revela “aberturas” que recuam os lados leste e oeste da nebulosa. Pensa-se que um toróide magnetizado de material cercou a estrela antes de explodir, o que bloqueou as partículas de alta velocidade e, portanto, a radiação sincrotrônica.

As aberturas também são evidentes em imagens de rádio, embora a abertura oriental seja melhor definida devido aos aspectos intrincados em torno das bordas da imagem de rádio.

Esta imagem foi realizada como parte do estudo detalhado em vários comprimentos de onda da Nebulosa do Caranguejo, com imagens também tomadas em raios X, ondas de rádio, infravermelhas e ópticas.

Uma nova composição da Nebulosa do Caranguejo que inclui dados do Chandra, Spitzer e Hubble também foi lançada na semana passada, conforme imagem vista a seguir.

© Chandra/Spitzer/Hubble (Nebulosa do Caranguejo)

Fonte: ESA

O Disco do Céu de Nebra

O Disco do Céu de Nebra é considerado a ilustração mais antiga do céu noturno. Mas o que, exatamente ele mostra e por que ele foi feito?

© Wikipédia (Disco do Céu de Nebra)

O Disco do Céu de Nebra, foi encontrado com um detector de metal em 1999 pelos caçadores de tesouro perto de Nebra, na Alemanha, no meio de algumas armas da idade do bronze.

O antigo artefato é feito de bronze, uma liga metálica de cobre e estanho, com aplicações em ouro, originária da Idade do Bronze, tem cerca de 30 centímetros de diâmetro, e foi associado com a Cultura Unetice, que habitou parte da Europa por volta dos anos 1.600 a.C. Ele reconstrui os pontos que representam as estrelas, um aglomerado representando as Plêiades, e o grande círculo e a forma de Lua Crescente representando o Sol e a Lua.

A proposta do disco ainda permanece desconhecida, algumas hipóteses incluem que ele poderia ser usado como um tipo de relógio astronômico, um trabalho de arte, ou um símbolo religioso.

Desde 2002 o disco pertence ao espólio do Museu Pré-Histórico de Sachsen-Anhalt em Halle. Avaliado em 11 milhões de dólares, alguns acreditam que o Disco do Céu de Nebra é somente um de um par, sendo que o outro disco ainda não foi descoberto.

Fonte: NASA

Hubble encontra relíquia galáctica vizinha "parada no tempo"

Os astrônomos colocaram o telescópio espacial Hubble numa missão à maneira do personagem Indiana Jones, a fim de descobrir uma antiga relíquia galáctica no nosso "quintal" cósmico.

© Hubble (NGC 1277)

O aglomerado muito estranho e raro de estrelas permaneceu essencialmente inalterado nos últimos 10 bilhões de anos. Esta "ilha" estelar rebelde fornece novos e valiosos conhecimentos sobre a origem e evolução das galáxias há bilhões de anos atrás.

A galáxia, NGC 1277, começou a sua vida há muito tempo com um estrondo, furiosamente produzindo estrelas a um ritmo mil vezes superior ao que vemos hoje na nossa Via Láctea. Mas ficou calma abruptamente à medida que as estrelas envelheciam e se tornavam cada vez mais avermelhadas.

Embora o Hubble tenha visto galáxias "vermelhas e mortas" no início do Universo, nunca tinham sido encontradas conclusivamente nas proximidades. Devido à imensa distância das primeiras galáxias, são apenas pontos vermelhos nas imagens de céu profundo do Hubble. A NGC 1277 proporciona uma oportunidade única para ver uma destas galáxias de perto. "Podemos explorar estas galáxias originais em grande detalhe e analisar as condições do Universo primitivo," afirma Ignacio Trujillo, do Instituto de Astrofísica das Canárias na Universidade de La Laguna, Espanha.

Os pesquisadores descobriram que a relíquia galáctica tem o dobro das estrelas da nossa Via Láctea mas, fisicamente, corresponde a um-quarto do tamanho da nossa Galáxia. Essencialmente, a NGC 1277 encontra-se num estado de "desenvolvimento estagnado". Talvez, como todas as galáxias, começou como um objeto compacto mas não conseguiu acumular mais material para crescer em tamanho e formar uma magnífica galáxia em forma de moinho de vento.

Os cientistas dizem que aproximadamente uma em cada 1.000 galáxias massivas devem ser relíquias galácticas como a NGC 1277. Não ficaram surpresos ao encontrá-la, mas simplesmente consideram que estava no lugar certo à hora certa para evoluir desta maneira.

O sinal revelador do estado da galáxia reside nos antigos aglomerados globulares que a rodeiam. As galáxias massivas tendem a ter aglomerados globulares tanto pobres em metais (parecendo azuis) como ricos em metais (aparecendo vermelhos). Pensa-se que os aglomerados avermelhados se formem à medida que a galáxia se forma, enquanto os aglomerados azulados são trazidos por satélites menores engolidos pela galáxia central. No entanto, a NGC 1277 não tem praticamente aglomerados globulares azulados. "Há muito tempo que estudo os aglomerados globulares em galáxias e esta é a primeira vez que vejo isto," comenta Michael Beasley, também do Instituto de Astrofísica das Canárias.

Os aglomerados avermelhados são as evidências mais fortes de que a galáxia parou a sua formação estelar há muito tempo. No entanto, a falta de aglomerados azuis sugere que a NGC 1277 nunca cresceu através da fusão com outras galáxias circundantes.

© Hubble/Z. Levay (localização das estrelas vermelhas e azuis na NGC 1277 e NGC 1278)

A imagem acima mostra a localização das estrelas vermelhas e das estrelas azuis que dominam os aglomerados globulares nas galáxias NGC 1277 e NGC 1278. Mostra que a NGC 1277 é dominada por aglomerados globulares antigos e vermelhos. Isto é evidência de que a galáxia NGC 1277 parou de fazer estrelas novas há bilhões de anos atrás, em comparação com a NGC 1278, que tem mais aglomerados estelares jovens e azulados.

Em contraste, a nossa Via Láctea contém aproximadamente 180 aglomerados globulares azuis e vermelhos. Isto deve-se em parte ao fato de que a Via Láctea continua a canibalizar galáxias que passam demasiado perto no nosso Grupo Local de algumas dúzias de galáxias pequenas.

A NGC 1277 vive num ambiente marcadamente diferente. Situa-se perto do centro do aglomerado de galáxias Perseu, com mais de 1.000 galáxias, a 240 milhões de anos-luz de distância. Mas a NGC 1277 move-se tão depressa através do aglomerado, a 3,2 milhões de quilômetros por hora, que não consegue fundir-se com outras galáxias para recolher estrelas ou para puxar gás para alimentar a sua formação estelar. Além disso, perto do centro do aglomerado de galáxias, o gás intergaláctico é tão quente que não consegue arrefecer para condensar e formar estrelas.

A equipe começou a procurar galáxias neste estado no levantamento SDSS (Sloan Digital Sky Survey) e encontrou 50 galáxias compactas massivas. Usando uma técnica semelhante, mas numa amostra diferente, a NGC 1277 foi identificada como única, pois possui um buraco negro central que é muito mais massivo do que deveria ser para uma galáxia deste tamanho. Isto reforça o cenário de que o buraco negro supermassivo e o centro denso da galáxia cresceram simultaneamente, mas a população estelar da galáxia parou de crescer e de se expandir porque não tinha material do exterior.

O futuro telescópio espacial James Webb da NASA (com lançamento previsto para 2019) permitirá aos astrônomos medir os movimentos dos aglomerados globulares na NGC 1277. Isto proporcionará a primeira oportunidade de medir a quantidade de matéria escura que a galáxia primordial contém.

Os resultados foram publicados na revista científica Nature.

Fonte: Instituto de Astrofísica das Canárias

A Gaivota e o Pato

Vistas como gaivota e pato, estas nebulosas não são as únicas nuvens cósmicas que evocam imagens de voo.

© Raul Villaverde Fraile (NGC 2327, IC2177 e NGC 2359)

Mas ambas estão se aproximando desta ampla paisagem celeste que se estende por quase 7 graus no céu noturno da Terra na direção da constelação de Cão Maior.

A grande gaivota (no canto superior esquerdo) é composta por duas das maiores nebulosas de emissão catalogadas. A NGC 2327 é a mais brilhante e forma a cabeça da gaivota, sendo o corpo e as asas formados pela nebulosa mais difusa IC2177.

A envergadura impressionante da gaivota corresponderia a cerca de 250 anos-luz de comprimento com distância estimada de 3.800 anos-luz. No canto inferior direito, o Pato aparece muito mais compacto e abrangendo apenas cerca de 50 anos-luz, com uma distância estimada de 15.000 anos-luz.

Atingido por ventos enérgicos de uma estrela quente e extremamente massiva perto do seu centro, a Nebulosa do Pato é catalogada como NGC 2359. Nota-se que corpo e os apêndices alados do pato também poderiam receber outro nome lendário um pouco mais dramático, o Capacete de Thor.

Fonte: NASA

Telescópio James Webb da NASA vai procurar água interestelar

A água é crucial para a vida. Mas como é que fazemos água? Para produzir H₂O, não basta apenas misturar hidrogênio e oxigênio.

© ESO (IC 2631)

A imagem acima mostra a luz azul de uma estrela recém-nascida iluminando a nebulosa de reflexão IC 2631. Esta nebulosa faz parte da região de formação estelar de Camaleão.

Requer as condições especiais encontradas nas profundezas de nuvens moleculares frias, onde a poeira protege contra a destrutiva radiação ultravioleta e ajuda às reações químicas. O telescópio espacial James Webb da NASA examinará estes reservatórios cósmicos para obter novos conhecimentos sobre a origem e evolução da água e sobre outros blocos de construção dos planetas habitáveis.

Uma nuvem molecular é uma nuvem interestelar composta por poeira, gás e por uma variedade de moléculas que variam desde o hidrogênio molecular (H₂) até compostos orgânicos complexos contendo carbono. As nuvens moleculares possuem a maioria da água no Universo e servem como berçários para estrelas recém-nascidas e seus planetas.

Dentro destas nuvens, nas superfícies de pequenos grãos de poeira, os átomos de hidrogênio ligam-se com o oxigênio para formar água. O carbono junta-se ao hidrogênio para formar metano. O nitrogênio junta-se ao hidrogênio para produzir amônia. Todas estas moléculas ligam-se à superfície de grãos de poeira, acumulando camadas geladas ao longo de milhões de anos. O resultado é uma vasta coleção de "flocos de neve" que são varridos por planetas infantis, fornecendo os materiais necessários para a vida como a conhecemos. "Se pudermos entender a complexidade química destes gelos na nuvem molecular, e como evoluem durante a formação de uma estrela e dos seus planetas, podemos avaliar se os blocos de construção da vida existem em cada sistema estelar," comenta Melissa McClure da Universidade de Amesterdã.

Para entender estes processos, um dos primeiros objetivos científicos oficiais do telescópio espacial James Webb será examinar uma região de formação estelar próxima para determinar quais os gelos aí presentes. "Nós planejamos usar uma variedade de modos e capacidades dos instrumentos do Webb, não só para investigar esta região, mas também para aprender a melhor maneira de estudar gelos cósmicos," comenta Klaus Pontoppidan do STScI (Space Telescope Science Institute). Este projeto aproveitará os espectrógrafos de alta resolução do Webb para obter as observações mais sensíveis e precisas em comprimentos de onda que medem especificamente gelos. Os espectrógrafos do Webb, NIRSpec e MIRI, fornecerão até cinco vezes a precisão de qualquer telescópio espacial anterior em comprimentos de onda do infravermelho próximo e médio.

A equipe, liderada por McClue e pelos pesquisadores Adwin Boogert (Universidade do Havaí) e Harold Linnartz (Universidade de Leiden), planeja ter como alvo o Complexo de Camaleão, uma região de formação estelar visível no hemisfério sul. Está localizado a cerca de 500 anos-luz da Terra e contém várias centenas de protoestrelas, as mais antigas com aproximadamente 1 milhão de anos.

A equipe usará os sensíveis detectores infravermelhos do Webb para observar estrelas por trás da nuvem molecular. À medida que a luz destas tênues estrelas de fundo passa através da nuvem, os gelos na nuvem absorvem parte da luz. Ao observar muitas estrelas de fundo espalhadas pelo céu, os astrônomos podem mapear os gelos em toda a expansão da nuvem e localizar onde se formam os diferentes gelos. Vão também ter como alvo protoestrelas individuais dentro da própria nuvem para aprender como a radiação ultravioleta destas estrelas nascentes promove a criação de moléculas mais complexas.

Os astrônomos também vão examinar os locais de nascimento de planetas, discos rotativos de gás e poeira conhecidos como discos protoplanetários que rodeiam estrelas recém-formadas. Serão capazes de medir as quantidades e as abundâncias relativas dos gelos até 8 bilhões de quilômetros da estrela jovem, pouco mais do que a distância orbital de Plutão no nosso Sistema Solar.

"Os cometas têm sido descritos como bolas de neve empoeiradas. Pelo menos parte da água nos oceanos da Terra foi provavelmente entregue pelos impactos de cometas no início da história do nosso Sistema Solar. Nós vamos observar os locais onde os cometas se formam em torno de outras estrelas," explicou Pontoppidan.

Para entender as observações do Webb, os cientistas precisarão de realizar experiências na Terra. Os espectrógrafos do Webb vão espalhar a radiação infravermelha num espectro. As diferentes moléculas absorvem a luz em determinados comprimentos de onda, ou cores, resultando em linhas espectrais escuras. Os laboratórios conseguem medir uma variedade de substâncias para criar uma base de dados de "impressões digitais" moleculares. Quando os astrônomos veem estas impressões digitais num espectro do Webb, podem então identificar a molécula ou família de moléculas que formaram as linhas de absorção.

"Os estudos de laboratório ajudarão a abordar duas questões importantes. A primeira é quais as moléculas presentes. Mas, igualmente importante, veremos como os gelos aí chegaram. Como é que se formaram? O que encontrarmos com o Webb ajudará a informar os nossos modelos e permitirá compreender os mecanismos da formação de gelo a temperaturas muito baixas," explicou Karin Öberg do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

O telescópio espacial James Webb será o principal observatório espacial infravermelho da próxima década. O Webb ajudará a Humanidade a resolver os mistérios do nosso Sistema Solar, a olhar além para mundos distantes em torno de outras estrelas e a pesquisar as misteriosas estruturas e origens do nosso Universo.

Fonte: Astrobiology Magazine

As primeiras entradas em seis catálogos

Cada viagem tem o primeiro passo e cada catálogo uma primeira entrada.

© Bernhard Hubl (astros número 1)

As primeiras entradas em seis catálogos bem conhecidos do céu profundo aparecem nestes painéis, da parte superior esquerda para a direita inferior, na ordem cronológica da publicação do catálogo original.

A partir de 1774, o número um do catálogo de Charles Messier é M1, o famoso crustáceo cósmico e supernova remanescente da Nebulosa do Caranguejo.

O catálogo New General Catalog (NGC) de J.L.E. Dreyer foi publicado em 1888. Uma galáxia espiral em Pegasus, a NGC 1, está localizada no centro do próximo painel.

No catálogo Index Catalog (IC) de Dreyer no próximo painel está IC 1, que é uma débil estrela dupla.

Agora reconhecido como parte do complexo de nuvens moleculares de Perseus, a nebulosa escura Barnard 1 começa a linha inferior, sendo descrito no Dark Markings of the Sky, um catálogo de 1919 da E. E. Barnard.

O Abell 1 é um distante aglomerado de galáxias em Pegasus, constando no catálogo de Rich Clusters of Galaxies de George Abell em 1958.

O painel final focaliza vdB 1, da pesquisa de 1966 de Sidney van den Bergh. A bonita nebulosa de reflexão galáctica azul é encontrada na constelação Cassiopeia.

Fonte: NASA

A galáxia espiral e uma supernova

Esta impressionante imagem do telescópio espacial Hubble mostra a majestosa galáxia NGC 1015, encontrada dentro da constelação de Cetus (A Baleia) 118 milhões de anos-luz da Terra.

© Hubble (NGC 1015)

Esta imagem mostra a NGC 1015 de frente, com seus braços espirais simétricos e o brilhante bulbo central, criando uma cena semelhante a um fogo de artifício cintilante conhecido como Roda de Catarina.

A NGC 1015 tem um centro grande e brilhante, uma barra central de gás e estrelas, e braços espirais bem definidos. Esta forma faz com que a NGC 1015 seja classificada como uma galáxia espiral barrada, parecida com a Via Láctea. As barras são encontradas em cerca de dois terços de todas as galáxias espirais, e os braços desta galáxia parecem surgir de um pálido anel amarelo que circunda a própria barra. Os cientistas acreditam que um buraco negro localiza-se no centro das espirais barradas afunilando o gás e a energia dos braços exteriores para o núcleo através destas barras brilhantes, abastecendo o buraco negro e possibilitando o nascimento das estrelas no centro e construindo o bulbo central da galáxia.

Em 2009, uma supernova tipo Ia chamada SN 2009ig foi detectada na NGC 1015, um dos pontos brilhantes no canto superior direito do centro da galáxia. Estes tipos de supernovas são extremamente importantes: elas são causadas ​​por explosões de anãs brancas que possuem estrelas companheiras e sempre possuem o pico no mesmo brilho, 5 bilhões de vezes mais brilhantes do que o Sol. Sabendo o verdadeiro brilho destes eventos e comparando com seu brilho aparente, fornece aos astrônomos a oportunidade de medir distâncias no Universo.

Fonte: ESA

Uma visão mais ampla da Nebulosa Cabeça de Cavalo

Os dados de imagem combinados do telescópio espacial VISTA e do telescópio espacial Hubble foram utilizados para criar esta ampla perspectiva da paisagem interestelar em torno da famosa Nebulosa Cabeça de Cavalo.

© VISTA/Hubble/Robert Gendler (Nebulosa Cabeça de Cavalo)

A nuvem molecular empoeirada da região, captada em comprimentos de onda do infravermelho próximo, se espalha através da cena que cobre um ângulo de cerca de dois terços do tamanho da Lua cheia no céu.

Da esquerda para a direita, o imagem abrange um pouco mais de 10 anos-luz na distância estimada de 1.600 anos-luz da Nebulosa Cabeça de Cavalo. Também conhecida como Barnard 33, a Nebulosa de Cabeça de Cavalo ainda reconhecível está no canto superior direito, onde o brilho no infravermelho próximo evidencia um pilar empoeirado coberto com estrelas recém-nascidas.

Abaixo e à esquerda, está a nebulosa de reflexão brilhante NGC 2023, que é o ambiente iluminado de uma estrela jovem e quente. Obscurecendo nuvens abaixo da base da Nebulosa Cabeça de Cavalo e nos arredores da NGC 2023 devido à emissão de explosivos de jatos energéticos, estão os objetos Herbig-Haro, também associados com estrelas recém-nascidas.

Fonte: NASA

Arcos, jatos e choques perto de nebulosa

Esta série tentadora de nebulosas e estrelas pode ser encontrada cerca de dois graus ao sul da famosa nebulosa de Órion, que é formadora de estrelas.

© Mark Hanson/Sakib Rasool (objetos Herbig-Haro e NGC 1999)

Para obter detalhes click na imagem acima.

A região possui abundantes estrelas jovens e energéticas que produzem jatos que atravessam o material circundante a velocidades de centenas de quilômetros por segundo. A interação cria ondas de choque luminosas conhecidas como objetos Herbig-Haro (HH). Por exemplo, o arco fluindo, à direita do centro, é catalogado como HH 222, também chamado de Nebulosa da Cachoeira.

Visto abaixo da Nebulosa da Cachoeira, está o HH 401 que tem uma forma distinta de cone. A nebulosa azulada brilhante abaixo e à esquerda do centro é a NGC 1999, uma nuvem empoeirada que reflete a luz de uma estrela variável embutida. Esta vista cósmica abrange mais de 30 anos-luz, perto da borda do Complexo da Nuvem Molecular de Órion, a cerca de 1.500 anos-luz de distância da Terra.

Fonte: NASA

Verificando se o Universo está mais quente numa extremidade

Observado da Terra, o Universo parece um pouco mais quente numa extremidade do que noutra, pelo menos termos do fundo de micro-ondas cósmico (em inglês, "cosmic microwave background" ou CMB). Mas a questão que preocupa os cosmólogos é saber se este desequilíbrio no CMB é real ou se é um resultado do efeito Doppler.

© Matthew Savino (o fundo de micro-ondas cósmico indicando um gradiente pelo Universo)

Os cientistas Siavash Yasini e Elena Pierpaoli da Universidade da Califórnia do Sul em Dornsife, EUA, podem ter descoberto uma maneira de encontrar a resposta.

Tornado talvez mais famoso por Edwin Hubble, que o usou para mostrar que o Universo está se expandindo, o efeito Doppler é a aparente mudança na frequência das ondas eletromagnéticas devido ao movimento de corpos que viajam rapidamente pelo espaço. Ondas como a radiação eletromagnética - ondas de luz raios X, micro-ondas, etc. - parecem mudar de energia: aquelas que se movem em direção a um observador parecem ser mais altamente energéticas, ou mais quentes, do que realmente são. O contrário é verdadeiro para ondas que se afastam do observador, que parecem mais frias.

Os cientistas que olham para o céu vêm o espaço que segue atrás da Terra parecer mais frio do que o espaço adiante, mas não está claro se isso é apenas o efeito Doppler ou a observação de uma diferença verdadeira na temperatura do CMB. É um enigma que persiste há décadas.

Dado que a CMB é uma energia remanescente do Big Bang, quando todo o Universo expandiu a partir de um único ponto, os cosmólogos assumiram que está disperso uniformemente. A aparência de dois polos no Universo, um mais quente do que o outro, deve, portanto, ser resultado do efeito Doppler, um resultado da viagem do Sistema Solar pelo espaço.

É considerado que um lado da CMB só parece mais quente porque nos estamos se movendo na sua direção e o lado oposto parece mais frio porque nos estamos se afastando.

Os astrofísicos que medem a velocidade do Sistema Solar em relação à CMB podem ajustar os seus cálculos com base neste pressuposto, assim como os cosmólogos que estudam o Big Bang e as condições pouco depois.

Mas existe, afinal de contas, a possibilidade que este pressuposto seja um erro.

Se realmente existir um dipolo intrínseco na CMB, isto é, se um lado do céu for realmente e parcialmente mais quente do que o lado oposto, a velocidade que atribuímos ao Sistema Solar em relação à CMB estará incorreta. Isto afetaria a forma como os cientistas medem a velocidade de objetos distantes, como galáxias, e as teorias sobre o que aconteceu momentos após o Big Bang podem ser abaladas.

Executando cálculos para um estudo diferente, mas relacionado, Yasini e Pierpaoli, encontraram um detalhe interessante: o espectro de frequência da CMB, no céu e em média, diferirá caso o dipolo seja real e não apenas o resultado do efeito Doppler.

Em outras palavras, se a CMB for, de fato, mais quente numa extremidade do Universo do que na outra, a temperatura média medida em todo o céu será ligeiramente diferente do que se a CMB for realmente uniforme.

As descobertas de Yasini e Pierpaoli permitirão aos cosmólogos realizar a próxima geração de levantamentos da CMB a fim de determinar a natureza do dipolo CMB pela primeira vez, resolvendo o quebra-cabeças.

Se se revelar que uma porção do dipolo é real e não apenas resultado do efeito Doppler, os astrofísicos e astrônomos terão que recalibrar todas as suas medições a fim de obter uma visão mais precisa do Universo observável.

Igualmente importante, os cosmólogos que estudam o Big Bang e as condições do Universo inicial terão novas direções para explorar como e porque é que a CMB está dispersa de forma desigual e como o Universo veio a ser o que agora é.

Fonte: University of Southern California

Descoberto enorme sistema de material empoeirado ao redor de estrela

Os astrônomos usaram o telescópio espacial Hubble para descobrir uma vasta e complexa estrutura de poeira, com cerca de 240 bilhões de quilômetros de diâmetro, envolvendo a jovem estrela HR 4796A.

© NASA/ESA/G. Schneider (vasta e complexa estrutura de poeira ao redor da estrela HR 4796A)

Um anel de poeira brilhante, estreito e interno, já é conhecido ao redor da estrela e pode ter sido encurralado pela atração gravitacional de um planeta gigante invisível. Esta estrutura enorme recentemente descoberta em torno do sistema pode ter implicações no aspeto do sistema planetário ainda não visto em torno da estrela com 8 milhões de anos, que está nos seus anos formativos de construção planetária.

O campo de detritos é composto por poeira muito fina e foi provavelmente produzido a partir de colisões entre planetesimais perto da estrela, evidenciadas por um anel brilhante de detritos empoeirados vistos a 11 bilhões de quilômetros da estrela. A pressão da radiação da estrela, que é 23 vezes mais luminosa do que o Sol, expulsou a poeira para o espaço.

A estrutura exterior de poeira é como um tubo interno em forma de rosquinha que foi atingido por um caminhão. É muito mais prolongado numa direção do que na outra e, portanto, parece esmagado num lado, mesmo após termos em conta a sua projeção inclinada no céu. Isto pode ser devido ao movimento da estrela hospedeira através do meio interestelar, como uma onda de arco de um barco que atravessa um lago. Ou pode ser a influência de uma força de maré da anã vermelha (HR 4796B), companheira estelar, localizada a pelo menos 87 bilhões de quilômetros da estrela primária.

"A distribuição de poeira é um sinal revelador de quão dinamicamente interativo é o sistema interno que contém o anel," comenta Glenn Schneider da Universidade do Arizona, em Tucson, EUA, que usou o instrumento STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) do Hubble para sondar e mapear as pequenas partículas de poeira nas fronteiras exteriores do sistema de HR 4796A, um levantamento que somente a sensibilidade do Hubble consegue realizar.

"Não podemos tratar os sistemas de detritos exoplanetários como simplesmente isolados. Os efeitos ambientais, tais como interações com o meio interestelar e forças devido a companheiras estelares, podem ter implicações a longo prazo para a evolução destes sistemas. As assimetrias brutas da poeira externa dizem-nos que estão em jogo muitas forças (além da pressão de radiação da estrela progenitora) que movem o material. Observamos efeitos como este em alguns outros sistemas, mas este é um caso em que vemos um grupo de coisas acontecendo ao mesmo tempo," explica Schneider.

Hipótese há já muito tempo, a primeira evidência de um disco de detritos ao redor de uma estrela foi descoberta em 1983 pelo satélite IRAS (Infrared Astronomical Satellite) da NASA. Fotografias posteriores revelaram um disco de detritos visto de lado em torno da estrela Beta Pictoris. No final da década de 1990, os instrumentos de segunda geração do Hubble, que tinham a capacidade de bloquear o brilho de uma estrela central, permitiram que muitos outros discos fossem fotografados. Agora, pensa-se que tais anéis de detritos sejam comuns em torno das estrelas. Até à data foram fotografados cerca de 40 destes sistemas, em grande parte pelo Hubble.

Um artigo foi publicado na The Astronomical Journal.

Fonte: Space Telescope Science Institute

Hubble observa atmosfera exoplanetária em detalhe inédito

Uma equipe internacional de cientistas usou o telescópio espacial Hubble para estudar a atmosfera do exoplaneta quente WASP-39b.

© NASA/ESA/G. Bacon (ilustração do exoplaneta Wasp-39b e sua estrela progenitora)

Ao combinar estes novos dados com dados mais antigos, criaram o estudo mais completo até agora de uma atmosfera exoplanetária. A composição atmosférica de WASP-39b sugere que os processos de formação de exoplanetas podem ser muito diferentes daqueles dos nossos próprios gigantes do Sistema Solar.

A análise das atmosferas de exoplanetas pode fornecer novas informações sobre como e onde os planetas se formam em torno de uma estrela. "Precisamos olhar para fora para compreender o nosso próprio Sistema Solar," explica a pesquisadora Hannah Wakeford da Universidade de Exeter no Reino Unido e do STScI (Space Telescope Science Institute) nos EUA.

Portanto, a equipe britânico-americana combinou as capacidades do telescópio espacial Hubble com as de outros telescópios terrestres e espaciais para um estudo detalhado do exoplaneta WASP-39b. Produziram o espectro mais completo da atmosfera de um exoplaneta possível com a tecnologia atual.

O WASP-39b orbita uma estrela parecida com o Sol a cerca de 700 anos-luz da Terra. O exoplaneta está classificado como um "Saturno quente", refletindo a semelhança com o planeta Saturno do nosso Sistema Solar tanto em termos de massa como em termos de distância à sua estrela hospedeira. Este estudo descobriu que os dois planetas, apesar de terem uma massa similar, são profundamente diferentes de várias maneiras. Não só se desconhece a existência de um sistema de anéis em WASP-39b, como também tem uma atmosfera inchada livre de nuvens a alta altitude. Esta característica permitiu com que o Hubble penetrasse nas profundezas da sua atmosfera.

Ao dissecar a luz estelar filtrada através da atmosfera do planeta, foram encontradas evidências de vapor de água atmosférico. De fato, WASP-39b tem três vezes o conteúdo de água de Saturno. Embora os pesquisadores tenham previsto a observação de vapor de água, ficaram surpreendidos com a quantidade encontrada. Esta surpresa permitiu inferir a presença de uma grande quantidade de elementos mais pesados na atmosfera. Isto, por sua vez, sugere que o planeta foi bombardeado por grandes quantidades de material gelado que se reuniu na atmosfera. Este tipo de bombardeamento só seria possível caso WASP-39b se formasse muito mais longe da sua estrela progenitora em comparação com a sua distância atual.

A análise da composição atmosférica e a posição atual do planeta indicam que o WASP-39b provavelmente foi submetido a uma migração interna interessante, fazendo uma jornada épica pelo seu sistema planetário.

Tendo feito a sua incrível jornada para o interior, WASP-39b está agora 8 vezes mais próximo da sua estrela, WASP-39, do que Mercúrio está do Sol e demora apenas quatro dias para completar uma órbita. O planeta também tem bloqueio de marés, o que significa que mostra sempre o mesmo lado à sua estrela. Wakeford e a sua equipe determinaram que a temperatura de WASP-39b é de cerca de 750 graus Celsius. Embora apenas um lado esteja virado para a estrela hospedeira, poderosos ventos transportam calor do lado diurno ao redor do planeta, mantendo o lado escuro quase tão quente.

Olhando em frente, a equipe quer usar o telescópio espacial James Webb, com lançamento previsto para 2019, para captar um espectro ainda mais completo da atmosfera de WASP-39b. O James Webb será capaz de recolher dados sobre o carbono atmosférico do planeta, que absorve a luz em comprimentos de onda mais longos do que o Hubble pode ver. Wakeford conclui: "Ao calcular a quantidade de carbono e oxigênio na atmosfera, podemos aprender ainda mais sobre onde e como este planeta se formou."

Fonte: ESA