Numa região massiva do espaço foram encontradas muito menos galáxias

Astrônomos da Universidade da Califórnia (UCLA) resolveram um mistério sobre o Universo primitivo e suas primeiras galáxias.

© TNG Collaboration (simulação da distribuição da matéria no Universo)

A imagem acima mostra uma simulação da distribuição da matéria no Universo. As regiões alaranjadas contêm galáxias; as estruturas azuis são gás e matéria escura.

Sabe-se que há mais de 12 bilhões de anos, cerca de um bilhão de anos após o Big Bang, o gás no espaço profundo era, em média, muito mais opaco do que é agora em algumas regiões, embora a opacidade variasse muito de local para local. Mas não havia certeza do que provocava estas variações.

Para saber porque é que estas diferenças ocorreram, os astrônomos usaram um dos maiores telescópios do mundo, o telescópio Subaru em Mauna Kea, Havaí, para procurar galáxias com estrelas jovens numa região excecionalmente grande do espaço, com 500 milhões de anos-luz de diâmetro, onde sabiam que o gás intergaláctico era extremamente opaco.

Se a região tivesse um número anormalmente pequeno de galáxias, os cientistas seriam capazes de concluir que a luz das estrelas não podia penetrar tão longe quanto o esperado através do gás intergaláctico; se tivesse um número incomumente grande de galáxias, a implicação seria que a região havia arrefecido significativamente centenas de milhões de anos antes (ter poucas galáxias numa região significaria que não só havia menos luz emitida por estas galáxias, mas também que estava sendo formado um gás ainda mais opaco, de modo que a luz não podia viajar tanto quanto era esperado).

"Foi um caso raro na astronomia, onde dois modelos concorrentes, ambos convincentes à sua própria maneira, forneceram previsões precisamente opostas, e tivemos sorte que estas previsões fossem testáveis," comenta Steven Furlanetto, professor de astronomia na UCLA.

Os pesquisadores descobriram que a região contém muito menos galáxias do que o esperado, evidências claras de que a luz das estrelas não conseguia passar. A escassez de galáxias pode ser a razão pela qual esta região é tão opaca.

"Não é que a opacidade seja a causa da falta de galáxias," diz Furlanetto. "Em vez disso, é ao contrário."

Eles concluíram que, como o gás no espaço profundo é mantido transparente pela radiação ultravioleta das galáxias, um menor número de galáxias próximas pode torná-lo mais sombrio.

Nos primeiros bilhões de anos após o Big Bang, a radiação ultravioleta das primeiras galáxias preencheu o Universo e tornou o gás no espaço profundo transparente. Isto teria ocorrido anteriormente em regiões com mais galáxias.

Os astrônomos planejam estudar ainda mais se o vazio e outros como ele vão revelar pistas sobre como as primeiras gerações de galáxias iluminaram o Universo durante aquele período inicial.

Os astrônomos esperam que o estudo da interação entre as galáxias e o gás no espaço profundo revele mais sobre como o ecossistema intergaláctico tomou forma durante aquele período do início do Universo.

A pesquisa foi publicada na revista The Astrophysical Journal.

Fonte: University of California

Impacto de um intruso estelar no nosso Sistema Solar

Uma catástrofe há bilhões de anos pode ter moldado as regiões exteriores do Sistema Solar, deixando as regiões interiores basicamente intocadas.

© NASA/JPL-Caltech (ilustração de um sistema solar em formação)

Pesquisadores do Instituto Max Planck para Radioastronomia em Bonn e colaboradores descobriram que uma passagem rasante de outra estrela pode explicar muitas das características observadas no Sistema Solar exterior.

O cenário básico da formação do Sistema Solar é conhecido há muito tempo: o nosso Sol nasceu de uma nuvem colapsante de gás e poeira. No processo, foi formado um disco achatado onde não apenas cresceram os planetas, mas também objetos menores como asteroides, planetas anões, etc. Devido ao achatamento do disco, seria de esperar que os planetas orbitassem num plano único, a menos que algo dramático acontecesse depois. Olhando para o Sistema Solar, até à órbita de Netuno, tudo parece normal: a maioria dos planetas movem-se em órbitas bastante circulares e as suas inclinações orbitais variam apenas ligeiramente. No entanto, para além de Netuno, as coisas ficam muito confusas. O maior dilema é o planeta anão Sedna, que se move numa órbita inclinada e altamente excêntrica e está tão longe que não pode ter sido "empurrado" por outros planetas.

Para além da órbita de Netuno, acontece outra coisa estranha. A massa total de todos os objetos cai drasticamente quase três ordens de grandeza. Isto ocorre aproximadamente à mesma distância onde fica tudo confuso. Pode ser coincidência, mas tais coincidências são raras na natureza.

Susanne Pfalzner, autora principal do projeto , e colaboradores sugerem que uma estrela se aproximou do Sol num estágio inicial, "roubando" a maior parte do material exterior do disco protoplanetário do Sol e jogando fora o que restava para órbitas inclinadas e excêntricas. Realizando milhares de simulações de computador, verificaram o que aconteceria quando uma estrela passasse muito perto e perturbasse o disco protoplanetário. Descobriu-se que o melhor ajuste para as regiões exteriores do Sistema Solar atual vem de uma estrela perturbadora que tinha a mesma massa do Sol, ou um pouco mais leve (0,5 a 1 massas solares), que passou a aproximadamente 3 vezes a distância de Netuno.

No entanto, o mais surpreendente para os cientistas é que uma aproximação não só explica as órbitas estranhas dos objetos do Sistema Solar exterior, como também fornece detalhes para várias características inexplicáveis do nosso Sistema Solar, incluindo a relação de massa entre Netuno e Urano, e a existência de duas populações distintas de objetos do Cinturão de Kuiper.

A grande questão é a probabilidade de tal evento. Hoje em dia, as aproximações estelares, até centenas de vezes mais distantes são, felizmente, raros. No entanto, estrelas como o nosso Sol nascem normalmente em grandes grupos muito mais densos. Portanto, as passagens estelares eram significativamente mais comuns no passado distante. Realizando outro tipo de simulação, a equipe descobriu que havia uma probabilidade de 20% a 30% do Sol sofrer uma aproximação estelar nos primeiros bilhões de anos da sua vida.

Esta não é a prova definitiva de que uma aproximação estelar provocou as características confusas do Sistema Solar exterior, mas pode reproduzir muitos fatos observacionais e parece relativamente realista.

Fonte: Max Planck Institute for Radio Astronomy

M86 perto do centro do aglomerado de galáxias de Virgem

Existe uma ponte de gás conectando estas duas grandes galáxias?

© Mark Hanson (M86 na região central do aglomerado de galáxias de Virgem)

Muito possivelmente, mas é difícil ter certeza. A M86 na parte superior esquerda é uma galáxia elíptica gigante perto do centro do aglomerado de galáxias de Virgem. Nossa Via Láctea está se movendo em direção ao Aglomerado de Virgem, localizado a cerca de 50 milhões de anos-luz de distância.

No canto inferior direito de M86 está a galáxia espiral incomum NGC 4438, que juntamente com o vizinho angular NGC 4435, são conhecidas como as Galáxias dos Olhos (também Arp 120). Está é uma das imagens mais profundas tomadas da região, indicando que o gás vermelho brilhante envolve M86 e, aparentemente, conecta-o a NGC 4438.

A imagem se estende com tamanho aproximado da Lua cheia. No entanto, sabe-se também que o gás interestelar difuso e poeira formando nuvens cirrus em nossa própria galáxia está superposto em frente ao aglomerado de Virgem, e as observações da baixa velocidade deste gás parecem mais consistentes com esta hipótese da origem da Via Láctea. Uma resposta definitiva pode vir de pesquisas futuras, que também podem resolver como os braços azuis estendidos da NGC 4435 foram criados.

Fonte: NASA

É improvável que exista vida em Omega Centauri

A procura pela vida no vasto Universo é uma tarefa avassaladora, mas os cientistas podem agora riscar um local da sua lista.

© Hubble (aglomerado estelar Omega Centauri)

O denso aglomerado estelar Omega Centauri no nosso "quintal" galáctico provavelmente não será o lar de planetas habitáveis de acordo com um estudo realizado por cientistas da Universidade da Califórnia em Riverside (UCR) e da Universidade Estatal de São Francisco.

O estudo foi liderado por Stephen Kane, professor associado de astrofísica planetária do Departamento de Ciências da Terra da UCR e pioneiro na busca por exoplanetas habitáveis.

Na busca por exoplanetas habitáveis, Omega Centauri, o maior aglomerado globular da Via Láctea, parecia um bom lugar. Com aproximadamente 10 milhões de estrelas, o aglomerado está a quase 16.000 anos-luz da Terra, tornando-o visível a olho nu e um alvo relativamente próximo para observações com o telescópio espacial Hubble.

"Apesar do grande número de estrelas concentradas no núcleo de Omega Centauri, a prevalência de exoplanetas permanece um tanto ou quanto desconhecida," comenta Kane. "No entanto, uma vez que este tipo de aglomerado existe em todo o Universo, é um local intrigante para procurar habitabilidade."

Começando com uma amostra de 470.000 estrelas de várias cores no núcleo de Omega Centauri, os pesquisadores focaram-se em 350.000 estrelas cuja cor - um indicador da sua temperatura e idade - significa que podem, potencialmente, hospedar planetas habitáveis.

Para cada estrela, calcularam a zona habitável, a região orbital em torno do astro na qual um planeta rochoso poderá ter água líquida à superfície, um ingrediente fundamental para a vida como a conhecemos. Dado que a maioria das estrelas no núcleo de Omega Centauri são anãs vermelhas, as suas zonas habitáveis são muito mais íntimas do que a que rodeia o nosso próprio Sol.

"O núcleo de Omega Centauri pode, potencialmente, estar repleto de inúmeros sistemas planetários compactos que abrigam planetas na zona habitável da sua estrela," realça Kane. "Um exemplo de um tal sistema é TRAPPIST-1, uma versão em miniatura do nosso próprio Sistema Solar que está a 40 anos-luz de distância e é atualmente visto como um dos lugares mais promissores para se procurar vida alienígena."

Porém, em última análise, a natureza aconchegante das estrelas em Omega Centauri forçou os cientistas a concluir que estes sistemas planetários, embora compactos, não podem existir no núcleo do aglomerado. Enquanto o nosso próprio Sol está a uns confortáveis 4,22 anos-luz do seu vizinho estelar mais próximo, a distância média entre as estrelas no núcleo de Omega Centauri é de 0,16 anos-luz, o que significa que encontrarão estrelas vizinhas a cada 1 milhão de anos.

"A taxa a que as estrelas interagem gravitacionalmente umas com as outras seria demasiado alta para abrigar planetas habitáveis estáveis," comenta Deveny. "O estudo de aglomerados com semelhantes taxas de encontros à de Omega Centauri, ou superiores, poderia levar à mesma conclusão. Assim, o estudo de aglomerados globulares com taxas mais baixas de encontros estelares pode levar a uma maior probabilidade de encontrar planetas habitáveis estáveis."

O estudo será publicado na revista The Astrophysical Journal.

Fonte: University of California

A Nebulosa do Lápis em vermelho e azul

A Nebulosa do Lápis é uma onda de choque que atravessa o espaço interestelar a mais de 500.000 quilômetros por hora.

© José Joaquín Perez (Nebulosa do Lápis)

Perto do topo e subindo nesta imagem composta colorida nitidamente detalhada, observam-se filamentos finos, brilhantes e trançados que são, na verdade, longas ondulações em uma camada cósmica de gás incandescente, vista quase de perfil.

A Nebulosa do Lápis, catalogada como NGC 2736, foi descoberta pelo astrônomo John Herschel em 1835. Ela possui aparência alongada sugerindo o seu nome popular. A Nebulosa Lápis tem cerca de 5 anos-luz de comprimento e 800 anos-luz de distância da Terra, mas representa apenas uma pequena parte do remanescente da supernova Vela.

O remanescente da supernova Vela tem cerca de 100 anos-luz de diâmetro, a nuvem de detritos em expansão de uma estrela que explodiu há 11 mil anos. Inicialmente, a onda de choque estava se movendo a milhões de quilômetros por hora, mas diminuiu consideravelmente, varrendo o material interestelar circundante. Na imagem de campo amplo, as cores vermelha e azul acompanham o brilho característico dos átomos de hidrogênio e oxigênio ionizados, respectivamente.

Fonte: NASA

Um baú do tesouro galáctico

Uma grande quantidade de galáxias é vista nesta imagem espetacular do telescópio espacial Hubble.

© RELICS/Hubble (RXC J0142.9+4438)

No objeto RXC J0142.9+4438, visto na imagem acima, notam-se redemoinhos de braços espirais em todas as cores e orientações, e as galáxias elípticas difusas que podem ser vistas salpicadas na imagem como suaves manchas brilhantes no céu. Cada mancha visível de uma galáxia é o lar de inúmeras estrelas. Algumas estrelas mais próximas da Via Láctea brilham intensamente em primeiro plano, enquanto um gigantesco aglomerado de galáxias se aninha no centro da imagem; uma imensa coleção de talvez milhares de galáxias, todas mantidas juntas pela implacável força da gravidade.

Os aglomerados de galáxias são alguns dos objetos mais interessantes do cosmos. Eles são os nós da teia cósmica que permeia todo o Universo, estudá-los é conhecer a organização da matéria na maior das escalas. Não apenas os aglomerados de galáxias são os objetos ideais para o estudo da matéria escura e da energia escura, mas também permitem o estudo de galáxias mais distantes. Sua imensa influência gravitacional significa que eles distorcem o espaço-tempo em torno deles, fazendo-os agir como lentes gigantescas. A luz das galáxias de fundo é deformada e ampliada à medida que passa pelo aglomerado de galáxias, permitindo aos astrônomos uma visão do Universo primordial.

Esta imagem foi obtida pela Advanced Camera for Surveys e Wide-Field Camera 3 do Hubble como parte de um programa de observação chamado RELICS (Reionization Lensing Cluster Survey). A Relics analisou 41 aglomerados de galáxias com o objetivo de encontrar as galáxias mais distantes para que o próximo telescópio espacial James Webb (JWST) possa estudá-las.

Fonte: ESA

Descobertos 44 novos exoplanetas

Quarenta e quatro planetas localizados em sistemas solares além do nosso foram descobertos de uma vez só.

© John Livingston (tamanhos, órbitas e temperaturas de superfície dos 44 novos exoplanetas)

As descobertas irão melhorar os modelos existentes de sistemas solares e podem ajudar os no estudo das atmosferas de exoplanetas. Novas técnicas de processamento de dados foram desenvolvidas para validar a descoberta e podem ser usadas para acelerar o processo de confirmação de mais candidatos a exoplanetas.

Uma equipe internacional de astrônomos pesquisou nos dados do telescópio espacial Kepler da NASA e nos dados da missão Gaia da ESA, bem como usou dados de telescópios baseados em terra. O principal autor do estudo e estudante de doutorado da Universidade de Tóquio, John Livingson, e as fontes combinadas da equipe levaram à confirmação da existência destes 44 exoplanetas, descrevendo vários detalhes sobre eles.

Uma parte dos exoplanetas descobertos possui características surpreendentes. Por exemplo, 4 dos exoplanetas orbitam suas estrelas num período de menos de 24 horas. Estes exoplanetas contribuem para uma pequena lista, mas que está crescendo de planetas de período extremamente curtos, sugerindo que eles poderiam ser mais comuns do que se pensava anteriormente.

Dezesseis dos exoplanetas descobertos têm a mesma classe da Terra, um em particular é extremamente pequeno, do tamanho aproximadamente de Vênus, estando muito perto do limite de detecção atual.

Os exoplanetas observados pelo Kepler são conhecidos como planetas que transitam suas estrelas, já que suas órbitas, vistas da perspectiva do Kepler, passam na frente de suas estrelas, reduzindo levemente o brilho. Livingston viajou até o Observatório de Kitt Peak, no Arizona, para obter dados do interferômetro de alta precisão instalado neste grande telescópio.

Estas observações juntamente com outras realizadas por telescópios no Texas, foram necessárias para caracterizar as estrelas de maneira precisa e assim descartar os chamados falsos positivos. A combinação de análises detalhadas dos dados destes telescópios, com os dados do Kepler e da missão Gaia, permitiram a precisa determinação do tamanho e da temperatura dos planetas descobertos. As descobertas realizadas pela equipe ainda incluem 27 candidatos adicionais que provavelmente são planetas também, mas que ainda precisam de mais observações para serem confirmados.

Os cientistas esperam entender quais tipos de planetas podem estar aí pelo Universo, mas conclusões válidas só podem ser alcançadas com um número suficiente de exoplanetas para que se possa fazer uma análise estatística robusta. A adição de um grande número de novos planetas, leva a um melhor entendimento teórico da formação do Sistema Solar. Os planetas também fornecem bons alvos para estudos individuais detalhados, como medidas da composição planetária, da atmosfera e da estrutura interna, em particular para 18 dos exoplanetas descobertos que se encontram em sistemas múltiplos. O estudo de outros sistemas solares pode nos ajudar a entender como os planetas e até mesmo como o nosso sistema solar se formou.

Fonte: University of Tokyo

Identificados exoplanetas onde a vida pode desenvolver-se como na Terra

Cientistas identificaram um grupo de planetas localizados além do nosso Sistema Solar onde existem as mesmas condições químicas que podem ter levado à vida na Terra.

© NASA/Ames/JPL-Caltech (ilustração do exoplaneta Kepler-452b)

Os pesquisadores da Universidade de Cambridge e do Medical Research Council Laboratory of Molecular Biology descobriram que as chances da vida se desenvolver à superfície de um planeta rochoso como a Terra estão ligadas com o tipo e força da luz emitida pela sua estrela hospedeira.

O seu estudo propõe que as estrelas que emitem luz ultravioleta suficiente podem dar o pontapé inicial à vida nos seus planetas em órbita da mesma maneira que provavelmente se desenvolveu na Terra, onde a radiação ultravioleta desencadeia uma série de reações químicas que produzem os blocos de construção da vida.

Os cientistas identificaram uma variedade de planetas onde os raios ultravioleta da estrela progenitora são suficientes para permitir a ocorrência destas reações químicas, situados dentro da faixa habitável onde a água líquida pode existir à superfície.

O novo estudo é o resultado de uma colaboração contínua entre o Laboratório Cavendish e o Medical Research Council Laboratory of Molecular Biology, reunindo análises sobre química orgânica e exoplanetas. Baseia-se no trabalho do professor John Sutherland, que estuda a origem química da vida na Terra.

Num outro estudo publicado em 2015, o grupo do professor Sutherland no Medical Research Council Laboratory of Molecular Biology propôs que o cianeto, apesar de ser um veneno mortal, era de fato um ingrediente fundamental na sopa primordial da qual toda a vida na Terra teve origem.

Nesta hipótese, o carbono dos meteoritos que atingiram a jovem Terra interagiram com o nitrogênio na atmosfera para formar cianeto de hidrogênio. O cianeto de hidrogênio choveu até à superfície, onde interagiu com outros elementos de várias maneiras, alimentado pela radiação ultravioleta do Sol. As substâncias químicas produzidas por estas interações deram origem aos blocos de construção do RNA (ácido ribonucleico), o parente próximo do DNA que provavelmente foi a primeira molécula da vida a transportar informação.

No laboratório, o grupo de Sutherland recriou estas reações químicas sob lâmpadas ultravioleta e gerou os precursores de lípidos, aminoácidos e nucleotídios, componentes essenciais das células vivas.

Os dois grupos realizaram uma série de experiências de laboratório a fim de medir a rapidez com que os blocos de construção da vida podem ser formados a partir de íons de cianeto de hidrogênio e sulfito de hidrogênio em água quando expostos à luz ultravioleta. Realizaram então a mesma experiência na ausência de luz.

A mesma experiência executada no escuro com o cianeto de hidrogênio e o sulfito de hidrogênio resultou num composto inerte que não pôde ser usado para formar os blocos de construção da vida, ao passo que a experiência realizada sob as luzes resultou nos blocos de construção necessários.

Os cientistas então compararam a química da luz com a química da escuridão contra a luz UV de diferentes estrelas. Traçaram a quantidade de radiação ultravioleta disponível com planetas em órbita dessas estrelas a fim de determinar onde esta química pode ser ativada.

Descobriram que as estrelas com uma temperatura idêntica à do Sol emitiam luz suficiente para os blocos de construção da vida se formarem à superfície dos seus planetas. As estrelas frias, por outro lado, não produziram luz suficiente para a formação dos blocos de construção, a não ser que tenham erupções estelares suficientes para impulsionar a química passo a passo. Os planetas que recebem luz suficiente para ativar a sua química e que podem ter água líquida à superfície residem na zona de abiogênese.

Entre os exoplanetas conhecidos que residem na zona de abiogênese, estão vários detectados pelo telescópio Kepler, incluindo Kepler-452b, um planeta que foi apelidado de "primo" da Terra, embora esteja demasiado distante para estudar com a tecnologia atual. Os telescópios de próxima geração, como o TESS e o telescópio espacial James Webb da NASA, poderão identificar e potencialmente caracterizar muitos outros planetas que se encontrem na zona de abiogênese.

Segundo estimativas recentes, existem até 700 quintilhões (7x10²⁰) de planetas terrestres no Universo observável. Será que estamos sozinhos?

O estudo foi publicado na revista Science Advances.

Fonte: University of Cambridge

Elegância elíptica

Um brilhante conjunto de galáxias povoa esta imagem obtida pelo Very Large Telescope (VLT) do ESO, revelando os detalhes mais delicados da estrutura galáctica.

© ESO/M. Spavone (galáxia elíptica NGC 5018 e sua vizinhança)

O VLT consegue observar objetos astronômicos de baixíssimo brilho com grande detalhe, mas quando os astrônomos querem compreender o processo de formação da grande variedade de galáxias que existe, recorrem a um tipo de telescópio diferente, com um campo de visão muito maior. O telescópio de rastreio do VLT (VST) é um equipamento de última geração com espelho de 2,6 metros de diâmetro, que foi concebido para explorar o céu em luz, fornecendo observações astronômicas detalhadas do hemisfério sul.

Com o auxílio das grandes capacidades do VST, uma equipe internacional de astrônomos realizou o rastreio VEGAS (VST Early-type GAlaxy Survey, Rastreio de Galáxias Precoces com o VST), com o objetivo de investigar um conjunto de galáxias elípticas no hemisfério sul.

As galáxias elípticas são também conhecidas por galáxias do tipo precoce, não devido à sua idade, mas porque antigamente se pensava que estes objetos evoluiriam para as mais familiares galáxias espirais, uma ideia que se sabe agora ser falsa. As galáxias do tipo precoce são caracterizadas por uma forma elipsoidal suave e geralmente apresentam pouco gás e pouca formação estelar ativa. A impressionante diversidade de formas e tipos de galáxias encontra-se classificada na Sequência de Hubble.

Utilizando a OmegaCAM, o detector muito sensível situado no núcleo do VST, a equipe liderada por Marilena Spavone do INAF-Observatório Astronômico de Capodimonte em Nápoles, Itália, captou imagens de uma grande variedade deste tipo de galáxias em diferentes meios.

Uma destas galáxias é NGC 5018, a galáxia de um branco leitoso que se encontra próximo do centro da imagem. Este objeto situa-se na constelação da Virgem e à primeira vista pode parecer nada mais do que uma mancha difusa. No entanto, após uma inspeção mais cuidadosa, podemos ver uma corrente tênue de estrelas e gás, ou seja, uma cauda de maré, estendendo-se em direção ao exterior desta galáxia elíptica. Estruturas galáticas delicadas, tais como caudas de maré e correntes estelares, são marcas de interações galáticas, fornecendo-nos pistas vitais sobre a estrutura e dinâmica das galáxias.

Para além de muitas galáxias elípticas, e de algumas espirais, podemos ver também, em primeiro plano nesta imagem notável de 400 milhões de pixels, uma variedade de estrelas coloridas brilhantes que pertencem à nossa Via Láctea. Estas intrusas estelares, tais como HD 114746 de cor azul viva que se vê próximo do centro da imagem, não foram observadas intencionalmente, encontrando-se simplesmente entre a Terra e as galáxias distantes alvos deste estudo. Menos proeminentes, mas igualmente fascinantes, são os rastros tênues deixados pelos asteroides do nosso Sistema Solar. Abaixo da NGC 5018 podemos ver, estendendo-se ao longo da imagem, um traço fraco deixado pelo asteroide 2001 TJ21 (110423) e captado ao longo de observações sucessivas. Mais para a direita, outro asteroide, o 2000 WU69 (98603), deixou também o seu rastro na imagem.

Apesar do objetivo dos astrônomos ter sido pesquisar as estruturas delicadas de galáxias distantes situadas a milhões de anos-luz de distância da Terra, no processo acabaram também por captar imagens de estrelas próximas situadas a apenas centenas de anos-luz de distância e até rastros fracos de asteroides que se encontram a uns meros minutos-luz no nosso próprio Sistema Solar. Mesmo quando estudamos as regiões mais afastadas do cosmos, a sensibilidade dos telescópios do ESO e os límpidos céus noturnos chilenos juntam-se para nos oferecer observações fascinantes de objetos muito mais próximos de casa.

Este trabalho será publicado na revista especializada Astrophysical Journal.

Fonte: ESO

Detectado objeto magnético e exosolar de massa planetária

Astrônomos usaram o VLA (Karl G. Jansky Very Large Array) para fazer a primeira detecção radiotelescópica de um objeto de massa planetária localizado além do nosso Sistema Solar.

© Caltech/Chuck Carter (ilustração de SIMP J01365663+0933473)

O objeto, com cerca de 12 vezes a massa de Júpiter, é uma potência magnética surpreendentemente forte, viajando pelo espaço sem estar ligado a qualquer estrela.

"Este objeto está bem no limite entre um planeta e uma anã marron ou 'estrela falhada', e está proporcionando algumas surpresas que podem potencialmente ajudar-nos a compreender os processos magnéticos tanto nas estrelas quanto nos planetas," comenta Melodie Kao, que liderou este estudo enquanto estudante em Caltech, agora bolsista de pós-doutoramento Hubble na Universidade Estatal do Arizona.

As anãs marrons são objetos demasiado grandes para serem considerados planetas, mas não suficientemente grandes para sustentar a fusão nuclear de hidrogênio nos seus núcleos, o processo que alimenta as estrelas. Os teóricos sugeriram a existência de tais objetos na década de 1960, mas o primeiro só foi descoberto em 1995. Originalmente pensava-se que não emitiam ondas de rádio, mas em 2001 um surto de rádio, descoberto com o VLA, revelou que um destes astros tinha uma atividade magnética forte.

Observações subsequentes mostraram que algumas anãs marrons têm auroras fortes, semelhantes àquelas vistas nos planetas gigantes do nosso Sistema Solar. As auroras vistas na Terra são provocadas pela interação do campo magnético do nosso planeta com o vento solar. No entanto, as anãs marrons solitárias não possuem vento solar de uma estrela próxima para interação. Não se sabe como é que existem auroras nas anãs marrons, mas os cientistas pensam que uma possibilidade é um planeta ou lua em órbita que interage com o campo magnético da anã marrom, como o que acontece entre Júpiter e a sua lua Io.

O estranho objeto neste último estudo, chamado SIMP J01365663+0933473, tem um campo magnético 200 vezes mais forte que o de Júpiter. O objeto foi originalmente detectado em 2016 como uma das cinco anãs marrons que os cientistas estudaram com o VLA a fim de obter novos conhecimentos sobre os campos magnéticos e sobre os mecanismos pelos quais alguns destes objetos mais frios podem emitir rádio. As massas das anãs marrons são difíceis de serem determinadas e, na época, pensava-se que o objeto era uma anã marrom antiga e muito mais massiva.

No ano passado, uma equipe independente de cientistas descobriu que SIMP J01365663+0933473 fazia parte de um grupo muito jovem de estrelas. A sua jovem idade significa que era muito menos massiva, e que podia ser um "planeta flutuante", apenas 12,7 vezes mais massivo que Júpiter, com um raio 1,22 vezes maior. Com 200 milhões de anos e a 20 anos-luz da Terra, o objeto tem uma temperatura de superfície em tornno de 825 ºC. Em comparação, a temperatura da superfície do Sol é de aproximadamente 5.500 ºC.

A diferença entre um gigante gasoso e uma anã marrom continua sendo debatida entre os astrônomos, mas uma regra usada é a massa abaixo da qual a fusão de deutério cessa, conhecida como "limite de queima de deutério", mais ou menos 13 massas de Júpiter.

Simultaneamente, a equipe de Caltech que detectou originalmente a sua emissão de rádio em 2016 havia observado o objeto novamente num novo estudo com frequências rádio ainda mais altas e confirmou que o seu campo magnético era ainda mais forte do que o medido pela primeira vez.

"Quando foi anunciado que SIMP J01365663+0933473 tinha uma massa perto do limite de queima de deutério, tinha acabado de analisar os novos dados do VLA," afirma Kao.

As observações do VLA forneceram tanto a primeira detecção de rádio como a primeira medição do campo magnético de um possível objeto de massa planetária localizado além do nosso Sistema Solar.

"Um campo magnético tão forte apresenta enormes desafios para a nossa compreensão do mecanismo do dínamo que produz os campos magnéticos nas anãs marrons e nos exoplanetas e que ajuda a impulsionar as auroras que vemos," comenta Gregg Hallinan do Caltech.

"Este objeto em particular é empolgante porque o estudo dos seus mecanismos de dínamo magnético pode fornecer-nos novas informações sobre como o mesmo tipo de mecanismos pode operar nos exoplanetas. Nós pensamos que estes mecanismos podem funcionar não só nas anãs marrons, mas também em planetas gigantes gasosos e terrestres," realça Kao.

"A detecção de SIMP J01365663+0933473 com o VLA, através da sua emissão auroral de rádio, também significa que podemos ter uma nova maneira de detectar exoplanetas, incluindo aqueles que não estão em órbita de uma estrela hospedeira," acrescenta Hallinan.

Fonte: National Radio Astronomy Observatory

Astrônomo brasileiro encontra cinco aglomerados de estrelas anciãs

Depois de contribuir para a descoberta de sete aglomerados de estrelas no halo da Via Láctea, o astrônomo brasileiro Denilso Camargo anunciou o achado de mais cinco aglomerados globulares localizados, desta vez, na região central da Via Láctea, conhecida como bojo.

© Leonardo Orazi (aglomerado da Coruja, NGC 457)

Os aglomerados globulares são um conjunto esférico e recheado de milhares de estrelas antigas que servem como uma forma de entender a formação e a evolução das galáxias.

“Eles podem ser muito úteis para estudar a fase mais jovem de uma galáxia, pois uma coisa interessante sobre os aglomerados globulares é que eles foram os primeiros sistemas estelares a se formarem no Universo. São verdadeiros fósseis vivos do processo de formação das galáxias,” explica Camargo.

Os aglomerados descobertos pelo astrônomo brasileiro, por exemplo, têm entre 12,5 e 13,5 bilhões de anos, data muito próxima do Big Bang, que ocorreu há 13,8 bilhões de anos.

Por terem se formado nos primeiros milhões de anos do Universo, os aglomerados encontrados também são muito pobres em metal, pois, naquela época, os elementos mais abundantes no espaço eram o hidrogênio e o hélio. Outros elementos só começaram a ser sintetizados muito tempo depois e, então, enriqueceram estrelas e planetas com novos materiais.

Mas não é só de velhas estrelas que o bojo da Via Láctea é feito. Aglomerados mais jovens também foram encontrados em estudos anteriores, o que pode dar pistas sobre o verdadeiro formato do bojo da Via Láctea.

“Os últimos trabalhos que saíram sobre a estrutura central da galáxia sugerem que, quando ela é vista de cima, se parece com uma caixa e, quando é vista lateralmente, se parece com um amendoim. Ao que tudo indica, isso se deve ao fato de que existe uma estrutura em X na vertical do bojo,” afirma Camargo.

Os aglomerados foram denominados 1102, 1103, 1104, 1105, e 1106. Eles encontrados com o auxílio dos dados coletados pelo telescópio WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) da NASA, a menos de um quiloparsec (1 parsec = 30,86 trilhões de quilômetros) do centro da Via Láctea.

“Conseguir encontrar este tipo de objeto é algo bastante desafiador, porque eles estão localizados na direção do centro da nossa galáxia e, nesta direção, há muitas estrelas e poeira cósmica que dificultam a diferenciação entre objetos,” disse camargo.

O estudo foi publicado no periódico da Sociedade Americana de Astronomia, The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: Revista Galileu

Um olho vermelho marcante de um aglomerado globular

Esta imagem mostra o aglomerado globular colorido NGC 2108.

© Hubble (NGC 2108)

O aglomerado está aninhado dentro da Grande Nuvem de Magalhães, na constelação do Espadarte (Dorado). Ele foi descoberto em 1835 pelo astrônomo, matemático, químico e inventor John Herschel, filho do famoso William Herschel.

A característica mais marcante deste aglomerado globular é o brilhante ponto vermelho-rubi no centro esquerdo da imagem. O que parece ser o olhar atento do aglomerado é, na verdade, uma estrela de carbono.

As estrelas de carbono são quase sempre gigantes vermelhas e frias, com atmosferas contendo mais carbono do que oxigênio, o oposto do nosso Sol. O monóxido de carbono se forma na camada externa da estrela através de uma combinação destes elementos, até que não haja mais oxigênio disponível. Os átomos de carbono estão livres para formar uma variedade de outros compostos de carbono, tais como C2, CH, CN, C3 e SiC2, que dispersam a luz azul dentro da estrela, permitindo que a luz vermelha passe sem perturbação.

Esta imagem foi captada pela Advanced Camera for Surveys (ACS) do telescópio espacial Hubble da, usando três filtros diferentes.

Fonte: ESA

Como descobrimos o buraco negro no centro da nossa galáxia

Na semana passada, astrônomos anunciaram as primeiras observações do efeito do redshift gravitacional de um buraco negro, a luz vinda de uma estrela no campo gravitacional perto de um buraco negro parecia mais vermelha do que fora da influência do buraco negro.

© NASA/UMass/STScI (Sagittarius A*)

O buraco negro responsável foi Sagitário A* (Sgr A*), o buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea. É provável que a maioria das grandes galáxias como a Via Láctea deva ter buracos negros supermassivos em seus centros, mas só nas últimas duas décadas surgiram fortes evidências de que Sgr A* é nosso buraco negro supermassivo.

A descoberta de Sgr A* é creditada a dois astrônomos, Bruce Balick e Robert L. Brown, que publicaram um artigo em 1974 descrevendo uma fonte de rádio brilhante em uma pequena região no centro da Via Láctea.

Os astrônomos sabiam há algum tempo que havia muitas ondas de rádio perto do centro da Via Láctea. Karl G. Jansky, um físico que trabalhava para a Bell Telephone Laboratories, estava tentando identificar fontes de estática que a companhia telefônica poderia ter de enfrentar quando realizou a descoberta no início da década de 1930. Jansky queria investigar mais para descobrir por que as ondas de rádio estavam vindo do espaço interestelar, mas a Bell Labs não estava interessada, e ninguém mais acompanhou a descoberta por vários anos.

Mesmo que a fonte de rádio tenha sido descoberta em 1974, o nome Sgr A* só apareceu em 1982. Os astrônomos haviam proposto outros nomes, como o GCCRS (Galactic Centre Compact Radio Source), mas eles não entenderam. Brown propôs o nome de Sagitário A* porque a fonte estava dentro de uma estrutura maior de emissão de rádio chamada Sagitário A. A notação de asterisco era usada em física atômica para átomos que estão em um estado de alta energia, e Brown achou que seria uma boa analogia para a fonte de rádio compacta que fornece energia ao ambiente.

Foram observações no início dos anos 2000 das estrelas mais próximas orbitando Sgr A*, como a estrela S2, gravitacionalmente deslocada para o vermelho, que deu aos astrônomos evidências realmente convincentes de que Sgr A* contém um buraco negro supermassivo. Com base nas órbitas das estrelas, os astrônomos calcularam que cerca de 4 milhões de vezes a massa do Sol tinha que estar contida em uma região muito menor do que o tamanho do nosso Sistema Solar. Eles perceberam que o que quer que estivesse no coração de Sgr A* era muito denso para ser qualquer coisa além de um buraco negro.

A melhoria da tecnologia de telescópios permitirá que os astrônomos obtenham detalhes mais refinados em áreas do espaço ao redor de buracos negros supermassivos. O Event Horizon Telescope, uma colaboração de telescópios em todo o mundo trabalhando juntos, observou recentemente a vizinhança imediata de Sgr A*. Espera-se que a equipe do Event Horizon Telescope revele os resultados destas observações em breve.

Fonte: Discovery Magazine

Descobertas propriedades ocultas da Estrela Polar

Dois professores de astrofísica da Universidade de Villanova lideraram uma equipe de pesquisadores que descobriu as propriedades físicas há muito ocultas de Polaris, a famosa "Estrela Polar".

© NASA/Hubble (componentes estelares de Polaris)

Até agora, as amplas estimativas da distância da estrela à Terra (322 a 520 anos-luz) dificultavam a determinação da sua composição física. Mas, equipados com medições precisas de distância obtidas recentemente pela missão Gaia da ESA (447 +/- 1,6 anos-luz), a equipe de Villanova conseguiu determinar o raio, o brilho intrínseco, a idade e a massa da Estrela Polar.

A Estrela Polar é a nossa Cefeida Clássica mais próxima, uma classe rara e importante de estrelas supergigantes muito luminosas que pulsam. A relação entre o brilho intrínseco (luminosidade) e o período de pulsação permite que as cefeidas sejam usadas como "velas padrão" para medir as distâncias de galáxias próximas e distantes.

"A grande incerteza anterior, no que toca à distância da Estrela Polar, foi um impedimento real para fixar as propriedades da nossa Cefeida mais próxima. A missão Gaia mediu a sua distância com um erro inferior a 0,5%," comenta Edward Guinan. "Trabalhar com uma medição precisa da distância abre novos caminhos para investigação sobre a estrutura e evolução da Estrela Polar e de outras Cefeidas."

A pesquisa explica a importância deste avanço para um estudo mais aprofundado da Estrela Polar, onde serve como um importante laboratório astrofísico para o estudo da pulsação estelar, das propriedades, evolução e estrutura das Cefeidas.

"O nosso estudo da Estrela Polar fornece uma compreensão mais clara das estrelas variáveis Cefeidas como uma classe. As Cefeidas são fundamentalmente importantes para determinar as distâncias das galáxias e a velocidade de expansão do Universo. Todas, à exceção de algumas, estão demasiado distantes para determinar as suas propriedades físicas com a precisão agora fornecida pela Estrela Polar," acrescenta Guinam.

Um artigo científico foi publicado na revista Research Notes of The American Astronomical Society.

Fonte: Villanova University

A Supernova de Kepler não deixou sobreviventes

Um novo estudo no qual participa o Instituto de Astrofísica das Canárias (IAC) argumenta que a explosão que Johannes Kepler observou em 1604 foi provocada pela fusão de dois resíduos estelares.

© DSS/Chandra (SN 1604)

A supernova de Kepler, da qual atualmente só permanece o remanescente de supernova, teve lugar na direção da constelação de Ofiúco, no plano da Via Láctea, a 16.300 anos-luz do Sol.

Uma equipe internacional, liderada pela pesquisadora Pilar Ruiz Lapuente (Instituto de Ciências do Cosmos da Universidade de Barcelona), na qual participa o pesquisador do IAC Jonay González Hernández, tentou encontrar a possível estrela sobrevivente do sistema binário no qual a explosão teve lugar.

Nestes sistemas, quando pelo menos uma das estrelas (a que tem a massa mais elevada) chega ao fim da sua vida e se torna numa anã branca, a outra começa a transferir matéria até um certo limite de massa, equivalente a 1,44 massas solares, o chamado limite de Chandrasekhar. Este processo leva à ignição central do carbono na anã branca, produzindo uma explosão que pode multiplicar 100.000 vezes o seu brilho original. Este fenômeno, breve e violento, é conhecido como supernova. Às vezes, como na supernova de Kepler (SN 1604), observada e identificada pelo astrônomo alemão Johannes Kepler em 1604, podem ser observadas a olho nu da Terra.

A supernova de Kepler surgiu da explosão de uma anã branca num sistema binário. Portanto, nesta pesquisa, os astrônomos procuravam a possível companheira sobrevivente da anã branca, que supostamente transferiu massa até ao nível da explosão da anã branca. O impacto desta explosão teria aumentado a luminosidade e velocidade da companheira desaparecida. Poderia até ter modificado a sua composição química. De modo que a equipe procurou estrelas com alguma anomalia que lhes permitisse identificar uma delas como a companheira da anã branca que explodiu há 414 anos.

Para realizar esta pesquisa, foram usadas imagens obtidas com o telescópio espacial Hubble. O objetivo era determinar os movimentos próprios de um grupo de 32 estrelas ao redor do centro do remanescente de supernova que ainda existe hoje. Também foram usados dados obtidos com o instrumento FLAMES, instalado no Very Large Telescope (VLT) de 8,2 metros.

Os cientistas caracterizaram as estrelas, a fim de determinar a sua distância e a sua velocidade radial em relação ao Sol. As estrelas do campo da supernova de Kepler são estrelas muito fracas, apenas acessíveis a partir do hemisfério sul com um telescópio de grande abertura como os telescópios do VLT.

Existe um mecanismo alternativo para produzir a explosão. Consiste na fusão de duas anãs brancas, ou a anã branca com o núcleo de carbono e oxigênio da estrela companheira, num estágio final da sua evolução, ambos os casos dando origem a uma supernova.

A supernova de Kepler é uma das cinco supernovas "históricas" do tipo termonuclear. As outras quatro são a supernova de Tycho Brahe, documentada pelo astrônomo dinamarquês em 1572 e que também foi antes investigada por esta equipe; a SN 1006, também estudada pela equipe em 2012, a SN 185 (que poderá ser a origem do remanescente RCW86); e a recentemente descoberta SNIa G1.9+03, que ocorreu na nossa Galáxia por volta de 1.900 e era apenas visível no hemisfério sul.

Esta pesquisa foi publicada na revista The Astrophysical Journal.

Fonte: Instituto de Astrofísica de Canarias