Descoberta misteriosa fonte de raios X

Uma enigmática fonte de raios X, revelada como parte de um projeto de pesquisa de dados por estudantes do ensino secundário, revela caminhos inexplorados, escondidos no vasto arquivo do observatório de raios X do XMM-Newton da ESA.

© INAF/EXTraS (fonte em NGC 6540)

Quando o XMM-Newton foi lançado em 1999, a maioria dos estudantes que estão hoje terminando o ensino secundário nem sequer tinham nascido. No entanto, o observatório de raios X da ESA, com quase duas décadas de existência, tem muitas surpresas para serem exploradas pela próxima geração de cientistas.

A nova descoberta foi revelada numa colaboração recente entre cientistas do Instituto Nacional de Astrofísica (INAF), em Milão, na Itália, e um grupo de estudantes de uma escola secundária próxima de Saronno.

A interação frutífera foi parte do projeto EXTraS (Exploring the X-ray Transient e variable Sky), um estudo internacional de pesquisa de fontes variáveis dos primeiros 15 anos de observações do XMM-Newton.

O catálogo EXTraS, recentemente publicado, inclui todas as fontes de raios X - cerca de meio milhão - cujo brilho muda com o tempo, como observado pelo XMM-Newton, e lista vários parâmetros observados para cada fonte.

Cientistas do INAF têm cooperado com escolas locais há já alguns anos, recebendo vários grupos de estudantes no instituto, durante algumas semanas, e incorporando-os nas atividades dos vários grupos de pesquisa.

Para este projeto em particular, os alunos receberam uma introdução sobre astronomia e as fontes exóticas que estudamos com telescópios de raios X, bem como um tutorial sobre o banco de dados e como usá-lo.

Os seis estudantes analisaram cerca de 200 fontes de raios X, analisando a sua curva de luz - um gráfico que mostra a variabilidade do objeto ao longo do tempo - e verificando a literatura científica para comprovar se já haviam sido estudados.

Eventualmente, identificaram um punhado de fontes que exibiam propriedades interessantes que não havia sido relatado anteriormente por outros estudos.

Apresentando a menor luminosidade de todos os objetos analisados, esta fonte parece estar localizada no aglomerado globular NGC 6540, e não havia sido estudada antes.

Uma outra fonte de baixa luminosidade de raios X, foi observada pelo XMM-Newton brilhando até 50 vezes o seu nível normal em 2005, e caindo rapidamente novamente após cerca de cinco minutos.

Estrelas como o nosso Sol brilham moderadamente em raios X e, ocasionalmente, passam por explosões que aumentam o seu brilho, como o observado nessa fonte. No entanto, estes eventos, normalmente, duram muito mais tempo, de até algumas horas ou mesmo dias.

Por outro lado, as explosões curtas são observadas em sistemas estelares binários que hospedam um remanescente estelar denso, como a estrela de nêutrons, mas essas manifestações de raios X são caracterizadas por uma luminosidade muito maior.

Este acontecimento está desafiando a compreensão das explosões de raios X: muito curto para ser um brilho estelar comum, mas muito fraco para estar ligado a um objeto compacto.

Outra possibilidade é que a fonte seja um binário cromosfericamente ativo, um sistema duplo de estrelas com intensa atividade de raios X causada por processos na sua cromosfera, uma camada intermediária na atmosfera de uma estrela. Mas mesmo neste caso, não corresponde, de perto, às propriedades de qualquer objeto conhecido desta classe.

Os cientistas suspeitam que esta fonte peculiar não seja única, e que outros objetos com propriedades semelhantes estejam à espreita no arquivo XMM-Newton, mas ainda não foram identificados por causa da combinação de baixa luminosidade e curta duração do brilho.

A equipe planeia estudar, em detalhe, a nova fonte identificada, de modo a entender melhor a sua natureza, enquanto procura por mais objetos semelhantes no arquivo.

Um artigo foi publicado no periódico Astronomy & Astrophysics.

Fonte: ESA

Messier 20 e 21

A bela Nebulosa Trífida, também conhecida como Messier 20 (M20), é fácil de encontrar com um pequeno telescópio na constelação de Sagitário.

© Ignacio Diaz Bobillo (M20 e M21)

A Nebulosa Trífida está localizada a cerca de 5.000 anos-luz de distância da Terra.

A imagem colorida desta nebulosa com contrastes cósmicos compartilha este campo composto, de cerca de 1 grau de largura, com o aglomerado estelar aberto Messier 21 (M21), no canto inferior direito. Dissecada por pistas de poeira a Nebulosa Trífida possui de cerca de 40 anos-luz de diâmetro e apenas 300.000 anos de idade.

Isso a torna uma das regiões de formação de estrelas mais jovens em nosso céu, com estrelas recém-nascidas e embrionárias embutidas em suas nuvens de poeira e gás. As estimativas da distância para aglomerado estelar aberto M21 são semelhantes às do M20, mas, apesar de compartilharem esse lindo céu telescópico, não há conexão aparente entre os dois. Na verdade, as estrelas do M21 são muito mais velhas, com cerca de 8 milhões de anos.

Fonte: NASA

Hipparcos e Gaia ajudam a determinar a massa de Beta Pictoris b

A massa de um exoplaneta muito jovem foi revelada pela primeira vez usando dados da missão Gaia da ESA e do seu satélite predecessor, o aposentado Hipparcos com um quarto de século.

© ESO/A-M. Lagrange (exoplaneta Beta Pictoris b visível em órbita da sua estrela hospedeira)

Os astrônomos Ignas Snellen e Anthony Brown da Universidade de Leiden, na Holanda, deduziram a massa do planeta Beta Pictoris b a partir do movimento da sua estrela hospedeira durante um longo período de tempo, tanto com a ajuda do Gaia como com a do Hipparcos.

O planeta é um gigante gasoso parecido com Júpiter, mas, de acordo com a nova estimativa, é 9 a 13 vezes mais massivo. Orbita a estrela Beta Pictoris, a segunda estrela mais brilhante da constelação de Pintor.

O planeta só foi descoberto em 2008 em imagens captadas pelo Very Large Telescope (VLT) do ESO do Chile. Tanto o planeta como a estrela só têm aproximadamente 20 milhões de anos, cerca de 225 vezes mais jovens do que o Sistema Solar. A sua tenra idade torna o sistema intrigante, mas também difícil de estudar usando métodos convencionais.

O comportamento nos estágios iniciais da sua evolução dificulta a tarefa dos astrônomos em medir com precisão a velocidade radial da estrela, a velocidade à qual parece mover-se periodicamente na direção da Terra e na direção oposta. Pequenas mudanças na velocidade radial de uma estrela, provocadas pela atração gravitacional de planetas na sua vizinhança, são regularmente usadas para estimar as massas de exoplanetas. Mas este método funciona principalmente para sistemas que já passaram pelos estágios iniciais da sua evolução.

No caso de Beta Pictoris b, os limites superiores da gama de massas do planeta foram obtidos antes de usar o método de velocidade radial. Para obter uma estimativa melhor, os astrônomos usaram um método diferente, tirando proveito das medições do Hipparcos e do Gaia que revelam a posição precisa e o movimento da estrela hospedeira do planeta no céu ao longo do tempo.

Por outro lado, a estrela é muito quente, gira depressa e pulsa. A estrela orbita em torno do centro da Via Láctea, tal como o Sol. Da Terra, este movimento parece linear quando projetado no céu. Este movimento é denominado movimento próprio. Também existe o efeito de paralaxe, que é provocado pela Terra em órbita do Sol. Por causa disso, ao do longo do ano, vemos a estrela de ângulos ligeiramente diferentes.

E há ainda as pequenas oscilações na trajetória da estrela no céu, desvios minúsculos da trajetória esperada provocados pela atração gravitacional do planeta em órbita da estrela. Esta é a mesma oscilação que pode ser medida através de mudanças na velocidade radial, mas ao longo de uma direção diferente, no plano do céu e não ao longo da linha de visão.

Para poder fazer tal avaliação, os astrônomos precisam de observar a trajetória da estrela durante um período de tempo longo a fim de entender adequadamente o movimento próprio e o efeito de paralaxe.

A missão Gaia, desenhada para observar mais de um bilhão de estrelas na nossa Galáxia, será eventualmente capaz de fornecer informações sobre uma grande quantidade de exoplanetas. Nos 22 meses de observações incluídas no segundo lançamento de dados do Gaia, publicado em abril, o satélite registou a estrela Beta Pictoris cerca de 30 vezes. No entanto, isso não é suficiente.

A combinação das medições do Gaia com as da missão Hipparcos da ESA, que observou Beta Pictoris 111 vezes entre 1990 e 1993, levou a que Ignas e Anthony obtivessem o seu resultado muito mais depressa. Isto levou à primeira estimativa bem-sucedida da massa de um planeta jovem usando medições astrométricas.

O movimento próprio também contém o componente provocado pelo planeta em órbita. O Hipparcos, por si só, não teria sido capaz de encontrar este planeta porque a estrela pareceria solitária e perfeitamente normal a não ser que fosse observado por muito mais tempo.

O resultado representa um passo importante para uma melhor compreensão dos processos envolvidos na formação planetária e antecipa as empolgantes descobertas de exoplanetas que serão alcançadas pelos futuros lançamentos de dados do Gaia.

Um artigo foi publicado na revista Nature Astronomy.

Fonte: ESA

Água gelada confirmada nos polos da Lua

Astrônomos observaram diretamente evidências definitivas de água gelada na superfície da Lua, nas partes mais escuras e mais frias das suas regiões polares.

© NASA (distribuição do gelo superficial nos polos lunares)

A imagem mostra a distribuição do gelo superficial no polo sul (esquerda) e no polo norte (direita) da Lua, detectado pelo instrumento M3 (Moon Mineralogy Mapper) da NASA. O azul representa as localizações do gelo, sobrepostas sobre uma imagem da superfície lunar, onde o tom cinza corresponde a temperaturas (tons escuros correspondem a áreas mais frias e tons mais claros correspondem a zonas mais quentes). O gelo está concentrado nos locais mais frios e escuros, nas sombras das crateras.

Estes depósitos de gelo estão distribuídos de forma irregular e podem ser antigos. No polo sul, a maioria da água gelada está concentrada nas crateras lunares, enquanto o gelo no polo norte está mais amplamente distribuído, mas é mais escasso.

Uma equipe de cientistas, liderada por Shuai Li da Universidade do Hawaii e da Universidade de Brown e que inclui Richard Elphic do Centro de Pesquisa Ames da NASA, usou dados do instrumento M3 da NASA para identificar três assinaturas específicas que definitivamente comprovam a existência de água gelada na superfície da Lua.

O instrumento M3, a bordo da sonda Chandrayaan-1, lançada em 2008 pela ISRO (Indian Space Research Organization), a agência espacial da Índia, estava equipado para confirmar a presença de gelo na Lua. Recolheu dados que não só captaram as propriedades refletivas que era esperada do gelo, mas também foi capaz de medir diretamente a maneira distinta como as suas moléculas absorvem a luz infravermelha, de modo que pode diferenciar entre água líquida, vapor e gelo sólido.

A maior parte do gelo recém-descoberto encontra-se nas sombras de crateras perto dos polos, onde as temperaturas mais quentes nunca sobem acima dos -157ºC. Devido à inclinação muito pequena do eixo de rotação da Lua, a luz solar nunca alcança estas regiões.

As observações anteriores encontraram indiretamente possíveis sinais de água gelada superficial no polo lunar sul, mas estes podiam ter sido explicados por outros fenômenos, como por exemplo solo lunar incomumente refletivo.

Com gelo suficiente à superfície - nos primeiros milímetros - a água pode ser utilizada como recurso para expedições futuras para explorar e até permanecer na Lua, e é potencialmente mais fácil de aceder do que a água detectada por baixo da superfície da Lua.

Aprender mais sobre este gelo, como lá chegou e como interage com o maior ambiente lunar será um foco fundamental da NASA e parceiros comerciais, à medida que se esforçam para regressar e explorar o nosso vizinho mais próximo, a Lua.

Os resultados foram publicados na revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

Fonte: University of Hawaii

Elementos brilhantes na Nebulosa da Alma

Estrelas estão se formando na Nebulosa da Alma.

© Jesús M.Vargas/Maritxu Poyal (IC 1898)

A Nebulosa da Alma é uma grande região formadora de estrelas, também denominada IC 1898, que pode ser encontrada na direção da constelação de Cassiopeia, que a mitologia grega credita como a esposa vaidosa de um rei que governou há muito tempo as terras ao redor do alto rio Nilo.

A Nebulosa da Alma abriga vários aglomerados abertos de estrelas, uma grande fonte de rádio conhecida como W5 e enormes bolhas formadas pelos ventos de jovens estrelas massivas.

Localizada a cerca de 6.500 anos-luz de distância, a Nebulosa da Alma se estende por cerca de 100 anos-luz e geralmente é vista ao lado de seu vizinho celestial, a Nebulosa do Coração (IC 1805).

A imagem em destaque é um composto de três exposições em cores diferentes: vermelho devido à emissão de gás hidrogênio, amarelo devido à emissão de enxofre e azul devido à emissão do oxigênio.

Fonte: NASA

As capacidades de frequências mais altas do ALMA

Uma equipe de cientistas que usa as capacidades de maior frequência do ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) descobriu jatos de vapor de água quente saindo de uma estrela recém-formada.

© ALMA (NGC 6334I)

Os pesquisadores também detectaram as "impressões digitais" de uma surpreendente variedade de moléculas próximas deste berçário estelar.

O telescópio ALMA no Chile transformou a forma como vemos o Universo, mostrando-nos partes do cosmos que de outro modo seriam invisíveis. Este conjunto de antenas incrivelmente precisas estuda uma faixa de rádio comparativamente de alta frequência: ondas que variam de alguns décimos de milímetro até vários milímetros em amplitude. Recentemente, os cientistas empurraram o ALMA aos seus limites, aproveitando as capacidades de maior frequência (menor comprimento de onda), que espiam parte do espectro eletromagnético que cruza a linha entre o infravermelho e o rádio.

"As observações de rádio de alta frequência como estas normalmente não são possíveis no solo," comenta Brett McGuire, químico do National Radio Astronomy Observatory (NRAO). "Elas exigem a extrema precisão e sensibilidade do ALMA, juntamente com algumas das condições atmosféricas mais secas e estáveis que podem ser encontradas na Terra."

Sob condições atmosféricas ideais, que ocorreram na noite de 5 de abril de 2018, os astrônomos exploraram a frequência submilimétrica mais alta do ALMA numa região curiosa da Nebulosa Pata de Gato, também conhecida como NGC 6334I, uma região de formação estelar localizada a cerca de 4.300 anos-luz da Terra na direção da constelação de Escorpião.

As observações anteriores do ALMA desta região, em frequências mais baixas, revelaram a formação turbulenta de estrelas, um ambiente altamente dinâmico e uma riqueza de moléculas no interior da nebulosa.

Para observar em frequências mais altas, as antenas do ALMA estão desenhadas para acomodar uma série de "bandas" - numeradas de 1 a 10 - e cada uma estuda uma parte específica do espectro. Os receptores de Banda 10 observam as frequências mais altas (comprimentos de onda mais curtos) de qualquer um dos instrumentos ALMA, abrangendo comprimentos de onda de 0,3 a 0,4 milímetros (787 a 950 gigahertz), também considerados radiação infravermelha de comprimento de onda longo.

Um dos primeiros resultados da Banda 10 do ALMA foi também um dos mais desafiadores, a observação direta de jatos de vapor de água liberados por uma das maiores protoestrelas da região. O ALMA foi capaz de detectar a luz de comprimento de onda submilimétrico naturalmente emitida pela água pesada (moléculas de água formadas por átomos de oxigênio, hidrogênio e deutério, que são átomos de hidrogênio com um próton e um nêutron no seu núcleo).

À medida que as estrelas começam a se formar a partir de nuvens massivas de poeira e gás, o material ao redor da estrela cai para a massa no centro. Uma porção deste material, no entanto, é expelido da protoestrela em crescimento como um par de jatos, que transportam gás e moléculas, incluindo água.

A água pesada que os cientistas observaram flui ou de uma única protoestrela ou de um pequeno aglomerado de protoestrelas. Estes jatos estão orientados de modo diferente do que parecem ser jatos muito maiores e potencialmente mais maduros emanados da mesma região. Os astrónomos especulam que os jatos de água pesada vistos pelo ALMA são características relativamente recentes que começam agora a mover-se para a nebulosa ao redor.

Estas observações também mostram que nas regiões onde esta água bate no gás circundante, masers de água de baixa frequência - versões naturais de lasers de micro-ondas - entram em erupção. Os masers foram detectados em observações complementares pelo Very Large Array (VLA).

Além de produzir imagens marcantes de objetos no espaço, o ALMA também é um sensor cosmo-químico extremamente sensível. À medida que as moléculas vibram no espaço, naturalmente emitem luz em comprimentos de onda específicos, que aparecem como picos e quedas num espectro. Todas as bandas receptoras do ALMA podem detectar estas impressões digitais únicas, mas as linhas das frequências mais altas fornecem uma visão única sobre substâncias químicas mais leves e importantes, como a água pesada. Também fornecem a capacidade de observar estes sinais de moléculas complexas e quentes, que possuem linhas espectrais mais fracas em frequências mais baixas.

Usando a Banda 10, os pesquisadores foram capazes de observar uma região do espectro que é extraordinariamente rica em impressões digitais moleculares, incluindo a do glicoaldeído, a molécula mais simples relacionada com o açúcar.

Um artigo foi publicado na revista The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: National Radio Astronomy Observatory

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