Encontradas quase 500 explosões em núcleos galácticos

Além das bilhões de estrelas da Via Láctea, o observatório espacial Gaia da ESA também observa objetos extragaláticos. O seu sistema automatizado de alerta avisa os astrônomos sempre que é detectado um evento transitório.

© NRAO/NASA (ilustração de um evento de ruptura de marés)

Uma equipe de astrônomos descobriu que, ao ajustar o sistema automatizado existente, a sonda Gaia pode ser usada para detectar centenas de transientes peculiares nos centros de galáxias. Encontraram cerca de 480 transientes ao longo de um período de cerca de um ano. O seu novo método será implementado no sistema o mais rápido possível, permitindo que os astrônomos determinem a natureza destes eventos.

Em 2013, a ESA lançou a sua sonda Gaia para medir a localização de bilhões de estrelas na nossa Galáxia e dezenas de milhões de galáxias. Cada posição no céu entra na visão da sonda uma vez por mês, num total de aproximadamente setenta vezes durante a missão. Isto permite que a sonda identifique eventos transitórios, como buracos negros supermassivos que dilaceram estrelas ou estrelas que explodem como supernovas. O observatório Gaia nota uma diferença no brilho quando volta à mesma zona do céu um mês depois. Uma equipe de astrônomos do Netherlands Institute for Space Research (SRON) da Holanda, da Universidade de Radboud e da Universidade de Cambridge encontrou agora quase quinhentos transientes ocorrendo nos centros de galáxias ao longo de um ano.

Os astrônomos Zuzanna Kostrzewa-Rutkowska, Peter Jonker, Simon Hodgkin e outros procuraram na base de dados do Gaia eventos transitórios em torno dos núcleos de galáxias entre julho de 2016 e junho de 2017. Usaram um catálogo de galáxias, a versão 12 do Sloan Digitized Sky Survey (SDSS), e uma ferramenta matemática personalizada. A nova ferramenta permite que os pesquisadores identifiquem eventos luminosos e raros oriundos dos centros galácticos. Identificaram 480 eventos, dos quais apenas cinco foram captados antes pelo sistema de alerta.

Alertar rapidamente a comunidade astronômica é fundamental para muitos dos eventos descobertos. Para cerca de cem destes eventos, nada fora do comum foi observado pelo observatório Gaia no mês anterior e no mês após a detecção, indicando que o evento que levou à emissão de luz foi curto. "Estes eventos têm um grande valor porque permitem que os astrônomos estudem por um breve período buracos negros supermassivos anteriormente invisíveis," explica Jonker. "Especialmente os eventos de curta duração, que podem indicar a localização dos até agora elusivos buracos negros de massa intermédia que destroem as estrelas."

A explicação principal para a maioria dos eventos é que os buracos negros supermassivos que residem nos núcleos das galáxias tornam-se repentinamente muito mais ativos à medida que a quantidade de gás que cai para o buraco negro aumenta e ilumina o ambiente próximo do buraco negro. Este novo combustível pode ser extraído de uma estrela rasgada pela enorme atração gravitacional do buraco negro.

Peter Jonker, com Zuzanna Kostrzewa-Rutkowska e outros do seu grupo, iniciaram recentemente uma campanha para decifrar a natureza dos 480 novos transientes usando o telescópio William Herschel situado em La Palma, Ilhas Canárias.

Os resultados serão publicados na edição de novembro da revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: Netherlands Institute for Space Research

Nova pesquisa diz que Plutão é um planeta

Segundo uma nova pesquisa da Universidade da Flórida Central, a razão pela qual Plutão perdeu o seu estatuto de planeta não é válida.

© NASA/SwRI (Plutão)

Em 2006, a União Astronômica Internacional (UAI) estabeleceu que um planeta deveria "limpar" a sua órbita, ou seja, ser a maior força gravitacional na sua órbita.

Dado que a gravidade de Netuno influencia o seu vizinho Plutão, e que Plutão partilha a sua órbita com gases gelados e objetos no Cinturão de Kuiper, isso significou retirar a Plutão o estatuto de planeta.

No entanto, o cientista planetário Philip Metzger, da Universidade da Flórida Central e do Instituto Espacial da Flórida, informou que este padrão de classificação de planetas não é suportado na literatura de pesquisa.

Metzger, que é o autor principal do estudo, examinou a literatura científica dos últimos 200 anos e encontrou apenas uma publicação, de 1802, que utilizou o requisito de limpar a órbita para classificar planetas, e foi baseado num raciocínio refutado.

Ele disse que luas como Titã (Saturno) e Europa (Júpiter) têm sido rotineiramente chamadas planetas por cientistas planetários desde a época de Galileu.

O cientista planetário diz que a revisão da literatura mostrou que a divisão real entre planetas e outros corpos celestes, como asteroides, ocorreu no início da década de 1950 quando Gerard Kuiper publicou um artigo que fez a sua distinção com base no modo como foram formados.

No entanto, até esta lógica já não é considerada um fator que determina se um corpo celeste é um planeta.

Kirby Runyon, do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins, diz que a definição da UAI é errônea, pois a revisão da literatura mostrou que a limpeza da órbita não é uma norma usada para distinguir asteroides de planetas, como a UAI afirmou ao elaborar a definição de 2006 do termo planeta.

Metzger diz que a definição de planeta deve basear-se nas suas propriedades intrínsecas, ao invés daquelas que podem mudar, como por exemplo a dinâmica da órbita de um planeta.

Em vez disso, Metzger recomenda classificar um planeta se for grande o suficiente para que a sua gravidade permita que se torne esférico.

"E isso não é apenas uma definição arbitrária," observa. "Acontece que este é um marco importante na evolução de um corpo planetário, porque aparentemente quando isso acontece, dá início a geologia ativa no corpo."

Plutão, por exemplo, tem um oceano subterrâneo, uma atmosfera com várias camadas, compostos orgânicos, evidências de antigos lagos e múltiplas luas.

"É mais dinâmico e vivo que Marte," diz Metzger. "O único planeta que tem geologia mais complexa é a Terra."

O estudo foi publicado na revista Icarus.

Fonte: University of Central Florida

Prevendo com sucesso a forma da coroa solar

O Sol é tão fácil de estudar quanto qualquer objeto astronômico poderia ser. É brilhante, então não há falta de luz para examinar; está próximo, então até pequenos detalhes em sua superfície são claros; e por cerca de doze horas por dia, quase não enfrenta concorrência pela atenção astronômica.

© Predictive Science Inc. (simulação da aparência da coroa durante o eclipse solar total)

Mas, apesar de toda a sua proximidade e brilho, o Sol continua misterioso. Ironicamente, sua camada mais externa, a coroa, uma intricada coroa de plasma difuso e superaquecido, é a menos compreendida. A coroa expressa a angústia magnética oculta do Sol. Como o plasma é feito de partículas carregadas, que respondem à influência magnética, o campo magnético do Sol pode torcer a coroa em laços e faixas.

Quando o campo magnético irrompe, continuamente puxado pela rotação do Sol, ele lança plasma coronal no espaço interplanetário. Esse tipo de clima espacial ameaça satélites, redes elétricas e de telecomunicações, por isso é do nosso interesse entender isso. Agora, os físicos solares mostraram que podem prever com precisão a aparência da coroa uma semana antes, um marco importante no caminho para a previsão do vento solar que se aproxima.

Zoran Mikić (Predictive Science, Inc.) e colaboradores oferecem um novo modelo das camadas externas do Sol que está atualizado com os últimos trabalhos teóricos sobre como o interior do Sol aquece e magneticamente estimula a coroa. Mikić e seus colegas testaram este modelo no ano passado, quando tomaram as observações do Sol em 16 de julho e 11 de agosto de 2017, e deixaram um supercomputador da NASA calcular, segundo seu modelo, como seria a coroa solar dez dias depois, durante o eclipse solar total de 21 de agosto. Eles então compararam essas visualizações com imagens reais tiradas por fotógrafos baseados em terra.

Vale a pena parar aqui para enfatizar o quão incomum é um estudo como esse; em geral, os astrônomos estudam objetos distantes que evoluem lentamente. É raro poder executar uma simulação e testar seus resultados imediatamente. Os resultados da simulação computacional foram encorajadores: a coroa simulada tem a mesma forma ampla que a sua contraparte da vida real, com o plasma fluindo para o espaço, bem como laços intermediários com estrutura de pequena escala semelhante aos do Sol real.

Embora o Sol simulado não seja perfeito, sua correspondência decente com o Sol real dá aos astrônomos solares confiança de que estão no caminho certo para entender a física das camadas externas do Sol. Durante a simulação, Mikić e colaboradores foram capazes de testar a física solar, notando, por exemplo, raios coronais se estendendo à esquerda do disco solar, que são visualmente semelhantes às plumas que saem dos polos norte e sul do Sol.

Nos polos, isso acontece porque as linhas do campo magnético se estendem diretamente para o espaço, como as linhas que apontam diretamente para fora das extremidades de uma barra magnética. Para verificar se os raios apontados para a esquerda tinham a mesma origem física, Mikić e colaboradores entraram em sua simulação, desligaram as partes em forma de bastão da coroa e observaram os raios desaparecerem.

Juntamente com medições novas e melhoradas do campo magnético do Sol, modelos como este poderiam em breve rastrear a evolução contínua do Sol, semelhante ao que é feito em modelos climáticos terrestres. Com esses dados em breve em missões como a Parker Solar Probe, da NASA, estamos no caminho de nunca mais sermos surpreendidos por uma tempestade solar!

Um artigo sobre o assunto foi publicado na revista Nature Astronomy.

Fonte: Sky & Telescope

Colisão cósmica forja um anel galáctico em raios X

Astrônomos usaram o observatório de raios X Chandra da NASA para descobrir um anel gerado por buraco negro ou estrela de nêutrons em uma galáxia a 300 milhões de anos-luz da Terra.

© Hubble/Chandra (galáxia AM 0644-771)

Este anel, apesar de não exercer poder sobre a Terra, pode ajudar os cientistas a entender melhor o que acontece quando as galáxias colidem umas com as outras em impactos catastróficos.

Nesta nova imagem composta da galáxia AM 0644-741, os raios X do Chandra (roxo) foram combinados com dados ópticos do telescópio espacial Hubble (vermelho, verde e azul). Os dados do Chandra revelam a presença de fontes de raios X muito brilhantes, provavelmente sistemas binários alimentados por um buraco negro de massa estelar ou estrela de nêutrons, em um notável anel. Os resultados são relatados por astrônomos liderados por Anna Wolter, do INAF-Osservatorio Astronomico di Brera, em Milão, Itália.

De onde veio o anel provocado por buraco negro ou estrela de nêutrons na galáxia AM 0644-741? Os astrônomos pensam que foi criado quando uma galáxia foi atraída por outra galáxia pela força da gravidade. A primeira galáxia gerou ondulações no gás da segunda galáxia, a AM 0644-741, localizada no canto inferior direito. Essas ondulações então produziram um anel de gás em expansão na galáxia AM 0644-741 que desencadeou o nascimento de novas estrelas. A primeira galáxia é possivelmente aquela localizada na parte inferior esquerda da imagem.

A mais massiva dessas estrelas levará uma vida curta, em termos cósmicos,- de milhões de anos. Depois disso, seu combustível nuclear é gasto e as estrelas explodem como supernovas deixando para trás buracos negros com massas tipicamente entre cinco a vinte vezes a do Sol, ou estrelas de nêutrons com uma massa aproximadamente igual à do Sol.

Alguns desses buracos negros ou estrelas de nêutrons têm estrelas companheiras próximas e sugam gás de seu parceiro estelar. Este gás cai em direção ao buraco negro ou estrela de nêutrons, formando um disco giratório como a água circulando num dreno, e se aquece por atrito. Este gás superaquecido produz grandes quantidades de raios X que o Chandra pode detectar.

Enquanto um anel de buraco negro ou estrela de nêutrons é intrigante em si mesmo, há mais na história da galáxia AM 0644-741. Todas as fontes de raios X detectadas no anel da galáxia AM 0644-741 são brilhantes o suficiente para serem classificadas como fontes de raios X ultraluminosas. (ULXs). Esta é uma classe de objetos que produzem centenas a milhares de vezes mais raios X do que a maioria dos sistemas binários "normais" nos quais uma estrela companheira está em órbita em torno de uma estrela de nêutrons ou um buraco negro.

Até recentemente, a maioria dos astrônomos achava que as ULXs geralmente continham buracos negros de massa estelar, com a possível presença em alguns casos de buracos negros de massa intermediária (IMBHs) que contêm mais de cem vezes a massa do Sol. No entanto, esse pensamento foi derrubado quando algumas ULXs em outras galáxias, incluindo M82 e M51, foram encontradas estrelas de nêutrons.

Várias outras explicações, além dos IMBHs, têm sido sugeridas para a intensa emissão de raios X de ULXs. Eles incluem o crescimento anormalmente rápido do buraco negro ou da estrela de nêutrons, ou efeitos geométricos decorrentes do afunilamento de material ao longo das linhas do campo magnético.

A identidade das ULXs individuais na galáxia AM 0644-741 é atualmente desconhecida. Elas podem ser uma mistura de buracos negros e estrelas de nêutrons, e também é possível que sejam todos buracos negros ou todas estrelas de nêutrons.

Nem todas as fontes de raios X da imagem estão localizadas no anel da galáxia AM 0644-741. Uma das fontes é um buraco negro de rápido crescimento localizado bem atrás da galáxia a uma distância de 9,1 bilhões de anos-luz da Terra. Outra fonte intrigante detectada pelo Chandra é um crescente buraco negro supermassivo localizado no centro da galáxia.

No novo estudo, os pesquisadores também usaram observações do Chandra para estudar outras seis galáxias anelares além da galáxia AM 0644-741. Um total de 63 fontes foram detectadas nas sete galáxias, e 50 delas são ULXs. Os autores observam um maior número médio de ULXs por galáxia nestas galáxias anelares do que em outros tipos de galáxias. As galáxias anelares estimularam o interesse dos astrônomos porque são os locais ideais para examinar modelos de como as estrelas duplas se formam e entender a origem das ULXs.

O artigo descrevendo o estudo da galáxia AM 0644-741 e suas galáxias anelares foi publicado no periódico Astrophysical Journal.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Quatro famílias de asteroides extremamente jovens são identificadas

Quatro famílias de asteroides extremamente jovens foram identificadas por pesquisadores da Universidade Estadual Paulista (Unesp), em Guaratinguetá.

© Misconception Junction (ilustração do cinturão de asteroides)

O grupo é liderado pelo físico Valerio Carruba, nascido na Itália e professor no Departamento de Matemática da Unesp.

“Identificamos essas novas famílias por meio de simulação numérica, utilizando o Método de Integração Reversa, bem mais preciso do que outros na determinação de idades de famílias de asteroides. Mas esse método só funciona para famílias realmente muito jovens, com menos de 20 milhões de anos. Até recentemente, apenas oito famílias haviam sido estudadas com esse método. Agora, conhecemos 13, quase um terço das quais foram identificadas por nosso grupo,” disse Carruba.

As quatro famílias em questão, todas com menos de 7 milhões de anos, localizam-se no chamado Cinturão Principal, situado entre as órbitas de Marte e Júpiter.

A datação baseou-se em dois parâmetros fundamentais: a longitude do pericentro e a longitude do nodo ascendente. O pericentro da órbita de um planeta, cometa ou asteroide é o ponto no qual a trajetória do corpo mais se aproxima do Sol. O nodo ascendente é o ponto no qual a órbita cruza, de baixo para cima, um plano de referência, geralmente o Plano da Eclíptica.

“No momento de formação de uma família de asteroides, todos os pericentros e nodos ascendentes dos integrantes estão alinhados. Mas, à medida que a família evolui, esses alinhamentos são perdidos, devido às perturbações gravitacionais produzidas pelos planetas e, possivelmente, por alguns asteroides massivos. Baseado nos dados atuais, o Método de Integração Reversa possibilita retroceder ao passado, por meio de simulação numérica, e recuperar a época em que os parâmetros estavam alinhados. Assim é feita a datação,” explicou Carruba.

Além das quatro famílias identificadas, a equipe estudou outras 55 novas famílias. E, paralelamente à datação, estabeleceu também um diagrama que permite distinguir com bastante precisão dois tipos de famílias: as que se formaram por eventos de colisão e as que se formaram por fissão de um corpo predecessor.

A colisão de dois asteroides pode levar à fragmentação de um deles ou dos dois, originando uma família com vários objetos. Já a fissão consiste na ejeção de matéria pelo corpo predecessor, seja por isso ter adquirido uma rotação muito rápida em torno do próprio eixo e ter sofrido uma colisão, ou por ter tido um corpo secundário expulso recentemente e que se despedaçou.

“Das quatro famílias que identificamos, uma se formou seguramente por colisão. Outra com grande probabilidade. As demais foram identificadas muito recentemente e precisamos de mais estudos para formular uma hipótese relativa à sua formação,” disse Carruba.

O Cinturão Principal é um extraordinário nicho de asteroides, com mais de 700 mil objetos conhecidos. Esse número tende a aumentar, devido à melhoria dos métodos de detecção, e pode ser estimado no patamar de 1 milhão.

Mas a distribuição dos asteroides nesse nicho está longe de ser homogênea, segundo Carruba. Devido à complicadíssima interação gravitacional entre tantos corpos em presença e, principalmente, ao poderoso campo gravitacional de Júpiter, formaram-se, no interior do Cinturão, várias regiões distintas.

Um fenômeno importante nessa estruturação é a chamada “ressonância de movimento médio”, que ocorre quando dois corpos que orbitam um terceiro têm seus períodos orbitais emparelhados, na razão de dois números inteiros pequenos.

As ressonâncias criam espaços vazios na distribuição radial dos asteroides, denominadas Lacunas de Kirkwood, em homenagem ao astrônomo norte-americano Daniel Kirkwood (1814-1895), que as descobriu no século 19.

“De 33% a 35% dos asteroides do Cinturão Principal são membros de famílias. Existem mais de 120 famílias reconhecíveis e várias dezenas de grupos estatisticamente menos significativos. Grandes famílias contêm centenas de membros, enquanto que famílias pequenas podem ter por volta de 10 membros,” disse Carruba.

As estimativas de idade das famílias de asteroides vão de poucos milhões a centenas de milhões de anos. A família mais antiga do Cinturão Principal tem idade estimada em 4 bilhões de anos, tendo participado, portanto, da primeira fase de formação do Sistema Solar.

Um artigo a respeito foi publicado no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: FAPESP (Agência)

Jato veloz de material de fusão de estrelas de nêutrons

Medições precisas usando uma coleção continental de radiotelescópios revelaram que um jato estreito de partículas se movendo quase à velocidade da luz irrompeu no espaço interestelar depois que um par de estrelas de nêutrons se fundiram numa galáxia a 130 milhões de anos-luz da Terra.

© NASA (ilustração da emissão de jato da fusão de estrelas de nêutrons)

A fusão, cujo sinal foi captado em agosto de 2017, expulsou ondas gravitacionais pelo espaço. Foi o primeiro evento a ser detectado tanto por ondas gravitacionais como por ondas eletromagnéticas, incluindo raios gama, raios X, luz visível e ondas de rádio.

O rescaldo da fusão, de nome GW170817, foi observado por telescópios espaciais e terrestres espalhados pelo globo. Os cientistas observaram as características das ondas recebidas a mudar com o tempo e usaram essas alterações como pistas para revelar a natureza dos fenômenos que se seguiram à fusão.

Uma questão que se destacou, mesmo meses após a fusão, era se o evento havia produzido ou não um jato estreito e veloz de material que chegou ao espaço interestelar. É uma questão importante, porque esses jatos são necessários para produzir o tipo de explosões de raios gama que os teóricos dizem ser provocadas pela fusão de pares de estrelas de nêutrons.

A resposta surgiu quando os astrônomos usaram uma combinação do VLBA (Very Long Baseline Array), do VLA (Karl G. Jansky Very Large Array) e do GBT (Robert C. Byrd Green Bank Telescope) e descobriram que uma região de emissão de rádio da fusão tinha-se movido e o movimento era tão rápido que apenas um jato podia explicar a sua velocidade.

"Nós medimos um movimento aparente que é quatro vezes mais rápido do que a luz. Essa ilusão, chamada de movimento superluminal, resulta quando o jato é apontado quase na direção da Terra e o material no jato aproxima-se da velocidade da luz," comenta Kunal Mooly, do NRAO (National Radio Astronomy Observatory) e do Caltech.

Os astrônomos observaram o objeto 75 dias após a fusão e novamente 230 dias depois.

"Com base na nossa análise, este jato é provavelmente muito estreito, no máximo com 5 graus de largura, e foi apontado a apenas 20 graus da direção da Terra," salienta Adam Deller, da Universidade de Tecnologia de Swinburne e anteriormente do NRAO. "Mas, para coincidir com as nossas observações, o material no jato tem que ter sido expelido a mais de 97% da velocidade da luz," acrescentou.

O cenário que surgiu é que a fusão inicial das duas estrelas de nêutrons superdensas provocou uma explosão que impulsionou uma "concha" esférica de detritos para fora. As estrelas de nêutrons colapsaram num buraco negro cuja poderosa gravidade começou a puxar o material na sua direção. Esse material formou um disco com rotação rápida, que por sua vez gerou um par de jatos que se movem para fora dos seus polos.

À medida que o evento se desenrolava, a questão alterou-se para determinar se os jatos irromperiam da "concha" de detritos da explosão original. Os dados das observações indicaram que um jato tinha interagido com os detritos, formando um "casulo" amplo de material que se expandia para fora. Esse casulo expande-se mais lentamente do que um jato.

"A nossa interpretação é que o casulo dominou a emissão rádio até cerca de 60 dias após a fusão, e que depois o jato é que dominou a emissão," comenta Ore Gottlieb, da Universidade de Tel Aviv, um dos principais teóricos do estudo.

"Tivemos a sorte de poder observar este evento, porque se o jato tivesse sido apontado para muito mais longe da [perspetiva da] Terra, a emissão rádio teria sido demasiado fraca para a detectarmos," observa Gregg Hallinan do Caltech.

Os cientistas afirmaram que a detecção de um jato veloz em GW170817 fortalece bastante a ligação entre as fusões de estrelas de nêutrons e as explosões de raios gama de curta duração. Acrescentaram também que é necessário que os jatos apontem para relativamente perto da Terra para que a explosão de raios gama seja detectada.

"O nosso estudo demonstra que a combinação de observações do VLBA, do VLA e do GBT é um método poderoso de estudar os jatos e a física associada com os eventos de ondas gravitacionais," realça Mooley.

Os jatos são fenômenos enigmáticos vistos em vários ambientes, e agora estas observações extraordinárias na faixa de rádio do espetro eletromagnético estão proporcionando uma visão fascinante sobre elas, contribuindo para a compreensão de como funcionam.

As descobertas foram relatadas na revista Nature.

Fonte: National Radio Astronomy Observatory

Telescópio mapeia raios cósmicos nas Nuvens de Magalhães

Os cientistas usaram um radiotelescópio no interior da Austrália Ocidental para observar a radiação dos raios cósmicos em duas galáxias vizinhas, mostrando áreas de formação estelar e ecos de supernovas passadas.

© ICRAR (Grande Nuvem de Magalhães)

A imagem acima mostra uma composição colorida (vermelho, verde e azul) da Grande Nuvem de Magalhães feita a partir de dados de rádio a 123, 181 e 227 MHz. Nestes comprimentos de onda, é visível a emissão dos raios cósmicos e dos gases quentes que pertencem a regiões de formação estelar e remanescentes de supernova da galáxia.

O telescópio MWA (Murchison Widefield Array) foi capaz de mapear a Grande e a Pequena Nuvem de Magalhães em detalhes sem precedentes enquanto orbitam em torno da Via Láctea.

Ao observar o céu em frequências muito baixas, os astrônomos detectaram raios cósmicos e gás quente nas duas galáxias e identificaram manchas onde podem ser encontradas estrelas recém-nascidas e remanescentes de explosões estelares.

Os raios cósmicos são partículas carregadas muito energéticas que interagem com campos magnéticos para criar radiação que podemos ver com radiotelescópios.

"Estes raios cósmicos são originários de remanescentes de supernova, restos de estrelas que explodiram há muito tempo," disse o astrofísico e professor Lister Staveley-Smith, do ICRAR (International Centre for Radio Astronomy Research).

As explosões de supernova de onde são originários estão relacionadas com estrelas muito massivas, muito mais massivas do que o nosso próprio Sol. O número de raios cósmicos produzidos depende da taxa de formação destas estrelas massivas há milhões de anos.

A Grande e a Pequena Nuvem de Magalhães estão muito próximas da nossa Via Láctea, a menos de 200.000 anos-luz, e podem ser vistas no céu noturno a olho nu.

Esta é a primeira vez que as galáxias foram mapeadas em detalhe em frequências de rádio tão baixas. A observação das Nuvens de Magalhães nestas frequências muito baixas, entre 76 e 227 MHz, significa que podemos estimar o número de novas estrelas formadas nessas galáxias," disse a Dra. Bi-Qing For, astrônoma do ICRAR.

"Descobrimos que a taxa de formação estelar na Grande Nuvem de Magalhães é aproximadamente equivalente a uma nova estrela com a massa do nosso Sol a cada 10 anos. Na Pequena Nuvem de Magalhães, a taxa de formação estelar é mais ou menos equivalente a uma nova estrela com a massa do nosso Sol a cada 40 anos."

Incluídas nas observações estão 30 Dourado, uma excecional região de formação estelar na Grande Nuvem de Magalhães que é mais brilhante do que qualquer região de formação estelar na Via Láctea, e a Supernova 1987A, a supernova mais brilhante desde a invenção do telescópio.

Os resultados são um vislumbre emocionante da ciência que será possível com os radiotelescópios de próxima geração. Além disso, o futuro SKA (Square Kilometre Array), onde as linhas de base são oito vezes mais longas, fornecerá imagens excepcionalmente boas.

A pesquisa foi publicada no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: International Centre for Radio Astronomy Research

Hubble observa aurora no polo norte de Saturno

Astrônomos usando o telescópio espacial Hubble fizeram uma série de imagens espetaculares com as auroras agitadas no polo norte de Saturno.

© Hubble (aurora do polo norte de Saturno em 2018)

As observações foram feitas em luz ultravioleta e as imagens resultantes fornecem aos astrônomos a imagem mais abrangente até o momento da aurora do polo norte de Saturno.

Em 2017, durante um período de sete meses, o telescópio espacial Hubble captou imagens de auroras acima da região do polo norte de Saturno usando o espectrógrafo de imagens. As observações foram feitas antes e depois do solstício de verão setentrional de Saturno. Estas condições proporcionaram a melhor visualização possível da região auroral do norte para o Hubble.

Na Terra, as auroras são criadas principalmente por partículas originalmente emitidas pelo Sol na forma de vento solar. Quando este fluxo de partículas eletricamente carregadas se aproxima do nosso planeta, ele interage com o campo magnético, que age como um gigantesco escudo. Embora proteja o meio ambiente da Terra das partículas do vento solar, ele também pode capturar uma pequena fração deles. Partículas aprisionadas dentro da magnetosfera - a região do espaço ao redor da Terra, na qual partículas carregadas são afetadas por seu campo magnético - podem ser energizadas e seguir as linhas do campo magnético até os polos magnéticos. Lá, eles interagem com átomos de oxigênio e nitrogênio nas camadas superiores da atmosfera, criando as luzes cintilantes e coloridas visíveis nas regiões polares da Terra. As auroras aqui na Terra têm nomes diferentes dependendo de qual polo elas ocorrem. A aurora boreal é o nome dado às auroras em torno do polo norte e aurora austral é o nome dado para auroras ao redor do polo sul.

No entanto, estas auroras não são exclusivas da Terra. Outros planetas em nosso Sistema Solar também apresentam auroras semelhantes. Entre eles estão os quatro gigantes gasosos: Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Como a atmosfera de cada um dos quatro planetas exteriores do Sistema Solar é dominada pelo hidrogênio, as auroras de Saturno podem ser mais facilmente vistas em comprimentos de onda ultravioleta.

O telescópio espacial Hubble permitiu que os pesquisadores monitorassem o comportamento das auroras no polo norte de Saturno durante um longo período de tempo. As observações do Hubble foram coordenadas pela sonda Cassini, quando explorou simultaneamente as regiões aurorais de Saturno. Os dados do Hubble permitiram que os astrônomos aprendessem mais sobre a magnetosfera de Saturno, que é a maior de qualquer outro planeta do Sistema Solar além de Júpiter.

As imagens mostram uma rica variedade de emissões com recursos localizados altamente variáveis. A variabilidade das auroras é influenciada tanto pelo vento solar quanto pela rápida rotação de Saturno, que dura apenas cerca de 11 horas. Além disso, a aurora do norte exibe dois picos distintos de brilho, ao amanhecer e pouco antes da meia-noite. O último pico, não relatado antes, parece específico para a interação do vento solar com a magnetosfera no solstício de Saturno.

A principal imagem apresentada aqui é um composto de observações feitas de Saturno no início de 2018 na região do visível e das auroras na região do polo norte de Saturno, feita em 2017, demonstrando o tamanho das auroras juntamente com as belas cores de Saturno.

O telescópio espacial Hubble estudou as auroras de Saturno no passado. Em 2004, captou a aurora polo sul pouco depois do solstício do sul. E, em 2009, aproveitou uma rara oportunidade de registrar Saturno quando seus anéis estavam de perfil. Isso permitiu que o Hubble observasse os dois polos e suas auroras simultaneamente. Veja estas imagens em Ondas de rádio emitidas por Saturno.

Fonte: ESA

Uma galáxia lenticular em Ursa Maior

Esta imagem do telescópio espacial Hubble mostra a galáxia NGC 4036: uma galáxia lenticular a cerca de 70 milhões de anos-luz de distância da Terra na constelação da Ursa Maior.

© Hubble/Judy Schmidt (NGC 4036)

Esta galáxia é conhecida por suas faixas irregulares de poeira, que formam um padrão em espiral ao redor do centro da galáxia. Este núcleo é circundado por uma extensa névoa de gás e poeira, que se estende para o espaço e causando um brilho quente e difuso.

O próprio centro também é intrigante, é conhecido como núcleo galáctico do tipo LINER (Low-Ionisation Nuclear Emission-line Region), significando que exibe linhas de emissão específicas dentro do seu espectro. A estrela particularmente brilhante, visível ligeiramente à direita do centro da galáxia, não está dentro da própria galáxia; fica entre nós e a NGC 4036, adicionando uma explosão de brilho à cena.

Devido ao seu brilho relativo, esta galáxia pode ser vista usando um telescópio amador, tornando-se um alvo favorito dos astrofotógrafos aficionados.

Fonte: ESA

Astrônomos identificam algumas das primeiras galáxias do Universo

Astrônomos da Universidade de Durham e do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian (CfA) encontraram evidências de que as galáxias satélites mais fracas que orbitam a nossa galáxia, a Via Láctea, estão entre as primeiras galáxias formadas em nosso Universo.

© U. Durham/ICC (simulação de galáxias satélites orbitando a Via Láctea)

Os resultados do grupo de pesquisa sugerem que galáxias incluindo Segue-1, Bootes I, Tucana II e Ursa Maior I são, de fato, algumas das primeiras galáxias já formadas, supostamente com mais de 13 bilhões de anos.

Quando o Universo tinha cerca de 380.000 anos, os primeiros átomos se formaram. Estes eram átomos de hidrogênio, o elemento mais simples da tabela periódica. Estes átomos se acumularam em nuvens e começaram a esfriar gradualmente e se estabelecer nos pequenos aglomerados ou "halos" de matéria escura que emergiram do Big Bang.

Esta fase de resfriamento, conhecida como "idade das trevas cósmica", durou cerca de 100 milhões de anos. Eventualmente, o gás que esfriara dentro dos halos tornou-se instável e começou a formar estrelas. Estes objetos são as primeiras galáxias que já se formaram. Com a formação das primeiras galáxias, o Universo explodiu em luz, terminando a era cósmica da escuridão.

O Dr. Sownak Bose, do CfA, trabalhando com o Dr. Alis Deason e o Professor Carlos Frenk, no Instituto de Cosmologia Computacional da Universidade de Durham (ICC), identificou duas populações de galáxias satélites que orbitam a Via Láctea.

A primeira foi uma população muito fraca consistindo das galáxias que se formaram no final da “idade das trevas cósmica”. A segunda foi uma população ligeiramente mais brilhante, consistindo de galáxias que se formaram centenas de milhões de anos depois, uma vez que o hidrogênio que havia sido ionizado pela intensa radiação ultravioleta emitida pelas primeiras estrelas foi capaz de arrefecer em halos de matéria escura mais massivos. Eventualmente, os halos da matéria escura se tornaram tão grandes que galáxias brilhantes como a própria Via Láctea foram capazes de se formar.

Notavelmente, a equipe descobriu que um modelo de formação de galáxias que eles haviam desenvolvido anteriormente concordava perfeitamente com os dados, permitindo inferir os tempos de formação das frágeis galáxias satélites.

"Nossa descoberta apóia o atual modelo para a evolução do nosso Universo, o 'modelo Lambda-matéria-escura-fria' no qual as partículas elementares que compõem a matéria escura conduzem a evolução cósmica", disse o professor Frenk. Neste modelo "Lambda" refere-se a energia escura, que está causando a expansão do Universo para acelerar.

O Dr. Bose, que era doutorando no ICC quando este trabalho começou e agora é pesquisador no CfA, disse: “Um bom aspecto deste trabalho é que ele destaca a complementaridade entre as previsões de um modelo teórico e real de dados.

"Uma década atrás, as galáxias mais fracas nas proximidades da Via Láctea teriam sido captadas. Com a crescente sensibilidade do presente e futuro dos censos de galáxias, um novo conjunto das menores galáxias chegou à luz, permitindo-nos testar modelos teóricos em novos regimes".

O Dr. Deason, que é pesquisador da Royal Society University no ICC, disse: "Este é um maravilhoso exemplo de como as observações das menores galáxias anãs residentes na Via Láctea podem ser usadas para aprender sobre o Universo primordial".

Um artigo descrevendo este trabalho aparece no periódico The Astrophysical Journal.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Lançamento do Portal do Arquivo Científico do ESO

Uma atualização recente ao Arquivo Científico do ESO tornou o acesso à enorme coleção de dados astronômicos do ESO muito mais fácil e intuitivo.

© ESO (Portal do Arquivo Científico do ESO)

O destaque desta atualização é o lançamento do Portal do Arquivo Científico do ESO, uma interface interativa que funciona a partir do browser e que permite a qualquer pessoa procurar e encontrar rapidamente dados astronômicos obtidos com os telescópios do ESO.

O ESO constrói e opera alguns dos telescópios astronômicos terrestres mais avançados do mundo e por isso a concorrência para usar estes instrumentos é  acirrada, com as propostas bem sucedidas a ganhar acesso a excelentes dados astronômicos. No entanto, estes dados não pertencem para sempre aos pesquisadores que os obtiveram. Após um período de exclusividade, que dura normalmente um ano, os dados tornam-se públicos através do Arquivo Científico do ESO.

O Arquivo Científico do ESO tem fornecido aos astrônomos do mundo inteiro acesso a dados desde 1988. O objetivo desta mais recente atualização é garantir que este tesouro de dados astronômicos de arquivo do ESO se encontra disponível a todos por meio de interfaces poderosas e fáceis de utilizar.

Explore o novo Portal do Arquivo Científico do ESO.

Procurando água nas profundezas da Grande Mancha Vermelha de Júpiter

Os cientistas trabalham já há séculos para compreender a composição de Júpiter.

© NASA/JPL/SwRI/Juno (ilustração de Júpiter)

Este planeta misterioso é de longe o maior do nosso Sistema Solar e, quimicamente, o mais parecido com o Sol. A compreensão de Júpiter é fundamental para aprender mais sobre como o nosso Sistema Solar se formou e até sobre como outros sistemas solares se desenvolvem.

Mas uma questão fundamental tem intrigado os astrônomos durante gerações: será que existe água nas profundezas da atmosfera de Júpiter e, em caso afirmativo, quanta?

Gordon L. Bjoraker, astrofísico do Goddard Space Flight Center da NASA, relatou que ele e a sua equipe encontrou uma resposta.

Ao observar com telescópios terrestres comprimentos de onda sensíveis à radiação térmica que escapa das profundezas da persistente tempestade de Júpiter, a Grande Mancha Vermelha, detectaram as assinaturas químicas da água acima das nuvens mais profundas do planeta. A pressão da água combinada com as suas medições de outro gás contendo oxigênio, o monóxido de carbono, implica que Júpiter tem 2 a 9 vezes mais oxigênio do que o Sol. Este achado suporta modelos teóricos e de computador que previram água abundante em Júpiter.

A revelação foi emocionante, uma vez que a experiência da equipe podia ter falhado facilmente. A Grande Mancha Vermelha está repleta de nuvens densas, o que torna difícil a fuga de energia eletromagnética para evidenciar a química interna.

Novas tecnologias espectroscópicas e pura curiosidade deram à equipe um impulso para investigar as profundezas de Júpiter, que tem uma atmosfera com milhares de quilômetros de espessura.

Os dados que Bjoraker e a sua equipe recolheram vão complementar a informação que a sonda Juno da NASA está reunindo enquanto orbita o planeta de norte a sul a cada 53 dias.

Entre outras coisas, a Juno está à procura de água com o seu próprio espectrômetro infravermelho e com um radiômetro de micro-ondas que pode estudar mais profundamente do que alguém já tentou, até 100 bares, ou 100 vezes a pressão atmosférica à superfície da Terra (a altitude em Júpiter é medida em bares, que representa a pressão atmosférica, já que o planeta não tem uma superfície, como a Terra, para medir a elevação).

Se a Juno transmitir descobertas similares de água, apoiando, portanto, a técnica terrestre de Bjoraker, poderá abrir-se uma nova janela para resolver o problema da água. A Juno é a sonda mais recente encarregada de encontrar água, provavelmente em forma de gás, neste gigantesco planeta gasoso.

A água é uma molécula importante e abundante no nosso Sistema Solar. Contribuiu para a formação da vida na Terra e agora lubrifica muitos dos seus processos mais essenciais, incluindo o clima. É também um fator crítico no clima turbulento de Júpiter e para determinar se o planeta tem um núcleo rochoso ou gelado.

Pensa-se que Júpiter tenha sido o primeiro planeta formado no Sistema Solar, absorvendo os elementos que sobraram da formação do Sol, à medida que este coalescia a partir de uma nebulosa amorfa para a ardente bola de gases que vemos hoje. Uma teoria amplamente aceita até há várias décadas atrás afirmava que Júpiter era idêntico em composição com o Sol; uma bola de hidrogênio com uma pequena quantia de hélio; só gás, sem núcleo.

Mas há cada vez mais evidências de que Júpiter tem um núcleo, possivelmente com 10 vezes a massa da Terra. As sondas que anteriormente visitaram o planeta descobriram evidências químicas de que formou um núcleo de rocha e água gelada antes de misturar gases da nebulosa solar para perfazer a sua atmosfera. A maneira como a gravidade de Júpiter puxa a Juno também suporta esta teoria. Há até raios e trovões no planeta, fenômenos alimentados pela umidade.

Em 1995 a Galileo da NASA mostrou um ambiente diferente, quando lançou uma sonda na atmosfera de júpiter e acabou caindo numa região anormalmente seca. "É como enviar uma sonda para a Terra, aterrissar num deserto, e daí concluir que a Terra é seca," explicou Bjoraker.

Na sua busca pela água, Bjoraker e a sua equipe usaram dados de radiação recolhidos no cume do Maunakea, Havaí, em 2017. Contaram com o telescópio infravermelho mais sensível da Terra, no Observatório W. M. Keck, e também com um novo instrumento que pode detectar uma ampla gama de gases acoplado ao IRTF (Infrared Telescope Facility) da NASA.

A ideia era analisar a radiação emitida através das nuvens de Júpiter a fim de identificar as altitudes das suas camadas de nuvens. Isso ajudaria os cientistas a determinar a temperatura e outras condições que influenciam os tipos de gases que podem sobreviver nestas regiões.

Os especialistas em atmosferas planetárias esperam que existam três camadas de nuvens em Júpiter: uma camada inferior composta por água gelada e líquida, uma intermediária de amônia e enxofre, e uma camada superior de amônia.

Para obter uma confirmação por meio de observatórios no solo, os astrônomos observaram os comprimentos de onda no espectro infravermelho, onde a maior parte dos gases não absorvem calor, permitindo o escape das assinaturas químicas. Especificamente, analisaram os padrões de absorção de uma forma do gás metano. Dado que Júpiter é demasiado quente para o metano congelar, a sua abundância não deve mudar de um lugar para outro no planeta.

Foi encontrada evidências para as três camadas de nuvens na Grande Mancha Vermelha, suportando modelos anteriores. A camada mais profunda de nuvens está a 5 bares, exatamente onde a temperatura atinge o ponto de solidificação da água. A localização da nuvem de água, mais a quantidade de monóxido de carbono que os cientistas identificaram em Júpiter, confirma que ele é rico em oxigênio e, portanto, em água.

A técnica de Bjoraker agora precisa de ser testada  em outras partes de Júpiter para obter uma imagem completa da abundância global de água, e os seus dados comparados com os da Juno.

Um artigo foi publicado no periódico The Astronomical Journal.

Fonte: Goddard Space Flight Center

Um complexo de nebulosas de reflexão em Cygnus

Uma imagem colorida com contrastes que apresenta estrelas, poeira e gás incandescente nas proximidades da NGC 6914.

© Ivan Eder (NGC 6914 e Cygnus OB2)

O complexo de nebulosas de reflexão fica a cerca de 6.000 anos-luz de distância, em direção à constelação de Cygnus e ao plano da Via Láctea. Nuvens de poeira interestelares obscuras aparecem em silhueta enquanto nebulosas avermelhadas de emissão de hidrogênio, junto com as nebulosas azuis de reflexão de poeira, preenchem a tela cósmica.

A radiação ultravioleta das estrelas massivas e quentes da extensa associação Cygnus OB2 ioniza o gás hidrogênio atômico da região, produzindo o brilho vermelho característico à medida que os prótons e elétrons se recombinam. As estrelas Cygnus OB2 incorporadas também fornecem a luz estelar azul fortemente refletida pelas nuvens de poeira.

O campo telescópico de quase 1 grau de largura abrange cerca de 100 anos-luz a uma distância estimada da NGC 6914.

Fonte: NASA

Olho celestial penetrante captado pelo Hubble

Esta imagem exuberante efetuada pelo telescópio espacial Hubble mostra a nebulosa planetária NGC 3918, uma brilhante nuvem de gás colorida na constelação de Centaurus, localizada a cerca de 4.900 anos-luz de distância da Terra.

© Hubble (NGC 3918)

No centro da nuvem de gás, e completamente diminuída pela nebulosa, estão os restos mortais de uma estrela gigante vermelha. Durante a fase final convulsiva, na evolução destas estrelas, imensas nuvens de gás são ejetadas da superfície da estrela antes que ela saia do casulo como uma anã branca. A intensa radiação ultravioleta desta diminuta remanescente estelar faz com que o gás ao redor brilhe como uma luz fluorescente. Estas extraordinárias e coloridas nebulosas planetárias estão entre os objetos mais dramáticos do céu noturno, e as vezes possuem estranhas e irregulares formas, que não são ainda totalmente explicadas.

A forma distinta de um olho da NGC 3918, com uma brilhante concha interna de gás e uma concha mais externa mais difusa que se estende para bem longe da nebulosa, se parece como se fosse o resultado de duas ejeções separadas de gases. Mas isto não é o caso: estudos deste objeto sugerem que estas conchas se formaram quase ao mesmo tempo, mas estão sendo sopradas da estrela a diferentes velocidades. Os poderosos jatos de gás emergindo da parte final da estrutura maior estão viajando a cerca de 350 mil quilômetros por hora.

Pelos padrões dos fenômenos astronômicos, as nebulosas planetárias como a NGC 3918, têm uma vida muito curta, durando poucas dezenas de milhares de anos.

A imagem acima é uma composição de imagens feitas na luz visível e no infravermelho próximo com a Wide Field and Planetary Camera 2 do telescópio espacial Hubble.

Fonte: ESA

Estrelas versus poeira na Nebulosa Carina

Na constelação da Quilha, a cerca de 7.500 anos-luz de distância, localiza-se uma nebulosa na qual as estrelas nascem e morrem lado a lado. Moldada por estes eventos dramáticos, a Nebulosa Carina é uma nuvem dinâmica e em evolução, de gás e poeira bastante dispersos.

© ESO/J. Emerson/M. Irwin/J. Lewis (Nebulosa Carina no infravermelho)

As estrelas massivas no interior desta bolha cósmica emitem radiação intensa que faz com que o gás ao seu redor brilhe. Em contraste, outras regiões da nebulosa contêm pilares escuros de poeira que escondem estrelas recém-nascidas. Existe como que uma batalha entre as estrelas e a poeira na Nebulosa Carina, sendo que as estrelas recentemente formadas estão gerando radiação de alta energia e ventos estelares que fazem evaporar e dispersar as maternidades estelares empoeiradas nas quais se formaram.

Com uma dimensão de 300 anos-luz, a Nebulosa Carina é uma das maiores regiões de formação estelar da Via Láctea, podendo ser facilmente observada a olho nu num céu escuro. Infelizmente, para as pessoas que vivem no hemisfério norte, este objeto situa-se 60º abaixo do equador celeste e por isso é apenas visível a partir do hemisfério sul.

No centro desta intrigante nebulosa, Eta Carinae ocupa um lugar de destaque como um sistema estelar muito peculiar. esta nebulosa possui uma forma interessante de binário estelar, é o sistema estelar mais energético da região e era um dos objetos mais brilhantes do céu na década de 1830. Desde essa época diminuiu de brilho dramaticamente, aproximando-se agora do final da sua vida, mas permanecendo um dos sistemas estelares mais massivos e luminosos da Via Láctea.

Eta Carinae pode ser vista nesta imagem no meio da área de luz brilhante circundada por uma forma em “V”, formada por nuvens de poeira. Logo à direita de Eta Carinae encontra-se a relativamente pequena Nebulosa do Buraco de Fechadura, uma pequena nuvem densa de moléculas e gás frio situada no coração da Nebulosa Carina, que abriga várias estrelas massivas e cuja aparência mudou também drasticamente ao longo dos últimos séculos.

A Nebulosa Carina foi  descoberta a partir do Cabo da Boa Esperança por Nicolas Louis de La Caille nos anos 1750 e desde este momento foi observada inúmeras vezes. O Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA) acrescenta, no entanto, um detalhe sem precedentes à imagem de uma grande área; a sua visão infravermelha é perfeita no que diz respeito a revelar aglomerados de estrelas jovens escondidos no material empoeirado que serpenteia ao longo da Nebulosa Carina.

Em 2014, o VISTA foi utilizado para localizar quase cinco milhões de fontes individuais de infravermelho nesta nebulosa, revelando assim a vasta extensão deste campo de criação de estrelas.

O VISTA é o maior telescópio infravermelho do mundo dedicado a rastreios e o seu grande espelho, enorme campo de visão e detectores extremamente sensíveis permitem aos astrônomos observar o céu austral de uma maneira completamente nova.

Fonte: ESO