Encontrada fonte de raios X no interior de supernova misteriosa

Os telescópios espaciais de alta energia da ESA, INTEGRAL e XMM-Newton, ajudaram a encontrar uma poderosa fonte de raios X no centro de uma explosão estelar, de brilho e evolução sem precedentes, que apareceu subitamente no céu.

© Sloan Digitized Sky Survey (AT2018cow)

A AT2018cow explodiu dentro de ou próximo da galáxia CGCG 137-068, localizada a cerca de 200 milhões de anos-luz de distância na direção da constelação de Hércules. Esta ampliação mostra a posição do fenômeno.

O telescópio ATLAS no Havaí foi o primeiro a avistar o fenômeno, desde então chamado AT2018cow, no dia 16 de junho. Pouco tempo depois, astrônomos de todo o mundo apontaram telescópios terrestres e espaciais para o objeto celeste recém-descoberto, localizado numa galáxia a aproximadamente 200 milhões de anos-luz.

Rapidamente perceberam que era algo completamente novo. Em apenas dois dias, o objeto excedeu o brilho de qualquer supernova observada anteriormente, uma poderosa explosão de uma estrela massiva e velha que expele a maior parte do seu material para o espaço circundante, varrendo a poeira e os gases interestelares na sua vizinhança.

As observações dos primeiros 100 dias da existência do objeto cobriu todo o espectro eletromagnético da explosão, desde o rádio até aos raios gama.

A análise, que inclui observações do INTEGRAL e XMM-Newton da ESA, bem como dos telescópios espaciais NuSTAR e Swift da NASA, encontrou uma fonte de raios X altamente energéticos situada no interior da explosão.

O comportamento desta fonte, revelado nos dados, sugere que o fenômeno estranho pode ser ou um buraco negro nascente ou uma estrela de nêutrons com um poderoso campo magnético, sugando o material circundante.

A explosão AT2018cow não foi apenas 10 a 100 vezes mais brilhante do que qualquer outra supernova já observada anteriormente: também atingiu o pico de luminosidade muito mais depressa do que qualquer outro evento conhecido anteriormente, em apenas alguns dias em comparação com as duas semanas normais.

O INTEGRAL fez as suas primeiras observações do fenômeno cerca de cinco dias depois de ter sido relatado e manteve o monitoramento durante 17 dias. Os seus dados mostraram-se cruciais para a compreensão do estranho objeto.

Assim, enquanto os dados do NuSTAR revelaram em grande detalhe o espectro de raios X, com o INTEGRAL os astrônomos foram capazes de ver o espectro inteiro da fonte, incluindo o seu limite superior em raios gama suaves.

Dado que o INTEGRAL continuou a monitorar a explosão AT2018cow por um maior período de tempo, os seus dados também puderam mostrar que o sinal de raios X altamente energéticos estava gradualmente desvanecendo.

Estes raios X altamente energéticos que desapareceram se dá o nome radiação reprocessada, a radiação da fonte que interage com material expelido pela explosão. À medida que o material se afasta do centro da explosão, o sinal diminui gradualmente e acaba por desaparecer completamente.

No entanto, neste sinal os astrônomos foram capazes de encontrar padrões típicos de um objeto que atrai matéria dos seus arredores, seja um buraco negro ou uma estrela de nêutrons.

Entretanto, o XMM-Newton observou esta explosão incomum duas vezes nos primeiros 100 dias da sua existência. Detectou a parte menos energética da sua emissão de raios X que vem diretamente do "motor" no núcleo da explosão. Ao contrário dos raios X altamente energéticos provenientes do plasma circundante, ainda são visíveis os raios X de baixa energia da fonte.

Os astrônomos planejam usar o XMM-Newton para realizar uma observação de acompanhamento no futuro, o que permitirá com que compreendam o comportamento da fonte ao longo de um maior período de tempo e em grande detalhe.

Os conhecimentos detalhados que que foram reunidos sobre o funcionamento da misteriosa explosão AT2018cow só foram alcançados graças à ampla cooperação e combinação de muitos telescópios.

Um novo novo artigo foi aceito para publicação na revista The Astrophysical Journal.

Fonte: ESA

Fábricas estelares e a formação estelar no Universo

As galáxias têm uma ampla variedade de formas e tamanhos. No entanto, algumas das diferenças mais significativas entre as galáxias dizem respeito a onde e como formam novas estrelas.

© ALMA (NGC 4321)

As pesquisas convincentes para explicar estas diferenças têm sido elusivas, mas isso está prestes a mudar. O ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) está finalizando um levantamento sem precedentes de galáxias de disco próximas com o objetivo de estudar os seus berçários estelares. Com ele, os astrônomos estão começando a desvendar a relação complexa e ainda pouco entendida entre as nuvens de formação estelar e as suas galáxias hospedeiras.

Um novo e vasto projeto de pesquisa com o ALMA, conhecido como PHANGS-ALMA (Physics at High Angular Resolution in Nearby GalaxieS), debruça-se sobre esta questão com muito mais poder e precisão do que nunca, medindo a demografia e as características de uns impressionantes 100.000 berçários estelares individuais espalhados por 74 galáxias.

A campanha de pesquisa PHANGS-ALMA já acumulou um total de 750 horas de observações e deu aos astrônomos uma compreensão muito mais clara de como o ciclo de formação estelar muda, dependendo do tamanho, idade e dinâmica interna de cada galáxia individual. Esta campanha é dez a cem vezes mais poderosa (dependendo dos parâmetros) do que qualquer outro levantamento anterior do gênero.

"Algumas galáxias produzem furiosamente novas estrelas, enquanto outras já consumiram a maior parte do seu combustível para a formação estelar. A origem desta diversidade pode muito provavelmente estar nas propriedades dos próprios berçários estelares," comenta Erik Rosolowsky, astrônomo da Universidade de Alberta no Canadá.

"As observações com as gerações anteriores de radiotelescópios fornecem algumas informações cruciais sobre a natureza dos berçários estelares densos e frios. No entanto, estas observações carecem de sensibilidade, de resolução e de poder para estudar a grande diversidade dos berçários estelares em toda a população de galáxias locais. Isto limitou seriamente a nossa capacidade para relacionar o comportamento ou propriedades dos berçários estelares individuais com as propriedades das galáxias em que residem," disse Rosolowsky.

Durante décadas, os astrônomos especularam que existem diferenças fundamentais na forma como as galáxias de disco com vários tamanhos convertem o hidrogênio em novas estrelas. Alguns astrônomos teorizam que galáxias maiores e geralmente mais velhas não são tão eficientes na produção estelar quanto as suas primas menores. A explicação mais lógica seria que estas grandes galáxias têm berçários estelares menos eficientes. Mas tem sido difícil testar esta ideia com observações.

Pela primeira vez, o ALMA está permitindo com que os astrônomos realizem o censo abrangente necessário para determinar como as propriedades de grande escala (tamanho, movimento, etc.) de uma galáxia influenciam o ciclo de formação estelar à escala de nuvens moleculares individuais. Estas nuvens têm apenas algumas dezenas a centenas de anos-luz de tamanho, o que é fenomenalmente pequeno à escala de uma galáxia inteira, especialmente quando vista a milhões de anos-luz de distância.

Parte do mistério da formação estelar tem a ver com o meio interestelar, ou seja, toda a matéria e energia que preenche o espaço entre as estrelas.

Os astrônomos entendem que existe um ciclo de feedback contínuo no interior e em torno dos berçários estelares. Dentro destas nuvens, regiões de gás denso colapsam e formam estrelas, o que perturba o meio interestelar.

Para esta pesquisa, o ALMA está observando moléculas de monóxido de carbono (CO) em todas as galáxias espirais relativamente massivas, vistas geralmente de face, visíveis do hemisfério sul. As moléculas de CO emitem naturalmente luz em comprimentos de onda milimétricos que o ALMA pode detectar. São particularmente eficazes em destacar a localização de nuvens de formação estelar.

Um estudo complementar, PHANGS-MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer), está usando o VLT (Very Large Telescope) para obter imagens ópticas das primeiras 19 galáxias observadas pelo ALMA. Ainda outro levantamento, PHANGS-HST, usa o telescópio espacial Hubble para estudar 38 destas galáxias e para encontrar os seus mais jovens aglomerados estelares. Juntos, estes três levantamentos fornecem uma imagem surpreendentemente completa de quão eficazmente as galáxias produzem estrelas ao estudar o gás molecular frio, o seu movimento, a localização de gás ionizado e as populações estelares completas das galáxias.

Até agora, o PHANGS-ALMA estudou aproximadamente 100.000 objetos semelhantes à Nebulosa de Órion no Universo próximo. Espera-se que a campanha acabe eventualmente por observar cerca de 300.000 regiões de formação estelar.

Vários artigos baseados nesta campanha foram publicados nas revistas The Astrophysical Journal e The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: National Radio Astronomy Observatory

Chandra detecta um toróide circumnuclear

A maioria das galáxias abriga buracos negros supermassivos em seus núcleos, cada um com milhões ou bilhões de massas solares de material.

© ALMA/Chandra (NGC 5643)

A imagem acima mostra o disco espiral do gás molecular em vermelho e do gás quente em azul-laranja.

Acredita-se que haja um toróide de poeira e gás ao redor dos buracos negros e um disco de acreção que fica muito quente quando o material cai sobre ele, aquecendo, por sua vez, o toróide, o gás e a poeira circumnucleares. Esse núcleo galáctico ativo (AGN) irradia através do espectro, enquanto a poeira muitas vezes bloqueia a vista das regiões mais internas. Jatos bipolares poderosos de partículas carregadas são também ejetados. A radiação do toróide pode ser vista diretamente nos comprimentos de onda infravermelhos e, quando se dispersa das partículas em movimento rápido, na região dos raios X.

Os núcleos galácticos ativos estão entre os fenômenos mais dramáticos e interessantes na astronomia extragaláctica. Todos os modelos AGN padrão preveem a presença de um disco toroidal e de acreção, mas os detalhes da região têm sido difíceis de serem estudados diretamente, porque se pensa que o toróide é relativamente pequeno, com apenas centenas de anos-luz de tamanho. O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), no entanto, permitiu recentemente a detecção de estruturas AGNs próximas, tanto na emissão contínua quanto na linha molecular.

A NGC 5643 é uma galáxia espiral frontal que hospeda um AGN e jatos bipolares. No ano passado, o ALMA avistou uma estrutura alongada no seu núcleo, com cerca de oitenta anos-luz de comprimento (cerca de 200 anos-luz de diâmetro em emissão do componente de gás molecular mais frio). Os cientistas propuseram que a estrutura era toróide do AGN e o material molecular relacionado responsável pelo obscurecimento do AGN e pela colimação dos jatos.

Os astrônomos da Harvard Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), Pepi Fabbiano, Aneta Siemiginowska e Martin Elvis usaram o observatório de raios X Chandra para fazer imagens da região e do seu toro em raios X. Olhando para a energia de uma linha de raios X brilhante de ferro, a equipe encontrou uma estrutura de cerca de 200 anos-luz de extensão que coincide muito bem com a estrutura molecular. Ele parece ser grosso, juntamente com seu tamanho e a densidade estimada das observações do ALMA, sugere que é o disco circumnuclear.

Esse é o primeiro objeto para o qual tanto o Chandra quanto o ALMA identificaram o toróide crítico; Um acréscimo significativo é o fato de que as duas observações abrangem a faixa de comprimentos de onda de raios X a milímetro. Normalmente, essas bandas muito diferentes mostram, respectivamente, materiais extremamente quentes ou extremamente frios, provenientes de regiões muito diferentes, mas a AGN contribui para uma vizinhança muito complexa.

Fonte: Harvard Smithsonian Center for Astrophysics

A matéria escura pode ser aquecida e movimentada

Cientistas encontraram evidências de que a matéria escura pode ser aquecida e movimentada, como resultado da formação de estrelas nas galáxias.

© J. Read (aquecimento da matéria escura)

A formação estelar em galáxias anãs minúsculas pode lentamente "aquecer" a matéria escura, empurrando-a para fora. A imagem da esquerda mostra a densidade do gás hidrogênio de uma galáxia anã simulada, vista de cima. A imagem à direita mostra o mesmo para uma galáxia anã real, IC 1613. Na simulação, a entrada e saída de gás faz a força do campo gravitacional no centro da anã flutuar. A matéria escura responde a isso migrando para fora do centro da galáxia, um efeito conhecido como "aquecimento da matéria escura".

No novo trabalho, cientistas das universidades de Surrey, Carnegie Mellon e ETH Zürich foram em busca de evidências de matéria escura nos centros de galáxias anãs próximas. Galáxias anãs são galáxias pequenas e fracas que são normalmente encontradas em órbitas de galáxias maiores, como a nossa Via Láctea. Elas podem conter pistas que podem ajudar a entender melhor a natureza da matéria escura.

Acredita-se que a matéria escura compõe a maior parte da massa do Universo. No entanto, como ela não interage com a luz da mesma maneira que a matéria normal, só pode ser observada através de seus efeitos gravitacionais. A chave para estudá-la pode, no entanto, estar no modo como as estrelas são formadas nessas galáxias.

Quando as estrelas se formam, ventos fortes podem empurrar gás e poeira para longe do núcleo da galáxia. Como resultado, o centro da galáxia fica com menos massa, o que afeta o quanto a gravidade influencia a matéria escura restante. Com menos atração gravitacional, a matéria escura ganha energia e migra para longe do centro.

A equipe de astrofísicos mediu a quantidade de matéria escura nos centros de 16 galáxias anãs com históricos de formação estelar muito diferentes. Eles descobriram que as galáxias que pararam de formar estrelas há muito tempo tinham maiores densidades de matéria escura em seus centros do que aquelas que ainda estão formando estrelas hoje. Isso apoia a teoria de que as galáxias mais antigas experimentavam menos aquecimento de matéria escura.

Justin Read, principal autor do estudo e chefe do Departamento de Física na Universidade de Surrey, afirmou: "Nós encontramos uma relação verdadeiramente notável entre a quantidade de matéria escura nos centros dessas anãs minúsculas e a quantidade de formação estelar que elas possuem ao longo de suas vidas. A matéria escura no centro das anãs formadoras de estrelas parece ter sido ‘aquecida’ e ‘empurrada para fora’."

As descobertas oferecem uma nova restrição aos modelos de matéria escura: ela deve ser capaz de formar galáxias anãs que exibem um espectro de possíveis densidades centrais, e essas densidades devem estar relacionadas à quantidade de formação estelar.

Matthew Walker, da Universidade Carnegie Mellon, acrescentou: "Este estudo pode ser a evidência irrefutável que nos levará mais perto de entender o que é a matéria escura. Nossa descoberta de que ela pode ser aquecida e movimentada ajuda a motivar buscas por uma partícula de matéria escura."

A equipe espera poder expandir o trabalho por meio de medições da densidade da matéria escura central em uma amostragem maior de anãs, indo para galáxias ainda mais fracas e testando mais modelos de matéria escura.

A pesquisa foi publicada na revista Monthly Notices da Royal Astronomical Society.

Fonte: Scientific American

A missão TESS descobre novos exoplanetas

A missão TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA descobriu três exoplanetas confirmados nos primeiros três meses de observações.

© NASA/MIT/TESS (ilustração do exoplaneta LHS 3884 b)

As câmaras sensíveis do satélite também captaram 100 mudanças de curta duração, a maioria delas prováveis explosões estelares, na mesma região do céu. Estas incluem seis explosões de supernovas cuja luz brilhante foi registada pelo TESS antes mesmo das explosões serem descobertas por telescópios terrestres.

As novas descobertas mostram que o TESS está cumprindo o seu objetivo de descobrir planetas em torno de estrelas brilhantes e próximas. Usando telescópios terrestres, os astrônomos estão agora realizando observações de acompanhamento em mais de 280 candidatos a exoplanetas da missão TESS.

A primeira descoberta confirmada é um mundo chamado Pi Mensae c com aproximadamente duas vezes o tamanho da Terra. A cada seis dias, o novo planeta orbita a estrela Pi Mensae, localizada a mais ou menos 60 anos-luz de distância e visível a olho nu na direção da constelação do hemisfério sul de Montanha da Mesa. A brilhante estrela Pi Mensae é semelhante ao Sol em massa e tamanho.

Esta estrela já era conhecida por abrigar um planeta, de nome Pi Mensae b, que tem cerca de 10 vezes a massa de Júpiter e segue uma órbita longa e muito excêntrica. Em contraste, o novo planeta Pi Mensae c, tem uma órbita circular próxima da estrela, e estas diferenças orbitais serão fundamentais para entender como este sistema incomum se formou.

A seguir temos LHS 3884 b, um planeta rochoso com aproximadamente 1,3 vezes o tamanho da Terra, localizado a mais ou menos 49 anos-luz de distância na direção da constelação do hemisfério sul de Índio, tornando-o um dos exoplanetas em trânsito mais próximos conhecidos. A estrela é uma anã fria do tipo-M com cerca de um-quinto do tamanho do nosso Sol. Completando uma órbita a cada 11 horas, o planeta fica tão perto da estrela que parte da superfície rochosa no lado diurno pode formar regiões de lava.

O terceiro - e possivelmente o quarto - planetas orbitam HD 231749, uma estrela do tipo-K com 80% da massa do Sol localizada a 53 anos-luz de distância na direção da constelação do hemisfério sul de Retículo.

O planeta confirmado, HD 21749 b, tem cerca de três vezes o tamanho da Terra e 23 vezes a sua massa, orbita a cada 36 dias e tem uma temperatura à superfície de mais ou menos 150º C. Este planeta tem uma densidade maior que a de Netuno, mas não é rochoso. Pode ser um mundo oceânico ou ter algum tipo de atmosfera substancial. É o planeta em trânsito com o período mais longo até 100 anos-luz do Sistema Solar e tem a temperatura superficial mais fria para um exoplaneta em trânsito em torno de uma estrela mais brilhante que magnitude 10, ou cerca de 25 vezes mais tênue do que o limite da visão humana.

O que é ainda mais excitante são as pistas de que o sistema tem um segundo candidato a planeta com aproximadamente o tamanho da Terra que completa uma volta em torno da estrela a cada oito dias. Se confirmado, pode ser o planeta mais pequeno descoberto pelo TESS até à data.

As quatro câmaras do TESS, desenhadas e construídas pelo Instituto Kavli do Massachusetts Institute of Technology (MIT), passaram quase um mês monitorando cada setor de observação, numa faixa do céu que mede 24 por 96 graus. O objetivo principal é procurar trânsitos exoplanetários, que ocorrem quando um planeta passa em frente da sua estrela hospedeira, a partir da perspetiva do TESS. Isto provoca uma queda regular no brilho medido da estrela que assinala a presença de um planeta.

Na sua missão principal de dois anos, o TESS vai observar o céu quase todo, fornecendo um rico catálogo de mundos em torno de estrelas próximas. A sua proximidade com a Terra possibilitará a caracterização detalhada dos planetas por meio de observações de acompanhamento com telescópios terrestres e espaciais.

Mas no seu olhar de um mês para cada sector, o TESS regista muitos fenômenos adicionais, incluindo cometas, asteroides, surtos estelares, binários eclipsantes, anãs brancas e supernovas, resultando num tesouro astronômico.

Somente no primeiro setor do TESS, observado entre 25 de julho e 22 de agosto de 2018, a missão captou dúzias de eventos transientes, ou de curta duração, incluindo imagens de seis supernovas em galáxias distantes que foram observadas posteriormente por telescópios terrestres.

Estas primeiras observações detêm a chave para entender uma classe de supernovas que servem como um importante parâmetro para os estudos cosmológicos. As supernovas do Tipo Ia formam-se através de dois cenários. Um envolve a fusão de duas anãs brancas em órbita, remanescentes compactos de estrelas como o Sol. O outro ocorre em sistemas onde uma anã branca extrai gás de uma estrela normal, ganhando massa gradualmente até se tornar instável e explodir. Os astrônomos não sabem qual destes cenários é o mais comum, mas o TESS pode detectar modificações na luz inicial da explosão provocada pela presença de uma companheira estelar.

Todos os dados científicos dos primeiros dois sectores de observações do TESS foram recentemente postos à disposição da comunidade científica através do Mikulski Archive for Space Telescopes (MAST) do Space Telescope Science Institute (STScI).

"Quando o conjunto completo de observações de mais de 300 milhões de estrelas e galáxias recolhidas na missão principal de dois anos for examinado por astrônomos em todo o mundo, o TESS pode ter descoberto até 10.000 exoplanetas, além de centenas de supernovas e outros eventos transientes explosivos estelares e extragalácticos," disse George Ricker, pesquisador da missão no Instituto Kavli do MIT.

Fonte: Massachusetts Institute of Technology

Cidadãos cientistas descobrem novo exoplaneta

Usando dados do telescópio espacial Kepler da NASA, cidadãos cientistas descobriram um planeta com aproximadamente o dobro do tamanho da Terra localizado dentro da zona habitável da sua estrela, a gama de distâncias orbitais onde a água líquida pode existir à superfície do planeta.

© Goddard Space Flight Center Francis Reddy (ilustração do recém-descoberto planeta K2-288Bb)

O novo exoplaneta, conhecido como K2-288Bb, pode ser rochoso ou pode ser um planeta rico em gás semelhante a Netuno. O seu tamanho é raro entre os exoplanetas.

Localizado a 226 anos-luz de distância na direção da constelação de Touro, o planeta encontra-se num sistema estelar conhecido como K2-288, que contém um par de estrelas tênues e frias do tipo-M separadas por aproximadamente 8,2 bilhões de quilômetros, cerca de seis vezes a distância entre Saturno e o Sol. A estrela mais brilhante tem mais ou menos metade da massa e do tamanho do Sol, enquanto a sua companheira tem aproximadamente um-terço da massa e tamanho do Sol. O novo planeta, K2-288Bb, orbita a estrela menor e fraca a cada 31,3 dias.

Em 2017, Feinstein e Makennah Bristow, estudante da Universidade da Carolina do Norte, EUA, trabalhavam como estagiárias com Joshua Schlieder, astrofísico do Goddard Space Flight Center da NASA. Vasculhavam os dados do Kepler em busca de evidências de trânsitos, diminuições regulares no brilho estelar provocado pela passagem de um planeta em órbita, a partir da nossa perspetiva.

Ao examinarem dados da quarta campanha de observações da missão K2 do Kepler, a equipe notou dois prováveis trânsitos planetários no sistema. Mas os cientistas precisam de um terceiro trânsito antes de reivindicar a descoberta de um candidato a planeta, e não havia um terceiro sinal nas observações que reviram.

No modo K2 do Kepler, que funcionou de 2014 a 2018, o telescópio reposicionava-se para apontar para uma nova zona do céu no início de cada campanha de observação de três meses. Os astrônomos estavam inicialmente preocupados que este reposicionamento provocasse erros sistemáticos nas medições.

A reorientação do Kepler, relativa ao Sol, provocava mudanças minúsculas na forma do telescópio e na temperatura dos componentes eletrônicos, o que inevitavelmente afetava as medições sensíveis do Kepler nos primeiros dias de cada campanha. Para lidar com isto, versões anteriores do software usado para preparar os dados para a análise de localização exoplanetária simplesmente ignoravam os primeiros dias de observação, e é aí que o terceiro trânsito estava escondido.

À medida que os cientistas aprenderam a corrigir estes erros sistemáticos, esta etapa de remoção foi eliminada, mas os primeiros dados da missão K2 que Barstow estudou foram cortados.

Em vez disso, os dados reprocessados foram lançados diretamente no Exoplanet Explorers, um projeto em que o público pesquisa as observações da missão K2 do Kepler para localizar novos planetas em trânsito. Em maio de 2017, voluntários notaram o terceiro trânsito e começaram uma discussão animada sobre o que era então considerado um candidato com o tamanho da Terra no sistema, o que captou a atenção de Feinstein e colegas.

A equipe começou observações de acompanhamento usando o Telescópio Espacial Spitzer da NASA, o telescópio Keck II do Observatório W. M. Keck, o ITF (Infrared Telescope Facility) da NASA e dados da missão Gaia da ESA.

Com um tamanho estimado em aproximadamente 1,9 vezes o tamanho da Terra, K2-288Bb tem metade do tamanho de Netuno. Isto coloca o planeta dentro de uma categoria recentemente descoberta chamada divisão de Fulton, ou divisão de raio. Entre os planetas que orbitam perto das suas estrelas, há uma escassez curiosa de mundos com tamanhos entre 1,5 e 2 vezes o da Terra. Isto é provavelmente o resultado da intensa luz estelar que quebra as moléculas atmosféricas e elimina as atmosferas de alguns planetas ao longo do tempo, deixando para trás duas populações. Dado que o raio de K2-288Bb o coloca nesta lacuna, poderá fornecer um estudo de caso da evolução planetária para esta variabilidade de tamanhos.

A descoberta foi apresentada na 233.ª reunião da Sociedade Astronômica em Seattle, EUA.

Um artigo que descreve o novo planeta foi aceito para publicação na revista The Astronomical Journal.

Fonte: Jet Propulsion Laboratory

ALMA descobre protoestrela com disco deformado

Usando o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) no Chile, pesquisadores observaram, pela primeira vez, um disco deformado em torno de uma jovem protoestrela formada há apenas algumas dezenas de milhares de anos.

© RIKEN (ilustração de um disco deformado em torno de uma protoestrela)

Isto implica que o desalinhamento das órbitas planetárias em muitos sistemas planetários, incluindo o nosso, pode ser provocado por distorções no disco de formação planetária no início da sua existência.

Os planetas do Sistema Solar orbitam o Sol em planos que estão, no máximo, desviados do equador do próprio Sol até cerca de sete graus. Sabe-se há algum tempo que muitos sistemas exoplanetários têm planetas que não estão alinhados com um único plano ou com o equador da estrela. Uma explicação para isto é que alguns dos planetas podem ter sido afetados por colisões com outros objetos no sistema ou por estrelas que passaram pelo sistema, ejetando-os do plano inicial.

No entanto, sempre permaneceu a possibilidade de que a formação planetária fora do plano normal era na realidade provocada por uma deformação no disco de acreção a partir da qual os planetas nascem. Recentemente, imagens de discos protoplanetários, discos giratórios onde se formam planetas em torno de uma estrela, mostraram de fato uma tal deformação. Mas ainda não se sabia quão cedo isto acontecia.

As descobertas mais recentes, publicadas na revista Nature, pelo grupo do RIKEN CPR (Cluster for Pioneering Research) e da Universidade Chiba, no Japão, descobriram que uma jovem protoestrela IRAS04368+2557 ainda incorporada dentro da nuvem escura L1527, tem um disco com duas partes, uma mais interna que gira num plano e outra externa situada num plano diferente. O disco é muito jovem e ainda está crescendo. A L1527, situada a aproximadamente 450 anos-luz de distância na Nuvem Molecular de Touro, é um bom objeto de estudo, pois tem um disco que está quase de lado a partir do nosso ponto de vista da Terra.

De acordo com Nami Sakai, que liderou o grupo de pesquisa, "esta observação mostra que é concebível que o desalinhamento das órbitas planetárias possa ser provocado por uma estrutura deformada produzida nos primeiros estágios da formação planetária. Teremos que investigar mais sistemas para descobrir se isto é um fenômeno comum ou não."

A questão que ainda permanece é saber a razão da deformação do disco. Sakai sugere duas explicações razoáveis. Uma possibilidade é que as irregularidades no fluxo de gás e poeira na nuvem protoestelar ainda estão preservadas e manifestam-se como um disco distorcido. Uma segunda possibilidade é que o campo magnético da protoestrela está num plano diferente do plano rotacional do disco e que o disco interno está sendo puxado para um plano diferente do resto do disco pelo campo magnético. A equipe planeja determinar o responsável pela deformação do disco.

Fonte: RIKEN

Via Láctea ruma a colisão catastrófica

A Via Láctea está em rota de colisão com uma galáxia vizinha que poderá lançar o nosso Sistema Solar para o espaço.

© Hubble (M51a e M51b)

A imagem acima efetuada pelo telescópio espacial Hubble, mostra uma fusão entre duas galáxias (M51a e M51b) parecidas em massa com a Via Láctea e com a Grande Nuvem de Magalhães.

A Grande Nuvem de Magalhães pode atingir a nossa Galáxia daqui a 2 bilhões de anos. Esta colisão galáctica aconteceria muito antes do impacto previsto entre a Via Láctea e outra vizinha, Andrômeda, que irá colidir com a nossa Galáxia daqui a 8 bilhões de anos.

Buraco negro ativo

A união com a Grande Nuvem de Magalhães poderia despertar o buraco negro sonolento da nossa Galáxia, que começaria a devorar gás ao redor e aumentaria até dez vezes de tamanho. À medida que devora matéria, o agora ativo buraco negro ejetaria radiação altamente energética.

Embora estes fogos de artifício provavelmente não vão afetar a vida na Terra, os pesquisadores dizem que há uma pequena chance de que a colisão inicial possa empurrar o nosso Sistema Solar para o espaço.

Matéria escura

A Grande Nuvem de Magalhães é a mais brilhante galáxia satélite da Via Láctea e só entrou na nossa vizinhança há cerca de 1,5 bilhões de anos. Está situada a mais ou menos 163.000 anos-luz da nossa Galáxia.

Até recentemente, os astrônomos pensavam que ou orbitaria a Via Láctea durante muitos bilhões de anos ou, uma vez que se move tão rapidamente, escaparia à atração gravitacional da nossa Galáxia.

No entanto, medições recentes indicam que a Grande Nuvem de Magalhães tem quase o dobro de matéria escura do que se pensava anteriormente.

Sistema Solar

Os cientistas dizem que, uma vez que tem uma massa maior do que o esperado, a Grande Nuvem de Magalhães está rapidamente perdendo energia e está condenada a colidir com a nossa Galáxia, o que poderá ter consequências para o nosso Sistema Solar.

O líder da pesquisa, o Dr. Marius Cautun, pós-doutorado do Instituto para Cosmologia Computacional da Universidade de Durham, disse: "Há uma pequena hipótese de não escaparmos ilesos da colisão entre as duas galáxias, que poderá expulsar-nos da Via Láctea e para o espaço entre as galáxias."

Um artigo foi publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: Durham University

Um retrato de beleza

Aninhada no coração da constelação da Virgem situa-se uma bonita joia cósmica, a galáxia M61.

© ESO (M61)

Esta galáxia espiral resplandecente está alinhada de face para a Terra, apresentando-nos assim uma bela vista da sua estrutura. O gás e a poeira existentes nos intricados braços espirais encontram-se salpicados de bilhões de estrelas. Esta galáxia é de fato um centro de grande atividade, com uma taxa de formação estelar enorme, contendo no seu núcleo tanto um aglomerado estelar massivo como um buraco negro supermassivo.

A M61, também denominada NGC 4303, é um dos maiores membros do Aglomerado da Virgem, o qual é composto por mais de mil galáxias e está ele próprio no centro do Superaglomerado da Virgem, do qual a nossa Via Láctea também faz parte. Esta bela galáxia foi inicialmente observada em 1779 e desde esta época que tem despertado o interesse dos astrônomos.

A imagem da M61, colocada sobre um céu negro cravejado de galáxias, mostra-nos esta galáxia em todo o seu esplendor, mesmo a uma distância de mais de 50 milhões de anos-luz.

Esta imagem foi obtida no âmbito do Programa Jóias Cósmicas do ESO, o qual visa obter imagens de objetos interessantes, intrigantes ou visualmente atrativos, utilizando os telescópios do ESO, para efeitos de educação e divulgação científica. O programa utiliza tempo de telescópio que não pode ser usado em observações científicas. Todos os dados obtidos podem ter igualmente interesse científico e são por isso postos à disposição dos astrônomos através do Arquivo Científico do ESO.

Fonte: ESO

O coração do Leão

Pode parecer sem graça e desinteressante à primeira vista, mas as observações desta galáxia elíptica, conhecida como Messier 105 (M105), realizadas pelo telescópio espacial Hubble mostram que as estrelas perto do centro da galáxia estão se movendo muito rapidamente.

© Hubble/C. Sarazin (M105)

Os astrônomos concluíram que essas estrelas estão se aproximando de um buraco negro supermassivo com uma massa estimada em 200 milhões de Sóis!

Este buraco negro libera grandes quantidades de energia enquanto consome matéria caindo e fazendo com que o centro brilhe mais do que o ambiente. Este sistema é conhecido como um núcleo galáctico ativo.

O telescópio espacial Hubble também surpreendeu os astrônomos, revelando algumas estrelas e aglomerados jovens na M105, que se pensava ser uma galáxia “morta” incapaz de formar estrelas. Acredita-se que a M105 tenha formado aproximadamente uma estrela semelhante ao Sol a cada 10.000 anos. A atividade de formação de estrelas também foi notada em um vasto anel de gás hidrogênio que envolve tanto a M105 quanto seu vizinho mais próximo, a galáxia lenticular NGC 3384.

A M105 foi descoberta em 1781 e está localizada a cerca de 30 milhões de anos-luz de distância da Terra na constelação de Leão e é a mais brilhante galáxia elíptica dentro do grupo de galáxias Leão I.

Fonte: ESA

Como encontramos até agora as 79 luas de Júpiter

Júpiter é o rei dos planetas. É enorme, é brilhante nos nossos céus noturnos e até quatro das suas comparativamente pequenas luas são suficientemente brilhantes para ver com o mais básico dos telescópios.

© NASA/JPL/Cassini (a lua Io é minúscula comparada com o poderoso Júpiter)

Enviamos nove sondas em órbita ou em um sobrevoo do planeta. E ainda assim, no ano passado, descobrimos mais doze novas luas ao redor de Júpiter, elevando o total para 79. Como ainda não esgotamos essa mina de luas ainda?

A resposta é que a maioria das luas de Júpiter não é a grande companheira que a nossa própria Lua é para a Terra, com quase um quarto da largura do seu planeta hospedeiro. As quatro luas descobertas por Galileo em 1610 - Io, Europa, Ganymede e Callisto - são grandes o suficiente em comparação com a nossa Lua, mas absolutamente insignificantes quando comparadas a Júpiter, o planeta que elas circundam. E esses são os alvos fáceis.

Foi necessário o advento da fotografia antes que os astrônomos descobrissem mais luas ao redor de Júpiter, e o trabalho durante o século passado foi penoso. Quando a Voyager passou em 1979, o gigante tinha 13 luas. A Voyager acrescentou três à contagem: Metis, Adrastea e Thebe.

Estas três luas mais Amalthea (descoberta em 1892 pelo famoso astrônomo E.E. Barnard) e as luas galileanas originais compõem o grupo regular da lua de Júpiter. Isso significa que elas são mais ou menos esféricas, orbitam na mesma direção em que Júpiter gira e fazem isso em órbitas comportadas e quase circulares que não desviam muito do plano do equador de Júpiter.

O resto são as luas irregulares, e estas compõem a grande maioria dos satélites de Júpiter. Estas tendem mais para formas de batata, e suas órbitas são muitas vezes excêntricas, inclinadas, ou mesmo retrógradas, o que significa que elas trafegam para trás da rotação de Júpiter. A maioria são provavelmente asteroides capturados ou os resultados de colisões de corpos maiores há muito tempo, talvez as luas passadas de Júpiter. Elas são pequenas e tendem a orbitar mais longe de Júpiter do que as luas regulares. Isso os torna muito mais difíceis de serem detectadas.

Os astrônomos encontraram algumas dessas luas irregulares. Mas depois da Voyager, as descobertas pararam por cerca de duas décadas.

E então, Scott Sheppard apareceu em cena. As equipes do astrônomo da Carnegie Institution for Science são responsáveis ​​por 60 das 79 luas jupiterianas conhecidas, todas irregulares, mas ainda assim um feito impressionante. A equipe de Sheppard tem descoberto luas em torno de Júpiter desde 2000. No ano passado, eles adicionaram uma dúzia à lista. As novas luas aumentam nossa compreensão do bairro de Júpiter e ajudam os astrônomos a entender como o planeta se formou e seus arredores evoluíram ao longo do tempo.

É verdade, no entanto, que algumas das luas de Júpiter foram "descobertas" mais de uma vez. Estes pedregulhos espaciais glorificados são às vezes vistos em imagens, mas suas órbitas são mal compreendidas. Então, quando os astrônomos os procuram novamente em poucos meses ou anos, às vezes eles desaparecem e precisam ser encontrados novamente.

Essas luas irregulares são muito pequenas, apenas algumas milhas a dezenas de quilômetros de diâmetro. Elas têm pouca semelhança com os complexos mundos de Europa e Ganimedes, ou até mesmo a nossa própria Lua. Em vez disso, elas são na maior parte pedaços de pedra disformes, orbitando longe de Júpiter. Portanto, os telescópios que os encontram precisam ser sensíveis e olhar para uma grande área ou ter muita sorte.

As sondas que enviamos a Júpiter, enquanto estão muito mais próximas do que os telescópios ligados à Terra, estão ocupadas principalmente olhando para o planeta. Elas também teriam que ter muita sorte de pegar uma dessas pequenas luas irregulares por acidente enquanto tentavam obter imagens do planeta.

Os sucessos mais recentes de Sheppard vieram quando ele estava olhando muito mais longe, tentando encontrar um possível Planeta Nove além da órbita do planeta gigante. Mas como Júpiter estava na mesma região do céu, Sheppard e sua equipe verificaram se conseguiam encontrar alguma lua nova em suas imagens.

Os astrônomos ficaram muito melhores em pesquisas de campo amplo, onde escaneiam grandes pedaços do céu de uma só vez. Nossos telescópios, é claro, também melhoraram. Mas principalmente, você tem que estar disposto a gastar muito tempo procurando objetos muito escuros para descobrir novos satélites ao redor de Júpiter.

A maioria das luas irregulares individuais não são consideradas descobertas inovadoras por conta própria. A ninhada turbulenta de luas de Júpiter, regular e irregular, conta uma história longa e interessante sobre como é a vida em torno do maior planeta do Sistema Solar.

Fonte: Discovery Magazine

New Horizons explora Ultima Thule

A sonda New Horizons da NASA passou por Ultima Thule nas primeiras horas do dia de Ano Novo, inaugurando a era da exploração do enigmático Cinturão de Kuiper, uma região de objetos primordiais que detém a chave para entender as origens do Sistema Solar.

© NASA/JHUAPL/SwRI (Ultima Thule)

Os sinais com dados científicos de Ultima Thule chegaram ao centro de operações da missão no Laboratório de Física Aplicada Johns Hopkins, às 13:29 (BRST) do dia 1, quase 10 horas depois da maior aproximação da New Horizons pelo objeto.

"A New Horizons teve um desempenho como planejado, concluindo a exploração mais longínqua de um objeto na história da Humanidade, a 6,4 bilhões de quilômetros do Sol," disse o pesquisador principal Alan Stern, do Southwest Research Institute (SwRI). "Os dados que temos parecem fantásticos e já estamos aprendendo mais sobre Ultima Thule de perto. A partir daqui os dados vão ficar cada vez melhores!"

Os cientistas da missão New Horizons da NASA divulgaram as primeiras imagens detalhadas do objeto mais distante já explorado. A sua aparência notável, diferente de tudo o que já vimos antes, ilumina os processos que construíram os planetas há 4,5 bilhões de anos.

"Nunca antes tinha uma nave espacial estudado um corpo tão pequeno, a uma velocidade tão elevada, tão longe nos confins do Sistema Solar. A New Horizons estabeleceu um novo marco para a navegação espacial de última geração," disse Stern.

As novas imagens obtidas a uma distância de 27.000 km revelaram Ultima Thule como um "binário de contato", consistindo de duas esferas ligadas. De ponta a ponta, mede 31 km. A equipe apelidou a esfera maior de "Ultima" (19 km de comprimento) e a menor de "Thule" (14 km de comprimento).

As duas esferas provavelmente uniram-se logo no início da formação do Sistema Solar, colidindo a uma velocidade não superior à de um pequeno acidente entre dois automóveis.

Os dados recebidos já resolveram um dos mistérios de Ultima Thule, mostrando que o objeto do Cinturão de Kuiper gira como uma hélice, com o eixo apontando aproximadamente na direção da New Horizons. Isso explica porque, em imagens obtidas anteriormente, o seu brilho não parecia variar à medida que girava. A equipe ainda não determinou o período de rotação.

Outras características de Ultima Thule foram observadas, tais como:

• Não existem evidências de anéis ou satélites com mais de 1,6 km em órbita de Ultima Thule;
• Não existem evidências de uma atmosfera;
• A cor de Ultima Thule coincide com a cor de mundos parecidos no Cinturão de Kuiper, como determinado por medições telescópicas;
• Os dois lóbulos de Ultima Thule são quase idênticos em termos de cor. Isto coincide com o que sabemos sobre sistemas binários que ainda não entraram em contato um com o outro, mas que orbitam, ao invés, um ponto gravitacional comum.

"A New Horizons é como uma máquina do tempo, levando-nos de volta ao nascimento do Sistema Solar. Estamos vendo uma representação física do início da formação planetária, congelada no tempo," comenta Jeff Moore, líder da equipe de Geologia e Geofísica da New Horizons. "O estudo de Ultima Thule está nos ajudando a entender como os planetas se formam, tanto aqueles no nosso Sistema Solar como aqueles em órbita de outras estrelas da Via Láctea."

A sonda New Horizons continuará transmitindo imagens e outros dados nos próximos dias e meses, completando o envio de todos os dados científicos em 20 meses, com imagens de muito maior resolução ainda por vir. Em 2015, a sonda começou a sua exploração do Cinturão de Kuiper com uma passagem por Plutão e pelas suas luas. Quase 13 anos após o lançamento, a sonda vai continuar  explorando o Cinturão de Kuiper até pelo menos 2021. Os membros da equipe planejam propor a exploração de ainda outro objeto do Cinturão de Kuiper além de Ultima Thule.

Fonte: Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory

Anéis tornam Saturno mais sombrio, azul e menos nublado no inverno

Em Saturno, a mudança das estações pode significar mudanças na nebulosidade e cor dos céus.

© NASA/JPL/Space Science Institute (anéis de Saturno dão sombra ao hemisfério de inverno)

Nos 13 anos em que a sonda Cassini orbitou Saturno, de 2004 a 2017, os cientistas notaram que a atmosfera no hemisfério norte do planeta passou de azul para dourado ou mesmo salmão. De acordo com uma nova pesquisa, a alteração de cor surgiu de mudanças na quantidade de neblina acionada pela luz solar na atmosfera de Saturno.

Os cientistas esforçam-se por descobrir todas as fontes de luz que brilham em Saturno e por entender como a luz interage quimicamente com a atmosfera do planeta. Responder a estas perguntas pode ajudar os cientistas a melhor entenderem as diferenças nas atmosferas dos gigantes gasosos do Sistema Solar, Júpiter e Saturno, e nos gigantes gelados Urano e Netuno.

Júpiter e Saturno têm neblinas que lhes dão uma cor dourada, enquanto Urano e Netuno têm atmosferas mais limpas como o céu azul da Terra num dia sem nuvens. Mas, tal como os pesquisadores viram nas imagens da Cassini, Saturno nem sempre estava coberto por névoa dourada.

No caso de Saturno, a luz solar particularmente limitada no inverno parece deixar a atmosfera do planeta recuperar de ataques de nebulosidade. O motivo da proteção solar extra? Os enormes anéis do planeta.

O principal fator das estações de Saturno é a inclinação do planeta, tal como na Terra. A Terra está inclinada de tal modo que o hemisfério norte enfrenta o Sol mais diretamente em junho e o hemisfério sul em dezembro. Em dezembro, o hemisfério norte passa por longas noites de inverno enquanto o hemisfério sul goza de longos dias de verão.

O mesmo efeito acontece em Saturno, que tem uma inclinação ligeiramente superior à da Terra. Mas Saturno também tem um grande sistema de anéis que bloqueia a luz solar para o hemisfério inclinado para longe do Sol, tornando os invernos ainda menos ensolarados no gigante de gás.

A alteração de exposição solar do planeta é responsável pelas mudanças sazonais na nebulosidade atmosférica.

A luz solar separa as moléculas do gás metano, elemento este que corresponde a uma fração pequena, mas significativa da atmosfera de Saturno. O metano é quebrado para formar outras moléculas como etano e acetileno, que desencadeiam uma rede complexa de reações químicas que eventualmente formam a neblina.

Quando um hemisfério de Saturno desfruta de um inverno sombreado, o processo de formação da neblina diminui. As partículas existentes de neblina aglomeram-se para formar grãos mais pesados e afundam-se ainda mais na atmosfera do planeta, fora de vista e sem novas porções de neblina para os substituir.

Graças a isso, os verões saturnianos tendem a ter um céu nebuloso e dourado, enquanto os invernos têm céus mais claros e azuis.

Os cientistas vão continuar estudando os dados da atmosfera de Saturno recolhidos pela Cassini. Ainda precisam de incorporar os últimos anos de dados da Cassini neste projeto.

Um aspeto do projeto que os pesquisadores estão entusiasmados é descobrir como a luz refletida dos anéis de Saturno contribui para a exposição solar do planeta. Dado que os anéis de Saturno estendem-se muito além do corpo principal do planeta, a luz solar pode ser refletida das partes mais distantes dos anéis e incidir sobre o lado escuro do planeta.

O estudo foi apresentado por Scott Edgington, cientista planetário do projeto da missão Cassini, numa palestra há duas semanas atrás na reunião de outono da União Geofísica Americana em Washington (EUA).

Fonte: American Geophysical Union

Safiras e rubis no céu

Pesquisadores das Universidades de Zurique e Cambridge descobriram uma nova e exótica classe de planetas localizados além do nosso Sistema Solar.

© Thibaut Roger (ilustração da super-Terra 55 Cancri e)

Estas super-Terras foram formadas a altas temperaturas, perto da sua estrela hospedeira, e contêm grandes quantidades de cálcio, alumínio e seus óxidos, incluindo safira e rubi.

A vinte e um anos-luz de distância, na direção da constelação de Cassiopeia, um planeta com o nome HD 219134 b orbita a sua estrela com um ano correspondente a apenas três dias terrestres. Com uma massa quase cinco vezes superior à da Terra, pertence à classe de objetos conhecidos como super-Terras. No entanto, ao contrário do nosso planeta, é muito provável que não tenha um núcleo massivo de ferro, mas que ao invés seja rico em cálcio e alumínio. "Talvez resplandeça de vermelho para azul como rubis e safiras, porque essas pedras preciosas são óxidos de alumínio, comuns no exoplaneta," afirma Caroline Dorn, astrofísica do Instituto de Ciência Computacional da Universidade de Zurique. O HD 219134 b é um dos três candidatos que provavelmente pertencerão a uma nova e exótica classe de exoplanetas.

Os cientistas usaram modelos teóricos para estudar a formação de planetas e para comparar os seus resultados com dados das observações. Sabe-se que durante a sua formação, estrelas como o Sol estão rodeadas por um disco de gás e poeira a partir do qual nascem os planetas. Os planetas rochosos como a Terra formam-se a partir de corpos sólidos que "sobram" quando o disco protoplanetário de gás é dispersado. Esses blocos de construção condensam-se no gás enquanto o disco arrefece. "Normalmente, estes blocos de construção são formados em regiões onde elementos que formam rochas, como ferro, magnésio e silício, se condensam," explica Dorn. Os planetas resultantes têm uma composição semelhante à da Terra com um núcleo de ferro. A maioria das super-Terras conhecidas até agora nasceram em regiões deste gênero.

Mas também existem regiões perto da estrela onde as temperaturas são muito mais altas. Muitos elementos ainda estão no estado gasoso e os blocos de construção planetária têm uma composição completamente diferente. Com os seus modelos, a equipe calculou o aspeto de um planeta formado numa região tão quente. Descobriram que o cálcio e o alumínio são os principais constituintes, juntamente com o magnésio e o silício, e que quase não existe ferro.

"É por isso que planetas do gênero não podem ter um campo magnético como a Terra," explica Dorn. E uma vez que a estrutura interna é tão diferente, as suas atmosferas e o seu comportamento no que toca ao arrefecimento também diferem daquelas super-Terras normais. Portanto, a equipe fala de uma nova e exótica classe de super-Terras formadas a partir de concentrações de matéria em alta temperatura.

Nos cálculos efetuados pelos astrônomos foi descoberto que esses planetas têm densidades 10 a 20% menores que a da Terra.

Foi também analisado outros exoplanetas com densidades similarmente baixas. Por exemplo, uma atmosfera espessa pode levar a uma densidade geral menor. Mas dois dos exoplanetas estudados, 55 Cancri e e WASP-47 e, orbitam a sua estrela tão perto que a sua temperatura à superfície é de quase 3.000 graus e teriam perdido esse invólucro gasoso há muito tempo.

À primeira vista, a densidade mais baixa também pode ser explicada por oceanos profundos. Mas um segundo planeta em órbita da estrela, um pouco mais distante, torna este cenário improvável. Uma comparação entre os dois objetos mostra que o planeta interior não pode conter mais água ou gás do que o exterior. Ainda não está claro se os oceanos de magma podem contribuir para a densidade mais baixa.

"Encontrámos assim três candidatos que pertencem a uma nova classe de super-Terras com esta composição exótica," resume a astrofísica. Os pesquisadores também corrigiram uma imagem anterior da super-Terra 55 Cancri e, que fez manchetes em 2012 como o "diamante no céu". Os cientistas tinham assumido previamente que o planeta consistia na maioria de carbono, mas tiveram que descartar esta teoria com base em observações subsequentes. "Estamos transformando o suposto planeta de diamante num planeta de safiras," termina Dorn.

A pesquisa foi divulgada na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: University of Zurich

Saturno poderá ficar sem anéis daqui a 100 milhões de anos

Uma nova pesquisa da NASA confirma que Saturno está perdendo os seus icônicos anéis ao ritmo máximo estimado por observações feitas pelas Voyager 1 e 2 há décadas atrás. Os anéis estão sendo puxados pela gravidade de Saturno como uma chuva poeirenta de partículas de gelo sob a influência do campo magnético de Saturno.

© NASA/Cassini/James O'Donoghue (ilustração do aspeto de Saturno perdendo seus anéis)

"Estimamos que esta 'chuva do anel' drene o equivalente a uma piscina olímpica a cada meia-hora," disse James O'Donoghue, do Goddard Space Flight Center da NASA. "Só a partir desta drenagem, a totalidade do sistema de anéis terá desaparecido em 300 milhões de anos mas, a acrescentar a queda de material anular medida pela sonda Cassini, no equador de Saturno, os anéis têm menos de 100 milhões de anos de existência. É um espaço de tempo relativamente curto, em comparação com os mais de 4 bilhões de anos de Saturno."

Os cientistas há muito que se perguntam se Saturno foi formado com os anéis ou se o planeta os adquiriu mais tarde na sua vida. A nova pesquisa favorece o último cenário, indicando que é improvável que tenham mais de 100 milhões de anos, já que levaria este tempo para o anel-C se tornar o que é hoje supondo que já tenha sido tão denso quanto o anel-B.

Foram propostas várias teorias para a origem dos anéis. Caso o planeta os tenha obtido mais tarde na sua vida, podem então ter sido formados quando pequenas luas geladas, em órbita de Saturno, colidiram umas com as outras, talvez porque as suas órbitas foram perturbadas por uma atração gravitacional de um asteroide ou por um cometa passageiro.

Os primeiros indícios da existência da chuva do anel vieram de observações das Voyager, mas de fenômenos aparentemente não relacionados: variações peculiares na atmosfera superior eletricamente carregada (ionosfera), variações na densidade dos anéis e um trio de faixas escuras estreitas que rodeiam o planeta a latitudes médias norte. Estas bandas escuras apareceram em imagens da nublada atmosfera superior de Saturno (estratosfera) obtidas pela missão Voyager 2 da NASA em 1981.

Em 1986, Jack Connerney (Goddard Space Flight Center) publicou um artigo na revista Geophysical Research Letters que relacionava essas bandas escuras com a forma do enorme campo magnético de Saturno, propondo que partículas de gelo dos anéis de Saturno, eletricamente carregadas, fluíam por linhas invisíveis do campo magnético, despejando água na atmosfera superior de Saturno, onde estas linhas emergiam do planeta. O influxo de água dos anéis, aparecendo a latitudes específicas, fez desaparecer a neblina estratosférica, fazendo-a parecer escura em luz refletida, produzindo as bandas escuras captadas nas imagens da Voyager.

Os anéis de Saturno são na maior parte pedaços de água gelada com tamanhos variados, desde grãos microscópicos de poeira até pedregulhos com vários metros de diâmetro. As partículas dos anéis estão capturadas num ato de equilíbrio entre a força da gravidade de Saturno, que quer atraí-las de volta ao planeta, e a sua velocidade orbital, que quer lançá-las para o espaço. Pequenas partículas podem ficar carregadas eletricamente graças à luz ultravioleta do Sol ou por nuvens de plasma que emanam do bombardeamento de micrometeoroides nos anéis. Quando isto acontece, as partículas podem sentir a atração do campo magnético de Saturno, que curva para dentro, em direção ao planeta, nos anéis de Saturno. Em algumas partes dos anéis, uma vez carregadas, o equilíbrio de forças nestas minúsculas partículas muda drasticamente, e a gravidade de Saturno exerce uma atração para as linhas do campo magnético situado na atmosfera superior.

Uma vez aí, as partículas geladas do anel evaporam e a água podem reagir quimicamente com a ionosfera de Saturno. Um resultado destas reações é um aumento no tempo de vida das partículas carregadas eletricamente, chamadas íons H3⁺, que são compostos por três prótons e dois elétrons. Quando energizados pela luz solar, os íons H3⁺ brilham no infravermelho, o que foi observado pela equipe de O'Donoghue usando instrumentos especiais acoplados ao telescópio Keck em Mauna Kea, Havaí.

As suas observações revelaram bandas brilhantes nos hemisférios norte e sul de Saturno, onde as linhas do campo magnético que cruzam o plano do anel entram no planeta. Eles analisaram a luz para determinar a quantidade de chuva do anel e os seus efeitos na ionosfera de Saturno. Descobriram que a quantidade de chuva combina notavelmente bem com os valores surpreendentemente altos, derivados mais de três décadas antes por Connerney e colegas, com uma região no sul recebendo a maior parte.

A equipe também descobriu uma banda brilhante numa latitude mais alta no hemisfério sul. É aqui que o campo magnético de Saturno cruza a órbita de Encélado, uma lua geologicamente ativa que está atirando gêiseres de água gelada para o espaço, indicando que algumas destas partículas estão também precipitando em Saturno. Os pesquisadores identficaram que Encélado e o anel-E são como uma fonte abundante de água, com base numa outra faixa estreita e escura naquela imagem antiga da Voyager." Pensa-se que os gêiseres, observados pela primeira vez por instrumentos da Cassini em 2005, são provenientes de um oceano de água líquida por baixo da superfície gelada da pequena lua. A sua atividade geológica e oceano fazem de Encélado um dos lugares mais promissores para a busca por vida extraterrestre.

A equipe gostaria de ver como a chuva do anel muda com as estações em Saturno. À medida que o planeta viaja na sua órbita de 29,4 anos, os anéis são expostos ao Sol a diferentes graus. Como a luz ultravioleta do Sol carrega os grãos de gelo e fazendo com que reajam ao campo magnético de Saturno, a variação da exposição à luz solar deve alterar a quantidade de chuva do anel.

O estudo publicado na revista Icarus.

Fonte: Goddard Space Flight Center