Chandra descobre pares de estelares banidas de galáxias

Esta imagem do observatório de raios X Chandra da NASA mostra a região em torno de NGC 1399 e NGC 1404, duas das maiores galáxias do aglomerado de galáxias Fornax.

© Chandra (NGC 1399 e NGC 1404)

Localizado a uma distância de cerca de 60 milhões de anos-luz, Fornax é um dos aglomerados de galáxias mais próximos da Terra. Essa proximidade relativa permite que os astrônomos estudem o aglomerado Fornax em maior detalhe do que a maioria dos outros aglomerados de galáxias.

Um novo estudo é um exemplo do que pode ser alcançado quando telescópios como o Chandra estudam o aglomerado Fornax por longos períodos de tempo. Ao combinar 15 dias de observação do aglomerado Fornax entre 1999 e 2015 através do Chandra, os astrônomos descobriram que pares de estrelas haviam sido expelidos das galáxias do aglomerado.

Esses pares estelares podem consistir de combinações de estrelas como o nosso Sol, ou variedades mais exóticas e mais densas, como estrelas de nêutrons ou até mesmo buracos negros. Estrelas de nêutrons se formam quando uma estrela massiva explode como uma supernova e o núcleo da estrela colapsa sobre si mesma. Sob certas condições, essas explosões gigantescas não são simétricas. O recuo causado por esta assimetria pode lançar a estrela com tanta força que é expelida da galáxia onde ela reside. Esses novos resultados do Chandra mostram que às vezes a estrela companheira de uma estrela de nêutrons é forçada a sair da galáxia também.

Enquanto esta imagem mostra fontes pontuais, além da emissão de raios X mais difusa detectada pelo Chandra, não é possível identificar quais destas fontes podem ser os binários expulsos. A razão para isso é que os pesquisadores empregaram uma metodologia estatística para determinar que 30 das cerca de 1.200 fontes de raios X, associadas a 29 galáxias no aglomerado Fornax, provavelmente seriam pares de estrelas que haviam sido expulsas do centro de suas galáxias hospedeiras.

Além desses binários de raios X banidos, os pesquisadores encontraram cerca de 150 outras fontes localizadas fora dos limites das galáxias observadas pelo Chandra. Uma explicação possível para essas fontes é que elas residem nos halos, ou áreas mais distantes, da galáxia central do aglomerado Fornax, onde foram formadas. Outra opção é que elas são binários de raios X que foram afastados de uma galáxia pela força gravitacional de uma galáxia próxima durante um sobrevoo, ou binárias de raios X deixados para trás como parte dos remanescentes de uma galáxia desprovida da maioria de suas estrelas por uma colisão galáctica. Espera-se que tais interações sejam relativamente comuns em uma região populosa como a do aglomerado Fornax.

Um artigo descrevendo esses resultados foi publidado no periódico The Astrophysical Journal.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Galáxia espiral com um anel interno

Por que algumas galáxias espirais têm um anel ao redor do centro?

© Hubble/Robert Gendler/Roberto Colombari (M95)

Em primeiro lugar, a M95 é um dos exemplos mais próximos de uma grande e bela galáxia espiral barrada. Visíveis na combinação de imagens do Hubble e de vários telescópios terrestres estão os braços espirais delineados por aglomerados abertos de estrelas azuis brilhantes, trilhas de poeira escura, o brilho difuso de bilhões de estrelas fracas e uma barra curta no centro da galáxia.

No entanto, o que intriga muitos astrônomos é o anel circumnuclear em torno do centro da galáxia, visível logo fora da barra central. Embora a estabilidade a longo prazo deste anel permaneça um tópico de pesquisa, as observações indicam que seu brilho atual é pelo menos aumentado por surtos transitórios de formação estelar.

A M95, também conhecida como NGC 3351, se estende por cerca de 50.000 anos-luz, a cerca de 30 milhões de anos-luz de distânciada Terra, e pode ser vista com um pequeno telescópio em direção à constelação do Leão.

Fonte: NASA

Estrelas, poeira e gás perto da NGC 3572

Este retrato cósmico colorido apresenta gás incandescente e poeira escura perto de algumas estrelas recentemente formadas na NGC 3572, um aglomerado estelar pouco estudado perto da Nebulosa Carina.

© Andrew Campbell (NGC 3572)

As estrelas da NGC 3572 são visíveis perto da parte inferior da imagem, enquanto a nuvem de gás expansiva acima é provavelmente o que resta da sua nebulosa em formação.

Os matizes marcantes da imagem foram criados com cores específicas emitidas por hidrogênio, oxigênio e enxofre e misturando-os com imagens gravadas por filtros de banda larga em vermelho, verde e azul.

Esta nebulosa perto da NGC 3572 se estende por cerca de 100 anos-luz e fica a aproximadamente 9.000 anos-luz de distância em direção à constelação do hemisfério celestial sul da Quilha(Carina).

Dentro de alguns milhões de anos, o gás provavelmente se dispersará, enquanto os encontros gravitaionais provavelmente dispersarão as estrelas do aglomerado ao longo de um bilhão de anos.

Fonte: NASA

Misterioso exoplaneta é encontrado em lugar inesperado

O exoplaneta tem temperatura de 1 mil graus centígrados e massa 20 vezes a da Terra. Mas o mais surpreendente desse exoplaneta é o lugar onde ele está.

© Universidade de Warwick (ilustração do exoplaneta NGTS-4b)

Uma equipe internacional de cientistas descobriu o primeiro exoplaneta no chamado Deserto Netuniano, região tão próxima de uma estrela e tão sujeita à radição que não era esperado que nenhum planeta de tamanho similar a Netuno pudesse existir por ali.

O Deserto Netuniano consiste em áreas de intensa radiação e calor, até agora consideradas extremamente inóspitas para a presença de planetas.

Pensava-se que no Deserto Netuniano um planeta de tamanho similar a Netuno evaporaria quase totalmente pela radiação, já que grande parte desses planetas é composta de gás, com um único núcleo rochoso. Os astrônomos já conheciam planetas do tamanho de Júpiter que vivem nessa órbita. Também já haviam sido encontrados ali planetas muito pequenos, ou pequenos núcleos rochosos, mas jamais um planeta como o recém-descoberto, que retenha sua atmosfera.

O exoplaneta foi detectado com o telescópio NGTS (Next Generation Transit Survey), que se encontra no observatório europeu no Cerro Paranal, no deserto chileno do Atacama. Esses exoplanetas são detectados porque, quando passam diante de sua estrela, a luz dela se atenua. Mas a mudança é extremamente pequena, neste caso menor que 0,2%. Por isso, são necessários instrumentos muito precisos, e o deserto chileno foi escolhido por ser uma área de pouca poluição luminosa e pouca presença de nuvens, o que ajuda na visualização do céu.

O nome científico do novo planeta é NGTS-4b. Ele é um pouco menor que Netuno e está a 920 anos-luz de distância da Terra. O NGTS-4b orbita ao redor de sua estrela em apenas 1,3 dia, e nesse período percorre distância equivalente à órbita da Terra ao redor do Sol em um ano. O grande enigma é como esse exoplaneta conseguiu reter sua atmosfera. Os cientistas acham possível que ele só tenha chegado à posição onde está, no último milhão de anos. Outra possibilidade é que o planeta tenha sido maior e que a sua atmosfera esteja em pleno processo de evaporação.

E que implicações essa descoberta tem para estudos futuros sobre a formação dos planetas? Sabendo que esse tipo de planeta existe, é possível analisar os dados obtidos para encontrar outros. Além disso, a descoberta também indica aos astrônomos que os planetas talvez se formem de uma maneira diferente do que se pensava, que podem ter uma composição diferente do esperado, que lhes permita reter sua atmosfera, ou que a radiação de sua estrela possa ser menos intensa.

O estudo foi publicado no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: University of Warwick

Centenário da Teoria da Relatividade

Os buracos negros estão entre os objetos mais fascinantes do Universo. Envolvendo enormes quantidades de matéria em regiões relativamente pequenas, estes objetos compactos têm densidades enormes que dão origem a alguns dos campos gravitacionais mais fortes do cosmos, tão fortes que nada pode escapar, nem mesmo a luz.

© Scientific American (ilustração de dois buracos negros em fusão)

Uma fusão de um buraco negro foi detectada pela primeira vez em 2015 pelo LIGO, o Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro a Laser, que detectou as ondas gravitacionais, ou seja, flutuações no tecido do espaço-tempo criadas pela colisão gigante.

  

Os buracos negros e ondas gravitacionais são previsões da Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein, a qual foi apresentada em 1915 e permanece, até hoje, a melhor teoria para descrever a gravidade em todo o Universo.

Karl Schwarzschild derivou as equações para buracos negros em 1916, mas estas permaneceram uma curiosidade teórica durante várias décadas, até que as observações de raios X realizadas com telescópios espaciais puderam finalmente sondar a emissão altamente energética da matéria na vizinhança desses objetos extremos. A primeira imagem da silhueta escura de um buraco negro, lançada contra a luz da matéria no seu entorno imediato, só foi captada recentemente pelo telescópio Event Horizon e publicada no mês passado.

Quanto às ondas gravitacionais, foi o próprio Einstein quem previu a sua existência a partir da sua teoria, também em 1916, mas levaria outro século para finalmente se observar essas flutuações. Desde 2015, os observatórios terrestres LIGO e Virgo reuniram mais de uma dúzia de detecções, e a astronomia de ondas gravitacionais é um novo campo de pesquisa em desenvolvimento.

Mas outra das previsões de Einstein encontrou prova de observação muito mais cedo: a curvatura gravitacional da luz, que foi demonstrada apenas alguns anos depois da teoria aparecer, durante um eclipse total do Sol em 1919.

No contexto da relatividade geral, qualquer objeto com massa dobra o tecido do espaço-tempo, desviando o caminho de qualquer objeto que passe por perto, incluindo a luz. Uma visão artística dessa distorção, também conhecida como lente gravitacional, encontra-se retratada nesta representação de dois buracos negros em fusão.

Há cem anos, os astrônomos começaram a testar a relatividade geral, observando se e como a massa do Sol desvia a luz de estrelas distantes. Esta experiência só poderia ser realizada obscurecendo a luz do Sol para revelar as estrelas ao seu redor, algo que é possível durante um eclipse solar total.

Em 29 de maio de 1919, Sir Arthur Eddington observou as estrelas distantes ao redor do Sol durante um eclipse na ilha do Príncipe, na África Ocidental, enquanto Andrew Crommelin realizou observações semelhantes em Sobral, no nordeste do Brasil. Os seus resultados, apresentados seis meses depois, indicaram que as estrelas observadas perto do disco solar durante o eclipse foram levemente deslocadas em relação à sua posição normal no céu, aproximadamente pela quantidade prevista pela teoria de Einstein para o seu desvio devido à massa do Sol.

“Acende todos os mortos no céu”, destacou o New York Times em novembro de 1919 para anunciar o triunfo da nova teoria de Einstein. Isto inaugurou um século de experiências excitantes pesquisando a gravidade na Terra e no espaço e provando a relatividade geral de um modo cada vez mais preciso.

Veja um documentário preparado pelo Observatório Nacional que apresenta o Eclipse de Sobral e a Teoria da Relatividade Geral. Click na imagem a seguir.

© ON (o Eclipse de Sobral e a Teoria da Relatividade Geral)

Demos saltos gigantescos nos últimos cem anos, mas ainda há muito para descobrir. Athena, o futuro observatório de raios X da ESA, investigará detalhadamente, e sem precedentes, os buracos negros supermassivos que se situam no centro das galáxias. LISA, outra futura missão da ESA, detectará as ondas gravitacionais a partir de órbita, procurando as flutuações de baixa frequência que são liberadas quando dois buracos negros supermassivos se fundem e só podem ser detectados a partir do espaço.

Ambas as missões estão atualmente em fase de estudo, e estão programadas para lançamento no início dos anos 2030. Se Athena e LISA pudessem operar em conjunto por pelo menos alguns anos, poderiam realizar uma experiência única: observar a fusão de buracos negros supermassivos tanto em ondas gravitacionais quanto em raios X.

Precisamos do LISA para detectar as ondas gravitacionais e nos dizer onde procurar no céu, depois precisamos que o Athena a observe com alta precisão em raios X para ver como a poderosa colisão afeta o gás que circunda os buracos negros. Não sabemos o que acontece durante um confronto cósmico desse tipo, portanto, essa experiência, muito parecida com o eclipse de 1919 que primeiro provou a teoria de Einstein, está preparada para abalar a nossa compreensão da gravidade e do Universo.

Fontes: Observatório Nacional e Scientific American

Uma galáxia quebrando a tendência

Este globo luminoso é a galáxia NGC 4621, mais conhecida como Messier 59 (M59).

© Hubble (M59)

A galáxia foi listada no famoso catálogo de objetos do céu profundo compilado pelo caçador de cometas francês Charles Messier em 1779. No entanto, o astrônomo alemão Johann Gottfried Koehler é creditado com a descoberta da galáxia apenas alguns dias antes de Messier adicioná-lo à sua coleção.

Observações modernas mostram que M59 é uma galáxia elíptica, um dos três principais tipos de galáxias, juntamente com espirais e irregulares. As elípticas tendem a ser as mais evoluídas do trio, cheias de velhas estrelas vermelhas e exibindo pouca ou nenhuma nova formação estelar. No entanto, a M59 é contrária a esta tendência; a galáxia mostra sinais de formação de estrelas, com algumas estrelas recém-nascidas residindo dentro de um disco próximo ao núcleo.

Localizada no Aglomerado de Virgem de 2.000 galáxias dentro da constelação de Virgem, a M59 fica a aproximadamente 50 milhões de anos-luz de distância da Terra.

Fonte: ESA

Metais raros da Terra são encontrados em exoplaneta gasoso

O KELT-9b é conhecido como o exoplaneta mais quente já detectado até agora pela humanidade.

© NASA/JPL-CALTECH (exoplaneta orbitando uma estrela azul supergigante)

Devido ao calor extremo, elementos como ferro e titânio estão dispersos em forma de gás em sua atmosfera, conforme descoberto no ano passado.

Mas agora um novo estudo, das Universidades de Berna e Geneva, na Suíça, aponta que esse corpo celeste também possui metais raros da Terra, como escândio e ítrio, além de outros metais vaporizados como sódio, crômio e magnésio.

O KELT-9b é um exoplaneta, pois está bem distante de nós, fora do nosso Sistema Solar. Para ter ideia, o Sol está a oito minutos-luz da Terra (um trajeto de 149.600.000 km), enquanto que esse exoplaneta fica a 620 anos-luz de distância do nosso planeta.

O exoplaneta está orbitando a estrela azul supergigante HD 195689, com temperaturas que um pouco mais abaixo do que a temperatura do Sol (5.500 ºC).

A estrela está bem próxima do exoplaneta, pois o que separa os dois é um trajeto que tem apenas 3% da distância entre a Terra e o Sol. Isso garante que o KELT-9b tenha uma temperatura de 4.327 ºC.

Devido às altas temperaturas, a atmosfera do KELT-9b- apresenta apenas gases. Com isso, os átomos vaporizados do exoplaneta são capazes de absorverem comprimentos de onda de luz: os astrônomos usaram espectrômetros para detectar tais comprimentos de onda e identificar os elementos químicos presentes durante esse fenômeno.

Além de encontrarem componentes raros que existem na Terra, os pesquisadores descobriram as latitudes nas quais os elementos atingiam a atmosfera do exoplaneta e conseguiram deduzir os padrões dos ventos no KELT-9b.

As técnicas desenvolvidas podem ajudar na identificação de elementos nas atmosferas de outros planetas, abrindo a possibilidade para entendermos como e por que existe vida na Terra.

Fonte: Galileu

Hubble observa a destruição criativa quando as galáxias colidem

O telescópio espacial Hubble deu uma nova olhada na espetacular galáxia irregular NGC 4485, que foi deformada por sua vizinha galáctica maior.

© Hubble (NGC 4485)

A gravidade da segunda galáxia interrompeu a coleta ordenada de estrelas, gás e poeira, dando origem a uma região irregular de estrelas recém-nascidas, quentes e azuis, aglomerados caóticos e fluxos de poeira e gás.

A galáxia irregular NGC 4485 esteve envolvida em uma interação gravitacional dramática com a galáxia maior NGC 4490, que está localizada no canto inferior direito fora desta imagem. Encontrado a cerca de 30 milhões de anos-luz de distância da Terra na constelação de Canes Venatici (Cães de Caça), o estranho resultado dessas galáxias em interação resultou em uma entrada no Atlas de Galáxias Peculiares: Arp 269.

Tendo já feito a sua abordagem mais próxima, a NGC 4485 e a NGC 4490 estão agora se afastastando entre si, muito alteradas em relação aos seus estados originais. Ainda engajadas em uma dança destrutiva, mas criativa, a força gravitacional entre elas continua deformando cada uma delas, enquanto ao mesmo tempo cria as condições para enormes regiões de formação estelar intensa.

Este cabo-de-guerra galáctico criou um fluxo de material de cerca de 25.000 anos-luz que liga as duas galáxias. Essa conexão é composta de nós brilhantes e enormes bolsões de regiões gasosas, bem como enormes regiões de formação de estrelas nas quais nascem jovens estrelas azuis. De curta duração, no entanto, essas estrelas rapidamente ficam sem combustível e terminam suas vidas em explosões dramáticas. Embora tal evento pareça ser puramente destrutivo, ele também enriquece o ambiente cósmico com elementos mais pesados ​​e fornece material novo para formar uma nova geração de estrelas.

Duas regiões muito diferentes são agora aparentes na NGC 4485; à esquerda, há indícios da estrutura espiral anterior da galáxia, que estava passando por uma evolução galáctica “normal”. A direita da imagem revela uma porção da galáxia rasgada em direção ao sua vizinha maior, explodindo com estrelas azuis quentes e fluxos de poeira e gás.

Esta imagem, captada pela Wide Field Camera 3 (WFC3) no telescópio espacial Hubble, adiciona luz através de dois novos filtros que fornecem mais informações sobre o campo complexo e misterioso da evolução da galáxia.

Fonte: ESA

Supernovas primordiais lançaram jatos de material em galáxias próximas

As primeiras estrelas do Universo eram extremamente quentes e incrivelmente grandes, muitas vezes atingindo centenas de vezes a massa do Sol.

© Melanie Gonick (simulação do aparecimento das primeiras supernovas do Universo)

Esta simulação mostra como as primeiras supernovas do Universo podem ter surgido. O instantâneo acima, que mostra a forma da supernova 50 segundos após sua explosão inicial, destaca dois poderosos jatos que expelem elementos pesados como zinco (pontos verdes) para o espaço.

Estas estrelas se formaram apenas algumas centenas de milhões de anos após o Big Bang, estas gigantes ferventes não continham virtualmente nenhum elemento mais pesado que hidrogênio e hélio, que eram os únicos materiais prontamente disponíveis na época. Mas devido à sua estatura considerável, as primeiras estrelas também viveram rápido e morreram duramente, durando apenas alguns milhões de anos antes de explodirem como supernovas poderosas.

Quando estas primeiras estrelas rapidamente queimaram seu combustível, forjaram elementos mais leves em elementos mais pesados, como carbono, ferro e zinco. Então, durante a dramática agonia da morte, elas lançaram seus constituintes ao espaço, semeando a próxima geração de estrelas com elementos pesados. E embora os astrônomos ainda não tenham detectado diretamente nenhuma destas primeiras gigantes, eles encontraram evidências de sua existência.

Agora, uma nova pesquisa sugere que estas estrelas em chamas eram especiais por outro motivo: quando explodiram, elas não saíram como supernovas esféricas normais. Em vez disso, as explosões ostentaram jatos violentos que expeliram material a mais de 145 milhões de quilômetros por hora, ou cerca de 13% da velocidade da luz. Estes jatos permitiram que alguns dos elementos pesados ​​(chamados metais) presos dentro das estrelas pudessem chegar às galáxias vizinhas, incluindo a incipiente Via Láctea.

"Esta é a primeira evidência observacional de que uma supernova assimétrica ocorreu no início do Universo," disse Rana Ezzeddine, do Massachusetts Institute of Technology (MIT).

Para realizar o estudo, os pesquisadores usaram o Cosmic Origins Spectrograph no telescópio espacial Hubble para investigar uma estrela peculiar conhecida como HE 1327-2326, localizada a cerca de 5.000 anos-luz de distância da Terra, no halo da Via Láctea. Enquanto as primeiras estrelas são chamadas de estrelas da População III, a HE 1327-2326 é um membro da próxima geração, chamada de estrelas da População II. Como as estrelas da População III, as estrelas da População II contêm uma relativa escassez de elementos pesados; no entanto, elas contêm alguns.

"As estrelas menores que se formaram como a segunda geração ainda estão disponíveis hoje, e preservam o material primitivo deixado por estas primeiras estrelas," disse a física Anna Frebel, do MIT, que descobriu a HE 1327-2326 em 2005. "A HE 1327-2326 tem apenas uma pitada de elementos mais pesados ​​que o hidrogênio e o hélio, por isso sabemos que ela deve ter se formado como parte da segunda geração de estrelas.”

Neste caso, "uma pitada" pode ser um exagero. Até 2014, a HE 1327-2326 detinha o título de estrela com a mais baixa abundância conhecida de ferro, um indicador comum da quantidade total de metal em uma estrela. De fato, a HE 1327-2326 contém várias centenas de milhares de vezes menos ferro relativo que o Sol.

Mas, apesar de sua deficiência de ferro, os pesquisadores descobriram que a HE 1327-2326 tem uma quantidade surpreendente de zinco. Os pesquisadores realizaram dezenas de milhares de simulações de estrelas da População III explodindo e semeando a próxima geração de estrelas. Embora houvesse uma série de simulações de supernovas esféricas que reproduzissem com precisão o teor de ferro extremamente baixo visto na HE 1327-2326, nenhuma delas foi capaz de replicar o sinal de zinco observado. Isso efetivamente eliminou a possibilidade de que uma supernova esférica alimentasse de zinco extra a HE 1327-2326.

Em vez disso, eles concluíram que a única maneira provável pela qual a HE 1327-2326 só poderia ter adquirido tanto zinco, embora tendo ao mesmo tempo tão pouco ferro, é se a estrela da População III original explodisse assimetricamente, lançando seu zinco com jatos tremendamente poderosos.

Mas estas supernovas da População III não são apenas especiais porque geraram jatos, elas também deram um impacto maior do que a maioria das supernovas que vemos hoje. "Descobrimos que esta primeira supernova foi muito mais enérgica do que se pensava antes, cerca de cinco a dez vezes mais," disse Ezzeddine. "Na verdade, a idéia anterior da existência de uma supernova mais fraca para explicar as estrelas de segunda geração pode em breve precisar ser retirada."

“A hipótese de trabalho é: talvez estrelas de segunda geração deste tipo se formem nestes sistemas virgens poluídos, e não no mesmo sistema que a própria explosão de supernova, que é sempre o que assumimos, sem pensar de outra maneira,” disse Frebel. "Então, isto está abrindo um novo canal para a formação inicial de estrelas."

A nova pesquisa foi publicada no periódico The Astrophysical Journal.

Fonte: Astronomy

Via Láctea sofreu surto de formação estelar há 2 a 3 bilhões de anos

Uma equipe liderada por pesquisadores do Instituto de Ciências do Cosmos da Universidade de Barcelona (ICCUB) e do Observatório Astronômico de Besançon (França) descobriu, através da análise de dados do satélite Gaia, que ocorreu, há 2 a 3 bilhões de anos, um surto extremo de formação estelar na Via Láctea.

© Gaia/R. Mor (distribuição de estrelas num esquema dos braços espirais da Via Láctea)

Distribuição das 3 milhões de estrelas usadas neste estudo para detectar o surto de formação estelar. O Gaia forneceu a distância de cada um destes objetos no disco galáctico. A distribuição está sobreposta a um esquema dos braços espirais da Via Láctea.

Neste processo podem ter nascido mais de 50% das estrelas que criaram o disco galáctico. Os resultados são derivados da combinação das distâncias, cores e magnitudes das estrelas medidas pelo Gaia com modelos que preveem a sua distribuição na nossa Galáxia.

Assim como uma chama se apaga quando não há gás no isqueiro, o ritmo da formação estelar na Via Láctea, alimentado pelo gás aí depositado, deveria ter diminuído lentamente e de forma contínua até esgotar o gás existente. Os resultados do estudo mostram que, embora este processo tenha ocorrido ao longo dos primeiros 4 bilhões de anos da formação do disco, uma explosão de formação estelar inverteu esta tendência. A fusão com uma galáxia satélite da Via Láctea, rica em gás, pode ter fornecido novo combustível e reativado o processo de formação estelar, de forma semelhante a abastecer o isqueiro. Este mecanismo explicaria a distribuição das distâncias, idades e massas estimadas a partir dos dados obtidos pelo satélite Gaia da ESA.

"A escala de tempo deste forte surto de formação estelar, juntamente com a grande quantidade de massa estelar envolvida no processo, bilhões de massas solares, sugere que o disco da nossa Galáxia não teve uma evolução estável e pausada, mas que pode ter sofrido um grande distúrbio externo que começou há cerca de 5 bilhões de anos," disse Roger Mor, pesquisador do Instituto.

Os modelos cosmológicos preveem que a nossa Galáxia teria crescido devido à fusão com outras galáxias, fato demonstrado por outros estudos que usam dados do Gaia. Uma destas fusões pode ser a causa do surto severo de formação estelar detectado neste estudo. "Na verdade, o pico de formação estelar é tão evidente, ao contrário do que previmos antes de termos dados do Gaia, que achamos necessário abordar a sua interpretação juntamente com especialistas em evolução cosmológica de galáxias externas," explica Francesca Figuerars, professora do Departamento de Física Quântica e Astrofísica da Universidade de Barcelona, membro do ICUUB.

"Os resultados obtidos correspondem aos que os modelos cosmológicos atuais preveem e, além disso, a nossa Galáxia, aos olhos do Gaia, é um laboratório cosmológico excelente onde podemos testar e comparar modelos do Universo a uma muito maior escala," disse o especialista em simulações de galáxias parecidas à Via Láctea, Santi Roca-Fàbrega, da Universidade Complutense de Madrid.

Este estudo foi realizado com a segunda divulgação de dados da missão Gaia, publicada há um ano, no dia 25 de abril de 2018.

Em apenas um ano, mais de 1.200 artigos revistos por pares publicados em revistas científicas, mostram o antes e o depois do Gaia em praticamente todos os campos da astrofísica, desde a recente detecção de novos aglomerados estelares, novos asteroides, até à confirmação das origens extragalácticas para estrelas na Via Láctea, passando pelo cálculo da massa da Via Láctea e pelas descobertas que mostram que remanescentes estelares, chamados anãs brancas, acabam por solidificar-se lentamente.

O satélite Gaia continua operarando normalmente e próximo mês de julho os cinco meses nominais de operação científica chegarão ao fim, mas a ESA aprovou o prolongamento da missão até ao final de 2020 e estima-se que exista combustível suficiente no satélite para continuar operando até 2024.

O estudo foi aceito para publicação na revista Astronomy & Astrophysics.

Fonte: Universitat de Barcelona

O nascimento do caçador

A constelação de Órion é uma das coleções de estrelas mais conhecida do céu noturno. As estrelas mais proeminentes desta constelação são reconhecidas há dezenas de milhares de anos ou mais tempo ainda.

© ESO/VLT (NGC 2023)

Os astrônomos chineses chamavam-na 参宿 or Shēn, o que significa, literalmente, “três estrelas”, devido aos três pontos brilhantes que formam o cinturão do caçador. Os antigos egípcios viam-na como os deuses Sah e Sopdet, manifestações de Osiris e Isis, respectivamente, enquanto os astrônomos gregos viam um corajoso caçador, o epônimo Órion, com a sua espada por cima da cabeça, pronto a atacar.

Mitologia à parte, Órion é uma região do céu fascinante. Esta imagem, obtida pelo Very Large Telescope (VLT) do ESO, mostra uma nebulosa de reflexão situada no coração da constelação, a NGC 2023. Localizada próximo das bem conhecidas nebulosas da Cabeça do Cavalo e da Chama, a NGC 2023 encontra-se a cerca de 1.500 anos-luz de distância da Terra e é uma das maiores nebulosas de reflexão do céu.

As nebulosas de reflexão são nuvens de poeira interestelar que refletem a luz de fontes próximas ou internas, tal como nevoeiro em torno dos faróis de um carro. A NGC 2023 está sendo iluminada por uma estrela jovem massiva chamada HD 37903. Esta estrela é extremamente quente, sendo várias vezes mais quente que o Sol, e a sua luz azul-esbranquiçada está na origem do brilho leitoso da NGC 2023. Tais nebulosas são frequentemente locais de nascimento de estrelas, contendo uma distribuição nodosa do gás que é significativamente mais densa que o meio circundante. Sob a influência da gravidade, estes nodos atraem-se uns aos outros e se juntam, criando, eventualmente, uma nova estrela. Daqui a alguns milhões de anos, o Cinturão de Órion pode bem ter uma nova estrela!

Fonte: ESO

Galáxia estabelecendo-se na velhice

A NGC 3384, visível nesta imagem, tem muitas das características das chamadas galáxias elípticas.

© Hubble (NGC 3384)

Tais galáxias brilham difusamente, são arredondadas, exibem poucas características visíveis e raramente mostram sinais de formação estelar recente. Em vez disso, elas são dominadas por estrelas antigas, envelhecidas e vermelhas. Isso contrasta com a vivacidade das galáxias espirais, como a nossa galáxia, a Via Láctea, que possui populações significativas de jovens estrelas azuis nos braços espirais em torno de um núcleo brilhante.

No entanto, a NGC 3384 também exibe uma estrutura semelhante a um disco em direção ao seu centro, na forma de uma "barra" central de estrelas cortando seu centro. Muitas espirais também possuem tal barra, inclusive a Via Láctea incluída. Acredita-se que as barras galácticas canalizam o material ao redor do núcleo de uma galáxia, ajudando a manter e alimentar as atividades que ocorrem lá.

A NGC 3384 está localizada a aproximadamente 35 milhões de anos-luz de distância, na constelação de Leão. Esta imagem foi tirada usando a Advanced Camera for Surveys do telescópio espacial Hubble.

Fonte: ESA

Os primeiros asteorides descobertos pelo satélite Gaia

Enquanto escaneia o céu para delinear bilhões de estrelas em nossa galáxia Via Láctea, o satélite Gaia da ESA também é sensível a corpos celestes mais próximos da Terra, como asteroides em nosso Sistema Solar.

© ESA/Gaia/DPAC (primeiros asteorides descobertos pelo satélite Gaia)

Esta imagem mostra as órbitas de mais de 14.000 asteroides conhecidos (com o Sol no centro da imagem) com base em informações do segundo lançamento do Gaia, que foi tornado público em 2018.

A maioria dos asteroides retratados nesta imagem, mostrados em tons vermelho vivo e laranja, são asteroides do cinturão principal, localizados entre as órbitas de Marte e Júpiter; Asteroides de Troia, encontrados ao redor da órbita de Júpiter, são mostrados em vermelho escuro.

A Terra circunda o Sol a uma distância de 1 UA (cerca de 150 milhões de km) e os asteroides próximos da Terra têm potencial para entrar em proximidade com o nosso planeta.

A maioria dos asteroides que o Gaia detectou já são conhecidos, mas de vez em quando os asteroides vistos pelo Gaia não correspondem a nenhuma observação existente. Este é o caso das três órbitas mostradas em cinza na imagem acima: estas são as primeiras descobertas de asteroides pelo Gaia.

Os três novos asteroides foram descobertos pelo Gaia em dezembro de 2018, e posteriormente confirmados pelas observações de acompanhamento realizadas com o Observatório de Haute-Provence, na França, que permitiram aos cientistas determinar suas órbitas. A comparação destas informações com as observações existentes indicava que os objetos não haviam sido detectados anteriormente.

Enquanto eles fazem parte do cinturão principal de asteroides, todos os três se movem ao redor do Sol em órbitas que têm uma inclinação maior (15 graus ou mais) em relação ao plano orbital dos planetas do que a maioria dos asteroides do cinturão principal.

A população de tais asteroides de alta inclinação não é tão bem estudada quanto aqueles com órbitas menos inclinadas, já que a maioria das pesquisas tende a se concentrar no plano onde reside a maioria dos asteroides. Mas o Gaia pode observá-los prontamente enquanto examina o céu inteiro de seu ponto de vista no espaço, então é possível que o satélite encontre mais objetos no futuro e contribua com novas informações para estudar suas propriedades.

Juntamente com o extenso processamento e análise dos dados do Gaia em preparação para posteriores lançamentos de dados, informações preliminares sobre as detecções de asteroides realizadas pelo Gaia são regularmente compartilhadas através de um sistema de alerta online, para que os astrônomos do mundo possam realizar observações complementares. Para observar estes asteroides, é necessário um telescópio de 1 m ou maior.

Uma vez que um asteroide detectado pelo Gaia foi identificado também em observações terrestres, os cientistas encarregados do sistema de alerta analisam a data para determinar a órbita do objeto. Caso as observações terrestres coincidam com a órbita com base nos dados do Gaia, as informações são fornecidas para o Minor Planet Center, que é a organização oficial mundial que coleta dados observacionais para corpos pequenos do Sistema Solar, como asteroides e cometas.

Este processo pode levar à novas descobertas, como os três asteroides com órbitas retratadas nesta imagem, ou melhorias na determinação das órbitas de asteroides conhecidos, que às vezes são muito pouco conhecidas. Até agora, várias dezenas de asteroides detectados foram observados do solo em resposta ao sistema de alerta, todos eles pertencentes ao cinturão principal, mas é possível que também os asteroides próximos da Terra sejam vistos no futuro.

Fonte: ESA

Fusão de estrelas de nêutrons gerou elementos pesados do Sistema Solar

Antes que os planetas do nosso Sistema Solar se formassem ou o Sol após ignição começasse a brilhar, duas outras estrelas poderiam ter sucumbido.

© NSF/LIGO/A. Simonnet (ilustração de estrelas de nêutrons em colisão)

Suas mortes e colisões posteriores semeariam a região onde possui muitos dos materiais pesados ​​necessários para a vida na Terra. Agora, 4,6 bilhões de anos depois, os astrônomos estão reunindo a história dessas estrelas.

Para fazer isso, os pesquisadores estudaram diferentes maneiras de produzir os elementos pesados ​​em questão - estrelas explodindo ou colisões violentas entre as estrelas - juntamente com a frequência com que esses fenômenos ocorreram e quando os elementos do nosso Sistema Solar foram produzidos pela primeira vez.

Em algum momento você provavelmente teve que estudar a tabela periódica, uma longa lista de todas as possíveis configurações de materiais que compõem o mundo ao nosso redor. Mas enquanto falamos muito sobre carbono, nitrogênio, prata e ouro, ou mesmo chumbo e urânio, a verdade é que a vasta massa do Universo é composta de apenas dois elementos: hidrogênio e hélio.

As estrelas têm que fazer todos os outros elementos do Universo em seus núcleos movidos a fusão nuclear. E até elas param quando atingem o elemento ferro. Depois disso, tudo o que temos vem de processos mais exóticos ou extremos, como a explosão de uma estrela no final de sua vida ou a dramática colisão de uma estrela com outra. O primeiro é muito mais comum que o segundo, quando referimos às estrelas de nêutrons, os densos núcleos de estrelas mortas e massivas. Elas proporcionam as colisões mais dramáticas, apenas um pouco menos enérgicas do que dois buracos negros colidindo.

As fusões de estrelas de nêutrons ocorrem apenas algumas vezes por milhão de anos em nossa galáxia, embora às vezes sejam rastreadas através de ondas gravitacionais. Em contraste, uma nova supernova explode algumas vezes por século em algum lugar da Via Láctea. Os pesquisadores observaram essas taxas e compararam-nas com as idades dos materiais que mediram a partir do nosso Sistema Solar.

Especificamente, eles analisaram os meteoritos, que são considerados os blocos de construção do Sistema Solar. Essas rochas espaciais passaram os últimos bilhões de anos flutuando pelo espaço. Entretanto, materiais na Terra foram fortemente processados, derretidos e reformados, confundindo o relógio cósmico de onde seus elementos se formaram originalmente. Portanto, os meteoritos carregam uma história de quão longe os elementos que compõem o nosso Sistema Solar se formaram, sendo 80 milhões de anos antes do nosso planeta se formar.

Os pesquisadores então fizeram simulações da evolução da Via Láctea, testando diferentes histórias de fusões de estrelas de nêutrons e como elas afetariam a composição do nosso Sistema Solar hoje. Eles descobriram que uma única fusão de estrelas de nêutrons poderia ter depositado uma quantidade substancial dos elementos pesados ​​que temos hoje, explodindo a menos de 1.000 anos-luz de distância da nuvem de poeira que um dia se tornaria nosso Sistema Solar.

Teria despejado algo no valor de um décimo da massa de material pesado da Lua no Sistema Solar. Se um evento comparável acontecesse hoje a uma distância similar do Sistema Solar, a radiação resultante poderia ofuscar o céu noturno.

Os resultados foram publicados na revista Nature.

Fonte: Astronomy

Novas pistas sobre como as primeiras galáxias iluminaram o Universo

O telescópio espacial Spitzer da NASA revelou que algumas das primeiras galáxias do Universo eram mais brilhantes do que o esperado.

© Spitzer/Hubble (galáxias tênues e distantes)

O excesso de luz é um subproduto das galáxias que liberam quantidades incrivelmente altas de radiação ionizante. A descoberta fornece pistas para a causa da Época da Reionização, um grande evento cósmico que transformou o Universo de opaco à brilhante paisagem estelar que vemos hoje.

Num novo estudo, pesquisadores relatam observações de algumas das primeiras galáxias formadas no Universo, menos de um bilhão de anos após o Big Bang (ou há pouco mais de 13 bilhões de anos). Os dados mostram que, em alguns comprimentos de onda específicos no infravermelho, as galáxias são consideravelmente mais brilhantes do que os cientistas antecipavam. O estudo é o primeiro a confirmar este fenômeno para uma grande amostra de galáxias deste período, mostrando que não eram casos especiais de brilho excessivo, mas que até as galáxias médias presentes naquela época eram muito mais brilhantes nestes comprimentos de onda do que as galáxias que vemos hoje.

Ninguém sabe ao certo quando é que surgiram as primeiras estrelas do nosso Universo. Mas as evidências sugerem que entre 100 milhões e 200 milhões de anos após o Big Bang, o Universo estava preenchido principalmente com hidrogênio gasoso neutro que talvez tivesse apenas começado a coalescer em estrelas, que então começaram a formar as primeiras galáxias. Cerca de um bilhão de anos após o Big Bang, o Universo tinha-se tornado num firmamento cintilante. Outra coisa também tinha mudado: os elétrons do hidrogênio gasoso neutro omnipresente haviam sido removidos num processo chamado ionização.

Antes desta transformação universal, a luz em comprimentos de onda longos, como ondas de rádio e luz visível, atravessavam o Universo mais ou menos livremente. Mas os comprimentos de onda mais curtos, incluindo luz ultravioleta, raios X e raios gama, eram interrompidos pelos átomos de hidrogênio neutro. Estas colisões retirariam os elétrons dos átomos de hidrogênio neutro, ionizando-os.

Mas o que pode ter produzido radiação ionizante suficiente para afetar todo o hidrogênio no Universo? Será que foram as estrelas individuais? Galáxias gigantes? Se qualquer um destes fosse o culpado, eles teriam sido diferentes da maioria das estrelas e galáxias modernas, que normalmente não liberam grandes quantidades de radiação ionizante. Mesmo assim, talvez outra coisa tenha provocado o evento, como por exemplo quasares, que são galáxias com centros incrivelmente brilhantes, alimentados por quantidades enormes de material em órbita de buracos negros supermassivos.

Para retroceder no tempo, até à era mesmo antes do fim da Época da Reionização, o Spitzer observou duas regiões do céu durante mais de 200 horas cada, permitindo que o telescópio espacial recolhesse luz que havia viajado durante mais de 13 bilhões de anos para chegar até nós.

Sendo algumas das mais longas observações científicas já realizadas pelo Spitzer, fizeram parte de uma campanha de observação chamada GREATS (GOODS Re-ionization Era wide-Area Treasury from Spitzer; GOODS é ainda outra sigla: Great Observatories Origins Deep Survey, uma campanha que realizou as primeiras observações de alguns alvos do GREATS). O estudo também usou dados de arquivo do telescópio espacial Hubble da NASA.

Usando estas observações ultraprofundas do Spitzer, a equipe de astrônomos observou 135 galáxias distantes e descobriu que eram particularmente brilhantes em dois comprimentos de onda específicos no infravermelho, produzidos por radiação ionizante que interage com os gases hidrogênio e oxigênio dentro das galáxias. Isto implica que estas galáxias foram dominadas por estrelas jovens e massivas compostas principalmente por hidrogênio e hélio. Contêm quantidades muito pequenas de elementos "pesados" (como nitrogênio, carbono e oxigênio) em comparação com as estrelas encontradas nas galáxias modernas comuns.

Estas estrelas não foram as primeiras estrelas formadas no Universo, mas ainda assim fazem parte de uma geração muito antiga de estrelas. A Época da Reionização não foi um evento instantâneo, de modo que embora os novos resultados não sejam suficientes para fechar o capítulo sobre este evento cósmico, ainda assim fornecem novos detalhes sobre como o Universo evoluiu neste momento e como a transição decorreu.

O telescópio espacial James Webb da NASA, com lançamento previsto para 2021, vai estudar o Universo em muitos dos mesmos comprimentos de onda observados pelo Spitzer. Mas o espelho primário do Spitzer mede apenas 85 cm de diâmetro e o do Webb é de 6,5 metros - cerca de 7,5 vezes maior - permitindo que o Webb estude estas galáxias em muito maior detalhe. O telescópio espacial James Webb vai tentar detectar a luz das primeiras estrelas e galáxias do Universo. O novo estudo mostra que, devido ao seu brilho nestes comprimentos de onda infravermelhos, as galáxias observadas com o Spitzer serão mais fáceis de estudar com o Webb do que se pensava anteriormente.

O estudo foi publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: University of California