O mistério das galáxias com formato em X

Muitas galáxias, bem mais ativas do que a Via Láctea, têm enormes jatos gêmeos de ondas de rádio que se estendem até ao espaço intergaláctico.

© NRAO/SARAO (galáxia PKS 2014-55)

Normalmente, estes seguem direções opostas, provenientes de um buraco negro massivo no centro da galáxia. No entanto, alguns são mais complicados e parecem ter quatro jatos formando um "X" no céu.

Foram propostas várias explicações a fim de entender este fenômeno. Estas incluem mudanças na direção da rotação do buraco negro no centro da galáxia, e jatos associados, ao longo de milhões de anos; dois buracos negros, cada um associado a um par de jatos; e material que cai para a galáxia e que é desviado em direções diferentes, formando os dois outros braços do "X".Normalmente, estes seguem direções opostas, provenientes de um buraco negro massivo no centro da galáxia. No entanto, alguns são mais complicados e parecem ter quatro jatos formando um "X" no céu.

As novas e requintadas observações, pelo MeerKAT, de uma dessas galáxias, PKS 2014-55, favorecem fortemente a última explicação, pois mostram o material deslocando-se em sentidos opostos à medida que flui de volta para a galáxia hospedeira.

A galáxia PKS 2014-55, localizada a 800 milhões de anos-luz da Terra, está classificada como tendo "forma X" devido à sua aparência em imagens anteriores relativamente difusas. O detalhe fornecido na imagem rádio obtida pelo telescópio MeerKAT indica que a sua forma é melhor descrita como um "boomerang duplo". Dois poderosos jatos de ondas de rádio, indicados em azul, estendem-se cada um a 2,5 milhões de anos-luz para o espaço (comparável à distância entre a Via Láctea e a Galáxia de Andrômeda, a nossa grande vizinha galáctica mais próxima). Eventualmente, são "dobrados" pela pressão do tênue gás intergaláctico. À medida que fluem novamente para a galáxia central, são desviados pela pressão relativamente alta do gás em braços de boomerang mais curtos e horizontais. A imagem de fundo mostra luz visível de uma miríade de galáxias no Universo distante.

Este trabalho foi realizado por uma equipe do SARAO (South African Radio Astronomy Observatory), do NRAO (National Radio Astronomy Observatory) dos EUA, da Universidade de Pretória e da Universidade de Rhodes.

Estudos anteriores destas galáxias incomuns não tinham a alta qualidade fornecida pelo telescópio MeerKAT, recentemente concluído. Este conjunto de telescópios consiste de 64 antenas de rádio localizadas no semideserto de Karoo, na província do Cabo Setentrional, na África do Sul. Os computadores combinaram os dados destas antenas num telescópio com 8 km de diâmetro e forneceram imagens rádio da galáxia PKS 2014-55 com qualidade sem precedentes, o que permitiu resolver o mistério da sua forma.

Bernie Fanaroff, ex-diretor do projeto SKA (Square Kilometre Array) na África do Sul que construiu o MeerKAT, observa que "o MeerKAT foi construído para ser o melhor do mundo dentro do seu gênero. É maravilhoso ver como as suas capacidades únicas estão contribuindo para resolver questões de longa data relacionadas com a evolução das galáxias."

O autor principal William Cotton do NRAO diz que o "MeerKAT pertence a uma nova geração de instrumentos cujo poder resolve quebra-cabeças antigos, ao mesmo tempo que encontra novos, esta galáxia mostra características nunca antes vistas com este detalhe e que não são totalmente compreendidas." Pesquisas sobre estas questões em aberto já estão em andamento.

Os resultados foram aceitos para publicação na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: South African Radio Astronomy Observatory

Encontradas bandas de nuvens em anã marrom

Uma equipe de astrônomos descobriu que a anã marrom mais próxima, Luhman 16A, mostra sinais de bandas de nuvens semelhantes às vistas em Júpiter e em Saturno.

© Caltech/R. Hurt (ilustração da anã marrom Luhman 16A)

Esta é a primeira vez que os cientistas usam a técnica de polarimetria para determinar as propriedades de nuvens atmosféricas fora do nosso Sistema Solar, denominadas exonuvens.

As anãs marrons são objetos mais massivos do que os planetas, mas menos massivos do que as estrelas, e normalmente têm 13 a 80 vezes a massa de Júpiter. Luhman 16A faz parte de um sistema binário que contém uma segunda anã marrom, Luhman 16B. A uma distância de 6,5 anos-luz, é o terceiro sistema mais próximo do nosso Sol, depois de Alpha Centauri e da Estrela de Barnard. Ambas as anãs marrons têm cerca de 30 vezes a massa de Júpiter.

Apesar de Luhman 16A e 16B terem massas e temperaturas similares (cerca de 1.000 ºC) e, presumivelmente, se terem formado ao mesmo tempo, mostram um clima marcadamente diferente. Luhman 16B não mostra sinais de bandas estacionárias de nuvens, exibindo ao invés evidências de nuvens mais irregulares. Luhman 16B, portanto, apresenta variações visíveis de brilho como resultado das suas características nubladas, ao contrário de Luhman 16A.

"Tal como a Terra e Vênus, estes objetos são gêmeos com climas muito diferentes," disse Julien Girard do STScI (Space Telescope Science Institute). "Podem chover silicatos ou amônia. Na verdade, é um clima horrível."

Os pesquisadores usaram um instrumento no VLT (Very Large Telescope) no Chile para estudar a luz polarizada do sistema Luhman 16. A polarização é uma propriedade da luz que representa a direção a que a onda de luz oscila. Os óculos de sol polarizados bloqueiam uma direção de polarização a fim de reduzir o brilho e melhorar o contraste. Em vez de tentar bloquear este brilho, os pesquisadores estão tentando medi-lo.

Quando a luz é refletida por partículas, como gotículas nas nuvens, pode favorecer um certo ângulo de polarização. Ao medir a polarização preferida da luz de um sistema distante é possível deduzir a presença de nuvens sem resolver diretamente quaisquer estruturas de nuvens nas anãs marrons.

Para determinar o que a luz encontrou pelo caminho, comparam-se as observações com modelos com propriedades diferentes: as atmosferas das anãs marrons com estruturas sólidas de nuvens, bandas listradas e até anãs marrons oblatas devido à sua rápida rotação. "Descobrimos que apenas modelos de atmosferas com bandas de nuvens podiam corresponder às nossas observações de Luhman 16A," explicou Theodora Karalidi, da Universidade da Flórida Central.

A técnica de polarimetria não se limita às anãs marrons. Também pode ser aplicada a exoplanetas que orbitam estrelas distantes. As atmosferas de exoplanetas gigantes e quentes são semelhantes às das anãs marrons. Embora a medição de um sinal de polarização de exoplanetas seja mais complexa, devido ao seu brilho relativamente tênue e à proximidade com a estrela, as informações obtidas das anãs marrons podem, potencialmente, informar estes estudos futuros.

O telescópio espacial James Webb da NASA será capaz de estudar sistemas como Luhman 16 para procurar sinais de variações de brilho na luz infravermelha, indicativas de características de nuvens. O WFIRST (Wide Field Infrared Survey Telescope) da NASA estará equipado com um coronógrafo que pode realizar polarimetria e poderá detectar exoplanetas gigantes na luz refletida e eventuais sinais de nuvens nas suas atmosferas.

Este estudo foi aceito para publicação no The Astrophysical Journal.

Fonte: Space Telescope Science Institute

Descoberto o buraco negro mais próximo da Terra

Uma equipe de astrônomos do Observatório Europeu do Sul (ESO) e de outros institutos descobriu um buraco negro situado a apenas 1.000 anos-luz de distância da Terra.

© ESO/L. Calçada (ilustração de sistema triplo com buraco negro)

Este objeto se encontra mais próximo do nosso Sistema Solar do que qualquer outro encontrado até agora e faz parte de um sistema triplo que pode ser visto a olho nu. A equipe descobriu evidências do objeto invisível ao seguir as suas duas estrelas companheiras com o telescópio MPG/ESO de 2,2 metros situado no Observatório de La Silla do ESO, no Chile. Os cientistas dizem que este sistema pode ser apenas a ponta do iceberg, já que muitos outros buracos negros semelhantes poderão ser descobertos.

“Ficamos bastante surpresos quando percebemos que este é o primeiro sistema estelar com um buraco negro que podemos observar a olho nu,” disse Petr Hadrava, cientista emérito da Academia de Ciências da República Tcheca em Praga. Localizado na constelação do Telescópio, o sistema se encontra tão próximo de nós que suas estrelas podem ser vistas do Hemisfério Sul em uma noite escura sem binóculos ou telescópio.

A equipe observou originalmente o sistema, chamado HR 6819, como parte de um estudo de sistemas de estrelas duplas. No entanto, ao analisar as observações, verificou que estas revelavam um terceiro corpo anteriormente não descoberto em HR 6819: um buraco negro. As observações com o espectrógrafo FEROS montado no telescópio MPG/ESO mostraram que uma das duas estrelas visíveis orbitava um objeto invisível com um período de 40 dias, enquanto a segunda estrela se encontrava a maior distância desse par interno.

O buraco negro escondido no HR 6819 é um dos primeiros buracos negros estelares descoberto que não interage violentamente com o meio que o circunda. Apesar disso, a equipe conseguiu detectar a sua presença e calcular a sua massa ao estudar a órbita da estrela do par interno. “Um objeto invisível com uma massa de pelo menos 4 vezes a massa do Sol, só pode ser um buraco negro,” conclui Thomas Rivinius, cientista do ESO.

Até agora, os astrônomos descobriram apenas cerca de duas dúzias de buracos negros na nossa galáxia, quase todos em interação violenta com o seu meio envolvente e dando provas da sua presença pela forte emissão de raios X. No entanto, os cientistas estimam que durante todo o tempo que a Via Láctea já viveu, muitas estrelas tenham colapsado sob a forma de buracos negros no final das suas vidas. A descoberta de um buraco negro silencioso e invisível no sistema HR 6819 nos fornece pistas sobre onde podem estar os muitos buracos negros ocultos na Via Láctea.

Os astrônomos já acreditam que sua descoberta poderia indicar um segundo sistema. ”Pensamos que outro sistema, chamado LB-1, também possa ser um sistema triplo deste tipo, apesar de necessitarmos de mais observações para ter a certeza,” disse Marianne Heida, pós-doutoranda no ESO.” O LB-1 se encontra um pouco mais afastado da Terra mas ainda está bastante próximo em termos astronômicos, o que significa que provavelmente existem muitos destes sistemas. Encontrá-los e estudá-los nos dá a oportunidade de aprender bastante sobre a formação e evolução das estrelas raras que começam as suas vidas com mais de cerca de 8 vezes a massa do Sol e terminam as suas vidas numa explosão de supernova, deixando como resto um buraco negro.” 

As descobertas de sistemas triplos com um par mais interno e uma estrela distante poderão também fornecer pistas sobre as violentas fusões cósmicas que liberam ondas gravitacionais fortes o suficientemente para serem detectadas a partir da Terra. Alguns astrônomos acreditam que as fusões podem ocorrer em sistemas com configurações semelhantes a HR 6819 ou LB-1, mas onde o par interior seria constituído por dois buracos negros ou de um buraco negro e uma estrela de nêutrons. O objeto externo mais distante poderia impactar gravitacionalmente o par interno de modo a dar origem a uma fusão e consequentemente à liberação de ondas gravitacionais. Embora o HR 6819 e o LB-1 possuam apenas um buraco negro e nenhuma estrela de nêutrons, esses sistemas podem ajudar os cientistas a entender como colisões estelares podem acontecer em sistemas de estrelas triplas.

Esta pesquisa foi apresentada no artigo intitulado “A naked-eye triple system with a nonaccreting black hole in the inner binary”, publicado na revista Astronomy & Astrophysics.

Fonte: ESO

Exoplaneta recém-descoberto é o mais massivo do sistema Kepler-88

O nosso Sistema Solar tem um rei. O planeta Júpiter, o nome do deus mais poderoso do panteão grego, dominou os outros planetas através da sua influência gravitacional.

© Adam Makarenko (ilustração do sistema planetário Kepler-88)

Com o dobro da massa de Saturno e 300 vezes a massa da Terra, o menor movimento de Júpiter é sentido por todos os outros planetas. Pensa-se que Júpiter seja responsável pelo pequeno tamanho de Marte, pela presença do cinturão de asteroides e por uma cascata de cometas que entregaram água à jovem Terra.

Será que outros sistemas planetários têm "deuses" gravitacionais como Júpiter?

Uma equipe de astrônomos descobriu um planeta com três vezes a massa de Júpiter num sistema planetário distante. A descoberta tem por base seis anos de dados obtidos no Observatório W. M. Keck em Maunakea, Havaí. Usando o instrumento HIRES (High-Resolution Echelle Spectrometer) acoplado ao telescópio Keck I de 10 metros, foi visto o exoplaneta Kepler-88 d, que orbita a sua estrela a cada quatro anos, e a sua órbita não é circular, mas elíptica.

O sistema, Kepler-88, já era famoso entre os astrônomos por dois planetas que orbitam muito perto da estrela, Kepler-88 b e c (os planetas são tipicamente designados alfabeticamente na ordem da sua descoberta).

Estes dois planetas têm uma dinâmica bizarra e impressionante chamada ressonância orbital. O planeta b, de categoria sub-Netuno, orbita a estrela em apenas 11 dias, o que corresponde quase exatamente a metade do período orbital de 22 dias do planeta c, um planeta de massa semelhante à de Júpiter. A natureza das suas órbitas é energeticamente eficiente. A cada duas voltas que o planeta b completa em torno da estrela, recebe um empurrão. O planeta mais exterior, Kepler-88 c, é vinte vezes mais massivo do que o planeta b, e por isso a sua força resulta em mudanças dramáticas no período orbital do planeta interior.

Os astrônomos observaram estas mudanças, chamadas variações de tempo de trânsito, com o telescópio espacial Kepler da NASA, que detectou os momentos precisos em que Kepler-88 b cruzou (ou transitou) entre a estrela e o telescópio. Embora estas variações de tempo de trânsito tenham sido detectadas em algumas dúzias de sistemas planetários, Kepler-88 b possui algumas das maiores variações de tempo. Com trânsitos chegando até meio dia antes ou mais tarde, o sistema é conhecido como o "rei das variações de tempo de trânsito".

O planeta recém-descoberto acrescenta outra dimensão à compreensão do sistema.

"Com três vezes a massa de Júpiter, Kepler-88 d provavelmente foi ainda mais influente na história do sistema Kepler-88 do que o denominado Rei, Kepler-88 c, que tem apenas uma massa de Júpiter," diz a Dra. Lauren Weiss, do Instituto de Astronomia da Universidade do Havaí. "Então, talvez Kepler-88 d seja o novo monarca supremo deste império planetário."

Talvez estes líderes soberanos exoplanetários tenham tido tanta influência quanto Júpiter teve no nosso Sistema Solar. Tais planetas podem ter promovido o desenvolvimento de planetas rochosos e direcionado cometas com água para eles.

Fonte: W. M. Keck Observatory

Galáxia ardente e brilhante!

Nas florestas da noite, encontra-se uma galáxia chamada NGC 3583, fotografada aqui pelo telescópio espacial Hubble.

© Hubble (NGC 3583)

Essa é uma galáxia espiral barrada com dois braços que se torcem para o Universo. Essa galáxia está localizada a 98 milhões de anos-luz da Via Láctea. Duas supernovas explodiram nesta galáxia, uma em 1975 e outra, mais recentemente, em 2015.

Existem algumas maneiras diferentes pelas quais a supernova pode se formar. No caso dessas duas supernovas, as explosões evoluíram de dois sistemas estelares binários independentes, nos quais o restante estelar de uma estrela parecida com o Sol, conhecida como anã branca, estava coletando material de sua estrela companheira. Alimentando-se de sua parceira, a anã branca devorou o material até atingir uma massa máxima. Nesse ponto, a estrela entrou em colapso antes de explodir em uma supernova brilhante.

Dois desses eventos foram vistos na NGC 3583 e, embora não sejam visíveis nesta imagem, ainda podemos nos maravilhar com a terrível simetria da galáxia.

Fonte: NASA

Estrela sobrevive ao aproximar de buraco negro gigante

Os astrônomos podem ter descoberto um novo tipo de história de sobrevivência: uma estrela que teve um encontro próximo com um buraco negro gigante e sobreviveu para contar a narrativa através de emissões de raios X.

© NASA/M. Weiss (ilustração do buraco negro e da anã branca)

Dados do observatório de raios X Chandra da NASA e do XMM-Newton da ESA descobriram a história que começou com uma gigante vermelha que passou demasiado perto de um buraco negro supermassivo numa galáxia a cerca de 250 milhões de anos-luz da Terra. O buraco negro, localizado numa galáxia chamada GSN 069, tem uma massa de cerca de 400.000 vezes a do Sol, colocando-o na extremidade inferior da gama dos buracos negros supermassivos.

Assim que a gigante vermelha foi capturada pela gravidade do buraco negro, as camadas externas da estrela contendo hidrogênio foram arrancadas e levadas para o buraco negro, deixando o núcleo da estrela - conhecido como anã branca - para trás.

"Na minha interpretação dos dados de raios X, a anã branca sobreviveu, mas não escapou," disse Andrew King, da Universidade de Leicester, Reino Unido, que realizou este estudo. "Agora está presa numa órbita elíptica em torno do buraco negro, completando uma viagem aproximadamente a cada nove horas."

À medida que a anã branca faz quase três órbitas por cada dia terrestre, o buraco negro retira material na sua maior aproximação (a não mais do que 15 vezes o raio do horizonte de eventos do buraco negro). O detrito estelar entra num disco em torno do buraco negro e libera um surto de raios X que o Chandra e o XMM-Newton podem detectar. Além disso, é previsto que ondas gravitacionais serão emitidas pelo par constituído pelo buraco negro e pela anã branca, especialmente no seu ponto mais próximo.

Qual será o futuro da estrela e da sua órbita? O efeito combinado das ondas gravitacionais e uma mudança no tamanho da estrela à medida que perde massa deverá fazer com que a órbita se torne mais circular e cresça em tamanho. O ritmo de perda de massa diminui constantemente, assim como a distância da anã branca ao buraco negro aumenta.

"Vai esforçar-se para fugir, mas não há escapatória. O buraco negro vai devorar a anã branca cada vez mais lentamente, mas nunca parará," disse King. "Em princípio, esta perda de massa vai continuar até e mesmo depois da anã branca desvanecer até à massa de Júpiter, daqui a um trilhão de anos. Esta seria uma maneira notavelmente lenta e complicada do Universo formar um planeta!"

Os astrônomos encontraram muitas estrelas que foram completamente destruídas por encontros com buracos negros através dos eventos de perturbação de maré, mas há muito poucos casos relatados desta maneira, onde a estrela provavelmente sobreviveu.

Encontros próximos como este devem ser mais comuns do que colisões diretas, dadas as estatísticas dos padrões de tráfego cósmico, mas podem ser facilmente não observados por várias razões. Primeiro, uma estrela sobrevivente mais massiva pode demorar demasiado tempo a concluir uma órbita em torno do buraco negro para se observar surtos repetidos. Outra questão é que os buracos negros supermassivos que são muito mais massivos do que o situado na galáxia GSN 069 podem engolir diretamente uma estrela, em vez desta cair para órbitas onde perde massa periodicamente.

A anã branca tem uma massa de apenas dois-décimos da massa do Sol. Se a anã branca era o núcleo da gigante vermelha que foi completamente despojada do seu hidrogênio, deverá ser rica em hélio. O hélio teria sido criado pela fusão de átomos de hidrogênio durante a evolução da gigante vermelha.

Dado que a anã branca está tão perto do buraco negro, os efeitos da Teoria da Relatividade Geral significam que a direção do eixo da órbita deve apresentar precessão. Esta oscilação deve repetir-se a cada dois dias e pode ser detectável com observações suficientemente longas.

O artigo que descreve estes resultados foi publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Olhando para os céus de um planeta distante e abrasador

Uma nova tecnologia está fornecendo aos astrônomos uma visão mais detalhada da atmosfera de um planeta distante, onde o ar é tão quente que vaporiza metais.

© Sam Cabot (ilustração do exoplaneta MASCARA-2 b)

O planeta, MASCARA-2 b, fica a 140 parsecs da Terra (aproximadamente 457 anos-luz). É um gigante gasoso, como Júpiter. No entanto, a sua órbita fica 100 vezes mais próximo da sua estrela do que a órbita de Júpiter está do nosso Sol.

A atmosfera de MASCARA-2 b atinge temperaturas superiores a 1.720 ºC, colocando-o no extremo de uma classe de planetas conhecidos como Júpiteres quentes. Os astrônomos estão profundamente interessados em Júpiteres quentes, porque a sua existência era desconhecida até há 25 anos atrás e porque podem fornecer informações sobre a formação de sistemas planetários.

O instrumento que tornou possível a descoberta foi o EXPRES (Extreme PREcision Spectrometer), construído em Yale e instalado no telescópio Lowell Discovery de 4,3 metros.

A missão principal do EXPRES é encontrar planetas semelhantes à Terra com base na leve influência gravitacional que têm nas suas estrelas. Esta precisão também é útil na observação de detalhes atmosféricos de planetas distantes.

À medida que MASCARA-2 b atravessa a linha de visão direta entre a sua estrela hospedeira e a Terra, elementos na atmosfera do planeta absorvem a luz da estrela em comprimentos de onda específicos, deixando uma "impressão digital" química. O EXPRES é capaz de captar estas impressões digitais.

Usando o EXPRES, os astrônomos de Yale e colegas do Observatório de Genebra e da Universidade de Berna na Suíça, bem como da Universidade Técnica da Dinamarca, encontraram ferro gasoso, magnésio e crômio na atmosfera de MASCARA-2 b.

"O EXPRES também encontrou evidências de química diferente entre o lado diurno e noturno de MASCARA-2 b. Estas detecções químicas podem não apenas ensinar-nos sobre a composição elementar da atmosfera, mas também sobre a eficiência dos padrões de circulação atmosférica," disse autor principal do estudo, o astrônomo Jens Hoeijmakers, do Observatório de Genebra.

Juntamente com outros espectrômetros avançados, como o ESPRESSO, construído por astrônomos suíços no Chile, o EXPRES deverá recolher muitos novos dados que podem avançar drasticamente a busca por exoplanetas.

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

Fonte: Yale University

Uma galáxia espiral esticada

Esta brilhante galáxia espiral parece quase esticada no céu nesta nova imagem do telescópio espacial Hubble.

© Hubble (NGC 4100)

Conhecida como NGC 4100, a galáxia possui uma estrutura em espiral e braços rodopiantes salpicados com o tom azul brilhante das estrelas recém-formadas.

Como tantas imagens impressionantes de galáxias que desfrutamos hoje, essa imagem foi captada pela Advanced Camera for Surveys (ACS) do telescópio espacial Hubble. Este instrumento notável foi instalado em 2002 e, com algumas reparações ao longo dos anos por intrépidos astronautas, ainda está forte. 

Você pode acessar muitas das imagens impressionantes captadas pela ACS ⇒, apresentando objetos de galáxias espirais fora do mundo a obscuras e imponentes nebulosas, fenômenos cósmicos bizarros e aglomerados cintilantes compostos de bilhões de estrelas.

Fonte: ESA

Hubble comemora seu 30º aniversário com um retrato de duas nebulosas

As imagens icônicas e as descobertas científicas do telescópio espacial Hubble redefiniram nossa visão do Universo.

© Hubble (NGC 2014 e NGC 2020)

Para comemorar três décadas de descobertas científicas, essa imagem é um dos exemplos mais fotogênicos dos muitos viveiros estelares turbulentos que o telescópio observou durante seus 30 anos de vida. O retrato mostra a nebulosa gigante NGC 2014 e sua vizinha NGC 2020, que juntos formam parte de uma vasta região de formação de estrelas na Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia satélite da Via Láctea, a aproximadamente 163.000 anos-luz de distância. A imagem é apelidada de "Recife Cósmico" porque se assemelha a um mundo submarino.

Em 24 de abril de 1990, o telescópio espacial Hubble foi lançado a bordo do ônibus espacial Discovery, juntamente com uma equipe de cinco astronautas. Implantado na órbita baixa da Terra, um dia depois, o telescópio abriu um novo olho no cosmos que transformou nossa civilização.

O telescópio espacial Hubble está revolucionando a astronomia moderna, não apenas para os astrônomos, mas também levando o público a uma maravilhosa jornada de exploração e descoberta. Os instantâneos celestiais aparentemente intermináveis ​​e impressionantes do Hubble fornecem uma abreviação visual para suas realizações científicas exemplares. Diferente de qualquer outro telescópio anterior, o Hubble tornou a astronomia relevante, envolvente e acessível para pessoas de todas as idades. A missão rendeu até 1,4 milhão de observações e forneceu dados que os astrônomos de todo o mundo usaram para escrever mais de 17.000 publicações científicas revisadas por pares, tornando-o um dos observatórios espaciais mais prolíficos da história. Somente seu rico arquivo de dados alimentará futuras pesquisas em astronomia nas próximas gerações.

Todos os anos, o telescópio espacial Hubble da NASA/ESA dedica uma pequena parte do seu precioso tempo de observação a tirar uma imagem especial de aniversário, mostrando objetos particularmente bonitos e significativos. Essas imagens continuam desafiando os cientistas com novas surpresas empolgantes e fascinando o público com observações cada vez mais sugestivas.

Este ano, o Hubble está comemorando esse novo marco com um retrato de duas nebulosas coloridas que revelam como estrelas massivas e energéticas esculpem seus envoltórios de gás e poeira. Embora a NGC 2014 e a NGC 2020 pareçam estar separadas nessa imagem de luz visível, na verdade elas fazem parte de um complexo gigante de formação de estrelas. As regiões de formação de estrelas vistas aqui são dominadas pelo brilho das estrelas pelo menos 10 vezes mais massivas que o nosso Sol. Essas estrelas têm vida curta, de apenas alguns milhões de anos, em comparação com a vida útil de 10 bilhões de anos do nosso Sol.

A peça central brilhante da NGC 2014 é um agrupamento de estrelas brilhantes e pesadas perto do centro da imagem que explodiu seu casulo de gás hidrogênio (colorido vermelho) e poeira em que nasceu. Uma torrente de radiação ultravioleta do aglomerado de estrelas está iluminando a paisagem ao seu redor. Essas estrelas massivas também liberam ventos fortes que estão corroendo a nuvem de gás acima e à direita delas. O gás nessas áreas é menos denso, facilitando a explosão dos ventos estelares, criando estruturas semelhantes a bolhas que lembram o coral-cérebro, que deram à nebulosa o apelido de "Coral Cérebro".

Por outro lado, a nebulosa de cor azul abaixo da NGC 2014 foi moldada por uma estrela gigantesca que é aproximadamente 200.000 vezes mais luminosa que o nosso Sol. É um exemplo de uma classe rara de estrelas chamada estrelas Wolf-Rayet. Elas são consideradas as descendentes das estrelas mais massivas. As estrelas Wolf-Rayet são muito luminosas e têm uma alta taxa de perda de massa por ventos fortes. A estrela na imagem do Hubble é 15 vezes mais massiva que o Sol e está lançando ventos fortes, que limparam a área ao seu redor. Ejetou suas camadas externas de gás, varrendo-as em forma de cone e expondo seu núcleo quente. A gigante aparece deslocada do centro porque o telescópio está vendo o cone de um ângulo levemente inclinado. Em alguns milhões de anos, a estrela pode se tornar uma supernova. A brilhante cor azul da nebulosa vem do gás oxigênio, que é aquecido a aproximadamente 11.000 graus Celsius, muito mais quente que o gás hidrogênio ao seu redor.

Estrelas, grandes e pequenas, nascem quando nuvens de poeira e gás colapsam por causa da gravidade. À medida que mais e mais material cai sobre a estrela em formação, ele finalmente fica quente e denso o suficiente no centro para desencadear as reações de fusão nuclear que fazem as estrelas, incluindo o nosso Sol, brilharem. Estrelas massivas representam apenas alguns por cento dos bilhões de estrelas em nosso Universo. No entanto, elas desempenham um papel crucial na formação do nosso Universo, através de ventos estelares, explosões de supernovas e produção de elementos pesados.

"O Telescópio Espacial Hubble moldou a imaginação de toda uma geração, inspirando não apenas cientistas, mas quase todo mundo," disse Günther Hasinger, diretor de ciência da Agência Espacial Européia (ESA). "É fundamental para a cooperação excelente e duradoura entre a NASA e a ESA".

Fonte: Space Telescope Science Institute

Exoplaneta aparentemente desaparece nas últimas observações do Hubble

O que os astrônomos pensavam ser um planeta localizado além do nosso Sistema Solar, aparentemente desapareceu de vista.

© ESA/NASA/M. Kornmesser (colisão de dois objetos em órbita da estrela Fomalhaut)

Uma interpretação é que, em vez de ser um objeto planetário, fotografado pela primeira vez em 2004, Fomalhaut b pode na realidade ser uma vasta nuvem de poeira em expansão, produzida numa colisão entre dois grandes corpos que orbitam a próxima e brilhante estrela Fomalhaut. Potenciais observações de acompanhamento poderão confirmar esta conclusão extraordinária.

O objeto, chamado Fomalhaut b, foi anunciado pela primeira vez em 2008, com base em dados obtidos em 2004 e 2006. Era claramente visível em vários anos de observações do telescópio espacial Hubble que revelaram que era um ponto em movimento. Até então, as evidências de exoplanetas tinham sido inferidas principalmente por métodos de detecção indireta, como as sutis oscilações estelares e sombras de planetas passando à sua frente.

No entanto, ao contrário de outros exoplanetas fotografados diretamente, com Fomalhaut b os quebra-cabeças persistentes surgiram bem cedo. O objeto era excepcionalmente brilhante no visível, mas não tinha nenhuma assinatura infravermelha detectável. Os astrônomos conjecturaram que o brilho adicional veio de uma enorme concha ou anel de poeira em torno do planeta que podia estar relacionado com uma colisão. A órbita de Fomalhaut b também parecia incomum, possivelmente muito excêntrica.

"O nosso estudo, que analisou todos os dados de arquivo do Hubble sobre Fomalhaut, revelou várias características que, juntas, pintam uma imagem de que o objeto com o tamanho de um planeta pode nunca ter sequer existido," disse András Gáspár, da Universidade do Arizona, EUA.

A equipe enfatiza que a análise dos dados das imagens do telescópio espacial Hubble captadas em 2014 mostrou que o objeto havia desaparecido. A somar ao mistério, imagens anteriores mostraram que o objeto diminuía continuamente de brilho ao longo do tempo.

A interpretação é que Fomalhaut b está se expandindo lentamente de uma colisão que lançou uma nuvem de poeira para o espaço. Levando em consideração todos os dados disponíveis, os pesquisadores pensam que a colisão ocorreu não muito antes das primeiras observações feitas em 2004. Atualmente, a nuvem de detritos, composta por partículas de poeira com aproximadamente 1 micrômetro (1/50 do diâmetro de um cabelo humano), está abaixo do limite de detecção do telescópio espacial Hubble. Estima-se que a nuvem de poeira tenha agora crescido para um tamanho superior ao da órbita da Terra em torno do nosso Sol.

Igualmente confuso, é que a equipe relata que o objeto está provavelmente numa rota de escape, em vez de numa órbita elíptica, como esperado para planetas. Isto baseia-se nas observações acrescentadas posteriormente aos gráficos de trajetória de dados mais antigos. O modelo aplicado é capaz de explicar naturalmente todos os parâmetros observáveis independentes do sistema: o seu ritmo de crescimento, o seu desvanecimento e a sua trajetória.

Dado que Fomalhaut b está atualmente dentro de um vasto anel de detritos gelados que rodeia a estrela, os corpos em colisão provavelmente seriam uma mistura de gelo e poeira, como os cometas que existem no Cinturão de Kuiper na orla externa do nosso Sistema Solar. Estima-se que cada um destes corpos semelhantes a cometas mede cerca de 200 km (cerca de metade do tamanho do asteroide Vesta).

Segundo os autores, o seu modelo explica todas as características observadas de Fomalhaut b. A modelagem sofisticada da dinâmica da poeira, feita numa rede de computadores da Universidade do Arizona, mostra que este modelo é capaz de ajustar quantitativamente todas as observações. Segundo os cálculos, no sistema Fomalhaut, localizado a cerca de 25 anos-luz da Terra, pode ocorrer um evento deste gênero a cada 200.000 anos.

Um artigo foi publicado no periódico Proceedings of the National Academy of Sciences.

Fonte: Space Telescope Science Institute

Um sinal como nenhum antes

Pesquisadores observaram um sinal notável, diferente de todos os observados anteriormente: GW190412 é a primeira observação da fusão de um buraco negro binário onde os dois objetos têm massas muito diferentes, de 8 e 30 vezes a massa do Sol.

© IAE (fusão de um buraco negro binário)

O GW190412 foi observado pelos detectores LIGO e Virgo no dia 12 de abril de 2019, no início da terceira campanha de observação (O3) dos instrumentos. As análises revelam que a fusão ocorreu a uma distância de 1,9 a 2,9 bilhões de anos-luz da Terra.

Isto não só permitiu medições mais precisas das propriedades astrofísicas do sistema, como também permitiu que os cientistas do LIGO/Virgo verificassem uma previsão até agora não testada da teoria da relatividade geral de Einstein.

"Pela primeira vez 'ouvimos' em GW190412 o zumbido inconfundível de ondas gravitacionais de uma harmonia mais alta, semelhante a sons de instrumentos musicais," explica Frank Ohme, líder do grupo de pesquisa "Observações de Fusões Binárias e Relatividade Numérica" do Instituto Max Planck para Física Gravitacional (Instituto Albert Einstein) em Hannover. "Em sistemas com massas desiguais como GW190412, a nossa primeira observação deste tipo, estes tons no sinal das ondas gravitacionais são muito mais altos do que nos das nossas observações normais. É por isso que não os conseguíamos ouvir antes, mas com GW190412, finalmente podemos." 

Esta observação confirma mais uma vez a teoria da relatividade geral de Einstein, que prevê a existência destes tons mais agudos, ou seja, ondas gravitacionais com duas ou três vezes a frequência fundamental observada até agora.

Este é o primeiro buraco negro binário observado cuja diferença de massa entre os dois objetos é tão grande, significando que é possível medir com mais precisão várias propriedades do sistema: a sua distância até a Terra, o ângulo de observação e a rapidez com que o buraco negro mais pesado gira sobre si próprio.

Os pesquisadores do Instituto Albert Einstein (IAE) contribuíram para a detecção e análise de GW190412. Forneceram modelos precisos das ondas gravitacionais dos buracos negros coalescentes que incluíram, pela primeira vez, a precessão das rotações dos buracos negros e os momentos multipolos para lá do quadrupolo dominante. Estas características impressas na forma da onda foram cruciais para extrair informações únicas sobre as propriedades da fonte e realizar os nossos testes da relatividade geral. As redes de computadores de alto desempenho "Minerva" e "Hypatia" no IAE em Potsdam e "Holodeck" no IAE em Hannover contribuíram significativamente para a análise do sinal.

Os cientistas do LIGO/Virgo também usaram GW190412 para procurar desvios dos sinais que a teoria da relatividade geral de Einstein prevê. Embora o sinal tenha propriedades diferentes de todos os outros encontrados até agora, os pesquisadores não conseguiram encontrar um desvio significativo das previsões relativísticas gerais.

A rede de detectores emitiu alertas para 56 possíveis eventos (candidatos) de ondas gravitacionais durante a campanha O3 (de 1 de abril de 2019 a 27 de março de 2020, com uma interrupção para atualizações e comissionamento em outubro de 2019). Destes 56, um outro sinal confirmado, GW190425, já foi publicado.

A observação de GW190412 significa que sistemas similares provavelmente não são tão raros quanto o previsto por alguns modelos. Portanto, com observações adicionais de ondas gravitacionais e catálogos de eventos cada vez maiores no futuro, são esperados mais destes sinais. Cada um deles poderá ajudar no melhor entendimento como os buracos negros e os seus sistemas binários são formados, e propiciar novos dados sobre a física fundamental do espaço-tempo.

Fonte: Albert Einstein Institute

Encontrado planeta do tamanho da Terra e na zona habitável

Cientistas usando dados reanalisados do telescópio espacial Kepler da NASA, descobriu um exoplaneta do tamanho da Terra em órbita na zona habitável da sua estrela, a área ao redor de uma estrela onde um planeta rochoso pode suportar água líquida.

© NASA/D. Rutter (ilustração de exoplaneta em órbita de anã vermelha)

Os cientistas descobriram este planeta, chamado Kepler-1649c, ao examinarem observações antigas do Kepler, que a agência espacial reformou em 2018. Enquanto pesquisas anteriores com um algoritmo de computador o identificaram erroneamente, os pesquisadores que reviam dados do Kepler deram uma segunda olhada na assinatura e reconheceram-no como um planeta. De todos os exoplanetas encontrados pelo Kepler, este mundo distante, localizado a 300 anos-luz da Terra, é o mais semelhante em tamanho e temperatura estimada com a Terra.

Este mundo recém-revelado é apenas 1,06 vezes maior do que o nosso próprio planeta. Além disso, a quantidade de luz estelar que recebe da sua estrela hospedeira corresponde a 75% da quantidade de luz que a Terra recebe do nosso Sol, o que significa que a temperatura do exoplaneta também pode ser semelhante à do nosso planeta. Mas, ao contrário da Terra, orbita uma anã vermelha. Embora não tenha sido ainda observado neste sistema, este tipo de estrela é conhecido pelas suas explosões estelares que podem tornar o ambiente de um planeta um desafio para qualquer potencial vida.

Ainda há muitos aspetos desconhecidos sobre Kepler-1649c, incluindo a sua atmosfera, o que pode afetar a temperatura do planeta. Os cálculos atuais do tamanho do planeta têm margens de erro significativas, assim como todos os valores na astronomia no que toca a estudar objetos tão longínquos. Os planetas rochosos que orbitam anãs vermelhas são de particular interesse biológico. No entanto, os astrobiólogos precisarão de muitas mais informações sobre este planeta para avaliar se é promissor para a vida como a conhecemos. Mas, com base no que se sabe, Kepler-1649c é especialmente intrigante na busca de mundos com condições potencialmente habitáveis.

Estima-se que outros exoplanetas estejam mais próximos do tamanho da Terra, como TRAPPIST-1f e, segundo alguns cálculos, Teegarden c. Outros podem estar mais próximos da Terra em termos de temperatura, como TRAPPIST-1d e TOI 700d. Mas não há outro exoplaneta que seja considerado mais próximo da Terra em ambas as propriedades, que também se encontre na zona habitável do seu sistema.

O Kepler-1649c orbita a sua pequena estrela anã vermelha tão perto que um ano é equivalente a apenas 19,5 dias terrestres. O sistema possui outro planeta rochoso do mesmo tamanho, mas orbita a estrela a cerca de metade da distância de Kepler-1649c, semelhante à forma como Vênus orbita o nosso Sol a cerca de metade da distância da Terra. As estrelas anãs vermelhas estão entre as mais comuns na Galáxia, o que significa que planetas como este podem ser mais comuns do que se pensava anteriormente.

Anteriormente, os cientistas da missão Kepler desenvolveram um algoritmo chamado Robovetter para ajudar a classificar as enormes quantidades de dados produzidos pela missão Kepler, gerida pelo Centro de Pesquisa Ames da NASA. O Kepler procurou planetas usando o método de trânsito, observando estrelas à procura de quedas no seu brilho enquanto planetas passavam à sua frente.

Na maioria das vezes, estas diminuições de brilho vêm de outros fenômenos que não planetas, desde mudanças naturais no brilho estelar até à passagem de outros objetos cósmicos, dando a entender que um planeta está lá quando não está. A tarefa do Robovetter era distinguir as 12% de quedas de brilho que eram planetas reais. Estas assinaturas que o Robovetter determinou serem de outras fontes foram rotuladas como "falsos positivos".

Com um enorme número de sinais complicados, sabe-se que o algoritmo cometeria erros e precisariam de ser verificados. A equipe revê o trabalho do Robovetter, passando por todos os falsos positivos para garantir que são realmente erros e não exoplanetas, garantindo que menos potenciais descobertas são negligenciadas. Ao que parece, o Robovetter tinha rotulado incorretamente Kepler-1649c.

O Kepler-1649c não é apenas uma das melhores correspondências com a Terra em termos de tamanho e energia que recebe da sua estrela, mas fornece uma visão totalmente nova do seu sistema. Por cada nove vezes que o planeta interior orbita a sua estrela hospedeira, o planeta exterior orbita quase exatamente quatro vezes. O fato das suas órbitas coincidirem numa proporção tão estável indica que o próprio sistema é extremamente estável, e provavelmente sobreviverá por muito tempo.

As relações quase perfeitas entre os períodos são frequentemente provocadas por um fenômeno chamado ressonância orbital, mas uma relação de 9:4 é relativamente única entre os sistemas planetários. Normalmente, as ressonâncias assumem proporções como 2:1 ou 3:2. Embora não confirmada, a raridade desta proporção pode sugerir a presença de um planeta do meio com o qual o planeta interior e o planeta exterior orbitam em sincronicidade, criando um par de ressonâncias 3:2.

A equipe procurou evidências de um terceiro planeta tão misterioso, sem resultados. No entanto, isso pode ser porque o planeta é demasiado pequeno para ser observado ou está inclinado orbitalmente de tal maneira que torna impossível encontrá-lo usando o método de trânsito do Kepler.

De qualquer forma, este sistema fornece mais um exemplo de um planeta do tamanho da Terra na zona habitável de uma estrela anã vermelha. Estas estrelas pequenas e tênues requerem que os planetas orbitem extremamente perto nessa zona, não muito quente nem muito frio, para a vida como a conhecemos potencialmente existir. Embora este exemplo único seja apenas um entre muitos, existem evidências crescentes de que tais planetas são comuns em torno de anãs vermelhas.

As missões como da do Kepler e do TESS ajudam a contribuir para o campo da astrobiologia, a pesquisa interdisciplinar de como as variáveis e as condições ambientais de mundos distantes podem abrigar vida como a conhecemos, ou de qualquer outra forma que a vida possa assumir.

Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: SETI Institute

Gemini detecta o vento mais energético de um quasar distante

Pesquisadores que usam o telescópio Gemini Norte em Maunakea, Havaí, detectaram o vento mais energético de qualquer quasar já medido.

© Gemini Observatory (ilustração de um quasar)

Este fluxo transporta energia suficiente para impactar dramaticamente a formação estelar numa galáxia inteira. A tempestade extragalática permaneceu escondida, mas à vista de todos, durante 15 anos, antes de ser revelada por modelos computacionais inovadores e novos dados do Observatório Gemini.

Este poderoso fluxo está se movendo para a sua galáxia hospedeira a quase 13% da velocidade da luz e origina de um quasar conhecido como SDSS J135246.37+423923.5, que fica a aproximadamente 10 bilhões de anos-luz da Terra.

"Embora ventos de alta velocidade já tenham sido observados anteriormente em quasares, estes carregavam apenas uma quantidade relativamente pequena de massa," explica Sarah Gallagher, astrônoma da Universidade Western (Canadá) que liderou as observações com o Gemini. "O fluxo deste quasar, em comparação, varre uma quantidade enorme de massa a velocidades incríveis. Este vento é muito poderoso e não sabemos como é que o quasar pode lançar algo tão substancial."

Além de medir o fluxo de SDSS J135246.37+423923.5, a equipe também foi capaz de inferir a massa do buraco negro supermassivo que alimenta o quasar. Este objeto monstruoso é 8,6 bilhões de vezes mais massivo que o Sol, cerca de 2.000 vezes a massa do buraco negro no centro da nossa Via Láctea e 50% mais massivo do que o famoso buraco negro da galáxia M87.

O quasar aqui estudado detém agora o recorde de vento mais energético medido até agora, com um vento mais energético do que aqueles relatados recentemente em um outro estudo de 13 quasares.

Os quasares, também conhecidos como objetos quasi-estelares, são um tipo de objeto astrofísico extraordinariamente luminoso que reside nos centros de galáxias massivas. Consistindo de um buraco negro supermassivo rodeado por um disco brilhante de gás, os quasares podem ofuscar todas as estrelas da sua galáxia hospedeira e podem impulsionar ventos poderosos o suficiente para influenciar galáxias inteiras.

O fluxo é tão espesso que é difícil detectar a assinatura do próprio quasar em comprimentos de onda visíveis. Apesar da obstrução, a equipe conseguiu ter uma visão clara do quasar usando o instrumento GNIRS (Gemini Near-Infrared Spectrograph) acoplado ao Gemini Norte para observar em comprimentos de onda infravermelhos. Usando uma combinação de espetros de alta qualidade do Gemini e uma abordagem pioneira de modelagem por computador, os astrônomos descobriram a natureza do fluxo do objeto, que provou ser notavelmente mais energético do que qualquer outro fluxo de quasar medido anteriormente.

A descoberta da equipe levanta questões importantes e também sugere que poderão ser descobertos mais destes quasares.

Este resultado foi publicado na revista The Astrophysical Journal.

Fonte: Gemini Observatory