A Nebulosa da Tarântula observada pelo SuperBIT

A Nebulosa da Tarântula, também conhecida como 30 Doradus, tem mais de mil anos-luz de diâmetro, uma região gigante de formação estelar dentro da galáxia satélite próxima, a Grande Nuvem de Magalhães.

© SuperBIT (Nebulosa da Tarântula)

A cerca de 160 mil anos-luz de distância, é a maior e mais violenta região de formação estelar conhecida em todo o Grupo Local de galáxias. O aracnídeo cósmico está próximo ao centro desta imagem espetacular tirada durante o voo do SuperBIT (Super Pressure Balloon Imaging Telescope), o telescópio de 0,5 metros da NASA que flutua agora perto da borda da atmosfera.

Dentro da bem estudada Nebulosa da Tarântula (NGC 2070), intensa radiação, ventos estelares e choques de supernovas do jovem aglomerado central de estrelas massivas, catalogadas como R136, energizam o brilho e moldam os filamentos da nebulosa. 

Ao redor da Nebulosa da Tarântula estão outras regiões de formação estelar com aglomerados estelares jovens, filamentos e nuvens em forma de bolhas. O amplo campo de visão do SuperBIT abrange mais de 2 graus ou 4 luas cheias na constelação de 30 Doradus. 

Fonte: NASA

Um novo perigo estelar para planetas

De acordo com um novo estudo utilizando o observatório de raios X Chandra da NASA e outros telescópios de raios X, a explosão de uma estrela pode representar mais riscos para os planetas próximos do que se pensava anteriormente.

© M. Weiss (ilustração de um planeta parecido com a Terra)

Esta ameaça recentemente identificada envolve uma fase de raios X intensos que podem danificar as atmosferas dos planetas até 160 anos-luz de distância. A Terra não está hoje em perigo de tal ameaça porque não existem potenciais progenitoras de supernovas dentro desta distância, mas pode ter estado exposta a este tipo de raios X no passado. 

Antes deste estudo, a maioria da pesquisa sobre os efeitos das explosões de supernova tinha-se concentrado no perigo de dois períodos: a radiação intensa produzida por uma supernova nos dias e meses após a explosão e as partículas energéticas que chegam centenas a milhares de anos depois. No entanto, mesmo estas ameaças alarmantes não catalogam completamente os perigos na sequência da explosão de uma estrela.

Os pesquisadores descobriram que, entre estes dois perigos previamente identificados, se esconde outro. As consequências das supernovas produzem sempre raios X, mas se a onda da explosão de supernova atingir gás circundante e denso, pode produzir uma dose particularmente grande de raios X que chega meses a anos após a explosão e pode durar décadas. 

Os cálculos neste último estudo baseiam-se em observações de raios X de 31 supernovas e das suas consequências obtidas principalmente com o Chandra, Swift e NuSTAR da NASA, juntamente com o XMM-Newton da ESA. A análise destas observações mostra que podem haver consequências letais da interação de supernovas com o seu meio envolvente, para planetas localizados até cerca de 160 anos-luz de distância.

Se uma torrente de raios X varrer um planeta próximo, a radiação alteraria severamente a química atmosférica do planeta. Para um planeta semelhante à Terra, este processo poderia eliminar uma porção significativa de ozônio, o que em última análise protege a vida da perigosa radiação ultravioleta da sua estrela hospedeira. Se um planeta com a biologia da Terra fosse atingido por uma contínua radiação altamente energética de uma supernova próxima, especialmente uma que interagisse fortemente com o seu ambiente, poderia levar ao desaparecimento de uma vasta gama de organismos, especialmente os marinhos na base da cadeia alimentar. Estes efeitos podem ser suficientemente significativos para iniciar um evento de extinção em massa.

Existem fortes indícios que num passado distante - incluindo a detecção, em diferentes locais do globo, de um tipo radioativo de ferro - de que ocorreram supernovas perto da Terra há cerca de 2 a 8 milhões de anos atrás. Os astrônomos estimam que estas supernovas se encontravam a cerca de 65 a 500 milhões de anos-luz da Terra. A Terra está na "Bolha Local", uma bolha ainda em expansão de gás quente e de baixa densidade rodeada por uma concha de gás frio que se estende por cerca de 1.000 anos-luz. A expansão exterior de estrelas perto da superfície da "Bolha Solar" implica que esta se formou a partir de um surto de formação estelar e de supernovas perto do centro da bolha há aproximadamente 14 milhões de anos.

As enormes estrelas jovens responsáveis pelas explosões de supernovas estavam então muito mais próximas do nosso planeta do que estas estrelas estão agora, o que colocou a Terra em muito maior risco destas supernovas no passado. Embora esta evidência não ligue as supernovas a qualquer evento específico de extinção em massa na Terra, sugere que as explosões cósmicas afetaram o nosso planeta ao longo da sua história. Apesar da Terra e do Sistema Solar se encontrem atualmente num espaço seguro em termos de potenciais explosões de supernova, muitos outros planetas na Via Láctea não estão. 

Estes eventos altamente energéticos reduziriam efetivamente as áreas dentro da nossa Galáxia, conhecida como Zona Galáctica Habitável, onde as condições seriam propícias à vida tal como a conhecemos. Uma vez que as observações de raios X das supernovas são escassas, particularmente da variedade que interage fortemente com o seu ambiente, os autores argumentam que as observações de acompanhamento das supernovas, em interação durante meses e anos após a explosão, seriam valiosas para compreender o ciclo de vida das estrelas e também em campos como a astrobiologia, paleontologia e ciências planetárias. 

O artigo científico que descreve este resultado foi publicado no periódico The Astrophysical Journal. 

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Descoberta uma pequena galáxia com extraordinária formação estelar

Utilizando as primeiras observações do seu gênero, pelo telescópio espacial James Webb, astrônomos observaram mais de 13 bilhões de anos no passado para descobrir uma galáxia única e minúscula que gerou novas estrelas a um ritmo extremamente elevado para o seu tamanho.

© James Webb (galáxia RX J2129-z95)

A galáxia descoberta é uma das menores a esta distância, localizada a cerca de 500 milhões de anos após o Big Bang, e poderá ajudar os astrônomos a aprender mais sobre as galáxias que estavam presentes pouco depois do início do Universo. 

Os pesquisadores da Universidade do Minnesota efetuaram o estudo de galáxias que estavam presentes quando o Universo era muito mais novo podendo ajudar os cientistas a aproximarem-se da resposta a uma enorme questão em astronomia sobre como o Universo se tornou reionizado, mas a observação destes corpos distantes pode ser um desafio.

Neste caso, os pesquisadores foram capazes de encontrar e estudar esta pequena galáxia devido a um fenômeno de lente gravitacional, ou seja, onde a massa de uma galáxia curva e amplia a luz. Um aglomerado de galáxias que atua como lente fez com que esta pequena galáxia de fundo aparecesse 20 vezes mais brilhante do que seria se o aglomerado não estivesse ampliando a sua luz.

Os pesquisadores utilizaram a espectroscopia para medir a distância da galáxia, para além das suas propriedades físicas e químicas. O volume da galáxia é aproximadamente um milionésimo do da Via Láctea, mas é possível ver que ainda está formando o mesmo número de estrelas todos os anos. 

O telescópio espacial James Webb pode recolher cerca de 10 vezes mais luz do que o telescópio espacial Hubble e é muito mais sensível a comprimentos de onda mais longos e na região do espectro infravermelho. Isto permite aceder a uma janela de dados inteiramente nova. 

Um artigo foi publicado na revista Science. 

Fonte: Instituto de Astrofísica de Canarias

O cavalo-marinho escuro em Cepheus

Abrangendo anos-luz, esta forma sugestiva conhecida como Nebulosa do Cavalo-Marinho aparece em silhueta contra um fundo rico e luminoso de estrelas.

© Jeff Herman (Barnard 150)

Observadas na direção da constelação de Cepheus, as nuvens empoeiradas e obscuras fazem parte de uma nuvem molecular da Via Láctea a cerca de 1.200 anos-luz de distância. Também está listada como Barnard 150 (B150), uma das inúmeras nuvens escuras do céu catalogadas no início do século 20 pelo astrônomo Edward Barnard. Ele foi um astrofotógrafo pioneiro. Começando por volta de 1919, ele fotografou e catalogou 370 nebulosas escuras. 

Pacotes de estrelas de baixa massa estão se formando dentro, mas seus núcleos em colapso são visíveis apenas em longos comprimentos de onda infravermelhos. Ainda assim, as estrelas coloridas de Cepheus contribuem para esta bela paisagem celeste galáctica.

Fonte: NASA

Um planeta em torno de uma estrela "oscilante"

Os dados da missão espacial Gaia da ESA permitiram aos astrônomos detectar um exoplaneta gigante utilizando o telescópio Subaru.

© Subaru (movimento do planeta ao redor de sua estrela)

Este mundo é o primeiro exoplaneta confirmado encontrado graças à capacidade do Gaia em sentir a atração gravitacional ou "oscilação" que um planeta induz na sua estrela. E a técnica aponta o caminho para o futuro da observação planetária direta. Quando se trata de detectar planetas ao redor de outras estrelas, conhecidos como exoplanetas, os astrônomos têm uma variedade de métodos à sua disposição. Estas técnicas enquadram-se em duas grandes categorias: diretas e indiretas. Ambas têm vantagens e inconvenientes. 

Historicamente, a maioria dos exoplanetas têm sido encontrados por métodos indiretos. Isto significa que se deduz que os planetas existem devido ao efeito que têm na sua estrela hospedeira. Enquanto que na observação direta, um telescópio vê efetivamente o planeta. 

Embora os astrônomos tenham detectado mais de 5.000 exoplanetas utilizando meios indiretos, apenas cerca de 20 foram observados diretamente. Isto porque para que os planetas sejam visíveis com o nosso atual nível de tecnologia, devem estar amplamente separados da sua estrela progenitora e ser muito mais massivos do que Júpiter, o maior planeta do nosso Sistema Solar. 

Como a natureza não forma muitos destes tipos de planetas, há necessidade de saber exatamente onde procurar. A maioria das procuras diretas são "cegas", ou seja, visam simplesmente as estrelas com base na sua idade e distância e na esperança de que um planeta seja "apanhado no ato". Das centenas de estrelas investigadas desta forma, apenas um punhado produziu estrelas.

Através da missão Gaia foi procuradas estrelas que literalmente oscilam no céu. Em particular, foi utilizado o Catálogo de Acelerações Hipparcos-Gaia. Este catálogo combina dados do Gaia com os da anterior missão de mapeamento estelar da ESA, Hipparcos, para fornecer uma linha de base de 25 anos para a comparação das posições precisas das estrelas. 

A medição da posição de uma estrela no céu é conhecida como astrometria. A partir desta base de dados, a equipe identificou uma série de estrelas que pareciam mudar de posição no céu noturno de uma forma que sugeria que cada uma delas era orbitada por um planeta gigante. Em seguida, voltaram-se para o telescópio Subaru do National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) em Mauna Kea, Havaí, e fizeram observações em julho e setembro de 2020, e em maio e outubro de 2021. 

O planeta recentemente descoberto chama-se HIP 99770 b. Tem cerca de 16 vezes a massa de Júpiter e orbita uma estrela que tem quase duas vezes a massa do Sol. Embora a órbita do planeta seja mais de três vezes maior do que a órbita de Júpiter em torno do Sol, recebe quase a mesma quantidade de luz que Júpiter porque a sua estrela hospedeira é muito mais luminosa do que o Sol. 

Este método de visar estrelas para a descoberta exoplanetária vai acelerar. Isto porque a quarta publicação de dados Gaia (DR4), que se baseará em 5,5 anos de dados (quase o dobro da linha de base do DR3), tornará muito mais fácil detectar quais as estrelas que estão oscilando. 

Em última análise, esta abordagem combinada permitirá visar outras Terras. Um planeta como a Terra estará muito mais próximo da sua estrela e por isso passará muito tempo à frente ou atrás dessa estrela, tornando impossível a sua observação. A descoberta de um planeta como o nosso continua sendo o grande objetivo dos astrônomos.

Um artigo foi publicado na revista Science. 

Fonte: W. M. Keck Observatory

Confirmada a descoberta do terceiro protoplaneta

Uma equipe internacional de pesquisadores obteve resultados da análise de dados que confirma a existência de um novo protoplaneta em torno da estrela HD 169142.

© VLT / SPHERE (sistema HD 169142)

A imagem acima do sistema HD 169142 mostra o sinal do protoplaneta HD 169142 b (perto da posição correspondente às 11 horas, indicado pela seta), bem como um braço em espiral brilhante resultante da interação dinâmica entre o planeta e o disco em que se encontra. O sinal da estrela, 100.000 vezes mais brilhante do que o planeta, foi subtraído por uma combinação de componentes ópticos e processamento de imagem (máscara no centro da imagem). Observações em diferentes momentos mostram o planeta avançando na sua órbita ao longo do tempo.

Este resultado foi possível graças a ferramentas avançadas de processamento de imagem desenvolvidas pelo PSILab da Universidade de Liège. Os cientistas utilizaram várias observações, entre 2015 e 2019, da estrela HD 169142 obtidas pelo instrumento SPHERE do VLT (Very Large Telescope) do ESO.

Os planetas formam-se a partir de aglomerados de material em discos que rodeiam estrelas recém-nascidas. Quando o planeta ainda está se formando, ou seja, quando ainda está acretando material, é chamado de protoplaneta. 

Até à data, apenas dois protoplanetas tinham sido inequivocamente identificados como tal, PDS 70 b e c, ambos orbitando a estrela PDS 70. Este número aumentou agora para três com a descoberta e confirmação de um protoplaneta no disco de gás e poeira que envolve HD 169142, uma estrela a 374 anos-luz de distância. 

Os planetas estão quentes quando se formam, pelo que o telescópio obteve imagens infravermelhas de HD 169142 para procurar a sua assinatura térmica. Com estes dados, puderam confirmar a presença de um planeta, HD 169142 b, a cerca de 37 UA (unidade astronômica, a distância da Terra ao Sol) da sua estrela, ligeiramente mais longe do que a órbita de Netuno. Já em 2019, pesquisadores tinham anteriormente levantado a hipótese de que uma fonte compacta vista nas suas imagens poderia indicar a presença de um protoplaneta. O estudo recente confirma esta hipótese através de uma nova análise dos dados utilizados no seu estudo, bem como da inclusão de novas observações de melhor qualidade. 

As novas imagens confirmam que o planeta deve ter esculpido uma lacuna no disco, como previsto pelos modelos. Esta divisão é claramente visível nas observações de luz polarizada do disco. No infravermelho, podemos também ver um braço em espiral no disco, provocado pelo planeta e visível no seu rasto, sugerindo que outros discos protoplanetários contendo espirais também podem abrigar planetas ainda não descobertos. 

As imagens de luz polarizada, bem como o espectro infravermelho medido, indicam ainda que o planeta está enterrado numa quantidade significativa de poeira acretada a partir do disco protoplanetário. Esta poeira pode estar na forma de um disco circumplanetário, um pequeno disco que se forma à volta do próprio planeta, o qual, por sua vez, pode formar luas. 

Esta descoberta importante demonstra que a detecção de planetas por observação direta é possível mesmo numa fase muito precoce da sua formação. Ao longo dos últimos dez anos têm havido detecções de planetas em formação com muitos falsos positivos. 

O protoplaneta HD 169142 b parece ter propriedades diferentes dos protoplanetas no sistema PDS 70, o que é muito interessante. Parece que foi capturado numa fase mais jovem da sua formação e evolução, uma vez que ainda está completamente enterrado ou rodeado por muita poeira. Dado o número muito pequeno de planetas em formação confirmados até à data, a descoberta desta fonte e o seu acompanhamento deverá fornecer uma melhor compreensão de como os planetas, e em particular os planetas gigantes como Júpiter, são formados. 

Uma maior caracterização do protoplaneta e confirmação independente poderá ser obtida com futuras observações pelo telescópio espacial James Webb. A elevada sensibilidade do JWST à luz infravermelha deverá permitir a detecção emissões térmicas provenientes da poeira quente ao redor do planeta. 

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

Fonte: Université de Liège

Um aspersor estelar

Esta fotografia mostra o jovem objeto estelar 244-440 na Nebulosa de Órion observado com o Very Large Telescope (VLT) do ESO, a imagem mais nítida alguma vez obtida para este objeto.

© ESO / VLT (objeto estelar 244-440 na Nebulosa de Órion)

A estrutura sinuosa magenta trata-se de um jato de matéria lançado perto da estrela, mas porque é que terá esta forma? 

As estrelas muito jovens encontram-se frequentemente rodeadas por discos de material, que cai em direção à estrela. Parte deste material pode ser expelido em poderosos jatos perpendiculares ao disco. O jato em forma de S de 244-440 sugere que o que se esconde no centro deste objeto não é uma, mas sim duas estrelas em órbita uma da outra.

Este movimento orbital altera periodicamente a orientação do jato, de modo semelhante ao funcionamento de um aspersor de água. Outra explicação plausível prende-se com a possibilidade da forte radiação de outras estrelas na nuvem de Órion poder estar alterando a forma do jato. 

Estas observações foram obtidas com o instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) montado no VLT, no Chile. As cores vermelha, verde e azul mostram a distribuição de ferro, nitrogênio e oxigênio, respectivamente. Mas isto é apenas uma pequena fração de todos os dados recolhidos pelo MUSE, que capta simultaneamente milhares de imagens em diferentes cores, ou comprimentos de onda permitindo assim aos astrônomos estudar não só a distribuição de muitos elementos químicos diferentes, mas também a forma como estes se deslocam. 

Além disso, o MUSE está instalado no telescópio principal nº 4 do VLT, o qual se encontra equipado com uma infraestrutura de óptica adaptativa avançada que corrige a turbulência atmosférica, fornecendo imagens mais nítidas do que as obtidas pelo telescópio espacial Hubble. Estas novas observações permitirão aos astrônomos estudar com um detalhe sem precedentes como é que as estrelas nascem em nuvens massivas como a de Órion. 

Fonte: ESO

Em busca da explosão de supernova numa galáxia espiral

A galáxia espiral barrada UGC 678 ocupa o centro do palco nesta imagem do telescópio espacial Hubble.

© Hubble (UGC 678)

A espetacular galáxia fica a cerca de 260 milhões de anos-luz da Terra na constelação de Peixes e está quase de frente, permitindo que seus braços espirais preguiçosamente sinuosos se estendam por esta imagem. Em primeiro plano, uma galáxia menor parece dividir a porção superior de UGC 678. 

Assim como os humanos, as estrelas têm um ciclo de vida natural; elas nascem, crescem e eventualmente envelhecem e morrem. Estudar esse ciclo de vida estelar, geralmente chamado de evolução estelar, é um tópico importante para os astrônomos. O fim da vida das estrelas pode ser marcado por eventos verdadeiramente espetaculares, incluindo explosões titânicas de supernovas, a criação de estrelas de nêutrons inimaginavelmente densas e até mesmo o nascimento de buracos negros.

A UGC 678 foi recentemente considerada a anfitriã de um desses eventos; em 2020, o telescópio robótico ATLAS escaneando o céu noturno em busca de asteroides perigosos descobriu evidências de uma enorme explosão da supernova AT2020abjq na galáxia. 

Duas observações separadas do Hubble se voltaram para UGC 678 para vasculhar a galáxia em busca das consequências de sua explosão de supernova. Uma equipe de astrônomos usou a Advanced Camera for Surveys do Hubble e a outra a Wide Field Camera 3, mas ambas pretendiam explorar UGC 678 na esperança de descobrir pistas sobre a identidade da estrela que produziu a supernova de 2020. 

Fonte: ESA

Fontes ultraluminosas de raios X quebram limites

Objetos cósmicos exóticos, conhecidos como fontes ultraluminosas de raios X, produzem cerca de 10 milhões de vezes mais energia do que o Sol.

© NASA / JPL-Caltech (ilustração de uma fonte ultraluminosa de raios X)

Na verdade, são tão radiantes que parecem ultrapassar um limite físico chamado limite de Eddington, que coloca uma restrição no brilho que um objeto pode ter com base na sua massa. Estas Ultra-luminous X-ray sources (ULXs) excedem regularmente este limite em 100 a 500 vezes, deixando os cientistas perplexos. 

Num estudo recente, os pesquisadores relatam uma primeira medição de uma ULX feita com o NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) da NASA. A descoberta confirma que estes emissores de luz são tão brilhantes como parecem e que quebram o limite de Eddington. 

Uma hipótese sugere que este brilho avassalador é devido aos fortes campos magnéticos da ULX. Mas os cientistas só podem testar esta ideia através de observações: até bilhões de vezes mais poderosos do que os ímãs mais fortes alguma vez construídos na Terra, os campos magnéticos das ULXs não podem ser reproduzidos num laboratório. Os fótons exercem um pequeno empurrão sobre objetos que encontram. Se um objeto cósmico como uma ULX emitir luz suficiente por determinada área, o empurrão dos fótons pode ser superior à atração da gravidade do objeto. Quando isto acontece, um objeto atingiu o limite de Eddington e a luz do objeto, teoricamente, empurrará para longe qualquer gás ou outro material que caia na sua direção.

Esta mudança é importante, porque o material que cai sobre uma ULX é a fonte do seu brilho. Isto é algo que os cientistas observam frequentemente em buracos negros: quando a sua forte gravidade atrai gás e poeira, estes materiais podem aquecer e irradiar luz. Os cientistas costumavam pensar que as ULX deviam ser buracos negros rodeados por grandes quantidades de gás brilhante. Mas, em 2014, os dados do NuSTAR revelaram que uma ULX com o nome de M82 X-2 é, na realidade, um objeto menos massivo chamado de estrela de nêutrons. Tal como os buracos negros, as estrelas de nêutrons formam-se quando uma estrela morre e colapsa, compactando mais do que a massa do nosso Sol numa área não muito maior do que uma cidade média. Esta densidade incrível também cria uma atração gravitacional, à superfície da estrela de nêutrons, cerca de 100 trilhões de vezes mais forte do que a atração gravitacional à superfície da Terra.

O gás e outros materiais atraídos por esta gravidade são acelerados até milhões de quilômetros por hora, liberando tremendas quantidades de energia quando atingem a superfície da estrela de nêutrons (um marshmallow deixado cair sobre a superfície de uma estrela de nêutrons a atingiria com a energia de cem mil bombas de hidrogênio). Isto produz os raios X altamente energéticos que o NuSTAR detecta. 

O estudo recente visou a mesma ULX no núcleo da descoberta de 2014 e descobriu que, tal como um parasita cósmico, M82 X-2 está roubando cerca de 9x0²¹ de toneladas de material, por ano, de uma estrela vizinha, o equivalente a 1,5 vezes a massa da Terra. Sabendo a quantidade de material que atinge a superfície da estrela de nêutrons, os cientistas podem estimar quão brilhante deve ser a ULX e os seus cálculos coincidem com medições independentes da sua luminosidade. 

O trabalho confirmou que M82 X-2 excede o limite de Eddington. Se os cientistas conseguirem confirmar o brilho de mais ULXs, podem colocar de lado uma hipótese persistente que explicaria o brilho aparente destes objetos sem que as ULXs tivessem de exceder o limite de Eddington. Esta hipótese, com base em observações de outros objetos cósmicos, postula que ventos fortes formam um cone oco em torno da fonte de luz, concentrando a maior parte da emissão num só sentido. Se apontado diretamente para a Terra, o cone poderia criar uma espécie de ilusão ótica, fazendo-o aparecer [falsamente] como se a ULX estivesse excedendo o limite de luminosidade. Mesmo que este seja o caso para algumas ULXs, uma hipótese alternativa apoiada pelo novo estudo sugere que fortes campos magnéticos distorcem os átomos aproximadamente esféricos em formas alongadas. Isto reduziria a capacidade dos fotões em afastar átomos, acabando por aumentar o brilho máximo possível de um objeto.

Estas observações permitem-nos ver os efeitos destes campos magnéticos incrivelmente fortes que nunca poderíamos reproduzir na Terra com a tecnologia atual, temos de esperar que o Universo nos mostre os seus segredos. 

Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal. 

Fonte: Jet Propulsion Laboratory

Um possível buraco negro fugitivo criando um rasto de estrelas

Há um monstro invisível à solta e viajando pelo espaço intergaláctico tão depressa que se estivesse no nosso Sistema Solar, podia viajar da Terra à Lua em 14 minutos.

© STScI (ilustração de buraco negro supermassivo fugitivo)

Este buraco negro supermassivo, com até 20 milhões de vezes a massa do Sol, deixou para trás um rasto de estrelas recém-nascidas com o dobro do diâmetro da nossa Galáxia, a Via Láctea. É provavelmente o resultado de um raro e bizarro "jogo de bilhar" galáctico entre três buracos negros enormes. Em vez de engolir estrelas à sua frente, como um Pac-Man cósmico, o buraco negro veloz está lavrando gás à sua frente para desencadear a formação de novas estrelas ao longo de um corredor estreito. 

O buraco negro está viajando demasiado depressa para se alimentar. Nunca se tinha visto nada assim, mas foi captado por acidente pelo telescópio espacial Hubble. Deve ter muitas estrelas novas, dado que tem quase metade do brilho da galáxia hospedeira a que está ligado. O buraco negro encontra-se numa das extremidades da coluna que se estende até à sua galáxia progenitora. Há um nó extremamente brilhante de oxigênio ionizado na ponta mais externa da coluna. Os pesquisadores pensam que o gás é provavelmente aquecido pelo movimento do buraco negro quando o atinge, ou pode ser radiação de um disco de acreção em torno do buraco negro.

Por ser tão estranho, os astrônomos fizeram espectroscopia de acompanhamento com os Observatórios W. M. Keck no Havaí. Isto levou à conclusão de que estavam a observando o rescaldo de um buraco negro voando através de um halo de gás que rodeava a galáxia hospedeira. 

Os astrônomos suspeitam que as duas primeiras galáxias se tenham fundido há talvez 50 milhões de anos. Isso juntou dois buracos negros supermassivos nos seus centros. Giravam um à volta do outro como um buraco negro binário. Depois surgiu outra galáxia com o seu próprio buraco negro supermassivo. Esta mistura de três buracos negros supermassivos levou-os a uma configuração caótica e instável. Um dos buracos negros roubou momento aos outros dois e foi expulso da galáxia hospedeira. O binário original pode ter permanecido intacto, ou o novo buraco negro intruso pode ter substituído um dos dois que estavam no binário original e expulso o companheiro anterior. 

Quando o buraco negro individual foi expelido numa direção, os buracos negros do binário foram disparados na direção oposta. Há uma característica vista no lado oposto da galáxia hospedeira que pode ser o buraco negro binário fugitivo. Uma evidência circunstancial disto é que não existem sinais de um buraco negro ativo no núcleo da galáxia. 

O próximo passo é fazer observações de acompanhamento com o telescópio espacial James Webb e com o observatório de raios X Chandra para confirmar a explicação proposta pelos pesquisadores. O futuro telescópio espacial Nancy Grace Roman da NASA terá uma visão de grande angular do Universo com a requintada resolução do Hubble. Como um telescópio de levantamento, isto pode exigir aprendizagem de máquina, utilizando algoritmos para encontrar formas estranhas específicas num mar de outros dados astronômicos. 

Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters. 

Fonte: Space Telescope Science Institute

A Terra tem uma nova quase-lua?

O asteroide 2023 FW13, recentemente descoberto, criou um certo rebuliço entre os observadores de asteroides.

© Tonny Dunn (trajetória do asteroide 2023 FW13)

Acontece que ele está em uma órbita que não está apenas em ressonância 1:1 com a Terra, mas segue um caminho que realmente circunda a Terra, embora em uma órbita tão excêntrica que se estende a meio caminho de Marte e a meio caminho de Vênus. Na imagem, a trajetória descrita pelo asteroide (em verde)  mostra um referencial rotativo que mantém a linha Terra-Sol estacionária.

Não existe uma definição formal para objetos como este, que às vezes são chamados de quase-luas ou quase-satélites. Eles seguem um caminho ao redor da Terra, mas geralmente por não mais do que algumas décadas. Talvez o mais conhecido desses objetos, o Kamoʻoalewa, foi encontrado em 2016 e é considerado o menor, mais próximo e mais estável quase-satélite conhecido. Tem uma órbita que está em ressonância estável com a Terra há quase um século, e assim permanecerá nos próximos séculos, segundo cálculos de Paul Chodas, do Jet Propulsion Laboratory. 

Mas este asteroide recém-descoberto, se os cálculos orbitais preliminares estiverem corretos, ultrapassará facilmente esse recorde. Algumas estimativas dizem que ele circulou a Terra desde pelo menos 100 aC e provavelmente continuará a fazê-lo até cerca de 3700 dC. Possivelmente, o 2023 FW13 seria o quase-satélite mais estável da Terra já encontrado. 

O asteroide foi observado pela primeira vez em 28 de março pelo observatório PanSTARRS no topo de Haleakalā, no Havaí. Após mais observações do telescópio Canada France Hawaii em Mauna Kea, e de observatórios em Kitt Peak e Mount Lemmon, a descoberta foi anunciada oficialmente em 1º de abril.

Embora  o asteroide 2023 FW13 realmente circule a Terra, há um problema: “A dimensão do loop (cerca de 0,18 unidade astronômica em raio) é tão grande que a Terra não desempenha praticamente nenhum papel em seu movimento,” disse Alan Harris, do Space Science Institute. Para referência, Mercúrio orbita o Sol de 0,4 UA.

O asteroide está realmente orbitando o Sol e não está gravitacionalmente ligado à Terra. No entanto, está em ressonância com o nosso planeta, e é por isso que seu caminho gira amplamente ao redor da Terra. Mesmo a chance de acabar em uma quase órbita, estima Harris, não é única. Um cálculo rápido sugere que existem cerca de 2 milhões de asteroides próximos da Terra de seu tamanho ou maiores (com uma magnitude absoluta de 26), e que deve haver cerca de três desses objetos atualmente girando em torno da posição da Terra.

"Estima-se que o tamanho desse objeto seja de cerca de 10 a 15 metros de diâmetro. Sua quase correspondência com a órbita da Terra torna sua velocidade relativa baixa o suficiente para que possam ser acessados por espaçonaves em questão de meses," disse o especialista em asteroides de longa data, Richard Binzel, do Massachusetts Institute of Technology (MIT). 

Fonte: Sky & Telescope

A gravidade curva a luz para revelar um dos maiores buracos negros

Uma equipe de astrônomos, liderada pelo Dr. James Nightingale do Departamento de Física da Universidade de Durham, descobriu um dos maiores buracos negros jamais encontrados, através  do fenômeno de lente gravitacional.

© Hubble (Abell 1201)

A imagem acima mostra a galáxia elíptica Abell 1201 focalizada pelo telescópio espacial Hubble, onde o quadro à esquerda destaca a região do infravermelho próximo e o quadro à direita destaca a região do óptico.

As lentes gravitacionais - onde uma galáxia em primeiro plano curva a luz de um objeto mais distante e a amplia - e as simulações de supercomputador nas instalações DiRAC (Distributed Research Utilising Advanced Computing) HPC (High Performance Computing) permitiram à equipe examinar de perto como a luz é "dobrada" por um buraco negro no interior de uma galáxia a centenas de milhões de anos-luz da Terra.

A equipe simulou luz que viajava pelo Universo centenas de milhares de vezes, com cada simulação incluindo um buraco negro de massa diferente, mudando a viagem da luz à Terra. Quando os pesquisadores incluíram um buraco negro ultramassivo numa das suas simulações, o percurso tomado pela luz da galáxia distante, até chegar à Terra, coincidiu com o percurso visto em imagens reais captadas pelo telescópio espacial Hubble. 

Foi encontrado um buraco negro ultramassivo, um objeto com mais de 30 bilhões de vezes a massa do nosso Sol, na galáxia em primeiro plano, uma escala raramente vista pelos astrônomos. A maioria dos maiores buracos negros que conhecemos estão num estado ativo, onde a matéria que é puxada para perto do buraco negro aquece e libera energia sob a forma de luz, raios X e outros tipos de radiação. 

A lente gravitacional torna possível o estudo de buracos negros inativos, algo atualmente não possível em galáxias distantes. Esta abordagem poderia permitir aos astrônomos descobrir muitos mais buracos negros inativos e ultramassivos do que se pensava anteriormente e investigar como ficaram tão grandes.

A história desta descoberta em particular começou em 2004 quando o astrônomo da Universidade de Durham, o professor Alastair Edge, notou um arco gigante de uma lente gravitacional ao rever imagens de um levantamento de galáxias. Avançando rapidamente 19 anos com a ajuda de algumas imagens de altíssima resolução pelo telescópio espacial Hubble e das instalações do supercomputador DiRAC COSMA8 da Universidade de Durham, o Dr. Nightingale e a sua equipe puderam revisitá-lo e explorá-lo mais a fundo. 

Espera-se que este seja o primeiro passo para permitir uma exploração mais profunda dos mistérios dos buracos negros e que os futuros grandes telescópios ajudem os astronomos a estudar buracos negros ainda mais distantes para aprenderem mais sobre o seu tamanho e escala. 

Este é o primeiro buraco negro encontrado usando lentes gravitacionais e as descobertas foram publicadas no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 

Fonte: Royal Astronomical Society