Qual a razão pela qual alguns exoplanetas estão encolhendo?

Alguns exoplanetas parecem estar perdendo as suas atmosferas e encolhendo.

© STScI (ilustração do exoplaneta TOI-421 b)

Num novo estudo realizado com dados do aposentado telescópio espacial Kepler da NASA, os astrônomos encontraram evidências de uma possível causa: os núcleos destes planetas estão empurrando as suas atmosferas de dentro para fora.

Os exoplanetas existem numa variedade de tamanhos, desde pequenos planetas rochosos a colossais gigantes gasosos. No meio estão as super-Terras rochosas e os maiores sub-Netunos com atmosferas inchadas. Mas há uma ausência conspícua, uma "lacuna de tamanho", de planetas que se situam entre 1,5 e 2 vezes o tamanho da Terra (ou entre super-Terras e sub-Netunos). 

Os cientistas já confirmaram a detecção de mais de 5.000 exoplanetas, mas há menos planetas do que se esperava com um diâmetro entre 1,5 e 2 vezes o da Terra. 

Os pesquisadores pensam que esta lacuna pode ser explicada pelo fato de certos sub-Netunos perderem a sua atmosfera ao longo do tempo. Esta perda aconteceria se o planeta não tivesse massa suficiente e, portanto, força gravitacional, para manter a sua atmosfera. Assim, os sub-Netunos que não são suficientemente massivos encolheriam até ao tamanho das super-Terras, deixando a lacuna entre os dois tamanhos de planetas. 

Mas a forma exata como estes planetas estão perdendo a sua atmosfera tem permanecido um mistério. Os cientistas chegaram a um consenso sobre dois mecanismos prováveis: um deles é chamado de perda de massa alimentada pelo núcleo; e o outro, fotoevaporação. 

O estudo descobriu novas evidências que apoiam o primeiro. A perda de massa impulsionada pelo núcleo ocorre quando a radiação emitida pelo núcleo quente de um planeta empurra a atmosfera para longe do planeta ao longo do tempo. A outra explicação principal para a lacuna planetária, a fotoevaporação, ocorre quando a atmosfera de um planeta é essencialmente soprada pela radiação quente da sua estrela hospedeira. Neste cenário, a radiação altamente energética da estrela atua como um secador de cabelo num cubo de gelo.

Embora se pense que a fotoevaporação ocorre durante os primeiros 100 milhões de anos de um planeta, a perda de massa alimentada pelo núcleo ocorre muito mais tarde, perto um bilhão de anos de vida de um planeta. 

Neste estudoforam utilizados dados do K2 da NASA, uma missão alargada do telescópio espacial Kepler, para observar os aglomerados estelares do Presépio e das Híades, que têm entre 600 milhões e 800 milhões de anos. 

Como se pensa que os planetas têm geralmente a mesma idade que a sua estrela hospedeira, os sub-Netunos deste sistema estariam para além da idade em que a fotoevaporação poderia ter tido lugar, mas não suficientemente velhos para terem sofrido uma perda de massa impulsionada pelo núcleo. Assim, ao verificar que haviam muitos sub-Netunos nos aglomerados do Presépio e das Híades (em comparação com estrelas mais velhas em outros aglomerados), poderia concluir que a fotoevaporação não tinha ocorrido. Neste caso, a perda de massa alimentada pelo núcleo seria a explicação mais provável para o que acontece aos sub-Netunos menos massivos ao longo do tempo. 

Ao observar os aglomerados do Presépio e das Híades, os pesquisadores descobriram que quase 100% das estrelas nestes aglomerados ainda têm um planeta sub-Netuno ou um candidato a planeta na sua órbita. 

A julgar pelo tamanho destes planetas, os pesquisadores pensam que eles mantiveram as suas atmosferas. Isto difere das outras estrelas mais antigas observadas pelo K2 (estrelas com mais de 800 milhões de anos), das quais apenas 25% têm sub-Netunos em órbita. 

A idade mais avançada destas estrelas está mais próxima do período de tempo em que se pensa que ocorre a perda de massa impulsionada pelo núcleo. A partir destas observações, a concluiu-se que a fotoevaporação não poderia ter ocorrido nos aglomerados do Presépio e das Híades. Se tivesse acontecido, teria ocorrido centenas de milhões de anos antes, e estes planetas teriam pouca ou nenhuma atmosfera. Isto deixa a perda de massa alimentada pelo núcleo como a principal explicação para o que provavelmente acontece com as atmosferas destes planetas. 

Mas a pesquisa está longe de estar concluída, e é possível que a compreensão atual da fotoevaporação e/ou da perda de massa alimentada pelo núcleo possa evoluir. As descobertas serão provavelmente postas à prova por estudos futuros antes que alguém possa declarar o mistério desta lacuna planetária resolvido de uma vez por todas.

Um artigo foi publicado no periódico The Astronomical Journal. 

Fonte: Jet Propulsion Laboratory

Uma explosão de raios gama e os seus efeitos na ionosfera terrestre

Uma enorme explosão de raios gama, detectada pelo telescópio espacial Integral da ESA, atingiu a Terra.

© ESA (ilustração da explosão de raios gama)

A explosão causou uma perturbação significativa na ionosfera do nosso planeta. Estas perturbações estão normalmente associadas a eventos de partículas energéticas no Sol, mas esta foi o resultado da explosão de uma estrela a quase dois bilhões de anos-luz de distância.

A análise dos efeitos da explosão pode fornecer informações sobre as extinções em massa na história da Terra. Às 14:21 de 9 de outubro de 2022, uma explosão de raios gama (ou GRB, Gamma-Ray Burst) extremamente brilhante e de longa duração foi detectada por muitos dos satélites de alta energia em órbita perto da Terra, incluindo a missão Integral da ESA. 

O Integral (INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory) foi lançado pela ESA em 2002 e tem detectado explosões de raios gama quase todos os dias. No entanto, a GRB 221009A foi menos vulgar. As explosões de raios gama foram, em tempos, acontecimentos misteriosos, mas atualmente reconhece-se que são a liberação de energia de estrelas em explosão, as chamadas supernovas, ou da colisão de duas estrelas de nêutrons superdensas. 

Estatisticamente, um GRB tão forte como GRB 221009A chega à Terra apenas uma vez em cada 10.000 anos. Durante os 800 segundos de impacto dos raios gama, a explosão emitiu energia suficiente para ativar detectores de relâmpagos na Índia. Instrumentos na Alemanha detetaram sinais de que a ionosfera da Terra foi perturbada durante várias horas pela explosão. 

A ionosfera é a camada da atmosfera superior da Terra que contém gases eletricamente carregados denominados plasma. Estende-se de cerca de 50 km a 950 km de altitude. Os pesquisadores referem-se a ela como a ionosfera superior, acima dos 350 km, e a ionosfera inferior, abaixo dos 350 km. A ionosfera é tão tênue que as naves espaciais podem manter órbitas na maior parte da ionosfera. 

Uma destas naves espaciais é o CSES (China Seismo-Electromagnetic Satellite), também conhecido como Zhangheng, uma missão espacial sino-italiana. Foi lançada em 2018 e monitora a parte superior da ionosfera para detectar alterações no seu comportamento eletromagnético. A sua missão principal é estudar possíveis ligações entre as alterações na ionosfera e a ocorrência de eventos sísmicos, como terremotos, mas também pode estudar o impacto da atividade solar na ionosfera. 

No passado, foram observados GRBs afetando a ionosfera inferior durante a noite, quando a influência solar é removida, mas nunca no lado superior. Isto levou a crer que, quando chega à Terra, a explosão de um GRB já não é suficientemente poderosa para produzir uma variação na condutividade da ionosfera que conduza a uma variação do campo elétrico. Pela primeira vez, foi vista uma perturbação intensa sob a forma de uma forte variação do campo elétrico na ionosfera superior.

Este GRB em particular teve lugar numa galáxia a quase 2 bilhões de anos-luz de distância, mas ainda assim teve energia suficiente para afetar a Terra. Embora o Sol seja normalmente a principal fonte de radiação suficientemente forte para afetar a ionosfera da Terra, este GRB acionou instrumentos geralmente reservados para estudar as imensas explosões na atmosfera do Sol conhecidas como erupções solares.

Este fato reforça a ideia de que uma supernova com possíveis consequências de uma explosão de raios gama na Via Láctea pode ter consequências muito mais graves. Na pior das hipóteses, a explosão não só afetaria a ionosfera, como também poderia danificar a camada de ozônio, permitindo que a perigosa radiação ultravioleta do Sol chegasse à superfície da Terra. Especula-se que este efeito seja uma possível causa de alguns dos eventos de extinção em massa que se sabe terem ocorrido na Terra no passado. 

Um artigo foi publicado na revista Nature Communications. 

Fonte: ESA

As primeiras imagens do Euclid: a deslumbrante intensidade da escuridão

A missão espacial Euclid da ESA revelou as suas primeiras imagens a cores do cosmos.

© Euclid (Barnard 33)

O Euclid mostra-nos uma vista detalhada espetacularmente panorâmica da Nebulosa Cabeça de Cavalo, também conhecida como Barnard 33 e parte da constelação de Órion. Na nova observação do Euclid deste viveiro estelar, os cientistas esperam encontrar muitos planetas com a massa de Júpiter, nunca antes vistos, na sua infância celeste, bem como jovens estrelas e anãs marrons. 

Nunca anteriormente foi um telescópio capaz de criar imagens astronômicas tão nítidas através de uma tão grande parcela do céu e de olhar para tão longe no Universo distante. O telescópio está pronto para criar o mais vasto mapa 3D do Universo, para descobrir alguns dos seus segredos ocultos. 

O Euclid, o detetive do Universo escuro, tem uma tarefa difícil: explorar como a matéria escura e a energia escura fizeram com que o nosso Universo se parecesse como é hoje. 95% do nosso cosmos parece ser feito destas misteriosas entidades. Mas não compreendemos o que são porque a sua presença causa apenas mudanças muito sutis na aparência e nos movimentos das coisas que conseguimos ver. 

Para revelar a influência "escura" no Universo visível, o Euclid irá observar as formas, distâncias e movimentos de bilhões de galáxias que se encontram até 10 bilhões de anos-luz. Ao fazê-lo, criará o maior mapa cósmico 3D alguma vez feito. O que torna especial a vista do cosmos do Euclid é a sua capacidade de criar, de uma só vez, uma imagem infravermelha extraordinariamente nítida através de uma parcela enorme do céu. As imagens divulgadas mostram esta capacidade especial: de estrelas brilhantes a galáxias indistintas, as observações mostram a integralidade destes objetos celestes, enquanto permanecem extremamente nítidas, mesmo quando é feito o zoom de galáxias distantes.

A matéria escura atrai as galáxias e fazendo-as girar mais rapidamente do que a matéria visível, por si só, poderia fazer; a energia escura está gerando a expansão acelerada do Universo.  As primeiras imagens captadas pelo Euclid são impressionantes e lembram-nos porque é essencial ir para o espaço para aprender mais sobre os mistérios do Universo.

Ao longo de seis anos, o Euclid examinará um-terço do céu com uma exatidão e sensibilidade sem precedentes. À medida que a missão for avançando, o banco de dados do Euclid será lançado uma vez por ano e será disponibilizado à comunidade científica global através do Astronomy Science Archives alojado no Centro de Astronomia Espacial Europeu da ESA, na Espanha.

Fonte: ESA

Uma visão colorida do Universo

O telescópio espacial James Webb e o telescópio espacial Hubble uniram-se para estudar um extenso aglomerado de galáxias conhecido como MACS0416.

© Hubble / Webb (MACS0416)

A imagem pancromática resultante combina luz visível e infravermelha para reunir uma das vistas mais abrangentes do Universo jamais obtidas. 

Localizado a cerca de 4,3 bilhões de anos-luz da Terra, MACS0416 é um par de aglomerados de galáxias em colisão que acabarão por se combinar para formar um aglomerado ainda maior. O MACS0416 está sendo chamado de aglomerado de galáxias da Árvore de Natal, tanto por ser tão colorido como por causa destas luzes cintilantes que encontramos no seu interior. 

A imagem revela uma riqueza de pormenores que só é possível captar combinando o poder de ambos os telescópios espaciais. Inclui uma abundância de galáxias no exterior do aglomerado e um conjunto de fontes que variam ao longo do tempo, provavelmente devido à lente gravitacional, a distorção e amplificação da luz de fontes de fundo distantes. 

Este aglomerado foi o primeiro de um conjunto de vistas profundas e sem precedentes do Universo, obtidas através de um programa ambicioso e colaborativo do Hubble chamado Frontier Fields, inaugurado em 2014. O Hubble foi pioneiro na procura de algumas das galáxias intrinsecamente mais tênues e mais jovens. O Webb reforça significativamente este olhar profundo, indo ainda mais longe no início do Universo com a sua visão infravermelha.

Para criar a imagem, em geral, os comprimentos de onda mais curtos da luz foram codificados com a cor azul, os comprimentos de onda mais longos com a cor vermelha e os comprimentos de onda intermediários com a cor verde. A vasta gama de comprimentos de onda, de 0,4 a 5 micrômetros, produz uma paisagem particularmente vívida de galáxias.

Estas cores dão pistas sobre as distâncias das galáxias: As galáxias mais azuis estão relativamente próximas e mostram frequentemente uma intensa formação estelar, como foi detectado pelo Hubble, enquanto as galáxias mais vermelhas tendem a estar mais distantes, como foi detectado pelo Webb. Algumas galáxias também aparecem muito vermelhas porque contêm grandes quantidades de poeira cósmica que tende a absorver as cores mais azuis da luz das estrelas.

O objetivo da observação era procurar objetos que variassem de brilho observado ao longo do tempo, conhecidos como transientes. Foram identificados 14 destes transientes em todo o campo de visão. Doze destes transientes estavam localizados em três galáxias que são altamente ampliadas por lentes gravitacionais, e são provavelmente estrelas individuais ou sistemas de estrelas múltiplas que são muito ampliados brevemente. Os restantes dois transientes encontram-se em galáxias de fundo mais moderadamente ampliadas e são suscetíveis de serem supernovas.

Entre os transientes identificados, um destacou-se em particular. Localizado numa galáxia que existia cerca de 3 bilhões de anos após o Big Bang, está ampliada por um fator de pelo menos 4.000, é o sistema estelar de "Mothra", numa alusão à sua "natureza monstruosa", sendo ao mesmo tempo extremamente brilhante e extremamente ampliado. Junta-se a outra estrela que sofre o efeito de lente que os pesquisadores identificaram anteriormente e que apelidaram de "Godzilla". Curiosamente, Mothra também é visível nas observações do Hubble efetuadas nove anos antes. Isto é incomum, porque é necessário um alinhamento muito específico entre o aglomerado de galáxias em primeiro plano e a estrela de fundo para ampliar um objeto desta maneira. 

Os movimentos mútuos da estrela e do aglomerado deveriam ter acabado por eliminar este alinhamento. A explicação mais provável é que existe um objeto adicional no interior do aglomerado em primeiro plano que está aumentando a ampliação. A equipe conseguiu determinar que a sua massa se situa entre 10 mil e 1 milhão de vezes a massa do nosso Sol. A natureza exata permanece desconhecida. A explicação mais provável é um aglomerado globular de estrelas que é demasiado tênue para ser visto diretamente pelo Webb.

Um artigo foi publicado no periódico Astronomy & Astrophysics. Um outro artigo foi para publicação no periódico The Astrophysical Journal.

Fonte: Space Telescope Science Institute

Descoberta uma galáxia muito escura

Os astrônomos descobriram uma galáxia fantasmagórica com cerca de metade do tamanho da Via Láctea, mas não mais massiva do que a pequena Nuvem de Magalhães, o satélite anão da nossa Galáxia.

© IAC (galáxia Nube)

Como as estrelas da nova galáxia estão espalhadas por um enorme volume, ela é invisível para a maioria dos telescópios, como um espectro de Halloween. A origem de Nube (nuvem em espanhol), como os astrônomos chamam a nova descoberta, pode desafiar as ideias populares sobre a natureza da matéria escura. 

Nos últimos anos, instalações como o Dragonfly Telephoto Array no Novo México revelaram pela primeira vez a existência de galáxias ultradifusas (UDGs) que exibem um brilho superficial incomumente baixo. No entanto, Nube é ainda mais extremo. 

Uma equipe internacional liderada por Mireia Montes, do Instituto de Astrofísica das Canárias (IAC), Espanha, encontrou acidentalmente a mancha tênue num levantamento profundo de uma faixa equatorial do céu dentro da constelação de Cetus, a Baleia. Observações de rádio de acompanhamento com o telescópio Green Bank de 110 metros na Virgínia Ocidental produziram o desvio para o vermelho da galáxia, que corresponde a uma distância de cerca de 350 milhões de anos-luz. 

Usando imagens profundas e multicoloridas obtidas com o Gran Telescopio Canarias de 10,4 metros em La Palma, Montes e os seus colegas estimam uma massa estelar de cerca de 400 milhões de massas solares e uma idade de 10 bilhões de anos. 

Apesar das novas descobertas, no entanto, a origem das galáxias ultradifusas (ou quase escuras) ainda confunde os astrônomos. No caso de Nube, há evidências convincentes de que nasceu como um objeto isolado. Além disso, a sua forma extremamente regular e simétrica sugere que nunca experimentou interações que pudessem explicar as suas propriedades estranhas.

Nube contém muita matéria escura, provavelmente distribuída em um grande halo. As observações do Green Bank revelam as propriedades dinâmicas do gás hidrogênio neutro do sistema e indicam uma massa galáctica total de mais de 25 bilhões de massas solares, cerca de 25 vezes mais do que as estrelas e o gás hidrogênio combinados. 

No entanto, há um problema: simulações cosmológicas baseadas nas atuais teorias da matéria escura (nas quais o material misterioso consiste em partículas massivas de interação fraca, ou WIMPs) não conseguem produzir galáxias como a nova descoberta. Galáxias simuladas com massas estelares e massas de halo de matéria escura como Nube invariavelmente revelam-se muito menores.

Na verdade, se a matéria escura consistir em partículas semelhantes a áxions de massa extremamente baixa (também conhecidas como matéria escura difusa), as propriedades observadas de Nube podem ser reproduzidas. Embora a matéria escura difusa possa aliviar alguns dos problemas que aparecem no cenário da matéria escura fria, é necessário mais trabalho para avaliar este modelo. 

Os resultados serão apresentados no periódico Astronomy & Astrophysics.

Fonte: Sky & Telescope

UHZ1: galáxia distante e buraco negro

Dominado pela matéria escura, o enorme aglomerado de galáxias Abell 2744 é conhecido por alguns como Aglomerado de Pandora.

© Chandra / Webb (Abell 2744 e UHZ1)

O aglomerado está localizado a 3,5 bilhões de anos-luz de distância, em direção à constelação do Escultor. 

Usando a enorme massa do aglomerado de galáxias como lente gravitacional para distorcer o espaço-tempo e ampliar objetos ainda mais distantes diretamente atrás dele, os astrônomos encontraram uma galáxia de fundo, UHZ1, com um notável desvio para o vermelho de Z=10,1. Isto coloca o UHZ1 muito além de Abell 2744, a uma distância de 13,2 bilhões de anos-luz, visto quando o nosso Universo tinha cerca de 3% da sua idade atual. 

O UHZ1 é identificado nas inserções desta imagem composta combinando raios X (tons roxos) do Observatório de Raios X Chandra, baseado no espaço, e luz infravermelha do Telescópio Espacial James Webb. 

A emissão de raios X do UHZ1 detectada nos dados do Chandra é a assinatura reveladora de um buraco negro supermassivo em crescimento no centro da galáxia com redshift muito alto. Isto faz do buraco negro crescente de UHZ1 o mais distante alguma vez detectado em raios X, um resultado que agora sugere como e quando se formaram os primeiros buracos negros supermassivos do Universo.

Fonte: NASA

A mesma galáxia captada com filtros diferentes

Este emaranhado luminoso de estrelas e poeira é a galáxia espiral barrada NGC 1385, que fica a cerca de 30 milhões de anos-luz da Terra.

© Hubble (NGC 1385, vista com filtros extras)

A mesma galáxia foi tema de outra imagem do Hubble, mas as duas imagens são notavelmente diferentes. 

© Hubble (NGC 1385)

Esta imagem mais recente tem muito mais tons de vermelho rosado e âmbar, enquanto a imagem anterior era dominada por azuis frios. Esta variação cromática não é apenas uma escolha criativa, mas também técnica, feita de forma para representar a diferente quantidade e tipo de filtros utilizados na recolha dos dados que serviram para a confecção das respetivas imagens. 

É compreensível ficar um pouco confuso sobre como a mesma galáxia, fotografada duas vezes pelo mesmo telescópio, pode ser representada de forma tão diferente em duas imagens diferentes. A razão é que o Hubble está equipado com uma variedade de filtros. Estes componentes altamente especializados são alimentados por software e adicionados depois que a imagem é tirada fazendo com que as informações sejam perdidas da imagem, pois certas cores são exageradas ou reduzidas para efeito estético. 

Em contraste, os filtros do telescópio são peças de hardware físico que permitem apenas que comprimentos de onda de luz muito específicos entrem no telescópio à medida que os dados são coletados. Isto faz com que a luz se perca, mas significa que os astrônomos podem sondar partes extremamente específicas do espectro eletromagnético. Isto é muito útil por vários motivos; por exemplo, processos físicos dentro de certos elementos emitem luz em comprimentos de onda muito específicos, e os filtros podem ser otimizados para estes comprimentos de onda. 

Dê uma olhada na imagem atual e na imagem anterior da NGC 1385. Quais são as diferenças? Você consegue ver os detalhes extras devido ao uso de filtros na imagem atual? 

Fonte: ESA

Revelando os “ossos” da Mão Cósmica Fantasmagórica

Em 1895, Wilhelm Röntgen descobriu os raios X e os usou para obter imagens dos ossos da mão de sua esposa, dando início a uma ferramenta revolucionária de diagnóstico para a medicina.

© Chandra / IXPE (pulsar PSR B1509-58)

Agora, dois dos telescópios espaciais de raios X da NASA combinaram os seus poderes de imagem para revelar os "ossos" do campo magnético de uma notável estrutura em forma de mão no espaço. Juntos, estes telescópios revelam o comportamento de uma estrela morta em colapso que sobrevive através de plumas de partículas de matéria energizada e antimatéria. 

Há cerca de 1.500 anos, uma estrela gigante na nossa Galáxia ficou sem combustível nuclear para queimar. Quando isso aconteceu, a estrela entrou em colapso e formou um objeto extremamente denso chamado estrela de nêutrons. Estrelas de nêutrons em rotação com fortes campos magnéticos, ou pulsares, fornecem laboratórios para física extrema, com condições que não podem ser reproduzidas na Terra. 

Pulsares jovens podem criar jatos de matéria e antimatéria afastando-se dos polos do pulsar, junto com um vento intenso, formando uma “nebulosa de vento pulsar”. Em 2001, o observatório de raios X Chandra da NASA observou pela primeira vez o pulsar PSR B1509-58 e revelou que a sua nebulosa de vento pulsar (referida como MSH 15-52) se assemelha a uma mão humana. O pulsar está localizado na base da “palma” da nebulosa. MSH 15-52 está localizada a 16.000 anos-luz da Terra. 

Agora, o mais novo telescópio de raios X da NASA, o Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE), observou MSH 15-52 durante cerca de 17 dias, o período mais longo que já observou qualquer objeto desde que foi lançado em dezembro de 2021. 

O IXPE fornece informações sobre a orientação do campo elétrico dos raios X, determinada pelo campo magnético da fonte de raios X, ou seja, a polarização de raios X. Em grandes regiões do MSH 15-52 a quantidade de polarização é notavelmente alta, atingindo o nível máximo esperado do trabalho teórico. Para atingir esta força, o campo magnético deve ser muito retilíneo e uniforme, o que significa que há pouca turbulência nestas regiões da nebulosa do vento pulsar. 

Uma característica particularmente interessante da MSH 15-52 é um jato brilhante de raios X direcionado do pulsar para o “pulso” na parte inferior da imagem. Os novos dados do IXPE revelam que a polarização no início do jato é baixa, provavelmente porque esta é uma região turbulenta com campos magnéticos complexos e emaranhados associados à geração de partículas de alta energia. No final do jato, as linhas do campo magnético parecem endireitar-se e tornar-se muito mais uniformes, fazendo com que a polarização se torne muito maior.

Estes resultados implicam que as partículas recebem um impulso de energia em regiões turbulentas complexas perto do pulsar na base da "palma da mão" e fluem para áreas onde o campo magnético é uniforme ao longo do "pulso, dedos e polegar". 

Esta façanha possibilitou a descoberta da história de vida da matéria superenergética e das partículas de antimatéria em torno do pulsar. Isto nos ensina como os pulsares podem atuar como aceleradores de partículas. O IXPE também detectou campos magnéticos semelhantes para as nebulosas de vento dos pulsares Vela e Caranguejo, o que implica que podem ser surpreendentemente comuns nestes objetos. 

Fonte: Smithsonian Astrophysical Observatory

Descoberto que Dinkinesh afinal é um asteroide binário

No passado dia 1 de novembro, a NASA confirmou que a sua sonda espacial Lucy passou com sucesso pelo asteroide Dinkinesh, uma rocha espacial relativamente pequena situada no cinturão principal de asteroides entre Marte e Júpiter.

© NASA / Lucy (asteroide Dinkinesh e seu satélite)

É um marco na viagem da Lucy, uma vez que Dinkinesh é o primeiro de 10 asteroides que a sonda irá visitar nos próximos 12 anos. A missão Lucy faz parte do ambicioso esforço da NASA para desvendar os segredos do passado do nosso Sistema Solar. 

Embora a sonda espacial Lucy também passe por alguns asteroides relativamente próximos, como Dinkinesh, o principal objetivo da sonda é passar por alguns asteroides troianos mais distantes, que orbitam o Sol ao lado de Júpiter, como conjuntos de seixos presos às marés gravitacionais de um rochedo gigante. 

Os cientistas estão interessados em saber mais sobre estes troianos porque pensa-se que são relíquias antigas do Sistema Solar, como objetos extras que construiu os planetas.  A exploração do astro Dinkinesh mostrou que é um asteroide binário. Em alguns aspetos, estes asteroides são semelhantes ao binário próximo da Terra, Didymos e Dimorphos, que a DART viu, mas há algumas diferenças realmente interessantes para ser investigada. 

A seguir, a Lucy regressará à Terra para receber uma assistência gravitacional que a ajudará a aproximar-se do seu segundo alvo: o asteroide 52246 Donaldjohanson, assim chamado em homenagem da descoberta em 1974 do fóssil Australopithecus afarensis Lucy de 3,2 milhões de anos, pelo antropólogo americano Donald Johanson e pelo estudante Tom Gray em Hadar, no deserto de Afar, na Etiópia. O termo "Dinkinesh" é outro nome do fóssil Lucy e significa "és maravilhosa" em amárico.

Fonte: NASA

Quando astrônomos amadores apontam o caminho

Esta imagem mostra a galáxia espiral NGC 941, que fica a cerca de 55 milhões de anos-luz da Terra.

© Hubble (NGC 941)

Os dados usados para esta imagem foram coletados pela Advanced Camera for Surveys (ACS) do Hubble. A bela galáxia NGC 941 é sem dúvida a principal atração desta imagem; no entanto, esta galáxia de aspecto nebuloso não foi a motivação para o recolhimento de dados.

Esta distinção pertence a um evento astronômico que ocorreu na galáxia anos antes: a supernova SN 2005ad. A localização desta supernova desbotada foi observada como parte de um estudo de múltiplas supernovas ricas em hidrogênio, também conhecidas como supernovas do tipo II, a fim de compreender melhor os ambientes em que ocorrem certos tipos de supernovas. 

Embora o estudo tenha sido conduzido por astrônomos profissionais, a SN 2005ad deve a sua descoberta a um distinto astrônomo amador chamado Kōichi Itagaki, que descobriu mais de 170 supernovas. Isto pode levantar a questão de como um astrônomo amador poderia detectar algo como um evento de supernova antes dos astrônomos profissionais, que têm acesso a telescópios como o Hubble. A resposta é, em parte, que a detecção de supernovas é uma mistura de habilidade, facilidades e sorte.

A maioria dos eventos astronômicos acontecem ao longo de períodos de tempo que superam o tempo de vida humano, mas as explosões de supernovas são extraordinariamente rápidas, aparecendo muito repentinamente e depois aumentando e diminuindo o brilho ao longo de um período de dias ou semanas. Outro aspecto é que os astrônomos profissionais muitas vezes não passam muito tempo observando. Há uma grande competição por tempo em telescópios como o Hubble, e então os dados de algumas horas de observações podem levar semanas, meses, ou às vezes até anos, para serem processados e analisados em todo o seu potencial.

Astrônomos amadores podem passar muito mais tempo observando os céus e, às vezes, possuem sistemas extremamente impressionantes de telescópios, computadores e software que podem usar. Tantas supernovas são detectadas por amadores habilidosos como Itagaki que existe na verdade um sistema online configurado para reportá-las o Transient Name Server. 

Isto é uma grande ajuda para os astrônomos profissionais, porque com eventos de supernova o tempo é verdadeiramente essencial. Depois que a descoberta de SN 2005ab foi relatada, astrônomos profissionais foram capazes de acompanhar estudos espectroscópicos e confirmá-la como uma supernova tipo II, o que eventualmente levou à inclusão de sua localização neste estudo com o Hubble. Tal estudo não seria possível sem uma rica biblioteca de supernovas anteriores, construída com o olhar atento de astrônomos amadores. 

Fonte: ESA

Um novo sistema de sete planetas escaldantes

Um sistema de sete planetas escaldantes foi revelado pelo estudo continuado dos dados do telescópio espacial Kepler da NASA, já fora de serviço: cada um deles é banhado por mais calor radiante da sua estrela hospedeira, por área, do que qualquer planeta do nosso Sistema Solar.

© NASA / D. Rutter (ilustração do sistema Kepler-385)

Também ao contrário de qualquer dos nossos vizinhos imediatos, todos os sete planetas deste sistema, denominado Kepler-385, são maiores do que a Terra, mas menores do que Netuno. 

É um dos poucos sistemas planetários conhecidos que contém mais de seis planetas verificados ou candidatos a planeta. O sistema Kepler-385 está entre os destaques de um novo catálogo Kepler que contém quase 4,400 candidatos a planeta, incluindo mais de 700 sistemas multiplanetários. 

No centro do sistema Kepler-385 está uma estrela semelhante ao Sol, cerca de 10% maior e 5% mais quente. Os dois planetas interiores, ambos ligeiramente maiores do que a Terra, são provavelmente rochosos e podem ter atmosferas finas. Os outros cinco planetas são maiores, cada um com um raio cerca do dobro do tamanho da Terra, e espera-se que estejam envoltos em atmosferas espessas. 

A capacidade de descrever as propriedades do sistema Kepler-385 com tanto pormenor é uma prova da qualidade deste último catálogo exoplanetário. Enquanto os catálogos finais da missão Kepler se concentraram na produção de listas otimizadas para medir a frequência de planetas em torno de outras estrelas, este estudo concentra-se na produção de uma lista abrangente que fornece informações precisas sobre cada um dos sistemas, tornando possíveis descobertas como a de Kepler-385. 

O novo catálogo utiliza medições melhoradas das propriedades estelares e calcula com maior exatidão o percurso de cada planeta em trânsito através da sua estrela hospedeira. Esta combinação ilustra que, quando uma estrela acolhe vários planetas em trânsito, estes têm normalmente órbitas mais circulares do que quando uma estrela acolhe apenas um ou dois. As observações primárias do Kepler terminaram em 2013 e foram seguidas pela missão alargada do telescópio, denominada K2, que continuou até 2018. Os dados recolhidos pelo Kepler continuam revelando novas descobertas sobre a nossa Galáxia. Depois de a missão já nos ter mostrado que existem mais planetas do que estrelas, este novo estudo traça uma imagem mais detalhada do aspecto de cada um destes planetas e dos seus sistemas, contribuindo para informações dos muitos mundos para além do nosso Sistema Solar. 

Um artigo científico será publicado na revista The Planetary Science Journal. 

Fonte: University of the Pacific

A dançarina em Dorado

Esta imagem vibrante e de aparência dinâmica mostra a galáxia espiral NGC 1566, que às vezes é chamada informalmente de “Galáxia da Dançarina Espanhola”.

© Hubble (NGC 1566)

A galáxia deve seu apelido às linhas vívidas e dramáticas de seus braços espirais, que poderiam evocar as formas e cores do movimento de uma dançarina. 

A NGC 1566 é uma galáxia espiral fracamente barrada ou intermediária, o que significa que não tem uma estrutura em forma de barra claramente presente ou claramente ausente no seu centro.  Ela está localizada a cerca de 60 milhões de anos-luz da Terra, na constelação Dorado, e também é membro do grupo de galáxias Dorado. 

Grupos de galáxias são conjuntos de galáxias ligadas gravitacionalmente. Os grupos diferem dos aglomerados de galáxias em tamanho e massa: os aglomerados de galáxias podem conter centenas de galáxias, enquanto os grupos podem conter várias dezenas de galáxias. Não existe uma delimitação precisa entre a definição de um grupo de galáxias e um aglomerado de galáxias. Alguns astrônomos propuseram que as definições fossem aprimoradas, com uma sugestão de que agregações de galáxias com menos massa que 80 trilhões de sóis deveriam ser qualificadas como grupos de galáxias. 

O grupo Dorado teve uma adesão flutuante ao longo das últimas décadas, com vários dados alterando a sua lista de galáxias constituintes. Como exemplo da razão pela qual é tão difícil para os astrônomos identificar membros de grupos como o grupo Dorado, podemos imaginar a fotografia de um ser humano adulto e de um grande carvalho. Temos conhecimento prévio do tamanho aproximado da pessoa e da árvore, então se víssemos uma foto onde a pessoa aparecesse aproximadamente do mesmo tamanho da árvore, poderíamos adivinhar que, na realidade, a pessoa estava posicionada muito mais perto da câmera do que a árvore, dando a falsa impressão de que eram do mesmo tamanho. 

Ao estudar os membros de um grupo de galáxias, os astrônomos não estão necessariamente equipados com o conhecimento do tamanho das galáxias individuais e, por isso, têm de descobrir se as galáxias estão realmente relativamente próximas umas das outras no espaço, ou se algumas delas estão realmente muito mais próximas. ou muito mais longe. Isto tornou-se mais fácil com técnicas de observação mais sofisticadas, mas por vezes ainda representa um desafio. 

Fonte: ESA

Novas revelações do histórico remanescente de supernova

O telescópio IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) da NASA captou as primeiras imagens de raios X polarizados do remanescente de supernova SN 1006.

© Chandra / IXPE (SN 1006)

Na imagem os elementos vermelhos, verdes e azuis refletem os raios X de baixa, média e alta energia, respetivamente, tal como detectados pelo observatório Chandra. Os dados do IXPE, que medem a polarização dos raios X, são vistos em roxo no canto superior esquerdo, com a adição de linhas que representam o movimento para fora do campo magnético do remanescente.

Os novos resultados alargam o conhecimento dos cientistas sobre a relação entre os campos magnéticos e o fluxo de partículas altamente energéticas proveniente de estrelas em explosão. Os campos magnéticos são extremamente difíceis de medir, mas o IXPE fornece uma forma eficiente de os sondar. Agora é possível ver que os campos magnéticos de SN 1006 são turbulentos, mas também apresentam uma direção organizada. 

Situada a cerca de 6.500 anos-luz da Terra, na direção da constelação de Lobo, a SN 1006 é tudo o que resta após uma explosão titânica, que ocorreu quando duas anãs brancas se fundiram ou quando uma anã branca retirou demasiada massa de uma estrela companheira.

Inicialmente detectada na primavera do ano 1006 por observadores na China, no Japão, na Europa e no mundo árabe, a sua luz foi visível a olho nu durante pelo menos três anos. Os astrônomos modernos continuam a considerá-la o evento estelar mais brilhante de que há registo na história. 

Desde o início da observação moderna, os pesquisadores identificaram a estranha estrutura dupla do remanescente, marcadamente diferente de outros remanescentes de supernova arredondados. Tem também "membros" brilhantes ou orlas identificáveis nas bandas de raios X e raios gama. 

A proximidade de remanescentes de supernovas brilhantes em raios X, como SN 1006, torna-o ideal para medições pelo IXPE, dada a combinação da sensibilidade do IXPE à polarização de raios X com a capacidade de resolver espacialmente as regiões de emissão, que é essencial para localizar locais de aceleração de raios cósmicos. 

Observações anteriores dos raios X de SN 1006 forneceram a primeira evidência de que os remanescentes de supernova podem acelerar radicalmente os elétrons e ajudaram a identificar nebulosas em rápida expansão em torno de estrelas que explodiram como um local de nascimento de raios cósmicos altamente energéticos, que podem viajar quase à velocidade da luz. 

Os cientistas depreenderam que a estrutura única de SN 1006 está ligada à orientação do seu campo magnético e teorizaram que as ondas de explosão da supernova, a nordeste e a sudoeste, movem-se na direção alinhada com o campo magnético e aceleram mais eficazmente as partículas de alta energia. As novas descobertas do IXPE ajudaram a validar e a clarificar essas teorias. 

As propriedades de polarização obtidas a partir da análise espectral-polarimétrica alinham-se notavelmente bem com os resultados de outros métodos e observatórios de raios X, sublinhando a confiabilidade e as fortes capacidades do IXPE. 

Pela primeira vez, foi mapeada as estruturas do campo magnético de remanescentes de supernova de energias mais elevadas com maior detalhe e precisão, permitindo compreender melhor os processos que conduzem à aceleração destas partículas. 

Os pesquisadores afirmam que os resultados demonstram uma ligação entre os campos magnéticos e o fluxo de partículas altamente energéticas do remanescente. Os campos magnéticos na concha de SN 1006 estão um pouco desorganizados, de acordo com os resultados do IXPE, mas ainda assim têm uma orientação preferencial. À medida que a onda de choque da explosão original passa pelo gás circundante, os campos magnéticos ficam alinhados com o movimento da onda de choque. As partículas carregadas são apanhadas pelos campos magnéticos em volta do ponto original da explosão, onde recebem rapidamente surtos de aceleração. Estas partículas de alta energia, por sua vez, transferem energia para manter os campos magnéticos fortes e turbulentos. 

O IXPE observou três remanescentes de supernovas: Cassiopeia A, Tycho e agora SN 1006, desde o seu lançamento em dezembro de 2021, ajudando os cientistas a desenvolver uma compreensão mais abrangente da origem e dos processos dos campos magnéticos que rodeiam estes fenômenos. 

Os cientistas ficaram surpreendidos ao descobrir que SN 1006 é mais polarizado do que os outros dois remanescentes de supernova, mas que todos os três apresentam campos magnéticos orientados de tal forma que apontam para fora do centro da explosão.

Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal. 

Fonte: NASA

Novas pistas para a formação e evolução das estrelas na Via Láctea

Após estudos comparativos de uma amostra de quase 50 aglomerados abertos de diferentes idades na Via Láctea, uma pesquisa mostra que, quando estes aglomerados estelares envelhecem, perdem a maioria dos seus membros menos massivos.

© IAC / D. López (Plêiades)

A pesquisa foi conduzida pelo IAC (Instituto de Astrofísica de Canarias) e pela ULL (Universidad de La Laguna), com a colaboração da Universidade Politécnica de Cartagena, cujo resultado confirma que existem processos dinâmicos internos nos aglomerados abertos, causados pelas suas longas viagens através da Galáxia, que provocam a expulsão destas estrelas de baixa massa. O estudo utilizou dados do satélite Gaia da ESA. 

Um aglomerado aberto é um grupo de estrelas que se formou a partir de uma única nuvem molecular. Os exemplos mais conhecidos são as Plêiades (M45) e as Híades, que podem ser vistas a olho nu no céu de inverno. Os aglomerados abertos são constituídos por várias centenas a vários milhares de estrelas, que estão ligadas entre si pela gravidade, embora menos fortemente do que os aglomerados globulares. 

Dado que todas as estrelas de um aglomerado têm a mesma origem, idade e composição química, as suas propriedades são mais fáceis de determinar do que as de estrelas isoladas, o que torna os aglomerados muito úteis para o estudo da formação e evolução estelar. As estrelas nos aglomerados abertos compartilham também um movimento comum pelo espaço, derivado do movimento da nuvem molecular a partir da qual se formaram. O estudo deste movimento permite distinguir as estrelas de um determinado aglomerado de estrelas que se encontram ao longo da mesma linha de visão, mas que não fazem parte do mesmo, e saber com segurança que nasceram ao mesmo tempo, que estão a uma distância comum da Terra e que estão relacionadas entre si como um grupo. 

Uma equipe de cientistas liderada pela pesquisadora do IAC, Maruska Zerjal, utilizou as últimas medições do satélite Gaia da ESA para estudar os movimentos das estrelas que fazem parte de 50 aglomerados abertos a uma distância moderada do Sol. Ao escolher a amostra, foi estabelecido um limite de distância de 1.500 anos-luz e um limite de idade de 1 bilhão de anos, o que é 4,6 vezes inferior à idade do Sol. Dentro destes limites, foi possível detectar estrelas com pouca massa, menos de metade da massa do Sol, que são muito mais difíceis de detectar do que estrelas mais massivas e brilhantes.

Foi considerado este limite superior para a distância porque as estrelas de baixa massa são demasiado tênues para serem observadas como objetos isolados quando estão longe de nós, e para a idade porque sabe-se que em aglomerados muito antigos este tipo de estrelas é quase indetectável. 

Uma vez identificados os aglomerados, eles foram classificados em três grupos e analisadas a distribuição do brilho das estrelas que os compõem. Depois de analisar cada grupo, a equipe mostrou que nos aglomerados mais antigos estudados, entre 100 milhões e 800 milhões de anos, há uma perda constante das estrelas menos massivas. Os aglomerados mais jovens, por outro lado, apresentam todos uma distribuição estelar semelhante, com as mesmas proporções dos diferentes tipos de estrelas, desde as mais massivas e brilhantes às menos massivas e mais fracas.

Esta descoberta implica duas conclusões importantes. Em primeiro lugar, a distribuição da massa das estrelas em aglomerados jovens parece ser um fenômeno universal. Em segundo lugar, nos aglomerados abertos existem processos dinâmicos internos devido às suas longas viagens através da Galáxia, que os levam a perder estrelas de baixa massa.

O catálogo dos aglomerados analisados está disponível no arquivo astronômico público do CDS (Centre de Données astronomiques de Strasbourg). Além disso, para tornar os resultados ainda mais acessíveis a um público mais vasto, a equipe desenvolveu um website interativo com todos os aglomerados e as estrelas que os compõem, o GAIA Open Clusters.

Um artigo foi publicado no periódico Astronomy & Astrophysics. 

Fonte: Instituto de Astrofísica de Canarias

Os fantasmas de Cassiopeia

A Gama Cassiopeia brilha alto nos céus noturnos de outono do norte.

© G. Gruntz / J. Bax (IC 59, IC 63 & Gama Cassiopeia)

É a estrela pontiaguda mais brilhante neste campo de visão telescópico em direção à constelação de Cassiopeia. 

A estrela Gama Cassiopeia compartilha a cena de aparência etérea com nuvens interestelares fantasmagóricas de gás e poeira, com IC 59 (canto superior esquerdo) e IC 63, localizadas a cerca de 600 anos-luz de distância. 

No entanto, elas estão desaparecendo lentamente, erodindo sob a influência da radiação energética da Gama Cassiopeia quente e luminosa. Ela está fisicamente localizada a apenas 3 a 4 anos-luz da nebulosa. 

Um pouco mais próximo da estrela, IC 63 é dominado pela luz vermelha H-alfa emitida quando átomos de hidrogênio ionizados pela radiação ultravioleta da estrela se recombinam com os elétrons. Mais longe da estrela, IC 59 mostra proporcionalmente menos emissão de H-alfa, mas mais da tonalidade azul característica da poeira refletida pela luz estelar.

O vislumbre cósmico se estende por mais de 1 grau ou 10 anos-luz a uma distância estimada de Gama Cassiopeia.

Fonte: NASA