TESS observa o menor de um par de buracos negros

Vários grupos de pesquisa internacionais já confirmaram a teoria de que existem dois buracos negros no centro da distante galáxia OJ 287, sugerida pela primeira vez por astrônomos da Universidade de Turku, na Finlândia.

© NASA / JPL-Caltech (ilustração do par de buracos negros)

Um novo estudo mostra que observações de satélite, efetuadas em 2021, revelaram pela primeira vez o buraco negro menor do par. Em 2021, o caçador de exoplanetas TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA foi apontado para a galáxia OJ 287. 

O TESS foi concebido para descobrir milhares de exoplanetas em órbita das estrelas anãs mais brilhantes do céu. O TESS está encontrando planetas que vão desde pequenos mundos rochosos a planetas gigantes, mostrando a diversidade de planetas na Via Láctea. Até agora, encontrou 410 exoplanetas confirmados. 

Os pesquisadores encontraram evidências indiretas de que um buraco negro muito massivo, em OJ 287, está orbitando um buraco negro gigante 100 vezes maior. Para verificar a existência do buraco negro menor, o TESS monitorou o brilho do buraco negro primário e o jato a ele associado. A observação direta do buraco negro menor, orbitando o maior, é muito difícil, mas a sua presença foi revelada por uma súbita explosão de brilho. 

Este tipo de evento nunca tinha sido observado em OJ 287, mas o pesquisador Pauli Pihajoki, da Universidade de Turku, na Finlândia, previu o acontecimento na sua tese de doutorado já em 2014. De acordo com a sua tese, o próximo surto deveria ter lugar no final de 2021 e, no moneto, vários satélites e telescópios estavam focados no objeto. O satélite TESS detectou a esperada erupção no dia 12 de novembro de 2021, às 2 horas da manhã (GMT). O evento durou apenas 12 horas. Esta curta duração mostra que é muito difícil encontrar uma explosão de grande brilho, a menos que o seu momento seja conhecido com antecedência. A descoberta foi também confirmada pelo telescópio Swift da NASA, que também estava apontado para o mesmo alvo. 

A rápida explosão de brilho ocorreu quando o buraco negro menor "engole" uma grande fatia do disco de acreção que rodeia o buraco negro maior, transformando-o num jato de gás. O jato do buraco negro menor é então mais brilhante do que o do buraco negro maior durante cerca de doze horas. Isto torna a cor de OJ 287 menos avermelhada, ou amarela, em vez do vermelho normal. Após a explosão, a cor vermelha regressa. Os mesmos resultados podem ser inferidos a partir de outras características da luz emitida por OJ287 durante o mesmo período de tempo.

O buraco negro menor poderá em breve revelar a sua existência de outras formas, uma vez que se espera que emita ondas gravitacionais nano-Hertz. As ondas gravitacionais de OJ 287 devem ser detectáveis nos próximos anos por PTAs (pulsar timing arrays).

Foram publicados artigos nos periódicos The Astrophysical Journal Letters e The Astrophysical Journal.

Fonte: University of Turku

Aglomerados estelares próximos têm origem em apenas três "famílias"

Uma equipe internacional de astrônomos liderada pela Universidade de Viena decifrou a história da formação de jovens aglomerados de estrelas, alguns dos quais podemos ver a olho nu à noite.

© ESO / STScI (aglomerado estelar Alpha Persei)

Os pesquisadores relatam que a maioria dos aglomerados estelares jovens próximos pertencem apenas a três famílias, que têm origem em regiões de formação estelar muito massivas. Esta pesquisa também fornece novos conhecimentos sobre os efeitos das supernovas (explosões violentas no fim da vida de estrelas muito massivas) na formação de estruturas gigantes de gás em galáxias como a Via Láctea. 

Utilizando dados precisos da missão Gaia da ESA e observações espectroscópicas, foram rastreadas as origens de 155 aglomerados estelares jovens num raio de cerca de 3.500 anos-luz em torno do Sol. A análise mostra que estes aglomerados estelares podem ser divididos em três famílias com origens e condições de formação comuns. Estas três famílias de estrelas têm o nome dos seus aglomerados estelares mais proeminentes: Collinder 135 (Cr135), Messier 6 (M6) e Alpha Persei (α Per). 

O estudo concluiu que devem ter ocorrido mais de 200 explosões de supernova no seio destas três famílias de aglomerados estelares, liberando enormes quantidades de energia para o seu meio envolvente. Esta energia teve provavelmente um impacto significativo na distribuição do gás na Via Láctea local. Isto poderia explicar a formação de uma superbolha, uma bolha gigante de gás e poeira com um diâmetro de 3.000 anos-luz em torno da família Cr135. 

O nosso Sistema Solar também está inserido numa bolha deste tipo, a chamada Bolha Local, que está cheia de gás muito fino e quente. A Bolha Local está provavelmente também ligada à história de uma das três famílias de aglomerados estelares. E é provável que tenha deixado vestígios na Terra, como sugerem as medições de isótopos de ferro (60Fe) na crosta terrestre. 

No futuro, a equipe planeja investigar com mais precisão se e como o nosso Sistema Solar interagiu com a matéria interestelar na Via Láctea. 

Um artigo foi publicado na revista Nature. 

Fonte: University of Vienna

O Sistema Solar pode ter passado por uma densa nuvem interestelar

Há cerca de dois milhões de anos, a Terra era um lugar muito diferente, com os nossos primeiros antepassados humanos vivendo ao lado de tigres dentes-de-sabre, mastodontes e enormes roedores.

© Nature (ilustração da Terra mergulhada fora da heliosfera)

E talvez tivessem tido frio: A Terra atravessava um período intensamente frígido, com sucessivas eras glaciares até há cerca de 12.000 anos. As eras glaciares ocorrem por várias razões, incluindo a inclinação e rotação do planeta, a alteração das placas tectônicas, as erupções vulcânicas e os níveis de dióxido de carbono na atmosfera. Mas e se mudanças drásticas como estas não forem apenas resultado do ambiente da Terra, mas também da localização do Sol na Galáxia? 

Num novo estudo, pesquisadores liderados pela Universidade de Boston encontraram evidências de que, há cerca de dois milhões de anos, o Sistema Solar encontrou uma nuvem interestelar tão densa que poderia ter interferido com o vento solar. Os cientistas pensam que a localização do Sol no espaço pode moldar a história da Terra mais do que se pensava. 

Todo o nosso Sistema Solar está envolto num escudo protetor de plasma que emana do Sol, conhecido como heliosfera. É feito de um fluxo constante de partículas carregadas, chamado vento solar, que se estende para lá de Plutão, envolvendo os planetas numa "bolha gigante". Protege-nos da radiação e dos raios galácticos que podem alterar o DNA, e os cientistas pensam que é parte da razão pela qual a vida evoluiu na Terra do modo como o fez. De acordo com este estudo mais recente, a nuvem fria comprimiu a heliosfera de tal forma que colocou brevemente a Terra e os outros planetas do Sistema Solar fora da sua influência, podendo afetar a química atmosférica da Terra. . 

"Este trabalho é o primeiro a mostrar quantitativamente que houve um encontro entre o Sol e algo para lá do Sistema Solar que teria afetado o clima da Terra", afirma Merav Opher, física espacial da Universidade de Boston, especialista na heliosfera e principal autora do estudo. Ela é filha do professor Dr. Reuven Opher (IAG/USP).

Opher e os seus colaboradores essencialmente recuaram no tempo, utilizando modelos computacionais sofisticados para visualizar a posição do Sol, a heliosfera e o resto do Sistema Solar há dois milhões de anos. Também mapearam o percurso da Corrente Local de Nuvens Frias, um sistema de nuvens grandes, densas e muito frias, feitas principalmente de átomos de hidrogênio. As suas simulações mostraram que uma das nuvens frias perto do fim dessa corrente, denominada Lince Local, poderia ter colidido com a heliosfera. Caso isso tenha acontecido, a Terra teria ficado totalmente exposta ao meio interestelar, onde o gás e a poeira se misturam com os elementos atômicos que sobraram das estrelas que explodiram, incluindo o ferro e o plutônio. Normalmente, a heliosfera filtra a maior parte destas partículas radioativas. Mas sem proteção, podem facilmente chegar à Terra. 

De acordo com o artigo, isto alinha-se com evidências geológicas que mostram um aumento dos isótopos 60Fe (ferro 60) e 244Pu (plutônio 244) nos oceanos, na neve da Antártida e nos núcleos de gelo - e na Lua - do mesmo período. O momento também coincide com registos de temperatura que indicam um período de arrefecimento.

É impossível saber o efeito exato que a nuvem fria teve na Terra, por exemplo, se poderá ter provocado uma idade do gelo. Mas há algumas outras nuvens frias no meio interestelar que o Sol provavelmente encontrou nos bilhões de anos desde que nasceu. E é provável que encontre mais algumas daqui a cerca de um milhão de anos. 

Opher e os seus colaboradores estão agora trabalhando para descobrir onde o Sol estava há sete milhões de anos e ainda mais atrás. A localização do Sol milhões de anos no passado, bem como do sistema de nuvens frias, é possível com os dados recolhidos pela missão Gaia da ESA, que está construindo o maior mapa 3D da Galáxia e fornecendo uma visão sem precedentes da velocidade a que as estrelas se movem. 

O efeito de se cruzar com tanto hidrogênio e material radioativo não é claro, pelo que Opher e a sua equipe no Centro de Ciência SHIELD (Solar wind with Hydrogen Ion Exchange and Large-scale Dynamics) da Universidade de Boston, financiado pela NASA, estão agora explorando o efeito que poderia ter tido na radiação da Terra, bem como na atmosfera e no clima.

Um artigo foi publicado na revista Nature Astronomy.

Fonte: Boston University

Uma estrela que entrou em erupção há 40 anos

Os astrônomos utilizaram novos dados do telescópio espacial Hubble e do SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy), já reformado, bem como dados de arquivo de outras missões, para revisitar um dos mais estranhos sistemas estelares binários da Via Láctea, 40 anos depois de ter entrado em cena como uma nova brilhante e duradoura.

© STScI (estrela simbiótica HM Sagittae)

Uma nova é uma estrela que aumenta subitamente o seu brilho de forma tremenda e depois desvanece para a sua anterior obscuridade, normalmente em poucos meses ou anos. Entre abril e setembro de 1975, o sistema binário HM Sagittae (HM Sge) tornou-se 250 vezes mais brilhante. 

Ainda mais incomum é o fato de não se ter desvanecido rapidamente, como acontece normalmente com as novas, mas ter mantido a sua luminosidade durante décadas. Recentemente, observações mostram que o sistema ficou mais quente, mas paradoxalmente desvaneceu-se um pouco. 

A HM Sge é um tipo particular de estrela simbiótica em que uma anã branca e uma estrela companheira gigante, inchada e produtora de poeira, estão numa órbita excêntrica uma em torno da outra, e a anã branca ingere o gás que flui da estrela gigante. Este gás forma um disco quente e abrasador em volta da anã branca, que pode, de forma imprevisível, sofrer uma explosão termonuclear espontânea à medida que o fluxo de hidrogênio da gigante se torna mais denso à superfície estelar até atingir um ponto de ruptura. 

Em 2021, os astrônomos usaram instrumentos no Hubble e no SOFIA para ver o que tinha mudado em HM Sge nos últimos 30 anos em comprimentos de onda de luz desde o infravermelho até ao ultravioleta. Os dados ultravioleta de 2021, pelo Hubble, mostraram uma forte linha de emissão de magnésio altamente ionizado que não estava presente nos espectros publicados anteriormente em 1990. A sua presença mostra que a temperatura estimada da anã branca e do disco de acreção aumentou de menos de 220.000º C em 1989 para mais de 250.000º C agora. A linha de magnésio altamente ionizado é uma das muitas observadas no espetro UV que, analisadas em conjunto, revelarão a energia do sistema e como este mudou nas últimas três décadas.

Com os dados do telescópio aéreo SOFIA da NASA, aposentado em 2022, a equipe conseguiu detectar a água, o gás e a poeira que circulam dentro e em volta do sistema. Os dados espectrais infravermelhos mostram que a estrela gigante, que produz grandes quantidades de poeira, voltou ao seu comportamento normal apenas alguns anos após a explosão, mas também que diminui de brilho nos últimos anos, o que é outro enigma a ser explicado. Com o SOFIA, os astrônomos puderam ver a água se movendo a cerca de 29 km/s, o que suspeitam ser a velocidade de rotação do disco de acreção em torno da anã branca. A ponte de gás que liga a estrela gigante à anã branca deve ter atualmente uma extensão de cerca de 3,2 bilhões de quilômetros.

A equipe também tem trabalhado com a AAVSO (American Association of Variable Star Observers), para colaborar com astrônomos amadores de todo o mundo que ajudam a manter os olhos telescópicos em HM Sge.

Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal.

Fonte: Space Telescope Science Institute

Encontrada moléculas de carbono ao redor de estrela jovem

Uma equipe internacional de astrônomos utilizou o telescópio espacial James Webb da NASA para estudar o disco de gás e poeira em torno de uma estrela jovem de massa muito baixa.

© NASA (ilustração de estrela jovem rodeada por um disco de gás e poeira)

Os resultados revelam o maior número de moléculas contendo carbono observado até à data num disco deste tipo. Estas descobertas têm implicações na potencial composição de quaisquer planetas que se possam formar em torno desta estrela. Os planetas rochosos têm maior probabilidade do que os gigantes gasosos de se formarem em torno de estrelas de baixa massa, o que os torna os planetas mais comuns em torno das estrelas mais comuns da nossa Galáxia. 

Pouco se sabe sobre a química destes mundos, que podem ser semelhantes ou muito diferentes da Terra. Ao estudar os discos a partir dos quais estes planetas se formam, os astrônomos esperam compreender melhor o processo de formação planetária e as composições dos planetas resultantes. Os discos de formação planetária em torno de estrelas de massa muito baixa são difíceis de estudar porque são menores e mais tênues do que os discos em torno de estrelas de massa elevada. 

Um programa chamado MIRI (Mid-Infrared Instrument) Mid-INfrared Disk Survey (MINDS) tem como objetivo usar as capacidades únicas do Webb para construir uma ponte entre o inventário químico dos discos e as propriedades dos exoplanetas. Estas observações não são possíveis a partir da Terra, porque as emissões do disco são bloqueadas pela nossa atmosfera.

Num novo estudo, a equipe explorou a região em torno de uma estrela de massa muito baixa conhecida como ISO-ChaI 147, uma estrela com 1 a 2 milhões de anos com apenas 0,11 vezes a massa do Sol. O espectro revelado pelo MIRI do Webb mostra a química de hidrocarbonetos mais rica observada até hoje num disco protoplanetário, um total de 13 moléculas diferentes de carbono. 

As descobertas incluem a primeira detecção de etano (C2H6) fora do nosso Sistema Solar, bem como de etileno (C2H4), propino (C3H4) e o radical metilo CH3. Estas moléculas já foram detectadas no nosso Sistema Solar, como em cometas: o 67P/Churyumov-Gerasimenko e o C/2014 Q2 (Lovejoy). Isto é profundamente diferente da composição que vemos nos discos em torno de estrelas do tipo solar, onde dominam as moléculas que contêm oxigênio, como a água e o dióxido de carbono.

A seguir, a equipe pretende expandir o seu estudo a uma amostra maior de discos deste tipo em torno de estrelas de massa muito baixa, para desenvolver a sua compreensão de quão comuns ou exóticas são estas regiões de formação planetária terrestre ricas em carbono.

Um artigo foi publicado na revista Science. 

Fonte: Max Planck Institute for Astronomy

A última grande colisão da Via Láctea ocorreu há pouco tempo

A Via Láctea colidiu com muitas outras desde o seu nascimento.

© ESA (ilustração da Via Láctea e seu halo circundante de estrelas)

O telescópio espacial Gaia da ESA revela agora que a mais recente destas colisões ocorreu bilhões de anos mais tarde do que pensávamos. A Via Láctea cresceu com o passar do tempo, à medida que outras galáxias se aproximaram, colidiram e foram despedaçadas e consumidas pela nossa Galáxia. Cada colisão provocou "rugas" que ainda hoje se propagam por diferentes famílias de estrelas, afetando a maneira como se movem e se comportam no espaço. 

Um dos objetivos do Gaia é desvendar a história da Via Láctea através do estudo destas "rugas", algo que está fazendo ao identificar as posições e movimentos de mais de 100.000 estrelas próximas, uma pequena fração dos cerca de dois bilhões de fontes que observa. Estas "rugas" galácticas só foram descobertas pelo Gaia em 2018. Este estudo é o primeiro a determinar com exatidão o momento da colisão que originou as "rugas", comparando observações com simulações cosmológicas. 

O halo da Via Láctea contém um grande grupo de estrelas com órbitas incomuns, muitas das quais se pensa terem sido adotadas pela nossa Galáxia durante um acontecimento chamado de "última grande fusão". Tal como o nome sugere, esta foi a última vez que a Via Láctea sofreu uma colisão significativa com outra galáxia, que se propõe ser uma galáxia anã massiva que inundou a nossa Galáxia com estrelas que passam muito perto do Centro Galáctico. 

Os cientistas tinham datado esta fusão há 8 a 11 bilhões de anos atrás, quando a Via Láctea estava na sua infância, e é conhecida como Gaia-Salsicha-Encélado (ou GSE). Mas os dados do Gaia - parte da terceira divulgação de dados do telescópio em 2022 - sugerem agora que outra fusão pode ter originado as estrelas com um movimento incomum. Para que as "rugas" das estrelas sejam tão claras como aparecem nos dados do Gaia, devem ter-se juntado a nós há menos de três bilhões de anos, pelo menos cinco bilhões de anos mais tarde do que se pensava anteriormente. 

A descoberta sugere que, em vez destas estrelas terem origem na antiga fusão GSE, devem ter vindo de um acontecimento mais recente, designado por Fusão Radial de Virgem, que teve lugar há menos de três bilhões de anos. Há evidências de que a fusão GSE teve lugar num passado longínquo da história da Via Láctea. No entanto, trabalhos recentes têm questionado se uma fusão massiva antiga é de fato necessária para explicar as propriedades da Via Láctea tal como a vemos hoje, e se todas as estrelas originalmente associadas à GSE são provenientes do mesmo evento de fusão. 

É provável que a Fusão Radial de Virgem tenha trazido consigo uma família de outras pequenas galáxias anãs e aglomerados estelares, que se terão juntado à Via Láctea mais ou menos no mesmo momento. Explorações futuras revelarão quais destes pequenos objetos, que se pensava estarem relacionados com uma antiga GSE, estão na realidade relacionados com a mais recente Fusão Radial de Virgem. 

Esta descoberta junta-se a uma série de resultados do Gaia que estão reescrevendo a história do nosso lar cósmico. O telescópio espacial está numa posição única para explorar a miríade de estrelas nos nossos céus e, até à data, compilou um conjunto de dados inigualável sobre as posições, distâncias e movimentos de cerca de 1,5 bilhões de estrelas. Esta descoberta melhora o que sabemos sobre os muitos acontecimentos complicados que moldaram a Via Láctea, ajudando-nos a compreender melhor como as galáxias se formam e são moldadas.

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

Fonte: ESA

Estrela de nêutrons em rotação lenta que quebra todas as regras

Cientistas australianos da Universidade de Sydney e da agência nacional de ciência da Austrália, CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation), detectaram o que é provavelmente uma estrela de nêutrons girando mais lentamente do que qualquer outra alguma vez medida.

© Carl Knox / OzGrav (ilustração do radiotelescópio ASKAP)

Nenhuma outra estrela de nêutrons emissora de rádio, das mais de 3.000 descobertas até agora, foi descoberta girando tão lentamente. É muito incomum descobrir uma candidata a estrela de nêutrons que emite pulsos de rádio desta forma. 

Isto fornece novos conhecimentos sobre os complexos ciclos de vida dos objetos estelares. No fim da sua vida, as grandes estrelas com cerca de 10 vezes a massa do Sol gastam todo o seu combustível e explodem num espetacular evento a que chamamos supernova. É criado um remanescente estelar tão denso que 1,4 vezes a massa do nosso Sol é compactada numa bola com apenas 20 quilômetros de diâmetro. A matéria é tão densa que os elétrons com carga negativa são esmagados em prótons de carga positiva e o que resta é um objeto constituído por trilhões de partículas de carga neutra. Nasce uma estrela de nêutrons. 

Dada a física extrema com que estas estrelas colapsam, as estrelas de nêutrons giram tipicamente a uma velocidade alucinante, levando apenas alguns segundos ou mesmo frações de segundo para girar completamente sobre o seu eixo. Agora, os astrônomos descobriram um objeto compacto que repete o seu sinal com um período relativamente lento de apenas uma hora. 

A descoberta foi feita utilizando o radiotelescópio ASKAP (Australian Square Kilometre Array Pathfinder) da CSIRO na Austrália Ocidental. O radiotelescópio ASKAP consegue ver uma grande parte do céu de uma só vez, o que significa que pode captar coisas que os pesquisadores nem sequer estão à procura. 

O ASKAP é um dos melhores telescópios do mundo para este tipo de investigação, uma vez que está constantemente analisando uma grande parte do céu, permitindo a detecção de quaisquer anomalias. A origem de um sinal com um período tão longo permanece um profundo mistério, embora dois tipos de estrelas sejam os principais suspeitos, as anãs brancas e as estrelas de nêutrons. 

O que é intrigante é a forma como este objeto apresenta três estados de emissão distintos, cada um com propriedades completamente diferentes dos outros. O radiotelescópio MeerKAT, na África do Sul, desempenhou um papel crucial na distinção entre estes estados. 

Embora uma anã branca isolada com um campo magnético extraordinariamente forte pudesse produzir o sinal observado, é surpreendente que nunca se tenham descoberto anãs brancas isoladas altamente magnéticas nas proximidades. Por outro lado, uma estrela de nêutrons com campos magnéticos extremos pode explicar de forma bastante elegante as emissões observadas. 

Apesar de uma estrela de nêutrons de rotação lenta ser a explicação provável, os pesquisadores disseram que não podem excluir a possibilidade de o objeto fazer parte de um sistema binário com uma estrela de nêutrons ou outra anã branca. Será necessária mais exploração para confirmar se o objeto é uma estrela de nêutrons ou uma anã branca. De qualquer forma, o objeto fornecerá informações valiosas sobre a física destes objetos extremos. 

Um artigo foi publicado na revista Nature Astronomy. 

Fonte: University of Manchester

Planeta mantém atmosfera apesar da implacável radiação da sua estrela

Um exoplaneta raro, que deveria ter sido reduzido a rocha nua pela intensa radiação da sua estrela hospedeira, desenvolveu uma atmosfera inchada.

© R. Candanosa (ilustração do exoplaneta TIC 365102760 b)

Esta é a última de uma série de descobertas que obrigam os cientistas a repensar as teorias sobre a forma como os planetas envelhecem e morrem em ambientes extremos.

Apelidado de "Fênix" pela sua capacidade de sobreviver à energia radiante da sua estrela gigante vermelha, o planeta recém-descoberto ilustra a vasta diversidade dos sistemas solares e a complexidade da evolução planetária, especialmente no fim da vida das estrelas. 

O novo planeta pertence a uma categoria de mundos raros chamados "Netunos quentes", porque partilham muitas semelhanças com o gigante gelado mais exterior do Sistema Solar, apesar de estarem muito mais perto das suas estrelas hospedeiras e de serem muito mais quentes. 

Oficialmente designado TIC 365102760 b, o mais recente planeta inchado é surpreendentemente menor, mais velho e mais quente do que os cientistas pensavam ser possível. É 6,2 vezes maior do que a Terra, completa uma órbita em torno da sua estrela progenitora a cada 4,2 dias e está cerca de 6 vezes mais próximo dela do que Mercúrio está do Sol. Os planetas inchados são muitas vezes compostos por gases, gelo ou outros materiais mais leves que os tornam globalmente menos densos do que qualquer planeta do Sistema Solar. São tão raros que apenas cerca de 1% das estrelas os têm.

Devido à idade de Fênix e às suas temperaturas escaldantes, juntamente com a sua densidade inesperadamente baixa, o processo de despojamento da sua atmosfera deve ter ocorrido a um ritmo mais lento do que pensava ser possível. Estima-se também que o planeta é 60 vezes menos denso do que o "Netuno quente" mais denso descoberto até à data, e que não sobreviverá mais de 100 milhões de anos antes de começar a morrer ao espiralar para a sua estrela gigante.

As informações foram obtidas através da elaboração de um novo método para afinar os dados do TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA. O telescópio do satélite consegue detectar planetas de baixa densidade, uma vez que estes diminuem o brilho das suas estrelas hospedeiras quando passam à sua frente. Foram combinadas medições adicionais obtidas no Observatório W.M. Keck, em Maunakea, no Havaí, uma instalação que segue as pequenas oscilações das estrelas causadas pelos seus planetas em órbita. 

As descobertas podem ajudar os cientistas a melhor compreender a evolução de atmosferas como a da Terra. É previsto que, dentro de alguns bilhões de anos, o Sol se expandirá até se tornar uma estrela gigante vermelha, que inchará e englobará a Terra e os outros planetas interiores. 

Um artigo foi publicado no periódico The Astronomical Journal.

Fonte: Johns Hopkins University

Efeito estereoscópico da lua Helena de Saturno

Pegue seus óculos vermelhos/azuis e flutue ao lado de Helene, pequena e gelada lua de Saturno.

© NASA / Cassini (Helene)

Apropriadamente chamada, Helene é uma lua troiana, assim chamada porque orbita em um ponto de Lagrange. Um ponto de Lagrange é uma posição gravitacionalmente estável perto de dois corpos massivos, neste caso Saturno e a lua maior Dione. Na verdade, Helene de formato irregular (cerca de 36 por 32 por 30 quilômetros) orbita no ponto Lagrange principal de Dione, enquanto a lua gelada Polydeuces segue no ponto Lagrange posterior de Dione.

Para qualquer combinação de dois corpos orbitais, existem cinco pontos de Lagrange, L1 a L5, todos no plano orbital dos dois grandes corpos. Os pontos de Lagrange L1, L2 e L3 estão na linha que passa pelos centros dos dois grandes corpos, enquanto L4 e L5 atuam cada um como o terceiro vértice de um triângulo equilátero formado com os centros dos dois grandes corpos. 

A lua Helene está no ponto de Lagrange L4 e Polideuces em L5. As luas vagam azimutalmente sobre os pontos de Lagrange, com Polideuces descrevendo os maiores desvios, movendo-se até 32° de distância do ponto Saturno-Dione no L5.

O anáglifo estéreo nítido foi construído a partir de duas imagens da Cassini captadas durante um sobrevoo próximo em 2011. Ele mostra parte do hemisfério de Helene voltado para Saturno salpicado de crateras e características semelhantes a ravinas.

Fonte: NASA

O desaparecimento do planeta natal de Spock

A possível detecção de um planeta em órbita de uma estrela que a franquia Star Trek tornou famosa atraiu entusiasmo e muita atenção quando foi anunciada em 2018.

© NASA / JPL-Caltech (ilustração do planeta HD 26965 b)

Apenas cinco anos depois, o planeta parecia estar em terreno movediço quando outros pesquisadores questionaram a sua existência. Agora, medições de precisão utilizando um instrumento da NASA, instalado há alguns anos no topo de Kitt Peak, no estado norte-americano do Arizona, parecem ter devolvido o planeta Vulcan ainda mais definitivamente para o reino da ficção científica.

Dois métodos de detecção exoplanetária dominam todos os outros na busca contínua por novos mundos estranhos. O método de "trânsito", que analisa pequenas quedas na luz estelar quando um planeta atravessa a face da sua estrela, é responsável pela grande maioria das detecções. Mas o método da "velocidade radial" também tem acumulado uma boa parte das descobertas de exoplanetas. Este método é especialmente importante para sistemas com planetas que, do ponto de vista da Terra, não atravessam as faces das suas estrelas. Acompanhando mudanças sutis na luz estelar, os cientistas podem medir "oscilações" na própria estrela, à medida que a gravidade de um planeta em órbita a puxa para um lado e depois para outro. 

Para planetas muito grandes, o sinal de velocidade radial conduz majoritariamente à detecção inequívoca de planetas. Mas os planetas não tão grandes podem ser problemáticos. Até os cientistas que fizeram a detecção original e possível do planeta HD 26965 b  advertiram que poderia acabar por ser apenas perturbações estelares disfarçadas de planeta. Os pesquisadores relataram a existência de uma "super-Terra" - maior do que a Terra, menor do que Netuno - numa órbita de 42 dias em torno de uma estrela semelhante ao Sol, a cerca de 16 anos-luz de distância. 

A nova análise, que usa medições de velocidade radial de alta precisão ainda não disponíveis em 2018, confirma que a cautela sobre a possível descoberta era justificada. A má notícia vem de um instrumento conhecido como NEID, uma adição recente ao complexo de telescópios do Observatório Nacional de Kitt Peak. O NEID, tal como outros instrumentos de velocidade radial, baseia-se no efeito Doppler: mudanças no espectro de luz de uma estrela que revelam os seus movimentos oscilantes. 

Neste caso, a análise do suposto sinal do planeta em vários comprimentos de onda de luz, emitidos a partir de diferentes níveis da camada exterior da estrela, ou fotosfera, revelou diferenças significativas entre as medições individuais de comprimento de onda, ou seja, os seus desvios Doppler, e o sinal total quando todos foram combinados. Isto significa que, muito provavelmente, o sinal do planeta é realmente a cintilação de algo na superfície da estrela que coincide com uma rotação de 42 dias, talvez a agitação de camadas mais quentes e mais frias por baixo da superfície da estrela, chamada convecção, combinada com características da superfície estelar como manchas, que são regiões brilhantes e ativas. Ambas podem alterar os sinais de velocidade radial de uma estrela. 

Embora a nova descoberta, pelo menos para já, retire à estrela 40 Eridani A o seu possível planeta Vulcan, as notícias não são de todo más. A demonstração de medições de velocidade radial tão bem calibradas promete fazer distinções observacionais mais nítidas entre planetas reais e os abalos e agitações nas superfícies de estrelas distantes.

Um artigo foi publicado no periódico The Astronomical Journal. 

Fonte: NASA

Primeira detecção de estrelas magnéticas para além da Via Láctea

Pela primeira vez foram detectados campos magnéticos em três estrelas massivas e quentes nas galáxias vizinhas da Via Láctea, a Grande e a Pequena Nuvem de Magalhães.

© Webb (NGC 346)

Embora já tenham sido detectadas estrelas massivas magnéticas na nossa própria Galáxia, a descoberta de magnetismo nas Nuvens de Magalhães é especialmente importante porque estas galáxias têm uma forte população de jovens estrelas massivas. Isto proporciona uma oportunidade única para estudar estrelas em formação ativa e o limite superior da massa que uma estrela pode ter e permanecer estável.

O magnetismo é considerado um componente chave na evolução de estrelas massivas, com um impacto de longo alcance no seu destino final. São as estrelas massivas, inicialmente com mais de oito massas solares, que deixam para trás estrelas de nêutrons e buracos negros no final da sua evolução. 

Os observatórios de ondas gravitacionais têm observado eventos espetaculares de fusão destes sistemas compactos remanescentes. Além disso, estudos teóricos propõem um mecanismo magnético para a explosão de estrelas massivas, relevante para as explosões de raios gama, flashes de raios X e supernovas.

Os campos magnéticos estelares são medidos por espectropolarimetria. Para tal, regista-se a luz estelar polarizada circularmente e investigam-se as menores alterações nas linhas espectrais. No entanto, para atingir a precisão necessária nas medições da polarização, este método requer dados de alta qualidade. O método é extremamente ávido por fótons. Devido a estas condições, os espectropolarímetros convencionais de alta resolução e os telescópios menores não são adequados para tais exploraçõess. Por conseguinte, foi utilizado o espectropolarímetro de baixa resolução FORS2, que está montado num dos quatro telescópios de 8 metros do VLT (Very Large Telescope) do ESO. As tentativas anteriores de detectar campos magnéticos em estrelas massivas localizadas além da Via Láctea não tiveram êxito. Estas medições são complexas e dependem de vários fatores. 

O campo magnético que é medido com polarização circular é chamado campo magnético longitudinal e corresponde exclusivamente à componente do campo que aponta na direção do observador. É semelhante à luz proveniente de um farol, que é fácil de ver quando o feixe brilha na direção do observador. Como a estrutura do campo magnético nas estrelas massivas é geralmente caracterizada por um dipolo global com o eixo inclinado em relação ao eixo de rotação, a intensidade do campo magnético longitudinal pode ser zero nas fases de rotação quando o observador está olhando diretamente para o equador magnético da estrela em rotação. 

A detectabilidade do sinal de polarização também depende do número de características espectrais usadas para analisar a polarização. É preferível a observação de uma região espectral mais vasta com um maior número de características espectrais. Além disso, tempos de exposição mais longos são cruciais para registar espectros polarimétricos com uma relação sinal/ruído suficientemente elevada. 

Os astrônomos realizaram observações espectropolarimétricas de cinco estrelas massivas nas Nuvens de Magalhães. Em duas estrelas presumivelmente individuais com características espectrais típicas de estrelas massivas magnéticas da Via Láctea e num sistema binário massivo em interação ativa (Cl*NGC346 SSN7) localizado no núcleo da região de formação estelar mais massiva NGC 346, na Pequena Nuvem de Magalhães, conseguiram detectar campos magnéticos da ordem de kilogauss. 

Na superfície do nosso Sol, campos magnéticos tão fortes só podem ser detectados em pequenas regiões altamente magnetizadas, as manchas solares. As detecções de campos magnéticos nas Nuvens de Magalhães constituem a primeira indicação de que a formação de estrelas massivas se processa em galáxias com populações estelares jovens de forma semelhante à da Via Láctea.

Um artigo foi publicado no periódico Astronomy & Astrophysics.

Fonte: Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam