Galáxia antiga abriga ancestrais químicos

Quando os planetas se formaram primeiro no Universo?

© ESO (ilustração da formação de um planeta)

Apesar de descobrirmos centenas de exoplanetas e milhares de candidatos a exoplanetas na Via Láctea, nós precisamos olhar o processo de formação em galáxias muito mais distantes para descobrirmos as pistas iniciais dos nossos ancestrais químicos.

A vida como conhecemos se desenvolve num planeta. Os planetas se formam de detritos deixados quando uma estrela nasce. A formação planetária necessita de elementos mais pesados do que o hidrogênio e o hélio, mas as primeiras estrelas eram feitas somente desses elementos formados no Big Bang. Desse modo foi preciso esperar por um tempo além de alguns ciclos de vida e morte estelar para que os elementos mais pesados fossem forjados pela fusão nuclear e pelas supernovas. Mas a questão permanece: em que momento na história inicial do Universo esses elementos estavam presentes para formar planetas?

Um grupo de astrônomos liderados por Jens-Kristian Krogager, um candidato a Ph.D no Instituto Neils Bohr, fez um detalhado inventário de uma galáxia muito distante, localizada numa posição no tempo quando o Universo tinha aproximadamente 2,8 bilhões de anos de vida, ou seja, cerca de 11 bilhões de anos atrás. Só para termos como referência o Sol tem aproximadamente 5 bilhões de anos, ou seja, esse período é bem antes dele ter se formado em sua nuvem original.

A galáxia bloqueia parte da luz até mesmo dos quasares mais distantes, assim seu espectro pode ser estudado por meio das linhas de absorção. O estudo detalhado analisa a emissão da galáxia com redshift de z=2,35 que causa absorção Lyman α no espectro do quasar SDSS J2222-0946. Elementos individuais no gás podem remover ou bloquear certos comprimentos de onda da luz de uma fonte localizada em segundo plano fornecendo o desvio para o vermelho e a distância da galáxia. Essa galáxia também tem linhas de emissão espectral de gás que foi excitado pela radiação emitida pelas regiões de formação de estrelas.

Usando o Very Large Telescope (VLT) do ESO no Chile e o telescópio espacial Hubble da NASA e ESA, os astrônomos observaram várias linhas de emissão e de absorção do oxigênio, nitrogênio, zinco, ferro, silício e magnésio para determinar com precisão quanto desses elementos pesados e potencialmente elementos de formação de planetas existiam no gás que formou as novas estrelas. Eles determinaram que aproximadamente um terço dos elementos pesados eram encontrados no Sol. Esses elementos tinham que terem sido formados por gerações anteriores de estrelas que viveram e morreram, criando o caminho agora para a formação potencial de planetas 6 bilhões de anos antes do Sol até mesmo ter nascido.

A galáxia parece formar estrelas numa taxa de aproximadamente 13 massas solares (M_⊙) por ano, só por comparação, a nossa galáxia forma uma massa solar por ano. A galáxia é um pequeno e alongado disco com uma massa de 2 bilhões de M_⊙, muito menor do que as grandes galáxias espirais e elípticas que nós observamos no Universo hoje.

O gás que foi estudado nas linhas de absorção e emissão localiza-se bem fora do disco, indicando uma fonte galáctica em funcionamento. Isso ocorre quando uma taxa elevada de formação de estrelas cria um grande número de supernovas que expelem gás interestelar para fora da galáxia desligando a formação de estrelas.

Galáxias jovens, pequenas, ricas em elementos pesados e com alta taxa de formação de estrelas foram os blocos fundamentais usados pelo Universo para gerar posteriormente galáxias como a Via Láctea. Elas trazem suas estrelas, planetas e gás que por meio de uma série de fusões formam as metrópoles estelares em que vivemos hoje. Esses sistemas possuem planetas rochosos e até mesmo habitáveis? Poderia a vida ter começado mais distante no passado do que o nosso próprio planeta? E se sim, para onde foi? Essas são as grandes questões que podemos especular, mas no mínimo estamos aprendendo sobre a maravilha da astrofísica durante o caminho.

A pesquisa foi publicada no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: Discovery

Misteriosas explosões no céu profundo

Poderosas e intrigantes explosões de rádio em outras galáxias constantemente aparecem através do céu noturno, sugere um novo estudo.

© Science/D. Thornton (mapa das fontes rápidas de rádio)

Uma equipe internacional de astrônomos detectou quatro eventos explosivos, conhecidos como explosões rápidas de rádio (FRBs, em inglês) acima do plano da nossa Via Láctea. A imagem acima mostra as posições das quatro FRBs, que são marcadas como asteriscos vermelhos neste mapa de todo o céu em coordenadas galácticas. Durante apenas milésimos de segundos, essas fontes enviam poderosos sinais pelo Universo, viajando bilhões de anos-luz pelo espaço.

“Essas explosões fornecem mais energia em um milissegundo do que o Sol faz em 300.000 anos”, disse o principal investigador Dan Thorton da Universidade de Manchester na Inglaterra.

Estudando as observações feitas pelo radiotelescópio CSIRO Parkes na Austrália, Thorton e sua equipe registraram quatro novas fontes pontuais através do céu. As explosões variam de 5,5 a 10 bilhões de anos-luz de distância, significando que a luz viajou por 10 bilhões de anos até alcançar a Terra. O Big Bang que originou o Universo ocorreu a 13,8 bilhões anos atrás.

Esses objetos recém encontrados permitiram aos pesquisadores calcularem que uma FRB deve ocorrer a cada 10 segundos.

Após os astrônomos verificarem que os sinais dos objetos não estavam realmente baseados na Terra, eles questionaram se os novos sinais viriam de dentro ou de fora da Via Láctea. Então, estudaram como as ondas de rádio foram afetadas pelo material que elas cruzaram, uma técnica que poderia permitir que esses novos objetos iluminassem alguns dos componentes do espaço.

À medida que as ondas de rádio viajam pelo espaço, elas são esticadas e têm sua velocidade reduzida pelo material ionizado presente por onde elas passam. Usando modelos, concluiu-se que as FRBs viajaram bilhões de anos-luz, muito além da fronteira da galáxia da Terra.

“Essas fontes possuem uma origem extragaláctica, cuja fonte está provavelmente localizada em outra galáxia”, disse Thornton.

Embora as explosões sejam leves, é possível localizar as explosões de maneira bem precisa.

“Elas são brilhantes e curtas de modo que nós podemos limitar o tamanho da região da emissão na fonte em poucas centenas de quilômetros”, disse Thornton.

Nenhum objeto correspondente pôde ser observado nos comprimentos de onda óptico, raios gama e raios X, assim a origem das explosões permanecem desconhecidas para os cientistas.

“Outras fontes de rádio variáveis extragalácticas variam de dias a meses”, disse Thornton. “As FRBs acontecem em poucos milissegundos”.

Entre as possíveis fontes estão campos magnéticos em intersecção de duas estrelas de nêutrons, corpos extremamente densos com a massa do Sol. Um tipo especial de supernova orbitada por uma estrela de nêutrons poderia potencialmente produzir explosões de rádio à medida que o campo magnético da estrela interage com a explosão da supernova, apesar dessas combinações serem raras.

“Nossa explicação favorita é uma explosão gigante de uma magnetar, um tipo de estrela de nêutrons altamente magnetizada”, disse Thornton.

Fonte: Science

Técnica detecta moléculas em exoplanetas

Os telescópios não param de descobrir exoplanetas "potencialmente habitáveis", mas como ter a certeza de que realmente comportariam vida?

© NASA (ilustração de exoplaneta ao redor de estrela)

Os astrônomos desenvolveram uma nova técnica para obter, a partir da Terra, traços de água e de outras moléculas vitais.

Desde o início da década de 1990, cerca de 900 planetas que orbitam outras estrelas que não o Sol foram descobertos, de acordo com os números mais recentes da NASA. Estatisticamente, recentes estudos estimam que eles poderiam totalizar bilhões em todo o Universo.

A maioria dos exoplanetas descobertos até agora é maior do que a Terra. Mas alguns são rochosos e localizados em áreas consideradas potencialmente habitáveis, nem muito longe nem muito perto de sua estrela. Uma área que não é nem muito quente nem muito fria para ser incompatível com a presença de água em forma líquida, condição necessária, mas não suficiente, para a existência de vida.

"Potencialmente habitável" não significa "habitado" e os meios de observação atuais são insuficientes para analisar a presença de água ou outras moléculas complexas que estão a anos-luz de distância de nós.

Mas isso talvez não dure muito tempo, não de acordo com pesquisadores que apresentaram hoje seu mais recente estudo na conferência anual da British Royal Astronomical Society na Escócia. Uma equipe liderada pela Universidade holandesa de Leiden conseguiu detectar o rastro deixado no espectro luminoso por moléculas de água, sem a necessidade de telescópios ultra-poderosos.

Normalmente, os astrônomos analisam os exoplanetas medindo quanto a sua gravidade influencia a estrela em torno da qual giram. A equipe de Leiden, por sua vez, reverteu o processo ao estudar a influência gravitacional de uma estrela sobre o planeta.

E graças ao espectrógrafo de alta resolução (CRICES) equipado com o Very Large Telescope (VLT), do Observatório Europeu Austral (ESO), eles conseguiram ler os traços extremamente tênues deixados pela água do exoplaneta (HD 189733b, localizado a 63 anos-luz e onde a temperatura é superior a 1.000°C) em sua atmosfera.

Esta técnica permitiu recentemente detectar moléculas de monóxido de carbono (CO) neste exoplaneta, mas nenhuma molécula mais complexa.

"Sabíamos que isso funcionaria para moléculas simples, em comprimentos de onda mais curtos. Mas para encontrar a água, tivemos que explorar comprimentos de onda maiores, onde a atmosfera realmente começa a bloquear os sinais que nós procuramos", explicou Jayne Birkby, astrofísica que liderou o estudo.

"Não tínhamos certeza que iríamos encontrar alguma coisa. E ficamos muito felizes quando o sinal apareceu! Isso significa que ainda podemos fazer muito mais com essa técnica", acrescentou.

Se a água (H2O) pôde ser identificada, os cientistas acreditam que isto abre caminho para rastrear outras moléculas intimamente relacionadas com a vida, tal como o oxigênio (O2) e metano (CH4), especialmente quando o telescópio gigante (E-ELT) da ESO no Chile entrar em serviço a partir de 2020.

"Na próxima década, nosso trabalho ajudará os astrônomos a refinar suas buscas por planetas semelhantes à Terra, e possivelmente por vida, em órbita em torno de outras estrelas do que a nossa", explica Jayne Birkby.

Fonte: AFP

Holofote distante mostra evolução de galáxias

Com o auxílio do Very Large Telescope (VLT) do ESO, astrônomos descobriram uma galáxia distante alimentando-se vorazmente do gás que se encontra nos seus arredores.

© ESO (ilustração de uma galáxia acretando gás do meio circundante)

As observações mostram o gás caindo em direção à galáxia, o que cria um fluxo que alimenta a formação estelar ao mesmo tempo que impulsiona a rotação da galáxia. Esta é a melhor evidência observacional direta até agora que apoia a teoria de que as galáxias atraem e devoram material próximo de modo a crescerem e formarem estrelas. Os resultados serão publicados na edição de amanhã da revista Science.

Os astrônomos sempre suspeitaram que as galáxias crescem atraindo material do meio circundante, no entanto este processo tem-se revelado muito difícil de observar diretamente. Agora o VLT foi utilizado para estudar um alinhamento muito raro entre uma galáxia longínqua e um quasar ainda mais longínquo, o centro extremamente brilhante de uma galáxia alimentado por um buraco negro de elevada massa. A radiação emitida pelo quasar passa através da matéria que circunda a galáxia, antes de chegar à Terra, o que permite explorar em detalhe as propriedades deste material. Estes novos resultados dão a melhor visão até hoje de uma galáxia em plena refeição.
“Este tipo de alinhamento é muito raro e permitiu-nos fazer observações únicas”, explica Nicolas Bouché do Instituto de Investigação de Astrofísica e Planetologia (IRAP, sigla do francês) de Toulose, França, autor principal do novo artigo científico que descreve os resultados. “Usamos o Very Large Telescope do ESO para observar tanto a galáxia propriamente dita como o gás que a rodeia, o que nos permitiu abordar um problema importante na formação galáctica: como é que as galáxias crescem e formam estrelas”.
À medida que formam novas estrelas, as galáxias esgotam rapidamente o seu reservatório de gás, por isso têm que, de alguma maneira, se reabastecer de forma contínua com gás novo para poderem continuar a produzir estrelas. Os astrônomos suspeitavam que a resposta a este problema estivesse na quantidade de gás frio que se situa nos arredores das galáxias, devido à sua atração gravitacional. Neste cenário, a galáxia atrai o gás, o qual circula à sua volta, rodando com a galáxia antes de cair para o seu interior. Embora já tivessem sido observadas anteriormente algumas evidências dum tal processo de acreção, tanto o movimento do gás como as suas outras propriedades não tinham sido ainda completamente exploradas.
Os astrônomos usaram dois instrumentos, o SINFONI (Spectrograph for INtegral Field Observations in the Near Infrared) e o UVES (Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph), ambos montados no VLT no observatório do Paranal, no norte do Chile. As novas observações mostraram como é que a galáxia propriamente dita roda e revelaram igualmente a composição e o movimento do gás situado no exterior da galáxia.
“As propriedades deste enorme volume de gás circundante são exatamente as que esperávamos encontrar se o gás frio estivesse sendo atraído pela galáxia”, diz o co-autor Michael Murphy (Swinburne University of Technology, Melbourne, Austrália). “O gás move-se como o esperado, a quantidade existente é também a esperada e tem a composição certa para ajustar os modelos de modo perfeito. Esta galáxia em particular tem um apetite devorador e nós descobrimos como é que ela se alimenta de modo a crescer tão depressa”.
Os astrônomos já encontraram evidências de material em torno de galáxias no Universo primordial, mas esta é a primeira vez que puderam mostrar com clareza que este material se desloca para o interior e não para o exterior, tendo também determinado a composição deste combustível para futuras gerações de estrelas. Sem a luz do quasar atuando como uma lupa, não teria sido possível detectar este gás circundante.
“Neste caso tivemos sorte em ter um quasar no lugar certo para que a sua luz passasse através do gás que está caindo em direção à galáxia. A próxima geração de telescópios extremamente grandes permitirá fazer este estudo com múltiplas linhas de visão por galáxia, fornecendo assim uma visão muito mais completa”, conclui a co-autora Crystal Martin (University of California Santa Barbara, EUA).

Fonte: ESO

Mapa cósmico dos exoplanetas

Desde 2011 os astrônomos descobriram, em média, cerca de três exoplanetas a cada semana, alguns dos quais se encontram na "zona habitável", onde a água poderia estar na forma líquida.

© Scientific American/Jan Willem Tulp (gráfico dos exoplanetas)

Este gráfico mapeia a vizinhança cósmica de 861 planetas conhecidos, a maior parte foram descobertos com a contribuição do caçador de exoplanetas, o observatório espacial Kepler, veja acessando o link Exoplanets Discovery na opção “Kepler telescope discovery”.

Clique sobre as opções em "Select Layout" para mapear os planetas com base em sua localização no céu, ou de sua distância do Sol. Um grupo enorme de planetas podem ser encontrados perto da marca de 18 horas.

No gráfico os planetas foram separados em quatro categorias. Os Gigantes gasosos (Gas Giants), os mais fáceis de encontrar, são planetas grandes do tamanho de Júpiter, Saturno e acima. Os planetas gasosos Netunianos (Hot Neptunes) são objetos pequenos que ainda pesam mais de 10 massas terrestres. Os Super-Terras (Super-Earth) pesam entre dois e 10 massas terrestres, esses planetas poderiam ser rochosos ou, talvez, constituídos de gás. E os planetas Terrestres (Terrestrial) são aqueles com um tamanho semelhante à Terra.

Apesar da aparente infinidade de planetas próximos, os pesquisadores foram capazes de encontrar apenas uma minúscula fração do que está lá fora. Os astrônomos estimam que a Via Láctea tem mais de 100 bilhões de planetas.

Outras informações sobre exoplanetas descobertos acesse o site Planet Quest da NASA.

Fonte: Scientific American

Gêmeos galácticos inseparáveis

Olhando na direção da constelação do Triangulum (Triângulo), no céu do norte, localiza-se o par de galáxias conhecido como MRK 1034.

© Hubble (par de galáxias MRK 1034)

As duas galáxias muito parecidas, denominadas de PGC 9074 e PGC 9071, estão próximas o suficiente uma da outra unidas pela gravidade, embora nenhum distúrbio gravitacional possa ser visto na imagem. Esses objetos provavelmente estão apenas começando o processo de interação.

Ambas são galáxias espirais, e são vistas de frente, possibilitando evidenciar suas formas distintas. Na parte esquerda da imagem, a galáxia espiral PGC 9074 mostra um brilhante bulbo e dois braços espirais bem apertados ao redor do núcleo, cujas características levaram os astrônomos a classificarem como uma galáxia do Tipo Sa. Perto dela está a PGC 9071, uma galáxia do Tipo Sb, embora muito parecida e quase do mesmo tamanho de sua vizinha, ela tem um bulbo mais apagado e uma estrutura levemente diferente dos seus braços, eles são mais afastados.

Os braços espirais de ambos objetos mostram claramente pedaços escuros de poeira que obscurece a luz das estrelas localizadas atrás, misturadas com brilhantes aglomerados azuis de estrelas quentes recentemente formadas. Estrelas mais velhas e mais frias podem ser encontradas no bulbo brilhante, compacto e amarelado em direção ao centro da galáxia. A estrutura completa de cada galáxia é circundada por um halo circular muito mais apagado de estrelas velhas, algumas delas residindo em aglomerados globulares.

Gradativamente, essas duas galáxias irão se atrair mutualmente, o processo de formação de estrelas irá aumentar e as forças de maré gerarão longas caudas de estrelas e gás. Eventualmente, após talvez centenas de milhões de anos, as estruturas das galáxias em interação irão se fundir formando uma galáxia maior e mais nova.

Fonte: NASA

Os nomes oficiais das menores luas de Plutão

Os nomes das duas menores luas conhecidas de Plutão, anteriormente referenciadas como P4 e P5, tiveram seus nomes formalmente aprovados pela União Astronômica Internacional (IAU).

© Hubble (luas de Plutão)

A lua P4 foi denominada de Kerberos, em referência ao cão de três cabeças da mitologia grega. A lua P5 foi denominada de Styx, em referência ao rio mitológico que separa o mundo dos vivos do reino da morte. Essas duas luas se juntaram às anteriormente conhecidas, Charon, Nix e Hydra. De acordo com as regras da IAU, as luas de Plutão são nomeadas em referência aos nomes associados com o submundo da mitologia grega e romana.

Mark Showalter, cientista de pesquisa sênior, no instituto SETI em Mountain View, na Califórnia, liderou a equipe de astrônomos que descobriu Kerberos e Styx. Ambos foram vistos pela primeiras vez em imagens de longa exposição do sistema de Plutão feitas pelo telescópio espacial Hubble. Kerberos foi descoberto em 2011 e Styx em 2012. As imagens foram obtidas com suporte da missão New Horizons da NASA, que sobrevoará Plutão em Julho de 2015.

Os nomes foram selecionados com base nos resultados de uma votação sem precedentes realizadas pela internet desde Fevereiro de 2012. A votação recebeu quase 500.000 votos, incluindo 30.000 sugestões.

Kerberos é a forma grega do nome Cerberus, que ficou em segundo lugar na votação. Styx, ficou em terceiro. O nome mais votado foi Vulcan, um nome que foi sugerido pelo ator William Shatner da série de TV Star Trek. Vulcan era o nome do planeta do Dr. Spock. A IAU chegou a considerar seriamente esse nome, que poderia ser compartilhado como sendo o nome do Deus Romano dos vulcões. Contudo, pelo fato do nome já ter sido usado na astronomia, e pelo fato do Deus Romano não estar associado com Plutão, a proposta foi rejeitada.

A sonda New Horizons fornecerá visões detalhadas de Kerberos e Styx, e de suas luas companheiras em 2015, quando ela se tornará a primeira sonda a sobrevoar o sistema de Plutão. “As descobertas de Kerberos e Styx se somam aos mistérios ao redor da formação do sistema de Plutão”, disse o principal pesquisador da New Horizons Alan Stern, do Southwest Research Institute.

Durante o sobrevoo, a sonda também pesquisará por luas adicionais, que podem ser muito pequenas para serem detectadas pelo Hubble. Depois de explorar o sistema de Plutão, a New Horizons explorará a região mais distante do Cinturão de Kuiper.

Fonte: NASA

Estrela com aumento de brilho repentino

Recentemente, cientistas do Observatório Astrofísico de Buyarakan (Armênia) viram um fenômeno curioso: a estrela WX UMa sofreu um aumento drástico e temporário em seu brilho e calor em questão de poucos minutos.

© NASA/Casey Reed (ilustração da emissão de um flare em estrela)

Resultados do monitoramento espectral da queima das estrelas HU Del, CM Dra, WX UMa, e VW Com foram obtidos pelo telescópio de 2,6 m do Observatório Byurakan, durante maio e junho de 2012, com a câmera espectral SCORPIO.

Um flare forte na WX UMa foi gravado durante o período de observação, bem como flares fracos de CM Dra e HU Del, enquanto não foram observadas variações no brilho ou equivalente larguras para VW Com. Durante todos os flares gravados o brilho máximo correspondeu aos valores mínimos das larguras equivalentes das linhas de emissão Hα e Hβ. Finalmente, a aparência do oxigênio neutro [OI] com 6.300 Å, linha espectral com uma intensidade comparável à do [OI] com 5577 Å parece indicar a libertação simultânea da energia da flare em diferentes camadas da cromosfera.

A WX UMa, localizada a 15,6 anos-luz da Terra, é uma estrela de luminosidade relativamente baixa, mas que muda de modo radical durante um curto intervalo de tempo. De acordo com as observações feitas pela equipe, ela passou de cerca de 2.500°C para uma temperatura entre 10.000°C e 32.800°C, e com esse aumento, também ficou 15 vezes mais brilhante. Voltou ao normal em menos de 10 minutos. Esse efeito é tão dramático que a classificação da estrela literalmente muda dentro de poucos segundos. Neste caso, a distribuição de energia no espectro da WX UMa mudou acentuadamente durante o flare, ela temporariamente se transforma em um tipo espectral M6 para B.
Esse fenômeno ocorre devido a turbulências no campo magnético da estrela, causadas por instabilidade em seu plasma. Essas turbulências afetam a superfície e a atmosfera ao redor do objeto espacial, aumentando sua temperatura e brilho.

Fonte: Astrofizika

Os halos nas galáxias espirais

Novas observações com Cosmic Origins Spectrograph (COS) do Hubble mostram que galáxias espirais normais estão rodeadas por halos de gás que pode se estender para mais de 1 milhão de anos-luz de diâmetro.

© NASA (imagem composta da galáxia M101)

A imagem mostra a bela galáxia espiral M101 é uma das últimas entradas no famoso catálogo de Charles Messier. Cerca de 170.000 anos-luz de diâmetro, esta galáxia é enorme, quase o dobro do tamanho da nossa própria Via Láctea. Este mosaico da M101 foi montado a partir de dados do Hubble Legacy Archive. Dados baseados em terra adicionais foi incluído para definir melhor a emissão avermelhada reveladora do gás hidrogênio em regiões formadoras de estrelas nesta galáxia. Também conhecida como galáxia do Cata-Vento, a M101 encontra-se dentro dos limites do norte da constelação da Ursa Maior, a cerca de 25 milhões de anos-luz de distância.

O atual diâmetro estimado da Via Láctea, por exemplo, é de cerca de 100 mil anos-luz. Um ano-luz é aproximadamente 9,46 × 10¹⁵ metros.

O material com halos detectados pela  equipe da Universidade do Colorado, em Boulder, originalmente foi ejetado das galáxias através de explosões de supernovas, um produto do processo de formação de estrelas. "Esse gás é armazenado e depois reciclado por meio de um halo estendido na galáxia, retornando de volta para revigorá-la com uma nova geração de formação de estrelas", disse John Stocke do departamento de astrofísica e ciências planetárias da Universidade do Colorado. "De muitas maneiras, este é o elo perdido na evolução da galáxia que precisamos entender em detalhes, a fim de ter uma visão completa do processo".
Stocke fez uma apresentação sobre a pesquisa no dia 27 de junho no Centro Higgs para Física Teórica da Universidade de Edimburgo, na Escócia, em uma conferência intitulada "Interações Intergaláticas".

Com base em estudos anteriores de identificação de nuvens de gás rico em oxigênio em torno das galáxias espirais por cientistas do Space Telescope Science Institute em Baltimore, da Universidade de Massachusetts, Amherst College e da Universidade da Califórnia, Stocke e seus colegas determinaram que tais nuvens contêm quase a massa de todas as estrelas em suas respectivas galáxias. As novas descobertas têm importantes consequências para a forma como as galáxias espirais mudam ao longo do tempo.

Além disso, foram descobertos reservatórios gigantes de gás estimados com milhões de graus centígrados que cercavam as galáxias espirais e os halos em estudo. Os halos das galáxias espirais são relativamente frios, com apenas algumas dezenas de milhares de graus.

Antes da instalação do COS no Hubble durante a missão de conserreparo da NASA em maio de 2009, os estudos teóricos mostraram que galáxias espirais deve possuir cerca de cinco vezes mais gás do que estava sendo detectado por astrônomos. As novas observações com o COS extremamente sensíveis estão agora muito mais de acordo com as teorias.

Os quasares distantes, constituídos de buracos negros supermassivos na região central, foram utilizados como "lanternas" para acompanhar a luz ultravioleta, uma vez que passou pelos halos de gás de galáxias em primeiro plano. A luz absorvida pelo gás foi dispersada pelo espectrógrafo, bem como faz um prisma, em cores características que revelaram temperaturas, densidades, velocidades, distâncias e composições químicas das nuvens de gás.

Esse gás é demasiado difuso para permitir a sua detecção por imagem direta, de modo que a espectroscopia é a técnica mais apropriada.

© NASA (galáxia M101 em vários comprimentos de onda)

Embora os astrônomos esperam que o telescópio espacial Hubble continue ativo nos próximos anos, não haverá mais missões de manutenção. E o telescópio espacial James Webb, apontado para ser o sucessor do Hubble em 2018, não tem capacidade de captação da luz ultravioleta, o que impedirá a realização de estudos, como estes feitos com o COS.

Fonte: Universidade do Colorado

Achados exoplanetas em aglomerados estelares

Todas as estrelas começam suas vidas em grupos. A maior parte das estrelas, incluindo o Sol, nasceu em pequenos e benignos grupos que rapidamente se separaram.

© CfA (ilustração de um aglomerado estelar com exoplanetas)

Outras se formaram em imensos e densos aglomerados que sobreviveram por bilhões de anos como aglomerados estelares. Dentro desses ricos e densos aglomerados, as estrelas disputam um espaço com milhares de vizinhas enquanto que a radiação forte, e os violentos ventos estelares varrem o espaço interestelar arrancando a matéria prima de formação de planetas das estrelas próximas.

Aparentemente esse seria um local pouco provável para se encontrar mundos alienígenas. Porém, a 3.000 anos-luz de distância da Terra, no aglomerado estelar NGC 6811, os astrônomos encontraram dois planetas menores que Netuno orbitando estrelas parecidas com o Sol. A descoberta foi publicada na revista Nature, e mostra que os planetas podem se desenvolver mesmo nesses aglomerados lotados de estrelas.

“Os velhos aglomerados estelares representam um ambiente muito diferente do que o lugar onde o Sol nasceu e de outras estrelas que possuem planetas”, disse o principal autor do estudo Soren Meibom do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). “E nós pensamos que os planetas talvez não pudessem se formar facilmente e sobreviver no estressante ambiente dos densos aglomerados, em parte pelo fato de por muitos anos não termos encontrado nenhum planeta nesse tipo de ambiente”.

Os dois novos mundos alienígenas apareceram em dados da sonda Kepler da NASA. O Kepler caça planetas por meio da técnica de trânsito, ou seja, quando esses objetos cruzam a frente do disco das suas estrelas. Durante o trânsito, as estrelas apresentam uma queda no seu brilho, que depende do tamanho do planeta, permitindo assim que o tamanho do exoplaneta seja determinado. O Kepler-66b e o Kepler-67b são ambos menores do que três vezes o tamanho da Terra, ou seja, têm um tamanho equivalente a três quartos do planeta e por isso são chamados de mini-Netunos.

Dos mais de 850 exoplanetas conhecidos atualmente, somente quatro, todos com tamanho similar ou maior do que Júpiter em massa, foram encontrados em aglomerados.

O Kepler-66b e o Kepler-67b são os menores exoplanetas encontrados em aglomerados estelares, e os primeiros planetas encontrados em aglomerados observados por meio da técnica de trânsito em suas estrelas hospedeiras, o que permite a medição de seus tamanhos.

Meibom e seus colegas mediram a idade do NGC 6811 em um bilhão de anos. O Kepler-66b e o Kepler-67b se juntam assim, a um pequeno grupo de exoplanetas que possuem sua idade, distância e tamanho determinados com precisão.

Considerando o número de estrelas observadas pelo Kepler no NGC 6811, a detecção de dois planetas implica que a frequência e as propriedades dos planetas em aglomerados abertos são consistentes com os planetas ao redor de estrelas de campo, ou seja, estrelas que não estão em aglomerados ou em associações de estrelas, na Via Láctea.

“Esses planetas são extremos cósmicos”, disse Meibom. “Encontrá-los significa que pequenos planetas podem ser formados e sobreviver por no mínimo um bilhão de anos, mesmo em ambientes caóticos e hostis”.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Espiando galáxias em estado bruto

Um radiotelescópio do CSIRO detectou a matéria prima para gerar as primeiras estrelas nas galáxias que se formaram quando o Universo tinha apenas três bilhões de anos de existência.

© CSIRO (gás CO em azul detectado ao redor da Spiderweb)

Isso abre o caminho para se estudar como essas galáxias iniciais geraram suas primeiras estrelas.

O telescópio é o Australia Telescope Compact Array do CSIRO, perto de Narrabi. “Ele é um dos poucos telescópios do mundo que podem fazer esse difícil trabalho, pois ele é extremamente sensível e pode receber ondas de rádio nos comprimentos de ondas corretos”, disse o astrônomo e o professor Ron Ekers do CSIRO.

A matéria prima para gerar as estrelas é o gás hidrogênio molecular frio, H₂. Ele não pode ser detectado diretamente, mas a sua presença é revelada por um gás traçador, no caso, o monóxido de carbono (CO), que emite ondas de rádio.

Em um projeto, o astrônomo Dr. Bjorn Emonts (CSIRO Astronomy and Space Science) e seus colegas usaram o Compact Array para estudar um massivo, e distante aglomerado de estrelas em formação ou protogaláxias, que estão em processo de se aglomerar como uma única galáxia. Essa estrutura chamada de Spiderweb localiza-se a mais de dez mil milhões de anos-luz de distância, com um desvio para o vermelho de 2,16.

A equipe do Dr. Emonts descobriu que a Spiderweb contém no mínimo 6 x 10¹⁰ (sessenta bilhões) de vezes a massa do Sol em gás hidrogênio molecular, espalhado por uma distância de quase um quarto de um milhão de anos-luz. Esse deve ser o combustível para a formação de estrelas que foi visto através da Spiderweb. “Na verdade, isso é o suficiente para manter estrelas se formando por no mínimo 40 milhões de anos”, disse Emonts.

Num segundo conjunto de estudos, o Dr. Manuel Aravena (European Southern Observatory) e seus colegas mediram o CO, e o H₂, em duas galáxias muito distantes, com um desvio para o vermelho de 2,7.

As ondas de rádio apagadas dessas galáxias foram amplificadas pelos campos gravitacionais de outras galáxias, que se localizam entre a Terra e as distantes galáxias. Esse processo, chamado de lente gravitacional, “age como uma lente de aumento e permite que possamos ver mesmo os objetos mais distantes do que a Spiderweb”, disse o Dr. Aravena.

A equipe do Dr. Aravena foi capaz de medir a quantidade de H₂ em ambas as galáxias que eles estudaram. Para uma delas, chamada de SPT-S053816-5030.8, eles poderiam também usar a emissão de rádio para fazer uma estimativa de como rapidamente a galáxia forma estrelas, uma estimativa independente das outras maneiras que os astrônomos medem essa taxa.

A habilidade do Compact Array para detectar o CO se deve a uma atualização que aumentou muito a sua capacidade de detectar comprimentos de banda, ou seja, a quantidade do espectro de rádio que pode ser visto em um momento, para uma cobertura de dezesseis, de 256 MHz para 4 GHz, e o deixou mais sensível.

“O Compact Array complementa o novo telescópio ALMA no Chile que observa as transições de frequências mais altas do CO”, disse Ron Ekers.

Fonte: CSIRO

Descoberto o 10.000º objeto próximo da Terra

Mais de 10 mil asteroides e cometas que podem passar próximos à Terra já foram descobertos por astrônomos.

© PS-1/UH (asteroide 2013 MZ5)

A marca foi atingida no último dia 18 de junho, quando o telescópio Pan-STARRS-1, localizado no cume da cratera vulcânica do Monte Haleakalā, no Maui (a 3 mil metros de altura), detectou o 10.000º objeto espacial nas proximidades do planeta: o asteroide 2013 MZ5. Operado pela Universidade do Havaí, o telscópio faz parte dos projetos financiados pela NASA, a agência espacial americana.

"Encontrar 10 mil objetos próximos à Terra é uma marca significativa", afirmou Lindley Johnson, da NASA. "No entanto, há um número pelo menos 10 vezes maior ainda a ser descoberto antes que possamos estar certos de que teremos encontrado todos e quaisquer objetos que tenham a capacidade de impactar e causar danos significativos aos cidadãos da Terra", afirmou o pesquisador, sobre cujo comando 76% das descobertas foram feitas, durante uma década.

Objetos próximos da Terra (NEO, na sigla em inglês) são asteroides e cometas que podem se aproximar da Terra até uma distância orbital de 45 milhões de quilômetros. Eles variam em tamanho desde apenas alguns centímetros - os mais difíceis de se detectar - até dezenas de quilômetros, caso do asteroide 1036 Ganymed, o maior do tipo já descoberto, com quase 41 quilômetros de diâmetro.

O asteroide 2013 MZ5 tem aproximadamente 300 metros de diâmetro. Sua órbita já foi analisada e não inclui uma passagem pelo planeta próxima o suficiente para ser considerada potencialmente perigosa. Dos 10 mil objetos descobertos, apenas cerca de 10% tem mais de um quilômetro - tamanho grande o suficiente para causar impacto global, caso atingissem a Terra. Porém, a NASA avalia que nenhum desses asteroides e cometas maiores são uma ameaça ao planeta atualmente, e é provável que apenas algumas dezenas desses permaneçam descobertos.

Fonte: NASA

Três planetas na zona habitável de uma estrela

Uma equipe de astrônomos combinou novas observações de Gliese 667C e revelou um sistema com pelo menos seis planetas.

© ESO (ilustração do sistema Gliese 667C)

Três destes planetas são super-Terras orbitando em torno da estrela numa região onde a água pode existir sob forma líquida, o que torna estes planetas bons candidatos à presença de vida. Este é o primeiro sistema descoberto onde a zona habitável se encontra repleta de planetas.

A Gliese 667C é uma estrela muito estudada. Com cerca de um terço da massa do Sol, faz parte de um sistema estelar triplo conhecido como Gliese 667 (também referido como GJ 667), situado a 22 anos-luz de distância na constelação do Escorpião. Encontra-se muito próximo de nós (na vizinhança solar), muito mais próximo do que os sistemas estelares investigados com o auxílio de telescópios tais como o telescópio espacial caçador de planetas, o Kepler.
Estudos anteriores da Gliese 667C descobriram que a estrela acolhe três planetas, situando-se um deles na zona habitável. Agora, uma equipe de astrônomos liderados por Guillem Anglada-Escudé da Universidade de Göttingen, Alemanha e Mikko Tuomi da Universidade de Hertfordshire, Reino Unido, voltaram a estudar o sistema, analisando novamente os dados anteriores e acrescentando ao cénario já conhecido algumas observações novas do HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher), montado no telescópio de 3,6 metros do ESO, no Chile, e dados de outros telescópios. Encontraram evidências da existência de até sete planetas em torno da estrela. Estes planetas orbitam a terceira estrela mais tênue do sistema estelar triplo. Os outros dois sóis seriam visíveis como um par de estrelas muito brilhantes durante o dia e durante a noite dariam tanta luz como a Lua Cheia. Os novos planetas descobertos preenchem por completo a zona habitável de Gliese 667C, uma vez que não existem mais órbitas estáveis onde um planeta poderia existir à distância certa.
“Sabíamos, a partir de estudos anteriores, que esta estrela tinha três planetas e por isso queríamos descobrir se haveria mais algum”, diz Tuomi. “Ao juntar algumas observações novas e analisando outra vez dados já existentes, conseguimos confirmar a existência desses três e descobrir mais alguns. Encontrar três planetas de pequena massa na zona habitável de uma estrela é algo muito excitante!”.
Três destes planetas são super-Terras, planetas com mais massa do que a Terra mas com menos massa do que Urano ou Netuno, que se encontram na zona habitável da estrela, uma fina concha em torno da estrela onde a água líquida pode estar presente, se estiverem reunidas as condições certas. Esta é a primeira vez que três planetas deste tipo são descobertos nesta zona num mesmo sistema. No Sistema Solar, Vênus orbita próximo do limite mais interior da zona habitável e Marte está próximo do limite exterior. O tamanho preciso da zona habitável depende de muitos fatores.

“O número de planetas potencialmente habitáveis na nossa Galáxia é muito maior se esperarmos encontrar vários em torno de cada estrela de pequena massa, em vez de observarmos dez estrelas à procura de um único planeta potencialmente habitável, podemos agora olhar para uma só estrela e encontrar vários planetas”, acrescenta o co-autor Rory Barnes (Universidade de Washington, EUA).
Sistemas compactos em torno de estrelas do tipo do Sol são bastante abundantes na Via Láctea. Em torno dessas estrelas, os planetas que orbitam muito próximo da estrela hospedeira são muito quentes e dificilmente serão habitáveis. No entanto, isso já não se verifica para estrelas muito mais frias e tênues, tais como Gliese 667C. Neste caso, a zona habitável situa-se inteiramente dentro duma órbita do tamanho da de Mercúrio, ou seja muito mais próxima da estrela que no nosso Sistema Solar. O sistema Gliese 667C é o primeiro exemplo de um sistema onde uma estrela de baixa massa abriga vários planetas potencialmente rochosos na zona habitável.
O cientista do ESO responsável pelo HARPS, Gaspare Lo Curto, comenta: “Este interessante resultado foi possível graças ao poder do HARPS e do seu software associado e também o grande valor do arquivo do ESO. É muito bom ter vários grupos de investigação independentes explorarando este instrumento único, conseguindo atingir uma precisão tão extraordinária”.
Anglada-Escudé conclui: ”Estes novos resultados sublinham o quão valioso pode ser re-analisar dados e combinar resultados de equipes diferentes e de telescópios diferentes”.

Fonte: ESO