Sistema gigante de anéis em torno de estrela jovem

Astrônomos do observatório de Leiden, na Holanda, e da Universidade de Rochester, EUA, descobriram que o sistema de anéis que vêm eclipsar a estrela jovem J1407, muito parecida com o Sol, tem proporções enormes, muito maior e massivo que o sistema de anéis de Saturno.

© Ron Miller (ilustração do sistema de anéis)

O sistema de anéis - o primeiro do gênero encontrado fora do nosso Sistema Solar - foi descoberto em 2012 por uma equipe liderada por Eric Mamajek da Universidade de Rochester.

Uma nova análise dos dados, liderada por Matthew Kenworthy de Leiden, mostra que o sistema de anéis é composto por mais de 30 anéis, cada um com dezenas de milhões de quilômetros em diâmetro. Além disso, encontraram lacunas nos anéis, o que indica a possibilidade de formação de satélites (exoluas).

"Os detalhes que vemos na curva de luz são incríveis. O eclipse durou várias semanas, mas conseguimos ver mudanças rápidas em escalas de tempo na ordem das dezenas de minutos, como resultado de estruturas finas nos anéis," afirma Kenworthy. "A estrela está demasiado longe para observarmos os anéis diretamente, mas nós podemos fazer um modelo detalhado com base nas rápidas variações de brilho na luz da estrela que passa pelo sistema de anéis. Se pudéssemos substituir os anéis de Saturno com o sistema de anéis ao redor de J1407b, eram facilmente visíveis à noite e muitas vezes maior do que a Lua Cheia." Os anéis em torno de J1704b são tão grandes que se fossem colocados em torno de Saturno, podíamos vê-los ao lusco-fusco à vista desarmada.

A seguir é exibido um vídeo de uma simulação de computador mostrando a curva de luz da estrela J1407 através de dados do projeto SuperWASP em 2007.

© Matthew Kenworthy (simulação da curva de luz da estrela J1407)

"Este planeta é muito maior que Júpiter ou Saturno e o seu sistema de anéis é cerca de 200 vezes maior do que os anéis de Saturno," afirma o coautor Mamajek, professor de física e astronomia na Universidade de Rochester. "Podemos pensar nele como uma espécie de super-Saturno."

Os astrônomos analisaram dados do projeto SuperWASP, um estudo que tem como objetivo detectar gigantes gasosos que se movem em frente da sua estrela progenitora. Em 2012, Mamajek e colegas da Universidade de Rochester anunciaram a descoberta da jovem estrela J1407 e de eclipses invulgares, e sugeriram que eram provocados por um disco que formava luas em torno de um planeta gigante jovem ou de uma anã marron.

Num terceiro estudo, mais recente, também liderado por Kenworthy, usaram ópticas adaptativas e espectroscopia de Doppler para estimar a massa do objeto com anéis. As conclusões a que chegaram, com base nesse e em estudos anteriores do interessante sistema de J1407, é que o companheiro é provavelmente um gigante gasoso, ainda não observado, com um sistema gigantesco de anéis responsável pela diminuição repetida no brilho de J1407.

A curva de luz indica que o diâmetro do sistema de anéis mede quase 120 milhões de quilômetros, mais de duzentas vezes o tamanho dos anéis de Saturno. O sistema de anéis provavelmente contém mais ou menos o valor da massa da Terra em partículas de poeira.

Mamajek coloca em contexto a quantidade de material nestes discos e anéis. "Se moêssemos as quatro grandes luas de Galileu em poeira e gelo e espalhássemos o material sobre as suas órbitas num anel ao redor do planeta [Júpiter], o anel seria tão opaco à luz que um observador distante que observasse o anel passando em frente do Sol veria um eclipse muito profundo e com a duração de vários dias," comenta Mamajek. "No caso de J1407, vemos que os anéis bloqueiam praticamente 95% da luz desta jovem estrela semelhante ao Sol durante dias, por isso existe aí muito material para formar satélites."

Nos dados, foi descoberto pelo menos uma lacuna limpa na estrutura de anéis, mais claramente definida no novo modelo. "Uma explicação óbvia é que um satélite formou e esculpiu esta divisão," afirma Kenworthy. "A massa do satélite pode situar-se entre a massa da Terra e a massa de Marte. O satélite poderá ter um período orbital de aproximadamente dois anos em torno de J1407b."

Os astrônomos esperam que os anéis se tornem mais finos nos próximos milhões de anos e eventualmente desapareçam à medida que formam satélites a partir do material nos discos.

"A comunidade de ciência planetária teoriza há décadas que planetas como Júpiter e Saturno teriam tido, num estágio inicial, discos em torno deles que, em seguida, levaram à formação de satélites," explica Mamajek. "No entanto, até à descoberta deste objeto em 2012, ninguém tinha visto um tal sistema de anéis. Este é o primeiro retrato da formação de satélites a escalas de milhões de quilômetros em torno de um objeto subestelar."

Os astrônomos estimam que o exoplaneta com anéis, J1407b, tem um período orbital de aproximadamente uma década. A massa de J1407b tem sido difícil de determinar, mas é provável que se situe entre as 10 e 40 massas de Júpiter.

Os pesquisadores incentivam os astrônomos amadores a acompanhar J1407, o que ajudaria a detectar o próximo eclipse dos anéis e a restringir o período e massa do companheiro planetário. As observações de J1407 podem ser relatadas à Associação Americana de Observadores de Estrelas Variáveis (AAVSO). Entretanto, os astrônomos estão estudando outros levantamentos fotométricos à procura de eclipses provocados por sistemas de anéis ainda por descobrir.

Kenworthy acrescenta que a descoberta de eclipses por outros objetos como o planeta J1407b "é, durante o futuro próximo, o único método viável que possuímos para observar as condições primitivas da formação de satélites. Os eclipses de J1407 vão permitir-nos estudar as propriedades físicas e químicas dos discos circumplanetários que formam satélites."

Os resultados foram aceitos para publicação na revista The Astrophysical Journal.

Fonte: Universidade de Rochester

A luz de Cygnus A

Celebrando a astronomia neste Ano Internacional da Luz a imagem detalhada abaixo revela a espetacular galáxia ativa Cygnus A através do espetro eletromagnético.

© Chandra/NRAO/Hubble (Cygnus A)

Incorporando dados de raios X (em azul) do observatório Chandra em órbita, Cygnus A é vista como uma fonte prodigiosa de raios X de alta energia. Mas, na verdade, ela é mais famosa na extremidade de baixa energia do espetro eletromagnético.

Uma das mais brilhantes fontes celestiais visíveis aos radiotelescópios, Cygnus A, a 600 milhões de anos-luz de distância, é a radiogaláxia poderosa mais próxima. A emissão de rádio (em vermelho) se estende a ambos os lados ao longo do mesmo eixo por cerca de 300.000 anos-luz, alimentada por jatos de partículas relativísticas que emanam do buraco negro supermassivo central da galáxia. Os pontos quentes provavelmente marcam as extremidades dos jatos que impactam em torno do material frio e denso.

Confinados em tons de amarelo, os dados na faixa da luz visível da galáxia pelo Hubble, e do campo circundante pelo Digital Sky Survey, completam uma visão notável em múltiplos comprimentos de onda.

Fonte: NASA

FRB 140514: uma rápida explosão de rádio

Um grupo internacional de astrônomos usando o radiotelescópio Parkes de 64 metros no leste da Austrália observou uma rápida explosão de rádio que aconteceu ao vivo.

© NASA (ilustração de uma magnetar)

Nos últimos anos, os astrônomos têm observado um novo fenômeno, uma breve explosão de ondas de rádio que dura poucos milissegundos.

Esse tipo de fenômeno foi observado pela primeira vez em 2007, quando os cientistas vasculharam os dados de arquivos do radiotelescópio Parkes. Desde então, eles conseguiram ver mais seis explosões como essa nos dados do telescópio e uma sétima explosão foi encontrada nos dados obtidos pelo telescópio de Arecibo em Porto Rico.

Esses sinais foram quase todos descobertos muito tempo depois deles terem ocorrido, mas desde então, os astrônomos começaram a buscar especificamente por esse tipo de sinal no momento em que eles acontecem.

Agora, uma equipe de astrônomos liderada por Emily Petroff da Swinburne University of Technology e do Australia Telescope National Facility tem obtido sucesso em observar a primeira explosão ao vivo.

“Essas explosões eram geralmente descobertas semanas ou meses ou até mais de uma década depois que elas aconteciam. Nós fomos os primeiros a registrar esse tipo de sinal em tempo real”, disse Petroff, que é a principal autora de um artigo que descreve a descoberta.

As características do evento, chamado de FRB 140514, indicam que a fonte da explosão estava localizada a mais de 5,5 bilhões de anos-luz da Terra.

“Essa explosão libera mais ou menos a mesma quantidade de energia em poucos milissegundos equivalente à energia liberada pelo Sol em um dia”, disse a co-autora Dra. Daniele Malesani do Dark Cosmology Centre da University of Copenhagen.

O FRB 140514 deixou outra pista para a sua identidade, mas uma pista enigmática. O radiotelescópio Parkes, captou sua polarização, algo que não tinha sido registrado nas demais explosões.

A polarização pode ser pensada como a direção na qual as ondas eletromagnéticas, como as ondas de luz e de rádio, “vibram”. Ela pode ser linear ou circular.

A emissão de rádio da fonte FRB 140514 foi mais de 20% polarizada de maneira circular, o que nos dá uma pista da existência de campos magnéticos perto da fonte.

“Juntas, as nossas observações permitiram que os cientistas pudessem definir as fontes propostas para as explosões, incluindo supernovas próximas”, disse o co-autor Dr. Mansi Kasliwal do Carnegie Institution for Science.

“Explosões de raios gama curtas, ainda são uma possibilidade, além das distantes estrelas de nêutrons magnéticas, ou magnetars, já as longas explosões de raios gama não são cogitadas como fonte”.

“Identificar a origem das rápidas explosões de rádio é agora uma questão de tempo. Nós armamos a armadilha. Agora é só esperarmos para que uma nova explosão caia nela”, disse Petroff.

Fonte: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Poeira galáctica fornece dados sobre as supernovas

Pesquisas efetuadas nas profundezas do oceano evidenciaram uma surpreendente descoberta que pode mudar a maneira como nós entendemos as supernovas, ou seja, as explosões de estrelas que ocorrem bem além do Sistema Solar.

© Chandra/Spitzer/Hubble (remanescente de supernova Cassiopeia A)

Cientistas analisaram poeira extraterrestre que acredita-se seja originada de supernovas, e que se depositaram no assoalho oceânico para determinar a quantidade de elementos pesados criados pelas explosões massivas. Durante os 226 milhões anos que leva para o Sol para completar uma órbita na Via Láctea, quantidades mensuráveis de elementos pesados de explosões de supernovas cairam na Terra, acumulando nos sedimentos do fundo do oceano.

“Pequenas quantidades de detritos dessas distantes explosões caíram na Terra enquanto viajavam pela nossa galáxia”, disse o principal pesquisador, Dr. Anton Wallner da Research School of Physics and Engineering. “Nós analisamos a poeira galáctica com no mínimo 25 milhões de anos de vida que se depositou no fundo do oceano, e descobrimos que ela tem muito menos elementos pesados como o plutônio e o urânio que nós esperávamos”.

As descobertas vão de encontro com as atuais teorias das supernovas, que diz que alguns dos materiais essenciais para a vida humana, como ferro, potássio e iodo são criados e distribuídos pelo espaço através das explosões de supernovas. Segundo essas teorias as supernovas também criam chumbo, prata e ouro, e elementos radioativos mais pesados como urânio e potássio.

A equipe do Dr. Wallner estudou o plutônio-244 que serve como relógio radioativo devido a natureza do seu decaimento radioativo, com uma meia vida de 81 milhões de anos. “Qualquer plutônio-244 existente quando a Terra se formou do gás e da poeira intergaláctica a mais de quatro bilhões de anos atrás já decaiu a muito tempo”, disse o Dr. Wallner. “Assim, qualquer plutônio-244 que nós encontrarmos na Terra deve ter sido criado num evento explosivo que ocorreu mais recentemente, no mínimo a algumas centenas de milhões de anos”.

A equipe analisou uma amostra com espessura de 10 centímetros da crosta da Terra, representando 25 milhões de anos de sedimentação, bem como sedimentos do mar profundo coletados de uma área muito estável no fundo do Oceano Pacífico.

“Nós encontramos 100 vezes menos plutônio-244 do que era esperado”, disse o Dr. Wallner. “Nos parece que os elementos mais pesados podem não terem sido formados em supernovas padrões. Para formar esses elementos talvez precisamos de eventos explosivos mais raros como a fusão de duas estrelas de nêutrons”.

O fato desses elementos pesados como o plutônio estarem presentes, e o urânio e o tório ainda estarem presentes na Terra sugere que um evento explosivo deve ter ocorrido perto da Terra por volta da época que ela se formou, disse o Dr. Wallner. “Elementos radioativos no nosso planeta como urânio e tório fornecem boa parte do calor que guia o movimento continental, talvez outros planetas não tenham em seu interior, o mesmo motor de calor que nós temos”, diz ele.

Fonte: Astronomy Now

Três exoplanetas encontrados orbitando em estrela próxima

Uma equipe de pesquisadores, liderada pelo cientista Ian Crossfield da Universidade do Arizona, descobriu uma estrela com três planetas, um dos quais pode ter temperaturas moderadas o suficiente para a existência de água líquida.

© NASA/JPL-Caltech/UCLA (ilustração de três exoplanetas e sua estrela)

O telescópio espacial Kepler da NASA, apesar de prejudicado pela perda de sistemas críticos de orientação, descobriu uma estrela com três planetas ligeiramente maiores que a Terra. O planeta mais exterior orbita na zona habitável do sistema, uma região onde as temperaturas à superfície permitem a existência de água líquida.

A estrela, EPIC 201367065, é uma anã de classe M, fria e vermelha com aproximadamente metade do tamanho e massa do nosso Sol. A uma distância de 150 anos-luz, a estrela está no top 10 das estrelas mais próximas que se sabe terem planetas em trânsito. A proximidade da estrela significa que é brilhante o suficiente para os astrônomos estudarem as atmosferas dos planetas e para determinarem se são parecidas com a da Terra e se são possivelmente propícios à vida.

"Uma atmosfera fina de nitrogênio e oxigênio permitiu com que a vida vingasse na Terra. Mas a natureza está repleta de surpresas. Muitos dos exoplanetas descobertos pela missão Kepler estão cobertos por atmosferas espessas e ricas em hidrogênio que são provavelmente incompatíveis com a vida como a conhecemos," afirma Crossfield.

Os três planetas têm 2,1, 1,7 e 1,5 vezes o tamanho da Terra. O menor e exterior, com 1,5 raios da Terra, orbita a estrela suficientemente longe para receber níveis de energia parecidos aos que a Terra recebe do Sol, afirma Erik Petigura, estudante de doutoramento da Universidade da Califórnia em Berkeley, EUA. Ele descobriu os planetas no dia 6 de janeiro enquanto realizava uma análise de computador dos dados do Kepler que a NASA disponibiliza aos astrônomos. Petigura calculou que, do mais longínquo para o mais próximo da estrela, os três planetas recebem 10,5, 3,2 e 1,4 vezes a intensidade de luz da Terra.

"A maioria dos planetas que encontramos até à data são demasiado quentes. Este é o sistema planetário mais próximo com planetas em trânsito 'mornos'," acrescenta. "Existe uma possibilidade muito real de que o planeta mais exterior seja rochoso como a Terra, o que significa que este planeta pode ter a temperatura certa para suportar oceanos de água líquida."

Andrew Howard, astrônomo da Universidade do Havaí, comenta que hoje em dia os planetas extrassolares são descobertos às centenas, embora muitos astrônomos se questionem se alguns destes mundos recém-descobertos são mesmo parecidos com a Terra. Ele afirma que este sistema planetário vai ajudar a resolver a questão.

"Nós aprendemos, no ano passado, que os planetas com o tamanho e temperatura da Terra são comuns na nossa Via Láctea," afirma Howard. "Nós também descobrimos alguns planetas do tamanho da Terra parecem ser feitos dos mesmos materiais que a Terra, principalmente rocha e ferro."

Depois de Petigura ter encontrado os planetas nas curvas de luz do Kepler, a equipe rapidamente usou os telescópios no Chile, Havaí e na Califórnia para caracterizar a massa, raio, temperatura e idade da estrela.

O próximo passo será observar o sistema com outros telescópios, incluindo o telescópio espacial Hubble, para tirar a "impressão digital" espectroscópica das moléculas nas atmosferas planetárias. Se estes planetas amenos do tamanho da Terra tiverem atmosferas espessas e ricas em hidrogênio, o Hubble conseguirá ver o seu sinal revelador, comenta Petigura.

A descoberta é ainda mais notável porque o telescópio Kepler perdeu duas das quatro rodas de reação, fundamentais para o manter apontado para um ponto fixo no espaço.

O Kepler renasceu em 2014 como "K2" e com uma estratégia inteligente para apontar o telescópio no plano da órbita da Terra, a eclíptica, a fim de o estabilizar. O Kepler está de volta ao estudo do cosmos e em busca de eclipses ou "trânsitos", eventos em que um planeta passa em frente da sua estrela progenitora e periodicamente bloqueia parte da sua luz.

"Esta descoberta prova que a missão K2, apesar de ligeiramente comprometida, pode ainda descobrir planetas empolgantes e cientificamente atraentes," afirma Petigura. "Esta descoberta mostra que o Kepler consegue ainda fazer grande ciência."

O Kepler observa somente uma pequena fração dos sistemas planetários: apenas aqueles cujos planos orbitais estão alinhados com o nosso ponto de vista da Terra. Não consegue observar planetas com grandes inclinações orbitais. Um censo de planetas do Kepler que a equipe realizou em 2013 corrigiu estatisticamente estas orientações orbitais aleatórias e concluiu que uma em cada cinco estrelas como o Sol na Via Láctea têm planetas do tamanho da Terra na zona habitável. Tendo em conta outros tipos de estrelas, podem existir até 40 bilhões de planetas deste gênero só na nossa Galáxia.

A missão original do Kepler encontrou milhares de planetas pequenos, mas a maioria deles são demasiado tênues e distantes para determinar a sua densidade e composição e assim ficar sabendo se são planetas densos e rochosos como a Terra ou planetas gasosos como Urano e Netuno. Graças à curta distância até EPIC 201367065, foi possível fazer estas medições. A estrela hospedeira, uma anã de classe M, é menos brilhante que o Sol, o que significa que os seus planetas podem residir mais perto e ainda desfrutar de temperaturas moderadas.

Segundo Howard, o sistema mais parecido com o de EPIC 201367065 é o Kepler-138, uma anã de classe M com três planetas de tamanho semelhante, embora nenhum deles esteja na zona habitável.

Fonte: Universidade do Arizona

Órion em infravermelho pelo WISE

A Grande Nebulosa de Órion é um lugar intrigante. Visível a olho nu, sua aparência é a de uma pequena mancha difusa na constelação de Órion.

© WISE/Francesco Antonucci (Nebulosa de Órion)

Mas esta imagem, um mosaico ilusoriamente colorido com quatro cores em luz infravermelha feito com o observatório WISE em órbita terestre, mostra a Nebulosa de Órion como uma agitada vizinhança de estrelas recentemente formadas, gás quente e poeira escura. A energia por trás da maior parte da Nebulosa de Órion (M42) vem das estrelas do aglomerado estelar do Trapézio, visto próximo do centro da imagem de grande campo acima. O brilho laranja em torno das brilhantes estrelas retratadas aqui é a sua própria luz refletida por intricados filamentos de poeira que cobrem a maior parte da região. O atual complexo de nuvens da Nebulosa de Órion, que inclui a Nebulosa Cabeça de Cavalo, irá se dispersar vagarosamente durante os próximos 100.000 anos.

Fonte: NASA

O núcleo galáctico em infravermelho

O que está acontecendo no centro da nossa galáxia, a Via Láctea?

© Hubble & Spitzer (núcleo galáctico em infravermelho)

Para ajudar a descobrir, os telescópios espaciais orbitais Hubble e Spitzer juntaram esforços para  fazer um levantamento da região em detalhes sem precedentes em luz infravermelha. A luz infravermelha é particularmente útil para sondar o núcleo da Via Láctea, já que a luz visível é muito mais obscurecida pela poeira. A imagem acima abrange mais de 2.000 imagens tiradas em 2008 pela câmera NICMOS do telescópio espacial Hubble. A imagem mede 300 anos-luz por 115 anos-luz e sua resolução é tão alta que estruturas com apenas 20 vezes o tamanho do nosso Sistema Solar são perceptíveis. Nuvens de gás brilhante e poeira escura, bem como três grandes aglomerados estelares são visíveis. Os campos magnéticos podem estar canalizando plasma ao longo da parte superior esquerda, próximo ao Aglomerado Arches, enquanto ventos estelares energéticos esculpem pilares próximo ao Aglomerado Quíntuplo no canto inferior esquerdo. O massivo Aglomerado Central de estrelas que circunda Sagittarius A* está visível na parte inferior direita. O motivo de várias estrelas centrais, massivas e brilhantes parecem estar sem associação com estes aglomerados estelares ainda não é compreendido.

Fonte: NASA

Um par de buracos negros: o gordo e o magro

A nova imagem de raios X de alta energia do Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) da NASA identificou os verdadeiros monstros de uma fusão galáctica.

© NASA/JPL-Caltech/GSFC (Arp 299)

As imagens acima de Arp 299 mostram duas galáxias em colisão, coletivamente chamadas de Arp 299, localizada a 134 milhões de anos-luz de distância. Cada uma das galáxias tem um buraco negro supermassivo em seu núcleo. Cada quadro mostra: o NuSTAR (esquerda), o NuSTAR e o Hubble (centro) e o Hubble (direita). A imagem do NuSTAR mostra claramente que o buraco negro no centro da galáxia da direita está ativo, emitindo raios X de alta energia provenientes da região interior do seu disco de acreção. O núcleo da galáxia à esquerda não exibe o mesmo nível de atividade. Na imagem do NuSTAR a energia dos raios X é representada pelas cores: vermelho (baixa), verde (média) e azul (alta).

Estas galáxias de Arp 299 apresentam um excesso de emissão ultravioleta nas suas regiões nucleares, um indicador de forte atividade. Como seria de esperar, com um tal ritmo de formação estelar, o Arp 299 é também uma fábrica de supernovas, tendo sido detectadas oito até agora: SN1990al, SN1992bu, SN1993G, SN1998T, SN1999D, SN2005U, SN2010O e SN2010P.
O NUSTAR revelou que o buraco negro localizado no lado direito do par está muito ativo, enquanto o seu parceiro está dormente ou escondido sob o gás e a poeira.
As descobertas estão ajudando os pesquisadores a entender como a fusão de galáxias pode desencadear buracos negros para iniciar a absorção de material, um passo importante na evolução das galáxias.
"Quando as galáxias colidem, o gás é sovado e conduzido em seus respectivos núcleos, alimentando o crescimento de buracos negros e a formação de estrelas", disse Andrew Ptak do Goddard Space Flight Center da NASA, principal autor deste novo estudo. "Queremos entender os mecanismos que desencadeiam os buracos negros para ligar e começar a consumir o gás."
O NUSTAR é o primeiro telescópio capaz de localizar de onde os raios X de alta energia estão vindo nas galáxias aglutinadas de Arp 299. Observações anteriores de outros telescópios, incluindo o observatório de raios X Chandra da Nasa e XMM-Newton da ESA, que detectam raios X de baixa energia, tinha indicado a presença de buracos negros supermassivos ativos no Arp 299. No entanto, não ficou claro a partir desses dados, se um ou ambos os buracos negros estavam se alimentando, desenvolvendo um disco de acreção muito luminoso, um processo em que um buraco negro absorve massa devido a atração gravitacional que arrasta o gás para ele.
Os novos dados de raios X do NUSTAR sobrepostos a uma imagem de luz visível do telescópio espacial Hubble mostram que o buraco negro da direita é, de fato, um faminto. Como se alimenta de gás, processos energéticos perto do buraco negro aquecido em torno de centenas de milhões de graus por elétrons e prótons, criando um plasma que impulsiona a luz visível até aos raios X de alta energia. Enquanto isso, o buraco negro na esquerda está num estado quiescente ou inserido em muito gás e poeira onde os raios X de alta energia não podem escapar.
Quando os núcleos das galáxias chegarem mais perto, as forças de maré pressionarão o gás e as estrelas em torno vigorosamente fazendo com que os dois buracos negros se unam.
O NUSTAR é ideal para estudar buracos negros fortemente obscurecidos, como os da Arp 299. Os raios X de alta energia pode penetrar o gás espesso, enquanto que os raios X de baixa energia e luz ficam bloqueados.

O estudo foi apresentado na 225ª reunião da Sociedade Astronômica Americana e foi aceito para publicação no Astrophysical Journal.

Fonte: NASA

Huygens pousando em Titã

Enviada pela Cassini ao redor do planeta Saturno, a sonda Huygens da ESA desceu em Titã, a maior lua do planeta dos anéis, há dez anos em 14 de janeiro de 2005.

© Cassini/Huygens (Titã)

Esses painéis mostram imagens, em visão olho de peixe, feitas durante a sua descida lenta de paraquedas através da atmosfera densa de Titã.

Tomados pelo radiômetro imageador/espectral, um dos instrumentos ativos da sonda enquanto descia, eles variam em altitude de 6 km (superior esquerdo) para 0,2 km (inferior direito) acima da superfície da lua, que surpreendentemente apresenta características parecidas com os canais escuros, planícies e cumes brilhantes na Terra. Mas com temperaturas próximas de -179 °C, os líquidos que fluem através da superfície de Titã são o metano e o etano, isto é, hidrocarbonetos em vez de água.

Depois de fazer o pouso mais distante para uma espaçonave que veio da Terra, a Huygens transmitiu dados por mais de uma hora. Os dados da Huygens e uma década de exploração pela Cassini mostraram que Titã é um mundo espetacular hospedando uma química complexa de compostos orgânicos, relevos dinâmicos, lagos, mares e um possível oceano subterrâneo de água líquida.

Fonte: NASA

Novos telescópios "caçadores" de exoplanetas no Paranal

O Next-Generation Transit Survey (NGTS) viu sua primeira luz no Observatório do Paranal do ESO, no norte do Chile.

© ESO/G. Lambert (Next-Generation Transit Survey)

Este projeto procurará exoplanetas em trânsito, planetas que passam em frente da sua estrela progenitora, dando por isso origem a uma pequena diminuição do brilho estelar, a qual pode ser detectada por instrumentos muito sensíveis. O foco dos telescópios será a descoberta de planetas do tamanho de Netuno e menores, com diâmetros entre duas e oito vezes o da Terra.

O Next-Generation Transit Survey (NGTS) é um sistema de observação de campo largo composto por uma rede de doze telescópios, cada um com uma abertura de 20 centímetros. Esta nova infraestrutura, construída por um consórcio do Reino Unido, Suíça e Alemanha, está instalada no Observatório do Paranal do ESO, no norte do Chile, tirando assim partido das soberbas condições de observação, assim como das excelentes estruturas de apoio disponíveis no local.
“Precisávamos de um local onde tivéssemos muitas noites claras e o ar fosse límpido e seco, de modo a efetuarmos medições muito precisas o mais frequentemente possível, o Paranal foi de longe a melhor escolha”, diz Don Pollacco da Universidade de Warwick no Reino Unido e um dos líderes do projeto NGTS.
O NGTS foi concebido para operar em modo robótico e irá monitorar de forma contínua o brilho de centenas de milhares de estrelas comparativamente brilhantes do céu austral. A infraestrutura procura exoplanetas em trânsito e atingirá um nível de precisão na medição do brilho das estrelas - um em um milhão, nunca antes alcançado em instrumentos de rastreio de campo largo operando no solo. A missão Kepler da NASA, que se encontra em órbita, atinge uma maior precisão nas medições de brilhos estelares, no entanto investiga uma região do céu menor que o NGTS. A procura NGTS mais alargada encontrará exemplos mais brilhantes de pequenos exoplanetas e por isso mais adequados a um estudo detalhado.
A enorme precisão na medição do brilho ao longo de um campo largo é tecnicamente complexa de atingir, mas toda a tecnologia chave do NGTS foi já demonstrada num sistema protótipo menor, que esteve em operação em La Palma, nas Ilhas Canárias, entre 2009 e 2010. O NGTS  baseia-se também no êxito obtido com a experiência SuperWASP, que tem liderado até agora a detecção de planetas gigantes gasosos.
As descobertas do NGTS serão subsequentemente estudadas usando outros telescópios maiores, incluindo o Very Large Telescope do ESO. Um dos objetivos é encontrar planetas pequenos que sejam suficientemente brilhantes para que se possa medir a sua massa. A partir daí podemos deduzir densidades, as quais por seu turno dão informação sobre a composição dos planetas. Poderá também ser possível investigar a atmosfera dos exoplanetas durante o trânsito, já que nessa altura parte da radiação estelar passa através da atmosfera do planeta, se este a possuir, deixando uma assinatura minúscula mas possível de detectar. Até agora apenas algumas observações deste gênero foram executadas, mas o NGTS deverá mostrar muito mais alvos potenciais.
Este é o primeiro projeto de telescópio que é acolhido, mas não operado, pelo ESO no Paranal. Alguns projetos do mesmo tipo estão em operação no mais antigo observatório de La Silla. Os dados NGTS irão para o sistema de arquivo do ESO e ficarão disponíveis a todos os astrônomos durante as próximas décadas.
Peter Wheatley, um dos líderes de projeto NGTS da Universidade de Warwick, conclui: “Estamos muito entusiasmados com a perspectiva de começar a procurar planetas pequenos em torno de estrelas próximas. As descobertas NGTS, e as subsequentes observações por outros telescópios no solo e no espaço, constituirão um importante passo em frente no estudo de atmosferas e composições de pequenos planetas como a Terra”.
O consórcio NGTS é composto pela Universidade de Warwick, RU; Queen’s University of Belfast, RU; Universidade de Leicester, RU; Universidade de Cambrigde, RU; Universidade de Genebra, Suíça e DLR Berlim, Alemanha.

Fonte: ESO

A Nebulosa Bolha de Sabão

À deriva nos ricos campos estelares da constelação de Cygnus (Cisne), esta nebulosa bela e simétrica só foi reconhecida há alguns anos e ainda não aparece em alguns catálogos astronômicos.

© T. Rector/H. Schweiker (Nebulosa Bolha de Sabão)

Na verdade, o astrônomo amador Dave Jurasevich identificou-a como uma nebulosa em 6 de Julho de 2008, em suas imagens desta complexa região no Cisne, que inclui a Nebulosa Crescente (NGC 6888). Ele posteriormente notificou a International Astronomical Union (IAU).

Apenas onze dias depois, o mesmo objeto foi identificado independentemente por Mel Helm nos observatórios de Sierra Remote, em Sierra Nevada na Califórnia, ao ser fotografado por Keith Quattrocchi e Helm, e também submetido à IAU como uma nebulosa potencialmente desconhecida.

A nebulosa, que aparece à esquerda da imagem em destaque, agora é conhecida como a Nebulosa Bolha de Sabão (PN G75.5+1.7). O que é a nebulosa que acabou de ser reconhecida? Muito provavelmente é uma nebulosa planetária, a fase final da vida de uma estrela parecida com o Sol.

Fonte: NASA

Estudo do disco estelar da galáxia de Andrômeda

Um estudo detalhado dos movimentos de diferentes populações estelares no disco da galáxia de Andrômeda encontrou diferenças marcantes em relação à nossa própria Via Láctea, sugerindo uma história mais violenta de fusões com galáxias mais pequenas no passado recente de Andrômeda.

© Ben Williams/PHAT (campo estelar lotado no disco da galáxia de Andrômeda)

A estrutura interna e os movimentos do disco estelar de uma galáxia espiral possuem informações importantes para a compreensão da história de formação dessa galáxia. A galáxia de Andrômeda, também chamada M31, é a galáxia espiral mais próxima da Via Láctea no Grupo Local.

"Em Andrômeda temos a combinação única de uma visão global e detalhada de uma galáxia parecida com a nossa. Temos muitos detalhes na nossa própria Via Láctea, mas não temos uma perspetiva global e externa," afirma Puragra Guhathakurta, professor de astronomia e astrofísica da Universidade da Califórnia em Santa Cruz, EUA.

O novo estudo, liderado por Guhathakurta e por Claire Dorman, estudante de doutoramento da mesma universidade, combina dados de dois grandes levantamentos de estrelas em Andrômeda, um realizado no observatório W. M. Keck no Havaí e o outro usando o telescópio espacial Hubble. O estudo SPLASH (Spectroscopic and Photometric Landscape of Andromeda's Stellar Halo) usou o espectrógrafo DEIMOS para medir as velocidades radiais de mais de 10.000 estrelas brilhantes e individuais em Andrômeda. O estudo PHAT (Panchromatic Hubble Andromeda Treasury) concluído recentemente fornece imagens de alta resolução em seis comprimentos de onda diferentes para mais da metade dessas estrelas.

"A alta resolução das imagens do Hubble permite-nos separar estrelas no disco lotado de Andrômeda, e a grande cobertura em diversos comprimentos de onda permite-nos subdividir as estrelas em subgrupos de acordo com a idade," afirma Dorman, que apresentou os achados na semana passada na reunião de inverno da Sociedade Astronômica Americana em Seattle. O estudo exibe a velocidade e dispersão de estrelas jovens, de idade média e velhas no disco de Andrômeda, o primeiro do gênero numa galáxia que não a nossa.

© ESA/Claire Dorman (espectrografia medindo as velocidades radiais de estrelas)

Os pontos mostram as posições das estrelas no estudo espectroscópico sobrepostos numa imagem da galáxia de Andrômeda (M31). As cores dos pontos variam consoante a sua velocidade relativamente à Via Láctea, medida usando o espectrógrafo DEIMOS acoplado ao telescópio Keck II. O centro de M31 move-se na nossa direção a cerca de 300 km/s, pelo que as estrelas a nordeste do centro têm velocidades mais positivas, o que indica que se afastam de nós, em relação ao centro de M31.

A análise de Dorman revelou uma tendência clara em relação à idade estelar, em que as estrelas mais jovens mostram um movimento relativamente ordeiro em torno do centro da galáxia de Andrômeda, enquanto as estrelas mais velhas exibem movimentos muito mais desordenados. As estrelas da população mais comportada movem-se de forma coerente, quase com a mesma velocidade, e as estrelas da população desordeira têm uma gama maior de velocidades, o que implica uma maior dispersão espacial.

"Se pudéssemos olhar para o disco de lado, a população coerente de estrelas mais ordenadas se situariam num plano muito delgado, enquanto as estrelas da população desordeira formariam uma camada muito mais 'inchada'," explicou Dorman.

Os pesquisadores consideraram cenários diferentes de formação e evolução do disco galáctico para explicar as suas observações. Um cenário envolve a perturbação gradual de um disco pacato de estrelas como resultado de fusões com pequenas galáxias-satélite. Estudos anteriores encontraram evidências de tais fusões em correntes estelares de maré no halo prolongado de Andrômeda, que parecem ser restos de galáxias anãs canibalizadas. Segundo Dorman, as estrelas dessas galáxias podem também sofrer acreção na direção do disco, mas a acreção por si só não consegue explicar o aumento observado na velocidade de dispersão em relação à idade estelar.

Um cenário alternativo envolve a formação do disco estelar a partir de um disco inicialmente espesso de gás que gradualmente assentou. As estrelas mais velhas formaram-se enquanto o disco de gás estava ainda numa configuração inchada e desordenada. Ao longo do tempo, o disco de gás assentaria numa configuração mais fina com movimento mais ordenado, e as estrelas mais jovens se formariam no disco com uma configuração também mais pacífica.

Dorman explica que a combinação destes mecanismos pode explicar as observações da equipe. "As nossas descobertas motivam os teóricos a realizar simulações de computador mais detalhadas destes cenários", acrescenta.

A comparação com a Via Láctea revelou diferenças substanciais que sugerem que Andrômeda teve uma história de acreção mais violenta no passado recente. "Mesmo as estrelas mais bem ordenadas de Andrômeda não estão tão bem ordenadas como as estrelas no disco da Via Láctea," considera Dorman.

No paradigma atualmente favorecido da formação de estruturas no Universo, pensa-se que galáxias como Andrômeda e a Via Láctea cresceram graças à canibalização de galáxias-satélite mais pequenas e pela acreção das suas estrelas e gás. Os cosmólogos preveem que 70% dos discos do tamanho do de Andrômeda e do da Via Láctea devem ter interagido com pelo menos uma galáxia-satélite de tamanho considerável nos últimos 8 bilhões de anos. O disco da Via Láctea é demasiado bem ordenado para isso ter acontecido, enquanto o de Andrômeda encaixa muito melhor na previsão.

"Neste contexto, o movimento das estrelas no disco de Andrômeda é mais normal, e a Via Láctea pode simplesmente ser um caso atípico com uma história de acreção invulgarmente quiescente," conclui Guhathakurta.

Fonte: W. M. Keck Observatory

Determinada posição de Saturno com excelente precisão

Cientistas emparelharam a sonda Cassini da NASA com o radiotelescópio VLBA (Very Long Baseline Array) para determinar a posição de Saturno e da sua família de luas até uma precisão de 4 km.

© NASA/JPL/Space Science Institute (Saturno e alguns de seus satélites)

A medição é cerca de 50 vezes mais precisa do que aquelas fornecidas por telescópios óticos terrestres. Este feito melhora o conhecimento da órbita de Saturno e beneficia a navegação de sondas espaciais e a pesquisa física básica.

A equipe de pesquisadores usou o VLBA, um conjunto gigante de radiotelescópios espalhados desde o Havaí até às Ilhas Virgens, para localizar a posição da Cassini à medida que orbitou Saturno durante a última década ao receber o sinal do transmissor de rádio da sonda. Combinaram esses dados com informação acerca da órbita da Cassini obtida pela rede DSN (Deep Space Network) da NASA. As observações combinadas permitiram com que os cientistas fizessem a determinação mais precisa, até agora, da posição do centro de massa, ou baricentro, de Saturno e das suas várias luas.

A equipe de estudo inclui pesquisadores do JPL (Jet Propulsion Laboratory) da NASA em Pasadena, no estado americano da Califórnia, e do NRAO (National Radio Astronomy Observatory) em Socorro, Novo México, EUA. Os cientistas apresentaram o seu trabalho na 225ª reunião da Sociedade Astronômica Americana em Seattle.

A nova medição foi possível graças a dois fatores: a presença a longo prazo da Cassini no sistema de Saturno e a capacidade do VLBA em discernir detalhes extremamente pequenos. O resultado é uma tabela muito melhorada das posições previstas de objetos no sistema saturniano, conhecida também como efeméride. As efemérides são ferramentas básicas da astronomia.

"Este trabalho é um grande passo em direção a juntar o nosso conhecimento das órbitas dos planetas exteriores do nosso Sistema Solar com as dos planetas interiores," afirma Dayton Jones do JPL, que liderou o estudo.

A informação posicional aprimorada vai ajudar a melhorar a navegação precisa de naves interplanetárias e ajudar a refinar as medições das massas de objetos do Sistema Solar. Vai também melhorar as previsões de quando Saturno ou os seus anéis passam em frente de estrelas de fundo, eventos que oferecem uma variedade de oportunidades de pesquisa para os astrônomos.

As medições da posição da Cassini pelo VLBA até ajudaram cientistas que queriam fazer testes cada vez mais rigorosos da teoria da relatividade geral de Einstein, observando pequenas mudanças nas posições aparentes de buracos negros ativos, ou quasares, à medida que Saturno parece passar à sua frente no céu.

A equipe de navegação da Cassini, encarregada de desenhar a viagem da sonda em torno de Saturno, começou a usar as novas informações posicionais, fornecidas por este estudo em curso, em 2013. As novas efemérides permitiram-lhes desenhar manobras melhores para a sonda, levando a uma maior conservação de combustível. Anteriormente, os navegadores faziam as suas próprias estimativas das posições de Saturno e dos seus satélites usando dados recolhidos através do sinal de rádio da Cassini durante as suas comunicações com a Terra. Os novos cálculos, reforçados pelos dados do VLBA, são cerca de 20 vezes mais precisos.

Jones e colegas planejam continuar as observações conjuntas do VLBA e da Cassini até ao fim da missão saturniana em 2017. A equipe pretende usar técnicas similares para observar o movimento da sonda Juno da NASA quando alcançar Júpiter em meados de 2016. Esperam também melhorar o conhecimento orbital desse planeta gigante.

Fonte: NASA