Descoberto novo exoplaneta circumbinário na zona habitável

Uma equipe formada por astrônomos de Israel, da Europa, da Coreia e dos EUA, anunciou a descoberta de um exoplaneta gigante gasoso circumbinário na zona habitável de seu par de estrelas, uma ocorrência surpreendentemente comum para os exoplanetas circumbinários descobertos pela missão Kepler/K2 da NASA.

© Mark Garlick (o exoplaneta Kepler-453b orbitando seu par de estrelas)

Lembrando o planeta da ficção, Tatooine, exoplanetas circumbinários orbitam duas estrelas e assim têm dois sóis em seu céu.

O exoplaneta circumbinário recém-descoberto, denominado de Kepler-453b, leva 240,5 dias para orbitar suas estrelas, enquanto as estrelas orbitam uma com relação a outra a cada 27,3 dias.

A estrela maior, a Kepler-453A, é similar ao nosso Sol, contendo 94% da massa do Sol, enquanto que a estrela menor, a Kepler-453B, tem cerca de 20% da massa e é mais fria e mais apagada.

O  sistema binário localiza-se na constelação de Lyra e está a aproximadamente 1.400 anos-luz de distância da Terra. Estima-se que esse sistema tenha entre 1 e 2 bilhões de anos de vida, sendo bem mais novo que o nosso Sistema Solar.

Também conhecido como KIC 9632895b, o Kepler-453b tem um raio 6,2 vezes maior que o da Terra. Sua massa não foi medida nos dados atuais, mas provavelmente ele deve ter cerca de 16 vezes a massa da Terra.

De acordo com os astrônomos, o Kepler-453b, é o terceiro planeta circumbinário da missão Kepler, descoberto na zona habitável de um par de estrelas.

Devido ao seu tamanho e a sua natureza gasosa, o planeta pouco provavelmente deve abrigar a vida como nós a conhecemos. Contudo, ele pode, como os gigantes gasosos do Sistema Solar, ter grandes luas, e essas luas poderiam ser habitáveis. Sua órbita se manterá estável por 10 milhões de anos, aumentando a possibilidade da vida se formar nas suas luas.

Com dez exoplanetas circumbinários conhecidos até agora, os cientistas podem começar a comparar diferentes sistemas e procurar uma tendência. Os sistemas tendem a ser bem compactos e podem aparecer num grande número de configurações.

Uma vez pensados como sendo raros e até mesmo impossíveis de existir, essa e outras descobertas do Kepler, confirmam que esses planetas são comuns na nossa Via Láctea.

“A diversidade e complexidade desses sistemas circumbinários é algo maravilhoso. Cada novo planeta circumbinário, é uma joia, revelando algo inesperado e desafiador”, disse o Prof. William Welsh da Universidade Estadual de San Diego.

Um artigo que descreve a descoberta foi publicado no periódico Astrophysical Journal.

Fonte: NASA

Mapeando a morte lenta do Universo

Uma equipe internacional de astrônomos estudou mais de 200.000 galáxias e mediu a energia gerada numa enorme região do espaço com a maior precisão até hoje.

© ICRAR/GAMA/ESO (imagens de galáxias do rastreio GAMA)

Este estudo representa a estimativa mais completa de produção de energia no Universo próximo. A equipe confirmou que a energia produzida nesta região do Universo de hoje é apenas cerca de metade da produzida há dois bilhões de anos atrás e descobriu que este enfraquecimento ocorre em todos os comprimentos de onda que vão desde o ultravioleta ao infravermelho longínquo. O Universo está morrendo lentamente.

O estudo envolve muitos dos telescópios mais poderosos do mundo, incluindo o VISTA e o VST, os telescópios de rastreio do ESO, instalados no Observatório do Paranal, no Chile. Observações de suporte foram obtidas por dois telescópios espaciais operados pela NASA (GALEX e WISE) e por um outro pertencente à Agência Espacial Europeia (Herschel). Os telescópios e dados de rastreio usados, por comprimentos de onda crescentes, foram: GALEX, SDSS, VST (rastreio KiDS), AAT, VISTA (rastreio VIKING)/UKIRT, WISE, Herschel (PACS/SPIRE).
Este trabalho realizou-se no âmbito do projeto Galaxy And Mass Assembly (GAMA), o maior rastreio já realizado em múltiplos comprimentos de onda.
“Usamos tantos telescópios terrestres e espaciais quanto nos foi possível para medir a produção de energia de cerca de 200.000 galáxias ao longo do maior intervalo de comprimentos de onda possível,” disse Simon Driver (ICRAR, The University of Western Australia), que lidera a enorme equipe GAMA.
Os dados do rastreio, apresentados aos astrônomos de todo o mundo hoje, incluem medições de produção de energia de cada galáxia em 21 comprimentos de onda, que cobrem a região que vai desde o ultravioleta ao infravermelho longínquo. Esta base de dados ajudará os cientistas a compreender melhor como é que os diferentes tipos de galáxias se formam e evoluem.
Toda a energia do Universo foi criada durante o Big Bang, sendo que uma parte foi criada como massa. As estrelas brilham ao converter massa em energia, tal como descrito na famosa equação de Einstein E=mc².

Muita da produção de energia do Universo vem da fusão nuclear nas estrelas, quando a massa é lentamente convertida em energia. Outra fonte principal de energia são os discos muito quentes existentes em torno dos buracos negros nos centros das galáxias, onde a energia gravitacional é convertida em radiação eletromagnética nos quasares e outros núcleos ativos de galáxias. Radiação com comprimentos de onda muito maiores tem origem em enormes nuvens de poeira que re-emitem a energia emitida pelas estrelas que se encontram no seu interior.

O estudo GAMA pretendeu mapear e modelizar toda a energia gerada no interior de um enorme volume de espaço, hoje e em diferentes épocas do passado.
“Enquanto a maior parte da energia espalhada pelo Universo surgiu no seguimento do Big Bang, energia adicional está sendo constantemente criada pelas estrelas à medida que estas fusionam elementos como o hidrogênio e o hélio,” disse Simon Driver. “Esta nova energia, ou é absorvida pela poeira à medida que viaja pela sua galáxia hospedeira, ou escapa para o espaço intergalático e viaja até atingir alguma coisa, como por exemplo outra estrela, um planeta ou, muito ocasionalmente, um espelho de telescópio.”
O fato do Universo estar em declínio lento é algo conhecido desde o final da década de 1990, mas este trabalho mostra que este processo está acontecendo em todos os comprimentos de onda desde o ultravioleta ao infravermelho, representando assim a estimativa mais completa de produção de energia no Universo próximo.
“O Universo irá declinar a partir de agora, aproximando-se lentamente da velhice. Basicamente podemos dizer que o Universo se sentou no sofá, cobriu os joelhos com uma manta e está prestes a adormecer, caindo no sono eterno,” conclui Simon Driver.
A equipe de pesquisadores espera poder expandir este trabalho mapeando a produção de energia ao longo de toda a história do Universo, utilizando para isso uma quantidade de novas instalações, incluindo o maior radiotelescópio do mundo, o Square Kilometre Array, o qual será construído na Austrália e na África do Sul durante a próxima década.
A equipe apresentou este trabalho na XXIX Assembleia Geral da União Astronômica Internacional em Honolulu, Havaí, na segunda-feira, dia 10 de agosto de 2015.

Este trabalho foi descrito num artigo intitulado “Galaxy And Mass Assembly (GAMA): Panchromatic Data Release (far-UV—far-IR) and the low-z energy budget”, de S. Driver et al., submetido à revista especializada Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: ESO

HCG 87: um pequeno grupo de galáxias

Eventualmente as galáxias formam grupos. Por exemplo, a nossa galáxia, a Via Láctea, faz parte do Grupo Local de Galáxias.

© Gemini Observatory (HCG 87)

Grupos compactos e pequenos, como o Hickson Compact Group 87 (HCG 87) mostrado acima, são interessantes em parte porque se auto-destroem vagarosamente. As galáxias do HCG 87 estão efetivamente esticando umas às outras gravitacionalmente durante suas órbitas de 100 milhões de anos em volta de um centro comum. A força de atração cria gases em colisão que causam explosões brilhantes de formação estelar e alimenta seus centros galácticos ativos com matéria. O grupo HCG 87 é composto de uma grande galáxia espiral de perfil visível no canto inferior esquerdo, uma galáxia elíptica visível no canto inferior direito e uma galáxia espiral visível perto do topo da imagem. A pequena espiral perto do centro da imagem deve estar bem longe. Várias estrelas da nossa galáxia também podem ser vistas em primeiro plano. O estudo de grupos como o HCG 87 nos permite compreender como todas as galáxias se formam e evoluem.

Fonte: NASA

Descoberta a maior estrutura no Universo

Uma equipe de astrônomos da Hungria e dos EUA descobriram o que parece ser a maior estrutura no Universo observável: um anel de nove explosões de raios gama, cosntituindo galáxias com 5 bilhões de anos-luz de diâmetro.

© L. Balazs (distribuição de GRBs no céu)

A imagem acima mostra a distribuição de GRBs no céu a uma distância de 7 bilhões de anos-luz, centrada no anel recém-descoberto. As posições dos GRBs são marcados por pontos azuis e a Via Láctea é indicada para referência, percorrendo da esquerda para a direita através da imagem.

As explosões de raios gama (GRBs) são os eventos mais luminosos no Universo, liberando o equivalente à energia que o Sol lança em 10 bilhões de anos em poucos segundos. Acredita-se que elas sejam o resultado do colapso de massivas estrelas em buracos negros. A grande luminosidade desses eventos, ajuda os astrônomos a mapearem o local de distantes galáxias, algo que a equipe explorou.

As GRBs que constituem o recém-descoberto anel foram observadas, usando uma grande variedade de telescópios, tanto em Terra como no espaço. Elas aparecem a uma distância muito similar de nós, cerca de 7 bilhões de anos-luz, num círculo de 36 graus através do nosso céu, ou o equivalente a mais de 70 vezes o diâmetro da Lua Cheia. Isso implica que o anel tem mais de 5 bilhões de anos-luz de diâmetro, e de acordo com o Professor Balazs, existe somente a probabilidade de 1 em 20.000 das GRBs estarem nessa distribuição por coincidência.

Os modelos mais atuais indicam que a estrutura do cosmos é uniforme em grandes escalas. Esse “Princípio Cosmológico” é estabelecido a partir das observações do Universo primordial e da assinatura da radiação de micro-ondas de fundo, observadas pelos satélites WMAP e Planck. Outros resultados recentes e essa nova descoberta desafiam esse princípio, que coloca o limite de 1,2 bilhões de anos-luz para as maiores estruturas. O anel recém-descoberto é quase cinco vezes maior que esse limite.

“Se o anel representa uma estrutura espacial real, então ele é visto quase que de frente, devido à pequena variação nas distâncias das GRBs ao redor do centro do objeto. O anel poderia ser pensado como sendo a projeção de uma esfera, onde as GRBs todas ocorressem dentro de um período de 250 milhões de anos, uma escala de tempo curta comparada com a idade do Universo”.

Uma projeção de um anel esférico espelharia o anel de aglomerados de galáxias vistos ao redor dos vazios no Universo, vazios e formações parecidas com correntes são vistas e previstas por muitos modelos do cosmos. O anel recém-descoberto é contudo, no mínimo dez vezes maior que os vazios conhecidos.

O Prof. Balazs comenta: “Se nós estivermos corretos, essa estrutura contradiz os modelos atuais do Universo. Foi uma grande surpresa encontrar algo tão grande, e nós ainda não entendemos bem como isso possa existir”.

A equipe agora quer descobrir mais sobre o anel, e estabelecer se os processos conhecidos para a formação de galáxias e para a estruturas de grande escala poderiam ter levado à sua criação, ou se os astrônomos precisam revisar radicalmente suas teorias sobre a evolução do cosmos.

Os cientistas, liderados pelo Prof. Lajos Balazs, do Observatório Konkoloy, em Budapeste, reportou seu trabalho num artigo do Montlhy Notices of the Royal Astronomical Socitey.

Fonte: Royal Astronomical Society

O nascimento de estrelas é regulado por fonte de buracos negros

Astrônomos descobriram um processo único sobre como as maiores galáxias elípticas do Universo continuam gerando estrelas muito tempo depois do anos de pico de nascimentos estelares.

© P. Jeffries (ilustração de um buraco negro central interagindo com gás no halo da galáxia)

A alta resolução e a sensibilidade à radiação ultravioleta do Hubble, permitiu aos astrônomos observarem nós brilhantes de estrelas azuis, quentes, se formando juntamente com jatos de buracos negros ativos encontrados nos centros das gigantescas galáxias elípticas.

Combinando dados do Huubble com observações feitas por um conjunto de telescópios baseados tanto em Terra como no espaço, duas equipes independentes descobriram que os jatos dos buracos negros, e as estrelas recém-nascidas são todos partes de um ciclo auto-regulado. Jatos de alta energia atirados do buraco negro aquecem um halo de gás circulante, controlando a taxa com a qual o gás esfria e cai na galáxia.

“Pense no gás ao redor da galáxia como uma atmosfera”, explicou o líder do primeiro estudo, Megan Donahue, da Universidade Estadual do Michigan. “Essa atmosfera pode conter material em diferentes estados, do mesmo modo que a nossa atmosfera tem gás, nuvens e chuva. O que nós estamos vendo é um processo parecido com uma tempestade. À medida que os jatos impulsionam o gás para fora do centro da galáxia, parte do gás esfria e precipita em aglomerados frios que caem de volta para o centro da galáxia como gotas de chuvas”.

“As gotas de chuva eventualmente esfriam o suficiente para tornar-se nuvens de formação de estrelas de gás frio molecular, e a capacidade de observar no ultravioleta distante do Hubble, nos permitiu observar diretamente esses chuviscos de formação de estrelas”, explicou o líder do segundo estudo, Grant Tremblay, da Universidade de Yale. “Nós sabemos que esses chuviscos estão ligados com os jatos, pois eles foram encontrados em filamentos que se dobram ao redor dos jatos, ou abraçam as bordas de bolhas gigantes que os jatos inflaram”, disse Tremblay. “E eles terminam fazendo um redemoinho de gás de formação de estrelas ao redor do buraco negro central”.

Mas o que deveria ser uma monção de chuva de gás, é reduzido a uma mera garoa pelo buraco negro. Enquanto que parte do fluxo de gás para fora da galáxia esfriará, o buraco negro aquece o resto do gás ao redor da galáxia, que previne que todo o envelope gasoso esfrie mais rapidamente. O ciclo inteiro é um mecanismo de resposta auto-regulado, como um termostato num sistema de aquecimento e de resfriamento de uma casa, porque a poça de gás ao redor do buraco negro fornece o combustível que energiza os jatos. Se muito resfriamento acontece, os jatos tornam-se  mais poderosos e adiciona mais calor. E se os jatos adicionam muito calor, eles reduzem seu suprimento de combustível e eventualmente enfraquecem.

Essa descoberta explica o mistério de por que muitas galáxias elípticas no atual momento do Universo não possuem uma taxa maior de nascimento de estrelas. Por muitos anos, a questão tinha persistido de por que as galáxias com gás, não transformam todo o gás em estrelas. Modelos teóricos da evolução de galáxias predizem que as galáxias da época atual mais massivas que a Via Láctea deveriam estar explodindo com formação de estrelas, mas esse não é o caso.

Agora os cientistas entendem esse caso do desenvolvimento aprisionado, onde um ciclo de aquecimento e esfriamento mantém o nascimento das estrelas. Uma leve garoa de gás resfriado fornece o combustível suficiente para os jatos do buraco negro central manterem o resto do gás da galáxia quente. Os pesquisadores mostraram que as galáxias não precisam de eventos fantásticos e catastróficos como colisões de galáxias para explicar os chuviscos de nascimento de estrelas.

O estudo liderado por Donahue observou uma grande variedade de galáxias elípticas massivas na luz ultravioleta distante encontradas no Cluster Lensing And Supernova Survey with Hubble (CLASH), que contém galáxias elípticas do Universo distante. Nisso incluem galáxias que chovem e formam estrelas, e outras que não. Por comparação, o estudo feito por Tremblay e seus colegas observou somente as galáxias elípticas do Universo próximo com explosões nos seus centros. Em ambos os casos, os filamentos e nós do nascimento de estrelas pareceram fenômenos muito similares. Um estudo anterior, independente, liderado por Rupal Mital, do Rochester Institute of Technology e do Max Planck Institute for Gravitational Physics, também analisou a taxa de nascimento de estrelas nas mesmas galáxias que as amostras usadas por Tremblay.

© Hubble/M. Donahue/Y. Li (comparação das atuais observações com as simulações)

Os pesquisadores foram ajudados por um novo conjunto de simulações computacionais  da hidrodinâmica dos fluxos de gás, desenvolvido por Yuan Li da Universidade de Michigan. “Essa é a primeira vez que nós temos modelos nas mãos que preveem como essas coisas possam parecer”, explicou Donahue. “E quando se compara os modelos aos dados, existe uma grande similaridade entre os chuviscos de formação de estrelas que nós observamos e aqueles que ocorrem nas simulações. Nós estamos tendo uma ideia física que nós podemos então aplicar os modelos”.

Junto com o Hubble, que mostrou onde as novas e as velhas estrelas estão, os pesquisadores também usaram o Galaxy Evolution Explorer (GALEX), o Herschel Space Observatory, o Spitzer Space Telescope, o Chandra X-Ray Observatory, o X-Ray Multi-Mirror Mission (XMM-Newton), o Jansky Very Large Array (JVLA) do National Radio Astronomy Observatory (NRAO), o telescópio WIYN de 3,5 metros do Kitt Peak do National Optical Astronomy Observatory (NOAO), e o telescópio de 6,5 metros Magellan Baade. Juntas essas observações pintaram uma imagem completa de onde todo gás está, desde os pontos mais quentes até os pontos mais frios. O conjunto de telescópios mostrou como o ecossistema das galáxias funciona, incluindo o buraco negro e a sua influência na galáxia hospedeira e no gás ao redor da galáxia.

O artigo de Donahue foi publicado no Astrophysical Journal de 2 de Junho de 2015. O artigo de Tremblay foi publicado no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society de 29 de Junho de 2015.

Fonte: Space Telescope Science Institute

O duelo entre estrelas de nêutrons e buracos negros na produção de jatos

Uma estrela super densa formada depois da explosão de uma supernova está expelindo poderosos jatos de material no espaço, sugerem pesquisas recentes.

© ICRAR (ilustração do sistema binário PSR J1023+0038)

Uma equipe de cientistas na Austrália e na Holanda descobriram poderosos jatos sendo expelidos de uma sistema estelar duplo conhecido como PSR J1023+0038.

Pensava-se anteriormente que os únicos objetos no Universo capazes de formar jatos poderosos eram os buracos negros.

O sistema PSR J1023+0038 contém uma estrela extremamente densa que os astrônomos chamam de estrela de nêutrons, numa órbita próxima com uma estrela normal.

Ela foi identificada primeiro como uma estrela de nêutrons em 2009, mas foi somente quando a equipe de pesquisa observou a estrela com o rádio telescópio Very Large Array nos EUA em 2013 e 2014 que eles perceberam que a estrela estava produzindo jatos mais fortes do que se esperava.

Os astrônomos James Miller-Jones, do International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR), disse que as estrelas de nêutrons podem ser pensadas como cadáveres estelares. “Elas são formadas quando uma estrela massiva esgota todo o seu combustível e vira uma supernova, e as partes centrais da estrela colapsam sobre sua própria gravidade”, disse ele. “Esses objetos tem normalmente entre uma vez e meia a massa do Sol e somente entre 10 a 15 km de diâmetro, de modo que são extremamente densas”.

O astrônomo do ASTRON, Adam Deller, que é líder da pesquisa, disse que as estrelas de nêutrons e os buracos negros são algumas vezes encontrados em órbitas próximas a estrelas companheiras.

“O gás pode então fluir da estrela companheira para a estrela de nêutrons ou para o buraco negro, produzindo visões espetaculares quando parte desse material é expelido em poderosos jatos a uma velocidade próxima da velocidade da luz”, disse ele.

“Do que nós temos visto anteriormente, os buracos negros eram anteriormente considerados como reis soberanos na formação de jatos poderosos, mesmo quando eles eram somente alimentados por uma pequena quantidade de material de sua estrela companheira”.

“Em comparação, as estrelas de nêutrons parecem gerar jatos relativamente insignificantes, que só se tornam brilhantes o suficiente para serem observados quando a estrela de nêutrons  obtém gás de sua estrela companheira numa taxa muito alta.

O Dr. Deller disse que quando a equipe observou o sistema PSR J1023+0038 estava somente consumindo um pouco de material e deveria estar produzindo um jato fraco. Mas nossas observações sugerem que esses jatos são quase tão fortes como aqueles observados em buracos negros”, disse ele.

O Dr. Miller-Jones disse que o sistema PSR J1023+0038 é uma estrela de nêutrons transicional, gastando anos sendo energizada principalmente pela rotação da estrela de nêutrons, mas ocasionalmente se transformando num estado ativo, quando ela se torna muito mais brilhante.

“Dois outros sistemas transicionais são agora conhecidos e ambos têm apresentado poderosos jatos”, disse ele.

“Isso está colocando as estrelas de nêutrons numa nova luz e mostrando que de fato elas podem lançar jatos que rivalizam com aqueles emitidos de buracos negros”.

Um artigo intitulado “Radio Imaging Observations of PSR J1023+0038 in an LMXB State” foi publicado no periódico The Astrophysical Journal.

Fonte: International Centre for Radio Astronomy Research

Novo recorde: observatório Keck mede galáxia mais distante

Uma equipe de astrofísicos, usando o observatório W. M. Keck no Havaí, mediu com sucesso a galáxia mais distante já registada e, ainda mais interessante, capturou as suas emissões de hidrogênio quando o Universo tinha menos de 600 milhões de anos.

© Caltech/Adi Zitrin (ilustração do progresso feito nos últimos anos no estudo da história cósmica)

Além disso, o método de detecção da galáxia, apelidada de EGSY8p7, fornece dados importantes sobre como as primeiras estrelas no Universo iluminaram-se após o Big Bang.

Usando o poderoso espectrógrafo infravermelho do observatório Keck, chamado MOSFIRE, a equipe datou a galáxia através da detecção da sua linha Lyman-alpha de emissão, uma assinatura de hidrogênio gasoso e quente, aquecido pela forte emissão de raios ultravioleta proveniente de estrelas recém-nascidas. Embora esta seja uma assinatura detectada frequentemente em galáxias próximas, a detecção da emissão Lyman-alpha a distâncias tão grandes é inesperada, uma vez que é facilmente absorvida pelos inúmeros átomos de hidrogênio que se pensa permearem o espaço entre galáxias nos primórdios do Universo. O resultado fornece novas informações sobre a "reionização cósmica", o processo através do qual as nuvens escuras de hidrogênio foram divididas nos seus prótons e elétrons constituintes pela primeira geração de estrelas.

"Vemos frequentemente a linha de emissão Lyman-alpha do hidrogênio em objetos próximos, pois é um dos marcadores mais confiáveis da formação estelar," afirma o astrônomo Adi Zitrin, do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), autor principal do estudo. "No entanto, à medida que penetramos cada vez mais no Universo e, portanto, cada vez mais no passado, o espaço entre as galáxias contém um número crescente de nuvens escuras de hidrogênio que absorvem este sinal."

Um trabalho recente descobriu que a fração de galáxias que mostram esta linha proeminente diminui acentuadamente depois dos primeiros bilhões de anos do Universo, o que equivale a um desvio para o vermelho de aproximadamente 6. O desvio para o vermelho é uma medida de quanto o Universo se expandiu desde que a luz saiu de uma fonte distante e só pode ser determinado para objetos tênues com um espectrógrafo acoplado a um telescópio grande e poderoso como os telescópios gêmeos de 10 metros do observatório Keck.

"O aspeto surpreendente da presente descoberta é que detectamos esta linha Lyamn-alpha numa galáxia aparentemente tênue com um desvio para o vermelho de 8,68, correspondendo a uma altura em que o Universo deveria estar repleto de nuvens absorventes de hidrogênio," explica Richard Ellis, coautor e astrônomo do Caltech. "Para além de quebrar o recorde anterior de desvio para o vermelho de 7,73, também obtido no observatório Keck, esta detecção diz-nos algo novo sobre o modo como o Universo evoluiu nas suas primeiras centenas de milhões de anos."

As simulações computacionais da reionização cósmica sugerem que o Universo era totalmente opaco à radição Lyman-alpha nos primeiros 400 milhões de anos da histórica cósmica e, gradualmente, à medida que as primeiras galáxias nasciam, a intensa radiação ultravioleta das suas estrelas jovens "queimou" este hidrogênio obscurecedor em bolhas de raio cada vez maior que, eventualmente, se sobrepuseram para que todo o espaço entre as galáxias se tornasse "ionizado", isto é, composto por elétrons e prótons livres. Neste ponto, a radiação Lyman-alpha ficou livre para viajar desimpedida através do espaço.

Pode ser que a galáxia observada, EGSY8p7, que é invulgarmente luminosa, tenha propriedades especiais que lhe permitiram criar uma grande bolha de hidrogênio ionizado muito mais cedo do que o possível para galáxias mais representativas deste momento," afirma Sirio Belli, estudante do Caltech que ajudou a fazer as observações principais. "Descobriu-se que EGSY8p7 é luminosa, que tem um grande desvio para o vermelho, e as suas cores medidas pelos telescópios Hubble e Spitzer indicam que poderá ser alimentada por uma população de estrelas excecionalmente quentes."

Tendo em conta que a descoberta de uma fonte tão precoce, com radiação Lyman-alpha assim tão poderosa, é algo inesperada, fornece uma nova visão sobre o modo como as galáxias contribuíram para o processo da reionização. É possível que o processo seja irregular, que algumas regiões do espaço evoluam mais rapidamente que outras. Por exemplo, devido a variações na densidade da matéria de lugar para lugar. Alternativamente, a EGSY8p7 poderá ser o primeiro exemplo de uma geração antecipada com radiação ionizante invulgarmente forte.

"Em alguns aspetos, o período de reionização cósmica é a peça que faltava na nossa compreensão geral da evolução do Universo," afirma Zitrin. "Além de empurrar a fronteira para uma época em que o Universo tinha apenas 600 milhões de anos, o surpreendente desta descoberta é que o estudo de fontes como a EGSY8p7 vai fornecer novos dados sobre como este processo ocorreu."

O artigo científico sobre o assunto será publicado na revista The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: W. M. Keck Observatory

O fantasma de uma estrela moribunda

Embora esta bolha extraordinária, que brilha como o fantasma de uma estrela na vastidão negra do espaço, pareça sobrenatural e misteriosa, trata-se simplesmente de um objeto astronômico familiar: uma nebulosa planetária, isto é os restos de uma estrela moribunda.

© ESO/VLT (nebulosa planetária ESO 378-1)

Esta é a melhor imagem feita até hoje da ESO 378-1, um objeto pouco conhecido, e foi obtida com o Very Large Telescope (VLT) do ESO no norte do Chile.

Conhecida por Nebulosa da Coruja do Sul, esta orbe reluzente é uma nebulosa planetária com um diâmetro de quase quatro anos-luz. Este nome informal tem a ver com a sua "prima visual" que se encontra no hemisfério norte, a Nebulosa da Coruja. A ESO 378-1, também catalogada como PN K 1-22 e PN G283.6+25.3, situa-se na constelação da Hidra. A sigla ESO no nome deste objeto refere-se a um catálogo de objetos compilado nas décadas de 1970 e 1980 a partir da inspeção de fotografias obtidas com o telescópio Schmidt de 1 metro do ESO em La Silla.
Tal como todas as nebulosas planetárias, a ESO 378-1 trata-se de um fenômeno relativamente curto, com uma duração de apenas algumas dezenas de milhares de anos, isto comparado com a vida típica de uma estrela que é de vários bilhões de anos. A vida de uma nebulosa planetária em termos de fração da vida da estrela pode ser comparada à vida de uma bolha de sabão relativamente à idade da criança que a soprou.
As nebulosas planetárias formam-se a partir de gás que é ejetado por estrelas moribundas e que se expande. Embora sejam objetos brilhantes e intrigantes nas fases iniciais da sua formação, estas bolhas desvanecem à medida que o seu gás constituinte se afasta e a estrela central se vai tornando cada vez mais tênue.
Para que uma nebulosa planetária se forme, a estrela que lhe dá origem tem que ter uma massa inferior a 8 vezes a massa do Sol. Estrelas com mais massa do que este valor terminarão as suas vidas de forma dramática em explosões de supernovas.
À medida que estas estrelas menos massivas vão envelhecendo começam a perder as suas camadas de gás mais exteriores sob a forma de ventos estelares. Após a dissipação da maioria destas camadas exteriores, o núcleo estelar quente que resta começa a emitir radiação ultravioleta que, por sua vez, ioniza o gás circundante. Esta ionização faz com que a concha de gás em expansão comece a brilhar em cores vivas.
Depois do desvanecimento da nebulosa planetária, o resto estelar que sobra irá ainda queimar o que lhe resta de combustível durante cerca de um bilhão de anos, transformando-se depois numa minúscula, mas quente e muito densa, anã branca que irá arrefecendo lentamente ao longo de bilhões de anos. O Sol dará origem a uma nebulosa planetária daqui a vários bilhões de anos, transformando-se posteriormente numa anã branca.
As nebulosas planetárias desempenham um papel crucial no enriquecimento químico e evolução do Universo. Estes objetos devolvem o material das estrelas, onde novos elementos tais como o carbono e o nitrogênio, assim como outros elementos pesados, foram criados, ao meio interestelar. É deste material que se formam novas estrelas, planetas e eventualmente vida. Daí a famosa frase do astrônomo Carl Sagan: “Somos feitos de poeira de estrelas.”
Esta imagem foi obtida no âmbito do programa Jóias Cósmicas do ESO, uma iniciativa que visa obter imagens de objetos interessantes, intrigantes ou visualmente atrativos, utilizando os telescópios do ESO, para efeitos de educação e divulgação científica. O programa utiliza tempo de telescópio que não pode ser usado em observações científicas. Todos os dados obtidos podem ter igualmente interesse científico e são por isso postos à disposição dos astrônomos através do arquivo científico do ESO.

Fonte: ESO

Observado trânsito de exoplaneta rochoso mais próximo da Terra

Uma equipe internacional, da qual faz parte o pesquisador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) Pedro Figueira, anunciou hoje a descoberta do HD219134, um sistema com 3 “super Terras”, incluindo o planeta HD219134 b, e um planeta gigante.

© NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (ilustração do exoplaneta HD219134 b)

Imagem artística vista acima do exoplaneta HD219134 b. A sua densidade, semelhante à da Terra, indica uma composição de metal e rocha. Devido à sua proximidade da estrela, a temperatura do exoplaneta deve rondar os 700º C, e por isso a superfície deve estar parcialmente derretida (zonas mais escuras da imagem).

Para Pedro Figueira (IA e Universidade do Porto): “HD219134 b é, muito provavelmente, o planeta mais interessante descoberto até hoje”.

Por estar a apenas 5,7 milhões de quilômetros da sua estrela (sensivelmente um décimo da distância de Mercúrio ao Sol), esta super Terra completa uma órbita em apenas 3,1 dias, tendo sido observado recentemente pelo telescópio espacial Spitzer (NASA) através do método dos trânsitos, o que permitiu determinar que tem um diâmetro 1,6 vezes maior que o da Terra. Uma “super Terra” é um tipo de planeta extrassolar, com uma massa compreendida entre 1 e 10 vezes a massa da Terra, embora o termo possa ser generalizado para planetas até à massa de Urano (cerca de 15 vezes a massa da Terra). O método dos trânsitos consiste na medição da diminuição da luz de uma estrela, provocada pela passagem de um exoplaneta à frente dessa estrela (algo semelhante a um micro-eclipse). Através de um trânsito é possível determinar apenas o raio do planeta. Este método é complicado de usar, porque exige que o(s) planeta(s) e a estrela estejam exatamente alinhados com a linha de visão do observador.

Graças a observações efetuadas ao longo dos últimos 3 anos pelo espectrógrafo HARPS-N (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher for the Northern hemisphere), que detecta variações de velocidade inferiores a 4 km/h, através do método das velocidades radiais, foi ainda possível determinar que a massa deste exoplaneta é inferior a 4,5 vezes a da Terra, o que em conjunção com o raio medido lhe confere uma densidade de 5,89 g/cm³. Este é por isso o planeta rochoso que transita a sua estrela mais próximo de nós. O método das velocidades radiais detecta exoplanetas medindo pequenas variações na velocidade (radial) da estrela, devidas ao movimento que a órbita desses planetas imprime na estrela. A título de exemplo, a variação de velocidade que o movimento da Terra imprime ao Sol é de apenas 10 cm/s (cerca de 0,36 km/h). Com este método é possível determinar o valor mínimo da massa do planeta.

Pedro Figueira acrescenta ainda: “A sua massa e raio permitem-nos inferir uma composição rochosa, extremamente semelhante à do nosso próprio planeta, e os três planetas que o acompanham na sua órbita mostram que estamos perante um sistema planetário. O artigo de anúncio está agora sendo publicado e já existem vários estudos em curso para melhor caracterizar este fascinante planeta.”

O astrônomo do Observatório de Genebra e primeiro autor do artigo, Ati Motalebi comenta ainda que: “Este exoplaneta será um dos mais estudados, durante décadas”. Agora que se sabe que o HD219134 b transita a sua estrela, os astrônomos estão já planejando observações, com telescópios terrestres e espaciais, de modo a poderem caracterizá-lo com detalhe, incluindo para detectarem a sua composição química.

Este é o primeiro resultado publicado pelo programa Rocky Planet Search (Busca de Planetas Rochosos), desenvolvido pela equipe do HARPS-N. O sistema HD219134 é composto por 3 super-Terras (com 4,5, 2,7 e 8,7 vezes a massa da Terra, respectivamente) e um sub-Saturno (62 vezes a massa da Terra), a distâncias que variam entre 0,04 e 2 UA (unidades astronômicas).

O artigo “The HARPS-N Rocky Planet Search - I. HD219134 b: A transiting rocky planet in a 4 planet system at 6.5 pc from the Sun” foi aceita para publicação na revista Astronomy & Astrophysics.

Fonte: Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço

Anãs marrons abrigam poderosas auroras

Uma equipe de astrônomos dos EUA, e da Europa descobriram que as estrelas anãs marrons, também chamadas de estrelas que falharam, abrigam poderosas auroras como na Terra.

© Chuck Carter/Gregg Hallinan/Caltech (ilustração de uma aurora numa anã marron)

As anãs marrons são objetos apagados e relativamente frios, que são difíceis de serem detectados e mais difíceis ainda de serem classificados.

Esses objetos são muito massivos para serem planetas, mesmo que possuam características de planetas, mas são ao mesmo tempo muito pequenos para sustentarem reações de fusão de hidrogênio nos seus núcleos, uma característica que define as estrelas, mas elas possuem atributos parecidos com estrelas.

“As anãs marrons cobrem um intervalo entre as estrelas e os planetas. Nós já sabemos que elas possuem atmosferas nubladas, como planetas, embora as nuvens nas anãs marrons são feitas de minerais que formam as rochas na Terra. Agora nós sabemos que as anãs marrons abrigam poderosas auroras”, disse o Dr. Stuart Littlefair da Universidade de Sheffield, no Reino Unido.

O Dr. Littlefair e seus colegas conduziram uma extensa campanha de observação da LSRJ 1835+3259, uma anã marrom, localizada a 18,6 anos-luz de distância da Terra.

Usando o Very Large Array (VLA) do National Radio Astronomy Observatory (NRAO), eles detectaram um brilhante pulso de ondas de rádio que apareceram à medida que a anã marrom rotacionava. O objeto tem um movimento de rotação a cada 2,84 horas, assim, a equipe foi capaz de observar 3 rotações completas no decorrer de uma única noite de observação.

Depois disso, os cientistas usaram o telescópio Hale do Palomar, para observar que a anã marrom variava opticamente no mesmo período dos pulsos de rádio. Focando em uma das linhas espectrais associadas com o hidrogênio excitado, a linha de emissão H-alpha, eles encontraram que o brilho do objeto variava periodicamente.

Finalmente, eles usaram os telescópios do Observatório W. M. Keck, para medir com precisão o brilho da anã marrom no decorrer do tempo; o que não é uma tarefa simples, já que esses objetos são milhares de vezes mais apagados que o Sol.

A equipe foi capaz de estabelecer que a emissão de hidrogênio é uma assinatura das auroras, perto da superfície da LSRJ 1835+3259.

“Em ciência, novos conhecimentos as vezes desafiam o nosso entendimento. Nós sabemos o quão controverso a situação foi com Plutão, onde os astrônomos têm que observar de forma intensa para decidir se ele era um planeta, ou o primeiro objeto do Cinturão de Kuiper”, disse Garret Cotter da Universidade de Oxford no Reino Unido.

“Agora, nós estamos sendo desafiados a observar objetos que tradicionalmente eram classificados como estrelas, mas parecem mostrar mais e mais propriedades que fazem com que eles pareçam super-planetas”.

Um artigo científico foi publicado na revista Nature.

Fonte: National Radio Astronomy Observatory

A lagoa profunda

Cadeias de gás interestelar brilhantes e escuras nuvens de poeira habitam as turbulentas profundezas cósmicas da Nebulosa da Lagoa. Também conhecida como M8 (NGC 6523), esta região de formação estelar brilhante reside a cerca de 5.000 anos-luz daqui.

© Adam Block (Nebulosa da Lagoa)

A Nebulosa da Lagoa é uma parada popular obrigatória nos passeios telescópicos através da constelação de Sagitário, na direção ao centro da Via Láctea.

Dominada pela emissão de luz avermelhada que revela a presença dos átomos de hidrogênio ionizado recombinando com os elétrons livres, esta deslumbrante e profunda visão das áreas da Nebulosa da Lagoa tem cerca de 40 anos-luz de diâmetro.

Perto do centro da imagem, a forma de ampulheta brilhante é composta de gás ionizado que foi esculpido pela radiação energética e os ventos estelares extremos de uma massiva estrela jovem.

Esta é região mais brilhante da nebulosa, descoberta por John Herschel e conhecida como a nebulosa da Ampulheta, é uma região onde ocorre intensa formação estelar. A forte emissão luminosa é causada pela excitação de estrelas jovens e quentes, principalmente pela estrela Herschel 36, de magnitude aparente 9,5. Bastante próxima à região brilhante da nebulosa encontra-se a mais brilhante estrela do objeto, 9 Sagittarii, de magnitude aparente 5,97, que é responsável por grande parte do brilho da nebulosa.

Fonte: NASA

Primeira detecção de lítio numa estrela em explosão

O elemento químico lítio foi encontrado pela primeira vez em material ejetado por uma nova.

© ESO (Nova Centauri 2013)

Observações da Nova Centauri 2013 obtidas com o auxílio de telescópios no observatório de La Silla do ESO e perto de Santiago do Chile, ajudaram a explicar por que é que muitas estrelas jovens parecem ter mais quantidade deste elemento químico do que o esperado.

Esta nova descoberta acrescenta uma importante peça que faltava ao quebra-cabeças que representa a evolução química da nossa Galáxia e é um enorme passo em frente na compreensão das quantidades dos diferentes elementos químicos nas estrelas da Via Láctea.

O elemento químico leve lítio é um dos poucos elementos que se prevê ter sido criado pelo Big Bang, há 13,8 bilhões de anos atrás. No entanto, tentar compreender as quantidades de lítio observadas nas estrelas que nos rodeiam hoje tem sido um processo muito difícil. Estrelas mais velhas possuem menos lítio do que o esperado e algumas estrelas jovens têm dez vezes mais lítio do que o que pensávamos. A falta de lítio em estrelas mais velhas é um mistério de longa data. Mais precisamente, os termos “mais jovens” e “mais velhas” são usados para nos referirmos a estrelas de População I e População II. As estrelas de População I, que incluem o Sol, são estrelas ricas em elementos químicos mais pesados e formam o disco da Via Láctea. As estrelas de População II são mais velhas, com baixo conteúdo em elementos pesados e encontram-se no bojo e no halo da Via Láctea e nos aglomerados estelares globulares. As estrelas da População I “jovem” podem no entanto ter vários bilhões de anos!
Desde os anos 1970 que os astrônomos especulam que a enorme quantidade de lítio encontrado nas estrelas jovens poderá vir de novas, que são explosões estelares que libertam material para o espaço entre as estrelas, contribuindo assim para a matéria que forma a próxima geração de estrelas. No entanto, observações cuidadosas de várias novas não tinham, até agora, fornecido resultados claros.
Uma equipe liderada por Luca Izzo (Universidade Sapienza de Roma e ICRANet, Pescara, Itália) utilizou o instrumento FEROS montado no telescópio MPG/ESO de 2,2 metros instalado no Observatório de La Silla, assim como o espectrógrafo PUCHEROS montado no telescópio de 0,5 metro do ESO, no observatório da Pontificia Universidad Catolica de Chile em Santa Marina, perto de Santiago, para estudar a nova Nova Centauri 2013 (V1369 Centauri). Esta estrela explodiu no céu austral perto da estrela brilhante Beta Centauri em dezembro de 2013, tratando-se, até agora, da nova mais brilhante deste século, facilmente observada a olho nu. Os comparativamente pequenos telescópios equipados com espectrógrafos apropriados são ferramentas poderosas para este tipo de trabalho. Mesmo na era dos telescópios extremamente grandes, os telescópios mais pequenos dedicados a tarefas específicas permanecem imensamente valiosos.
Os novos dados extremamente detalhados revelaram uma assinatura clara de lítio a ser expelido da nova com uma velocidade de dois milhões de quilômetros por hora. Esta alta velocidade, da nova relativamente à Terra, significa que o comprimento de onda da linha de absorção relativa à presença de lítio se encontra significativamente deslocada para a parte azul do espectro. Trata-se da primeira detecção, até à data, de lítio sendo ejetado por uma nova.
O co-autor Massimo Della Valle (INAF, Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Nápoles, e ICRANet, Pescara, Itália) explica a importância desta descoberta: “Trata-se de um importantíssimo passo em frente. Se imaginarmos a história da evolução química da Via Láctea como um enorme quebra-cabeças, então o lítio das novas corresponde de uma das peças mais importantes e difíceis de encontrar que faltavam. Adicionalmente, qualquer modelo do Big Bang é sempre questionável até este problema do lítio estar resolvido.”
Estima-se que a massa do lítio ejetado pela Nova Centauri 2013 é minúscula (menos de uma bilionésima parte da massa do Sol), no entanto, uma vez que existiram muitos bilhões de novas ao longo da história da Via Láctea, tal quantidade é suficiente para explicar as quantidades inesperadamente grandes de lítio observadas na nossa Galáxia.
Os autores Luca Pasquini (ESO, Garching, Alemanha) e Massimo Della Vella procuram evidências de lítio em novas desde há mais de um quarto de século. Esta é por isso uma conclusão muito satisfatória da sua longa busca. E para o jovem cientista líder do projeto existe outro tipo de satisfação:

“É muito excitante encontrar algo que foi previsto antes de eu nascer e que foi depois observado no dia do meu aniversário em 2013!” diz Luca Izzo.

Este trabalho foi descrito num artigo científico intitulado “Early optical spectra of Nova V1369 Cen show presence of lithium”, de L. Izzo et al., que foi publicado online na revista especializada Astrophysical Journal Letters.

Fonte: ESO

O longo adeus de uma nebulosa planetária

Os momentos finais de uma estrela moribunda são captados na imagem abaixo pelo telescópio espacial Hubble.

© Hubble (nebulosa planetária NGC 6565)

Os suspiros da morte dessa estrela podem durar meros momentos em escala cosmológica, mas o desaparecimento dessa estrela é ainda mais tranquilo, durando dezenas de milhares de anos.

A agonia da estrela tem culminado numa bela nebulosa planetária, conhecida como NGC 6565, uma nuvem de gás que foi ejetada da estrela depois que o violento vento estelar empurrou as camadas externas da estrela no espaço. Uma vez que material suficiente foi ejetado, o núcleo luminoso da estrela fica exposto e ela começa a produzir radiação ultravioleta, excitando o gás ao redor em graus variados fazendo com que ela irradie num atrativo conjunto de cores. Essas mesmas cores podem ser vistas na famosa e impressionante Nebulosa do Anel (M57), um exemplo proeminente de uma nebulosa como essa.

© Hubble/C. Robert O’Dell (Nebulosa do Anel)

Nebulosas planetárias são iluminadas por cerca de 10.000 anos antes que a estrela central comece a esfriar e se encolher até tornar-se uma anã branca. Quando isso acontece, a luz da estrela diminui drasticamente e para de excitar o gás ao redor, assim a nebulosa se apaga e desaparece da nossa visão.

Fonte: ESA

Bacia brilhante na lua Tétis de Saturno

Com a grande variedade de cores visíveis com as câmeras da sonda, diferenças nos materiais se suas texturas tornam-se aparentes mesmo que sejam sutis ou invisíveis em imagens em cores de naturais.

© NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute/Cassini (lua Tétis de Saturno)

Na imagem acima a gigantesca bacia de impacto Odysseus, na lua de Saturno, Tétis, se destaca de forma brilhante do resto da lua crescente congelada e iluminada. Essa distinta coloração pode resultar de diferenças tanto na composição ou na estrutura do terreno exposto pelo gigantesco impacto. A Odysseus, com 450 quilômetros de diâmetro, é uma das maiores crateras de impacto nas luas congeladas de Saturno, e pode ter alterado de forma significante a história geológica de Tétis.

O lado escuro de Tétis, na parte direita da imagem, é fracamente iluminada pela luz refletida de Saturno.

Imagens feitas usando filtros ultravioleta, verde e infravermelhos foram combinadas para criar essa imagem final colorida. O norte em Tétis, que tem cerca de 1062 quilômetros de diâmetro está na parte de cima nessa imagem.

A imagem acima foi adquirida no dia 9 de Maio de 2015, a uma distância aproximada de 300000 quilômetros de Tétis. A escala da imagem é de 1,8 quilômetros por pixel.

Fonte: NASA

A galáxia do Sombrero vista pelo Hubble

Porque é que a galáxia do Sombrero parece um chapéu?

© Hubble (galáxia do Sombrero)

As razões incluem bojo central de estrelas do Sombrero extraordinariamente grande e prolongado e faixas de poeira proeminentes escuras que aparecem em um disco que vemos quase de lado.

A galáxia do Sombreiro, também catalogada como NGC 4594 ou Messier 104 (M104), é uma galáxia espiral com núcleo brilhante rodeado por um disco achatado de material escuro. Ela foi descoberta em 1912 por Vesto Slipher no observatório Lowell.

Bilhões de estrelas velhas fazem com que o brilho difuso do bojo central seja estendido. A inspeção próxima da protuberância na imagem acima mostra muitos pontos de luz que são realmente aglomerados globulares. Espetaculares anéis de poeira da M104 abrigam muitas estrelas jovens e brilhantes, e mostram intrincados detalhes astrônomos ainda não compreendidos inteiramente. O centro do Sombrero brilha em todo o espectro eletromagnético, e possivelmente abriga um grande buraco negro. A luz de cinquenta milhões de anos a partir da galáxia do Sombrero pode ser vista com um telescópio pequeno na direção da constelação de Virgo (Virgem).

Fonte: NASA