A Nebulosa Cabeça da Bruxa

A Nebulosa Cabeça da Bruxa, também denominada IC 2118, é uma nebulosa de reflexão, ou seja, reflete a luz de estrelas vizinhas.

© Jeff Signorelli (Nebulosa Cabeça da Bruxa)

As nebulosas de reflexão são nuvens de poeira que refletem a luz de apenas uma ou várias estrelas próximas. A estrela Rigel é a responsável pela reflexão que inunda a poeira de luz de radiação da Nebulosa Cabeça da Bruxa. Rigel é a sétima estrela mais brilhante no céu e encontra-se na constelação de Órion a 773 anos-luz do Sol. A estrela supergigante azul Rigel é 55.000 vezes mais brilhante que o Sol, sendo a estimativa da magnitude absoluta de aproximadamente -6,7. Com um diâmetro de cerca de 116 milhões de quilômetros, é 84 vezes maior do que o Sol. Como muitas estrelas supergigantes, o brilho de Rigel varia de 3 a 30%, de forma irregular ao longo de um período de 25 dias em média. Essa variabilidade pode ser explicada pelas pulsações da superfície da estrela.

A nuvem interestelar de poeira e gás IC 2118 tem cerca de 70 anos-luz de diâmetro. A cor da nebulosa não é causada apenas por uma intensa luz azulada da estrela, mas porque os grãos de poeira dispersam a luz azul mais eficientemente do que vermelho. O mesmo processo físico ocorre no céu diurno da Terra aparecendo azul, apesar de os dispersores na atmosfera serem moléculas de nitrogênio e oxigênio.

Fonte: NASA

Buraco negro emite gigantesca labareda

Os comportamentos estranhos e desconcertantes dos buracos negros tornam-se cada dia menos misteriosos, com as novas observações feitas com as missões Swift e NuSTAR da NASA.

© NASA/JPL-Caltech (ilustração de um buraco negro spermassivo emitindo enorme explosão)

Os dois telescópios espaciais registraram um buraco negro supermassivo no meio de uma gigantesca explosão de raios X, ajudando os astrônomos a tentarem resolver um grande quebra-cabeça: Como os buracos negros supermassivos emitem flares (protuberâncias)?

Os resultados sugerem que os buracos negros supermassivos emitem explosões de raios X, quando suas coroas circundantes, fontes de partículas extremamente energéticas, são atiradas ou lançadas para fora dos buracos negros.

“Essa é a primeira vez que nós somos capazes de concatenar o lançamento da coroa com uma flare”, disse Dan Wilkins, da Universidade de Saint Mary em Halifax, no Canadá. “Isso nos ajudará a entender como os buracos negros supermassivos alimentam alguns dos objetos mais brilhantes do Universo”.

Os buracos negros supermassivos não emitem luz por si só, mas eles as vezes são circundados por discos de material quente e brilhante. A gravidade do buraco negro puxa o gás ao redor, aquecendo esse material e fazendo com que ele brilhe com diferentes tipos de luz. Outra fonte da radiação perto do buraco negro é a coroa. As coroas são feitas de partículas altamente energéticas que geram raios X, mas os detalhes sobre sua aparência, ou como elas se formam, ainda não são óbvios.

Os astrônomos acreditam que as coroas possuem duas prováveis configurações. O modelo do poste de luz, diz que elas são fontes compactas de luz, similar às lâmpadas, que localizam-se acima e abaixo do buraco negro, ao longo do seu eixo de rotação. O outro modelo propõem que as coroas são espalhadas de forma mais difusa, como uma nuvem maior ao redor do buraco negro, ou como um sanduíche que envelopa o disco circundante de material como fatias de pão. É possível que as coroas possam variar entre as duas configurações.

Os novos dados suportam o modelo do poste de luz, e demonstram com detalhes nítidos, como as coroas em forma de lâmpada se movem. As observações começaram quando o Swift, que monitora o céu por explosões cósmicas de raios X e de raios gama, registrou a flare vindo de um buraco negro supermassivo, chamado de Markarian 335 (Mrk 335), localizado a cerca de 324 milhões de anos-luz de distância da Terra, na direção da constelação de Pegasus. Esse buraco negro supermassivo, que localiza-se no centro de uma galáxia, foi uma das fontes de raios X mais brilhantes no céu.

“Algo muito estranho aconteceu em 2007, quando o Mrk 335 apagou por um fator de 30. O que nós descobrimos é que ele continuou expelindo flares mas não com a mesma intensidade de brilho e com tanta estabilidade como antes”, disse Luigi Gallo, o principal pesquisador para o projeto na Universidade Saint Mary.

Em Setembro de 2014, o Swift registrou uma grande flare no Mrk 335. Uma vez que Gallo descobriu, ele enviou um pedido para a equipe do NuSTAR para rapidamente seguir o objeto como parte do programa de oportunidade de alvo, onde as observações previamente planejadas são interrompidas por eventos importantes. Oito dias depois, o NuSTAR virou seus olhos de raios X para o alvo e testemunhou a metade final do evento de flare.

Após uma análise cuidadosa dos dados, os astrônomos perceberam que eles estavam vendo uma ejeção e um colapso eventual da coroa do buraco negro.

“A coroa se encolheu num primeiro momento e então se lançou para fora do buraco negro como um jato”, disse Wilkins. “Nós ainda não sabemos como os jatos nos buracos negros se formam, mas é interessante a possibilidade de que a coroa do buraco negro estava começando a formar a base do jato antes dela colapsar”.

Como os pesquisadores puderam dizer que a coroa se moveu? A coroa emitiu raios X que tem um espectro levemente diferente do espectro proveniente do disco ao redor de um buraco negro. Analisando um espectro de luz de raios X do Mrk 335, através de um intervalo de comprimentos de onda observado tanto pelo Swift como pelo NuSTAR, os pesquisadores puderam dizer que a coroa tinha brilhado em raios X, e que esse brilho foi devido ao movimento da coroa.

As coroas podem se mover rapidamente. A coroa associada com o Mrk 335 estava viajando a cerca de 20% da velocidade da luz. Quando isso acontece, e a coroa é lançada em nossa direção, sua luz brilha num efeito denominado de Explosão Relativística Doppler.

Colocando tudo isso junto, os resultados mostraram que o flare de raios X desse buraco negro foi causado pela ejeção da coroa.

“A natureza da fonte energética de raios X que nós chamamos de coroa é misteriosa, mas agora com a habilidade de ver as mudanças como essa, nós pudemos obter pistas sobre seu tamanho e sua estrutura”, disse Fiona Harrison, a principal pesquisadora do NuSTAR no Instituto de Tecnologia da Califórnia, em Pasadena, que não estava afiliada com o estudo.

Muitos outros mistérios dos buracos negros permanecem sem resposta ainda. Por exemplo, os astrônomos querem entender o que causa a ejeção da coroa em primeiro lugar.

Um artigo que descreve os resultados foi publicado na revista Monthly Notices of The Royal Astronomical Society.

Fonte: Jet Propulsion Laboratory

No interior da Nebulosa da Alma

A paisagem cósmica abaixo mira profundamente dentro da Nebulosa da Alma.

© Sara Wager (IC 1871)

As nuvens de poeira escura delineadas pelos cumes brilhantes de gás incandescente são catalogadas como IC 1871, que tem cerca de 25 anos-luz de diâmetro, o campo de vista telescópico abrange apenas uma pequena parte das nebulosas do Coração (IC 1805) e da Alma (IC 1848). A IC 1871 constitui uma parte da grande Nebulosa da Alma, também conhecida como W5. A uma distância estimada de 6.500 anos-luz, o complexo de formação de estrelas encontra-se dentro do braço espiral de Perseus na Via Láctea, visto nos céus do planeta Terra na direção da constelação de Cassiopeia. As nuvens densas de formação estelar da IC 1871, um exemplo de formação de estrelas desencadeada, estão sendo esculpidas pelos ventos intensos e pela radiação de estrelas jovens e massivas da região. Esta imagem colorida adota uma paleta que se tornou popular em imagens do Hubble de regiões de formação estelar.

Fonte: NASA

Descoberto um novo componente da Via Láctea

Com o auxílio do telescópio VISTA do European Southern Observatory (ESO), astrônomos descobriram uma componente anteriormente desconhecida da Via Láctea.

© ESO/VISTA/Microsoft Worldwide Telescope (estrutura escondida da Via Láctea)

Ao mapear a localização de uma classe de estrelas que variam em brilho chamadas Cefeidas, foi descoberto um disco de estrelas jovens enterradas por trás de espessas nuvens de poeira no bojo central.

O rastreio público VISTA Variables in the Vía Láctea (VVV) usa o telescópio VISTA instalado no Observatório do Paranal para obter imagens múltiplas em épocas diferentes das regiões centrais da nossa Galáxia nos comprimentos de onda do infravermelho. As nuvens de poeira no espaço interestelar absorvem e dispersam a luz visível de forma muito eficaz, tornando-se opacas a este tipo de radiação. No entanto, para comprimentos de onda maiores, tais como os observados pelo VISTA, as nuvens são muito mais transparentes, permitindo observar regiões que se encontram depois da poeira. O rastreio VVV está observando as regiões centrais da nossa Galáxia em cinco bandas do infravermelho próximo. A área total observada pelo rastreio é de 520 graus quadrados, contendo pelo menos 355 aglomerados abertos e 33 aglomerados globulares. O VVV é um rastreio multi-época, podendo assim detectar um grande número de objetos variáveis e fornecendo mais de 100 observações cuidadosamente espaçadas em tempos diferentes para cada uma das regiões do céu observadas. Espera-se obter um catálogo com cerca de um bilhão de fontes pontuais, incluindo cerca de um milhão de objetos variáveis. Estes objetos serão depois utilizados para criar um mapa tridimensional do bojo da Via Láctea. O rastreio VVV está descobrindo uma enorme quantidade de novos objetos, incluindo estrelas variáveis, aglomerados e estrelas em explosão.
Uma equipe de astrônomos, liderada por Istvan Dékány da Pontificia Universidad Católica de Chile, utilizou dados deste rastreio, obtidos entre 2010 e 2014, para fazer uma descoberta notável, um componente anteriormente desconhecido da Via Láctea.
“Acredita-se que o bojo central da Via Láctea é constituído por imensas estrelas velhas. No entanto, os dados VISTA revelaram algo novo, e muito jovem em termos astronômicos!” diz Istvan Dékány, autor principal deste novo estudo.
Ao analisar os dados do rastreio, os astrônomos descobriram 655 candidatos a estrelas variáveis do tipo Cefeidas. Estas estrelas expandem-se e contraem-se periodicamente, levando entre alguns dias a meses a completar um ciclo e apresentando variações significativas de brilho durante o ciclo.
O tempo que uma Cefeida leva a tornar-se muito brilhante e depois a apagar-se outra vez é maior para as estrelas que são mais brilhantes e menor para as que são mais fracas. Esta relação precisa notável, descoberta em 1908 pela astrônoma americana Henrietta Swan Leavitt, faz do estudo das Cefeidas um dos meios mais eficazes de medir distâncias e mapear as posições de objetos distantes na Via Láctea e além dela.
No entanto, há um senão, as Cefeidas não são todas iguais, pertencem a duas classes diferentes, uma muito mais jovem que a outra. Da amostra de 655 objetos observados, a equipe identificou 35 estrelas pertencentes ao sub-grupo das Cefeidas clássicas, estrelas brilhantes e jovens, muito diferentes das mais velhas normalmente residentes no bojo central da Via Láctea.
A equipe recolheu informação sobre o brilho e período de pulsação destes objetos e deduziu as distâncias a estas 35 Cefeidas clássicas. Os períodos de pulsação, que estão intimamente ligadas à idade, revelaram a juventude surpreendente destas Cefeidas.
“As 35 Cefeidas clássicas descobertas têm menos de 100 milhões de anos de idade. As Cefeidas mais jovens podem ter apenas cerca de 25 milhões de anos, embora não possamos excluir a presença de Cefeidas ainda mais jovens e brilhantes,” explica o segundo autor do estudo Dante Minniti, da Universidad Andres Bello, Santiago, Chile.
As idades destas Cefeidas clássicas fornecem evidências sólidas de que tem havido um reabastecimento contínuo, não confirmado anteriormente, de estrelas recém-formadas na região central da Via Láctea nos últimos 100 milhões de anos. Esta não foi, no entanto, a única descoberta notável feita a partir desta base de dados do rastreio.
Ao mapear as Cefeidas descobertas, a equipe traçou uma estrutura completamente nova na Via Láctea, um disco fino de estrelas jovens que se estende ao longo do bojo galáctico. Esta nova componente da nossa Galáxia tinha permanecido desconhecida e invisível em rastreios anteriores, uma vez que está enterrada por trás de espessas nuvens de poeira. A sua descoberta demonstra o poder único do VISTA, que foi precisamente concebido para estudar as estruturas profundas da Via Láctea através de imagens de grande angular de alta resolução nos comprimentos de onda do infravermelho.
“Este estudo é uma demonstração poderosa das capacidades inigualáveis do telescópio VISTA para investigar as regiões galácticas extremamente obscuras que não podem ser observadas por outros rastreios atuais ou planejados.” comenta Dékány.
“Esta parte da Galáxia era completamente desconhecida até o rastreio VVV a ter encontrado!” acrescenta Minniti.
Pesquisas subsequentes são agora necessárias para determinar se estas Cefeidas nasceram próximo do local onde se encontram atualmente ou se tiveram origem em outro local. Compreender as suas propriedades fundamentais, interações e evolução é crucial para entender a evolução da Via Láctea e os processos da evolução galáctica como um todo.

Este trabalho foi descrito no artigo científico intitulado “The VVV Survey reveals classical Cepheids tracing a young and thin stellar disk across the Galaxy’s bulge”, de I. Dékány et al., que foi publicado na revista especialiazada Astrophysical Journal Letters.

Fonte: ESO

O brilho da Nebulosa do Coração

O que existe dentro da Nebulosa do Coração?

© Simon Addis (Nebulosa do Coração)

Primeiro, a grande nebulosa de emissão, chamada de IC 1805, parece com um coração humano. A nebulosa brilha intensamente na luz vermelha que é emitida pelo seu elemento mais proeminente, o hidrogênio. O brilho vermelho e a forma maior são criados por um grupo pequeno de estrelas perto do centro da nebulosa. No centro da Nebulosa do Coração estão estrelas jovens que pertencem ao aglomerado estelar Melotte 15 e que estão erodindo alguns pitorescos pilares de poeira com sua luz energética e seus ventos. O aglomerado aberto de estrelas contém algumas estrelas brilhantes, com aproximadamente 50 vezes a massa do Sol, muitas estrelas apagadas com somente uma fração da massa do Sol e um microquasar ausente que foi expelido a milhões de anos atrás. A parte mais brilhante da nebulosa é classificada separadamente como NGC 896, pois foi a primeira parte da nebulosa a ser descoberta. A Nebulosa do Coração localiza-se a cerca de 7.500 anos-luz de distância da Terra, na direção da constelação da Cassiopeia. Na parte superior direita da imagem está a sua companheira, a Nebulosa da Cabeça de Peixe.

Fonte: NASA

Hubble espia fronteiras do Big Bang

Observações pelo telescópio espacial Hubble da NASA/ESA aproveitaram o efeito das lentes gravitacionais para revelar a maior amostra de galáxias mais tênues e antigas do Universo.

© STScI (aglomerado galáctico MACSJ0717.5+3745)

A imagem acima mostra o aglomerado galáctico MACSJ0717.5+3745. É um dos aglomerados galácticos mais massivos que se conhece e o que tem a maior lente gravitacional.

Algumas destas galáxias formaram-se apenas 600 milhões de anos após o Big Bang e são mais tênues do que qualquer outra galáxia já descoberta pelo Hubble. Foi determinado, pela primeira vez e com alguma confiança, que estas galáxias pequenas foram vitais para a formação do Universo que vemos hoje.

Uma equipe internacional de astrônomos, liderada por Hakim Atek da Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, na Suíça, descobriu mais de 250 pequenas galáxias que existiram apenas 600 a 900 milhões de anos após o Big Bang, uma das maiores amostras de galáxias anãs já descobertas nestas épocas. A luz destas galáxias demorou mais de 12 bilhões de anos até chegar ao telescópio, permitindo com que os astrônomos olhassem para trás no tempo, quando o Universo ainda era muito jovem.

Apesar de impressionante, o número de galáxias descobertas nesta época antiga não é o único avanço notável da equipe, como Johan Richard do Observatório de Lion, na França, salienta: "as galáxias mais tênues detectadas nestas observações do Hubble são mais fracas do que qualquer outra já descoberta nas mais profundas observações do Hubble."

Ao observar a luz vinda das galáxias, a equipe descobriu que a luz acumulada emitida por estas galáxias pode ter desempenhado um papel importante num dos mais misteriosos períodos do início da história do Universo, a época da reionização. A reionização teve início quando o espesso nevoeiro de hidrogênio gasoso que camuflava o Universo jovem começou a clarear. A luz ultravioleta era agora capaz de viajar distâncias maiores sem ser bloqueada e o Universo tornou-se transparente à luz ultravioleta.

Ao observar a luz ultravioleta das galáxias descobertas neste estudo, foi possível calcular se algumas estiveram envolvidas no processo. Foi observado que as galáxias mais pequenas e abundantes no estudo podem ter desempenhado um papel principal em manter o Universo transparente. Ao fazê-lo, determinaram que a época da reionização, que termina no momento em que o Universo fica totalmente transparente, chegou ao fim cerca de 700 milhões de anos após o Big Bang.

Atek, o autor principal, explica: "Se tivermos em conta apenas as contribuições das galáxias gigantes e brilhantes, descobrimos que estas eram insuficientes para reionizar o Universo. Também precisamos de acrescentar a contribuição de uma população mais abundante de tênues galáxias anãs."

Para fazer estas descobertas, a equipe utilizou as imagens mais profundas de lentes gravitacionais, obtidas até agora, em três aglomerados galácticos, parte do programa Fontier Fields do Hubble. Estes aglomerados geram imensos campos gravitacionais capazes de ampliar a luz das galáxias mais tênues situadas muito atrás dos próprios aglomerados. Isto torna possível a pesquisa e o estudo da primeira geração de galáxias no Universo.

Jean-Paul Kneib da Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, na Suíça, explica: "os aglomerados do programa Frontier Fields atuam como poderosos telescópios naturais e desvendam estas galáxias tênues e pequenas que, caso contrário, seriam invisíveis."

Mathilde Jauzac da Universidade de Durham, no Reino Unido, e da Universidade de KwaZulu-Natal, na África do Sul, realça a importância da descoberta e a função do Hubble: "O Hubble permanece inigualável na sua capacidade de observar as galáxias mais distantes. A enorme profundidade dos dados do Frontier Fields garante uma compreensão muito precisa do efeito de ampliação do aglomerado, permitindo-nos fazer descobertas como estas."

Estes resultados evidenciam as possibilidades impressionantes do programa Frontier Fields com mais galáxias, até num momento ainda mais antigo, que provavelmente serão reveladas quando o Hubble examinar três outros destes aglomerados galácticos no futuro próximo.

Fonte: ESA

Estrela é destruída por buraco negro gerando chuva de detritos

Um trio de telescópios de raios X em órbita recolheram novos detalhes sobre o que acontece quando um buraco negro despedaça uma estrela, dando aos cientistas uma oportunidade extraordinária para compreender o ambiente extremo em torno de um buraco negro.

© NASA/CXC/U. Michigan/J. Miller/M. Weiss (ilustração de uma ruptura de maré)

Quando uma estrela passa demasiado perto de um buraco negro, a gravidade intensa do buraco negro resulta em forças de maré que podem rasgar a estrela. Nestes eventos, denominados "rupturas de maré", alguns dos detritos estelares são arremessados para fora a altas velocidades, enquanto o resto cai na direção do buraco negro. Isto provoca uma erupção distinta em raios X que pode durar alguns anos.

O observatório de raios X Chandra da NASA, o Swift e o XMM-Newton da ESA/NASA recolheram peças diferentes deste quebra-cabeça astronômico numa ruptura de maré chamada ASASSN-14li, originalmente descoberta numa pesquisa óptica pelo All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN) em novembro de 2014.

O evento ocorreu perto de um buraco negro supermassivo com uma massa estimada em algumas milhões de vezes a massa do Sol. O buraco negro está localizado no centro de PGC 043234, uma galáxia a cerca de 290 milhões de anos-luz da Terra. Isto torna este evento de ruptura de maré o mais próximo da última década.

"Nós observamos evidências de um punhado de rupturas de maré ao longo dos anos e desenvolvemos uma série de ideias sobre o que se passa," afirma Jon Miller da Universidade de Michigan em Ann Arbor, EUA, que liderou o estudo. "Esta é a melhor ocasião que tivemos, até agora, para realmente entender o que acontece quando um buraco negro despedaça uma estrela."

Depois da estrela ser destruída, a forte força gravitacional do buraco negro puxa a maioria dos restos estelares na sua direção. Estes detritos são aquecidos até milhões de graus e geram uma grande quantidade de raios X. Pouco depois deste aumento súbito de raios X, a quantidade de luz diminui à medida que o material cai além do horizonte de eventos do buraco negro, o ponto além do qual nenhuma luz pode escapar.

O gás cai muitas vezes em direção aos buracos negros espiralando num disco. Mas o modo como este processo começa tem permanecido um mistério. Em ASASSN-14li, os astrônomos foram capazes de testemunhar a formação de tal disco ao observar os raios X em diferentes comprimentos de onda (espectro de raios X) e de acompanhar como mudou ao longo do tempo.

Os pesquisadores determinaram que os raios X produzidos vêm do material que ou está muito perto ou está mesmo na órbita estável mais pequena possível ao redor do buraco negro.

"O buraco negro rasga a estrela e começa a engolir material muito rapidamente, mas não é esse o fim da história," afirma Jelle Kaastra do Instituto para Pesquisa Espacial nos Países Baixos. "O buraco negro não pode manter esse ritmo, por isso expele algum do material para fora."

Os dados de raios X sugerem também a presença de um vento que se afasta do buraco negro. O vento não é rápido o suficiente para escapar à gravidade do buraco negro. Uma explicação alternativa para a relativamente baixa velocidade é que o gás da estrela despedaçada segue uma órbita elíptica em torno do buraco negro e que está à distância máxima do buraco negro onde pode viajar o mais lento possível.

"Estes resultados suportam algumas das nossas ideias mais recentes para a estrutura e evolução dos eventos de ruptura de maré," afirma Cole Miler da Universidade de Maryland em College Park. "No futuro, as rupturas de maré podem fornecer-nos laboratórios para estudar os efeitos da gravidade extrema."

Os astrônomos esperam encontrar mais eventos como ASASSN-14li, que podem usar para continuar testando modelos teóricos sobre como os buracos negros afetam os seus ambientes e qualquer coisa que possa passar demasiado perto deles.

Um artigo foi publicado na última edição da revista Nature.

Fonte: Marshall Space Flight Center & Chandra X-ray Center

Descoberta estrela moribunda vaporizando um mini “planeta”

Cientistas usando o reaproveitado telescópio espacial Kepler da NASA, conhecido como missão K2, descobriram fortes evidências de um pequeno objeto rochoso sendo dilacerado à medida que espirala em torno de uma estrela anã branca.

© CfA/Mark A. Garlick (ilustração de objeto rochoso sendo vaporizado por estrela anã branca)

Esta descoberta confirma uma teoria de longa data que afirma que as anãs brancas são capazes de canibalizar possíveis planetas remanescentes dentro do seu Sistema Solar.

"Estamos, pela primeira vez, assistindo à destruição de um “planeta” em miniatura devido à intensa gravidade, vaporizado por luz estelar e devido à chuva de material rochoso para a sua estrela," afirma Andrew Vanderburg, estudante do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics em Cambridge, no estado americano de Massachusetts, autor principal do estudo.

À medida que estrelas como o nosso Sol envelhecem, incham para gigantes vermelhas e, em seguida, perdem gradualmente cerca de metade da sua massa, encolhendo até 1/100 do seu tamanho original, aproximadamente do tamanho da Terra. Este remanescente estelar moribundo e denso tem o nome de anã branca.

O planetesimal devastado, ou objeto cósmico formado a partir de poeira, rocha e outros materiais, tem um tamanho estimado de um grande asteroide e é o primeiro objeto planetário confirmado que transita uma anã branca. Orbita a anã branca WD 1145+017 uma vez a cada 4,5 horas. Este período orbital coloca-o extremamente perto da anã branca, do seu calor abrasador e da sua grande força gravitacional.

Durante a sua primeira campanha de observação entre 30 de maio e 21 de agosto de 2014, a missão K2 treinou o seu olhar numa zona do céu na direção da constelação de Virgem, medindo a minúscula mudança no brilho da anã branca distante. Quando um objeto transita ou passa em frente da estrela, a partir do ponto de vista do telescópio espacial, é registada uma diminuição no brilho estelar. O escurecimento periódico da luz estelar indica a presença de um objeto em órbita da estrela.

Uma equipe de pesquisa liderada por Vanderburg descobriu um padrão invulgar nos dados, mas vagamente familiar. Embora houvesse um mergulho proeminente no brilho a cada 4,5 horas, que bloqueava até 40% da luz da anã branca, o sinal do trânsito do planeta minúsculo não exibia o padrão típico e simétrico em forma de U. Exibia, na verdade, uma inclinação alongada e assimétrica que poderia indicar a presença de uma cauda parecida com a de um cometa. Estas características indicavam um anel de escombros empoeirados ao redor da anã branca, o que poderia ser a assinatura da destruição de um pequeno planeta.

© CfA/A. Vanderburg (diagrama mostrando um modelo da curva de luz)

O diagrama acima mostra um modelo da curva de luz. A linha vermelha indica a forma simétrica de um trânsito de um hipotético planeta do tipo da Terra e a linha azul a forma assimétrica do pequeno planeta que se desintegra e da sua cauda de poeira parecida com a de um cometa. Os pontos negros são as medições de WD 1145+017 registadas pela missão K2.

"O momento crucial da descoberta surgiu na última noite de observações, com a súbita percepção do que estava acontecendo em torno da anã branca. A forma e a mudança de profundidade do trânsito foram assinaturas inegáveis," afirma Vanderburg.

Além dos trânsitos com forma estranha, Vanderburg e a sua equipe descobriram sinais de elementos mais pesados que poluíam a atmosfera de WD 1145+017, como previsto pela teoria.

Devido à intensa gravidade, pensa-se que as anãs brancas têm superfícies quimicamente puras, cobertas apenas por elementos leves como o hélio e hidrogênio. Durante anos, os pesquisadores encontraram evidências de que as atmosferas de algumas anãs brancas estão poluídas com traços de elementos mais pesados como o cálcio, silício, magnésio e ferro. Os cientistas já suspeitavam que a fonte desta poluição era a destruição de um asteroide ou pequeno planeta devido à intensa gravidade.

A análise da composição atmosférica da estrela foi realizada utilizando observações feitas pelo Observatório MMT da Universidade do Arizona.

"Durante a última década temos suspeitado que as anãs brancas estavam alimentando-se de restos de objetos rochosos, e este resultado pode ser a prova cabal que procurávamos," comenta Fergal Mullally, cientista da equipe K2 no SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) e no Ames Research Center da NASA em Moffett Field, Califórnia. "No entanto, ainda há muito mais trabalho a ser feito para descobrir a história deste sistema."

"Esta descoberta destaca o poder e a natureza fortuita do K2. A comunidade científica tem acesso total às observações K2 e está usando estes dados para fazer uma grande variedade de descobertas únicas em toda a gama de fenômenos astrofísicos," afirma Steve Howell, cientista do projeto K2 no Ames.

Esta descoberta foi publicada ontem num artigo da revista Nature.

Fonte: Ames Research Center & Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

A maioria dos planetas parecidos com a Terra ainda nem nasceram

A Terra chegou cedo para a festa no Universo em evolução. De acordo com um novo estudo teórico, quando o nosso Sistema Solar nasceu a 4,6 bilhões de anos atrás, somente 8% dos planetas possivelmente habitáveis que serão formados existiam no Universo.

© NASA/ESA/G. Bacon (ilustração dos inumeráveis planetas parecidos com a Terra)

E, a festa não terminaria até quando o Sol queimasse por outros 6 bilhões de anos. A totalidade desses planetas, em torno de 92%, não tinham nascido.

Esta conclusão é baseada no acesso dos dados coletados pelo telescópio espacial Hubble e o prolífico caçador de exoplanetas, o observatório espacial Kepler.

“Nossa principal motivação foi entender o lugar da Terra no contexto do resto do Universo”, disse o autor do estudo Peter Behroozi do Space Telescope Science Institute (STScI), em Baltimore, Maryland. “Comparado a todos os planetas que irão se formar no Universo, a Terra, na verdade chegou cedo”.

Olhando distante no espaço e no tempo, o Hubble tem fornecido aos astrônomos um verdadeiro “álbum de família”, das observações da galáxia que mostra a história da formação do Universo à medida que as galáxias cresciam. Os dados mostram que o Universo estava gerando estrelas numa taxa elevada a 10 bilhões de anos atrás, mas a fração do gás hidrogênio e hélio que estava envolvida era muito baixa. Hoje, o nascimento de estrelas está acontecendo numa taxa muito mais lenta do que a muito tempo atrás, mas existe muito gás deixado para trás disponível que o Universo continuará gerando estrelas e planetas por muito tempo ainda.

“Existe material suficiente restante, após o Big Bang, para produzir até mesmo mais planetas no futuro, na Via Láctea e além”, adicionou Molly Peeples também do STScI.

A pesquisa de planetas do Kepler, indica que os exoplanetas do tamanho da Terra, na zona habitável de estrelas, a distância perfeita que poderia permitir que a água existisse de forma líquida na superfície, são onipresentes na nossa galáxia. Com base na pesquisa era previsto que deveria haver atualmente 1 bilhão de mundos do tamanho da Terra na Via Láctea, uma boa porção deles presumidamente rochosos. Esta estimativa dispara, quando você inclui as outras 100 bilhões de galáxias no Universo observável.

Isto conduz à grande oportunidade da existência de incontáveis planetas do tamanho da Terra na zona habitável surgirem no futuro. Espera-se que a última estrela exista até 100 trilhões de anos a partir de hoje. Isso é muito tempo para literalmente qualquer coisa acontecer em um planeta.

Os pesquisadores disseram que as futuras Terras muito provavelmente aparecerão dentro de gigantescos aglomerados de galáxias e também em galáxias anãs, que ainda não usaram todo o seu gás para gerar estrelas e sistemas planetários. Em contraste, a nossa Via Láctea usou muito mais do seu gás disponível para futuras formações estelares.

Um grande avanço para o surgimento da nossa civilização na evolução do Universo é o fato de sermos capazes de usar o poder de telescópios como o Hubble para delinear a nossa história desde o Big Bang através da evolução inicial das galáxias. A evidência observacional para o Big Bang e para a evolução cósmica, registrada na região luminosa e em outros tipos de radiação eletromagnética, será apagada daqui a 1 trilhão de anos devido à expansão do espaço. Qualquer civilização que venha a existir não terá pista quase que nenhuma sobre como ou se o Universo começou e se desenvolveu.

Um artigo que descreve os resultados foi publicado no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: Space Telescope Science Institute

A galáxia Messier 94 de explosão na formação estelar

A belíssima galáxia Messier 94 (M94) reside a 15 milhões de anos-luz de distância na direção da constelação boreal Canes Venatici (Cães de Caça).

© Hubble (M94)

A M94 é um alvo popular para a observação pelos astrônomos terrestres por se tratar de uma galáxia espiral de 30.000 anos luz de diâmetro, com sua face virada frontalmente para nós. Seus braços espirais se espalham muito além das fronteiras do seu largo disco central.

No entanto, este campo de visão captado pelo telescópio espacial Hubble cobre aproximadamente 7.000 anos-luz abrangendo o núcleo central da M94.

Esta visão muito próxima da galáxia examina o compacto e brilhante núcleo, com suas proeminentes faixas internas de poeira, envolvidas por notáveis anéis enriquecidos por estrelas jovens massivas.

Estima-se que as estrelas massivas dos anéis têm idades na faixa dos 10 milhões de anos, indicando que a M94 tem sido alvo de uma era bem definida de rápida formação estelar.

Como resultado, embora o núcleo brilhante seja típico de uma galáxia ativa da classe Seyfert, a M94 é também conhecida como uma galáxia que possui um processo intenso e contínuo de formação estelar.

Por causa da M94 estar relativamente próxima, os astrônomos podem explorar minuciosamente as razões dessa explosiva formação estelar da galáxia.

Fonte: NASA

A fábrica de estrelas Messier 17

Esculpida por ventos estelares e radiação, a fábrica de estrelas conhecida como Messier 17 (M17) esta localizada a cerca de 5.000 anos-luz na constelação rica em nebulosas do Sagitário.

© ESO/Roberto Colombari (M17)

A tal distância, este campo de visão de 1/3 de grau se estende por mais de 30 anos-luz. A fotografia colorida e nítida destaca detalhes tênues do gás e nuvens de poeira da região contra um cenário de estrelas centrais da Via Láctea. Ventos estelares e luz energética de estrelas quentes e massivas formadas do estoque de gás cósmico e poeira da M17 tem esculpido lentamente o material interestelar remanescente, produzindo uma aparência cavernosa e formas onduladas. A M17 também é conhecida como a Nebulosa Ômega ou a Nebulosa do Cisne.

Fonte: NASA

Imagens mais próximas do norte de Encélado

A sonda Cassini da NASA transmitiu as suas melhores imagens dos extremos norte da lua de Saturno, Encélado.

© NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute/Cassini (Encélado)

A nave espacial obteve as fotos durante o seu voo rasante de 14 de outubro, passando a 1.839 km da superfície da lua.

Com base em imagens de baixa resolução da missão Voyager, os cientistas esperavam que a região polar norte de Encélado estivesse repleta de crateras, mas as novas imagens de alta resolução obtidas pela Cassini mostram uma paisagem de fortes contrastes. “As regiões a norte são atravessadas por uma rede aracnídea de fissuras finas que cortam as crateras,” afirma Paul Helfenstein, membro da equipe de imagem da Cassini na Universidade de Cornell, Ithaca, Nova Iorque. "Estas fissuras finas estão por toda a parte em Encélado e agora vemos que se estendem também pelos terrenos norte."

O próximo encontro da Cassini com Encélado está planejado para o dia 28 de outubro e a nave vai passar a 49 quilômetros da região polar sul da lua. Durante o encontro, a Cassini fará o seu mergulho mais profundo pela pluma gelada da lua, "provando" a química do oceano extraterrestre que se encontra por baixo do gelo. Os cientistas da missão esperam que os dados desse voo rasante forneçam evidências sobre a atividade hidrotermal que ocorre no oceano da lua, bem como mais informações sobre a química oceânica, ambos estão relacionados com a potencial habitabilidade de Encélado.

A passagem rasante final da Cassini por Encélado terá lugar no dia 19 de dezembro e irá medir a quantidade de calor que vem do interior da lua. Passará a uma altitude de 4.999 quilômetros.

Fonte: NASA

O beijo de despedida de duas estrelas que se aproximam de uma catástrofe

Com o auxílio do Very Large Telescope (VLT) do ESO, uma equipe internacional de astrônomos descobriu a estrela dupla mais quente e mais massiva, com as duas componentes tão próximas que tocam uma na outra.

© ESO/L. Calçada (ilustração do mais quente e mais massivo sistema binário de estrelas em contato)

As duas estrelas no sistema extremo VFTS 352 podem estar indo rumo a um final dramático, no qual se fundirão para formar uma única estrela gigante ou então dar origem um sistema binário de buracos negros.

O sistema estelar duplo VFTS 352 situa-se a cerca de 160.000 anos-luz de distância na Nebulosa da Tarântula. Esta região extraordinária é a maternidade de estrelas jovens mais ativa no Universo próximo. Novas observações do VLT do ESO revelaram que este par de estrelas jovens se encontra entre os mais extremos e estranhos já descoberto. O nome desta estrela indica que foi observada no âmbito do rastreio VLT FLAMES Tarantula Survey (VFTS), possibilitando compreender melhor como é que as estrelas massivas são afetadas pela rotação, binaridade  e dinâmica em aglomerados estelares densos.
O VFTS 352 é composto por duas estrelas muito quentes, brilhantes e massivas que orbitam uma em torno da outra com um período pouco maior que um dia. Os centros das estrelas estão separados de apenas 12 milhões de quilômetros. Ambas as componentes estão classificadas como estrelas do tipo O. Tais estrelas têm tipicamente entre 15 a 80 vezes mais massa que o Sol e podem brilhar até um milhão de vezes mais. São estrelas tão quentes que brilham com uma luz azul-esbranquiçada e têm temperaturas efetivas maiores que 30.000 ºC. De fato, as estrelas estão tão próximas que as suas superfícies se sobrepõem, tendo-se formado uma ponte entre elas. O VFTS 352 não é apenas o sistema binário mais massivo conhecido desta pequena classe de binárias de contato excedente, tem uma massa combinada de cerca de 57 vezes a massa solar, mas também contém as componentes mais quentes, com temperaturas efetivas de cerca de 40.000 ºC.
As estrelas extremas como as duas componentes de VFTS 352 desempenham um papel fundamental na evolução das galáxias e pensa-se que serão as principais produtoras de elementos como o oxigênio. Tais estrelas duplas estão também associadas ao comportamento exótico de “estrelas vampiras”, onde uma estrela companheira mais pequena “suga” matéria da superfície da sua vizinha maior.
No entanto, no caso de VFTS 352, as duas estrelas do sistema têm quase o mesmo tamanho. A matéria não é por isso sugada de uma para a outra, mas sim compartilhada. Estima-se que as estrelas de VFTS 352 estejam compartilhando cerca de 30% da sua matéria. Estas regiões em torno das estrelas são conhecidas por lóbulos de Roche. Num binário de contato como VFTS 352 ambas as estrelas transbordam seu lóbulo de Roche.
Este tipo de sistema é muito raro, já que esta fase da vida das estrelas é muito curta e por isso é difícil pegá-las no ato. Como as estrelas estão tão próximas uma da outra, as fortes forças de maré fazem com que haja uma maior mistura de material nos seus interiores.
“O VFTS 352 é o melhor caso descoberto até hoje de uma estrela dupla quente e massiva que pode ter este tipo de mistura interna,” explica o autor principal do trabalho Leonardo A. Almeida, da Universidade de São Paulo, Brasil. “Como tal, esta é uma descoberta importante e fascinante.”
Os astrônomos preveem que o VFTS 352 sofrerá um fim cataclísmico, fim esse com duas possibilidades diferentes. A primeira possibilidade será a fusão das duas estrelas, que muito provavelmente dará origem a uma única estrela gigante, com rotação muito rápida e possivelmente magnética. “Se o objeto continuar a girar rapidamente, poderá terminar a sua vida numa das explosões mais energéticas do Universo, uma explosão de raios gama de longa duração,” diz o cientista principal do projeto Hugues Sana, da Universidade de Leuven, Bélgica. Estas explosões de raios gama são altamente energéticas e podem ser detectadas por satélites em órbita. São de dois tipos, de curta duração (menor que alguns segundos) e de longa duração (maior que alguns segundos). As explosões de longa duração são mais comuns e pensa-se que marquem a morte de estrelas massivas e que estejam associadas a uma classe de explosões de supernova muito energéticas.
A segunda possibilidade é explicada pela astrofísica teórica da equipe, Selma de Mink da Universidade de Amsterdam, Holanda: “Se as estrelas estiverem bem misturadas entre si, ambas permanecerão objetos compactos e o sistema VFTS 352 poderá evitar a fusão. Este efeito levará os objetos a outro caminho de evolução completamente diferente das predições da evolução estelar clássica. No caso de VFTS 352, as componentes acabarão as suas vidas em explosões de supernova, formando um sistema binário de buracos negros próximos. Tal objeto seria uma intensa fonte de ondas gravitacionais.”
Comprovar a existência deste segundo caminho evolucionário seria um grande avanço observacional no campo da astrofísica estelar. Previstas pela teoria da relatividade geral de Einstein, as ondas gravitacionais são ondas no espaço-tempo. Quantidades significativas de ondas gravitacionais são geradas sempre que há variações extremas com o tempo de campos gravitacionais fortes, tal como a fusão de dois buracos negros. No entanto, independentemente do fim de VFTS 352, este sistema já forneceu aos astrônomos importantes caminhos sobre os processos de evolução pouco conhecidos de sistemas binários com estrelas massivas em contato.

Este trabalho foi descrito no artigo científico intitulado “Discovery of the massive overcontact binary VFTS 352: Evidence for enhanced internal mixing”, de L. Almeida et al., publicado na revista especializada Astrophysical Journal.

Fonte: ESO

SPHERE revela disco espiral em torno de estrela próxima

O SPHERE do ESO, um instrumento que procura planetas instalado no Very Large Telescope (VLT) no Chile, descobriu uma estrutura invulgar em torno de uma estrela jovem próxima chamada HD 100453.

© K. Wagner/D. Apai/M. Kasper/M. Robberto (SPHERE)

A HD 100453 situa-se a cerca de 350 anos-luz de distância na constelação do Centauro e está imersa num disco de gás e poeira em rotação, visível em vermelho e branco nesta imagem. Surpreendentemente podemos ver dois tênues braços em espiral estendendo-se a partir do disco, possivelmente formados devido à influência de planetas, ainda não descobertos, que se encontram no seu interior. Este disco espiral é bastante simétrico, sendo um dos mais pequenos discos espirais observados em torno de outra estrela; uma bela demonstração das capacidades do SPHERE.
O SPHERE é um poderoso descobridor de planetas, obtendo imagens diretas de mundos alienígenas e dos discos de poeira nos quais estes se formam em torno de estrelas da Via Láctea. O instrumento bloqueia a luz extremamente brilhante da estrela progenitora, que apareceria no centro da imagem (no lugar do disco preto, que está tapando a estrela e o seu meio circundante próximo). Explorar as regiões em torno de estrelas jovens, tal como a HD 100453, pode fornecer-nos pistas cruciais de como é que os planetas e estrelas se formam e crescem na nossa Galáxia.

Fonte: ESO

A rápida formação de novas estrelas em galáxias distantes

Pesquisadores descobriram que galáxias formando estrelas em taxas extremas a nove bilhões de anos atrás eram mais eficientes do que a média das galáxias atuais.

© Hubble (Zw II 96)

A imagem acima mostra a galáxia Zw 96 II localizada a cerca de 500 milhões de anos-luz de distância na constelação de Delphinus (o Golfinho) é um exemplo de uma fusão de galáxias.

A maioria das estrelas situadas na sequência principal, onde quanto maior a massa da galáxia, mais eficiente ela é na formação de novas estrelas. Contudo, de vez em quando uma galáxia apresentará uma explosão de novas estrelas que brilham mais do que o resto. Uma colisão entre duas grandes galáxias é normalmente a causa dessas fases de explosões de formação de estrelas, onde o gás frio que reside nas grandes nuvens moleculares torna-se o combustível para sustentar essas altas taxas de formação de estrelas.

A questão que os astrônomos têm feito é se essas explosões de estrelas no início do Universo foram o resultado de se ter um suprimento de gás abundante, ou se as galáxias convertiam o gás de maneira mais eficiente.

Uma nova pesquisa liderada por John Silverman, do Kavli Institute  for Physics and Mathematics  of the Universe, que estudou o conteúdo do gás monóxido de carbono (CO) em sete galáxias de explosão de estrelas muito distantes, quando o Universo tinha apenas 4 bilhões de anos de existência. Isso foi possível devido a capacidade do Atacama Large Millimiter/Submillimiter Array (ALMA), localizado no platô do topo da montanha no Chile, que trabalha para detectar as ondas eletromagnéticas no comprimento de onda milimétrico, que é fundamental para se estudar o gás molecular.

Os pesquisadores descobriram que a quantidade de gás CO emitido já tinha diminuído, mesmo apesar da galáxia continuar formando estrelas em altas taxas. Essas observações são similares àquelas registradas para as galáxias de explosões de estrelas próximas da Terra atualmente, mas a quantidade da depleção de gás não foi tão rápida quanto se esperava. Isso levou os pesquisadores a concluírem que poderia haver um contínuo aumento na eficiência, dependendo em de quanto acima da taxa de se formar estrelas ela está da sequência principal.

Esse estudo foi possível devido à variedade dos poderosos telescópios disponíveis pela pesquisa COSMOS. Somente os observatórios espaciais  Spitzer e Herschel poderiam medir com precisão a taxa de formação de estrelas, e o telescópio Subaru poderia confirmar a natureza e a distância dessas extremas galáxias usando a espectroscopia.

O novo estudo foi publicado no periódico Astrophysical Journal.

Fonte: Kavli Institute