ALMA descobre protoestrela com disco deformado

Usando o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) no Chile, pesquisadores observaram, pela primeira vez, um disco deformado em torno de uma jovem protoestrela formada há apenas algumas dezenas de milhares de anos.

© RIKEN (ilustração de um disco deformado em torno de uma protoestrela)

Isto implica que o desalinhamento das órbitas planetárias em muitos sistemas planetários, incluindo o nosso, pode ser provocado por distorções no disco de formação planetária no início da sua existência.

Os planetas do Sistema Solar orbitam o Sol em planos que estão, no máximo, desviados do equador do próprio Sol até cerca de sete graus. Sabe-se há algum tempo que muitos sistemas exoplanetários têm planetas que não estão alinhados com um único plano ou com o equador da estrela. Uma explicação para isto é que alguns dos planetas podem ter sido afetados por colisões com outros objetos no sistema ou por estrelas que passaram pelo sistema, ejetando-os do plano inicial.

No entanto, sempre permaneceu a possibilidade de que a formação planetária fora do plano normal era na realidade provocada por uma deformação no disco de acreção a partir da qual os planetas nascem. Recentemente, imagens de discos protoplanetários, discos giratórios onde se formam planetas em torno de uma estrela, mostraram de fato uma tal deformação. Mas ainda não se sabia quão cedo isto acontecia.

As descobertas mais recentes, publicadas na revista Nature, pelo grupo do RIKEN CPR (Cluster for Pioneering Research) e da Universidade Chiba, no Japão, descobriram que uma jovem protoestrela IRAS04368+2557 ainda incorporada dentro da nuvem escura L1527, tem um disco com duas partes, uma mais interna que gira num plano e outra externa situada num plano diferente. O disco é muito jovem e ainda está crescendo. A L1527, situada a aproximadamente 450 anos-luz de distância na Nuvem Molecular de Touro, é um bom objeto de estudo, pois tem um disco que está quase de lado a partir do nosso ponto de vista da Terra.

De acordo com Nami Sakai, que liderou o grupo de pesquisa, "esta observação mostra que é concebível que o desalinhamento das órbitas planetárias possa ser provocado por uma estrutura deformada produzida nos primeiros estágios da formação planetária. Teremos que investigar mais sistemas para descobrir se isto é um fenômeno comum ou não."

A questão que ainda permanece é saber a razão da deformação do disco. Sakai sugere duas explicações razoáveis. Uma possibilidade é que as irregularidades no fluxo de gás e poeira na nuvem protoestelar ainda estão preservadas e manifestam-se como um disco distorcido. Uma segunda possibilidade é que o campo magnético da protoestrela está num plano diferente do plano rotacional do disco e que o disco interno está sendo puxado para um plano diferente do resto do disco pelo campo magnético. A equipe planeja determinar o responsável pela deformação do disco.

Fonte: RIKEN

Via Láctea ruma a colisão catastrófica

A Via Láctea está em rota de colisão com uma galáxia vizinha que poderá lançar o nosso Sistema Solar para o espaço.

© Hubble (M51a e M51b)

A imagem acima efetuada pelo telescópio espacial Hubble, mostra uma fusão entre duas galáxias (M51a e M51b) parecidas em massa com a Via Láctea e com a Grande Nuvem de Magalhães.

A Grande Nuvem de Magalhães pode atingir a nossa Galáxia daqui a 2 bilhões de anos. Esta colisão galáctica aconteceria muito antes do impacto previsto entre a Via Láctea e outra vizinha, Andrômeda, que irá colidir com a nossa Galáxia daqui a 8 bilhões de anos.

Buraco negro ativo

A união com a Grande Nuvem de Magalhães poderia despertar o buraco negro sonolento da nossa Galáxia, que começaria a devorar gás ao redor e aumentaria até dez vezes de tamanho. À medida que devora matéria, o agora ativo buraco negro ejetaria radiação altamente energética.

Embora estes fogos de artifício provavelmente não vão afetar a vida na Terra, os pesquisadores dizem que há uma pequena chance de que a colisão inicial possa empurrar o nosso Sistema Solar para o espaço.

Matéria escura

A Grande Nuvem de Magalhães é a mais brilhante galáxia satélite da Via Láctea e só entrou na nossa vizinhança há cerca de 1,5 bilhões de anos. Está situada a mais ou menos 163.000 anos-luz da nossa Galáxia.

Até recentemente, os astrônomos pensavam que ou orbitaria a Via Láctea durante muitos bilhões de anos ou, uma vez que se move tão rapidamente, escaparia à atração gravitacional da nossa Galáxia.

No entanto, medições recentes indicam que a Grande Nuvem de Magalhães tem quase o dobro de matéria escura do que se pensava anteriormente.

Sistema Solar

Os cientistas dizem que, uma vez que tem uma massa maior do que o esperado, a Grande Nuvem de Magalhães está rapidamente perdendo energia e está condenada a colidir com a nossa Galáxia, o que poderá ter consequências para o nosso Sistema Solar.

O líder da pesquisa, o Dr. Marius Cautun, pós-doutorado do Instituto para Cosmologia Computacional da Universidade de Durham, disse: "Há uma pequena hipótese de não escaparmos ilesos da colisão entre as duas galáxias, que poderá expulsar-nos da Via Láctea e para o espaço entre as galáxias."

Um artigo foi publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: Durham University

Um retrato de beleza

Aninhada no coração da constelação da Virgem situa-se uma bonita joia cósmica, a galáxia M61.

© ESO (M61)

Esta galáxia espiral resplandecente está alinhada de face para a Terra, apresentando-nos assim uma bela vista da sua estrutura. O gás e a poeira existentes nos intricados braços espirais encontram-se salpicados de bilhões de estrelas. Esta galáxia é de fato um centro de grande atividade, com uma taxa de formação estelar enorme, contendo no seu núcleo tanto um aglomerado estelar massivo como um buraco negro supermassivo.

A M61, também denominada NGC 4303, é um dos maiores membros do Aglomerado da Virgem, o qual é composto por mais de mil galáxias e está ele próprio no centro do Superaglomerado da Virgem, do qual a nossa Via Láctea também faz parte. Esta bela galáxia foi inicialmente observada em 1779 e desde esta época que tem despertado o interesse dos astrônomos.

A imagem da M61, colocada sobre um céu negro cravejado de galáxias, mostra-nos esta galáxia em todo o seu esplendor, mesmo a uma distância de mais de 50 milhões de anos-luz.

Esta imagem foi obtida no âmbito do Programa Jóias Cósmicas do ESO, o qual 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

O coração do Leão

Pode parecer sem graça e desinteressante à primeira vista, mas as observações desta galáxia elíptica, conhecida como Messier 105 (M105), realizadas pelo telescópio espacial Hubble mostram que as estrelas perto do centro da galáxia estão se movendo muito rapidamente.

© Hubble/C. Sarazin (M105)

Os astrônomos concluíram que essas estrelas estão se aproximando de um buraco negro supermassivo com uma massa estimada em 200 milhões de Sóis!

Este buraco negro libera grandes quantidades de energia enquanto consome matéria caindo e fazendo com que o centro brilhe mais do que o ambiente. Este sistema é conhecido como um núcleo galáctico ativo.

O telescópio espacial Hubble também surpreendeu os astrônomos, revelando algumas estrelas e aglomerados jovens na M105, que se pensava ser uma galáxia “morta” incapaz de formar estrelas. Acredita-se que a M105 tenha formado aproximadamente uma estrela semelhante ao Sol a cada 10.000 anos. A atividade de formação de estrelas também foi notada em um vasto anel de gás hidrogênio que envolve tanto a M105 quanto seu vizinho mais próximo, a galáxia lenticular NGC 3384.

A M105 foi descoberta em 1781 e está localizada a cerca de 30 milhões de anos-luz de distância da Terra na constelação de Leão e é a mais brilhante galáxia elíptica dentro do grupo de galáxias Leão I.

Fonte: ESA

Como encontramos até agora as 79 luas de Júpiter

Júpiter é o rei dos planetas. É enorme, é brilhante nos nossos céus noturnos e até quatro das suas comparativamente pequenas luas são suficientemente brilhantes para ver com o mais básico dos telescópios.

© NASA/JPL/Cassini (a lua Io é minúscula comparada com o poderoso Júpiter)

Enviamos nove sondas em órbita ou em um sobrevoo do planeta. E ainda assim, no ano passado, descobrimos mais doze novas luas ao redor de Júpiter, elevando o total para 79. Como ainda não esgotamos essa mina de luas ainda?

A resposta é que a maioria das luas de Júpiter não é a grande companheira que a nossa própria Lua é para a Terra, com quase um quarto da largura do seu planeta hospedeiro. As quatro luas descobertas por Galileo em 1610 - Io, Europa, Ganymede e Callisto - são grandes o suficiente em comparação com a nossa Lua, mas absolutamente insignificantes quando comparadas a Júpiter, o planeta que elas circundam. E esses são os alvos fáceis.

Foi necessário o advento da fotografia antes que os astrônomos descobrissem mais luas ao redor de Júpiter, e o trabalho durante o século passado foi penoso. Quando a Voyager passou em 1979, o gigante tinha 13 luas. A Voyager acrescentou três à contagem: Metis, Adrastea e Thebe.

Estas três luas mais Amalthea (descoberta em 1892 pelo famoso astrônomo E.E. Barnard) e as luas galileanas originais compõem o grupo regular da lua de Júpiter. Isso significa que elas são mais ou menos esféricas, orbitam na mesma direção em que Júpiter gira e fazem isso em órbitas comportadas e quase circulares que não desviam muito do plano do equador de Júpiter.

O resto são as luas irregulares, e estas compõem a grande maioria dos satélites de Júpiter. Estas tendem mais para formas de batata, e suas órbitas são muitas vezes excêntricas, inclinadas, ou mesmo retrógradas, o que significa que elas trafegam para trás da rotação de Júpiter. A maioria são provavelmente asteroides capturados ou os resultados de colisões de corpos maiores há muito tempo, talvez as luas passadas de Júpiter. Elas são pequenas e tendem a orbitar mais longe de Júpiter do que as luas regulares. Isso os torna muito mais difíceis de serem detectadas.

Os astrônomos encontraram algumas dessas luas irregulares. Mas depois da Voyager, as descobertas pararam por cerca de duas décadas.

E então, Scott Sheppard apareceu em cena. As equipes do astrônomo da Carnegie Institution for Science são responsáveis ​​por 60 das 79 luas jupiterianas conhecidas, todas irregulares, mas ainda assim um feito impressionante. A equipe de Sheppard tem descoberto luas em torno de Júpiter desde 2000. No ano passado, eles adicionaram uma dúzia à lista. As novas luas aumentam nossa compreensão do bairro de Júpiter e ajudam os astrônomos a entender como o planeta se formou e seus arredores evoluíram ao longo do tempo.

É verdade, no entanto, que algumas das luas de Júpiter foram "descobertas" mais de uma vez. Estes pedregulhos espaciais glorificados são às vezes vistos em imagens, mas suas órbitas são mal compreendidas. Então, quando os astrônomos os procuram novamente em poucos meses ou anos, às vezes eles desaparecem e precisam ser encontrados novamente.

Essas luas irregulares são muito pequenas, apenas algumas milhas a dezenas de quilômetros de diâmetro. Elas têm pouca semelhança com os complexos mundos de Europa e Ganimedes, ou até mesmo a nossa própria Lua. Em vez disso, elas são na maior parte pedaços de pedra disformes, orbitando longe de Júpiter. Portanto, os telescópios que os encontram precisam ser sensíveis e olhar para uma grande área ou ter muita sorte.

As sondas que enviamos a Júpiter, enquanto estão muito mais próximas do que os telescópios ligados à Terra, estão ocupadas principalmente olhando para o planeta. Elas também teriam que ter muita sorte de pegar uma dessas pequenas luas irregulares por acidente enquanto tentavam obter imagens do planeta.

Os sucessos mais recentes de Sheppard vieram quando ele estava olhando muito mais longe, tentando encontrar um possível Planeta Nove além da órbita do planeta gigante. Mas como Júpiter estava na mesma região do céu, Sheppard e sua equipe verificaram se conseguiam encontrar alguma lua nova em suas imagens.

Os astrônomos ficaram muito melhores em pesquisas de campo amplo, onde escaneiam grandes pedaços do céu de uma só vez. Nossos telescópios, é claro, também melhoraram. Mas principalmente, você tem que estar disposto a gastar muito tempo procurando objetos muito escuros para descobrir novos satélites ao redor de Júpiter.

A maioria das luas irregulares individuais não são consideradas descobertas inovadoras por conta própria. A ninhada turbulenta de luas de Júpiter, regular e irregular, conta uma história longa e interessante sobre como é a vida em torno do maior planeta do Sistema Solar.

Fonte: Discovery Magazine

New Horizons explora Ultima Thule

A sonda New Horizons da NASA passou por Ultima Thule nas primeiras horas do dia de Ano Novo, inaugurando a era da exploração do enigmático Cinturão de Kuiper, uma região de objetos primordiais que detém a chave para entender as origens do Sistema Solar.

© NASA/JHUAPL/SwRI (Ultima Thule)

Os sinais com dados científicos de Ultima Thule chegaram ao centro de operações da missão no Laboratório de Física Aplicada Johns Hopkins, às 13:29 (BRST) do dia 1, quase 10 horas depois da maior aproximação da New Horizons pelo objeto.

"A New Horizons teve um desempenho como planejado, concluindo a exploração mais longínqua de um objeto na história da Humanidade, a 6,4 bilhões de quilômetros do Sol," disse o pesquisador principal Alan Stern, do Southwest Research Institute (SwRI). "Os dados que temos parecem fantásticos e já estamos aprendendo mais sobre Ultima Thule de perto. A partir daqui os dados vão ficar cada vez melhores!"

Os cientistas da missão New Horizons da NASA divulgaram as primeiras imagens detalhadas do objeto mais distante já explorado. A sua aparência notável, diferente de tudo o que já vimos antes, ilumina os processos que construíram os planetas há 4,5 bilhões de anos.

"Nunca antes tinha uma nave espacial estudado um corpo tão pequeno, a uma velocidade tão elevada, tão longe nos confins do Sistema Solar. A New Horizons estabeleceu um novo marco para a navegação espacial de última geração," disse Stern.

As novas imagens obtidas a uma distância de 27.000 km revelaram Ultima Thule como um "binário de contato", consistindo de duas esferas ligadas. De ponta a ponta, mede 31 km. A equipe apelidou a esfera maior de "Ultima" (19 km de comprimento) e a menor de "Thule" (14 km de comprimento).

As duas esferas provavelmente uniram-se logo no início da formação do Sistema Solar, colidindo a uma velocidade não superior à de um pequeno acidente entre dois automóveis.

Os dados recebidos já resolveram um dos mistérios de Ultima Thule, mostrando que o objeto do Cinturão de Kuiper gira como uma hélice, com o eixo apontando aproximadamente na direção da New Horizons. Isso explica porque, em imagens obtidas anteriormente, o seu brilho não parecia variar à medida que girava. A equipe ainda não determinou o período de rotação.

Outras características de Ultima Thule foram observadas, tais como:

• Não existem evidências de anéis ou satélites com mais de 1,6 km em órbita de Ultima Thule;
• Não existem evidências de uma atmosfera;
• A cor de Ultima Thule coincide com a cor de mundos parecidos no Cinturão de Kuiper, como determinado por medições telescópicas;
• Os dois lóbulos de Ultima Thule são quase idênticos em termos de cor. Isto coincide com o que sabemos sobre sistemas binários que ainda não entraram em contato um com o outro, mas que orbitam, ao invés, um ponto gravitacional comum.

"A New Horizons é como uma máquina do tempo, levando-nos de volta ao nascimento do Sistema Solar. Estamos vendo uma representação física do início da formação planetária, congelada no tempo," comenta Jeff Moore, líder da equipe de Geologia e Geofísica da New Horizons. "O estudo de Ultima Thule está nos ajudando a entender como os planetas se formam, tanto aqueles no nosso Sistema Solar como aqueles em órbita de outras estrelas da Via Láctea."

A sonda New Horizons continuará transmitindo imagens e outros dados nos próximos dias e meses, completando o envio de todos os dados científicos em 20 meses, com imagens de muito maior resolução ainda por vir. Em 2015, a sonda começou a sua exploração do Cinturão de Kuiper com uma passagem por Plutão e pelas suas luas. Quase 13 anos após o lançamento, a sonda vai continuar  explorando o Cinturão de Kuiper até pelo menos 2021. Os membros da equipe planejam propor a exploração de ainda outro objeto do Cinturão de Kuiper além de Ultima Thule.

Fonte: Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory

Anéis tornam Saturno mais sombrio, azul e menos nublado no inverno

Em Saturno, a mudança das estações pode significar mudanças na nebulosidade e cor dos céus.

© NASA/JPL/Space Science Institute (anéis de Saturno dão sombra ao hemisfério de inverno)

Nos 13 anos em que a sonda Cassini orbitou Saturno, de 2004 a 2017, os cientistas notaram que a atmosfera no hemisfério norte do planeta passou de azul para dourado ou mesmo salmão. De acordo com uma nova pesquisa, a alteração de cor surgiu de mudanças na quantidade de neblina acionada pela luz solar na atmosfera de Saturno.

Os cientistas esforçam-se por descobrir todas as fontes de luz que brilham em Saturno e por entender como a luz interage quimicamente com a atmosfera do planeta. Responder a estas perguntas pode ajudar os cientistas a melhor entenderem as diferenças nas atmosferas dos gigantes gasosos do Sistema Solar, Júpiter e Saturno, e nos gigantes gelados Urano e Netuno.

Júpiter e Saturno têm neblinas que lhes dão uma cor dourada, enquanto Urano e Netuno têm atmosferas mais limpas como o céu azul da Terra num dia sem nuvens. Mas, tal como os pesquisadores viram nas imagens da Cassini, Saturno nem sempre estava coberto por névoa dourada.

No caso de Saturno, a luz solar particularmente limitada no inverno parece deixar a atmosfera do planeta recuperar de ataques de nebulosidade. O motivo da proteção solar extra? Os enormes anéis do planeta.

O principal fator das estações de Saturno é a inclinação do planeta, tal como na Terra. A Terra está inclinada de tal modo que o hemisfério norte enfrenta o Sol mais diretamente em junho e o hemisfério sul em dezembro. Em dezembro, o hemisfério norte passa por longas noites de inverno enquanto o hemisfério sul goza de longos dias de verão.

O mesmo efeito acontece em Saturno, que tem uma inclinação ligeiramente superior à da Terra. Mas Saturno também tem um grande sistema de anéis que bloqueia a luz solar para o hemisfério inclinado para longe do Sol, tornando os invernos ainda menos ensolarados no gigante de gás.

A alteração de exposição solar do planeta é responsável pelas mudanças sazonais na nebulosidade atmosférica.

A luz solar separa as moléculas do gás metano, elemento este que corresponde a uma fração pequena, mas significativa da atmosfera de Saturno. O metano é quebrado para formar outras moléculas como etano e acetileno, que desencadeiam uma rede complexa de reações químicas que eventualmente formam a neblina.

Quando um hemisfério de Saturno desfruta de um inverno sombreado, o processo de formação da neblina diminui. As partículas existentes de neblina aglomeram-se para formar grãos mais pesados e afundam-se ainda mais na atmosfera do planeta, fora de vista e sem novas porções de neblina para os substituir.

Graças a isso, os verões saturnianos tendem a ter um céu nebuloso e dourado, enquanto os invernos têm céus mais claros e azuis.

Os cientistas vão continuar estudando os dados da atmosfera de Saturno recolhidos pela Cassini. Ainda precisam de incorporar os últimos anos de dados da Cassini neste projeto.

Um aspeto do projeto que os pesquisadores estão entusiasmados é descobrir como a luz refletida dos anéis de Saturno contribui para a exposição solar do planeta. Dado que os anéis de Saturno estendem-se muito além do corpo principal do planeta, a luz solar pode ser refletida das partes mais distantes dos anéis e incidir sobre o lado escuro do planeta.

O estudo foi apresentado por Scott Edgington, cientista planetário do projeto da missão Cassini, numa palestra há duas semanas atrás na reunião de outono da União Geofísica Americana em Washington (EUA).

Fonte: American Geophysical Union

Safiras e rubis no céu

Pesquisadores das Universidades de Zurique e Cambridge descobriram uma nova e exótica classe de planetas localizados além do nosso Sistema Solar.

© Thibaut Roger (ilustração da super-Terra 55 Cancri e)

Estas super-Terras foram formadas a altas temperaturas, perto da sua estrela hospedeira, e contêm grandes quantidades de cálcio, alumínio e seus óxidos, incluindo safira e rubi.

A vinte e um anos-luz de distância, na direção da constelação de Cassiopeia, um planeta com o nome HD 219134 b orbita a sua estrela com um ano correspondente a apenas três dias terrestres. Com uma massa quase cinco vezes superior à da Terra, pertence à classe de objetos conhecidos como super-Terras. No entanto, ao contrário do nosso planeta, é muito provável que não tenha um núcleo massivo de ferro, mas que ao invés seja rico em cálcio e alumínio. "Talvez resplandeça de vermelho para azul como rubis e safiras, porque essas pedras preciosas são óxidos de alumínio, comuns no exoplaneta," afirma Caroline Dorn, astrofísica do Instituto de Ciência Computacional da Universidade de Zurique. O HD 219134 b é um dos três candidatos que provavelmente pertencerão a uma nova e exótica classe de exoplanetas.

Os cientistas usaram modelos teóricos para estudar a formação de planetas e para comparar os seus resultados com dados das observações. Sabe-se que durante a sua formação, estrelas como o Sol estão rodeadas por um disco de gás e poeira a partir do qual nascem os planetas. Os planetas rochosos como a Terra formam-se a partir de corpos sólidos que "sobram" quando o disco protoplanetário de gás é dispersado. Esses blocos de construção condensam-se no gás enquanto o disco arrefece. "Normalmente, estes blocos de construção são formados em regiões onde elementos que formam rochas, como ferro, magnésio e silício, se condensam," explica Dorn. Os planetas resultantes têm uma composição semelhante à da Terra com um núcleo de ferro. A maioria das super-Terras conhecidas até agora nasceram em regiões deste gênero.

Mas também existem regiões perto da estrela onde as temperaturas são muito mais altas. Muitos elementos ainda estão no estado gasoso e os blocos de construção planetária têm uma composição completamente diferente. Com os seus modelos, a equipe calculou o aspeto de um planeta formado numa região tão quente. Descobriram que o cálcio e o alumínio são os principais constituintes, juntamente com o magnésio e o silício, e que quase não existe ferro.

"É por isso que planetas do gênero não podem ter um campo magnético como a Terra," explica Dorn. E uma vez que a estrutura interna é tão diferente, as suas atmosferas e o seu comportamento no que toca ao arrefecimento também diferem daquelas super-Terras normais. Portanto, a equipe fala de uma nova e exótica classe de super-Terras formadas a partir de concentrações de matéria em alta temperatura.

Nos cálculos efetuados pelos astrônomos foi descoberto que esses planetas têm densidades 10 a 20% menores que a da Terra.

Foi também analisado outros exoplanetas com densidades similarmente baixas. Por exemplo, uma atmosfera espessa pode levar a uma densidade geral menor. Mas dois dos exoplanetas estudados, 55 Cancri e e WASP-47 e, orbitam a sua estrela tão perto que a sua temperatura à superfície é de quase 3.000 graus e teriam perdido esse invólucro gasoso há muito tempo.

À primeira vista, a densidade mais baixa também pode ser explicada por oceanos profundos. Mas um segundo planeta em órbita da estrela, um pouco mais distante, torna este cenário improvável. Uma comparação entre os dois objetos mostra que o planeta interior não pode conter mais água ou gás do que o exterior. Ainda não está claro se os oceanos de magma podem contribuir para a densidade mais baixa.

"Encontrámos assim três candidatos que pertencem a uma nova classe de super-Terras com esta composição exótica," resume a astrofísica. Os pesquisadores também corrigiram uma imagem anterior da super-Terra 55 Cancri e, que fez manchetes em 2012 como o "diamante no céu". Os cientistas tinham assumido previamente que o planeta consistia na maioria de carbono, mas tiveram que descartar esta teoria com base em observações subsequentes. "Estamos transformando o suposto planeta de diamante num planeta de safiras," termina Dorn.

A pesquisa foi divulgada na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: University of Zurich

Saturno poderá ficar sem anéis daqui a 100 milhões de anos

Uma nova pesquisa da NASA confirma que Saturno está perdendo os seus icônicos anéis ao ritmo máximo estimado por observações feitas pelas Voyager 1 e 2 há décadas atrás. Os anéis estão sendo puxados pela gravidade de Saturno como uma chuva poeirenta de partículas de gelo sob a influência do campo magnético de Saturno.

© NASA/Cassini/James O'Donoghue (ilustração do aspeto de Saturno perdendo seus anéis)

"Estimamos que esta 'chuva do anel' drene o equivalente a uma piscina olímpica a cada meia-hora," disse James O'Donoghue, do Goddard Space Flight Center da NASA. "Só a partir desta drenagem, a totalidade do sistema de anéis terá desaparecido em 300 milhões de anos mas, a acrescentar a queda de material anular medida pela sonda Cassini, no equador de Saturno, os anéis têm menos de 100 milhões de anos de existência. É um espaço de tempo relativamente curto, em comparação com os mais de 4 bilhões de anos de Saturno."

Os cientistas há muito que se perguntam se Saturno foi formado com os anéis ou se o planeta os adquiriu mais tarde na sua vida. A nova pesquisa favorece o último cenário, indicando que é improvável que tenham mais de 100 milhões de anos, já que levaria este tempo para o anel-C se tornar o que é hoje supondo que já tenha sido tão denso quanto o anel-B.

Foram propostas várias teorias para a origem dos anéis. Caso o planeta os tenha obtido mais tarde na sua vida, podem então ter sido formados quando pequenas luas geladas, em órbita de Saturno, colidiram umas com as outras, talvez porque as suas órbitas foram perturbadas por uma atração gravitacional de um asteroide ou por um cometa passageiro.

Os primeiros indícios da existência da chuva do anel vieram de observações das Voyager, mas de fenômenos aparentemente não relacionados: variações peculiares na atmosfera superior eletricamente carregada (ionosfera), variações na densidade dos anéis e um trio de faixas escuras estreitas que rodeiam o planeta a latitudes médias norte. Estas bandas escuras apareceram em imagens da nublada atmosfera superior de Saturno (estratosfera) obtidas pela missão Voyager 2 da NASA em 1981.

Em 1986, Jack Connerney (Goddard Space Flight Center) publicou um artigo na revista Geophysical Research Letters que relacionava essas bandas escuras com a forma do enorme campo magnético de Saturno, propondo que partículas de gelo dos anéis de Saturno, eletricamente carregadas, fluíam por linhas invisíveis do campo magnético, despejando água na atmosfera superior de Saturno, onde estas linhas emergiam do planeta. O influxo de água dos anéis, aparecendo a latitudes específicas, fez desaparecer a neblina estratosférica, fazendo-a parecer escura em luz refletida, produzindo as bandas escuras captadas nas imagens da Voyager.

Os anéis de Saturno são na maior parte pedaços de água gelada com tamanhos variados, desde grãos microscópicos de poeira até pedregulhos com vários metros de diâmetro. As partículas dos anéis estão capturadas num ato de equilíbrio entre a força da gravidade de Saturno, que quer atraí-las de volta ao planeta, e a sua velocidade orbital, que quer lançá-las para o espaço. Pequenas partículas podem ficar carregadas eletricamente graças à luz ultravioleta do Sol ou por nuvens de plasma que emanam do bombardeamento de micrometeoroides nos anéis. Quando isto acontece, as partículas podem sentir a atração do campo magnético de Saturno, que curva para dentro, em direção ao planeta, nos anéis de Saturno. Em algumas partes dos anéis, uma vez carregadas, o equilíbrio de forças nestas minúsculas partículas muda drasticamente, e a gravidade de Saturno exerce uma atração para as linhas do campo magnético situado na atmosfera superior.

Uma vez aí, as partículas geladas do anel evaporam e a água podem reagir quimicamente com a ionosfera de Saturno. Um resultado destas reações é um aumento no tempo de vida das partículas carregadas eletricamente, chamadas íons H3⁺, que são compostos por três prótons e dois elétrons. Quando energizados pela luz solar, os íons H3⁺ brilham no infravermelho, o que foi observado pela equipe de O'Donoghue usando instrumentos especiais acoplados ao telescópio Keck em Mauna Kea, Havaí.

As suas observações revelaram bandas brilhantes nos hemisférios norte e sul de Saturno, onde as linhas do campo magnético que cruzam o plano do anel entram no planeta. Eles analisaram a luz para determinar a quantidade de chuva do anel e os seus efeitos na ionosfera de Saturno. Descobriram que a quantidade de chuva combina notavelmente bem com os valores surpreendentemente altos, derivados mais de três décadas antes por Connerney e colegas, com uma região no sul recebendo a maior parte.

A equipe também descobriu uma banda brilhante numa latitude mais alta no hemisfério sul. É aqui que o campo magnético de Saturno cruza a órbita de Encélado, uma lua geologicamente ativa que está atirando gêiseres de água gelada para o espaço, indicando que algumas destas partículas estão também precipitando em Saturno. Os pesquisadores identficaram que Encélado e o anel-E são como uma fonte abundante de água, com base numa outra faixa estreita e escura naquela imagem antiga da Voyager." Pensa-se que os gêiseres, observados pela primeira vez por instrumentos da Cassini em 2005, são provenientes de um oceano de água líquida por baixo da superfície gelada da pequena lua. A sua atividade geológica e oceano fazem de Encélado um dos lugares mais promissores para a busca por vida extraterrestre.

A equipe gostaria de ver como a chuva do anel muda com as estações em Saturno. À medida que o planeta viaja na sua órbita de 29,4 anos, os anéis são expostos ao Sol a diferentes graus. Como a luz ultravioleta do Sol carrega os grãos de gelo e fazendo com que reajam ao campo magnético de Saturno, a variação da exposição à luz solar deve alterar a quantidade de chuva do anel.

O estudo publicado na revista Icarus.

Fonte: Goddard Space Flight Center

A cratera Korolev em Marte

Esta imagem mostra o que parece ser uma grande mancha de neve fresca e inexplorada.

© ESA/DLR/Mars Express (cratera Korolev)

É conhecida como cratera Korolev localizada em Marte e é mostrada aqui em belos detalhes vistos pela Mars Express.

A missão Mars Express da ESA foi lançada em 2 de junho de 2003 e chegou a Marte seis meses depois. O satélite disparou seu motor principal e entrou em órbita ao redor do Planeta Vermelho em 25 de dezembro, hoje é o aniversário de 15 anos da inserção em órbita da sonda e o início de seu programa científico.

Estas imagens são uma excelente celebração de tal marco. Tomada pela Mars Express High Resolution Stereo Camera (HRSC), esta visão da cratera de Korolev compreende cinco exposições diferentes que foram combinadas para formar uma única imagem, com cada foto reunida sobre uma órbita diferente. A cratera também é mostrada em perspectiva, contexto e vistas topográficas, as quais oferecem uma visão mais completa do terreno dentro e ao redor da cratera.

A cratera de Korolev tem 82 quilômetros de diâmetro e é encontrada nas terras baixas do norte de Marte, ao sul de um grande trecho de terrenos cobertos de dunas que circunda parte da calota polar do norte do planeta, conhecida como Olympia Undae. É um exemplo especialmente bem preservado de uma cratera marciana e é preenchida não pela neve, mas pelo gelo, com seu centro abrigando um monte de gelo com 1,8 km de espessura durante todo o ano.

As partes mais profundas da cratera Korolev, as que contêm gelo, funcionam como uma armadilha natural gelada: o ar que se move sobre o depósito de gelo esfria e afunda, criando uma camada de ar frio que fica diretamente acima do próprio gelo. O chão da cratera é profundo, a cerca de dois quilômetros de altura abaixo de sua borda.

Comportando-se como um escudo, esta camada ajuda o gelo a permanecer estável e impede que ele se aqueça e desapareça. O ar é um mau condutor de calor, exacerbando este efeito e mantendo a cratera de Korolev permanentemente gelada.

A cratera recebeu este nome em homenagem ao engenheiro de foguetes e designer de naves espaciais Sergei Korolev, apelidado de pai da tecnologia espacial soviética.

Korolev trabalhou em várias missões conhecidas, incluindo o programa Sputnik, os primeiros satélites artificiais já lançados em órbita ao redor da Terra, em 1957 e nos anos seguintes, os programas de exploração espacial humana Vostok e Vokshod (Vostok sendo a espaçonave que transportava o primeiro humano, Yuri Gagarin, ao espaço em 1961), bem como as primeiras missões interplanetárias à Lua, Marte e Vênus. Ele também trabalhou em vários foguetes que foram os precursores do bem-sucedido lançador Soyuz.

A região de Marte também foi de interesse para outras missões, incluindo o programa ExoMars da ESA, que visa estabelecer se a vida existiu em Marte.

O CaSSIS (Color and Stereo Surface Imaging System) a bordo do ExoMars Trace Gas Orbiter, que começou a operar em Marte em 28 de abril de 2018, também tirou uma bela vista da parte da cratera Korolev, esta foi uma das primeiras imagens enviadas pela nave espacial de volta à Terra depois de chegar ao nosso planeta vizinho.

CaSSIS fotografou um pedaço de 40 quilômetros de extensão da borda norte da cratera, exibindo sua estrutura e formato intrigantes, e seus brilhantes depósitos de gelo.

Fonte: ESA

A fraca luz das estrelas revela a distribuição da matéria escura

Astrônomos usando dados do telescópio espacial Hubble empregaram um método revolucionário para detectar a matéria escura em aglomerados de galáxias.

© Hubble/M. Montes (luz intra-aglomerado em Abell S1063)

O método permite destacar a distribuição da matéria escura com mais precisão do que qualquer outro método usado até hoje e que possa ser usado para explorar a natureza da matéria escura.

Nas últimas décadas, os astrônomos tentaram entender a verdadeira natureza da substância misteriosa que compõe a maior parte da matéria e mapear sua distribuição no Universo. A matéria escura representa cerca de 85% da matéria no Universo e cerca de um quarto da sua densidade total de energia. A matéria escura não emite nenhum tipo de radiação eletromagnética, sua presença só pode ser determinada via efeitos gravitacionais.

Agora, dois astrônomos da Austrália e da Espanha utilizaram dados do programa Frontier Fields do telescópio espacial Hubble para estudar com precisão a distribuição da matéria escura.

Os pesquisadores descobriram que a luz muito fraca em aglomerados de galáxias, a luz intra-aglomerado, mapeia como a matéria escura é distribuída.

A luz intra-aglomerado é um subproduto das interações entre as galáxias. No decorrer destas interações, as estrelas individuais são removidas de suas galáxias e flutuam livremente dentro do aglomerado. Uma vez livres de suas galáxias, elas se alojam onde a maioria da massa do aglomerado reside, principalmente matéria escura.

Tanto a matéria escura como estas estrelas isoladas atuam como componentes sem colisão, seguindo o potencial gravitacional do próprio aglomerado. O estudo mostrou que a luz intra-aglomerado está alinhada com a matéria escura, traçando sua distribuição com mais precisão do que qualquer outro método baseado em traçadores luminosos usados ​​até agora.

Este método também é mais eficiente do que o método mais complexo de usar lentes gravitacionais. Enquanto o segundo exige tanto a reconstrução precisa de lentes quanto campanhas espectroscópicas demoradas, este método utiliza apenas imagens profundas. Isso significa que mais aglomerados podem ser estudados com o novo método na mesma quantidade de tempo de observação.

Os resultados do estudo introduzem a possibilidade de explorar a natureza da matéria escura. "Se a matéria escura é auto-interagente, poderíamos detectar isso como pequenos desvios na distribuição de matéria escura em comparação com este brilho estelar muito fraco", destaca Ignacio Trujillo, do Instituto de Astrofísica de Canárias, Espanha. Atualmente, tudo o que se sabe sobre a matéria escura é que ela parece interagir gravitacionalmente com a matéria regular, mas não de outra maneira. Descobrir que se auto-interage colocaria restrições significativas em sua identidade.

Outro teste importante deste método será a observação e análise de aglomerados de galáxias adicionais por outras equipes de pesquisa, para adicionar ao conjunto de dados e confirmar estas descobertas.

A equipe também pode esperar pela aplicação das mesmas técnicas usando futuros telescópios espaciais como o James Webb, que terá instrumentos ainda mais sensíveis capazes de resolver a luz fraca do intra-aglomerado no Universo distante.

Os resultados foram publicados na revista Monthly Notices da Royal Astronomical Society.

Fonte: ESA

Estrela jovem é descoberta num surto de crescimento

Pesquisadores descobriram uma estrela jovem no meio de um raro surto de crescimento, uma fase dramática da evolução estelar em que a matéria que gira em torno de uma estrela cai sobre ela, aumentando a sua massa.

© Caltech/T. Pyle (ilustração de estrela jovem passando por um crescimento estelar)

A imagem mostra no painel da esquerda: material do disco rico em gás e poeira (laranja), mais gás quente (azul), fluem levemente para a estrela, criando uma zona quente, no painel do meio: começa a explosão, onde o disco interno é aquecido, a estrela atrai ainda mais material e o disco aproxima-se, e no painel da direita: a explosão atinge o nível máximo, o disco mais interno fundindo-se com a estrela e expelindo gás (verde).

A estrela pertence a uma classe ativa e irregular conhecida como FU Ori, em homenagem ao membro original do grupo, FU Orionis (as letras maiúsculas representam um esquema de nomenclatura para estrelas variáveis e Orionis refere-se à sua localização na constelação de Órion). Normalmente, estas estrelas, com poucos milhões de anos, escondem-se por trás de espessas nuvens de poeira e são difíceis de serem observadas. Este novo objeto é apenas o 25.º membro desta classe encontrado até à data e um dos cerca de uma dúzia vistos durante um episódio explosivo.

Esta é a primeira vez que foi visto um destes eventos no visível e no infravermelho, e estes dados permitiu mapear o movimento do material através do disco até à estrela.

A estrela recém-descoberta, chamada Gaia 17bpi, foi avistada pela primeira vez pelo satélite Gaia da ESA, que estuda o céu continuamente, fazendo medições precisas das estrelas no visível.

© NASA/JPL-Caltech/M. Kuhn (localização da estrela Gaia 17bpi)

A imagem acima mostra a localização de Gaia 17bpi, situada na direção da constelação de Sagitta (Flecha), indicada no centro desta imagem captada pelo telescópio espacial Spitzer da NASA.

Quando o Gaia observa uma mudança no brilho de uma estrela, é enviado um alerta para a comunidade astronômica. O estudante Sam Morrell, da Universidade de Exeter, foi o primeiro a perceber que a estrela tinha ficado mais brilhante. Outros membros da equipe, em seguida, acompanharam e descobriram que o aumento de brilho da estrela havia sido captado, por acaso, no infravermelho pelo satélite caçador de asteroides da NASA, NEOWISE, ao mesmo tempo que o Gaia o via, bem como ano e meio antes.

O telescópio espacial Spitzer, um observatório infravermelho da NASA, também testemunhou o início da fase de aumento de brilho da estrela, duas vezes em 2014, dando aos cientistas um tesouro de dados infravermelhos.

Os novos achados esclarecem alguns dos antigos mistérios que rodeiam a evolução das estrelas jovens. Uma questão não respondida é: como é que uma estrela obtém toda a sua massa? As estrelas formam-se a partir de acúmulos de gás e poeira em colapso. Com o tempo, forma-se um disco de material em torno da estrela e esta continua extraindo material deste disco. Mas, de acordo com observações anteriores, as estrelas não puxam material para si mesmas com rapidez suficiente para alcançar as suas massas finais.

Os teóricos pensam que os eventos FU Ori, em que a massa é despejada do disco para a estrela durante um período total de aproximadamente 100 anos, podem ajudar a esclarecer o enigma. Os cientistas acham que todas as estrelas sofrem entre 10 a 20 destes eventos FU Ori ao longo das suas vidas, mas como esta fase estelar está frequentemente escondida por trás da poeira, os dados são limitados.

O novo estudo mostra, com o maior detalhe até agora, como o material se move da secção intermédia de um disco, numa região localizada a mais ou menos 1 UA da estrela. O NEOWISE e o Spitzer foram os primeiros a captar sinais da acumulação de material no meio do disco. À medida que o material começou a acumular-se no disco, aqueceu, emitindo luz infravermelha. Em seguida, quando o material começou a cair para a estrela, aqueceu ainda mais, emitindo luz visível, que foi o que o Gaia detectou.

Os astrônomos usaram o Observatório W. M. Keck e o Observatório Palomar do California Institute of Technology (Caltech) para ajudar a confirmar a natureza FU Ori da estrela recém-descoberta.

Um novo artigo científico sobre os achados foi publicado no periódico The Astrophysical Journal.

Fonte: California Institute of Technology

Foi observado o objeto mais distante do Sistema Solar

Uma equipe de astrônomos descobriu o corpo mais distante já observado no nosso Sistema Solar.

© Carnegie Institution for Science (ilustração de 2018 VG18)

É o primeiro objeto conhecido do Sistema Solar detectado a uma distância superior a 100 vezes a distância entre a Terra e o Sol.

O novo objeto foi anunciado ontem, dia 17 de dezembro de 2018, pelo Centro de Planetas Menores da União Astronômica Internacional e recebeu a designação provisória 2018 VG18. A descoberta foi feita por Scott S. Sheppard, de Carnegie, por David Tholen da Universidade do Havaí e por Chad Trujillo da Universidade do Norte do Arizona.

O 2018 VG18 está a aproximadamente 120 UA. O segundo objeto mais distante observado no Sistema Solar é Éris, a mais ou menos 96 UA. Plutão está atualmente a cerca de 34 UA, o que torna 2018 VG18 mais de três vezes e meia mais distante do que o planeta anão mais famoso do Sistema Solar.

O 2018 VG18 foi descoberto como parte da busca contínua da equipe por objetos extremamente distantes do Sistema Solar, incluindo o suspeito Planeta X, por vezes chamado Planeta Nove. Em outubro, o mesmo grupo de pesquisadores anunciou a descoberta de outro objeto do Sistema Solar distante, de nome 2015 TG387 e apelidado de "The Goblin", porque foi visto pela primeira vez perto do Halloween. The Goblin foi descoberto a cerca de 80 UA e tem uma órbita que é consistente com este sendo influenciado por um Planeta Nove com o tamanho de uma super-Terra ainda não descoberto nos confins muito distantes do Sistema Solar.

A existência de um nono planeta principal nos confins do Sistema Solar foi proposta pela primeira vez pela mesma equipe de pesquisa em 2014, quando descobriram 2012 VP113 que está atualmente perto das 84 UA.

O 2015 TG387 e o 2012 VP113 nunca chegam perto o suficiente dos planetas gigantes do Sistema Solar, como Netuno e Júpiter, para terem interações gravitacionais significativas com eles. Isto significa que estes objetos extremamente distantes podem ser indícios do que está acontecendo nos limites do Sistema Solar. A equipe ainda não conhece muito bem a órbita de 2018 VG18, de modo que não puderam determinar se mostra sinais de ser influenciada pelo Planeta Nove.

"O 2018 VG18 está muito mais distante e é muito mais lento do que qualquer outro objeto observado no Sistema Solar, de modo que levará alguns anos para determinar completamente a sua órbita," afirma Sheppard. "Mas foi encontrado numa posição similar no céu em comparação com os outros objetos conhecidos do Sistema Solar extremo, sugerindo que poderá ter o mesmo tipo de órbita que a maioria dos outros. As semelhanças orbitais mostradas por muitos dos pequenos e distantes corpos do Sistema Solar foram o catalisador para a nossa afirmação original de que existe um planeta distante e massivo a várias centenas de UA que pastoreia estes objetos menores."

"Tudo o que sabemos atualmente sobre 2018 VG18 é a sua distância extrema ao Sol, o seu diâmetro aproximado e a sua cor," acrescentou Tholen. "Dado que 2018 VG18 está tão distante, orbita muito devagar, provavelmente levando mais de 1.000 anos para completar uma órbita em torno do Sol."

As imagens da descoberta de 2018 VG18 foram obtidas pelo telescópio japonês Subaru de 8 metros localizado no topo do Mauna Kea, no Havaí, no dia 10 de novembro de 2018.

Quando o 2018 VG2018 foi encontrado, foram precisas novas observações para confirmar a sua natureza muito distante (são necessárias várias noites de observação para determinar com precisão a distância de um objeto). O 2018 VG18 foi visto pela segunda vez no início de dezembro pelo telescópio Magalhães no Observatório Las Campanas, no Chile. Na semana seguinte, acompanhram o 2018 VG18 com o telescópio Magalhães para se certificarem do seu percurso no céu e para determinarem as suas propriedades físicas básicas, como o brilho e a cor.

As observações do telescópio Magalhães confirmaram que o 2018 VG18 está a cerca de 120 UA, tornando-o o primeiro objeto do Sistema Solar observado para além das 100 UA. Tem um tom rosado, uma cor geralmente associada a objetos ricos em gelo. O seu brilho sugere que tem aproximadamente 100 km em diâmetro, provavelmente esférico e recebendo a classificação de planeta anão.

Fonte: Carnegie Institution for Science

Disco fragmentado dá à luz sistema binário "estranho"

Usando o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), astrônomos descobriram que duas jovens estrelas que se formam a partir do mesmo disco protoplanetário podem ser gêmeas, no sentido de que vieram da mesma nuvem parental de material de formação estelar.

© U. Leeds (disco de poeira e gás ao redor da protoestrela gigante MM 1a e MM 1b)

A principal estrela central deste sistema, localizada a aproximadamente 11.000 anos-luz da Terra, é verdadeiramente colossal, 40 vezes mais massiva que o Sol. A outra estrela, que o ALMA descobriu recentemente logo depois do disco da estrela central, é relativamente insignificante, com apenas 1/80 desta massa.

A sua diferença marcante relacionada ao tamanho sugere que se formaram por dois caminhos muito diferentes. A estrela mais massiva tomou um percurso mais tradicional, colapsando sob a gravidade de um "núcleo" denso de gás. A menor provavelmente seguiu a estrada menos percorrida acumulando massa de uma parte do disco que se "fragmentou" enquanto amadurecia, um processo que pode ter mais em comum com o nascimento de planetas gigantes gasosos.

"Os astrônomos sabem há muito tempo que a maioria das estrelas massivas orbitam uma ou mais estrelas como parceiras num sistema compacto, mas o modo como aí chegaram tem sido um tópico de conjectura," afirma Crystal Brogan, astrônoma do National Radio Astronomy Observatory (NRAO). "Com o ALMA, temos agora evidências de que o disco de gás e poeira que engloba e alimenta uma estrela massiva em crescimento também produz fragmentos em estágios iniciais que podem formar uma estrela secundária."

O objeto principal, conhecido como MM 1a, é uma estrela massiva jovem previamente identificada, rodeada por um disco giratório de gás e poeira. A sua tênue companheira interestelar, MM 1b, foi detectada recentemente pelo ALMA logo após o disco protoplanetário de MM 1a. A equipe pensa que este é um dos primeiros exemplos de um disco fragmentado a ser detectado em torno de uma estrela jovem e grande.

As estrelas formam-se no interior de grandes nuvens de gás e poeira no espaço interestelar. Quando estas nuvens colapsam sob a gravidade, começam a girar mais depressa, formando um disco em seu redor.

"Em estrelas de baixa massa como o nosso Sol, é nestes discos que os planetas se podem formar," comenta John Ilee, astrônomo da Universidade de Leeds, Inglaterra. "Neste caso, a estrela e o disco que observamos são tão massivos que, em vez de testemunharmos um planeta em formação, estamos vendo o nascimento de outra estrela."

Ao observar a luz em comprimentos de onda milimétricos, naturalmente emitida pela poeira, e as mudanças sutis na frequência de luz emitida pelo gás, os pesquisadores foram capazes de calcular a massa de MM 1a e MM 1b.

O processo de formação favorecido para MM 1b ocorre nas regiões externas de discos frios e massivos. Estes discos "gravitacionalmente instáveis" são incapazes de fazer face à força da sua própria gravidade, colapsando num - ou mais - fragmentos.

Os cientistas realçam que a recém-descoberta estrela MM 1b também pode estar cercada pelo seu próprio disco circunstelar, que pode ter o potencial de formar os seus próprios planetas, mas terá que o fazer depressa. As estrelas massivas como MM 1a só vivem cerca de um milhão de anos antes de explodirem como poderosas supernovas, de modo que enquanto MM 1b tem o potencial de formar, no futuro, o seu próprio sistema planetário, não sobreviverá por muito tempo.

Um artigo científico foi publicado na revista científica The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: National Radio Astronomy Observatory

Hubble encontra exoplaneta distante evaporando rapidamente

A velocidade e a distância a que os planetas orbitam as suas respetivas estrelas pode determinar o destino de cada um, se permanece uma parte integrante do seu sistema solar ou se evapora mais rapidamente para o cemitério escuro do Universo.

© STScI/D. Player (ilustração de uma nuvem gigante de hidrogênio oriunda de um planeta quente)

Na sua busca por aprender mais sobre planetas distantes para lá do nosso próprio Sistema Solar, os astrônomos descobriram que um planeta de tamanho médio, com aproximadamente o tamanho de Netuno, de nome GJ 3470b, está evaporando 100 vezes mais depressa do que um planeta previamente descoberto de tamanho similar, chamado GJ 436b.

"Esta é a prova de que os planetas podem perder uma parte significativa de toda a sua massa," comenta David Sing, professor emérito da Universidade Johns Hopkins e autor do estudo. "GJ 3470b está perdendo mais massa do que qualquer outro planeta que vimos até agora; daqui a alguns bilhões de anos, pode ter desaparecido metade do planeta."

O estudo faz parte do programa PanCET (Panchromatic Comparative Exoplanet Treasury), liderado por Sing, que visa medir as atmosferas de 20 exoplanetas no ultravioleta, no visível e no infravermelho enquanto orbitam as suas estrelas. O PanCET é o maior programa de observação exoplanetária a ser executado com o telescópio espacial Hubble.

Uma questão de particular interesse para os astrônomos é como os planetas perdem a sua massa através da evaporação. Planetas como as "super" Terras e os Júpiteres "quentes" orbitam muito mais perto das suas estrelas e são, portanto, mais quentes, fazendo com que a camada mais externa das suas atmosferas seja "soprada" através de evaporação.

Embora estes exoplanetas maiores, do tamanho de Júpiter, e menores, do tamanho da Terra, sejam abundantes, os exoplanetas de tamanho médio, como Netuno - cerca de quatro vezes o tamanho da Terra - são raros. Os pesquisadores levantam a hipótese de que estes Netunos são despojados das suas atmosferas e, finalmente, tornam-se planetas menores. No entanto, é difícil testemunhar ativamente estas etapas porque só podem ser estudados no ultravioleta, o que limita os cientistas a estudar estrelas próximas a não mais do que 150 anos-luz da Terra e não obscurecidas por material interestelar. O GJ 3470b está a 96 anos-luz de distância e orbita uma estrela anã vermelha na direção da constelação de Caranguejo.

Neste estudo, o Hubble descobriu que o exoplaneta GJ 3470b perdeu significativamente mais massa e tinha uma exosfera visivelmente menor do que o primeiro exoplaneta do tamanho de Netuno estudado, GJ 436b, devido à sua menor densidade e ao recebimento de uma forte explosão de radiação da sua estrela hospedeira.

A densidade mais baixa de GJ 3470b faz com que seja incapaz de se agarrar gravitacionalmente à atmosfera aquecida e, enquanto a estrela que hospeda GJ 436b tem entre 4 e 8 bilhões de anos, a estrela progenitora de GJ 3470b tem apenas 2 bilhões de anos. Uma estrela mais jovem é mais ativa e poderosa e, portanto, tem mais radiação para aquecer a atmosfera do planeta.

A equipe de Sing estima que GJ 3470b possa já ter perdido até 35% da sua massa total e, daqui a alguns bilhões de anos, todo o seu gás pode ser retirado, deixando para trás apenas um núcleo rochoso.

Olhando para o futuro, Sing e a sua equipe esperam estudar mais exoplanetas procurando hélio no infravermelho, o que permitirá um maior alcance de investigação do que a busca por hidrogênio na luz ultravioleta.

Atualmente, os planetas que são compostos na sua maioria por hidrogênio e hélio, só podem ser estudados através do rastreamento do hidrogênio no ultravioleta. Usando o Hubble, o telescópio espacial James Webb da NASA (que terá uma maior sensibilidade ao hélio), e um novo instrumento chamado Carmenes que Sing descobriu recentemente poder rastrear com precisão a trajetória dos átomos de hélio, os astrônomos serão capazes de ampliar a sua busca por planetas distantes.

As descobertas foram publicadas na revista Astronomy & Astrophysics.

Fonte: Johns Hopkins University