3153: Descoberto primeiro planeta gigante em torno de anã branca

CIÊNCIA

Esta ilustração mostra a anã branca WDJ0914+1914 e o seu exoplaneta do tipo de Neptuno. Uma vez que o gigante gelado descreve uma órbita muito próxima da anã branca quente, a intensa radiação ultravioleta emitida pela estrela faz com que a sua atmosfera lhe seja arrancada. A maior parte do gás escapa, mas algum é puxado para um disco que fica a girar em torno da anã branca.
Crédito: ESO/M. Kornmesser

Com o auxílio do VLT (Very Large Telescope do ESO), os investigadores encontraram pela primeira vez evidências de um planeta gigante associado a uma estrela anã branca. O planeta descreve uma órbita próxima da anã branca quente, o resto de uma estrela do tipo do Sol, o que faz com que a sua atmosfera lhe seja arrancada, formando um disco de gás que circunda a estrela. Este sistema único dá-nos pistas de como poderá ser o nosso próprio Sistema Solar num futuro distante.

“Foi uma daquelas descobertas que se fazem por acaso,” comenta o investigador Boris Gänsicke, da Universidade de Warwick, no Reino Unido, que liderou o estudo publicado anteontem na Nature. A equipa estudou cerca de 7000 anãs brancas observadas pelo SDSS (Sloan Digital Sky Survey) e descobriu uma muito diferente das restantes. Ao analisar as variações subtis da radiação emitida pela estrela, descobriram-se indícios de elementos químicos em quantidades que nunca tinham sido antes observadas numa anã branca. “Sabíamos que tinha de haver algo de excepcional a acontecer neste sistema e pensámos que poderia estar relacionado com algum tipo de resto planetário.”

Para ficar com uma ideia melhor das propriedades desta estrela invulgar, chamada WDJ0914+1914, a equipa observou-a com o instrumento X-shooter montado no VLT do ESO, no deserto chileno do Atacama. Estas observações de seguimento confirmaram a presença de hidrogénio, oxigénio e enxofre associados à anã branca. Ao estudar com todo o detalhe os espectros obtidos pelo X-shooter, a equipa descobriu que estes elementos se encontravam num disco de gás em torno da anã branca e não na estrela propriamente dita.

“Demorámos algumas semanas a pensar que a única maneira de tal disco poder existir seria devido à evaporação de um planeta gigante,” explica Matthias Schreiber da Universidade de Valparaíso, no Chile, que calculou a evolução passada e futura do sistema.

As quantidades detectadas de hidrogénio, oxigénio e enxofre são semelhantes às encontradas nas camadas atmosféricas profundas de planetas gigantes gelados, como Neptuno e Úrano. Se um tal planeta orbitasse perto da anã branca quente, a intensa radiação ultravioleta emitida pela estrela arrancaria as suas camadas mais exteriores e algum deste gás acabaria num disco a rodar em torno da anã branca. É este fenómeno que os cientistas pensam estar a ver em torno da WDJ0914+1914: o primeiro planeta a evaporar-se em órbita de uma anã branca.

Combinando dados observacionais com modelos teóricos, a equipa de astrónomos conseguiu obter uma ideia mais clara deste sistema único. A anã branca é pequena e extremamente quente, apresentando uma temperatura de 28.000 graus Celsius (o que corresponde a cinco vezes a temperatura do Sol). O planeta, por sua vez, é gelado e grande — pelo menos duas vezes o tamanho da estrela. Uma vez que descreve uma órbita muito próxima da estrela, completando uma translação em apenas 10 dias, os fotões de alta energia emitidos pela estrela estão a “soprar” gradualmente a atmosfera planetária. A maior parte do gás escapa, mas algum é puxado — a uma taxa de 3000 toneladas por segundo — para um disco que gira em torno da estrela. É este disco que faz com que o planeta do tipo de Neptuno seja visível, o que não aconteceria doutro modo.

“Esta é a primeira vez que conseguimos medir a quantidade de gases tais como oxigénio e enxofre no disco, o que nos fornece informação sobre a composição de atmosferas de exoplanetas,” diz Odette Toloza da Universidade de Warwick, que desenvolveu um modelo para o disco de gás que circunda a anã branca.

“Esta descoberta abre também uma nova janela no destino final de sistemas planetários,” acrescenta Gänsicke.

As estrelas como o nosso Sol queimam hidrogénio nos seus núcleos durante a maior parte das suas vidas. Quando gastam este combustível, crescem transformando-se em gigantes vermelhas, tornando-se centenas de vezes maiores e “engolindo” os planetas mais próximos. No caso do Sistema Solar, estes planetas incluirão Mercúrio, Vénus e a Terra, os quais serão consumidos pelo Sol em fase de gigante vermelha dentro de cerca de 5 mil milhões de anos. Eventualmente, o Sol perderá as suas camadas mais exteriores, sobrando apenas um núcleo gasto e consumido, uma anã branca. Tais restos estelares podem ainda acolher planetas e pensa-se que existam muitos destes sistemas estelares na nossa Galáxia. No entanto, até agora os cientistas nunca tinham descoberto evidências de um planeta gigante sobrevivente em torno de uma anã branca. A detecção de um exoplaneta em órbita de WDJ0914+1914, situada a cerca de 1500 anos-luz de distância da Terra na direcção da constelação de Caranguejo, pode bem ser a primeira de muitas detecções deste tipo de sistemas.

De acordo com os investigadores, o exoplaneta agora descoberto, graças ao X-shooter do ESO, orbita a anã branca a uma distância de apenas 10 milhões de km, ou 15 vezes o raio do Sol, o que teria correspondido ainda ao interior da gigante vermelha. A localização invulgar do planeta sugere que a determinada altura após a estrela se ter transformado em anã branca, o planeta se deslocou para mais perto desta. Os astrónomos pensam que esta nova órbita poderá ter sido o resultado de interacções gravitacionais com outros planetas no sistema, o que significa que mais do que um planeta pode ter sobrevivido à violenta transição da sua estrela hospedeira.

“Até há pouco tempo, muito poucos astrónomos paravam para ponderar o destino dos planetas em órbita de estrelas moribundas. A descoberta de um planeta em órbita muito próxima de um núcleo estelar consumido demonstra que o Universo desafia constantemente as nossas mentes a progredir para além de ideias estabelecidas,” conclui Gänsicke.

Astronomia On-line
6 de Dezembro de 2019

spacenews

 

3152: Parker Solar Probe lança nova luz sobre o Sol

CIÊNCIA

Impressão de artista da Parker Solar Probe.
Crédito: NASA/Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins

Em Agosto de 2018, a Parker Solar Probe da NASA foi lançada para o espaço, tornando-se pouco tempo depois a sonda mais próxima do Sol. Com instrumentos científicos de ponta para medir o ambiente em torno de si própria, a Parker Solar Probe completou três das 24 passagens planeadas por partes nunca antes exploradas da atmosfera do Sol, a coroa. No dia 4 de Dezembro de 2019, quatro novos artigos científicos publicados na Nature descrevem o que os cientistas aprenderam com esta exploração sem precedentes da nossa estrela – e o que esperam aprender a seguir.

Estas descobertas revelam novas informações sobre o comportamento do material e das partículas que se afastam do Sol, aproximando os cientistas de responder a perguntas fundamentais sobre a física da nossa estrela. Na busca para proteger os astronautas e a tecnologia no espaço, as informações que a Parker Solar Probe descobriu sobre como o Sol ejecta constantemente material e energia vão ajudar a reescrever os modelos que usamos para entender e prever o clima espacial em redor do planeta e para entender o processo pelo qual as estrelas se formam e evoluem.

“Estes primeiros dados da Parker revelam a nossa estrela, o Sol, de maneiras novas e surpreendentes,” disse Thomas Zurbuchen, administrador associado para ciência na sede da NASA em Washington. “A observação do Sol de perto, e não a uma distância muito maior, está a dar-nos uma visão sem precedentes de fenómenos solares importantes e de como nos afectam na Terra, além de fornecer novas ideias relevantes para a compreensão das estrelas activas nas galáxias. É apenas o começo de um momento incrivelmente emocionante para a heliofísica com a Parker na vanguarda de novas descobertas.”

Embora possa parecer plácido para nós aqui na Terra, o Sol é tudo menos quieto. A nossa estrela é magneticamente activa, libertando poderosas explosões de luz, dilúvios de partículas que se movem perto da velocidade da luz e nuvens com milhares de milhões de toneladas de material magnetizado. Toda esta actividade afecta o nosso planeta, injectando partículas prejudiciais no espaço onde os nossos satélites e astronautas voam, interrompendo as comunicações e sinais de navegação, e mesmo – quando intensos – levando a falhas na energia eléctrica. Tem vindo a acontecer ao longo da vida útil de 5 mil milhões de anos do Sol e assim continuará a moldar os destinos da Terra e dos outros planetas no nosso Sistema Solar futuro.

“O Sol tem fascinado a humanidade durante toda a nossa existência,” disse Nour E. Raouafi, cientista do projecto Parker Solar Probe do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins em Laurel, no estado norte-americano de Maryland, que construiu e gere a missão da NASA. “Aprendemos muito sobre a nossa estrela ao longo das últimas décadas, mas realmente precisávamos de uma missão como a Parker Solar Probe para entrar na atmosfera do Sol. É só aí que podemos realmente aprender os detalhes destes processos solares complexos. E o que aprendemos apenas nestas três órbitas solares mudou muito do que sabemos sobre o Sol.”

O que acontece no Sol é fundamental para entender como molda o espaço em nosso redor. A maior parte do material que escapa do Sol faz parte do vento solar, um fluxo contínuo de material solar que banha todo o Sistema Solar. Este gás ionizado, chamado plasma, carrega consigo o campo magnético do Sol, estendendo-o através do Sistema Solar numa bolha gigante que abrange mais de 16 mil milhões de quilómetros.

O dinâmico vento solar

Observado perto da Terra, o vento solar é um fluxo relativamente uniforme de plasma, com ocasionais quedas turbulentas. Mas, a essa altura, este já percorreu quase 150 milhões de quilómetros – e as assinaturas dos mecanismos exactos do Sol para aquecer e acelerar o vento solar são apagadas. Mais perto da fonte do vento solar, a Parker Solar Probe viu uma imagem muito diferente: um sistema activo e complicado.

“A complexidade era alucinante quando começámos a analisar os dados,” disse Stuart Bale, da Universidade da Califórnia em Berkeley, líder do conjunto de instrumentos FIELDS da Parker Solar Probe, que estuda a escala e a forma dos campos eléctricos e magnéticos. “Agora, já me habituei. Mas quando os mostro a colegas pela primeira vez, ficam impressionados.” Do ponto de vista da Parker, a 24 milhões de quilómetros do Sol, explicou Bale, o vento solar é muito mais impulsivo e instável do que vemos perto da Terra.

Como o próprio Sol, o vento solar é composto por plasma, onde electrões com carga negativa se separam de iões com carga positiva, criando um mar de partículas flutuantes com carga eléctrica individual. Estas partículas flutuantes significam que o plasma carrega campos eléctricos e magnéticos, e as mudanças no plasma geralmente deixam marcas nesses campos. Os instrumentos FIELDS estudaram o estado do vento solar medindo e analisando cuidadosamente como os campos eléctricos e magnéticos em redor da nave mudavam ao longo do tempo, juntamente com a medição de ondas no plasma próximo.

Estas medições mostraram reversões rápidas no campo magnético e jactos velozes e repentinos de material – todas características que tornam o vento solar mais turbulento. Estes detalhes são essenciais para entender como o vento dispersa a energia à medida que flui para longe do Sol e por todo o Sistema Solar.

Um tipo de evento em particular chamou a atenção das equipas científicas: oscilações na direcção do campo magnético, que flui do Sol, embebido no vento solar. Estas reversões duram entre alguns segundos a vários minutos enquanto fluem pela Parker Solar Probe. Durante uma reversão, o campo magnético volta-se sob si próprio até que aponta quase directamente de volta ao Sol. Juntos, o FIELDS e o SWEAP, o conjunto de instrumentos de vento solar liderado pela Universidade de Michigan e gerido pelo Observatório Astrofísico do Smithsonian, mediu grupos de reversões nos dois primeiros “flybys” da Parker Solar Probe.

“As ondas já são vistas no vento solar desde o início da era espacial, e assumimos que eram mais fortes mais perto do Sol, mas não esperávamos vê-las organizando-se nestes picos estruturados e coerentes de velocidade,” disse Justin Kasper, investigador principal do SWEAP (Solar Wind Electrons Alphas and Protons) da Universidade de Michigan em Ann Arbor. “Estamos a detectar remanescentes de estruturas do Sol sendo lançadas para o espaço e a alterar violentamente a organização dos fluxos e o campo magnético. Isto mudará dramaticamente as nossas teorias de como a coroa e o vento solar estão a ser aquecidos.”

A fonte exacta das reversões ainda não é conhecida, mas as medições da Parker Solar Probe permitiram que os cientistas reduzissem as possibilidades.

Entre as muitas partículas que perpetuamente fluem do Sol, há um feixe constante de electrões em movimento rápido, que percorrem as linhas do campo magnético do Sol para o Sistema Solar. Estes electrões fluem sempre estritamente ao longo da forma das linhas de campo que se deslocam do Sol, independentemente do pólo norte do campo magnético nessa região específica estar apontando na direcção do Sol ou na direcção oposta. Mas a Parker Solar Probe mediu este fluxo de electrões indo na direcção contrária, voltando para o Sol – mostrando que o próprio campo magnético deve estar a curvar-se em direcção ao Sol, em vez da Parker Solar Probe encontrar apenas uma linha diferente de campo magnético do Sol que aponta na direcção oposta. Isto sugere que as reversões são dobras no campo magnético – distúrbios localizados viajando para longe do Sol, em vez de uma mudança no campo magnético à medida que emerge do Sol.

As observações das reversões pela Parker Solar Probe sugerem que estes eventos se tornarão ainda mais comuns à medida que a sonda se aproxima do Sol. O próximo encontro solar da missão, no dia 29 de Janeiro de 2020, levará a sonda mais perto do Sol do que nunca, e poderá lançar uma nova luz sobre este processo. Estas informações não só ajudam a mudar a nossa compreensão do que provoca o vento solar e o clima espacial em nosso redor, como também nos ajudam a entender um processo fundamental de como as estrelas funcionam e de como libertam energia para o seu ambiente.

A rotação do vento solar

Algumas das medições da Parker Solar Probe estão a aproximar os cientistas de respostas a perguntas com décadas. Uma dessas perguntas é como, exactamente, o vento solar flui do Sol.

Perto da Terra, vemos o vento solar fluir quase radialmente – o que significa que está a sair directamente do Sol em todas as direcções. Mas o Sol gira enquanto liberta o vento solar; antes de se libertar, o vento solar gira com ele. É um pouco como uma criança num carrossel – a atmosfera gira com o Sol da mesma forma que a parte externa do carrossel gira, mas quanto mais longe estamos do centro, mais depressa nos movemos no espaço. Uma criança na extremidade do carrossel pode saltar e, nesse ponto mover-se em linha recta para fora, em vez de continuar a girar. De maneira semelhante, há um determinado ponto entre o Sol e a Terra em que o vento solar transita de girar juntamente com o Sol para fluir directamente para fora, ou radialmente, como vemos na Terra.

Exactamente onde o vento solar transita de um fluxo giratório para um fluxo perfeitamente radial tem implicações na maneira como o Sol liberta energia. Encontrar esse ponto pode ajudar-nos a entender melhor o ciclo de vida de outras estrelas ou a formação de discos proto-planetários, os discos densos de gás e poeira em torno de estrelas jovens que eventualmente coalescem em planetas.

Agora, pela primeira vez – ao invés de apenas ver o fluxo directo que observamos perto da Terra – a Parker Solar Probe foi capaz de observar o vento solar enquanto ainda estava em rotação. É como se a Parker Solar Probe visse o carrossel rodopiante directamente pela primeira vez, não apenas as crianças que saltam dele. O instrumento de vento solar da Parker Solar Probe detectou a rotação a começar a mais de 32 milhões de quilómetros do Sol e, à medida que a Parker se aproximava do seu ponto de periélio, a velocidade da rotação aumentava. A força da circulação era mais forte do que muitos cientistas previram, mas também transitou para um fluxo externo mais rapidamente do que o previsto, que é o que ajuda a mascarar estes efeitos onde geralmente estamos, a cerca de 150 milhões de quilómetros do Sol.

“O grande fluxo rotacional do vento solar visto durante os primeiros encontros foi uma verdadeira surpresa,” disse Kasper. “Enquanto esperávamos ver o movimento giratório mais perto do Sol, as altas velocidades que estamos a ver nestes primeiros encontros são quase dez vezes maiores do que o previsto pelos modelos padrão.”

Poeira perto do Sol

Outra questão que estamos perto de obter resposta é a elusiva zona livre de poeira. O nosso Sistema Solar está inundado de poeira – as migalhas cósmicas de colisões que formaram planetas, asteróides, cometas e outros corpos celestes há milhares de milhões de anos atrás. Os cientistas suspeitam há muito que, perto do Sol, esta poeira seria aquecida a altas temperaturas pela poderosa luz solar, transformando-se em gás e criando uma região livre de poeira em torno do Sol. Mas nunca ninguém a tinha observado.

Pela primeira vez, a Parker Solar Probe viu a poeira cósmica a começar a diminuir. Dado que o WISPR – o instrumento de imagem da Parker Solar Probe, liderado pelo Laboratório Naval de Investigação dos EUA – olha para o lado da sonda, pode ver grandes faixas da coroa e do vento solar, incluindo regiões mais próximas do Sol. Estas imagens mostram que a poeira começa a diminuir a pouco mais de 11 milhões de quilómetros do Sol, e esta diminuição na poeira continua de modo constante até aos limites actuais das medições do WISPR, a pouco mais de 6 milhões de quilómetros do Sol.

“Esta zona livre de poeira foi prevista há décadas atrás, mas nunca tinha sido vista antes,” disse Russ Howard, investigador principal do conjunto de instrumentos WISPR (Wide-field Imager for Solar Probe) no Laboratório Naval de Investigação em Washington, DC. “Estamos agora a ver o que está a acontecer com a poeira perto do Sol.”

Ao ritmo desta diminuição, os cientistas esperam ver uma zona verdadeiramente livre de poeira a pouco mais de 3,2-4,8 milhões de quilómetros do Sol – o que significa que a Parker Solar Probe poderá observar a zona livre de poeira já no início do próximo ano, quando o seu sexto “flyby” pelo Sol a levar mais perto do Sol do que nunca.

Colocando o clima espacial sob um microscópio

As medições da Parker Solar Probe deram-nos uma nova perspectiva sobre dois tipos de eventos climáticos espaciais: tempestades de partículas energéticas e ejecções de massa coronal.

Pequenas partículas – electrões e iões – são aceleradas pela atividade solar, criando tempestades de partículas energéticas. Os eventos no Sol podem ejetar estas partículas quase à velocidade da luz, o que significa que atingem a Terra em menos de meia-hora e podem afectar outros mundos em escalas de tempo igualmente curtas. Estas partículas carregam muita energia, de modo que podem danificar componentes electrónicos nas naves espaciais e até mesmo colocar em risco os astronautas, especialmente aqueles no espaço profundo, fora da protecção do campo magnético da Terra – e o curto tempo de aviso para tais partículas dificulta a sua prevenção.

É crucial entender exactamente como estas partículas são aceleradas a velocidades tão altas. Mas mesmo que alcancem a Terra em apenas alguns minutos, ainda é tempo suficiente para que as partículas percam as assinaturas dos processos que as aceleram em primeiro lugar. Ao orbitar o Sol a apenas alguns milhões de quilómetros, a Parker Solar Probe pode medir essas partículas logo após deixarem o Sol, lançando nova luz sobre como são libertadas.

Os instrumentos ISʘIS da Parker Solar Probe, liderados pela Universidade de Princeton, já mediram vários eventos de partículas energéticas nunca antes vistos – eventos tão pequenos que todos os seus vestígios são perdidos antes de chegarem à Terra ou a qualquer um dos satélites próximos da Terra. Estes instrumentos também mediram um tipo raro de explosão de partículas com um número particularmente elevado de elementos mais pesados – sugerindo que ambos os tipos de eventos podem ser mais comuns do que os cientistas pensavam anteriormente.

“É incrível – mesmo em condições do mínimo solar, o Sol produz muitos mais eventos minúsculos de partículas energéticas do que jamais imaginámos,” disse David McComas, investigador principal do ISʘIS (Integrated Science Investigation of the Sun), da Universidade de Princeton em Nova Jersey. “Estas medições vão ajudar-nos a desvendar as fontes, a aceleração e o transporte de partículas energéticas solares e, finalmente, protegerão melhor os satélites e os astronautas no futuro.”

Os dados dos instrumentos WISPR também forneceram detalhes sem precedentes sobre as estruturas da coroa e do vento solar – incluindo ejecções de massa coronal, nuvens com milhares de milhões de toneladas de material solar que o Sol envia para o Sistema Solar. As EMCs podem desencadear uma série de efeitos na Terra e noutros mundos, desde o aparecimento de auroras até à indução de correntes eléctricas que podem danificar redes de energia e oleodutos. A perspectiva única do WISPR, olhando os eventos que se afastam do Sol de lado, já recolheu novas informações sobre a variedade de eventos que a nossa estrela pode despoletar.

“Dado que a Parker Solar Probe estava a igualar a rotação do Sol, pudemos observar o fluxo de material durante dias e ver a evolução das estruturas,” disse Howard. “As observações perto da Terra fizeram-nos pensar que estruturas finas na coroa se transformam num fluxo suave e estamos a descobrir que isso não é verdade. Isto vai ajudar-nos a melhor modelar como os eventos viajam entre o Sol e a Terra.”

À medida que a Parker Solar Probe continua a sua viagem, fará mais 21 grandes aproximações ao Sol a distâncias cada vez menores, culminando em três órbitas a uns meros 6,16 milhões de quilómetros da superfície solar.

“O Sol é a única estrela que podemos examinar tão de perto,” disse Nicola Fox, director da Divisão de Heliofísica na sede da NASA. “Obter dados na fonte já está a revolucionar o nosso entendimento da nossa própria estrela e das estrelas por todo o Universo. A nossa pequena nave espacial está a enfrentar condições brutais para transmitir para casa revelações surpreendentes e emocionantes.”

Os dados dos dois primeiros encontros solares da Parker Solar Probe estão disponíveis ao público via online.

Astronomia On-line
6 de Dezembro de 2019

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3151: Vibrações estelares levam a nova estimativa da idade da Via Láctea

CIÊNCIA

Impressão de artista da Via Láctea, mostrando o disco espesso e o disco fino.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt/SSC

Os sismos estelares registados pelo telescópio espacial Kepler da NASA ajudaram a responder a uma pergunta de longa data sobre a idade do “disco espesso” da Via Láctea.

Num artigo publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, uma equipa de 38 cientistas liderada por investigadores do Centro de Excelência ARC para ASTRO-3D (All Sky Astrophysics in Three Dimensions) da Austrália usou dados da sonda agora extinta para calcular que o disco tem cerca de 10 mil milhões de anos.

“Esta descoberta esclarece um mistério,” diz o autor principal, Dr. Sanjib Sharma do ASTRO-3D e da Universidade de Sydney na Austrália.

“Os dados anteriores sobre a distribuição etária das estrelas no disco não concordavam com os modelos construídos para a descrever, mas ninguém sabia onde estava o erro – nos dados ou nos modelos. Agora temos certeza de que o encontrámos.”

A Via Láctea – como muitas outras galáxias espirais – consiste de duas estruturas semelhantes a discos, de nome “espessa” e “fina”. O disco espesso contém apenas cerca de 20% do total de estrelas da Galáxia e, com base na sua composição e espessura vertical, é considerado o componente mais antigo do par.

Para descobrir quão mais velho, o Dr. Sharma e colegas usaram um método conhecido como astero-sismologia – uma maneira de identificar as estruturas internas das estrelas medindo as suas oscilações a partir de sismos estelares.

“Os sismos geram ondas sonoras dentro das estrelas que as fazem vibrar,” explica o co-autor Dennis Stello, professor associado do ASTRO-3D e da Universidade de Nova Gales do Sul.

“As frequências produzidas dizem-nos coisas sobre as propriedades internas das estrelas, incluindo a sua idade. É um pouco como identificar um violino Stradivarius ouvindo o som que produz.”

Esta datação permite que os investigadores essencialmente olhem para trás no tempo e discernem o período na história do Universo em que a Via Láctea se formou; uma prática conhecida como arqueologia galáctica.

Não que os cientistas realmente ouçam o som gerado pelos sismos estelares. Ao invés, procuram como o movimento interno é reflectido nas mudanças de brilho.

“As estrelas são apenas instrumentos esféricos cheios de gás,” diz Sharma, “mas as suas vibrações são minúsculas, por isso temos que observar com muito cuidado.”

“As excelentes medições de brilho feitas pelo Kepler foram ideais para isso. O telescópio era tão sensível que seria capaz de detectar o escurecimento do farol de um carro provocado pela passagem de uma pulga.”

Os dados transmitidos pelo telescópio durante os quatro anos após o lançamento em 2009 apresentaram um problema para os astrónomos. As informações sugeriram que havia mais estrelas mais jovens no disco espesso do que os modelos previram.

A pergunta que os cientistas enfrentavam era clara: os modelos estavam errados ou os dados estavam incompletos?

No entanto, em 2013 o Kepler avariou e a NASA reprogramou-o para continuar a trabalhar numa capacidade reduzida – um período que ficou conhecido como missão K2. O projecto envolveu a observação de muitas partes diferentes do céu durante 80 dias de cada vez.

A primeira parcela destes dados representou uma nova fonte rica para Sharma e colegas da Universidade Macquarie, da Universidade Nacional Australiana, da Universidade de Nova Gales do Sul e da Universidade da Austrália Ocidental. À sua análise juntaram-se outras instituições dos EUA, Alemanha, Áustria, Itália, Dinamarca, Eslovénia e Suécia.

Uma análise espectroscópica recente revelou que a composição química incorporada nos modelos existentes para estrelas no disco espesso estava errada, o que afectou a previsão das suas idades. Levando isto em conta, os investigadores descobriram que os dados astero-sísmicos observados caíam agora em “excelente concordância” com as previsões dos modelos.

O professor Stello diz que os resultados fornecem uma forte verificação indirecta do poder analítico da astero-sismologia para estimar idades.

Ele acrescentou que dados adicionais ainda a serem analisados da missão K2, combinados com novas informações recolhidas pelo TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA, resultarão em estimativas precisas para as idades de ainda mais estrelas no disco e que isto ajudará a desvendar a história da formação da Via Láctea.

Astronomia On-line
6 de Dezembro de 2019

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3150: Peso-pesado no coração da galáxia central do enxame Abell 85

CIÊNCIA

Imagem do enxame de galáxias Abell 85 obtida no Observatório Wendelstein da Universidade Ludwig-Maximilians em Munique. A brilhante galáxia central Holm 15A tem um núcleo estendido. Uma equipa de astrónomos do Instituto Max Planck para Física Extraterrestre e do Observatório da Universidade de Munique foi capaz de usar novos dados para medir directamente a massa do buraco negro central desta galáxia: tem 40 mil milhões de vezes a massa do nosso Sol.
Crédito: Matthias Kluge/USM/MPE

No espaço, os buracos negros têm diferentes tamanhos e massas. O recorde é agora detido por um tal objecto no enxame de galáxias Abell 85, onde um buraco negro ultra-massivo com 40 mil milhões de vezes a massa do Sol fica no meio da galáxia central Holm 15A. Os astrónomos do grupo de investigação de Ralf Bender, no Instituto Max Planck para Física Extraterrestre e no Observatório da Universidade Ludwig-Maximilians em Munique, descobriram-no analisando dados fotométricos e novas observações espectrais com o VLT (Very Large Telescope).

Embora a galáxia central do enxame Abell 85 tenha uma enorme massa visível de aproximadamente 2 biliões de massas solares em estrelas, o centro da galáxia é extremamente difuso e ténue. É por isso que um grupo de astrónomos do Instituto Max Planck para Física Extraterrestre e do Observatório da Universidade Ludwig-Maximilians em Munique se interessou pela galáxia. Esta região difusa central na galáxia é quase tão grande quanto a Grande Nuvem de Magalhães, e esta era uma pista suspeita da presença de um buraco negro com uma massa muito alta.

O enxame de galáxias Abell 85, que consiste em mais de 500 galáxias individuais, está a uma distância de 700 milhões de anos-luz da Terra, o dobro da distância para medições directas anteriores da massa de buracos negros. “Existem apenas algumas dúzias de medições directas da massa de buracos negros super-massivos, e nunca antes foi tentada a uma distância tão grande,” explica o cientista Jens Thomas, que liderou o estudo. “Mas nós já tínhamos uma ideia do tamanho do buraco negro nesta galáxia em particular, de modo que tentámos.”

Os novos dados obtidos no Observatório Wendelstein da Universidade Ludwig-Maximilians em Munique e com o instrumento MUSE no VLT permitiram à equipa realizar uma estimativa da massa baseada directamente nos movimentos estelares em redor do núcleo da galáxia. Com uma massa de 40 mil milhões de massas solares, este é o buraco negro mais massivo conhecido hoje no Universo local. “É várias vezes maior do que o esperado a partir de medições indirectas, como a massa estelar ou a dispersão da velocidade das estrelas,” observa Roberto Saglia, cientista sénior do Instituto Max Planck para Física Extraterrestre e professor na Universidade Ludwig-Maximilians.

O perfil de luz da galáxia mostra um centro com um brilho superficial extremamente baixo e muito difuso, muito mais ténue do que outras galáxias elípticas. “O perfil de luz no núcleo interno é também muito plano,” explica o estudante de doutoramento Kianusch Mehrgan, que realizou parte da análise dos dados. “Isto significa que a maioria das estrelas no centro deve ter sido expulsa devido a interacções durante fusões anteriores.”

Na visão mais aceite, os núcleos destas galáxias elípticas tão massivas formam-se por meio de uma fusão entre duas galáxias, onde as interacções gravitacionais da fusão dos seus buracos negros super-massivos levam a “fisgas” gravitacionais que expelem estrelas em órbitas predominantemente radiais do centro da galáxia remanescente. Se não existir gás no centro para formar novas estrelas – como nas galáxias mais jovens – isto leva a um núcleo esgotado.

“A mais recente geração de simulações por computador de fusões galácticas deu-nos previsões que, de facto, correspondem bastante bem às propriedades observadas,” afirma Jens Thomas, que também forneceu os modelos dinâmicos. “Estas simulações incluem interacções entre estrelas e um buraco negro binário, mas o ingrediente crucial são duas galáxias elípticas que já possuem núcleos empobrecidos. Isto significa que a forma do perfil de luz e as trajectórias das estrelas contêm informações arqueológicas valiosas sobre as circunstâncias específicas da formação do núcleo nesta galáxia – bem como noutras galáxias muito massivas.”

No entanto, mesmo com esta história invulgar de fusão, os cientistas podem estabelecer uma nova e robusta relação entre a massa do buraco negro e o brilho superficial da galáxia: o buraco negro ganha massa a cada fusão e o centro da galáxia perde estrelas. Os astrónomos podem usar esta relação para estimar a massa de buracos negros em galáxias mais distantes, onde medições diretas dos movimentos estelares próximos o suficiente do buraco negro não são possíveis.

Astronomia On-line
6 de Dezembro de 2019

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3149: Asteróide passará esta sexta-feira pela Terra a 27.000 km/hora

CIÊNCIA

Um asteróide de grandes dimensões passará pela Terra, atingindo o seu ponto mais próximo do nosso planeta esta sexta-feira, dia 6 de Dezembro. O corpo celeste, importa frisar, não representa qualquer perigo para o Homem.

Trata-se do asteróide WR3 2019, que mede entre 73 e 160 metros de diâmetro, de acordo com as estimativas da agência espacial norte-americana (NASA). A título de comparação, a Grande Pirâmide de Gizé, no Egipto, tem 139 metros de altura.

A NASA estima que o corpo viaje a cerca de 27.036 quilómetros por hora.

O WR3 2019 estará no seu maior ponto de aproximação a 5,4 milhões de quilómetros da Terra, o que representa, aproximadamente, 14 vezes a distância entre o nosso planeta e a Lua. Por este mesmo motivo, o corpo rochoso não apresenta qualquer perigo para a Terra.

O WR3 2019 pertence ao grupo de asteróides Apolo, cuja órbita em torno da Terra é muito ampla. Ocasionalmente, a órbita dos corpos deste grupo cruza-se com a da Terra.

Apesar de ser muito pouco provável que um asteróide venha a colidir com a Terra nos próximos anos – a probabilidade é de 1 em 300.000, segundo a NASA -, as agências espaciais têm reunido esforços para melhorar os programas destinados para o acompanhamento e desvio destes corpos em rota de colisão com a Terra.

ZAP //

Por ZAP
5 Dezembro, 2019

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3148: Descoberta nova espécie de pterossauro que viveu há 95 milhões de anos

CIÊNCIA

Cientistas identificaram uma nova espécie de pterossauro, agora apelidada de Mimodactylus libanensis, que viveu há 95 milhões de anos.

De acordo com a revista Newsweek, os restos bem preservados desta criatura foram descobertos numa pedreira de calcário, no Líbano, há mais de 15 anos. Os autores do estudo, publicado na revista científica Scientific Reports, dizem que viveu dentro e à volta do Mar de Tétis — um oceano que separava os antigos super-continentes Laurásia e Gondwana durante o Mesozoico (251 a 65,5 milhões de anos).

De acordo com os investigadores, este é o espécime de pterossauro mais completo já descoberto nesta região.

“Os espécimes de pterossauros ainda são bastante raros no continente africano. Neste estudo, descrevemos o material mais bem preservado deste grupo de répteis voadores conhecido até agora neste continente, lançando uma luz nova e necessária sobre a história evolutiva destas criaturas”, afirma em comunicado Alexander Kellner, autor do estudo e investigador do Museu Nacional do Rio de Janeiro, no Brasil.

Curiosamente, os cientistas dizem que o novo espécime identificado indica que os pterossauros eram um grupo mais diverso do que se pensava anteriormente.

“A diversidade destes animais é muito maior do que poderíamos imaginar e é provavelmente uma ordem de magnitude mais diversa do que poderemos descobrir a partir dos registos fósseis”, disse, por sua vez, Michael Caldwell, co-autor do estudo e investigador da Universidade de Alberta, no Canadá.

A nova espécie foi apelidada de Mimodactylus libanensis e forma um novo grupo de pterossauros com dentes juntamente com a espécie chinesa Haopterus gracilis.

“Isto significa que este pterodactyloidea libanês fazia parte de uma radiação de répteis voadores que viviam dentro e ao redor do antigo Mar de Tétis, desde a China a um grande sistema de recifes naquilo que hoje é o Líbano”, acrescenta Caldwell.

A região em que o M. libanensis viveu foi caracterizada por águas marinhas rasas, cheias de recifes e lagoas. É provável que este animal se tenha alimentado de crustáceos, muitas vezes conseguindo capturar as suas presas na superfície destas águas, de uma forma semelhante ao comportamento de caça de algumas aves marinhas modernas.

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6 Dezembro, 2019

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3147: Duas bonecas da NASA vão voar em redor da Lua para serem atingidas por radiação

CIÊNCIA

HubertRoberts / Wikimedia
Duas pessoas humanas a usar o sistema de proteção AstroRad

Em 2020, quando a NASA lançar a nave Orion como parte da missão Artemis I – a primeira de uma série de missões que levarão a primeira mulher e o próximo homem a pousar na Lua, – dois manequins femininos estarão a bordo.

Os manequins, chamados Helga e Zohar, viajarão uma distância maior do que qualquer humano já percorreu numa nave espacial. Os dois manequins estarão sentados nos assentos dos passageiros, para serem atingidos por radiação durante a viagem, a fim de medir a eficácia dos novos fatos projectados para proteger órgãos e tecidos mais sensíveis à radiação, como por exemplo, o peito, estômago, intestinos, pulmões, medula óssea e ovários.

De acordo com a Agência Espacial Europeia, os manequins são compostos por 38 fatias de plástico equivalente ao tecido, simuladas para replicar a densidade variável de tecidos, ossos e órgãos nos torsos femininos adultos. Além disso, serão equipados com 5.600 sensores para medir a quantidade de radiação que os astronautas enfrentarão em futuras missões.

Desenvolvido pela empresa israelita e americana StemRad, os coletes AstroRad, de acordo com testes realizados na Terra, deverão fornecer protecção aos astronautas, em conjunto com o abrigo contra tempestades do módulo da tripulação Orion, onde os astronautas se protegerão se acontecer algum evento de radiação.

Se o teste for bem-sucedido, isso significaria que os astronautas poderiam realizar actividades importantes mesmo durante uma tempestade de protões, de acordo com a StemRad.

Os fatos, que são feitos para o torso feminino, – mas que podem ser ajustados para corpos masculinos – usam blocos de polietileno que já são usados ​​para proteger os dormitórios dos astronautas na Estação Espacial Internacional, segundo o Space.

Durante a missão, Zohar será a boneca sortuda que usará o traje, enquanto Helga enfrentará todos os efeitos dos raios cósmicos galácticos e das partículas solares emitidas pelo Sol durante as explosões solares.

“A blindagem em si do AstroRad é composta por um polímero com uma alta abundância de hidrogénio, o que é vantajoso para a protecção contra a radiação espacial, pois minimiza a geração de radiação secundária”, de acordo com a StemRad. “Elementos de blindagem sólidos individuais são organizados numa arquitectura semelhante a uma balança para permitir um movimento desinibido e confortável dos astronautas enquanto usam o AstroRad.”

Atualmente, a StemRad está a explorar o uso de materiais plásticos reciclados gerados a bordo das naves espaciais do futuro para uso nos elementos de blindagem, o que reduziria drasticamente a massa de carga útil associada ao equipamento.

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6 Dezembro, 2019

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3146: O cometa interestelar pode ser “assassinado” antes de chegar à Terra

CIÊNCIA

NASA/ESA/J. DePasquale/STScI

Um visitante interestelar, que está a atravessar o nosso Sistema Solar, pode estar próximo de “morrer”, uma vez que provavelmente se desintegrará ao aproximar-se do Sol.

Os cientistas estão a acompanhar cada movimento do cometa, que se está a aproximar do periélio, local que deve atingir em breve, de acordo com o portal Astronomy.

O cometa 2I/Borisov chega ao periélio no dia 8 de Dezembro e, se sobreviver, passará pelo ponto mais próximo da Terra pouco depois do Natal, no dia 28. Depois, afastar-se-á para nunca mais regressar.

Porém, a aventura do segundo visitante interestelar observado pela humanidade no Sistema Solar pode estar próxima do fim, uma vez que pode desintegrar-se quando estiver a chegar perto do Sol.

Recentemente, os cientistas já tinham anunciado que o cometa se estava a começar a evaporar, reagindo ao efeito de aquecimento do Sol e adquirindo uma aparência “fantasmagórica”.

O 2I/Borisov não é muito diferente de outros cometas do nosso sistema, mas apresenta uma órbita mais extensa em formato de arco aberto, conhecida como hiperbólica, o que significa que essa será a sua única passagem pelo Sistema Solar. A sua cauda terá quase 160 mil quilómetros de largura, que é a longitude média do diâmetro da Terra.

Os estudos feitos até agora mostram que o 2I/Borisov tem velocidade aproximada de 117 mil quilómetros por hora. Estima-se que o núcleo do viajante interestelar tenha aproximadamente 6,5 quilómetros, mas há cientistas que acreditam que tenha agora cerca de 1,6 quilómetros. Alguns cientistas acreditam que estas características podem significar que o Borisov esteja mesmo perto de um fim trágico.

O astrónomo amador Guennadi Borísov, residente na Crimeia, detectou o cometa em 30 de Agosto usando um telescópio de 0,65 metros de diâmetro fabricado por ele próprio. Este cometa é o segundo objecto interestelar descoberto na história.

Estudos recentes revelaram que o Borisov vem de um sistema binário de estrelas anãs vermelhas localizado a 13,15 anos-luz de distância do Sol. O sistema, onde ainda não foram encontrados exoplanetas, é conhecido como Kruger 60 e localiza-se na constelação de Cepheus.

Os astrónomos estão a aproveitar a “visita de Borisov” para obter valiosas informações sobre a composição dos planetas em sistemas diferentes do nosso.

O primeiro objecto interestelar detectado, o Oumuamua ou “Mensageiro das Estrelas”, está rodeado de mistérios desde o dia em que foi descoberto por astrónomos da Universidade do Hawai, em Outubro de 2017.

Depois de constatar mudanças na velocidade do seu movimento, o Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian sugeriu que o asteróide poderia ser uma “sonda” enviada à Terra intencionalmente por uma “civilização alienígena”.

No último ano, o mundo da astronomia debruçou-se no estudo do corpo celeste e as mais várias teorias já foram apresentadas em artigos científicos: desde o seu passado violento, passando pela possibilidade de ser um sistema binário, e até o provável local de onde veio o Oumuamua.

Investigadores também sugeriram que milhares de objectos semelhantes ao Oumuamua podem estar presos no Sistema Solar.

O Oumuamua parece ter vindo da direcção da estrela brilhante Vega, mas, de acordo com o Laboratório de Propulsão a Jacto da NASA, os cientistas não acreditam que esse é o local de onde o objecto veio originalmente, sugerindo que provavelmente veio de um recém-formado sistema estelar.

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6 Dezembro, 2019

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3145: Já se sabe como é que os animais sobreviveram ao frio quando a Terra era uma “bola de neve”

CIÊNCIA

chiaralily / Flickr

Há cerca de 700 milhões de anos, o nosso planeta experimentou a sua Idade do Gelo mais severa, um período ao qual os cientistas chamam “Terra Bola de Neve”.

Esta condição ameaçou a sobrevivência da maioria dos seres vivos primitivos que existiam no planeta, como por exemplo a vida marinha dependente de oxigénio, incluindo os primeiro animais, como as esponjas.

Novas evidências geológicas descobertas por cientistas da Universidade McGill, em Montreal, mostram que a água glacial derretida fornecia uma linha de vida crucial na época para organismos microscópicos conhecidos como eucariotos.

“As evidências sugerem que, embora grande parte dos oceanos durante o congelamento profundo fosse inabitável devido à falta de oxigénio, em áreas onde a camada de gelo começa a flutuar, havia um suprimento crítico de água derretida oxigenada“, disse Maxwell Lechte, sedimentologista da Universidade McGill, em comunicado.

Anteriormente, os cientistas pensavam que a vida dependente de oxigénio poderia ter sido restrita a poças de água derretida na superfície do gelo. Porém, um novo estudo publicado este mês na revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences fornece evidências de um “oásis de oxigénio” debaixo do gelo, onde o glaciar encontra o mar. Isto terá permitido que formas de vida primitivas tivessem um lugar seguro onde esperar pelo fim da era do gelo.

Os investigadores estudaram rochas ricas em ferro deixadas para trás por depósitos glaciais na Austrália, Namíbia e Califórnia. Ao examinar a química das formações de ferro nessas rochas, os cientistas estimaram a quantidade de oxigénio nos oceanos há cerca de 700 milhões de anos, para entender os efeitos que teria sobre toda a vida marinha, de acordo com a CNN.

De acordo com Lechte, as bolhas de ar presas no gelo glacial eram libertadas na água enquanto derretia, enriquecendo-a com oxigénio, um processo que descreveu como “bomba de oxigénio glacial”.

O planeta Terra já foi uma “bola de neve” gigante

Durante vastas eras de gelo há milhões de anos, a Terra esteve coberta em gelo. As condições na “Terra Bola…

A enorme glaciação que envolveu o planeta poderia ter desempenhado um papel na evolução de formas de vida mais complexas. “O facto de o congelamento global ter ocorrido antes da evolução de animais complexos sugere uma ligação entre a Terra Bola de Neve e a evolução animal”, rematou Lechte. “Essas condições adversas poderiam ter estimulado a sua diversificação para formas mais complexas”.

São necessários mais estudos para perceber como é que os “oásis de oxigénio” poderiam sustentar uma cadeia alimentar. O ScienceAlert recorda que existem hoje ecossistemas glaciais e ecossistemas nas regiões polares congeladas que sustentam diversidade de vida. Por isso, sugere o portal, esses podem ser bons lugares para procurar respostas.

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6 Dezembro, 2019

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3144: Sonda espacial revela dados da atmosfera do Sol. Nunca se tinha chegado lá

CIÊNCIA

NASA divulgou os primeiros resultados da viagem da sonda Parker, a primeira a entrar na atmosfera solar por onde irá passar mais vezes nos próximos seis anos.

Sonda Parker estará no espaço mais seis anos
© NASA

Nunca uma sonda espacial tinha chegado tão perto da atmosfera solar como fez a Parker, uma sonda da NASA que procura recolher dados sobre o Sol. Lançada em Agosto de 2018, a sonda tem uma viagem prevista de sete anos e os investigadores que tratam os dados recolhidos revelaram esta quarta-feira os primeiros resultados obtidos pela Parker.

A primeira amostra de dados oferece pistas sobre mistérios de longa data, incluindo o motivo que leva a atmosfera do sol, conhecida como coroa, a ser centenas de vezes mais quente do que a sua superfície, bem como as origens exactas do vento solar.

“O obtivemos até agora é espectacular”, disse o professor Stuart Bale, físico da Universidade da Califórnia, em Berkeley, que liderou a análise. “Podemos ver a estrutura magnética da coroa, que nos diz que o vento solar emerge de pequenos orifícios. Vemos também actividade impulsiva, jactos que acreditamos estarem relacionados com a origem do vento solar.”

Nos próximos seis anos, a sonda do tamanho de um carro seguirá uma órbita cada vez mais próxima do Sol e chegará a estar tão perto que tecnicamente “tocará” o sol. A Parker consegue resistir, através de um escudo térmico, a temperaturas até 1400 graus e, na sua missão de sete anos, conta atravessar a atmosfera solar 24 vezes, a uma distância de 6,2 milhões de quilómetros da superfície do Sol.

Até agora, os cientistas observavam que o vento do sol parecia ter dois elementos principais: um “rápido” que percorre cerca de 700 km por segundo (e provém de buracos gigantes na região polar do sol) e um vento “lento”, que percorre menos de 500 km por segundo, cuja origem era desconhecida. A sonda Parker analisou o vento “lento” em volta de pequenos orifícios coronais espalhados pelo equador solar – estruturas solares que não tinham sido observadas anteriormente.

As observações também apontam para uma explicação sobre a razão de a coroa ser incrivelmente quente. “A coroa atinge um milhão de graus, mas a superfície do sol é de apenas milhares”, disse o professor Tim Horbury , co-investigador do Parker Solar Probe Fields no Imperial College de Londres. “É como se a temperatura da superfície da Terra fosse a mesma, mas a atmosfera atingisse muitos milhares de graus”, disse, citado pelo The Guardian. As recolhas da sonda Parker revelaram que as partículas do vento solar parecem ser libertadas em jactos explosivos, em vez de serem irradiadas em fluxo constante. “É bang, bang, bang”, resumiu Tim Horbury.

A sonda deve o nome a Eugene Parker que em 1958 foi o primeiro a descobrir a existência do vento solar. Na altura, os colegas cientistas desprezaram a sua teoria de que o vento solar podia forçar o plasma e outras partículas do Sol, lançando-as para a atmosfera e afectando a Terra. Mas as missões espaciais vieram dar-lhe razão. E passados 60 anos, a NASA enviou até ao Sol a sonda com o seu nome.

Diário de Notícias

DN
04 Dezembro 2019 — 22:29

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