4342: Detectado primeiro planeta intacto próximo de uma estrela em fim de vida

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Uma equipa internacional de astrónomos detectou o que pode ser o primeiro planeta intacto próximo de uma anã branca, estrela em fim de vida que normalmente destrói planetas na sua vizinhança, anunciou hoje a NASA.

© NASA

Em comunicado, a agência espacial norte-americana, que opera o telescópio TESS, um “caçador” de planetas fora do sistema solar, refere que o planeta em causa, o WD 1856b, possivelmente 14 vezes maior do que Júpiter, está a 80 anos-luz da Terra, na constelação Dragão.

O planeta extras-solar (exoplaneta) completa uma órbita à estrela WD 1856+534 ao fim de um dia e 14 horas, a uma velocidade 60 vezes superior à da órbita de Mercúrio em relação ao Sol. A anã branca é muito velha, terá dez mil milhões de anos (o universo terá 13,8 mil milhões de anos).

Justificando a relevância da descoberta, um dos astrónomos, Andrew Vanderburg, que lecciona na Universidade de Wisconsin-Madison, nos Estados Unidos, disse que “o processo de criação de uma anã branca destrói planetas próximos”.

“Qualquer coisa que depois se aproxima demasiado é normalmente despedaçada pela enorme gravidade da estrela”, acrescentou o líder da investigação, citado pela NASA.

Além do telescópio TESS, os investigadores socorreram-se de um outro telescópio espacial, o Spitzer, antes de ter passado à “reforma”, a 30 de Janeiro, para poderem fazer o estudo, uma vez que a estrela, por ser tão velha, emite uma luz ténue, dificultando o trabalho de detecção de uma alteração significativa no seu brilho provocada pela passagem de um planeta.

Os resultados do estudo são publicados na revista científica Nature.

Em Dezembro, o Observatório Europeu do Sul anunciou a descoberta do primeiro planeta gigante em torno de uma anã branca, mas que se estava a evaporar.

Em 2015 foi divulgado um estudo na Nature que reportava a descoberta de uma anã branca a “devorar” os restos de um planeta semelhante, na composição, à Terra. O estudo era igualmente coordenado por Andrew Vanderburg, que assina o trabalho hoje divulgado.

Diário de Notícias

DN/Lusa

 

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4265: Astrónomos descobrem a anã branca mais veloz já observada

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

NASA / CXC / M.Weiss
Impressão de artista de uma anã branca a retirar gás da sua estrela

Uma equipa de cientistas descobriu uma estrela anã branca que precisa de apenas 29,6 segundos para completar uma rotação completa ao redor de si mesma.

Uma equipa de astrónomos descobriu uma anã branca que completa a sua rotação em apenas 29,6 segundos. Até agora, o período de rotação mais curto já identificado entre estrelas deste tipo era de 33 segundos.

A estrela, uma vizinha cósmica que se localiza a 850 anos-luz do Sol, é a protagonista do mais recente estudo, publicado na The Astrophysical Journal Letters.

Batizada de CTCV J2056-3014, a estrela foi encontrada graças a observações em raios-X realizadas pelo telescópio espacial XMM-Newton, da Agência Espacial Europeia (ESA), e na luz que é visível aos nossos olhos pelo telescópio Zeiss, do Observatório do Pico dos Dias (OPD).

De acordo com o Space, CTCV J2056-3014 é um sistema binário composto por duas estrelas que orbitam a uma distância equivalente àquela entre a Terra e a Lua. A variação do brilho do sistema, tanto em raios-X quanto na luz visível, chamou a atenção dos astrónomos. Esta variação está associada ao tempo de rotação da anã branca.

“O estudo de CTCV J2056-3014 tem implicações científicas importantes sobre a interacção entre a matéria e os campos magnéticos, que é de grande interesse na Física. Neste sistema, a interacção dá-se com matéria a cair sobre uma estrela magnetizada e em rotação elevada”, explicou Raimundo Lopes, líder da investigação.

A equipa defende que esta descoberta abre horizontes para um melhor entendimento sobre a estrutura e a evolução estelar, assim como sobre a origem de campos magnéticos em estrelas evoluídas.

“Este estudo é também um belo exemplo de sinergia entre instrumentos de grande porte, como o satélite XMM-Newton, e telescópios pequenos, como o Zeiss do Observatório do Pico dos Dias”, acrescentou Albert Bruch, do Laboratório Nacional de Astrofísica.

ZAP //

Por ZAP
3 Setembro, 2020

 

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4082: Astrónomos detectam estranho flash ultravioleta após explosão de super-nova

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

ZTF / Noroeste / Caltech
Flash ultravioleta da super-nova SN2019yvq

Cientistas norte-americanos detectaram um flash ultravioleta pouco comum numa anã branca. Apesar de ainda não saberem o motivo, este clarão de luz pode ajudar a entender mais o fenómeno da matéria escura.

Astrofísicos da Universidade do Noroeste, nos Estados Unidos, detectaram um flash de luz ultravioleta numa anã branca, a SN2019yvq, a cerca de 140 milhões de anos luz de distância.

O fenómeno, que acontece pela segunda vez na história, pode dar aos cientistas pistas importantes sobre o que leva ao desaparecimento destas antigas e deterioradas estrelas. O artigo científico com os resultados foi publicado recentemente no The Astrophysical Journal.

O investigador Adam Miller explicou, citado pelo Science Alert, que este tipo de explosão é comum no Universo, embora a explosão de uma super-nova acompanhada de um flash de luz ultravioleta não o seja.

“A maioria das super-novas não é assim tão quente, pelo que não é possível detectar a radiação UV [ultravioleta] muito intensa”, disse. “Algo de anormal aconteceu com esta super-nova para criar um fenómeno tão quente.”

Os astrónomos têm procurado um clarão de luz ultravioleta durante vários anos, mas “nunca o encontraram”. “Esta é apenas a segunda vez que um clarão UV é detectado em conjunto com uma super-nova”.

A equipa de cientistas ainda desconhece a razão por trás do evento, mas avança quatro hipóteses. A primeira prende-se com o facto de esta anã branca ter-se tornado instável depois de consumir material estelar de uma estrela companheira num sistema binário, fruto de uma colisão de material entre as duas estrelas. O choque poderá ter desencadeado o clarão de luz ultravioleta.

Os astrónomos suspeitam também de que pode ter havido um aumento dramático do calor devido à mistura entre o núcleo interno e as camadas externas da anã branca. A terceira hipótese também está relacionada com o aumento de calor, mas desencadeado pelo hélio, que pode ter feito com que o carbono na estrela entrasse em ignição.

Por último, a equipa sugere que a explosão pode ter ocorrido como resultado de uma fusão de duas anãs brancas. Só o futuro dirá realmente o que aconteceu: “Com a passagem do tempo, o material ejectado pela explosão vai-se mover, e à medida que essa camada fica mais fina, poderemos observar mais fundo.”

Um dos benefícios do estudo da SN2019yvq será tentar desvendar algumas das incógnitas em torno da matéria escura, incluindo a natureza da expansão do Universo.

ZAP //

Por ZAP
31 Julho, 2020

 

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4070: Espectacular flash ultravioleta pode finalmente explicar como as anãs brancas explodem

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Composição, pelo ZTF, de SN2019yvq (ponto azul perto no centro da imagem) na galáxia hospedeira NGC 4441 (galáxia amarelada no centro da imagem), quase a 140 milhões de anos-luz da Terra. SN2019yvq exibiu um flash ultravioleta raramente observado nos dias que se seguiram à explosão da anã branca.
Crédito: ZTF/A. A. Miller (Universidade Northwestern) e D. Goldstein (Caltech)

Apenas pela segunda vez, os astrofísicos avistaram um flash espectacular de luz ultravioleta acompanhando a explosão de uma anã branca.

Um tipo extremamente raro de super-nova, o evento deverá fornecer informações sobre vários mistérios de longa data, incluindo o que faz as anãs brancas explodirem, como a energia escura acelera o cosmos e como o Universo produz metais pesados, como o ferro.

“O flash UV diz-nos algo muito específico sobre como esta anã branca explodiu,” disse o astrofísico Adam Miller, da Universidade Northwestern, que liderou a investigação. “Com o passar do tempo, o material explodido afasta-se da fonte. À medida que este material fica mais fino, podemos ver cada vez mais profundamente. Após um ano, o material será tão fino que veremos até ao centro da explosão.”

Nesse ponto, disse Miller, a sua equipa saberá mais sobre como esta anã branca e todas as anãs brancas – que são remanescentes densos de estrelas mortas – explodem.

O artigo científico foi publicado dia 23 de Julho na revista The Astrophysical Journal.

Evento comum com um “twist” raro

Usando o ZTF (Zwicky Transient Facility) financiado pela NSF (National Science Foundation) e localizado no Observatório Palomar, perto de San Diego, EUA, investigadores descobriram pela primeira vez a super-nova peculiar em Dezembro de 2019 – apenas um dia depois de explodir. O evento, denominado SN2019yvq, ocorreu numa galáxia relativamente próxima, localizada 140 milhões de anos-luz da Terra, muito perto da cauda da constelação de Dragão.

“Descobrir super-novas assim que nascem foi um dos grandes motivadores do ZTF. É um objectivo desafiador, mas quando os astrónomos são capazes de o fazer, como com a recente descoberta de SN2019yvq, isso pode revelar novas informações sobre a física das super-novas e dos seus sistemas progenitores,” disse o professor Shri Kulkarni do Caltech, investigador principal do ZTF.

Em poucas horas, os astrofísicos usaram o Observatório Swift [Neil Gehrels] da NASA para estudar o fenómeno em comprimentos de onda ultravioleta e raios-X. Imediatamente classificaram SN2019yvq como uma super-nova do tipo Ia (pronuncia-se “um-A”), um evento razoavelmente frequente quando uma anã branca explode.

“Estas são algumas das explosões mais comuns do Universo,” disse Miller. “Mas este flash UV é especial. Os astrónomos há anos que procuram estes flashes e nunca os encontraram. Até onde sabemos, esta é apenas a segunda vez que um flash UV é visto com uma super-nova do tipo Ia.”

“O primeiro caso é iPTF14atg. Foi descoberto pelo iPTF (intermediate Palomar Transient Factory), o antecessor do ZTF,” disse Yuhan Yao, co-autor deste artigo. “SN2019yvq exibe uma velocidade muito maior do que iPTF14atg, demonstrando que este fenómeno é realmente mais comum do que se pensava originalmente.”

Mistério quente

O flash raro, que durou alguns dias, indica que algo dentro ou perto da anã branca estava incrivelmente quente. Dado que as anãs brancas se tornam cada vez mais frias à medida que envelhecem, o influxo de calor intrigou os astrónomos.

“A maneira mais simples de criar luz ultravioleta é ter algo muito, muito quente,” disse Miller. “Precisamos de algo muito mais quente do que o nosso Sol – um factor de três ou quatro vezes mais quente. A maioria das super-novas não são tão quentes, de modo que não recebemos radiação UV muito intensa. Algo invulgar deve ter acontecido com esta super-nova para criar um fenómeno tão quente.”

Miller e a sua equipa pensam que esta é uma pista importante para entender porque é que as anãs brancas explodem, que tem sido um mistério de longa data no campo. Actualmente, existem várias hipóteses concorrentes. Miller está particularmente interessado em explorar quatro hipóteses diferentes, que correspondem à análise de dados de SN2019yvq pela sua equipa.

Os cenários possíveis que podem fazer com que uma anã branca expluda com um flash UV são:

  1. Uma anã branca consome a sua estrela companheira e torna-se tão grande e instável que explode. Os materiais da anã branca e da estrela companheira colidem, provocando um flash de emissão ultravioleta;
  2. O material radioactivo extremamente quente no núcleo da anã branca mistura-se com as suas camadas mais externas, fazendo com que a concha exterior atinja temperaturas mais altas do que o normal;
  3. Uma camada externa de hélio inflama carbono dentro da anã branca, despoletando uma explosão dupla extremamente quente e um flash UV;
  4. Duas anãs brancas fundem-se, provocando uma explosão com material ejectado em colisão que emite radiação ultravioleta.

“Dentro de um ano,” disse Miller, “seremos capazes de descobrir qual destes quatro cenários é a explicação mais provável.”

Informações impressionantes

Quando os cientistas souberem o que provocou a explosão, aplicarão essas descobertas para aprender mais sobre a formação planetária e sobre a energia escura.

Como a maior parte do ferro no Universo é produzido por super-novas do tipo Ia, uma melhor compreensão deste fenómeno pode dizer-nos mais sobre o nosso próprio planeta. O ferro das estrelas que explodiram, por exemplo, formou o núcleo de todos os planetas rochosos, incluindo a Terra.

“Se quisermos entender como a Terra foi formada, precisamos de entender de onde veio o ferro e qual a quantidade necessária,” disse Miller. “Compreender as maneiras pelas quais uma anã branca explode dá-nos uma compreensão mais precisa de como o ferro é criado e distribuído por todo o Universo.”

Iluminando a energia escura

As anãs brancas também já desempenham um papel enorme no entendimento actual da energia escura pelos físicos. Os cientistas preveem que as anãs brancas têm todas o mesmo brilho quando explodem. De modo que as super-novas do tipo Ia são consideradas “velas padrão”, permitindo que os astrónomos calculem exactamente a que distância estão estas explosões da Terra. A utilização de super-novas para medir distâncias levou à descoberta da expansão acelerada do Universo e da energia escura, uma descoberta reconhecida com o Prémio Nobel da Física em 2011.

“A maioria das galáxias estão na verdade a afastar-se de nós. Se existirem explosões de super-novas do tipo Ia em galáxias muito distantes, as suas distâncias e velocidades podem ser inferidas a partir de quão brilhantes essas super-novas parecem ser, vistas a partir da Terra,” explicou Yao. “Os astrónomos descobriram que o Universo está a expandir-se a um ritmo cada vez mais rápido, e a explicação mais popular é que dois-terços do Universo são constituídos pela misteriosa energia escura.”

Ao melhor entender as explosões das anãs brancas, Miller pensa que podemos melhor entender a energia escura e a rapidez com que acelera o Universo.

“De momento, ao medir distâncias, tratamos todas estas explosões da mesma forma, mas temos boas razões para pensar que existem vários mecanismos de explosão,” explicou. “Se conseguirmos determinar o mecanismo exacto da explosão, pensamos que podemos separar melhor as super-novas e assim fazer medições mais precisas da distância.”

Astronomia On-line
28 de Julho de 2020

 

 

4007: Há uma estrela fugitiva a correr pela Via Láctea. Sobreviveu a uma explosão termonuclear

CIÊNCIA/ASTROFÍSICA

Mark Garlick / University of Warwick

Uma anã branca explodiu e fugiu da sua própria órbita, juntamente com outra estrela, numa “super-nova parcial”, e lançou-se em direcção à Via Láctea.

A investigação, financiada pelo Leverhulme Trust e Science and Technology Facilities Council (STFC), analisou uma anã branca que tinha sido descoberta anteriormente e classificada como tendo uma composição atmosférica incomum. O novo estudo revela que a estrela era uma estrela binária que sobreviveu à explosão de uma super-nova, que a lançou, juntamente com a sua companheira, numa viagem pela Via Láctea em direcções opostas.

As anãs brancas são os núcleos remanescentes de gigantes vermelhas, depois de estas estrelas morrerem e perderem as suas camadas exteriores, arrefecendo ao longo de milhares de milhões de anos. A maioria das anãs brancas possui atmosferas compostas quase inteiramente de hidrogénio ou hélio, com evidências ocasionais de carbono ou oxigénio extraídas do núcleo da estrela.

Esta estrela, designada SDSS J1240 + 6710 e descoberta em 2015, parecia não conter nem hidrogénio nem hélio e era composta por uma mistura incomum de oxigénio, néon, magnésio e silício. Usando o Telescópio Espacial Hubble, os cientistas também identificaram carbono, sódio e alumínio na atmosfera da estrela, todos produzidos nas primeiras reacções termo-nucleares de uma super-nova.

No entanto, não existiam elementos de ferro, níquel, cromo e manganês, que são elementos mais pesados normalmente cozidos a partir dos mais leves e compõem as características definidoras das super-novas termo-nucleares. A falta desses elementos sugere que a estrela passou por uma super-nova parcial antes de a queima nuclear acabar.

Os cientistas mediram a velocidade da anã branca e descobriram que está a viajar a 900 mil quilómetros por hora. Também possui uma massa particularmente baixa para uma anã branca – apenas 40% da massa do Sol -, consistente com a perda de massa de uma super-nova parcial.

“Esta estrela é única porque possui todas as principais características de uma anã branca, mas possui velocidade muito alta e abundâncias incomuns que não fazem sentido quando combinadas com a sua baixa massa. Tem uma composição química que é a impressão digital da queima nuclear, uma massa baixa e uma velocidade muito alta: todos esses factos implicam que deve ter vindo de algum tipo de sistema binário próximo e deve ter sido submetido a ignição termonuclear. Terá sido um tipo de super-nova, mas um tipo que nunca vimos antes”, disse Boris Gaensicke, do Departamento de Física da Universidade de Warwick, em comunicado citado pelo EurekAlert.

Os cientistas teorizam que a super-nova interrompeu a órbita da anã branca com a sua estrela parceira quando, de repente, ejectou uma grande proporção da sua massa. Ambas as estrelas terão sido lançadas em direcções opostas nas suas velocidades orbitais.

As super-novas termo-nucleares mais bem estudadas são o “Tipo Ia”, que levou à descoberta da matéria escura. A SDSSJ1240 + 6710 pode ser a sobrevivente de um tipo de super-nova que ainda não foi “apanhada em flagrante”. Sem o níquel radioactivo que alimenta o brilho duradouro das super-novas tipo Ia, a explosão que lançou o SDSS1240 + 6710 para a nossa galáxia teria sido um breve clarão difícil de descobrir.

Este fenómeno abre a possibilidade de haver outras sobreviventes de super-novas a viajarem sem ser descobertas pela Via Láctea, bem como outros tipos de super-novas que ocorrem noutras galáxias que os astrónomos nunca viram.

Este estudo foi publicado esta semana na revista científica Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

ZAP //

Por ZAP
17 Julho, 2020

 

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3973: Anãs brancas podem ser fonte de um elemento essencial para a vida no Universo

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

NASA, ESA and G. Bacon (STScI)
Representação artística da anã branca Sirius, a estrela mais brilhante no nosso firmamento

Uma nova análise sobre anãs brancas levada a cabo por uma equipa de cientistas internacionais sugere que os remanescentes estelares destes corpos podem ser uma importante fonte de carbono, um elemento essencial para a vida.

Em comunicado, os cientistas recordam que quase 90% de todas as estrelas completam o seu desenvolvimento sob a forma de uma anã branca, um remanescente estelar muito denso que arrefece e se atenua gradualmente ao longo de milhões de anos.

A nova investigação, cujos resultados foram esta semana publicados na revista científica especializada Nature Astronomy, concluiu que estes corpos, antes de serem completamente queimados, emitem as suas cinzas para o Espaço circundante através de ventos estelares enriquecidos com elementos químicos, incluindo carbono recém-sintetizado no interior profundo da estrela durante as últimas fases da sua vida.

Na mesma nota, os cientistas refere que, desde 2018, analisam e calculam massas de várias anãs brancas da Via Láctea e de outras galáxias do Universo.

“Usando a teoria da evolução estelar, fomos capazes de voltar às estrelas-mães‘ e derivar as suas massas à nascença”, explicou Enrico Ramirez-Ruiz co-utor do estudo e professor de Astronomia e Astrofísica na Universidade da Califórnia em Santa Cruz (EUA).

Por norma, quanto mais maciça é uma estrela ao nascer, mais maciça será também a anã branca no momento do seu desaparecimento, tendência que tem sido apoiada por várias observações e conjecturas teóricas.

ZAP //

Por ZAP
9 Julho, 2020

 

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3502: Cientistas descobrem o primeiro remanescente pulsante de uma estrela num sistema binário eclipsante

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Impressão de artista de um sistema binário com uma anã branca acretando matéria da sua companheira.
Crédito: ESO/M. Kornmesser

Cientistas da Universidade de Sheffield descobriram uma antiga estrela pulsante num sistema binário, o que lhes permite aceder a informações importantes sobre a história de como estrelas como o nosso Sol evoluem e eventualmente morrem.

A descoberta da primeira estrela anã branca pulsante num binário eclipsante, por físicos da Universidade de Sheffield, significa que a equipa pode ver, pela primeira vez e em detalhe, como a evolução binária afectou a estrutura interna de uma anã branca.

Um binário eclipsante, ou sistema estelar duplo, é constituído por duas estrelas que se orbitam uma à outra e que passam periodicamente uma à frente da outra, a partir da perspectiva da Terra.

As anãs brancas são os núcleos queimados deixados para trás quando uma estrela como o Sol morre. Esta anã branca em particular pode fornecer, pela primeira vez, informações importantes sobre a estrutura, evolução e morte destas estrelas.

Pensa-se que a maioria das anãs brancas sejam compostas principalmente de carbono e oxigénio, mas esta anã em particular é composta principalmente de hélio. A equipa pensa que isso é resultado da companheira binária ter interrompido a sua evolução cedo, antes de ter hipótese de fundir o hélio em carbono e oxigénio.

Os pulsos desta estrela foram descobertos usando a HiPERCAM, uma revolucionária câmara de alta velocidade desenvolvida por uma equipa liderada pelo professor Vik Dhillon do Departamento de Física e Astronomia da Universidade de Sheffield.

A HiPERCAM pode captar uma imagem a cada milissegundo em cinco cores diferentes simultaneamente e está acoplada ao GTC (Gran Telescopio Canarias) de 10,4 metros, o maior telescópio óptico do mundo em La Palma. Isto permitiu que os cientistas detectassem os pulsos rápidos e subtis desta anã branca em particular.

Os pulsos da anã branca e do sistema binário eclipsante permitiram à equipa investigar a sua estrutura usando duas técnicas, asteros-sismologia e estudos de eclipses. A asteros-sismologia envolve a medição da rapidez com que as ondas sonoras viajam através da anã branca.

O Dr. Steven Parsons, que liderou o estudo e do mesmo departamento, disse: “A determinação da composição de uma anã branca não é simples porque estes objectos têm aproximadamente metade da massa do Sol e aproximadamente o tamanho da Terra. Isto significa que a gravidade é extremamente forte numa anã branca, cerca de um milhão de vezes maior do que aqui na Terra, de modo que à superfície de uma anã branca uma pessoa média pesaria 60 milhões de quilogramas. A gravidade faz com que todos os elementos pesados da anã branca afundem para o centro, deixando apenas os elementos mais leves na superfície e, portanto, a verdadeira composição permanece oculta por baixo.

“Esta anã branca pulsante que descobrimos é extremamente importante, pois podemos usar o movimento binário e o eclipse para medir independentemente a massa e o raio desta anã branca, o que nos ajuda a determinar a sua composição. Ainda mais interessante, as duas estrelas neste sistema binário interagiram uma com a outra no passado, transferindo material para a frente e para trás. Podemos ver como esta evolução binária afectou a estrutura interna da anã branca, algo que não conseguimos fazer antes para este tipo de sistemas binários.”

O próximo passo da investigação é continuar a observar a anã branca para registar o maior número possível de pulsos usando a HiPERCAM e o Telescópio Espacial Hubble.

Astronomia On-line
20 de Março de 2020

 

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3175: Estrelas mortas estão a explodir em todo o Universo (e a matéria escura pode ser a culpada)

CIÊNCIA

Estrelas mortas estão a explodir em todo o Universo e não sabemos porquê. No entanto, agora, dois investigadores consideram que minúsculos buracos negros feitos de matéria escura podem ser os culpados.

Um par de cientistas, Joseph Bramante e Javier Acevedo, da Universidade Queen, têm uma nova teoria sobre o que pode fazer explodir estrelas mortas, ou seja, anãs brancas, transformando-as em super-novas.

O gatilho oculto que desencadeia a reacção em cadeia destrutiva, segundo sugere a equipa, pode ser um minúsculo buraco negro feito de matéria escura que cresce no núcleo da estrela, de acordo com a New Scientist.

Os astrónomos observaram estrelas anãs brancas – os cadáveres de estrelas demasiado pequenas para serem super-novas – a detonar, mas não conseguiram desenvolver modelos que explicassem o porquê. O novo estudo, publicado em Agosto na revista científica Physical Review D, preenche o gatilho que faltava.

A dupla fez uma simulação no computador do que aconteceria se matéria escura encontrasse uma anã branca com entre 1 e 1,4 vezes o tamanho do sol. Anãs brancas maiores devem ter suficiente pressão interna para criar um buraco negro.

Bramante e Acevedo consideram que a matéria escura, quando entra na anã branca a cerca de 1% da velocidade da luz, é muito mais quente do que o material que faz a estrela. Após a reacção da matéria escura e da matéria na estrela, a matéria escura deve arrefecer e acumular-se no centro.

Assim, a matéria escura – a substância misteriosa e invisível que compõe a maior parte da matéria no universo – acumula-se no centro de uma anã branca até que esta chegue ao limite, entrando em colapso, desmoronando-se e explodindo.

“O segredo das super-novas é que, nos modelos de computador, nunca conseguimos que façam a ignição final”, disse, em declarações ao New Scientist, a astrofísica da Universidade de Charleston, Ashley Pagnotta, que não trabalhou no estudo. “Tem de haver sempre um gatilho injectado.”

Os investigadores não têm certeza de como poderiam confirmar a sua ideia, porque os cientistas ainda não descobriram como observar a matéria escura. Fazer isso durante uma super-nova seria ainda mais difícil. “Seria algo como o tamanho de um protão, mas ainda é extremamente massivo”, disse Joseph Bramante ao mesmo jornal.

Tanto a matéria escura como a antimatéria têm tirado o sono aos cientistas. O mundo em que vivemos é apenas feito de matéria, apesar de o Big Bang dever ter criado quantidades iguais de matéria e antimatéria.

Em relação à matéria escura – que compõe cerca de 80% de toda a matéria do Universo – as observações astronómicas mostram que uma massa desconhecida está a influenciar as órbitas das estrelas nas galáxias, mas ninguém foi capaz de determinar as propriedades microscópicas exactas destas partículas. Aliás, só sabemos da existência da matéria escura devido ao efeito gravitacional que causa na matéria visível, denunciando o seu “rastro”.

Há alguns cientistas que defendem que a matéria escura é composta por uma partícula elementar hipotética – o axião – que desempenha um papel importante para explicar os misteriosos “buracos” no Modelo Padrão da Física de Partículas.

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Por ZAP
11 Dezembro, 2019

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2781: O Sol é muito pequeno para acabar como buraco negro

CIÊNCIA

(CC0/PD) Buddy_Nath / Pixabay

O Sol não acabará a sua vida, tal como muitas outras estrelas, convertendo-se num buraco negro ou numa estrela de neutrões, recorda a NASA, dando conta que o seu destino final é outro: uma anã branca.

De acordo com a agência espacial norte-americana, a nossa estrelas precisaria de ser cerca de 20 vezes mais massivo para que terminasse a sua vida como buraco negro.

Segundo explica a NASA, as estrelas que nascem com este tamanho – 20 vezes a massa do Sol – ou com um tamanho maior podem explodir numa super-nova no final das suas vidas antes de desabar num buraco negro, objecto cósmico de grande força gravitacional. Nada, nem mesmo a luz, lhe pode escapar.

Algumas estrelas menores são suficientemente grandes para se tornarem super-novas, mas pequenas demais para se tornarem buracos negros. Por isso, estas entrarão em colapso em estruturas super densas – as chamadas estrelas de neutrões – depois de explodirem como uma super-nova.

O Sol também não é suficientemente grande para esse destino final: tem apenas um décimo da massa necessária para se tornar uma estrela de neutrões.

Então, o que acontecerá com o Sol? Dentro de 6 mil milhões de anos, a nossa estrela terminará como uma anã branca, um pequeno e denso remanescente de uma estrela que brilha com o excesso de calor. O processo, aponta a NASA, começará em cerca de 5.000 milhões de anos, quando o Sol começar a ficar sem combustível.

Tal como a maioria das estrelas, durante a fase principal da sua vida, o Sol cria energia através da fusão de átomos de hidrogénio no seu núcleo.  Daqui a 5.000 milhões de anos, o Sol começará a ficar sem hidrogénio, entrando assim em colapso. Esta situação permitirá ao Sol começar a fundir elementos mais pesados no núcleo, juntamente com a  fusão de hidrogénio numa concha envolvida em torno do núcleo.

Quando isso acontecer, a temperatura do Sol aumentará e as camadas externas da sua atmosfera vão expandir-se muito no Espaço, ao ponto de “engolir” a Terra – situação que tornaria a Terra inabitável para a vida tal como a conhecemos.

Esta será a fase gigante vermelha, que durará cerca de mil milhões de anos até que o Sol entre em colapso total para formar uma anã branca.

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6 Outubro, 2019

 

Encontradas duas estrelas “mortas” que se orbitam em minutos

Impressão de artista de um par de anãs brancas, de nome ZTF J1530+5027. Este par “eclipsante” de anãs brancas orbita-se uma à outra a cada sete minutos: quando a estrela maior e mais fria passa em frente, ou eclipsa, a estrela mais pequena e quente, a luz da estrela mais pequena é bloqueada. Para os astrónomos que observam o sistema, o par parece ter desaparecido durante aproximadamente 30 segundos durante a fase eclipsante da sua órbita.
Crédito: Caltech/IPAC/R. Hurt

Duas estrelas mortas foram vistas a orbitar-se uma à outra a cada sete minutos. A descoberta celeste rara foi feita usando o ZTF (Zwicky Transient Facility) do Caltech, um levantamento do céu topo-de-gama no Observatório Palomar que varre rapidamente o céu nocturno à procura de qualquer coisa que se mova, pisque ou varie de brilho.

O novo duo dinâmico, oficialmente conhecido como ZTF J1539+5027, é o segundo par mais rápido de estrelas mortas que se orbitam, de nome anãs brancas, encontrado até hoje. O par é também o mais rápido “sistema binário eclipsante”, o que significa que uma anã branca cruza repetidamente em frente da outra a partir do nosso ponto de vista. A natureza eclipsante das companheiras estelares é fundamental porque permite que os astrónomos aprendam os tamanhos, as massas e os períodos orbitais das estrelas.

Cada uma das recém-descobertas anãs brancas tem aproximadamente o tamanho da Terra, uma sendo um pouco menor e mais brilhante que a outra, e juntas têm uma massa equivalente à do nosso Sol. Os dois objectos orbitam muito próximos um do outro, a um-quinto da distância entre a Terra e a Lua; na verdade, as estrelas em órbita cabiam dentro do planeta Saturno. E completam uma volta em torno da outra a cada sete minutos a velocidades de centenas de quilómetros por segundo.

“À medida que a estrela mais fraca passa em frente da mais brilhante, bloqueia a maior parte da luz, resultando no padrão cintilante de sete minutos que vemos nos dado do ZTF,” disse o estudante Kevin Burdge do Caltech, autor principal de um novo estudo sobre as estrelas publicado na edição de 25 de Julho da revista Nature. “A matéria está a preparar-se para sair da anã branca, maior e mais leve, para a anã mais pequena e mais pesada, que acabará por absorver completamente a sua companheira mais leve. Já vimos muitos exemplos de um tipo de sistema em que uma anã branca foi canibalizada pela sua companheira, mas raramente avistamos sistemas onde ainda se estão a fundir, como neste.”

O par também é único por ser uma das poucas fontes conhecidas de ondas gravitacionais – ondulações no espaço e no tempo – que serão captadas pela futura missão espacial europeia LISA (Laser Interferometer Space Antenna), que deverá ser lançada em 2034. LISA será semelhante ao LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) do NSF, que fez história em 2015 ao fazer a primeira detecção directa de ondas gravitacionais de um par de buracos negros em colisão. Mas o LISA detectará as ondas, no espaço, em frequências mais baixas.

“Estas duas anãs brancas estão a fundir-se porque estão a emitir ondas gravitacionais. Uma semana depois do LISA ficar activo, deverá detectar as ondas gravitacionais deste sistema,” diz o co-autor Tom Prince, professor de física no Caltech e investigador sénior do JPL. “O LISA encontrará dezenas de milhares de sistemas binários como este na nossa Galáxia, mas até agora só conhecemos alguns. E este sistema binário de anãs brancas é um dos mais bem caracterizados devido à sua natureza eclipsante.”

Um rápido piscar no céu nocturno

O objecto raro foi detectado pela grande câmara de 576 megapixéis do ZTF, que varre rapidamente todo o céu a cada três noites e a maior parte do plano da Via Láctea todas as noites. Burdge encontrou ZTF J1539+5027 executando um programa de computador que rastreou 10 milhões de objectos cósmicos, procurando mudanças durante um período de três meses. Assim que encontrou objectos candidatos com o ZTF, Burdge usou o NOAO (National Optical Astronomy Observatory) em Kitt Peak para acompanhar e encontrar os candidatos mais promissores.

“Este par destacou-se porque o sinal repete-se com muita frequência e de maneira tão previsível,” disse Burdge, membro da equipa do ZTF no Caltech. “Antes, não conseguíamos procurar objectos que mudam sistematicamente em escalas de tempo de minutos. O ZTF permite-nos fazer isso porque a sua câmara é enorme e porque pode facilmente tirar fotos do céu e depois voltar e repetir.” Observações posteriores com o Telescópio Hale de 200 polegadas, no Observatório Palomar, ajudaram a refinar as medições do novo sistema.

“Apenas alguns meses depois de ficar activo, os astrónomos do ZTF detectaram anãs brancas que se orbitam umas às outras num ritmo recorde,” disse Anne Kinney, directora assistente de ciências matemáticas e físicas do NSF. “É uma descoberta que melhorará em muito a nossa compreensão desses sistemas e é uma amostra das surpresas que ainda estão por vir.”

Um par emaranhado

As anãs brancas começam as suas vidas como estrelas como o nosso Sol, excepto que estavam unidas como um par íntimo. À medida que as estrelas envelheceram, transformaram-se em gigantes vermelhas, embora não ao mesmo tempo. Com o tempo, as estrelas inchadas soltaram as suas camadas externas, deixando para trás duas estrelas mortas – as anãs brancas.

“Às vezes estas anãs brancas binárias fundem-se numa única estrela, e outras vezes a órbita aumenta à medida que a anã branca mais leve é gradualmente destruída pela mais massiva,” explicou o co-autor James (Jim) Fuller, professor assistente de astrofísica teórica no Caltech. “Não temos certeza do que acontecerá neste caso, mas a descoberta de mais sistemas deste tipo dir-nos-á com que frequência estas estrelas sobrevivem aos seus encontros imediatos.”

Outro mistério que os investigadores esperam responder no futuro envolve a temperatura da anã branca mais quente, estimada em 50.000º C, ou nove vezes mais quente do que o Sol. Pensa-se que esta anã branca seja tão quente porque está a começar a “alimentar-se” da sua companheira e a puxar material, um processo que aquece este material a temperaturas escaldantes. Mas esta alimentação, ou processo de “acreção”, é geralmente associado a raios-X, e os investigadores não estão a detectá-los.

“É estranho que não estejamos a ver raios-X neste sistema. Uma possibilidade é que os pontos de acreção na anã branca – as áreas para onde o material está a cair – sejam maiores do que o normal, e isso poderá resultar na emissão de luz ultravioleta e visível em vez de raios-X,” acrescentou Burdge.

A equipa diz que a anã branca dupla, localizada a quase 8000 anos-luz de distância na direcção da constelação de Boieiro, deverá continuar a piscar no céu nocturno por aproximadamente cem mil anos. Os astrónomos amadores até poderão observar o par como um único ponto no céu, piscando a cada sete minutos, com a ajuda de um telescópio com pelo menos um metro de tamanho.

Astronomia On-line
30 de Julho de 2019

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2058: Estrela zombie nasce após rara colisão entre anãs brancas

(dr) Gvaramadze et al / Nature 2019

Cientistas da Universidade de Bonn, na Alemanha, e da Academia de Ciências da Rússia encontraram uma rara estrela entre as nuvens de gás a 10.000 anos-luz da Terra.

A estrela incomum, conhecida como J005311, surgiu muito provavelmente a partir do seu cataclismo cósmico depois da colisão de duas estrelas mortas na constelação de Cassiopeia. A descoberta, publicada recentemente na revista Nature, revela a natureza da exótica estrela zombie e as suas propriedades incomuns.

Para fazer a observação, a equipa utilizou o telescópio espacial Wide-field Survey Explorer, da NASA, e um telescópio terrestre do Observatório Astrofísico Especial da Rússia.

Quando uma estrela pequena esgota o seu combustível, transforma-se numa “anã branca”, ou seja, uma pequena e densa estrela morta. No entanto, os cientistas analisaram a radiação emitida pela estranha estrela e descobriram que não possuía hidrogénio nem hélio, elementos geralmente presentes numa anã branca.

Graças a um sinal emitido pela J005311, os astrónomos suspeitam ter detectado o resultado daquilo que pensam ter sido uma fusão cósmica entre duas anãs brancas que circulavam entre si há milhares de milhões de anos.

“Este é um evento extremamente raro”, explicou Gotz Grafener, co-autor do artigo científico, num relatório divulgado recentemente, no qual adianta ainda que há menos de meia dúzia de objectos como este na Via Láctea.

Habitualmente, colisões entre anãs brancas terminam em grandes explosões estelares, chamadas de super-novas. O curioso é que a J005311 não explodiu – pelo contrário, foi reanimada e começou a queimar novamente.

Este evento, que deixou os cientistas muito surpreendidos, atrasou apenas a morte da estrela alguns milhares de anos, já que o seu destino não pode ser outro: ela irá, eventualmente, morrer. Assim como da primeira vez, a sua vida chegará ao fim no exacto momento em que esgotar todo o seu combustível.

ZAP //

Por ZAP
27 Maio, 2019


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1469: O Sol vai transformar-se numa bola de cristal antes de morrer

Mark Garlick / Universidade de Warwick

Num processo curiosamente semelhante ao envelhecimento humano, a maior parte das estrelas no seu capítulo final da vida tendem a encolher, murchar e ficar lentamente brancas.

Os astrónomos chamam a estas estrelas de “anãs brancas” e, ao contrário dos seres humanos, podem durar milhões de anos.

Nesse tempo, estrelas com massas entre cerca de um décimo e oito vezes a massa do nosso Sol queimam a sua último energia nuclear, perdem camadas externas de fogo e transformam-se em núcleos ultra-compactos. Embora isso possa soar como um final sem glamour para uma estrela, um novo estudo publicado este mês na revista Nature sustenta que o estado de anã branca pode ser apenas o começo de uma nova metamorfose.

Num estudo com mais de 15 mil anãs brancas conhecidas em redor da Via Láctea, uma equipa de astrónomos da Universidade de Warwick, no Reino Unido, concluiu que as estrelas não desaparecem – primeiro transformam-se em esferas de cristal luminosas.

“Todas as anãs brancas se cristalizarão em algum ponto da sua evolução”, disse o principal autor do estudo, Pier-Emmanuel Tremblay, um astrofísico da Universidade de Warwick, em comunicado. “Isso significa que milhões de anãs brancas na nossa galáxia já completaram o processo e são essencialmente esferas de cristal no céu.”

Se isto for verdade, então o próprio sol da Terra – assim como 97% das estrelas na Via Láctea – também estão destinados a terminar os seus dias como bolas de cristal a brilhar no cosmos.

Para o novo estudo, Tremblay e os seus colegas usaram observações do satélite Gaia da Agência Espacial Europeia para analisar a luminosidade e as cores de cerca de 15 mil anãs brancas conhecidas, localizadas a 300 anos-luz da Terra. Os investigadores viram que um excesso de estrelas parecia partilhar as mesmas luminosidades e cores, independentemente do tamanho e da idade das estrelas.

A aparência uniforme destas estrelas sugeria que as anãs tinham atingido algum tipo de fase de desenvolvimento. Usando modelos de evolução de estrelas, os astrónomos determinaram que todos estes astros chegaram a uma fase em que o calor latente estava a ser libertado dos seus núcleos em grandes quantidades, diminuindo significativamente o arrefecimento.

Quando uma anã branca arrefece bastante, o líquido fundido no seu núcleo começa a solidificar-se – noutras palavras, a estrela começa a transformar-se em cristal.

ESA
Evolução estelar

De acordo com Tremblay, este estudo fornece “a primeira evidência directa de que as anãs brancas se cristalizam”, finalmente apoiando uma hipótese levantada há 50 anos.

De acordo com o novo estudo, porém, o calor libertado durante a fase de cristalização da anã branca poderia retardar o arrefecimento da estrela em até dois mil milhões de anos. Se for este o caso, anãs brancas conhecidas podem ter muitos mais milhões de anos do que se pensava, o que complica uma cronologia já misteriosa.

Não se sabe exactamente quanto tempo uma estrela pode permanecer como uma anã branca antes de deixar de emitir luz e calor, tornando-se o que alguns investigadores chamam de “anã negra”. Este ponto final teórico da evolução estelar nunca foi observado.

Mais estudos são necessários para que os cientistas entendam melhor a vida e a morte das estrelas e aprimorem os seus métodos de datação cósmica.

ZAP // Live Science

Por ZAP
12 Janeiro, 2019

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1070: ANALISADA A ÚNICA ANÃ BRANCA ORBITADA POR FRAGMENTOS PLANETÁRIOS

Impressão de artista que mostra um disco de poeira e fragmentos planetários em torno de uma estrela.
Crédito: NASA/JPL-Caltech

O estudo, liderado por Paula Izquierdo, aluna de doutoramento do Instituto de Astrofísica das Canárias (IAC) e da Universidade de La Laguna (ULL), aprofundou a análise desta excepcional anã branca, que mostra trânsitos periódicos produzidos por fragmentos de um planetesimal dizimado. As observações usadas para esta investigação foram obtidas com o GTC (Gran Telescopio Canarias) e com o Telescópio Liverpool.

O artigo, publicado recentemente na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, confirma a evolução contínua dos trânsitos produzidos pelos remanescentes de um planetesimal em órbita da anã branca WD 1145+017. Estes “detritos” passam em frente da estrela a cada 4,5 horas, bloqueando uma fracção da luz da estrela. A interacção contínua e a fragmentação destes detritos provocam grandes mudanças na profundidade e na forma dos trânsitos observados.

WD 1145+017 é uma anã branca, o núcleo remanescente de uma estrela que esgotou o seu combustível nuclear. A maioria das anãs brancas têm massas menores que a do Sol e tamanhos semelhantes à Terra. Muitos estudos indicam que 95% de todas as estrelas no Universo terminarão as suas vidas como anãs brancas, entre elas o nosso próprio Sol.

“O estudo deste sistema dar-nos-á informações sobre o futuro do nosso Sistema Solar,” explica Paula Izquierdo, autora principal do artigo. Por esse motivo, WD 1145+017 é especial. É a primeira anã branca para a qual as mudanças no brilho devido a ocultações (parte da luz da estrela é bloqueada pelos fragmentos de um corpo rochoso numa órbita de 4,5 horas) foram detectadas, sofrendo colisões contínuas que vão resultar na sua desintegração.

Embora este sistema tenha sido apenas descoberto em 2015, já atraiu a atenção de um grande número de grupos de investigação. Este estudo mais recente apresenta os primeiros dados espectroscópicos simultâneos, obtidos com o GTC (10,4 metros) e dados fotométricos do Telescópio Liverpool (2 metros), ambos no Observatório Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma).

“Quando o sistema está fora de trânsito, assumimos que detectamos 100% do fluxo, porque nada atrapalha a luz emitida pela anã branca,” explica a investigadora do IAC/ULL. “Mas quando os detritos planetários em órbita da estrela cruzam a nossa linha de visão,” realça, “o que acontece durante um trânsito, a quantidade de luz que recebemos é reduzida. Essa redução é tão grande quanto 50% no trânsito mais profundo que observámos: grandes nuvens de poeira que sopram os fragmentos planetesimais são capazes de ocultar metade da luz da anã branca.”

O estudo também confirma que os trânsitos na faixa visível da luz são “cinza”. Ou seja, não há relação entre a profundidade dos trânsitos e as suas cores, o que faz com que os trânsitos sejam igualmente profundos nas cinco bandas de onda estudadas. Os autores discutem uma nova hipótese na qual a queda observada na quantidade de luz é devida a uma estrutura opticamente espessa, não a uma estrutura opticamente fina como proposto anteriormente.

“O trânsito mais profundo mostra uma estrutura complexa que pudemos modelar usando a super-posição de diferentes nuvens de poeira, como se fosse produzido por seis fragmentos igualmente espaçados vindos dos planetesimais,” explica Pablo Rodríguez-Gil, co-autor do artigo, investigador do IAC e professor associado da ULL.

Entre os diferentes achados, a equipa observou uma redução na quantidade de absorção produzida pelo ferro durante o trânsito mais profundo detectado: “Parte dessa absorção,” afirma o co-autor Boris Gänsicke, astrónomo da Universidade de Warwick (Reino Unido), “não tem origem na atmosfera da anã branca, mas num disco de gás que também orbita em seu redor, de modo que demonstrámos que o disco de fragmentos e de gás devem estar espacialmente relacionados.”

Finalmente, usaram a distância de WD 1145+017, obtida pela missão Gaia da ESA, para derivar a massa, raio, temperatura e idade do sistema.

Astronomia On-line
25 de Setembro de 2018

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