1415: ALMA fornece visão sem precedentes do nascimento de planetas

imagens de alta resolução, pelo ALMA, de discos protoplanetários próximos, resultados da campanha DSHARP.
Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), S. Andrews et al.; N. Lira

Os astrónomos já catalogaram quase 4000 exoplanetas em órbita de estrelas distantes. Embora já tenhamos aprendido muito sobre esses mundos recém-descobertos, ainda há muito que não sabemos sobre os passos da formação planetária e as “receitas” cósmicas precisas que produzem a ampla gama de corpos planetários já descobertos, incluindo os chamados Júpiteres quentes, os mundos rochosos massivos, os planetas anões gelados e – esperamos algum dia em breve – análogos distantes da Terra.

Para ajudar a responder a estas e a outras questões intrigantes sobre o nascimento dos planetas, uma equipa de astrónomos usou o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para realizar uma das mais profundas investigações sobre discos protoplanetários, as cinturas de poeira formadoras de planetas em redor de estrelas jovens.

“Este programa em específico é importante porque debruça-se sobre um dos objectivos científicos fundamentais do ALMA, que é entender o processo de formação planetária e, de estudos anteriores com amostras demasiado pequenas ou objectos individuais, salta para um contexto completamente novo, permitindo análises estatísticas,” explica Stuartt Corder, director adjunto do ALMA; “Será que estes tipos de estruturas são comuns ou raros? Essa abordagem mais estatística permite que os investigadores respondam a questões muito mais fundamentais para o processo de formação planetária.”

Conhecido como DSHARP (Disk Substructures at High Angular Resolution Project), este grande programa do ALMA produziu imagens impressionantes e de alta resolução de 20 discos protoplanetários próximos e deu aos astrónomos novas informações sobre a variedade de características que contêm e sobre a velocidade com que os planetas podem emergir.

Os resultados deste levantamento foram apresentados numa série de dez artigos científicos aceites para publicação na revista The Astrophysical Journal Letters.

De acordo com os cientistas, a interpretação mais convincente destas observações é que os planetas grandes, provavelmente parecidos em tamanho e composição com Neptuno ou Saturno, formam-se rapidamente, muito mais depressa do que a teoria actual indicaria. Também tendem a formar-se nos limites externos dos seus sistemas, a distâncias tremendas das suas estrelas hospedeiras.

Esta formação precoce também poderá ajudar a explicar como os mundos rochosos, do tamanho da Terra, são capazes de evoluir e crescer, sobrevivendo à sua suposta adolescência auto-destrutiva.

“O objectivo desta campanha de observação era encontrar semelhanças e diferenças nos discos protoplanetários. A visão extraordinariamente nítida do ALMA revelou estruturas inéditas e padrões inesperadamente complexos,” comenta Sean Andrews, astrónomo do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica e líder da campanha de observação do ALMA juntamente com Andrea Isella da Universidade Rice, Laura Pérez da Universidade do Chile e Cornelis Dullemond da Universidade de Heidelberg. “Estamos a ver detalhes distintos em torno de uma grande variedade de estrelas jovens de várias massas. A interpretação mais convincente destas características altamente diversificadas e de pequena escala é que existem planetas invisíveis a interagir com o material do disco.”

Os modelos principais para a formação de planetas sustentam que estes nascem através da acumulação gradual de poeira e gás no interior de um disco protoplanetário, começando com grãos de poeira que coalescem para formar rochas cada vez maiores, até que surgem asteróides, planetesimais e planetas. Este processo hierárquico deve levar muitos milhões de anos, sugerindo que o seu impacto nos discos protoplanetários seria mais predominante em sistemas mais antigos e maduros. A evidência crescente, no entanto, indica que nem sempre é o caso.

As primeiras observações de discos protoplanetários jovens, pelo ALMA, alguns com apenas um milhão de anos, revelam estruturas surpreendentes, incluindo anéis e lacunas proeminentes, que parecem ser as marcas dos planetas. Os astrónomos inicialmente estavam cautelosos ao atribuir estas características às acções dos planetas, já que outros processos naturais podiam também estar em jogo.

“Foi surpreendente ver possíveis assinaturas de formação planetária nas primeiras imagens de alta resolução de discos jovens. Era importante descobrir se eram anomalias ou se estas assinaturas eram comuns nos discos,” acrescenta Jane Huang, estudante no Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica e membro da equipa de investigação.

No entanto, dado que o conjunto de amostras era muito pequeno, era impossível tirar conclusões abrangentes. Os astrónomos podiam estar a observar sistemas atípicos. Foram necessárias mais observações de uma variedade de discos protoplanetários para determinar a causa mais provável das características que estavam a ver.

A campanha DSHARP foi projectada para fazer precisamente isso, estudando a distribuição a relativamente pequena escala das partículas de poeira em torno de 20 discos protoplanetários próximos. Estas partículas de poeira brilham naturalmente em comprimentos de onda milimétricos, permitindo que o ALMA mapeie com precisão a distribuição de densidade de partículas pequenas e sólidas em redor de estrelas jovens.

Dependendo da distância da estrela à Terra, o ALMA foi capaz de distinguir características tão pequenas quanto algumas Unidades Astronómicas (1 UA é a distância média entre a Terra e o Sol – cerca de 150 milhões de quilómetros, uma escala útil para medir distâncias à escala de sistemas estelares). Usando estas observações, os cientistas conseguiram visualizar uma população inteira de discos protoplanetários e estudar as suas características à escala de Unidades Astronómicas.

Os investigadores descobriram que muitas subestruturas – divisões concêntricas, anéis estreitos – são comuns a quase todos os discos, enquanto padrões espirais de grande escala e características semelhantes a arcos também estão presentes em alguns dos casos. Além disso, os discos e lacunas estão presentes numa ampla gama de distâncias das suas estrelas hospedeiras, desde algumas UA até mais de 100 UA, mais do que três vezes a distância de Neptuno ao Sol.

Estas características, que podem ser indícios de planetas grandes, podem explicar como os planetas rochosos semelhantes à Terra são capazes de se formar e crescer. Durante décadas, os astrónomos depararam-se com um grande obstáculo na teoria da formação planetária: assim que os planetesimais crescem até um certo tamanho – cerca de um quilómetro em diâmetro – a dinâmica de um disco protoplanetário regular os induziria a cair para a sua estrela hospedeira, nunca obtendo a massa necessária para formar planetas como Marte, Vénus e a Terra.

Os anéis densos de poeira que vemos agora com o ALMA produziriam um refúgio seguro para os mundos rochosos amadurecerem completamente. As suas densidades mais altas e a concentração de partículas de poeira criariam perturbações no disco, formando zonas onde os planetesimais teriam mais tempo para se tornarem em planetas plenamente desenvolvidos.

“Quando o ALMA realmente revelou as suas capacidades com a sua icónica imagem de HL Tau, tivemos que nos perguntar se era um ‘outlier’, já que o disco era comparativamente massivo e jovem,” realça Laura Perez da Universidade do Chile e membro da equipa de pesquisa. “Estas últimas observações mostram que, embora impressionante, HL Tau está longe de ser invulgar e pode até representar a evolução normal de planetas em redor de estrelas jovens.”

Astronomia On-line
14 de Dezembro de 2018

 

1413: Hubble encontra exoplaneta distante desaparecendo a ritmo sem paralelo

Impressão de artista que mostra uma nuvem gigante de hidrogénio oriunda de um planeta quente, do tamanho de Neptuno, a apenas 97 anos-luz da Terra. O exoplaneta é minúsculo quando comparado com a sua estrela, uma anã vermelha de nome GJ 3470. A radiação intensa da estrela está a aquecer o hidrogénio na atmosfera superior do planeta até um ponto em que escapa para o espaço. O mundo alienígena está a perder hidrogénio a uma velocidade 100 vezes superior à de um exoplaneta parecido com Neptuno, previamente observado, cuja atmosfera também está a evaporar-se.
Crédito: NASA, ESA e D. Player (STScI)

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

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

As descobertas, publicadas ontem na revista Astronomy & Astrophysics, avançam o conhecimento dos astrónomos sobre a evolução planetária.

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

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

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

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

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

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

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

“Estamos a começar a melhor entender como os planetas se formam e quais as propriedades que influenciam a sua composição geral,” explica Sing. “O nosso objectivo com este estudo e o abrangente programa PanCET é observar de modo geral as atmosferas destes planetas para determinar como cada um é afectado pelo seu próprio ambiente. Ao comparar planetas diferentes, podemos começar a juntar as peças do puzzle da sua evolução.”

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

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

Astronomia On-line
14 de Dezembro de 2018

 

1412: Astrónomos estão cada vez mais perto de encontrar o misterioso Planeta X

Martin Kornmesser, The International Astronomical Union / Wikimedia

Astrónomos receberam fotografias detalhadas do céu onde pode estar o nono planeta gigantesco do Sistema Solar. Têm “80% de certeza” de que conseguirão encontrá-lo nas imagens, caso exista realmente.

“Pela primeira vez, conseguimos passar sete dias a observar sem parar. Penso que se encontrarmos o Planeta X, vai estar escondido justamente nestes dados. As imagens cobrem 85% do céu onde poderá estar. Se realmente houver algo lá, as possibilidades da descoberta do planeta são de 95%“, afirmou o astrónomo Michael Brown.

No início de 2016, os astrónomos Michael Brown e Konstantin Batygin declararam ter conseguido calcular a localização do misterioso Planeta X, o nono planeta do Sistema Solar, que estaria localizado a 41 mil milhões de quilómetros do Sol e que pesa dez vezes mais do que a Terra. O nono planeta demoraria 14 mil anos para dar uma volta ao Sol.

Até hoje não há informações concretas sobre a existência e localização exacta do planeta, além do movimento estranho dos planetas anões no Cinturão de Kuiper. Há também alguns dados sobre a possível órbita do corpo celeste, inclinado a 30 graus. As buscas pelo planeta ainda não tiveram sucesso, mas a área de procura já foi demarcada.

Em 2017,  Brown e Batygin começaram a procurar o Planeta X com ajuda do telescópio Subaru no arquipélago do Hawai, passando uma semana a observar a suposta órbita.

As primeiras tentativas de receber fotos não deram frutos por causa das condições climáticas desfavoráveis e problemas no funcionamento do observatório. Agora, os astrónomos procura encontrar nas imagens finalmente obtidas vestígios do planeta.

“O nosso principal problema principal será a própria Via Láctea, que entra parcialmente na zona de procura, onde há milhares de estrelas. O resplendor era tão brilhante que nem tentámos procurar o Planeta X nesta parte do céu”, explicou o investigador.

R. Hurt (IPAC) / Caltech
O Planeta X (ou Planeta 9) será um gigante gasoso semelhante a Úrano e Neptuno

Descobertos quatro candidatos ao “Planeta Nove” do Sistema Solar

Uma intensa investigação de três dias resultou em quatro possíveis candidatos ao “Planeta Nove” do nosso Sistema Solar. A caça…

1411: Um cometa verde vai passar pela Terra na segunda-feira (e qualquer pessoa vai poder vê-lo)

Pepe Manteca / Flickr

A cada 5,4 anos, o cometa 46P/Wirtanen orbita o Sol, passando pelos céus da Terra durante o caminho. Este ano, a sua visita é este mês.

Geralmente, o cometa 46P/Wirtanen está demasiado longe para o podermos ver. Mas, desta vez, o corpo celeste vai fazer a sua maior aproximação em 70 anos – passando a uma distância de 11,6 milhões de quilómetros, isto é, 30 vezes a distância entre a Terra e a Lua.

Está previsto que o cometa faça a sua maior aproximação ao Sol no dia 12, quarta-feira, e à Terra no dia 17, próxima segunda-feira. Já é possível vê-lo com um telescópio.

O Cometa 46P/Wirtanen foi descoberto em Janeiro de 1948 pelo astrónomo norte-americano Carl Wirtanen, e é um dos poucos cometas que são, às vezes, visíveis a olho nu – fica tão brilhante como uma estrela fraca.

Ainda não se sabe se vai ser suficientemente brilhante para ser visível a olho nu desta vez. Mas certamente será visível com binóculos. Como acontece com todas as estrelas, será possível ver melhor em locais sem poluição luminosa.

A cauda do cometa aponta para o lado contrário da Terra, por isso, a maior parte do tempo, esta parte não será visível. No entanto, pode aparecer entre dia 13 e 14. “Existe a possibilidade de observar uma cauda de poeira, quando a Terra atravessa o plano orbital do cometa”, escreve o site australiano Southern Comets.

Como muitos outros cometas, como Lovejoy e Machholz, vai brilhar com luz verde. Isto ocorre porque o coma – a nuvem de partículas em redor do núcleo – contém cianogénio e carbono diatómico, que brilham com cor verde quando ionizados pela luz solar.

Cometas movem-se por isso a sua posição vai mudar no céu nocturno. O Time and Date tem um prático mapa nocturno interactivo no seu site, que permite localizar o cometa, seja no hemisfério Norte ou Sul.

ZAP // Science Alert

Por ZAP
13 Dezembro, 2018

 

1399: O exoplaneta com a atmosfera de hélio que se está a esvaziar como um balão

O HAT-P-11b é quatro vezes maior que a Terra e está 20 vezes mais perto da sua estrela, na constelação de Cisne, que o nosso planeta do Sol.

Um artista imagina o exoplaneta HAT-P-11b e a sua atmosfera de hélio, junto à sua estrela
© DR/Denis Bajram

Uma equipa de astrónomos descobriu que um exoplaneta a 124 anos-luz da Terra, na constelação de Cisne (Cygnus), tem a sua atmosfera inchada devido à presença de hélio e está a esvaziar-se como um balão.

O HAT-P-11b, que foi descoberto em 2009, é quatro vezes maior do que a Terra (tem o tamanho de Neptuno), mas está 20 vezes mais próximo da sua estrela que o nosso planeta. Por isso, as temperaturas rondam os 550 graus Celsius.

A atmosfera deste exoplaneta está cheia de hélio, que faz com que o HAT-P-11b pareça inchado como um balão. Mas, segundo a equipa de astrónomos, esse hélio está a escapar-se da atmosfera gasosa do planeta. As descobertas foram publicadas na revista Science.

O hélio foi detectado pela primeira vez como uma linha amarela desconhecida na assinatura espectral durante um eclipse solar em 1868 e baptizado em homenagem ao deus grego do Sol, Hélio. Apesar de ser um elemento raro na Terra, é o segundo mais comum no universo, depois do hidrogénio.

A equipa de astrónomos é liderada por investigadores da Universidade de Genebra e inclui especialistas da Universidade de Exeter. A equipa observou o exoplaneta usando um espectrógrafo baptizado de Carmenes, que está instalado num telescópio de quatro metros em Calar Alto, Espanha.

O HAT-P-11b passa em frente à sua estrela, na constelação de Cisne, na visão de um artista
© NASA/JPL-Caltech

“O hélio é soprado do lado diurno do planeta para o lado nocturno a mais de dez mil quilómetros por hora”, disse Vincent Bourrier, um dos co-autores do estudo e membro do projecto Future of Upper Atmospheric Characterisation of Exoplanets with Spectroscopy, do Conselho Europeu de Investigação. “Por ser um gás tão leve, escapa facilmente da atracção do planeta e forma uma nuvem alargada em seu redor”, acrescentou, citado no comunicado de imprensa divulgado pela Universidade de Exeter.

“Esta é uma descoberta excitante, especialmente porque o hélio só foi detetado na atmosfera de exoplanetas pela primeira vez no início deste ano. As observações mostram que o hélio está a ser soprado para fora do planeta por causa da radiação da sua estrela. Esperamos usar este novo estudo para descobrir que tipos de planetas têm grandes envelopes de hidrogénio e hélio e durante quanto tempo conseguem segurar os gases nas suas atmosferas”, indicou Jessica Spake, no departamento de astronomia de Exeter.

Diário de Notícias
Susana Salvador
08 Dezembro 2018 — 23:22

 

1398: Explosão enigmática de supernova confunde cientistas

JPL, Caltech / NASA
Modelo teórico de uma anã branca a explodir

Uma equipa internacional de astrónomos foi surpreendida pela estranha explosão, há 170 milhões de anos, de uma estrela que causou o aparecimento de uma super-nova.

Segundo o estudo, que vai ser publicado no jornal Astrophysical Journal Letters, trata-se de uma estrela Ia, corpo celeste cuja explosão é produzida quando uma anã branca rouba de uma estrela próxima uma quantidade de matéria superior à de que necessita, e se torna desequilibrada.

Estes corpos celestes geralmente aumentam o seu brilho gradualmente nas três semanas anteriores ao seu desaparecimento. Mas, de acordo com observações registadas em Fevereiro por astrónomos da Universidade Nacional da Austrália, no caso da SN 2018oh, também conhecida como ASASSN-18bt, o processo concluiu-se em apenas alguns dias.

Os astrónomos, liderados por Brad Tucker, detectaram uma emissão de luz adicional dois dias depois da explosão da SN 2018oh. O excesso de brilho pode ser explicado pela interacção entre a substância expulsa da anã branca e uma estrela próxima.

No entanto, os autores do estudo não encontraram nenhum vestígio de estrelas de grandes dimensões na região, o que os levou a considerar a possibilidade de que a super-nova tenha surgido a partir da fusão com outra anã branca que tivesse existido nas proximidades.

A explosão foi observada a dia 4 de Fevereiro pelo observatório ASAS-SN, pelo Telescópio Espacial Kepler e por outros instrumentos, que registaram a emissão luminosa cerca de 170 milhões de anos depois de a explosão ter acontecido.

Os astrónomos recolheram informação tão detalhada acerca da SN 2018oh, que uma equipa constituída por mais de 130 cientistas produziu três estudos diferentes [1, 2, 3], que descrevem o comportamento de uma super-nova com mais detalhe do que nunca.

Os cientistas caracterizam esta descoberta como uma observação sem precedentes do início da morte de uma estrela e acreditam que o achado possa vir a ser útil para determinar a taxa de explosão do Universo.

ZAP // Sputnik News

Por SN
9 Dezembro, 2018

 

1387: O Oumuamua não transmite sinais de rádio (mas ainda pode ser alienígena)

M. Kornmesser / European Southern Observatory
Impressão de artista do primeiro asteróide interestelar:Oumuamua.

Investigadores não localizaram sinais de rádio artificiais na superfície do Oumuamua. Mas a hipótese de ser de natureza alienígena ainda não está descartada.

As observações de longo prazo do asteróide Oumuamua no momento da sua aproximação à Terra excluem a presença na sua superfície de qualquer fonte artificial de ondas de rádio ou outros sinais.

Num estudo que será publicado na revista Acta Astronautica em Fevereiro do próximo ano, os investigadores do SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) explicaram que usaram o campo de antenas Allen Telescope Array (ATA) para tentar detectar transmissões de rádio artificiais do Oumuamua.

As observações foram feitas entre os dias 23 de Novembro e 5 de Dezembro de 2017, período no qual observaram o corpo celeste em busca de algum tipo de sinal. Embora estivessem à procura de emissões de energia ainda menos do que as emitidas pelos telemóveis, não houve qualquer tipo de resultado.

“Estávamos à procura de um sinal que mostrasse que este objecto incorpora alguma tecnologia de origem artificial”, explica Gerry Harp, principal autor do estudo, no artigo do SETI. “Não encontramos emissões, apesar da busca bastante minuciosa”, disse o cientista.

Contudo, segundo os astrónomos do Instituto SETI, ainda não é possível descartar definitivamente a hipótese de o objecto ter origem extraterrestre não natural.

A importância de Oumuamua reside no facto de ser o primeiro asteróide detectado que não vem do Sistema Solar. A natureza do “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.

Recentemente, investigadores da Universidade de Harvard sugeriram que milhares de objectos semelhantes ao Oumuamua podem estar presos no Sistema Solar.

ZAP // RT; Phys

Por ZAP
7 Dezembro, 2018

 

 

1384: Detectada a mais poderosa (e mais longínqua) colisão de buracos negros já observada

LIGO
Concepção artística da colisão de dois buracos negros por Aurore Simonnet

Astrónomos detectaram quatro novas ondas gravitacionais, fazendo, assim, um total de 11 detecções. Uma delas é mais poderosa colisão de buracos negros alguma vez registada.

Do total, dez detecções têm origem na fusão binária de buracos negros e uma na fusão de duas estrelas de neutrões, que são os restos densos de explosões estelares. Uma fusão de buraco negro estava extraordinariamente distante e foi a explosão mais poderosa já observada na astronomia.

Os cientistas detectaram deformações no tecido espaço-tempo resultantes da colisão entre dois buracos negros. O Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferómetro Laser (LIGO) revelou ter encontrado, além disso, quatro novas ondas gravitacionais – ondulações na curvatura do espaço-tempo que se propagam à velocidade da luz e que testemunham a fusão entre dois corpos celestes extremamente densos.

De acordo com o relatório, no ano passado, já havia sinais de que essas ondas gravitacionais tinham agitado as antenas do LIGO, mas não eram tão evidentes como os que protagonizavam as ondas gravitacionais detectadas anteriormente.

Após uma análise mais cuidadosa aos dados, o LIGO foi capaz de chegar a certas conclusões: aquele sinal era mesmo uma onda gravitacional provocado pela colisão de dois buracos negros gigantescos.

Um dos buracos negros tinha uma massa 34 vezes maior que a do Sol e outro tinha a massa de 50 sóis. Este último é o maior alguma vez observado e traz pistas para um fenómeno que ainda não conhecemos na totalidade. É que os cientistas acreditam que nenhuma estrela morta possa ter sido criado um buraco negro tão grande. É possível que ele tenha nascido da fusão de outros buracos negros mais pequenos.

Agora, o novo buraco negro resultado da estrondosa colisão deve ter formado outro buraco negro com a massa de 80 sóis. Isso está de acordo com as previsões do astrofísico Stephen Hawking, que sugeriu que, quando dois buracos negros se juntam, a área do novo buraco negro vai ser mais pequena do que a soma daqueles que lhe deram origem. O corpo celeste na origem deve ser um verdadeiro agregador de outros buracos negros.

A. Hobart/NASA/CXC
Imagem ilustrativa de uma anã branca a interagir com um buraco negro

Buracos negros podem reanimar estrelas mortas

Um encontro inesperado com um buraco negro pode reanimar, ainda que momentaneamente, uma estrela morta. De acordo com um novo…

1373: Hubble encontra milhares de enxames globulares espalhados entre galáxias

Mosaico do gigantesco enxame de Coma, que tem mais de 1000 galáxias, localizado a 300 milhões de anos-luz da Terra. A incrível nitidez do Hubble foi usada para fazer um censo compreensivo dos mais pequenos membros do enxame: 22.426 enxames globulares.
Crédito: NASA, ESA, J. Mack (STScI) e J. Madrid (ATNF)

Olhando através de 300 milhões de anos-luz para uma cidade monstruosa de galáxias, os astrónomos usaram o Telescópio Espacial Hubble da NASA para fazer um censo abrangente de alguns dos seus membros mais pequenos: 22.426 enxames globulares encontrados até à data.

O levantamento, publicado na edição de 9 de Novembro da revista The Astrophysical Journal, permitirá aos astrónomos usar o campo de enxames globulares para mapear a distribuição de matéria e matéria escura no enxame galáctico de Coma, que contém mais de 1000 galáxias.

Dado que os enxames globulares são muito mais pequenos que galáxias inteiras – e muito mais abundantes – são um muito melhor indício de como a estrutura do espaço é distorcida pela gravidade do enxame de Coma. De facto, o enxame de Coma é um dos primeiros lugares onde as anomalias gravitacionais observadas foram consideradas indicativas de uma grande quantidade de massa invisível no Universo – que depois seria chamada de “matéria escura”.

Entre os primeiros “lares” do Universo, os enxames globulares são “ilhas” em forma de globo de neve com várias centenas de milhares de estrelas antigas. São parte integrante do nascimento e crescimento de uma galáxia. Existem cerca de 150 na nossa Galáxia e, dado que contêm as estrelas mais antigas conhecidas do Universo, estavam presentes nos primeiros anos de formação da Via Láctea.

Alguns dos enxames globulares da Via Láctea são visíveis a olho nu como “estrelas” de aparência difusa. Mas, à distância do enxame de Coma, os seus enxames globulares aparecem como pontos de luz até mesmo para a visão super-nítida do Hubble. O levantamento encontrou os enxames globulares espalhados no espaço entre as galáxias. Ficaram órfãos das suas galáxias hospedeiras devido a colisões galácticas no interior deste denso aglomerado de galáxias. O Hubble revelou que alguns dos enxames globulares alinham-se como padrões semelhantes a pontes. Esta é uma evidência reveladora de interacções entre as galáxias, onde se puxam gravitacionalmente umas às outras.

O astrónomo Juan Madrid do ATNF (Australian Telescope National Facility) em Sydney, Austrália, pensou sobre a distribuição dos enxames globulares em Coma quando examinava imagens do Hubble que mostravam enxames globulares que se estendiam até à orla de qualquer fotografia de galáxias no aglomerado galáctico de Coma.

Ele estava ansioso por obter mais dados de um dos levantamentos do legado Hubble que foi projectado para recolher dados de todo o enxame de Coma, de nome “Coma Cluster Treasury Survey”. No entanto, a meio do programa, em 2006, o poderoso instrumento ACS (Advanced Camera for Surveys) do Hubble teve uma falha electrónica (O ACS foi posteriormente reparado por astronautas durante uma missão de manutenção do Hubble em 2009).

Para preencher as lacunas do levantamento, Madrid e a sua equipa obtiveram arduamente várias imagens do enxame galáctico, pelo Hubble, a partir de diferentes programas de observação do telescópio espacial. Estas são armazenadas no Arquivo Mikulski do STScI (Space Telescope Science Institute) para Telescópios Espaciais em Baltimore, no estado norte-americano de Maryland. Ele compôs um mosaico da região central do enxame, trabalhando com alunos do programa estudantil do NSF (National Science Foundation). “Este programa dá uma oportunidade aos alunos universitários, com pouca ou nenhuma experiência em astronomia, de ganhar experiência no campo,” comenta Madrid.

A equipa desenvolveu algoritmos para filtrar as imagens do mosaico Coma que tivessem pelo menos 100.000 fontes potenciais. O programa usou a cor dos enxames globulares (dominados pelo brilho das estrelas vermelhas envelhecidas) e a forma esférica para eliminar objectos estranhos – principalmente galáxias de fundo não associadas com o enxame de Coma.

Embora o Hubble tenha excelentes detectores com sensibilidade e resolução inigualáveis, a sua principal desvantagem é que têm campos de visão minúsculos. “Um dos aspectos mais interessante da nossa investigação é que mostra a incrível ciência que será possível com o planeado WFIRST (Wide Field Infrared Survey Telescope) da NASA, que terá um campo de visão muito maior que o Hubble,” comenta Madrid. “Seremos capazes de visualizar enxames galácticos inteiros de uma só vez.”

Astronomia On-line
4 de Dezembro de 2018

 

1371: Estudo produz novos modelos climáticos para os sete mundos de Trappist -1

TRAPPIST-1 é uma estrela anã ultra-fria na direcção da constelação de Aquário e os seus sete planetas orbitam muito perto dela.
Crédito: NASA/JPL-Caltech

Nem todas as estrelas são como o Sol, por isso nem todos os sistemas planetários podem ser estudados com as mesmas expectativas. Uma nova investigação por uma equipa liderada por astrónomos da Universidade de Washington forneceu modelos climáticos actualizados para os sete planetas em redor da estrela TRAPPIST-1.

O trabalho também poderá ajudar os astrónomos a estudar planetas mais eficazmente em redor de estrelas nada parecidas com o Sol, e a melhor utilizar os recursos limitados e dispendiosos do Telescópio Espacial James Webb, que deverá ser lançado em 2021.

“Estamos a modelar atmosferas desconhecidas, não apenas assumindo que as coisas que vemos no Sistema Solar vão ser iguais em torno de outra estrela,” comenta Andrew Lincowski, estudante de doutoramento da Universidade de Washington e autor principal do artigo publicado no dia 1 de Novembro na revista The Astrophysical Journal. “Nós realizámos esta investigação para mostrar o aspecto destes diferentes tipos de atmosferas.”

Resumidamente, a equipa descobriu que, devido a uma fase estelar inicial extremamente brilhante e quente, todos os sete mundos da estrela podem ter evoluído como Vénus, com qualquer oceano primitivo a evaporar e a deixar para trás atmosferas densas e inabitáveis. No entanto, um planeta, TRAPPIST-1 e, poderá ser um mundo oceânico parecido com a Terra, que merece um estudo mais aprofundado, como já tinha sido indicado por investigações anteriores.

TRAPPIST-1, a 39 anos-luz de distância, é tão pequena quanto uma estrela pode ser e ainda ser uma estrela. Uma relativamente fria estrela “anã M” – o tipo mais comum no Universo – tem cerca de 9% da massa do Sol e aproximadamente 12% do seu raio. TRAPPIST-1 tem um raio apenas um pouco maior que o planeta Júpiter, embora tenha uma massa muito superior.

Todos os sete planetas de TRAPPIST-1 têm mais ou menos o tamanho da Terra e pensa-se que três deles – os planetas e, f e g – estejam na zona habitável, uma faixa do espaço em torno de uma estrela onde um planeta rochoso poderá ter água líquida à sua superfície, dando uma chance à vida. TRAPPIST-1 d percorre a orla interna da zona habitável, enquanto TRAPPIST-1 h, mais distante, orbita logo após a fronteira externa dessa zona.

“Esta é uma sequência inteira de planetas que nos podem fornecer informações sobre a evolução dos planetas, em particular em torno de uma estrela que é muito diferente da nossa, que emite radiação distinta,” comenta Lincowski. “É apenas uma mina de ouro.”

Trabalhos anteriores já haviam modelado os mundos de TRAPPIST-1, acrescenta Linkowski, mas ele a sua equipa de investigação “tentaram fazer a modelagem física mais rigorosa em termos de radiação e química – tentando fazer com que a física e a química fossem o mais correto possível.”

O modelo químico e o modelo de radiação da equipa criam assinaturas espectrais, ou de comprimento de onda, para cada gás atmosférico possível, permitindo aos observadores melhor prever onde procurar tais gases em atmosferas exoplanetárias. Lincowski disse que quando forem detestados vestígios de gases pelo Telescópio Webb, ou outros, algum dia, “os astrónomos vão usar os impactos observados nos espectros para inferir quais os gases presentes – e compará-los com trabalhos como o nosso para dizer mais sobre a composição, ambiente e talvez sobre a história evolutiva do planeta.”

Ele afirmou que as pessoas estão habituadas a pensar sobre a habitabilidade de um planeta em torno de estrelas parecidas com o Sol. “Mas as anãs M são muito diferentes, de modo que temos que pensar nos efeitos químicos na(s) atmosfera(s) e como essa química afecta o clima.”

Através da combinação de modelos climáticos terrestres com modelos fotoquímicos, os cientistas simularam estados ambientais para cada um dos mundos de TRAPPIST-1.

A sua modelagem indica que:

  • TRAPPIST-1 b, o mais próximo da estrela, é um mundo ardente demasiado quente até para a formação de nuvens de ácido sulfúrico, como em Vénus;
  • Os planetas c e d recebem um pouco mais de energia da sua estrela do que Vénus e a Terra recebem do Sol e podem ser semelhantes a Vénus, com uma atmosfera densa e inabitável;
  • TRAPPIST-1 e é o mais provável dos sete para hospedar água líquida numa superfície temperada, e seria uma excelente escolha para estudos adicionais tendo a habitabilidade em mente;
  • Os planetas exteriores f, g e h podem ser parecidos com Vénus ou podem ser gelados, dependendo da quantidade de água formada no planeta durante a sua evolução;
  • Lincoski disse que, na verdade, qualquer um ou todos os planetas de TRAPPIST-1 podem ser parecidos com Vénus, com qualquer água ou oceanos “queimados” há muito tempo atrás. Ele explicou que quando a água evapora a partir da superfície de um planeta, a luz ultravioleta da estrela quebra as moléculas de água, libertando hidrogénio, que é o elemento mais leve e este pode escapar à gravidade de um planeta. Isto poderá deixar para trás muito oxigénio, que poderá permanecer na atmosfera e irreversivelmente remover água do planeta. Um tal planeta poderá ter uma espessa atmosfera de oxigénio – mas não gerada pela vida, diferente de qualquer uma já observada.

“Isto pode ser possível se estes planetas tivessem, inicialmente, mais água do que a Terra, Vénus ou Marte,” realça. “Se o planeta TRAPPIST-1 e não perdeu toda a sua água durante esta fase, poderá hoje ser um mundo de água, completamente coberto por um oceano global. Neste caso, poderá ter um clima semelhante ao da Terra.”

Lincowski disse que esta investigação foi feita mais com um olho na evolução climática do que para julgar a habitabilidade de um planeta. Ele planeia futuras pesquisas focadas mais directamente na modelagem de planetas de água e nas suas hipóteses de vida.

“Antes de conhecermos este sistema planetário, as estimativas para a detectabilidade atmosférica para planetas do tamanho da Terra pareciam muito mais difíceis,” afirma o co-autor Jacob Lustig-Yaeger, estudante de doutoramento da Universidade de Washington.

A estrela, sendo tão pequena, tornará as assinaturas de gases (como dióxido de carbono) nas atmosferas dos planetas mais pronunciadas nos dados telescópicos.

“O nosso trabalho informa a comunidade científica do que podemos esperar ver dos planetas TRAPPIST-1 com o Telescópio Espacial James Webb.”

A outra coautora de Lincowski é Victoria Meadows, professora de astronomia e directora do Programa de Astrobiologia da Universidade de Washington. Meadows é também a investigadora principal do Laboratório Virtual Planetário do Instituto de Astrobiologia da NASA, com base na mesma instituição de ensino. Todos os autores são afiliados desse laboratório de investigação.

“Os processos que moldam a evolução de um planeta terrestre são críticos para a habitabilidade (ou não habitabilidade), bem como para a nossa capacidade de interpretar possíveis sinais de vida,” comenta Meadows. “Este artigo sugere que em breve poderemos procurar sinais potencialmente detectáveis destes processos em mundos alienígenas.”

TRAPPIST-1, na constelação de Aquário, tem o nome da instalação terrestre que, em 2015, encontrou evidências de planetas em seu redor (Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope).

Astronomia On-line
30 de Novembro de 2018

 

1366: Astrónomos mediram a luz estelar emitida em toda a história do Universo

CIÊNCIA

M. Kornmesser / ESO

Uma equipa de astrónomos do estado norte-americano da Carolina do Sul mediu toda a luz estelar já produzida em toda a história do Universo observável, ou seja, mediram toda a luz de todas as estrelas que já existiram – o número é brutal.

Para chegar até a um número, os cientistas examinaram os primórdios da criação estelar, passado desde a formação do Universo há 13,7 mil milhões de anos até aos dias de hoje. “Isto nunca foi feito antes“, disse Marco Ajello, astrofísico do Clemson College of Science, na Carolina do Sul, e autor principal do estudo publicado em declarações ao The Guardian.

Estima-se que as primeiras estrelas tenham surgido algumas centenas de milhões de anos após o Big Bang. Desde então, as galáxias produziram estrelas a um ritmo quase frenético, existindo actualmente, segundo os cálculos dos cientistas, um bilião de biliões.

De acordo com a investigação, cujos resultados foram publicados recentemente na revista Science, as estrelas já irradiaram 4×1084 fotões. Noutras palavras, 4,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 fotões.

Os cientistas trabalham já há algum tempo para conseguir obter esta medida, também conhecida como luz de fundo extra-galática (EBL) ou “névoa cósmica”. O EBL representa o livro que relata a história da actividade estelar e a evolução das galáxias dentro do Universo”, explicou Ajello ao portal Astronomy.

Tal como notou o líder da investigação, a medição da EBL pode ser uma óptima ferramenta para os cientistas, podendo ajudá-los a melhor compreender a evolução das galáxias, os processos de formação estelar e até a forma como o próprio Universo evoluiu.

Até então, era difícil obter este número porque a “névoa cósmica” é muito mais fraca do que a Via Láctea e as demais luzes do céu nocturno. Além disso, os cientistas não conseguiam observar as galáxias mais distantes, uma vez que são muito escuras e a luz mais brilhante emitida em primeiro plano obscurecia ainda mais esta visão.

Agora, e através de um método indirecto, os cientistas conseguiram calcular toda a luz estelar já emitida. Os cientistas observaram as chamadas “blazars” – galáxias que giram em torno de um buraco negro super-massivo – que emitem feixes de matéria e radiação na nossa direcção recorrendo ao Telescópio Espacial Fermi de Raios-Gama da NASA.

“Usando blazars a diferentes distâncias de nós, medimos a luz das estrelas em diferentes períodos de tempo. Medimos a luz estelar total de cada época – há mil milhões de anos, há dois mil milhões de anos, há seis mil milhões de anos (…) – desde quando as estrelas foram formadas”, explicou Vaidehi Paliya, co-autor do estudo.

O Telescópio “permitiu reconstruir o EBL e determinar a história da formação das estrelas do Universo de uma forma mais eficaz do que já havia sido alcançado até então”, rematou o cientista em comunicado.

ZAP // Science Alert / Astronomy

Por ZAP
3 Dezembro, 2018