2456: Jovem Júpiter foi atingido de frente por enorme proto-planeta

Impressão de artista de uma colisão entre um jovem Júpiter e um proto-planeta massivo ainda em formação no Sistema Solar inicial.
Crédito: K. Suda & Y Akimoto/Mabuchi Design Office, cortesia do Centro de Astrobiologia do Japão

Segundo um estudo publicado esta semana na revista Nature, uma colisão colossal entre Júpiter e um planeta ainda em formação no início do Sistema Solar, há cerca de 4,5 mil milhões de anos, pode explicar leituras surpreendentes da nave espacial Juno da NASA.

Astrónomos da Universidade Rice e da Universidade Sun Yat-sen da China dizem que o seu cenário de impacto pode explicar as leituras gravitacionais anteriormente confusas da sonda Juno, que sugerem que o núcleo de Júpiter é menos denso e mais extenso do que o esperado.

“Isto é intrigante,” disse o astrónomo e co-autor do estudo, Andrea Isella. “Sugere que algo aconteceu e que mexeu com o núcleo, e é aí que o impacto gigante entra em acção.”

Isella explicou que as principais teorias sobre a formação de planetas sugerem que Júpiter começou como um planeta denso, rochoso ou gelado que mais tarde reuniu a sua atmosfera espessa do disco primordial de gás e poeira que deu origem ao nosso Sol.

Isella disse que estava céptico quando o autor principal do estudo, Shang-Fei Liu, sugeriu a ideia de que os dados podiam ser explicados por um impacto gigantesco que agitou o núcleo de Júpiter, misturando o conteúdo denso do seu núcleo com as camadas menos densas acima. Liu, ex-investigador de pós-doutoramento no grupo de Isella, é agora membro da faculdade em Sun Yat-sen em Zhuhai, China.

“Soava-me muito improvável,” recorda Isella, “como algo com uma probabilidade de um num bilião. Mas Shang-Fei convenceu-me, com os seus cálculos, de que não era assim tão inverosímil.”

A equipa de investigação realizou milhares de simulações de computador e descobriu que um Júpiter em rápido crescimento pode ter perturbado as órbitas de “embriões planetários” próximos, proto-planetas que estavam nos estágios iniciais da formação planetária.

Liu disse que os cálculos incluíram estimativas da probabilidade de colisões sob diferentes cenários e da distribuição de ângulos de impacto. Em todos os casos, Liu e colegas descobriram que havia pelo menos 40% de hipóteses de que Júpiter engolisse um embrião planetário nos primeiros milhões de anos. Além disso, Júpiter produziu em massa um “forte foco gravitacional” que deu origem a colisões frontais mais comuns do que aquelas apenas raspantes.

Isella explicou que o cenário de colisão se tornou ainda mais atraente depois de Liu ter executado modelos computacionais 3D que mostravam como uma colisão afectaria o núcleo de Júpiter.

“Como é denso e vem com muita energia, o impactor seria como uma bala que passa pela atmosfera e atinge o núcleo de frente,” disse Isella. “Antes do impacto, teríamos um núcleo muito denso, cercado pela atmosfera. O impacto frontal espalha as coisas, diluindo o núcleo.”

Os impactos em ângulos que apenas raspam o planeta podem fazer com que o objecto impactante se torne preso gravitacionalmente e afunde gradualmente no núcleo de Júpiter, e Liu disse que embriões planetários menores tão massivos quanto a Terra se desintegrariam na espessa atmosfera de Júpiter.

“O único cenário que resultou num perfil de densidade de núcleo semelhante ao que a Juno mede hoje é um impacto frontal com um embrião planetário cerca de 10 vezes mais massivo do que a Terra,” salientou Liu.

Isella acrescentou que os cálculos sugerem que, mesmo que este impacto tenha ocorrido há 4,5 mil milhões de anos, “ainda poderá levar muitos milhares de milhões de anos para que o material pesado volte a assentar num núcleo denso sob as circunstâncias sugeridas pelo artigo.”

Isella, que também é co-investigador do projecto CLEVER Planets, financiado pela NASA, com sede na Universidade Rice, disse que as implicações do estudo vão além do nosso Sistema Solar.

“Existem observações astronómicas de estrelas que podem ser explicadas por este tipo de evento,” realçou.

“Este ainda é um campo novo, de modo que os resultados estão longe de ser sólidos, mas tendo em conta que estamos à procura de planetas em torno de estrelas distantes, às vezes observamos emissões infravermelhas que desaparecem depois de alguns anos,” disse Isella. “Uma ideia é que se estamos a observar uma estrela à medida que dois planetas rochosos colidem de frente e se fragmentam, formar-se-ia uma nuvem de poeira que absorve a luz estelar e a re-emite. Vemos por isso uma espécie de um flash, no sentido de que agora temos esta nuvem de poeira que emite luz. E, depois de algum tempo, a poeira dissipa-se e essa emissão desaparece.”

A missão Juno foi desenhada para ajudar os cientistas a melhor compreender a origem e a evolução de Júpiter. A sonda, lançada em 2011, transporta instrumentos para mapear os campos gravitacionais e magnéticos de Júpiter e para investigar a estrutura interna profunda do planeta.

Astronomia On-line
16 de Agosto de 2019

Descoberto buraco negro “encoberto” no Universo inicial

Dados do Observatório de raios-X Chandra da NASA revelaram o que poderá ser o mais distante buraco negro “encoberto”.
Crédito: raios-X – NASA/CXO/Pontificia Universidad Católica de Chile/F. Vito; rádio – ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); óptico – Pan-STARRS

Os astrónomos descobriram evidências do mais distante buraco negro “encoberto” até à data, usando o Observatório de raios-X Chandra da NASA. A apenas 6% da idade do Universo, esta é a primeira indicação de um buraco negro escondido por gás numa altura tão precoce na história do cosmos.

Os buracos negros super-massivos, com milhões a milhares de milhões de vezes a massa do nosso Sol, normalmente crescem puxando material de um disco de matéria circundante. O crescimento rápido gera grandes quantidades de radiação numa região muito pequena em redor do buraco negro. Os cientistas chamam “quasar” a esta fonte extremamente brilhante e compacta.

De acordo com as teorias actuais, uma densa nuvem de gás alimenta o material no disco em torno do buraco negro super-massivo durante o seu período de crescimento inicial, que “envolve” ou esconde da nossa observação a maior parte da luz brilhante do quasar. À medida que o buraco negro consome material e se torna mais massivo, o gás na nuvem esgota-se, até que o buraco negro e o seu disco brilhante ficam a descoberto.

“É extraordinariamente desafiador encontrar quasares nesta fase encoberta, porque grande parte da sua radiação é absorvida e não pode ser detectada pelos instrumentos actuais,” disse Fábio Vito da Pontificia Universidad Católica de Chile, em Santiago, Chile, que liderou o estudo. “Graças ao Chandra e à capacidade dos raios-X em penetrarem através da nuvem obscura, pensamos que finalmente conseguimos.”

A nova descoberta surgiu de observações de um quasar chamado PSO167-13, que foi descoberto pela primeira vez pelo Pan-STARRS, um telescópio óptico no Hawaii. Observações ópticas deste e de outros levantamentos detectaram cerca de 200 quasares que já brilhavam intensamente quando o Universo tinha menos de mil milhão de anos, ou cerca de 7% da sua idade actual. Estas pesquisas só foram consideradas eficazes para encontrar buracos negros não cobertos, porque a radiação que detectam é suprimida até por finas nuvens de gás e poeira. Como PSO167-13 fazia parte destas observações, esperava-se que este quasar também estivesse desobstruído.

A equipa de Vito testou esta ideia usando o Chandra para observar PSO167-13 e outros nove quasares descobertos com levantamentos ópticos. Após 16 horas de observações, apenas três fotões de raios-X foram detectados de PSO167-13, todos com energias relativamente altas. Dado que os raios-X de baixa energia são mais facilmente absorvidos do que os de mais alta energia, a explicação provável é que o quasar é altamente obscurecido pelo gás, permitindo que sejam detectados apenas raios-X de alta energia.

“Esta foi uma completa surpresa,” disse o co-autor Niel Brandt da Universidade Estatal da Pensilvânia em University Park, EUA. “Era como se estivéssemos à espera de uma borboleta, mas ao invés víssemos um casulo. Nenhum dos outros nove quasares que observámos estava coberto, que foi o que previmos.”

Uma reviravolta interessante no que toca a PSO167-13 é que a galáxia hospedeira tem uma galáxia companheira, visível nos dados anteriormente obtidos com o ALMA (Atacama Large Millimeter Array) no Chile e com o Telescópio Espacial Hubble da NASA. Dada a sua pequena separação e o fraco brilho da fonte em raios-X, a equipa não foi capaz de determinar se a recém-descoberta emissão de raios-X está associada com o quasar PSO167-13 ou com a galáxia companheira.

Se os raios-X vierem do quasar conhecido, então os astrónomos precisam de desenvolver uma explicação para o porquê de o quasar parecer altamente obscurecido em raios-X, mas não no visível. Uma possibilidade é que houve um aumento grande e rápido no “disfarce” do quasar durante os três anos que separam as observações ópticas das de raios-X.

Por outro lado, se em vez disso os raios-X tiverem origem na galáxia companheira, então representa a detecção de um novo quasar em íntima proximidade com PSO167-13. Este par de quasares seria o mais distante já detectado.

Em qualquer um destes dois casos, o quasar detectado pelo Chandra seria o quasar encoberto mais distante já visto, 850 milhões de anos após o Big Bang. O recordista anterior foi observado 1,3 mil milhões de anos após o Big Bang.

Os autores planeiam prosseguir com mais observações a fim de aprender mais.

“Com uma observação mais longa do Chandra, podemos obter uma estimativa melhor de quão encoberto está este buraco negro,” disse o co-autor Franz Bauer, também da Pontificia Universidad Católica de Chile e membro associado do Millenium Institute de Astrofísica, “e fazer uma identificação confiante da fonte de raios-X com o quasar conhecido ou com a galáxia companheira.”

Os autores também planeiam procurar mais exemplos de buracos negros altamente obscurecidos.

“Nós suspeitamos que a maioria dos buracos negros super-massivos no Universo inicial está encoberta: é, pois, crucial detectá-los e estudá-los para entender como podem crescer até massas de mil milhões de sóis tão rapidamente,” comentou o co-autor Roberto Gilli do INAF em Bolonha, Itália.

O artigo que descreve estes resultados foi aceite para publicação na revista Astronomy and Astrophysics e está disponível online.

Astronomia On-line
13 de Agosto de 2019

 

ALMA identificou antepassados “escuros” de galáxias elípticas gigantes

O ALMA identificou 39 galáxias ténues não identificadas na visão mais profunda do Universo do Telescópio Espacial Hubble, a 10 mil milhões de anos-luz de distância. Este exemplo mostra uma comparação das observações do Hubble e do ALMA. As imagens numeradas de 1 a 4 são as posições das galáxias ténues não observadas na imagem do Hubble.
Crédito: Universidade de Tóquio/CEA/NAOJ

Os astrónomos usaram o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para identificar 39 galáxias ténues que não foram observadas na visão mais profunda do Universo do Telescópio Espacial Hubble, a 10 mil milhões de anos-luz de distância. São dez vezes mais numerosas do que galáxias igualmente massivas, mas visualmente brilhantes, detectadas com o Hubble. A equipa de investigação assume que estas galáxias fracas antecedem as galáxias elípticas massivas no Universo actual. No entanto, nenhuma teoria significativa para a evolução do Universo previu uma população tão abundante de galáxias massivas escuras e formadoras de estrelas. Os novos resultados do ALMA colocam em questão a nossa compreensão do Universo primitivo. Os resultados foram publicados na última edição da revista Nature.

“Estudos anteriores descobriram galáxias com formação estelar extrema no Universo primitivo, mas a população é bastante limitada,” disse Tao Wang, autor principal da investigação da Universidade de Tóquio, da Comissão Francesa de Energias Alternativas e Energia Atómica (CEA) e do NAOJ (National Astronomical Observatory of Japan) do Japão. “A formação estelar nas galáxias ténues que identificámos é menos intensa do que em galáxias extremamente activas, mas estas são 100 vezes mais abundantes. É importante estudar um componente tão importante da história do Universo para compreender a formação das galáxias.”

Wang e a sua equipa observaram três “janelas” ALMA do Universo profundo, abertas pelo Telescópio Espacial Hubble: os campos CANDELS. A equipa descobriu 63 objectos extremamente vermelhos nas imagens infravermelhas obtidas pelo Telescópio Espacial Spitzer da NASA: são demasiado vermelhas para serem detectadas com o Hubble. No entanto, a resolução espacial limitada do Spitzer impediu que os astrónomos identificassem a sua natureza.

O ALMA detectou emissão de ondas sub-milimétricas de 39 dos 63 objectos extremamente vermelhos. Graças à sua alta resolução e sensibilidade, o ALMA confirmou que são galáxias massivas com formação estelar e que estão a produzir estrelas 100 vezes de modo mais eficiente do que a Via Láctea. Estas galáxias são representativas da maioria das galáxias massivas do Universo de há 10 mil milhões de anos, a maioria das quais até agora não tinham sido discernidas por estudos anteriores.

“Ao manter este ritmo de formação estelar, as galáxias detectadas pelo ALMA provavelmente transformar-se-iam na primeira população de galáxias elípticas massivas formadas no início do Universo,” disse David Elbaz, astrónomo da CEA e co-autor do artigo. “Mas há um problema. São inesperadamente abundantes.” Os cientistas estimaram a sua densidade numérica como equivalente a 530 objectos por cada grau quadrado do céu. Esta densidade numérica excede em muito as previsões dos modelos teóricos actuais e das simulações de computador. Além disso, de acordo com o modelo amplamente aceite do Universo com um tipo particular de matéria escura, é um desafio construir um grande número de objectos massivos numa fase tão inicial do Universo. Como um todo, os resultados actuais do ALMA desafiam a nossa actual compreensão da evolução do Universo.

“Tal como a galáxia M87, da qual os astrónomos recentemente obtiveram a primeira imagem de um buraco negro, as galáxias elípticas massivas estão localizadas no coração de aglomerados de galáxias. Os cientistas pensam que estas galáxias formaram a maioria das suas estrelas no início do Universo,” explica Kotaro Kohno, professor da Universidade de Tóquio e membro da equipa de investigação. “No entanto, pesquisas anteriores pelas progenitoras destas galáxias massivas não tiveram sucesso porque foram baseadas apenas em galáxias que são facilmente detectáveis com o Hubble. A descoberta deste grande número de galáxias ténues e massivas, invisíveis ao Hubble, fornece evidências directas da montagem precoce de galáxias massivas durante os primeiros mil milhões de anos do Universo.” Observações de acompanhamento mais detalhadas, com o ALMA e com o futuro Telescópio Espacial James Webb da NASA, serão essenciais para fornecer informações adicionais sobre a natureza destas galáxias. Os novos estudos poderão construir um quadro completo da formação galáctica no Universo inicial.”

Astronomia On-line
13 de Agosto de 2019

 

2439: Um meteoro explodiu em Júpiter (e há um vídeo a registar o momento)

Um astro-fotógrafo conseguiu captar por acaso, esta quarta-feira, o momento em que um meteoro explodiu na atmosfera superior espessa de Júpiter.

“Depois de ver o vídeo e me ter apercebido do flash, a minha mente começou a andar às voltas. Senti urgentemente a necessidade de partilhar isto com as pessoas que achassem os resultados úteis”, explica Ethan Chappel ao Science Alert.

O vídeo foi captado pelo astro-fotógrafo, esta quarta-feira, no Texas. Se estiver atento às imagens, consegue perceber que logo abaixo da linha do equador, do lado esquerdo, algo se ilumina visivelmente e depois desaparece.

“É um feito conseguir um vídeo como este, nunca vi nada parecido antes. É totalmente de tirar o fôlego”, disse ao mesmo site o astrónomo da Universidade de Southern Queensland, na Austrália, Jonti Horner.

A luz que se vê no vídeo não é provocada pelos processos habituais do planeta, como raios ou auroras. Os cientistas acreditam que se tenha tratado do impacto de um meteoro, que também não é necessariamente um evento raro.

Além disso, Júpiter está rodeado de objectos que podem chocar com a sua gravidade: cometas de período curto e de longo período, bem como asteróides do cinturão entre este planeta gasoso e Marte.

Na verdade, um estudo publicado em 1998 descobriu que a taxa de grandes impactos em Júpiter seria provavelmente entre 2.000 e 8.000 vezes a taxa de impactos na Terra, o que não significa que os consigamos ver com facilidade (poucos foram capturados).

“É um evento muito fugaz, acontece em poucos segundos. Muitas vezes estas coisas passam despercebidas e não são observadas. E metade delas acontecerá do outro lado do planeta. Por isso, há muitos factores que dificultam a possibilidade de ver estes eventos”, afirma Horner ao mesmo site.

A parte mais entusiasmante do vídeo de Chappel é que os cientistas podem agora comparar este impacto com outros, como é o caso do meteoro de Cheliabinsk, que caiu na cidade russa com o mesmo nome em 2013.

Também é possível que o impacto deste meteoro tenha deixado uma cicatriz em Júpiter, que pode ser estudada por outros instrumentos como, por exemplo, a sonda espacial da NASA Juno. Para já, os primeiros relatórios sugerem que o impacto foi pequeno demais para produzir uma cicatriz.

ZAP //

Por ZAP
13 Agosto, 2019

(artigo relacionado): Júpiter acabou de ser atingido por algo tão grande que se viu da Terra

 

2437: Asteróide do tamanho da Grande Pirâmide de Quéops passará “perto” da Terra a 49 mil km/h

Dentro de dias a Terra irá ser visitada por um “novo” asteróide. Segundo a NASA, este astro, do tamanho da Grande Pirâmide de Quéops, vai passar na Terra a uma velocidade de 49 mil km/h. Este é mais um asteróide que no mês de Agosto vem visitar o nosso planeta.

Depois de milhões de anos de anonimato, a gigantesca rocha espacial, com um tamanho estimado de 160 metros de largura, vai fazer por cá o seu primeiro voo registado no dia 28 de Agosto.

Chama-se 2019 OU1 e é um asteróide “novo” a passar pela Terra

O asteróide, apelidado de 2019 OU1, faz parte da classe Apollo de asteróides próximos da Terra – que formam a maioria dos asteróides potencialmente perigosos. Conforme já vimos no passado, meteoritos desta classe podem criar danos, como vimos com o Chelyabinsk.

Este foi o asteróide, que explodiu dramaticamente sobre a cidade russa e deixou os residentes atordoados com cortes de vidro estilhaçado.

Qual a origem destes asteróide classe Apollo?

Pensa-se que os asteróides Apollo têm origem no principal cinturão de asteróides, mas depois são desviados do rumo pelas interacções gravitacionais com Júpiter. Estes asteróides “potencialmente perigosos” são definidos pela NASA como rochas espaciais que passam até 0,05 au da Terra e têm uma magnitude de 22 ou menos.

De acordo com o CNEOS (Centro de Estudos de Objectos Próximos à Terra) da NASA, o asteróide 2019 OU1 deverá passar pela Terra no próximo dia 28 de Agosto. A rocha estará a uma distância de apenas 0,6867 unidades astronómicas ou 1 028 370,82 quilómetros da Terra.

Portanto, o asteróide deve passar pela Terra, mas sem a classificação de “perigoso” pela NASA.

Estamos a demorar muito para identificar a passagem dos asteróides

A parte mais assustadora é que a rocha, chamada 2019 OK, poderia arrasar uma cidade. Tendo poder semelhante ao de uma bomba atómica e nem sequer tinha sido avistada por astrónomos.

Se tivesse 100 metros de diâmetro, deixaria uma cratera com cerca de um quilómetro de diâmetro, e a energia da explosão seria equivalente a cinco megatoneladas de TNT. Contudo, se esse astro batesse nalgum lugar onde não há nada, então não aconteceria muito. Se caísse no oceano, poderia incitar um tsunami, mas não seria um que ameaçasse a vida.

Referiu o professor Kris Stanek ao jornal El Reg.

A nossa capacidade de lidar com os asteróides está a tornar-se mais urgente, à medida que os cientistas tentam desenvolver métodos para proteger a Terra da catástrofe. Na verdade, segundo, o nosso planeta, um dia assistiu a um impacto tão devastador que quase todos os dinossauros foram extintos, deixando apenas algumas aves vivas na Terra.

Nesse sentido, há várias agências, além da NASA, a desenvolver um projecto de escudo planetário. Resta saber se um dia iremos precisar dele e ele funcionará.

Imagem: NASA
Fonte: Mashable

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2433: Júpiter acabou de ser atingido por algo tão grande que se viu da Terra

Júpiter é o maior planeta do Sistema Solar, tanto em diâmetro quanto em massa, e é o quinto mais próximo do Sol. Este astro é observável da Terra a olho nu e recolhe a preferência de muitos astrónomos pela magia das suas cores, cicatrizes que são abissais impactos no planeta. Nesse sentido, um astrónomo amador captou algo espectacular com o seu telescópio caseiro, na passada quarta-feira.

Conforme iremos ver nas imagens, o astrónomo amador gravou acidentalmente um flash brilhante na superfície de Júpiter. Foi algo tão grande que a explosão foi vista da Terra, a 628.000.000 Km de distância.

Júpiter, o gigante gasoso que tem uma vida incrível

O maior planeta do sistema solar fornece frequentemente imagens impressionantes, como aquelas tiradas pela nave espacial Juno da NASA. Contudo, na passada quarta-feira, foi visto a olho nu, da Terra um flash inesperado. As imagens deixaram os astrónomos excitados com a possibilidade de se tratar de um impacto de meteoritos.

Ethan Chappel apontou o seu telescópio para o planeta gigante de gás na hora certa. Nessa altura, o astrónomo amador deu conta de ter captado uma mancha branca vista no lado esquerdo inferior do planeta, como podemos ver nas imagens a baixo.

Embora ainda não tenha sido confirmado por um segundo observador, parece que um grande asteróide atingiu o planeta gigante. O flash é breve e desaparece rapidamente, aumentando a ideia de que foi provavelmente causado por um impacto.

Outro impacto em Júpiter hoje. Um bólide (meteoro), mas não como aquele que deixou escombros escuros, o SL9, há 25 anos.

Escreveu no Twitter a astrónoma Dra. Heidi B. Hammel.

Imaged Jupiter tonight. Looks awfully like an impact flash in the SEB. Happened on 2019-08-07 at 4:07 UTC.

Impactos que deixaram marcas em Júpiter- grandes marcas!

O SL9 é o acrónimo para Comet Shoemaker-Levy 9. Este astro teve um impacto famoso em Júpiter em 1994. Hammel liderou a equipa que usou o Telescópio Espacial Hubble para estudar o impacto e como a atmosfera gasosa do planeta respondeu.

Algo notável a considerar é que o tamanho aparente do flash é quase o tamanho da Terra, que é minúscula ao lado do gigantesco planeta de gás. Para referência, cerca de três Terras poderiam caber dentro do Grande Ponto Vermelho de Júpiter, que também é visível.

Apesar de ter sido uma super explosão, isso não significa que o que quer que tenha atingido Júpiter tenha sido do tamanho de um planeta. Na realidade quer dizer que a colisão parece ter libertado muita energia explosiva. Bob King, do Sky and Telescope, diz que, se confirmado, este seria o sétimo impacto registado em Júpiter desde o Shoemaker-Levy e o primeiro em mais de dois anos.

Júpiter funciona como escudo anti asteróides da Terra

Portanto, Júpiter, dado o seu tamanho e, sobretudo, a sua poderosa força gravitacional, funciona como um escudo contra asteróides que se “aproximam” da Terra vindos do sistema solar exterior. Aliás, a terra seguramente já teria sido alvo de muitos, tendo em conta que muitas vezes só damos conta deles já eles estão na nossa vizinhança.

pplware
10 Ago 2019
Imagem: NASA
Fonte: Sky and Telescope

 

ALMA mergulha na “esfera de influência” de buraco negro

O ALMA fez as medições mais precisas de gás frio girando em torno de um buraco negro super-massivo – o gigante cósmico no centro da gigantesca galáxia elíptica NGC 3258. A elipse multicolorida reflecte o movimento do gás que orbita o buraco negro, o azul indicando movimento na nossa direcção e o vermelho indicando movimento para longe de nós. A caixa inserida representa como a velocidade orbital muda com a distância ao buraco negro. Descobriu-se que o material gira mais depressa quanto mais perto os astrónomos observavam do buraco negro, permitindo-lhes calcular com precisão a sua massa: uns impressionantes 2,25 mil milhões de vezes a massa do nosso Sol.
Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), B. Boizelle; NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello; Telescópio Espacial Hubble (NASA/ESA); Carnegie-Irvine Galaxy Survey

O que acontece dentro de um buraco negro fica dentro de um buraco negro, mas o que acontece dentro da “esfera de influência” de um buraco negro – a região mais interna de uma galáxia onde a gravidade de um buraco negro é a força dominante – é de grande interesse para os astrónomos e pode ajudar a determinar a massa de um buraco negro bem como o seu impacto na sua vizinhança galáctica.

Novas observações com o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) fornecem uma visão sem precedentes de um disco rodopiante de gás interestelar frio em torno de um buraco negro super-massivo. Este disco está no centro de NGC 3258, uma enorme galáxia elíptica a cerca de 100 milhões de anos-luz da Terra. Com base nestas observações, uma equipa liderada por astrónomos da Universidades A&M do Texas e da Universidade da Califórnia, em Irvine, determinou que este buraco negro tem uma massa equivalente a 2,25 mil milhões de sóis, o buraco negro mais massivo medido, até agora, com o ALMA.

Embora os buracos negros super-massivos possam ter massas de milhões a milhares de milhões de vezes a massa do Sol, representam apenas uma pequena fracção da massa de uma galáxia inteira. Isolar a influência da gravidade de um buraco negro das estrelas, do gás interestelar e da matéria escura é um grande desafio e requer observações altamente sensíveis em escala fenomenalmente pequenas.

“A observação do movimento orbital o mais próximo possível de um buraco negro é de vital importância quando se determina com precisão a massa do buraco negro,” disse Benjamin Boizelle, investigador pós-doutorado da Universidade A&M do Texas e autor principal do estudo publicado na revista The Astrophysical Journal. “Estas novas observações de NGC 3258 demonstram o incrível poder do ALMA em mapear, com detalhes impressionantes, a rotação de discos gasosos em torno de buracos negros super-massivos.”

Os astrónomos usam uma variedade de métodos para medir as massas dos buracos negros. Em galáxias elípticas gigantes, a maioria das medições vem de observações do movimento orbital de estrelas em redor do buraco negro, captadas no visível ou no infravermelho. Outra técnica, usando masers naturais de água (lasers no rádio) em nuvens de gás que orbitam em torno de buracos negros, fornece uma maior precisão, mas estes masers são muito raros e estão associados quase exclusivamente a galáxias espirais com buracos negros mais pequenos.

Ao longo dos últimos anos, o ALMA desbravou caminho ao utilizar um novo método para estudar buracos negros em galáxias elípticas gigantes. Cerca de 10% das galáxias elípticas contêm discos giratórios de gás frio e denso nos seus centros. Estes discos contêm monóxido de carbono (CO) gasoso, que pode ser observado com radiotelescópios no comprimento de onda milimétrico.

Usando o efeito Doppler da emissão das moléculas de CO, os astrónomos podem medir as velocidades das nuvens de gás em órbita, e o ALMA possibilita a resolução dos próprios centros de galáxias onde as velocidades orbitais são mais altas.

“A nossa equipa investiga galáxias elípticas próximas com o ALMA há já vários anos com o objectivo de encontrar e estudar discos de gás molecular girando em torno de buracos negros gigantes,” acrescentou Aaron Barth da Universidade da Califórnia em Irvine, co-autor do estudo. “NGC 3258 é o melhor alvo que já encontrámos, porque podemos rastrear a rotação do disco para mais perto do buraco negro do que em qualquer outra galáxia.”

Tal como a Terra orbita o Sol mais depressa do que Plutão, pois é-lhe exercida uma maior força gravitacional, as regiões mais internas do disco de NGC 3258 orbitam mais depressa do que as partes mais externas devido à gravidade do buraco negro. Os dados do ALMA mostram que a velocidade de rotação do disco sobe de 1 milhão de quilómetros por hora na sua orla externa, a cerca de 500 anos-luz do buraco negro, para mais de 3 milhões de quilómetros por hora perto do centro do disco, a uma distância de apenas 65 anos-luz do buraco negro.

Os investigadores determinaram a massa do buraco negro modelando a rotação do disco, tendo em conta a massa adicional das estrelas na região central da galáxia e outros detalhes como a forma ligeiramente distorcida do disco gasoso. A detecção clara da rápida rotação permitiu que os cientistas determinassem a massa do buraco negro com uma precisão inferior a 1%, embora tenham estimado uma incerteza sistemática adicional de 12% na medição porque a distância até NGC 3258 não é conhecida com muita precisão. Mesmo considerando a incerteza na distância, esta é uma das medições mais precisas da massa de qualquer buraco negro para lá da nossa Galáxia.

“O próximo desafio é encontrar mais exemplos de discos giratórios quase perfeitos como este, para que possamos aplicar este método de medir massas de buracos negros numa amostra maior de galáxias,” concluiu Boizelle. “Observações adicionais do ALMA, que atingirem este nível de precisão, ajudar-nos-ão a entender melhor o crescimento das galáxias e dos buracos negros por todo o Universo.”

Astronomia On-line
9 de Agosto de 2019

 

2417: Descobertas galáxias que podem dar pistas sobre matéria escura do Universo

ESO
A matéria escura em torno de uma das galáxias do enxame de galáxias Abell 3827 não se move com esta, possivelmente implicando que estão a ocorrer interações de natureza desconhecida entre a matéria escura

Astrónomos identificaram 39 galáxias antigas e ‘super-massivas’, uma descoberta que pode dar novas pistas sobre a evolução dos buracos negros de grande massa e a distribuição da matéria escura no Universo, divulgou hoje a Universidade de Tóquio, no Japão.

Os astrónomos da Universidade de Tóquio, que usaram nas observações o radiotelescópio ALMA e o telescópio VLT, ambos no Chile, defendem que a abundância de tais galáxias desafia os modelos actuais do Universo.

As galáxias ter-se-ão formado nos primeiros dois mil milhões de anos do Universo (que terá 13,7 mil milhões de anos de acordo com a teoria do Big Bang). Os resultados foram publicados esta quarta-feira na revista Nature.

“Esta descoberta contraria os modelos actuais para aquele período da evolução cósmica e vai ajudar a acrescentar alguns detalhes que faltavam até agora“, afirmou o investigador Tao Wang, citado em comunicado pela Universidade de Tóquio.

De acordo com a investigação, a existência e a forma como evoluíram as galáxias ‘super-massivas’ antigas permite saber mais sobre a evolução dos buracos negros ‘super-massivos’ (regiões do Universo de grande massa de onde nem a luz escapa), uma vez que quanto mais massa tem uma galáxia mais massa tem o buraco negro no centro dessa galáxia.

Por outro lado, segundo os autores do estudo, as galáxias com maior massa estão ligadas à distribuição da matéria escura, a que não é visível e que constitui a maior parte do Universo.

“Tal [facto] desempenha um papel na modulação da estrutura e distribuição das galáxias. Os investigadores vão precisar de actualizar as suas teorias”, sustentou o astrónomo Kotaro Kohno.

Dada a distância a que se encontra este tipo de galáxias, a luz por elas emitida chega muito ténue à Terra, não sendo visível com telescópios ópticos.

A equipa de astrónomos japoneses espera aprofundar os seus estudos sobre as 39 galáxias, nomeadamente sobre a sua população de estrelas e a sua composição química, com o potente telescópio espacial James Webb, com lançamento previsto para 2021, após sucessivos adiamentos.

ZAP // Lusa

Por Lusa
7 Agosto, 2019

 

2413: A Via Láctea em três dimensões

O Telescópio Warsaw e as Cefeidas da Via Láctea descobertas pelo levantamento OGLE.
Crédito: K. Ulaczyk/J. Skowron/OGLE/Observatório Astronómico da Universidade de Varsóvia

Quando Galileu apontou o seu primeiro telescópio à Via Láctea no início do século XVII, ele notou que consiste principalmente de inúmeras estrelas. Desde aquela época, o estudo das propriedades e da história da nossa Galáxia tem absorvido muitas gerações de cientistas. Na revista Science, astrónomos polacos do Observatório Astronómico da Universidade de Varsóvia apresentaram um mapa tridimensional único da Via Láctea. O mapa fornece informações sobre a estrutura e sobre a história da nossa Galáxia.

Desde o século XVII que os astrónomos estão cientes de que a Terra, o Sol e os outros planetas do Sistema Solar, juntamente com milhares de milhões de estrelas vistas com telescópios, formam a nossa Galáxia. Estas estrelas, se observadas longe das luzes da cidade, parecem “leite derramado” no céu e formam a faixa da Via Láctea.

Actualmente, pensa-se que a Via Láctea é uma típica galáxia espiral barrada que consiste de uma região central em forma de barra rodeada por um disco plano de gás, poeira e estrelas. O disco compreende quatro braços espirais e tem um diâmetro de aproximadamente 120.000 anos-luz. O Sistema Solar está localizado dentro do disco, a cerca de 27.000 anos-luz do Centro Galáctico, e é por isso que as estrelas do disco, vistas de dentro, parecem uma faixa ténue no céu – a Via Láctea.

O conhecimento actual sobre a forma do disco da Via Láctea é baseado em vários elementos (como contagens de estrelas ou observações de moléculas de gás no rádio) informados pela extrapolação de estruturas vistas noutras galáxias. No entanto, as distâncias destas características são medidas indirectamente e dependem do modelo. O método mais robusto de estudar a forma da Via Láctea seria medir directamente as distâncias de uma grande amostra de estrelas de um tipo específico, o que permitiria a construção de um mapa tridimensional da Galáxia.

As estrelas variáveis Cefeidas são perfeitas para esta tarefa. As Cefeidas são super-gigantes jovens pulsantes: o seu brilho muda com um padrão muito regular e muito bem definido, que pode variar de horas a várias dúzias de dias.

“As Cefeidas seguem uma relação entre o período de pulsação e a luminosidade, permitindo inferir a luminosidade intrínseca de uma Cefeida a partir do seu período. A distância pode então ser determinada comparando o brilho aparente e intrínseco,” diz a Dra. Dorota Skowron, autora principal do estudo. Ela acrescenta: a dificuldade adicional surge da presença de poeira e gás interestelar que pode diminuir o brilho de uma Cefeida. Felizmente, as observações no infravermelho reduzem essas incertezas.

As distâncias às Cefeidas podem ser determinadas com uma precisão superior a 5%.

 

 

O novo mapa tridimensional da Via Láctea foi construído usando uma amostra de mais de 2400 Cefeidas, a maioria das quais foram recentemente identificadas nos dados fotométricos recolhidos pelo levantamento OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment).

“O levantamento OGLE está entre as maiores pesquisas de variabilidade do céu, monitoriza o brilho de quais dois mil milhões de estrelas. As colecções de estrelas variáveis do OGLE, incluindo as Cefeidas da Via Láctea, são as maiores do mundo e são utilizadas por muitos investigadores para vários estudos do Universo,” salienta o professor Andrzej Udalski, do projecto OGLE.

O mapa tridimensional recém-construído da Via Láctea é o primeiro mapa que se baseia em distâncias directas de milhares de objectos individuais tão distantes quanto o limite esperado do disco Galáctico. O mapa demonstra que o disco da Via Láctea não é plano, é deformado a distâncias maiores que 25.000 anos-luz de Centro Galáctico.

“A deformação do disco Galáctico já tinha sido detectada antes, mas esta é a primeira vez que podemos usar objectos individuais para traçar a sua forma em três dimensões,” diz Przemek Mróz, estudante da Universidade de Varsóvia. Estrelas nas partes externas do disco da Via Láctea podem estar deslocadas do plano Galáctico até 4500 anos-luz em relação às regiões centrais da Galáxia. A deformação pode ter sido provocada por interacções com galáxias satélites, gás intergaláctico ou matéria escura.

O disco Galáctico não tem uma espessura constante, cresce com a distância ao Centro Galáctico. O disco Galáctico tem cerca de 500 anos-luz de espessura perto do Sol, enquanto excede 3000 anos-luz perto da orla.

A idade das Cefeidas pode ser determinada com base nos seus períodos de pulsação, o que permitiu que os astrónomos realizassem uma tomografia etária da Via Láctea. As Cefeidas mais jovens estão localizadas perto do Centro Galáctico, enquanto que as mais velhas estão perto do limite da Via Láctea.

“Encontrámos muitas subestruturas alongadas no disco, compostas por estrelas de idade semelhante. Isto indica que as Cefeidas ali localizadas devem ter-se formado mais ou menos ao mesmo tempo num dos braços espirais. No entanto, as Cefeidas formadas num braço espiral não seguem a localização exacta desse braço, porque as velocidades de rotação dos braços espirais e das estrelas são ligeiramente diferentes,” explica o Dr. Jan Skowron, co-autor do estudo.

Os astrónomos realizaram uma simulação simples para testar esta hipótese. Injectaram vários episódios de formação estelar nos braços espirais e atribuíram movimentos e velocidades típicas às estrelas aí presentes.

“As estruturas simuladas e observadas são surpreendentemente semelhantes. Isto mostra que a nossa ideia sobre a história recente do disco Galáctico é plausível e que pode explicar as estruturas que vemos,” resume o Dr. Jan Skowron.

Astronomia-Online
6 de Agosto de 2019

 

2407: Estrela super-veloz conseguiu escapar ao buraco negro super-massivo da Via Láctea

CIÊNCIA

(dr) Mark A. Garlick

Muitas estrelas orbitam perto de Sagitário A*, o buraco negro super-massivo no centro da Via Láctea. Mas nem todas têm o mesmo destino.

Em algumas galáxias, algumas dessas estrelas são separadas quando se aproximam do buraco negro super-massivo. Outras mudam de cor devido aos efeitos gravitacionais. E em alguns casos, as estrelas são atiradas para o espaço intergaláctico. S5-HVS1 é uma delas.

Como relatado num artigo disponível no arXiv, ainda a ser revisto por pares, um grupo internacional de cientistas identificou uma estrela hiper-veloz enquanto estudavam objectos para o Southern Stellar Stream Spectroscopic Survey (S5).

A estrela estava a mover-se a 1.017 quilómetros por segundo – o que abrange a distância entre Nova Iorque, nos Estados Unidos, e Sidney, na Austrália, em apenas 15,7 segundos.

Para se mover a essa velocidade, muito mais rápido que uma estrela comum, algo deve tê-la acelerado. A equipa de investigadores tentou estimar de onde a estrela poderia possivelmente ter vindo, e com base em sua análise, a explicação mais provável é o núcleo da Via Láctea.

É muito fácil apontar o dedo ao Sagitário A*. Se o buraco negro super-massivo for, de facto, o culpado, a estrela provavelmente foi expulsa a uma velocidade de cerca de 1.800 quilómetros por segundo e tem vindo a desacelerar lentamente nas suas viagens durante cerca de 4,8 milhões de anos. A estrela, que é um objecto padrão de fusão de hidrogénio, está localizada a aproximadamente 30 mil anos-luz da Terra.

Embora esta seja a estrela mais rápida já descoberta, não é um objecto único. Astrónomos descobriram dúzias destas estrelas, embora a maioria delas tenha sido acelerada para fora da galáxia por outros eventos além das interacções com Sagitário A *.

Os cientistas sugerem que, se uma das duas estrelas num sistema binário for super-nova, poderá dar empurrar a sua companheira além do disco da Via Láctea.

Mas as estrelas não estão apenas a ser expulsas. Os investigadores também já descobriram estrelas que chegam à nossa galáxia, vindas de pequenas companheiras da Via Láctea. Também poderiam ter sido acelerados por uma super-nova ou talvez até por um buraco negro super-massivo que ainda não conhecemos.

ZAP //

Por ZAP
5 Agosto, 2019

 

2400: A Nebulosa de Caranguejo está a golpear a Terra com a maior radiação alguma vez registada

NASA / ESA, NRAO / AUI / NSF

Há 7.500 anos, aconteceu uma gigante explosão estelar no Braço de Perseus da Via Láctea, a 6.500 anos-luz da Terra. Os astrónomos viram a explosão no céu ancestral de 1054 – um ponto de luz que se desvaneceu lentamente, deixando para trás uma nuvem de gás e poeira.

Hoje, os restos deste acontecimento celeste ainda se conseguem ver. São conhecidos como a Nebulosa de Caranguejo e, dentro do coração da nuvem, está uma poderosa e rápida estrela de neutrões. Recentemente, a estrela golpeou a Terra com os raios gama de maior energia com origem numa fonte astrofísica alguma vez detectados.

Num artigo publicado em Julho na revista científica Physical Review Letters, os astrónomos detalharam a detecção dessa mega-explosão de energia por um observatório especial localizado a 4.300 metros acima do nível do mar, nas montanhas do Tibete. O observatório composto de uma série de piscinas subterrâneas, finamente ajustadas para detectar partículas cósmicas de alta energia que colidem com a Terra.

Investigadores japoneses e chineses que trabalham no observatório do Tibete descobriram que a Terra tinha sido atingida por alguns raios gama de alta energia, excedendo 100 biliões de eletrão-volts (100 TeV). E não foi apenas uma vez. A equipe detectou esses eventos 24 vezes. Até à data, o máximo de energia detectada tinha sido 75 TeV pelo telescópio HEGRA, nas Canárias.

Um mosquito tem cerca de 1 TeV de energia cinética, enquanto algo como o Grande Colisor de Hadrões, que acelera as partículas e depois as esmaga, opera a cerca de 14 TeV.

“Antes desta descoberta, muitos cientistas acreditavam que os fotões não poderiam acelerar para uma energia maior que 100 TeV”, disse o cientista chinês Huang Jing, um dos participantes do estudo, citado pela agência Xinhua. “Esta descoberta é um marco na busca da origem dos misteriosos raios cósmicos”, disse o professor Chen Yang, especialista em super-novas da Universidade de Nanjing.

Outro grupo de cientistas recentemente apresentou descobertas semelhantes no arXiv, encontrando também raios gama de alta energia acima de 100 TeV usando o High Altitude Water Cherenkov Gamma-Ray Observatory no México.

Sabe-se há muitos anos que a Nebulosa de Caranguejo bombeia partículas de alta energia. No entanto, conseguir ver mais claramente a gama de energia que está a produzir pode ajudar a revelar mais sobre a densa estrela no seu centro. Detectar mais eventos deste tipo também ajudará a explicar as origens dos super-poderosos raios cósmicos.

Para já, os cientistas concluíram que a Nebulosa do Caranguejo é o acelerador de electrões natural mais poderoso da nossa galáxia.

ZAP //

Por ZAP
2 Agosto, 2019

 

2398: Astrónomos encontram sistema exoplanetário próximo com um mundo habitável

Impressão de artista do sistema exoplanetário de GJ 357, com GJ 357d no plano da frente, a apenas 31 anos-luz de distância.
Crédito: Jack Madden/Universidade de Cornell

Uma equipa de astrónomos, liderada por investigadores do Instituto de Astrofísica das Canárias, descobriu três novos planetas em órbita de uma estrela, um dos quais pode ter condições favoráveis à vida. A descoberta foi possível com dados do satélite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA e com dados de vários observatórios terrestres, entre eles o Observatório Espanhol Calar Alto com o seu instrumento CARMENES. Os resultados foram publicados na revista Astronomy & Astrophysics.

Os planetas recém-descobertos orbitam uma estrela chamada GJ 357, uma anã vermelha com aproximadamente um-terço da massa e tamanho do Sol, e cerca de 40% mais fria. Este sistema está a 31 anos-luz de distância na direcção da constelação de Hidra. A descoberta começou quando o TESS da NASA detectou a presença de um exoplaneta em trânsito, ou seja, um planeta fora do nosso Sistema Solar que corta brevemente alguma da luz da sua estrela quando passa à sua frente durante cada órbita.

Um grupo internacional de cientistas, liderado por investigadores do Instituto de Astrofísica das Canárias, usou dados obtidos por vários observatórios terrestres para confirmar a presença do planeta e, durante este processo, descobriram dois planetas adicionais. “Até certo ponto, as evidências destes planetas estavam escondidas nas medições feitas em vários observatórios durante muitos anos,” explicou Rafael Luque, estudante de doutoramento, autor principal do artigo. “Nós precisávamos que o TESS indicasse uma estrela interessante para os poder descobrir.”

Dos três planetas descobertos, GJ 357d, o mais distante da estrela, é particularmente interessante para os cientistas. O planeta orbita a estrela a cada 55,7 dias a uma distância mais ou menos equivalente a 20% da distância entre a Terra e o Sol, e tem uma massa pelo menos 6,1 vezes a massa do nosso planeta. Embora a sua composição e tamanho ainda não sejam conhecidos, um planeta rochoso com esta massa medirá entre uma e duas vezes o tamanho da Terra.

“GJ 357d está situado na orla externa da zona habitável da sua estrela, onde recebe quase a mesma quantidade de energia estelar que Marte recebe do Sol,” explica a co-autora Diana Kossakowski, do Instituto Max Planck para Astronomia em Heidelberg, Alemanha. Sem uma atmosfera, a temperatura média à sua superfície seria de -53º C, o que significa que será mais glacial do que habitável.

Um artigo complementar liderado por cientistas do Instituto Carl Sagan da Universidade de Cornell, que também inclui investigadores do IAC, analisa em detalhe as condições de habitabilidade do planeta. De acordo com Lisa Kaltenegger, a primeira autora do artigo, “se GJ 357d tiver uma atmosfera densa, rica em dióxido de carbono, poderá reter calor suficiente para aquecer o planeta e permitir a existência de água líquida à sua superfície. Além disso, poderíamos detectar bio-marcadores na sua atmosfera com a próxima geração de telescópios no espaço e no solo, como o JWST e o E-ELT, ambos em construção.”

Outros mundos singulares

Os trânsitos observados com o TESS e que deram origem à descoberta deste sistema planetário, são devidos a GJ 357b, um planeta 22% maior do que a Terra. Orbita a sua estrela onze vezes mais perto do que Mercúrio orbita o Sol e tem uma temperatura de superfície perto dos 245º C. “GJ 357b é o que chamamos de ‘Terra quente’, explicou Enric Pallé, astrofísico do IAC e co-autor do artigo, supervisor da tese de doutoramento de Luque, “portanto, embora não possa ter vida, devemos notar que é o terceiro exoplaneta em trânsito mais próximo conhecido até agora, e um dos melhores planetas rochosos que temos para medir a composição de qualquer atmosfera que possa possuir.”

O planeta GJ 357c tem uma massa de pelo menos 3,4 vezes a da Terra, orbita a estrela a cada 9,1 dias a uma distância um pouco mais que o dobro de GJ 357b e tem uma temperatura superficial estimada que ronda os 127º C. O satélite TESS não observou trânsitos deste planeta, o que sugere que a sua órbita se encontra inclinada pelo menos 1º em relação ao planeta “Terra quente”, de modo que nunca passa em frente da estrela a partir da nossa perspectiva.

Para confirmar a presença de GJ 357b e para descobrir os seus vizinhos exoplanetários, Luque e colaboradores usaram medições prévias da velocidade radial da estrela, o seu movimento ao longo da nossa linha de visão. Um planeta em órbita produz um puxão gravitacional na sua estrela, o que dá origem a um pequeno movimento, que os astrónomos podem detectar usando pequenas mudanças no espectro da estrela.

A equipa examinou dados do ESO e do Observatório de Las Campanas, ambos no Chile, do Observatório W.M. Keck no Hawaii, e do Observatório Calar Alto, na Espanha, entre outros.

Astronomia On-line
2 de Agosto de 2019

 

2392: Asteróide “assassino de cidades” passou pela Terra (e ninguém deu por isso)

CIÊNCIA

(CC0/PD) CharlVera / pixabay

Investigadores do Royal Institution of Australia, uma organização científica australiana sem fins lucrativos, disseram que um asteróide com potencial para destruir cidades passou muito perto da Terra – e quase não o vimos.

O asteróide, baptizado de Asteróide 2019 OK, tinha cerca de 57 a 130 metros de largura e movia-se a grande velocidade a uma distância de aproximadamente 73.000 quilómetros da Terra – menos de um quinto da distância até à Lua.

“Deveria preocupar-nos a todos. Não é um filme de Hollywood. É um perigo claro e presente. Seria como uma arma nuclear muito grande“, esclareceu Alan Duffy, investigador do instituto australiano.

“É provavelmente o maior asteróide a passar tão perto da Terra em muitos anos”, disse Michael Brown, astrónomo e professor da Universidade Monash, ao The Post.

O asteróide foi detectado na semana passada por duas equipas de astronomia diferentes, uma no Brasil e outra nos Estados Unidos. Os astrónomos não identificaram o objecto – conhecido como “assassino de cidades” – até pouco tempo antes de se aproximar do nosso planeta a cerca de 61 vezes a velocidade de um jacto comercial.

Os dados sobre o seu tamanho e órbita só foram compilados algumas horas antes de passar pela Terra. Para colocar o tamanho do corpo rochoso em perspectiva, o meteoro que causou o incidente em Chelyabinsk, na Rússia, tinha apenas 20 metros de diâmetro e explodiu com mais energia do que uma arma nuclear.

This is the video of the close encounter of Asteroid 2019 OK we have been Twitting all day with the Earth: https://watchers.news/2019/07/24/asteroid-2019-ok/?utm_source=dlvr.it&utm_medium=twitter 

Mas a pergunta que se impõe é: como deixamos um asteróide tão grande passar quase despercebido? Justamente por causa do seu tamanho e da sua órbita. Embora seja grande, o Asteróide 2019 OK não é do tamanho da rocha que causou a extinção dos dinossauros, por exemplo. Objectos deste tipo são detectados 90% das vezes por instituições científicas.

Além disso, o asteróide tem uma órbita muito elíptica. Segundo Brown, passou muito além da órbita de Marte, quase na órbita de Vénus,o que dificultou a sua observação. Três dias antes do seu encontro com a Terra, o asteróide era mil vezes mais fraco para se detectar do nosso ponto de vista.

Há ainda a questão da velocidade. Conforme se aproximava do planeta, o asteróide viajava a 24 quilómetros por segundo. As rochas espaciais detectadas recentemente possuíam velocidades entre 4 e 19 quilómetros por segundo, por exemplo.

De acordo com os especialistas, a detecção de último minuto serve como um lembrete da ameaça real que os asteróides podem representar para a Terra. Se nos tivesse atingido, teria, sem dúvida, resultado em incidentes devastadores.

Apesar de a probabilidade de um asteróide “matar” uma cidade inteira ser “modesta”, Brown afirma que vale a pena dedicar recursos para a detecção e prevenção deste tipo de objectos.

O Asteróide 2019 OK prova que existem outros por aí, potencialmente perigosos, dos quais nem sequer temos conhecimento. Estes objectos podem aproximar-se da Terra sem aviso prévio. Segundo o Washington Post, os astrónomos estão a desenvolver duas abordagens para tentar desviar asteróides prejudiciais ao planeta.

Duffy explicou que uma das estratégias envolve empurrar lentamente o asteróide para longe da Terra. A outra, chamada de tractor de gravidade, usa a gravidade de uma aeronave para desviar o objecto, caso seja detectado cedo o suficiente.

ZAP // HypeScience / Futurism

Por ZAP
31 Julho, 2019

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2381: Astrónomos criam mapa 3D do Vazio Local

CIÊNCIA

Uma equipa de astrónomos mapeou o tamanho e a forma do Vazio Local, uma grande região de baixa densidade do Universo, na periferia da qual se localiza a Via Láctea.

As galáxias não se movem apenas graças à expansão do Universo. Elas também respondem ao “puxão” gravitacional dos seus vizinhos e de regiões com muita massa. Como consequência, e em relação à expansão geral, as galáxias estão a mover-se em direcção às áreas mais densas e longe de regiões com pouca massa – os vazios.

Em 1987, o astrónomo Brent Tully, da Universidade do Havai, e Richard Fisher, do NRAO, observaram que a nossa Via Láctea se localiza no limite de uma extensa região vazia a que chamaram de Vazio Local.

A existência do Vazio Local tem sido amplamente aceite, mas permaneceu pouco estudada durante muito tempo, uma vez que fica atrás do centro da nossa galáxia e, portanto, está obscurecida da nossa visão, explica o Sci-News.

Agora, Tully e a sua equipa mediram os movimentos de 18.000 galáxias e construíram um mapa 3D que destaca a fronteira entre a matéria e a ausência de matéria que define a borda do Vazio Local. O artigo científico foi publicado no Astrophysical Journal.

Os astrónomos usaram a mesma técnica em 2014 para identificar a extensão total do nosso super-aglomerado doméstico de mais de cem mil galáxias, dando-lhe o nome de Laniakea.

(dr) University of Hawaii
A cor cinza descreve a extensão do Vazio Local e os pontos azuis mostram grandes galáxias, grupos de galáxias e aglomerados.

“Há cerca de três décadas que os astrónomos têm tentado identificar o motivo pelo qual os movimentos da Via Láctea, de Andrómeda e seus vizinhos tendem a desviar-se da expansão total do Universo em mais de 1.3 milhões de mph, o que equivale a 600 quilómetros por segundo”, escreveram os investigadores.

“O nosso estudo mostra que cerca de metade desse movimento é gerado localmente a partir da combinação de uma atracção do enorme Aglomerado de Virgem e da nossa participação na expansão do vácuo local, uma vez que se torna cada vez mais vazio”, esclareceram.

ZAP //

Por ZAP
28 Julho, 2019

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2360: Observação de super-nova, a primeira do seu tipo, usando um satélite da NASA

Impressão de artista do brilho resplandecente de uma estrela.
Crédito: Pixabay

Quando o TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA foi lançado para o espaço em Abril de 2018, o seu objectivo era específico: procurar novos planetas no Universo.

Mas numa investigação publicada recentemente, uma equipa de astrónomos da Universidade Estatal do Ohio mostrou que o levantamento, apelidado TESS, também pode ser usado para monitorizar um tipo específico de super-nova, dando aos cientistas mais pistas sobre o que faz com que as anãs brancas expludam – e sobre os elementos que essas explosões deixam para trás.

“Nós sabemos há anos que estas estrelas explodem, mas temos ideias terríveis do porquê,” disse Patrick Vallely, autor principal do estudo e estudante de astronomia da mesma universidade. “A coisa mais importante aqui é que somos capazes de mostrar que esta super-nova não é consistente com uma anã branca que retira massa directamente de uma companheira estelar – o tipo de ideia padrão que levou as pessoas a tentar encontrar assinaturas de hidrogénio em primeiro lugar. Isto porque a curva de luz do TESS não mostra nenhuma evidência de uma companheira, e tendo em conta que as assinaturas do hidrogénio nos espectros SALT não evoluem como os outros elementos, podemos descartar o modelo padrão.”

A sua pesquisa, publicada na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, representa as primeiras descobertas publicadas sobre uma super-nova observada com o TESS e acrescenta novas informações às teorias de longa data sobre os elementos deixados para trás depois que uma estrela anã branca explode como super-nova.

Esses elementos há muito que incomodam os astrónomos.

Os astrónomos pensam que uma anã branca explode num tipo específico de super-nova, Tipo Ia, depois de recolher massa de uma estrela companheira próxima e crescer demasiado para permanecer estável. Mas se isso for verdade, então os astrónomos teorizaram que a explosão deixaria para trás traços de hidrogénio, um bloco de construção crucial das estrelas e do Universo inteiro (as anãs brancas, pela sua natureza, já queimaram todo o seu hidrogénio e, portanto, não seriam uma fonte de hidrogénio numa super-nova).

Mas até esta observação de uma super-nova com o TESS, os astrónomos nunca tinham visto estes traços de hidrogénio no rescaldo da explosão: esta super-nova é a primeira do seu tipo em que os astrónomos mediram o hidrogénio. Aquele hidrogénio, relatado pela primeira vez por uma equipa dos Observatórios do Instituto Carnegie para Ciência, poderá mudar a natureza do que os astrónomos sabem sobre as super-novas das anãs brancas.

“A coisa mais interessante sobre esta super-nova em particular é o hidrogénio que vimos nos seus espectros (os elementos que a explosão deixa para trás),” disse Vallely. “Há anos que procuramos hidrogénio e hélio nos espectros deste tipo de super-nova – esses elementos ajudam-nos a compreender o que provocou a super-nova.”

O hidrogénio poderia significar que a anã branca consumiu uma estrela próxima. Nesse cenário, a segunda estrela seria uma estrela normal no meio da sua vida útil – não uma segunda anã branca. Mas quando os astrónomos mediram a curva de luz desta super-nova, a curva indicava que a segunda estrela era, de facto, uma segunda anã branca. Então, de onde veio o hidrogénio?

O professor de astronomia Kris Stanek – conselheiro de Vallely e co-autor do artigo, disse que é possível que o hidrogénio tenha vindo de uma estrela companheira – uma estrela normal – mas ele acha que é mais provável que o hidrogénio tenha vindo de uma terceira estrela que estava perto da explosão da anã branca e que foi consumida na super-nova por acaso.

“Seria de pensar que, dado que vemos este hidrogénio, isso significa que a anã branca consumiu uma segunda estrela e explodiu, mas, com base na curva de luz que vimos desta super-nova, isso pode não ser verdade,” disse Stanek.

“Com base na curva de luz, o evento mais provável, pensamos, é que o hidrogénio pode estar a vir de uma terceira estrela no sistema,” acrescentou Stanek. “Portanto, o cenário predominante, pelo menos aqui na Universidade, é que o modo de fabricar uma super-nova do Tipo Ia é ter duas estrelas anãs brancas em interacção – até mesmo colidindo. Mas também ter uma terceira estrela que fornece o hidrogénio.”

A equipa de investigação, Vallely, Stanek e uma equipa de astrónomos de todo o mundo, combinou dados do TESS com dados do ASAS-SN (All-Sky Automated Survey for Supernovae). O ASAS-SN é liderado pela mesma instituição de ensino e é composto por pequenos telescópios espalhados pelo planeta que vigiam o céu em busca de super-novas em galáxias distantes.

O TESS, em comparação, foi construído para procurar planetas próximos na nossa Galáxia – e para fornecer dados muito mais depressa do que os telescópios espaciais anteriores. Isso significa que a equipa da Universidade do Ohio foi capaz de usar os dados do TESS para ver o que estava a acontecer em torno da super-nova nos primeiros momentos depois de ter explodido – uma oportunidade sem precedentes.

A equipa combinou dados do TESS e do ASAS-SN com dados do SALT (South African Large Telescope) para avaliar os elementos deixados no rescaldo da explosão de super-nova. Eles encontraram tanto hidrogénio quanto hélio, dois indicadores que a estrela que explodiu consumiu, de alguma forma, uma estrela companheira próxima.

“O que é realmente interessante sobre estes resultados é que, quando combinamos os dados, podemos aprender coisas novas,” disse Stanek. “E esta super-nova é o primeiro caso interessante desta sinergia.”

A super-nova que esta equipa observou foi do Tipo Ia, um tipo de super-nova que pode ocorrer quando duas estrelas se orbitam uma à outra – o que os astrónomos chamam de sistema binário. Nalguns casos de uma super-nova do Tipo Ia, uma dessas estrelas é uma anã branca.

Uma anã branca queimou todo o seu combustível nuclear, deixando para trás apenas um núcleo muito quente (a temperatura de uma anã branca excede 100.000 K). A menos que a estrela cresça roubando energia e matéria de uma estrela próxima, a anã branca passa os próximos mil milhões de anos a arrefecer antes de se transformar num pedaço de carbono negro.

Ma se a anã branca e outra estrela estiverem num sistema binário, a anã branca lentamente recebe massa da outra estrela até que, eventualmente, a anã branca explode como super-nova.

As super-novas do Tipo Ia são importantes para a ciência espacial – ajudam os astrónomos a medir distâncias no espaço e ajudam a calcular a rapidez com que o Universo está a expandir-se (uma descoberta tão importante que ganhou o Prémio Nobel da Física em 2011).

“Este é o tipo mais famoso de super-nova – levou à descoberta da energia escura na década de 1990,” disse Vallely. “São responsáveis pela existência de tantos elementos no Universo. Mas nós não entendemos muito bem a física por trás delas. E é por isso que gosto tanto da combinação do TESS com o ASAS-SN; podemos construir estes dados e usá-los para descobrir um pouco mais sobre estas super-novas.”

Os cientistas, em geral, concordam que a estrela companheira leva à super-nova de uma anã branca, mas o mecanismo dessa explosão, e a composição da estrela companheira, são pouco conhecidos.

Esta descoberta, disse Stanek, fornece algumas evidências de que a estrela companheira neste tipo de super-nova é provavelmente outra anã branca.

“Estamos a ver algo novo nestes dados, e isso ajuda à nossa compreensão do fenómeno das super-novas do Tipo Ia,” acrescentou. “E podemos explicar isto em termos dos cenários que já temos – precisamos apenas que a terceira estrela, neste caso, seja a fonte do hidrogénio.”

Astronomia On-line
23 de Julho de 2019

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2344: Asteróide Ryugu é semelhante a uma esponja gigante (e pode ter um núcleo denso escondido no interior)

Akademy / Flickr
Asteróide Ryugu numa imagem capturada pela nave espacial japonesa Hayabusa2

O rover espacial MASCOT conseguiu fazer medições que mostraram que, ao contrário do esperado, o asteróide Ryugu está vazio por dentro e a sua estrutura porosa é semelhante à de uma esponja.

A descoberta explica por que razão apenas um número extremamente pequeno de meteoritos deste tipo atinge a superfície da Terra.

Anteriormente, os astrónomos acreditavam que a superfície dos asteróides condritos do tipo C estava coberta de poeira fina e seixos cósmicos e que o seu interior era composto de rochas relativamente densas.

No entanto, de acordo com um estudo publicado a 15 de julho na revista Nature Astronomy, tudo aconteceu de maneira diferente quando a MASCOT investigou Ryugu e descobriu que apenas a sua superfície abrigava grandes rochas, enquanto o seu interior estava vazio.

“Ryugu surpreendeu-nos, só vimos grandes fragmentos no asteróide que são muito porosos e provavelmente muito frágeis”, disse Matthias Grott, um dos líderes da missão MASCOT, em comunicado. “Agora podemos confirmar que é muito provável que os fragmentos desses asteróides se quebrem ainda mais quando entram na atmosfera da Terra e, em geral, queimam completamente.” Isso significa que apenas os maiores fragmentos atingem a superfície da Terra.

Esta teoria também é confirmada pelo facto de que o asteróide aquece e arrefece muito lentamente quando a “manhã” e “noite” chegam nas regiões estudadas pela MASCOT. Por outro lado, os cientistas não excluem que um núcleo denso e sólido coberto por uma camada bastante espessa de rochas parcialmente divididas e esmagadas possa estar escondido por dentro.

Os astrónomos assinalam que, neste sentido, Ryugu é parecido com os cometas Churyumov-Gerasimenko e Hartley. Isto, por sua vez, indica que o objecto que originou o asteróide era constituído por material primário do sistema solar e era bastante grande, sendo que o seu diâmetro pode ter superado os 50 quilómetros. Se se confirmar essa teoria, Ryugu poderia ser um fragmento da crosta primária do “embrião” de um planeta.

Por outro lado, também é possível que o progenitor deste corpo celeste fosse um objecto relativamente pequeno, com aproximadamente um quilómetro de largura. Neste caso, deveria ter surgido nos primeiros momentos da vida da família planetária, quando o disco protoplanetário estava suficientemente quente para a existência de água líquida.

A nave espacial Hayabusa-2 foi lançada ao espaço no início de Dezembro de 2014 para estudar, recolher e enviar amostras do asteróide Ryugu. A nave permaneceria perto do asteróide durante um ano e meio para recolher amostras de solo e para depois as trazer para a Terra.

Além disso, a Hayabusa-2 levou ao asteróide os rovers japoneses Rover-1A e Rover-1B, batizados de MINERVA-II-1, bem como o aparelho europeu MASCOT. Os primeiros atingiram a superfície do objeto espacial no final de setembro de 2018 e o MASCOT pousou no Ryugu em Outubro.

O rover realizou com sucesso todas as tarefas científicas recolhendo os dados necessários e tirando fotografias para conhecer melhor o asteróide.

ZAP //

Por ZAP
20 Julho, 2019

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2338: Gaia começa a mapear a barra da nossa Galáxia

Esta imagem mostra a distribuição de 150 milhões de estrelas na Via Láctea, usando a segunda versão de dados da missão Gaia em combinação com levantamentos ópticos e infravermelhos, com os tons laranja/amarelo indicando uma maior densidade de estrelas. A maioria destas estrelas são gigantes vermelhas. A distribuição é sobreposta a uma visão artística da nossa Via Láctea.
Enquanto a maioria das estrelas estão localizadas mais perto do Sol (a maior mancha laranja/amarela na parte inferior da imagem), uma característica grande e alongada povoada por muitas estrelas também é visível na região central da Galáxia: esta é a primeira indicação geométrica da barra galáctica.
As distâncias das estrelas mostradas neste gráfico, juntamente com a temperatura da sua superfície e extinção – uma medida da quantidade de poeira que existe entre nós e as estrelas – foram estimadas usando o código de computador StarHorse.
Crédito: dados – ESA/Gaia/DPAC, A. Khalatyan (AIP) & equipa StarHorse; mapa galáctico – NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC/Caltech)

A primeira medição directa da colecção de estrelas em forma de barra no centro da Via Láctea foi feita combinando dados da missão Gaia da ESA com observações complementares de telescópios terrestres e espaciais.

A segunda versão de dados do satélite de mapeamento estelar, publicada em 2018, tem vindo a revolucionar muitos campos da astronomia. O catálogo sem precedentes contém os brilhos, posições, indicadores de distância e movimentos no céu para mais de mil milhões de estrelas da nossa Via Láctea, juntamente com informações sobre outros corpos celestes.

Por mais impressionante que este conjunto de dados seja, isto é apenas o começo. Embora esta segunda divulgação tenha por base os primeiros 22 meses de investigações do Gaia, o satélite já varre o céu há cinco anos e tem ainda muitos pela frente. Os novos lançamentos de dados planeados para os próximos anos vão melhorar as medições, além de fornecer informações adicionais que nos permitirão mapear a nossa Galáxia e aprofundar a sua história como nunca antes.

Entretanto, uma equipa de astrónomos combinou os dados mais recentes do Gaia com observações infra-vermelhas e ópticas realizadas a partir do solo e do espaço para fornecer uma ante-visão do que os futuros lançamentos do topógrafo estelar da ESA vai revelar.

“Observámos, em particular, dois parâmetros estelares contidos nos dados do Gaia: a temperatura da superfície das estrelas e a ‘extinção’, que é basicamente uma medida da quantidade de poeira que existe entre nós e as estrelas, obscurecendo a sua luz e fazendo com que pareça mais vermelha,” disse Friedrich Anders da Universidade de Barcelona, Espanha, autor principal do novo estudo.

“Estes dois parâmetros estão interligados, mas podemos estimá-los de forma independente, adicionando informações extras obtidas atravessando a poeira com observações infra-vermelhas.”

A equipa combinou o segundo lançamento de dados do Gaia com várias investigações no infravermelho usando um código informático chamado StarHorse, desenvolvido pela co-autora Anna Queiroz e colaboradores. O código compara as observações com modelos estelares para determinar a temperatura da superfície das estrelas, a extinção e uma estimativa melhorada da distância até às estrelas.

Como resultado, os astrónomos obtiveram uma determinação muito mais precisa das distâncias para cerca de 150 milhões de estrelas – em alguns casos, a melhoria é de até 20% ou mais. Isto permitiu que rastreassem a distribuição de estrelas através da Via Láctea para distâncias muito maiores do que o possível só apenas com os dados do Gaia.

“Com o segundo lançamento de dados do Gaia, pudemos testar um raio em torno do Sol de cerca de 6500 anos-luz, mas com o nosso novo catálogo, pudemos estender essa ‘esfera do Gaia’ três ou quatro vezes, alcançando o centro da Via Láctea,” explicou a co-autora Cristina Chiappini do Instituto Leibniz para Astrofísica em Potsdam, Alemanha, onde o projecto foi coordenado.

Lá, no centro da nossa Galáxia, os dados revelam claramente uma característica grande e alongada na distribuição tridimensional das estrelas: a barra galáctica.

“Nós sabemos que a Via Láctea tem uma barra, como outras galáxias espirais barradas, mas até agora só tínhamos indicações indirectas dos movimentos das estrelas e do gás, ou de contagens estelares em levantamentos no infravermelho. Esta é a primeira vez que vemos a barra galáctica no espaço em 3D, com base em medições geométricas de distâncias estelares,” explicou Friedrich.

“Em última análise, estamos interessados na arqueologia galáctica: queremos reconstruir como a Via Láctea se formou e evoluiu e, para isso, precisamos de entender a história de cada um dos seus componentes,” acrescentou Cristina.

“Ainda não está claro como a barra – uma grande quantidade de estrelas e gás que gira em torno do centro da Galáxia – se formou, mas com o Gaia e outros levantamentos futuros nos próximos anos estamos certamente no caminho certo para descobrir isso.”

A equipa está ansiosa pela próxima divulgação de dados do APOGEE-2 (Apache Point Observatory Galaxy Evolution Experiment), bem como por instalações como o 4MOST (4-metre Multi-Object Survey Telescope) no ESO no Chile e o levantamento WEAVE (WHT Enhanced Area Velocity Explorer) do Telescópio William Herschel (WHT) em La Palma, Ilhas Canárias.

A terceira divulgação de dados do Gaia, actualmente planeada para 2021, vai incluir determinações de distância bastante melhoradas para um número muito maior de estrelas, e espera-se que permita o progresso na nossa compreensão da região complexa no centro da Via Láctea.

“Com este estudo, podemos desfrutar de uma amostra das melhorias no nosso conhecimento da Via Láctea que podem ser esperadas a partir de medições do Gaia com a terceira divulgação de dados,” explica o co-autor Anthony Brown da Universidade de Leiden, Holanda, e presidente do Consórcio de Análise e Processamento de Dados do Gaia.

“Estamos a revelar características na Via Láctea que, de outra forma, não podíamos ver: é este o poder do Gaia, que é aprimorado ainda mais em combinação com investigações complementares,” conclui Timo Prusti, cientista do projecto Gaia da ESA.

Astronomia On-line
19 de Julho de 2019

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Evolução exoplanetária: astrónomos expandem “cábula” cósmica

Para perceber em que fase evolutiva um exoplaneta parecido com a Terra se encontra, os astrónomos podem usar os marcos biológicos da Terra como uma pedra de Rosetta.
Crédito: Wendy Kenigsberg/Cornell Brand Communications

Astrónomos de Cornell debruçaram-se sobre a paleta de cores naturais da Terra primitiva e criaram uma “cábula” cósmica para observar mundos distantes. Ao correlacionar tons e matizes, os investigadores buscam entender onde os exoplanetas descobertos podem razoavelmente cair ao longo do seu próprio espectro evolutivo.

“Na nossa busca para entender exoplanetas, estamos a usar a Terra jovem e os seus marcos biológicos na história como uma pedra de Rosetta,” disse Jack O’Malley-James, investigador associado do Instituto Carl Sagan de Cornell.

O’Malley-James é co-autor do artigo juntamente com Lisa Kaltenegger, professora de astronomia e directora do Instituto Sagan. O artigo foi publicado no dia 9 de Julho na revista The Astrophysical Journal Letters.

“Se um alienígena usasse cores para determinar se a nossa Terra tinha vida, esse alienígena veria cores muito diferentes ao longo da história do nosso planeta – indo até há milhares de milhões de anos atrás – quando diferentes formas de vida dominavam a superfície da Terra,” comentou Kaltenegger.

“Os astrónomos anteriormente só se tinham concentrado apenas na vegetação, mas com uma melhor paleta de cores, os investigadores podem agora olhar além de 500 milhões de anos até 2,5 mil milhões de anos no passado da Terra e assim fazer coincidir períodos semelhantes em exoplanetas,” disse.

Nos últimos 500 milhões de anos – cerca de 10% do tempo de vida do nosso planeta – a clorofila, presente em muitas formas familiares de vida vegetal, como folhas e líquenes, tem sido a componente chave na bio-assinatura da Terra. No entanto, outra flora, como as ciano-bactérias ou as algas, são muito mais antigas do que a vegetação terrestre, e as suas estruturas contendo clorofila deixam os seus próprios sinais reveladores na superfície de um planeta.

“Os cientistas podem observar bio-assinaturas superficiais além da vegetação em exoplanetas semelhantes à Terra, usando o nosso próprio planeta como a chave para o que procurar,” explicou O’Malley-James.

“Quando descobrimos um exoplaneta, esta investigação dá-nos uma gama muito mais ampla para olhar para trás no tempo,” disse Kaltenegger. “Estendemos o tempo em que podemos encontrar a biota da superfície de mais ou menos 500 milhões de anos (vegetação terrestre disseminada) até cerca de mil milhões de anos atrás com líquenes e até 2 ou 3 mil milhões de anos com as ciano-bactérias.”

O’Malley-James e Kaltenegger modelaram espectros de exoplanetas semelhantes à Terra com diferentes organismos de superfície que usam clorofila. Os cenários podem incluir locais onde alguns organismos dominam toda a superfície de um planeta semelhante à Terra, como o mundo fictício e pantanoso de Dagobah, o lar de Yoda nos filmes “Guerra das Estrelas”.

Os líquenes (uma parceria simbiótica e fotos-sintética de fungos e algas ou ciano-bactérias) podem ter colonizado as massas terrestres do nosso planeta há cerca de 1,2 mil milhões de anos e teriam “pintado” a Terra em tons menta e cinzento-esverdeado. Esta cobertura teria gerado uma assinatura fotos-sintética “não-vegetativa” de “Red Edge” (a parte do espectro que ajuda a evitar que as plantas se queimem com o Sol) antes da biota da Terra moderna de hoje assumir o controlo.

O’Malley-James e Kaltenegger disseram que as ciano-bactérias – como algas à superfície – podem ter sido disseminadas há 2 a 3 mil milhões de anos, produzindo uma “Red Edge” fotos-sintética e que esta pode ser encontrada noutros exoplanetas semelhantes à Terra.

Esta investigação mostra que os líquenes, as algas e as ciano-bactérias podem ter fornecido uma característica de “Red Edge” superficial detectável para uma Terra jovem, muito antes da vegetação se ter espalhado no solo há 500-750 milhões de anos, acrescentou O’Malley-James.

“Este artigo expande a utilização de uma característica biológica fotos-sintética superficial de ‘Red Edge’ para tempos mais antigos na história da Terra,” disse, “bem como para uma ampla gama de cenários exoplanetários habitáveis.”

Astronomia On-line
19 de Julho de 2019

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Descoberto um disco circum-planetário, “formador de luas”, em torno de jovem planeta

CIÊNCIA

Imagem ALMA da poeira em PDS 70, um sistema localizado a aproximadamente 370 anos-luz da Terra. Duas manchas ténues na região interior do disco estão associadas com planetas recém-formados. Uma dessas concentrações de poeira é um disco circum-planetário, o primeiro já detectado em torno de uma estrela distante.
Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); A. Isella

Recorrendo ao ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), os astrónomos fizeram as primeiras observações de um disco circum-planetário, a cintura planetária de poeira e gás que os astrónomos fortemente teorizam controlar a formação de planetas e que dá origem a todo um sistema de luas, como o encontrado em redor de Júpiter.

Este jovem sistema estelar, PDS 70, está localizado a aproximadamente 370 anos-luz da Terra. Recentemente, os astrónomos confirmaram a presença de dois planetas massivos, semelhantes a Júpiter, em órbita da estrela. Esta descoberta foi feita com o VLT (Very Large Telescope) do ESO, que detectou o brilho quente naturalmente emitido pelo hidrogénio gasoso que se acumula nos planetas.

As novas observações do ALMA, ao invés, mostram as fracas ondas de rádio emitidas pelas partículas minúsculas (com cerca de um-décimo de milímetro) de poeira em redor da estrela.

Os dados do ALMA, combinados com as observações anteriores do VLT no óptico e no infravermelho, fornecem evidências convincentes de que um disco empoeirado capaz de formar múltiplas luas rodeia o planeta mais exterior conhecido do sistema.

“Pela primeira vez, podemos ver conclusivamente os sinais reveladores de um disco circum-planetário, que ajuda a suportar muitas das actuais teorias de formação planetária,” disse Andrea Isella, astrónomo da Universidade Rice em Houston, no estado norte-americano do Texas, autor principal de um artigo publicado na revista The Astrophysical Journal Letters.

“Ao compararmos as nossas observações com imagens infravermelhas e ópticas de alta-resolução, podemos ver que uma concentração de minúsculas partículas de poeira, de outro modo enigmática, é um disco planetário de poeira, o primeiro do seu género já observado conclusivamente,” disse. De acordo com os investigadores, esta é a primeira vez que um planeta é visto nestas três bandas distintas de luz (visível, infravermelho e rádio).

Ao contrário dos gelados anéis de Saturno, que provavelmente se formaram pela colisão de cometas e corpos rochosos há relativamente pouco tempo na história do nosso Sistema Solar, o disco circum-planetário é o remanescente do processo de formação do planeta.

Os dados do ALMA também revelaram duas diferenças distintas entre os dois planetas recém-descobertos. O mais próximo dos dois, PDS 70 b, que está mais ou menos à mesma distância da sua estrela do que Úrano do Sol, tem uma massa de poeira atrás dele, lembrando uma cauda. “O que isto é, e o que significa para este sistema planetário, ainda não é conhecido,” disse Isella. “A única coisa conclusiva que podemos dizer é que está longe o suficiente do planeta para ser uma característica independente.”

O segundo planeta, PDS 70 c, reside no mesmo local que um nó claro de poeira visto nos dados do ALMA. Dado que este planeta brilha tão intensamente nas bandas do infravermelho e do hidrogénio, os astrónomos podem dizer de maneira convincente que um planeta totalmente formado já está em órbita e que o gás próximo continua a ser sugado para a superfície do planeta, terminando o seu surto de crescimento adolescente.

Este planeta exterior está localizado a mais ou menos 5,3 mil milhões de quilómetros da estrela hospedeira, aproximadamente à mesma distância que Neptuno está do Sol. Os astrónomos estimam que este planeta tenha entre 1 e 10 vezes a massa de Júpiter. “Se o planeta estiver do lado mais massivo dessa estimativa, é bem possível que existam luas do tamanho de um planeta formando-se em redor,” observou Isella.

Os dados do ALMA também acrescentam outro elemento importante a estas observações.

Os estudos ópticos de sistemas planetários são notoriamente complexos. Dado que a estrela é muito mais brilhante do que os planetas, é difícil filtrar o brilho, tal como tentar avistar um pirilampo ao lado de um holofote. No entanto, as observações do ALMA não têm essa limitação, já que as estrelas emitem comparativamente pouca luz em comprimentos de onda milimétricos e submilimétricos.

“Isto significa que podemos voltar a este sistema a diferentes períodos e mapear com mais facilidade a órbita dos planetas e a concentração de poeira no sistema,” concluiu Isella. “Isto dar-nos-á uma visão única das propriedades orbitais dos sistemas solares nos seus primeiros estágios de desenvolvimento.”

Astronomia On-line
16 de Julho de 2019

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2318: O Hubble encontrou um buraco negro que não devia existir

A. Feild and L. Hustak / ESA / NASA

Algo estranho está a acontecer a 130 milhões de anos-luz da Via Láctea na galáxia espiral NGC 3174. Há um disco fino de material a rodear o seu pequeno e esfomeado buraco negro.

Discos como os encontrados na NGC 3147 – feitos de gás, poeira e e outros detritos puxados para dentro da órbita do buraco negro – são normalmente encontrados em galáxias mais activas, com buracos negros maiores, que parecem muito mais brilhantes para os nossos telescópios.

Normalmente, quanto mais gás está a ser aprisionado por um buraco negro, mais brilhante aparece o disco de acreção, e mais energia é libertada numa explosão de radiação electromagnética conhecida como quasar. Mas o disco de acreção proveniente da NGC 3147 parece desafiar essa tendência.

O buraco negro é relativamente fraco. Os astrónomos esperavam ver algo mais parecido com um “donut inflamado” do que com um disco parecido com uma panqueca. “O tipo de disco que vemos é um quasar em escala reduzida que não esperávamos existir“, disse o astrónomo e primeiro autor do estudo, Stefano Bianchi, da Universidade Roma Tre, em Itália, em comunicado.

“É o mesmo tipo de disco que vemos em objectos que são mil ou até cem mil vezes mais luminosos. As previsões de modelos actuais para galáxias activas muito fracas falharam claramente”, explicou o autor do estudo publicado a 11 de Julho na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Uma observação deste tipo no espaço profundo só é possível graças à super-poderosa óptica do telescópio Hubble que, como diz Bianchi, poderia ajudar na compreensão de como as galáxias menos activas operam.

O Telescópio Espacial Hubble conseguiu bloquear a luz da galáxia circundante para observar a velocidade, temperatura e outras características da matéria dentro do disco em espiral. Além de ser uma anomalia em primeiro lugar, o disco também está tão próximo do campo gravitacional do seu buraco negro que a sua luz está a ser entortada e intensificada, tornando-se um achado ainda mais fascinante.

“Esta é uma visão intrigante num disco muito próximo de um buraco negro, tão perto que as velocidades e a intensidade da atracção gravitacional estão a afetar a forma como vemos os fotões de luz”, diz Bianchi.

Isto significa que o sistema dá aos astrónomos uma rara oportunidade de testar as teorias da relatividade propostas por Albert Einstein. A luz visível do disco do buraco negro na NGC 3147 pode ajudar na análise da relatividade geral e da relatividade especial – como espaço, tempo, luz e gravidade se encaixam. É também outro exemplo do cosmos que continua a despertar o inesperado.

Ironicamente, os astrónomos originalmente seleccionaram a NGC 3147 como candidata para a produção de discos que não podiam formar-se ao redor de buracos negros menores. “Achamos que este foi o melhor candidato para confirmar que, abaixo de certas luminosidades, o disco de acreção já não existe”, afirmou, no site do Hubble, o astrónomo Ari Laor, do Technion-Israel Institute of Technology.

“O que vimos foi algo completamente inesperado. Encontramos gás em movimento a produzir características que só podemos explicar como sendo produzidas por material girando num disco fino bem próximo do buraco negro.”

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Por ZAP
16 Julho, 2019

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2309: Descoberto um asteróide escondido que está “apaixonado” pelo Sol

O ano passa depressa neste asteróide recém-descoberto. O chamado 2019 LF6 orbita o Sol a cada 151 dias, e detém agora o recorde da menor órbita entre todos os asteróides conhecidos.

Uma equipa de astrofísicos da Caltech acaba de descobrir um enorme asteróide, com uma órbita muito próxima do Sol, que passou até agora despercebido a todos os cientistas e astrónomos que exploram os nossos céus.

O asteróide, designado 2019 LF6, mede aproximadamente um quilómetro de diâmetro. Na sua trajectória, oscila além de Vénus e, por vezes, aproxima-se do Sol mais do que Mercúrio, planeta que dá uma volta à nossa estrela a cada 88 dias.

O 2019 LF6 é um asteróide Atira, ou IEO, objecto cuja órbita se encontra totalmente contida na órbita terrestre. Conhecem-se apenas 20 asteróides Atira.

“Actualmente, os asteróides de um quilómetro de comprimento não são encontrados com muita frequência”, explicou Quanzhi Ye, astrofísico da Caltech que descobriu o 2019 LF6, em comunicado.

“Há 30 anos, as pessoas começaram a organizar buscas metódicas por asteróides, primeiro encontrando objectos maiores, mas agora que a maioria foi encontrada, os maiores são pássaros raros. LF6 é incomum em órbita e tamanho e a sua órbita única explica porque um asteróide tão grande escapou de várias décadas de buscas cuidadosas”, explicou.

O 2019 LF6 foi descoberto através da Zwicky Transient Facility (ZTF), uma câmara de última geração no Palomar Observatory (San Diego, EUA) que examina os céus todas as noites em busca de objectos transitórios, como estrelas em explosão e asteróides em movimento.

ZTF / Caltech Optical Observatories
Imagens da descoberta do asteróide 2019 LF6

Como o ZTF observa o céu tão rapidamente, é ideal para encontrar asteróides Atira, que possuem janelas de observação curtas. “Só temos cerca de 20 a 30 minutos antes do nascer do sol ou depois do pôr do sol para encontrar esses asteróides”, disse Ye.

Para detectar os Atira, a equipa da ZTF tem conduzido uma campanha de observação chamada Twilight, a hora mais apropriada para descobrir os objectos. Até agora, o programa descobriu outro asteróide Atira, chamado 2019 AQ3. Antes de 2019 LF6, 2019 AQ3 tinha o ano mais curto conhecido de qualquer asteróide, orbitando o Sol aproximadamente a cada 165 dias.

“Os dois grandes asteróides Atira que foram encontrados pela ZTF orbitam bem fora do plano do sistema solar”, disse Prince. “Isto sugere que, em algum momento no passado, foram atirados para fora de lá porque se aproximaram muito de Vénus ou Mercúrio”.

ZTF / Caltech Optical Observatories
O corpo celeste recém-descoberto, com cerca de um quilómetro de diâmetro, orbita o Sol a cada 151 dias

Além dos dois objectos Atira, a ZTF encontrou cerca de 100 asteróides próximos da Terra e cerca de 2.000 asteróides a orbitar o Cinturão Principal entre Marte e Júpiter.

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Por ZAP
13 Julho, 2019

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2307: Cientistas identificam dois buracos negros super-massivos em rota de colisão

Par titânico: uma equipa de astrofísicos avistou um par de buracos negros super-massivos, mais ou menos a 2,5 mil milhões de anos-luz, em rota de colisão (inserção). O par pode ser usado para estimar quantas fusões detectáveis de buracos negros super-massivos existem no Universo actual e para prever quando terá lugar a primeira detecção histórica do “ruído” de fundo de ondas gravitacionais.
Crédito: Andy Goulding et al./The Astrophysical Journal Letters 2019

Astrónomos descobriram um par distante de buracos negros titânicos em rota de colisão. A massa de cada buraco negro é superior a 800 milhões de vezes a do nosso Sol. À medida que os dois se aproximam gradualmente numa espiral da morte, vão começar a libertar ondas gravitacionais que ondulam através do espaço-tempo. Estas ondulações cósmicas vão juntar-se ao ruído de fundo, ainda não detectado, das ondas gravitacionais de outros buracos negros super-massivos. Mesmo antes da colisão, as ondas gravitacionais que emanam do par de buracos negros super-massivos superam aquelas anteriormente detectadas pelas fusões de buracos negros e estrelas de neutrões muito menores.

“As colisões entre galáxias gigantes criam alguns dos ambientes mais extremos que conhecemos e devem, teoricamente, culminar no encontro de dois buracos negros super-massivos, de modo que foi incrivelmente excitante encontrar um par de buracos negros imensamente energéticos, tão próximos um do outro, nas nossas imagens obtidas pelo Telescópio Espacial Hubble,” disse Andy Goudling, investigador de ciências astrofísicas da Universidade de Princeton, autor principal do artigo publicado no dia 10 de Julho na revista The Astrophysical Journal Letters.

“Os binários compostos por buracos negros super-massivos produzem as ondas gravitacionais mais ‘barulhentas’ do Universo,” disse a co-descobridora e co-autora, Chiara Mingarelli, cientista do Centro de Astrofísica Computacional do Instituto Flatiron em Nova Iorque, EUA. As ondas gravitacionais de pares de buracos negros super-massivos “são um milhão de vezes mais fortes do que as detectadas pelo LIGO.”

“Quando estes buracos negros super-massivos se fundem, criam um buraco negro centenas de vezes maior do que o que se encontra no centro da nossa própria Galáxia,” comentou o estudante de Princeton, Kris Pardo, co-autor do artigo.

Os dois buracos negros super-massivos são especialmente interessantes porque estão a cerca de 2,5 mil milhões de anos-luz da Terra. Dado que observar objectos distantes, em astronomia, é como olhar para trás no tempo, o par pertence a um Universo 2,5 mil milhões de anos mais jovem do que o nosso. Coincidentemente, é aproximadamente o mesmo tempo que os astrónomos estimam que os buracos negros devem levar para começar a produzir as poderosas ondas gravitacionais.

No Universo actual, os buracos negros já estão a emitir essas ondas gravitacionais, mas, mesmo à velocidade da luz, as ondas só cá chegarão daqui a milhares de milhões de anos. No entanto, o par ainda tem utilidade. A sua descoberta pode ajudar os cientistas a estimar quantos buracos negros super-massivos próximos estão a emitir ondas gravitacionais que podemos detectar agora.

A detecção do fundo de ondas gravitacionais ajudaria a responder algumas das maiores incógnitas da astronomia, como a frequência com que as galáxias se fundem e se os pares de buracos negros super-massivos sequer se fundem ou se ficam presos numa valsa quase infinita em torno um do outro.

“É um grande embaraço para astronomia, não sabermos se os buracos negros super-massivos se fundem,” salientou Jenny Greene, professora de ciências astrofísicas em Princeton e co-autora do artigo. “Para todos os que trabalham na física de buracos negros, observacionalmente, este é um enigma de longa data que precisamos de resolver.”

Os buracos negros super-massivos podem conter milhões ou até milhares de milhões de vezes a massa do nosso Sol. Quase todas as galáxias, incluindo a nossa própria Via Láctea, contêm pelo menos um destes gigantes no seu núcleo. Quando as galáxias se fundem, os seus buracos negros super-massivos encontram-se e começam a orbitar-se um ao outro. Com o tempo, esta órbita fica mais pequena enquanto o gás e as estrelas passam entre os buracos negros e roubam energia.

No entanto, assim que os buracos negros super-massivos se aproximam demais, este roubo energético praticamente pára. Algumas teorias sugerem que ficam a mais ou menos 1 parsec (aproximadamente 3,2 anos-luz). Esta desaceleração dura quase indefinidamente e é conhecida como o “problema do parsec final”. Neste cenário, apenas grupos muito raros de três ou mais buracos negros super-massivos resultam em fusões.

Os astrónomos não podem apenas procurar pares estagnados, porque muito antes dos buracos negros ficarem separados por 1 parsec, já estão demasiado perto um do outro para os distinguirmos como dois objectos separados. Além disso, só produzem ondas gravitacionais fortes quando superarem o obstáculo final do último parsec e ficarem ainda mais íntimos (observados como eram há 2,5 mil milhões de anos, os recém-descobertos buracos negros super-massivos estão separados por cerca de 430 parsecs).

Se o problema do parsec final não for, na realidade, um problema, então os astrónomos esperam que o Universo esteja repleto com o clamor de ondas gravitacionais de pares de buracos negros super-massivos no processo de fusão. “Este ruído é chamado de fundo de ondas gravitacionais e é um pouco como um coro caótico de grilos que cantam à noite,” comentou Goulding. “Não conseguimos discernir um grilo do outro, mas o volume do barulho ajuda a estimar quantos grilos existem.”

Se dois buracos negros super-massivos colidirem e se combinarem, o evento enviará um trovão estrondoso que diminuirá o coro de fundo – mas “ouvi-lo” não será tarefa fácil.

As ondas gravitacionais reveladoras geradas pela fusão de buracos negros super-massivos estão fora das frequências observáveis actualmente por experiências como o LIGO e Virgo, que já detectaram as fusões muito mais pequenas entre buracos negros e estrelas de neutrões. Os cientistas que caçam ondas gravitacionais maiores, como originárias de colisões entre buracos negros super-massivos, dependem de conjuntos de estrelas especiais chamadas pulsares que agem como metrónomos, enviando ondas de rádio num ritmo constante. Se uma onda gravitacional passageira esticar ou comprimir o espaço entre a Terra e o pulsar, o ritmo ficará ligeiramente diferente.

A detecção do fundo de ondas gravitacionais, usando um destes pulsares, requer paciência e uma abundância de estrelas monitorizadas. O ritmo de um único pulsar pode ser perturbado por apenas algumas centenas de nanos-segundos ao longo de uma década. Quanto mais alto for o ruído de fundo, maiores serão as perturbações de temporização e mais rápida será a detecção.

Goulding, Greene e os outros astrónomos observacionais da equipa detectaram os dois titãs com o Telescópio Espacial Hubble. Embora os buracos negros super-massivos não sejam directamente visíveis através de um telescópio óptico como o Hubble, são rodeados por aglomerados brilhantes de estrelas luminosas e gás quente atraídos pelo poderoso puxão gravitacional. Para o seu tempo na história, a galáxia que abriga o recém-descoberto par de buracos negros super-massivos “é basicamente a galáxia mais luminosa do Universo”, realçou Goulding. Além disso, o núcleo da galáxia está a lançar duas plumas de gás extraordinariamente colossais. Quando apontaram o Hubble a fim de descobrir as origens das suas espectaculares nuvens de gás, os investigadores descobriram que o sistema não continha um, mas dois buracos negros massivos.

Os astrónomos observacionais juntaram-se aos físicos de ondas gravitacionais, Mingarelli e Pardo, para interpretar a descoberta no contexto do fundo de ondas gravitacionais. A descoberta fornece um ponto de ancoragem para estimar quantas fusões de buracos negros super-massivos estão dentro da distância de detecção da Terra. As estimativas anteriores basearam-se em modelos computacionais da frequência de fusões galácticas, em vez de observações reais de pares de buracos negros super-massivos.

Com base nos dados, Pardo e Mingarelli previram que, num cenário optimista, existem cerca de 112 buracos negros super-massivos próximos a emitir ondas gravitacionais. A primeira detecção do fundo de ondas gravitacionais de fusões de buracos negros super-massivos deve, portanto, surgir dentro de cinco anos. Se essa detecção não for feita, poderá ser evidência de que o problema do parsec final é intransponível. A equipa está actualmente a analisar outras galáxias parecidas àquela que abriga o novo binário composto por dois buracos negros super-massivos. A descoberta de pares adicionais ajudará os cientistas a aprimorar as suas previsões.

“Este é o primeiro exemplo encontrado de um par tão íntimo de buracos negros massivos, mas podem muito bem existir mais buracos negros super-massivos binários à espera de serem descobertos,” comentou o co-autor e professor Michael Strauss, vice-presidente do Departamento de Ciências Astrofísicas de Princeton. “Quanto mais pudermos aprender sobre a população de buracos negros em fusão, melhor podemos entender o processo de formação das galáxias e a natureza do fundo de ondas gravitacionais.”

Astronomia On-line
12 de Julho de 2019

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