2856: ALMA testemunha formação planetária em acção

CIÊNCIA

Impressão de artista do gás que flui como uma cascata para uma abertura num disco proto-planetário, provavelmente provocado por um planeta em formação.
Crédito: NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello

Pela primeira vez, os astrónomos que usam o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) testemunharam os movimentos 3D de gás num disco proto-planetário. Em três locais do disco em torno de uma jovem estrela chamada HD 163296, o gás flui como uma cascata para aberturas que são provavelmente provocadas por planetas em formação. Estes fluxos gasosos há muito que foram previstos e influenciam directamente a composição química das atmosferas dos planetas. Esta investigação foi publicada na edição mais recente da revista Nature.

Os locais de nascimento dos planetas são discos feitos de gás e poeira. Os astrónomos estudam estes chamados discos proto-planetários a fim de entender os processos de formação planetária. As incríveis imagens destes discos, obtidas com o ALMA, mostram lacunas distintas e características anulares na poeira, que podem ser provocadas por planetas bebés.

Para ter mais certeza de que os planetas provocam estas divisões, e para ter uma visão completa da formação planetária, os cientistas estudam o gás nos discos, além da poeira. Noventa e nove por cento da massa de um disco proto-planetário é gás, dos quais o monóxido de carbono (CO) é o componente mais brilhante, e o ALMA pode observá-lo.

No ano passado, duas equipas de astrónomos demonstraram uma nova técnica de caça planetária usando este gás. As equipas mediram a velocidade do gás monóxido de carbono que gira em redor da jovem estrela HD 163296. Distúrbios localizados nos movimentos do gás revelaram três padrões semelhantes a planetas no disco.

Neste novo estudo, o autor principal Richard Teague da Universidade do Michigan e a sua equipa usaram novos dados ALMA de alta resolução do projecto DSHARP (Disk Substructures at High Angular Resolution Project) para estudar em mais detalhe a velocidade do gás. “Com os dados de alta fidelidade deste programa, conseguimos medir a velocidade do gás em três direcções, em vez de apenas uma,” disse Teague. “Pela primeira vez, medimos o movimento do gás em todas as direcções possíveis. Girando, aproximando-se ou afastando-se da estrela, e para cima ou para baixo no disco.”

Teague e colegas viram o gás movendo-se das camadas superiores em direcção ao meio do disco em três locais diferentes. “O que provavelmente acontece é que um planeta em órbita em redor da estrela empurra o gás e a poeira para o lado, abrindo uma lacuna,” explicou Teague. “O gás acima da divisão entra em colapso como uma cascata, provocando um fluxo giratório de gás no disco.”

Esta é a melhor evidência, até à data, de que realmente existem planetas em formação em torno de HD 163296. Mas os astrónomos não podem dizer com 100% de certeza que os planetas provocam o fluxo de gás. Por exemplo, o campo magnético da estrela também pode provocar distúrbios no gás. “De momento, apenas a observação directa dos planetas podia descartar as outras opções. Mas os padrões deste gás são únicos e, muito provavelmente, apenas os planetas podem provocá-los,” disse o co-autor Jaehan Bae, do Instituto Carnegie para Ciência, que testou esta teoria com uma simulação de computador do disco.

As posições dos três planetas previstos neste estudo correspondem aos resultados do ano passado. Estão provavelmente localizados a 87, 140 e 237 UA (1 UA, ou unidade astronómica, é a distância média da Terra ao Sol). Calculou-se que o planeta mais próximo de HD 163296 tem metade da massa de Júpiter e o planeta mais distante tenha o dobro da massa de Júpiter.

Os fluxos de gás da superfície para o plano médio do disco proto-planetário foram previstos no final da década de 1990. Mas esta é a primeira vez que os astrónomos os observam. Além de serem úteis para detectar planetas bebés, estes fluxos também podem esculpir a nossa compreensão de como os planetas gigantes gasosos obtêm as suas atmosferas.

“Os planetas formam-se na camada intermédia do disco, no chamado plano médio. Este é um lugar frio, protegido da radiação estelar,” explicou Teague. “Nós pensamos que estas aberturas provocadas pelos planetas trazem gás mais quente das camadas externas e quimicamente mais activas do disco e que este gás irá formar a atmosfera do planeta.”

Teague e a sua equipa não esperavam poder ver este fenómeno. “O disco em torno de HD 163296 é o maior e o mais brilhante disco que podemos ver com o ALMA,” salientou Teague. “Mas foi uma grande surpresa ver estes fluxos de gás com tanta nitidez. Os discos parecem ser muito mais dinâmicos do que pensávamos.”

“Isto dá-nos uma imagem muito mais completa da formação dos planetas do que jamais sonhámos,” disse o co-autor Ted Bergin da Universidade de Michigan. “Ao caracterizar estes fluxos, podemos determinar como nascem os planetas como Júpiter e caracterizar a sua composição química durante o nascimento. Podemos ser capazes de usar isto para rastrear o local de nascimento destes planetas, pois podem mover-se durante a formação.”

Astronomia On-line
18 de Outubro de 2019

 

2855: ALMA observa fluxos contra-intuitivos em torno de buraco negro

CIÊNCIA

Impressão de artista do coração da galáxia NGC 1068, que alberga um buraco negro que se alimenta activamente, escondido por trás de uma nuvem de gás e poeira em forma de anel. O ALMA descobriu dois fluxos gasosos em contra-rotação em torno do buraco negro. As cores na imagem representam o movimento do gás: o azul é material que se move na nossa direcção, o vermelho é material que se afasta de nós.
Crédito: NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello

No centro de uma galáxia chamada NGC 1068, um buraco negro super-massivo esconde-se dentro uma espessa nuvem de poeira e gás em forma de anel. Quando os astrónomos usaram o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para estudar esta nuvem em mais detalhe, fizeram uma descoberta inesperada que poderá explicar porque é que os buracos negros super-massivos cresceram tão depressa no início do Universo.

“Graças à espectacular resolução do ALMA, medimos o movimento do gás nas órbitas mais interiores em redor do buraco negro,” explica Violette Impellizzeri do NRAO (National Radio Astronomy Observatory), que trabalha com o ALMA no Chile e é a autora principal de um artigo publicado na revista The Astrophysical Journal. “Surpreendentemente, encontrámos dois discos de gás girando em direcções opostas.”

Os buracos negros super-massivos já existiam quando o Universo era jovem, apenas mil milhões de anos após o Big Bang. Mas exactamente como estes objectos extremos, cujas massas atingem milhares de milhões de vezes a massa do Sol, tiveram tempo para crescer tanto, é uma questão importante entre os astrónomos. Esta nova descoberta do ALMA pode fornecer uma pista. “Os fluxos de gás contra-giratórios são instáveis, o que significa que as nuvens caem no buraco negro mais depressa do que num disco com uma única direcção de rotação,” disse Impellizzeri. “Esta pode ser uma maneira pela qual um buraco negro cresce rapidamente.”

NGC 1068 (também conhecida como Messier 77) é uma galáxia espiral a aproximadamente 47 milhões de anos-luz da Terra na direcção da constelação de Baleia. No seu centro está um núcleo galáctico activo, um buraco negro super-massivo que se alimenta activamente de um disco giratório e fino de gás e poeira, também conhecido como disco de acreção.

Observações anteriores do ALMA revelaram que o buraco negro está a engolir material e a expelir gás a velocidades incrivelmente altas. Este gás expelido do disco de acreção provavelmente contribui para ocultar a região em redor do buraco negro dos telescópios ópticos.

Impellizzeri e a sua equipa usaram a incrível capacidade de ampliação do ALMA para observar o gás molecular em redor do buraco negro. Inesperadamente, encontraram dois discos de gás contra-giratórios. O disco interno mede 2-4 anos-luz e segue a rotação da galáxia, ao passo que o disco externo (também conhecido como toro) mede 4-22 anos-luz e gira na direcção oposta.

“Não esperávamos ver isto porque o gás que entra no buraco negro normalmente gira apenas numa direcção,” disse Impellizzeri. “Algo deve ter perturbado o fluxo, porque é impossível que uma parte do disco comece a girar para trás sozinha.”

A contra-rotação não é um fenómeno invulgar no espaço. “Vemos isto em galáxias, geralmente a milhares de anos-luz dos seus centros galácticos,” explicou o co-autor Jack Gallimore da Universidade Bucknell, em Lewisburg, no estado norte-americano da Pensilvânia. “A contra-rotação resulta sempre da colisão ou interacção entre duas galáxias. O que torna este resultado notável é que vemos contra-rotação a uma escala muito menor, a dezenas de anos-luz em vez de a milhares de anos-luz do buraco negro central.”

Os astrónomos pensam que o fluxo oposto em NGC 1068 pode ser provocado por nuvens de gás que caíram da galáxia hospedeira, ou por uma pequena galáxia, que passava numa órbita contrária, capturada no disco.

De momento, o disco externo parece estar numa órbita estável em redor do disco interno. “Isto vai mudar quando o disco externo começar a cair no disco interno, o que poderá ocorrer após algumas órbitas ou algumas centenas de milhares de anos. Os fluxos giratórios do gás vão colidir e tornar-se instáveis, e os discos vão provavelmente colapsar num evento luminoso quando o gás molecular cair no buraco negro. Infelizmente, não estaremos cá para testemunhar estes fogos-de-artifício,” concluiu Gallimore.

Astronomia On-line
18 de Outubro de 2019

 

Via Láctea invade “contas bancárias” intergalácticas

CIÊNCIA

Esta ilustração mostra a reciclagem de gás da Via Láctea acima e por baixo do disco estelar. O Hubble observa as nuvens invisíveis de gás que sobem e descem com o seu instrumento COS (Cosmic Origins Spectrograph). A assinatura espectroscópica da luz de quasares de fundo que brilham através das nuvens fornece informações sobre o seu movimento. A luz do quasar tem um desvio para o vermelho em nuvens que se afastam do plano galáctico, enquanto a luz dos quasares que passa por gás que entra parece desviar-se para o azul. Esta diferenciação permite que o Hubble realize uma auditoria precisa do fluxo de entrada e do fluxo de saída do gás no halo da Via Láctea – revelando um excesso inesperado e até agora inexplicado de gás de entrada.
Crédito: NASA, ESA e D. Player (STScI)

A nossa Via Láctea é uma galáxia frugal. As super-novas e os violentos ventos estelares sopram gás para fora do disco galáctico, mas esse gás cai de volta para a Galáxia para formar novas gerações de estrelas. Num ambicioso esforço para determinar todo este processo de reciclagem, os astrónomos ficaram surpresos ao encontrar um excesso de gás recebido.

“Esperávamos encontrar um equilíbrio nas ‘contas’ da Via Láctea, um valor idêntico de entrada e de saída de gás, mas 10 anos de dados ultravioleta do Hubble mostraram que há mais coisas a entrar do que a sair,” disse o astrónomo Andrew Fox, do STScI (Space Telescope Science Institute) em Baltimore, no estado norte-americano de Maryland, autor principal do estudo a ser publicado na revista The Astrophysical Journal.

Fox disse que, por enquanto, a fonte do excesso de gás de entrada permanece um mistério.

Uma explicação possível é que o gás novo poderá estar a vir do meio intergaláctico. Mas Fox suspeita que a Via Láctea também esteja a “invadir” as “contas bancárias” do gás das suas pequenas galáxias satélites, usando a sua consideravelmente maior força gravitacional para desviar os seus recursos. Além disso, esta investigação, embora em toda a Galáxia, analisou apenas gás frio e o gás mais quente também poderá ter algum papel.

O novo estudo relata as melhores medições, até agora, da velocidade de entrada e saída de gás da Via Láctea. Antes deste estudo, os astrónomos sabiam que as reservas galácticas de gás são reabastecidas pelo fluxo de entrada e esgotadas pelo fluxo de saída, mas não sabiam as quantidades relativas do gás que entra em comparação com o gás que sai. O balanço entre estes dois processos é importante porque regula a formação de novas gerações de estrelas e planetas.

Os astrónomos realizaram esta investigação recolhendo observações de arquivo do COS (Cosmic Origins Spectrograph) do Hubble, que foi instalado no telescópio pelos astronautas em 2009 durante a sua última missão de manutenção. Os investigadores vasculharam os arquivos do Hubble, analisando 200 observações ultravioletas do halo difuso que rodeia o disco da nossa Galáxia. Os dados ultravioleta ao longo de uma década forneceram uma visão sem precedentes do fluxo de gás na Galáxia e permitiram o primeiro inventário a nível galáctico. As nuvens de gás do halo galáctico só são detectáveis no ultravioleta e o Hubble é especializado em recolher dados detalhados sobre o Universo ultravioleta.

“As observações originais do COS do Hubble foram obtidas para estudar o Universo muito além da nossa Galáxia, mas debruçámo-nos sobre eles e analisámos o gás da Via Láctea em primeiro plano. Temos que dar crédito ao arquivo do Hubble, pois podemos usar as mesmas observações tanto para o Universo próximo como para o Universo mais distante. A resolução do Hubble permite-nos estudar simultaneamente objectos celestes locais e remotos,” observou Rongmon Bordoloi, da Universidade Estatal da Carolina do Norte em Raleigh, co-autor do artigo científico.

Como as nuvens de gás são invisíveis, a equipa de Fox usou luz dos quasares de fundo para detectar estas nuvens e os seus movimentos. Os quasares, os núcleos de galáxias activas alimentadas por buracos negros famintos, brilham como faróis brilhantes a milhares de milhões de anos-luz. Quando a luz do quasar chega à Via Láctea, passa através das nuvens invisíveis.

O gás nas nuvens absorve certas frequências da luz, deixando impressões digitais reveladoras no espectro do quasar. Fox destacou a impressão digital do silício e usou-a para rastrear o gás em redor da Via Láctea. As nuvens de gás de saída e de entrada foram distinguidas graças ao efeito Doppler da luz que passava por elas – as nuvens que se aproximam são mais azuis e as nuvens que se afastam são mais vermelhas.

Actualmente, a Via Láctea é a única galáxia para a qual temos dados suficientes para fornecer uma contabilidade tão completa das entradas e saídas de gás.

“O estudo da nossa própria Galáxia, em detalhe, fornece a base para a compreensão de galáxias por todo o Universo, e percebemos que a nossa Galáxia é mais complicada do que imaginávamos,” disse Philipp Richter, da Universidade de Potsdam, na Alemanha, também co-autor do estudo.

Os estudos futuros vão explorar a fonte do excedente de gás de entrada, bem como se outras galáxias grandes se comportam do mesmo modo. Fox observou que agora existem observações suficientes pelo COS para realizar uma auditoria da galáxia de Andrómeda (M31), a galáxia grande mais próxima da Via Láctea.

Astronomia On-line
15 de Outubro de 2019

 

Para planetas recém-nascidos, os sistemas solares são naturalmente “à prova de bebés”

CIÊNCIA

Um jovem planeta num sistema à prova de bebé: os novos resultados mostram como um limite dentro do disco em torno de jovem estrela parecida com o Sol actua como uma barreira que impede que os planetas mergulhem na estrela.
Crédito: Departamento Gráfico do Instituto Max Planck para Astronomia

Simulações numéricas de um grupo de astrónomos liderado por Mario Flock do Instituto Max Planck para Astronomia, mostraram que os sistemas planetários jovens são naturalmente “à prova de bebés”: os mecanismos físicos combinam-se para impedir os jovens planetas nas regiões interiores de darem um mergulho fatal para a estrela. Processos similares também permitem que os planetas nasçam perto das estrelas – a partir de detritos presos numa região próxima da estrela. A investigação, publicada na revista Astronomy & Astrophysics, explica descobertas pelo Telescópio Espacial Kepler que mostram um grande número de super-Terras em órbita íntima das suas estrelas, nos limites da região à prova de bebé.

Quando uma criança nasce, os pais certificam-se que a sua casa é à prova de bebé, estabelecendo barreiras de segurança que mantêm a criança longe de áreas particularmente perigosas. Novas investigações sobre a formação planetária mostram que algo muito semelhante ocorre nos jovens sistemas planetários.

Os planetas formam-se em torno de uma jovem estrela, cercada por um disco de gás e poeira. Dentro deste disco proto-planetário, os grãos de poeira unem-se, ficando cada vez maiores. Após alguns milhões de anos, atingem alguns quilómetros em diâmetro. Neste ponto, a gravidade é forte o suficiente para unir estes objectos e assim formar planetas, objectos redondos, sólidos ou com um núcleo sólido, com diâmetros de alguns milhares de quilómetros ou mais.

Uma curiosa multidão no limite interior

Assim como crianças, os objectos sólidos num sistema planetário tão jovem tendem a mover-se em todas as direcções – não apenas em órbita da estrela, mas flutuando para fora e para dentro. Isto pode ser potencialmente fatal para planetas que já se encontrem relativamente próximos da estrela central.

Perto da estrela, encontraremos apenas planetas rochosos, com superfícies sólidas, semelhantes à nossa Terra. Os núcleos planetários só podem capturar e manter quantidades significativas de gás para se transformarem em gigantes gasosos muito mais longe da estrela quente. Mas o tipo mais simples de cálculo para o movimento de um planeta perto da estrela, no gás de um disco proto-planetário, mostra que um planeta deste tipo deverá flutuar continuamente para dentro, mergulhando na estrela numa escala de tempo inferior a um milhão de anos, muito menos do que a vida útil do disco.

Se fosse este o cenário completo, seria surpreendente que o satélite Kepler da NASA, que examinou estrelas parecidas com o Sol (dos tipos espectrais F, G e K), encontrasse algo completamente diferente: inúmeras estrelas têm as chamadas super-Terras em órbita íntima, planetas rochosos mais massivos do que a nossa própria Terra. Particularmente comuns são planetas com períodos de aproximadamente 12 dias, até períodos tão baixos quanto 10 dias. Para o nosso Sol, isso corresponderia a raios orbitais de mais ou menos 0,1 UA, apenas cerca de um-quarto do raio orbital de Mercúrio, o planeta mais próximo do nosso Sol.

Foi este o quebra-cabeças que Mario Flock, líder de grupo do Instituto Max Planck para Astronomia, decidiu resolver juntamente com colegas do JPL, da Universidade de Chicago e da Queen Mary University em Londres. Os investigadores envolvidos são especialistas em simular o ambiente complexo em que os planetas nascem, modelando os fluxos e as interacções de gás, poeira, campos magnéticos e planetas nos seus vários estágios percursores. Diante do aparente paradoxo das super-Terras íntimas vistas pelo Kepler, propuseram-se a simular em detalhe a formação planetária perto de estrelas parecidas com o Sol.

Um Sistema Solar à prova de bebés

Os seus resultados foram inequívocos e sugerem duas possíveis razões por trás da ocorrência comum de planetas em íntima órbita. A primeira é que, pelo menos para planetas rochosos com até 10 vezes a massa da Terra (“super-Terras” ou “mini-Neptunos”), estes sistemas estelares jovens são à prova de bebés.

A barreira de segurança que mantém os planetas jovens fora da zona de perigo funciona da seguinte maneira. Quanto mais perto estivermos da estrela, mais intensa a sua radiação estelar. Dentro do limite chamado frente de sublimação, a temperatura do disco sobe acima dos 1200 K e as partículas de poeira (silicatos) transformam-se em gás. O gás extremamente quente dentro dessa região torna-se muito turbulento. Esta turbulência transporta o gás em direcção à estrela a alta velocidade, adelgaçando no processo a região interna do disco.

À medida que uma jovem super-Terra viaja através do gás, é normalmente acompanhada por gás que também gira com o planeta num percurso orbital semelhante a uma ferradura. À medida que o planeta se move para dentro e atinge a frente de sublimação dos silicatos, as partículas de gás que se deslocam do gás mais fino para o gás mais denso fora dos limites dão um pequeno chuto ao planeta. Nesta situação, o gás exercerá uma influência (em termos físicos: um momento) ao planeta viajante e, crucialmente, devido ao salto na densidade, radialmente para fora. Desta forma, a fronteira serve como uma barreira de segurança, impedindo que os jovens planetas mergulhem na estrela. E a localização do limite para uma estrela tipo-Sol, conforme previsto pela simulação, corresponde ao limite inferior para períodos orbitais descobertos pelo Kepler. Como Mario Flock diz: “porque é que existem tantas super-Terras em órbita próxima, como o Kepler nos mostrou? Porque os jovens sistemas planetários têm uma barreira à prova de bebés integrada!”

Construção planetária na fronteira

Existe uma possibilidade alternativa: ao rastrear o movimento de objectos mais pequenos, com alguns milímetros ou centímetros de tamanho, os cientistas descobriram que estes seixos tendem a acumular-se bem atrás da frente de sublimação dos silicatos. Para que a pressão se equilibre directamente na fronteira, o gás fino na região de transição precisa de girar mais depressa do que o normal (já que deve haver um equilíbrio entre pressão e força centrífuga). Esta rotação do gás é mais rápida do que a velocidade orbital “Kepleriana” de uma partícula isolada em órbita da estrela por conta própria. Um seixo que entra nesta região de transição é forçado para este movimento superior à velocidade Kepleriana e é imediatamente ejectado novamente à medida que as forças centrífugas correspondentes o empurram para fora, como uma pequena criança num carrossel. Isto também contribui para a frequência de super-Terras em órbita próxima. As super-Terras formadas não são as únicas com uma barreira de segurança à prova de bebés. O facto de que objectos muito mais pequenos também têm fornece condições ideais para a formação de super-Terras naquele local!

Os resultados não foram uma surpresa completa para os investigadores. De facto, encontraram uma “armadilha” semelhante em modelos de estrelas muito mais massivas (“estrelas Herbig”), embora a uma distância muito maior. Os novos resultados estendem-se para estrelas parecidas com o Sol e acrescentam o mecanismo à prova de bebés para planetas recém-nascidos. Além disso, o novo artigo científico é o primeiro que fornece uma comparação com os dados estatísticos do telescópio espacial Kepler, tendo em cuidada consideração que o Kepler só poderia ver certos tipos de sistema (principalmente aqueles com o plano orbital visto quase de lado).

E o nosso próprio Sistema Solar?

Curiosamente, por estes critérios, o nosso próprio Sistema Solar também poderia ter abrigado um planeta semelhante à Terra mais perto do Sol do que o actual planeta mais interior, Mercúrio. Será o facto de não existir um planeta desse tipo um acaso estatístico, ou será que esse planeta realmente existiu, mas foi expulso do Sistema Solar? Esta é uma pergunta interessante para investigações adicionais. Mario Flock salienta: “O Sistema Solar não só era à prova de bebés, como é possível que o bebé assim protegido tenha ‘voado do ninho’!”

Astronomia On-line
15 de Outubro de 2019

 

2839: Revelada explosão violenta no coração de um sistema que alberga um buraco negro

CIÊNCIA

lustração do buraco negro MAXI J1820+070.
Crédito: John Paice

Uma equipa internacional de astrónomos, liderada pela Universidade de Southampton, usou câmaras de última geração para criar um filme com alta taxa de quadros de um sistema com um buraco negro em crescimento e a um nível de detalhe nunca antes visto. No processo, descobriram novas pistas para a compreensão dos arredores imediatos destes objectos enigmáticos. Os cientistas publicaram o seu trabalho num novo artigo da revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Os buracos negros podem alimentar-se de uma estrela próxima e criar vastos discos de acreção de material. Aqui, o efeito da forte gravidade do buraco negro e o próprio campo magnético do material pode emitir níveis de radiação em rápida mudança do sistema como um todo.

Esta radiação foi detectada no visível pelo instrumento HiPERCAM acoplado ao GTC (Gran Telescopio Canarias) em La Palma, Ilhas Canárias, e em raios-X pelo observatório NICER da NASA a bordo da Estação Espacial Internacional.

O buraco negro estudado tem o nome MAXI J1820+070 e foi descoberto no início de 2018. Fica a apenas 10.000 anos-luz de distância, na nossa própria Via Láctea. Tem uma massa equivalente a mais ou menos 7 sóis, que colapsou numa região do espaço inferior à cidade de Londres.

O estudo destes sistemas geralmente é muito difícil, pois as suas distâncias tornam-nos demasiado ténues e pequenos para serem observados – nem mesmo com o EHT (Event Horizon Telescope), que recentemente obteve a primeira fotografia do buraco negro no centro da galáxia M87. Os instrumentos HiPERCAM e NICER, no entanto, permitem que os investigadores registem “filmes” da luz do sistema a mais de 300 fps (“frames per second”, quadros por segundo), capturando “crepitações” violentas e “surtos” de luz visível e raios-X.

John Paice, estudante na Universidade de Southampton e do Centro Interuniversitário de Astronomia e Astrofísica, na Índia, foi o autor principal do estudo que apresentou estes resultados e também o artista que criou o filme. Ele explicou o trabalho da seguinte forma: “O filme foi feito usando dados reais, mas diminui para 1/10 da velocidade real para permitir que os surtos mais rápidos fossem discernidos pelo olho humano. Podemos ver que o material em redor do buraco negro é tão brilhante que ofusca a estrela que está a consumir, e as oscilações mais rápidas duram apenas alguns milissegundos – é o ‘output’ de mais de cem sóis emitido num piscar de olhos.”

Os cientistas também descobriram que quedas nos níveis de raios-X são acompanhadas por um aumento da luz visível (e vice-versa). E que os flashes mais rápidos no visível emergiram uma fracção de segundo após os raios-X. Tais padrões revelam indirectamente a presença de plasma distinto, material extremamente quente onde os electrões são despojados dos átomos, em estruturas profundas no abraço da gravidade do buraco negro, de outra forma pequenas demais para serem resolvidas.

Não é a primeira vez que isto é encontrado; uma diferença de fracção de segundo entre a luz raios-X e visível já foi observada noutros dois sistemas que hospedam buracos negros, mas nunca com este nível de detalhe. Os membros dessa equipa internacional estiveram na vanguarda deste campo ao longo da última década. O Dr. Poshak Gandhi, igualmente de Southampton, também encontrou as mesmas assinaturas temporárias nos dois sistemas anteriores.

Ele comentou acerca da importância destas descobertas: “O facto de vermos isto agora em três sistemas reforça a ideia de que é uma característica unificadora de tais buracos negros em crescimento. A ser verdade, deve estar a dizer-nos algo fundamental sobre como o fluxo de plasma em torno dos buracos negro opera.

“As nossas melhores ideias invocam uma ligação profunda entre os fluxos de plasma, para dentro e para fora. Mas estas são condições físicas extremas que não podemos replicar nos laboratórios da Terra e não entendemos como a natureza gere isto. Estes dados serão cruciais para acertar na teoria correta.”

Astronomia On-line
15 de Outubro de 2019

 

2835: O novo Oumuamua é surpreendentemente familiar

CIÊNCIA

Gemini Observatory

A revista científica especializada Nature Astronomy acaba de publicar novas informações sobre o cometa 2I/Borisov, o segundo objecto interestelar até agora detectado – é o “novo” Oumuamua.

O novo artigo, publicado na Nature esta quinta-feira, confirma que o corpo celeste vem de fora do Sistema Solar e não é muito diferente dos cometas dos cometas do Sistema Solar. Tal como observa o portal Gizmodo, o 2I/Borisov é surpreendentemente familiar.

O primeiro objecto interestelar, o asteróide Oumuamua (“mensageiro”), com a forma de um charuto, foi detectado em 2017 com um telescópio no Havai, nos Estados Unidos. O novo cometa foi identificado pelos especialistas depois do alerta, a 30 de Agosto, de um astrónomo amador, Gennadiy Borisov, natural da Crimeia, para um objecto estranho no céu.

Após análises aos dados recolhidos, mediante observações com telescópios em Espanha e no Havai, astrónomos profissionais concluíram que o objecto provém de outro sistema solar, desconhecido, dada a sua órbita.

O cometa é formado essencialmente por poeira ligeiramente avermelhada, na cauda, tendo o seu núcleo sólido cerca de um quilómetro de raio. Precisa o jornal Público que o 2I/Borisov é avermelhado, de cauda curta e com uma longa cabeleira, fazendo lembrar a cor e a morfologia dos cometas nativos do Sistema Solar.

“O 2I/Borisov é um cometa com uma órbita altamente hiperbólica, o que significa que veio do espaço interestelar”, revelou um dos líderes da investigação, Piotr Guzik, da Universidade Jaguelónica, na Polónia, em declarações ao mesmo diário.

“Morfologicamente, parece um cometa típico do nosso Sistema Solar e a sua cor também é compatível com a que observamos nos cometas do nosso sistema”, acrescentou.

Quanto às comparações com o primeiro corpo interestelar, os cientistas frisam que o 2I/Borisov é maior e mais brilhante do que o Oumuamua.

O cometa “2I/Borisov” poderá ser observado melhor em Dezembro quando estiver ainda mais próximo do Sol. “Nesse encontro, o cometa poderá ser observado sobretudo por telescópios profissionais, mas mesmo assim parecerá muito ténue. Poderá ser detectado por astro-fotógrafos amadores, mas não será visível mesmo em telescópios amadores grandes”, disse ainda Piotr Guzik, citado pelo jornal Público.

ZAP // Lusa

Por ZAP
15 Outubro, 2019

 

2802: Uma rosquinha cósmica

CIÊNCIA

Com o auxílio do ALMA, os astrónomos obtiveram esta imagem sem precedentes de dois discos onde estrelas bebés estão a crescer, alimentadas por material do disco circundante onde nasceram. A complexa rede de estruturas de poeira distribuídas em formas espirais fazem lembrar os laços de uma rosquinha. Estas observações ajudam os astrónomos a compreender melhor as fases mais iniciais da vida das estrelas e a determinar as condições necessárias à formação de estrelas binárias.
Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Alves et al.

Com o auxílio do ALMA, os astrónomos obtiveram uma imagem de resolução extremamente elevada de dois discos onde estrelas jovens estão a crescer, alimentadas por uma complexa rede de filamentos de gás e poeira em forma de rosquinha. A observação deste fenómeno notável ajuda os astrónomos a compreender melhor as fases mais iniciais da vida das estrelas e a determinar as condições necessárias à formação de estrelas binárias.

As duas estrelas bebés foram descobertas no sistema [BHB2007] 11 — o membro mais jovem de um pequeno enxame estelar na nebulosa escura Barnard 59, a qual faz parte das nuvens de poeira interestelar de nome Nebulosa do Cachimbo. Observações anteriores deste sistema binário mostraram a estrutura exterior. Agora, graças à elevada resolução do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), uma equipa internacional de astrónomos liderada por cientistas do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE), pôde ver a estrutura interna deste objecto.

“Vemos duas fontes compactas que interpretamos como discos circunstelares em torno de duas estrelas jovens,” explica Felipe Alves do MPE, que liderou o estudo. Um disco circunstelar é o anel de gás e poeira que rodeia uma estrela jovem. A estrela acreta matéria do anel e vai crescendo. “O tamanho de cada um destes discos é semelhante à cintura de asteróides do nosso Sistema Solar e a separação entre eles é 28 vezes maior que a distância entre a Terra e o Sol,” diz Alves.

Os dois discos circunstelares estão rodeados por um disco maior com uma massa total de cerca de 80 massas de Júpiter, apresentando uma rede complexa de estruturas de poeira distribuídas em formas espirais — os laços da rosquinha. “Trata-se de um resultado importante,” comenta Paola Caselli, directora administrativa do MPE, directora do Centro de Estudos Astro-químicos e co-autora deste trabalho. “Podemos finalmente obter imagens da estrutura complexa de estrelas binárias jovens com os seus filamentos de ‘alimentação’ ligados ao disco onde nasceram, o que impõe importantes limites aos actuais modelos de formação estelar.”

As estrelas bebés acretam massa do disco maior em duas fases. A primeira fase dá-se quando massa é transferida para os discos circunstelares individuais em belos laços rodopiantes, que é o que a nova imagem do ALMA nos mostra. A análise dos dados revelou ainda que o disco circunstelar mais brilhante mas de menor massa — o que vemos na parte inferior da imagem — acreta mais material. Numa segunda fase, as estrelas acretam massa dos seus discos circunstelares. “Pensamos que este processo de acreção em duas fases seja responsável pela dinâmica do sistema binário nesta fase de acreção de matéria,” acrescenta Alves. “Apesar do bom ajuste destas observações com a teoria ser já bastante promissor, precisamos ainda de estudar mais sistemas binários jovens com todo o detalhe para compreendermos melhor como é que estrelas múltiplas se formam.”

Astronomia On-line
8 de Outubro de 2019

 

2801: Nobel da Física atribuído a astrónomos que descobriram exoplaneta com estrela semelhante ao Sol

CIÊNCIA

Nobel Prize / Twitter
Da esquerda para a direita: James Peebles, Michel Mayor e Didier Queloz

O Prémio Nobel da Física foi atribuído, esta terça-feira, ao físico canadiano James Peebles, por descobertas em cosmologia física, e aos astrónomos suíços Michel Mayor e Didier Queloz, pela descoberta de um exoplaneta que orbita à volta de uma estrela semelhante ao Sol.

Os prémios Nobel, os mais prestigiados do mundo atribuídos nas áreas de Medicina, Física, Química, Literatura, Economia e Paz cumprem um desejo que o inventor da dinamite, Alfred Nobel (1833-1896), deixou em testamento, em 1895. O cientista e industrial sueco quis legar grande parte da sua fortuna a pessoas que trabalhem por “um mundo melhor”. Os vencedores recebem, actualmente, 9 milhões de coroas suecas (cerca de 830 mil euros).

The Nobel Prize

@NobelPrize

BREAKING NEWS:
The 2019 #NobelPrize in Physics has been awarded with one half to James Peebles “for theoretical discoveries in physical cosmology” and the other half jointly to Michel Mayor and Didier Queloz “for the discovery of an exoplanet orbiting a solar-type star.”

Segundo os termos do testamento assinado em 185 (um ano antes da morte de Nobel), cerca de 31,5 milhões de coroas suecas, o equivalente a 2,2 mil milhões de coroas na actualidade (203 milhões de euros), foram alocados a uma espécie de fundo cujos juros deviam ser redistribuídos anualmente “àqueles que, durante o ano, tenham prestado os maiores serviços à humanidade”, escreve a TSF.

O testamento previa que os juros do capital investido fossem distribuídos ao autor da descoberta ou invenção mais importante do ano no campo da Física, da Química, da Fisiologia ou Medicina, e da obra de Literatura de inspiração idealista que mais se tenha destacado. Uma última parte seria atribuída à personalidade que mais ou melhor contribuísse para “a aproximação dos povos”.

Esta segunda-feira, foram anunciados os vencedores do Nobel da Medicina. Na quarta-feira, será anunciado o prémio da Química, na quinta-feira, serão atribuídos os Nobel da Literatura de 2018 e 2019, e, na sexta-feira, será conhecido o nome do novo Nobel da Paz. O último anúncio será feito no dia 14 de outubro e determinará o vencedor do Nobel da Economia.

ZAP //

Por ZAP
8 Outubro, 2019

 

2781: China está prestes a inaugurar o maior radiotelescópio do mundo para “caçar” extraterrestres

CIÊNCIA

(dr) Liu Xu / Xinhua
O Radiotelescópio FAST (Five Hundred Metre Aperture Spherical Telescope) é o maior do mundo

A China já terminou a construção do radiotelescópio FAST (Five Hundred Metre Aperture Spherical Telescope), devendo o maior telescópio de disco único do mundo ser inaugurado para astrónomos em breve.

Depois de cinco anos de construção e três de testes, o FAST está finalmente pronto. Com um diâmetro de 500 metros e 4.400 painéis de alumínio, o dispositivo localiza-se numa região remota da China, sendo duas vezes mais potente do que o segundo maior do seu tipo, o Observatório Arecibo, em Porto Rico.

Os cientistas têm esperança que o FAST, capaz até de detectar as ondas de rádio mais fracas oriundas de pulsares e galáxias, possa ajudar a descobrir a tão procurada vida alienígena, tal como refere um novo artigo sobre o telescópio publicado a 24 de Setembro na revista científica Nature.

Depois de uma série de testes, o telescópio deve receber em breve luz verde do Governo chinês, devendo iniciar actividade em meados de Outubro. “Não encontramos nenhum obstáculo para a transição restante”, afirmou Di Li, cientista-chefe do projecto.

“Sinto-me animado e aliviado”, acrescentou, citado pelo portal Futurism.

Durante o período experimental, o FAST conseguiu detectar 100 pulsares. Até 2017, e de acordo com dados da NASA, captou, no total, 2.000 pulsares.

Tendo em conta a sua “impressionante sensibilidade”, o aparelho pode também ajudar a compreender as misteriosas rajadas rápidas de rádio (fast radio bursts ou FRB), podendo fornecer dados sobre a sua origem ou energia, explicou a cientista Laura Spitler, astrónoma do Instituto Max Planck de Radioastronomia, na Alemanha.

Para já, a grande preocupação dos cientistas será conseguir descobrir como é que vão processar a enorme quantidade de dados que o aparelho é capaz de produzir.

ZAP // HypeScience

Por ZAP
6 Outubro, 2019

 

2761: Descoberto planeta condenado que tem recorde de menor órbita em torno da estrela

CIÊNCIA

O planeta Mercúrio leva apenas 88 dias terrestres para orbitar o Sol. No entanto, o nosso planeta Terra necessita de um período orbital de 365 dias para o fazer. Estes dias são apenas alguns fragmentos de tempo se compararmos com Neptuno. Este gigante precisa de 164,8 anos da Terra para orbitar o Sol. Contudo, os astrónomos descobriram agora o exoplaneta NGTS-10b.

Este “planeta condenado” estabeleceu um novo recorde para a órbita mais curta. Assim, percorre a sua estrela em apenas 18,4 horas terrestres. Basicamente é como apanhar um voo de Nova York até Sidney na Austrália.

“Júpiter Quente” tem órbita impressionante de 18 horas

Temos um novo recorde. Provavelmente, este exoplaneta estará a 1060 anos-luz de distância da Terra. É um gigante gasoso e chama-se NGTS-10b. Na verdade, este fustiga a sua estrela numa rota muito justa, está tão perto que completa uma órbita inteira em apenas 18,4 horas.

Segundo os astrónomos, esta proximidade está no limite do que um planeta consegue orbitar à estrela hospedeira sem ser rasgado por forças gravitacionais. Contudo, o seu destino está traçado, dada a contínua aproximação.

Os astrónomos estimaram que o exoplaneta está numa espiral em direcção à estrela. Assim, este cruzará esse ponto de parte ondulante – chamado de limite Roche – em apenas 38 milhões de anos. Está completamente condenado.

O que é o limite Roche?

Em astronomia, denomina-se limite de Roche a distância mínima que pode suportar um objecto, que mantém a sua estrutura unicamente por sua própria gravidade numa órbita a um corpo massivo (de maior densidade), sem começar a desintegrar-se devido às forças de maré exercidas pela força gravitacional do objecto principal. Dentro do limite de Roche, a força de gravidade que o corpo principal exerce sobre o extremo do satélite mais próximo e mais afastado excedem à força de gravidade do satélite.

Devido a esse princípio, o corpo secundário poderá ser destruído pelas forças de maré. O nome de limite de Roche provém do astrónomo francês Édouard Roche, que primeiro propôs este efeito e calculou este limite teórico em 1848.

A descoberta faz deste sistema solar um laboratório incrível. Permite assim estudar as interacções de marés entre uma estrela e um exoplaneta gigante perigosamente próximo.

O planeta que não deveria existir

“Júpiteres quentes” são exoplanetas fascinantes. Como o nome sugere, eles são gigantes gasosos como Júpiter. No entanto, ao contrário de Júpiter, orbitam muito perto das suas estrelas hospedeiras, com períodos orbitais de menos de 10 dias. Isto é o que os torna “quentes”.

De acordo com os modelos actuais de formação de planetas, tecnicamente os Júpiteres quentes não deveriam existir. Um gigante gasoso não se deveria formar tão perto da sua estrela, porque a gravidade, radiação e ventos estelares intensos deveriam impedir que o gás se aglomere.

Contudo… eles existem! Dos mais de 4000 exoplanetas confirmados descobertos até hoje, cerca de 337 podem ser Júpiteres quentes. Assim, pensa-se que estes se formam mais longe nos seus sistemas planetários. Posteriormente, migram para dentro em direcção à estrela.

Podemos não saber muito sobre os seus misteriosos nascimentos, mas os Júpiteres quentes que estão particularmente próximos das suas estrelas podem dizer-nos muito sobre as interacções entre as marés do planeta estelar. Assim, eles estão entre os exoplanetas mais estudados da galáxia.

Exoplaneta NGTS-10b é uma extraordinária descoberta

Até esta última descoberta vertiginosa, apenas seis destes enigmáticos gigantes gasosos tinham sido detectados com um período orbital de menos de um dia. Assim, conhecia-se o WASP-18b, com 22.6 horas, o WASP-19b, com 18,9 horas, também o WASP-43b, com 19,5 horas, o WASP-103b, com 22,2 horas, o HATS-18b, com 20,1 horas e o KELT-16b com 23,3 horas.

O exoplaneta NGTS-10b foi descoberto recorrendo ao observatório Next-Generation Transit Survey, no Chile. Este é o sétimo destes Júpiteres quentes ultra-fechados, mas é o que tem o período orbital mais curto de todos.

Quando este astro foi detectado, parecia ser uma estrela de sequência principal relativamente pouco notável. Estaria a cerca de 10 mil milhões de anos, uma estrela laranja tipo K, com pouco menos de 70% do tamanho e massa do Sol. Contudo, um olhar mais atento sobre estas imagens revelou que a estrela estava a escurecer ligeiramente a cada 18,4 horas.

Assim, uma equipa internacional de astrónomos liderada por James McCormac da Universidade de Warwick começou a trabalhar, usando esses dados e observações adicionais para caracterizar o exoplaneta responsável pelo escurecimento.

Maior que Júpiter e com “os dias contados”

Após uma análise muito mais pormenorizada, foi determinado que o NGTS-10b tem pouco mais de 1,2 vezes o tamanho de Júpiter, e pouco mais de 2,1 vezes a sua massa. Além disso, este astro está a orbitar a estrela a 1,46 vezes o raio de Roche – o que significa que está mesmo à beira (no tempo cósmico) da devastação da maré.

Em tal proximidade com a estrela, mesmo que ainda não esteja suficientemente perto para afastar NGTS-10b, o exoplaneta será achatado nos pólos à medida que a gravidade da estrela a puxa para fora de forma, um esferóide oblato ao invés de uma esfera redonda, agradável e gorda.

A equipa teve o cuidado de descartar um companheiro binário da estrela anfitriã como causa do escurecimento. Contudo, mesmo havendo total certeza da descoberta, os astrónomos enfrentam o problema da luz das estrelas vizinhas. Esta torna difícil o calcular da distância exacta a que está o NGTS-10.

Gaia está a criar um mapa tridimensional extremamente preciso de estrelas ao longo da nossa Via-Láctea e galáxias além. | Imagem ESA.

Gaia aponta para 1060 anos-luz da Terra

A distância de 1060 anos-luz foi calculada com base nos dados do observatório espacial da ESA, Gaia. Este produziu o mapa tridimensional mais preciso da galáxia Via-Láctea até hoje. Contudo, ainda há margem para erros. Se a distância estiver incorrecta, isso pode significar que alguns dos dados de tamanho e massa também estão ligeiramente incorrectos.

Enquanto isso, observações contínuas do sistema poderiam revelar a decadência orbital do exoplaneta. A equipa prevê que a órbita será reduzida em 7 segundos nos próximos 10 anos. Se os astrónomos conseguirem obter medições precisas o suficiente do sistema, eles podem ver isso acontecer.

A investigação foi submetida às Notificações Mensais da Royal Astronomical Society, e está disponível no arXiv.

NASA: Descoberto peculiar exoplaneta com 3 sóis vermelhos perto do Sistema Solar

Estamos numa forte epopeia de descobrimentos espaciais, beneficiando claramente da evolução tecnológica das últimas décadas. Como resultado, os “olhos” apontados ao universo descobrem coisas fantásticas. Exemplo disso é a descoberta feita pela NASA um … Continue a ler NASA: Descoberto peculiar exoplaneta com 3 sóis vermelhos perto do Sistema Solar

Pplware

03 Out 2019
Imagem: Science Alert
Fonte: Science Alert

 

2748: Astrónomos detectam moléculas de gás em 2I/Borisov

CIÊNCIA

Composição colorida de 2I/Borisov, com quatro exposições de 60 segundos obtidas pelo Observatório Gemini. Os riscos azuis e vermelhos são estrelas de fundo que parecem “mover-se” devido ao movimento do cometa.
Crédito: composição por Travis Rector; Observatório Gemini/NSF/AURA

Uma equipa internacional de astrónomos, incluindo investigadores da Queen’s University em Belfast, Irlanda do Norte, fez uma descoberta histórica, detectando moléculas de gás num cometa que entrou no nosso Sistema Solar, vindo de outra estrela.

É a primeira vez que os astrónomos conseguem detectar este tipo de material num objecto interestelar.

A descoberta representa um importante passo em frente para a ciência, pois agora permitirá que os cientistas decifrem exactamente a composição destes objectos e como o nosso Sistema Solar se compara com outros na nossa Galáxia.

“Pela primeira vez, podemos medir com precisão a composição de um visitante interestelar e compará-lo com o nosso próprio Sistema Solar,” disse o professor Alan Fitzsimmons do Centro de Investigação Astrofísica da Queen’s University em Belfast.

O Cometa Borisov foi descoberto pelo astrónomo amador da Crimeia, Gennady Borisov, em Agosto. Observações ao longo dos 12 dias seguintes mostraram que não estava em órbita do Sol, apenas a passar pelo Sistema Solar no seu próprio percurso em torno da nossa Galáxia.

A 24 de Setembro recebeu a designação oficial 2I/Borisov, o segundo objecto interestelar já descoberto pelos astrónomos. Ao contrário do primeiro objecto, descoberto há dois anos, 1I/’Oumuamua, este objecto parecia um cometa ténue, com uma atmosfera circundante de partículas de poeira e uma cauda curta.

Alan Fitzsimmons e colegas da Europa, dos EUA e do Chile usaram o Telescópio William Herschel em La Palma, nas Ilhas Canárias, para detectar o gás no cometa. Mas isto foi complicado.

Ele disse: “A nossa primeira tentativa foi na sexta-feira, 13 de Setembro, mas tivemos azar e fomos impedidos de o fazer devido ao brilho do céu, tão perto do Sol. Mas a tentativa seguinte foi bem-sucedida.”

Os astrónomos do observatório apontaram o telescópio gigante para o cometa antes e durante o amanhecer, entre as 6 e as 7 da manhã da sexta-feira seguinte. Ao passar a fraca radiação do cometa por um espectrógrafo, os astrónomos conseguiram medir a quantidade de luz emitida pelo cometa em função do comprimento de onda ou cor.

O professor Fitzsimmons explicou: “Um espectro permite-nos detectar tipos individuais de gás graças às suas impressões digitais espectrais. Recebemos os dados ao meio-dia e às 17 horas sabíamos que havíamos detectado gás com sucesso e pela primeira vez.”

O gás detectado foi o cianogénio, composto por um átomo de carbono e um átomo de azoto ligados entre si. É um gás tóxico se inalado, mas é relativamente comum nos cometas.

Ao combinar estes espectros com imagens filtradas do cometa obtidas com o telescópio TRAPPIST-Norte em Marrocos, a equipa também mediu a quantidade de poeira expelida pelo cometa e estabeleceu limites para o tamanho do núcleo central.

O Dr. Emmanuel Jehin está a monitorizar o cometa usando o telescópio TRAPPIST-Norte em Marrocos e forneceu dados cruciais para medir a quantidade de poeira cometária emitida por 2I. Ele disse: “Estamos habituados a ver imagens de cometas, mas este é tão especial! Observo-o há duas semanas, quase todas as manhãs, estou fascinado pelo facto deste objecto não ser como os outros que tenho observado, que realmente veio de outra estrela, provavelmente muito distante.”

A professora Karen Meech da Universidade do Hawaii já havia observado anteriormente o cometa e usou os novos dados para calcular o possível tamanho do cometa.

Ela relatou: “A nossa análise preliminar, usando a quantidade de gás vista a sair do núcleo, sugere que é provável que grande parte da superfície esteja activa, em contraste com os típicos cometas de curto período.”

A equipa concluiu que a característica mais notável do cometa é que parece vulgar em termos de gás e poeira que está a emitir. Parece que nasceu há 4,6 mil milhões de anos atrás, juntamente com os outros cometas no nosso Sistema Solar, mas veio de um sistema estelar ainda não identificado.

À medida que o cometa se aproxima do Sol, ficará mais brilhante e mais visível para os astrónomos. O Dr. Olivier Hainaut, do ESO, acrescentou: “O próximo ano será extremamente empolgante, pois poderemos acompanhar a evolução de 2I à medida que passa pelo nosso Sistema Solar. Em comparação, tivemos apenas algumas semanas para estudar ‘Oumuamua antes que ficasse ténue demais.”

A ESA aprovou este ano uma missão espacial que poderá visitar um futuro visitante interestelar. A missão Comet Interceptor tem lançamento previsto para 2028.

Astronomia On-line
1 de Outubro de 2019

 

2747: Explosão rádio enigmática ilumina o halo tranquilo de uma galáxia

CIÊNCIA

O sinal de FRB 181112 era composto por diversas pulsações, cada uma com menos de 40 micros-segundos de duração (10.000 vezes mais curtas que um piscar de olhos). Esta curta duração das pulsações dá-nos um limite superior para a densidade do gás do halo da galáxia atravessada, uma vez que a passagem por um meio mais denso alargaria a duração do sinal rádio.
Crédito: ESO/M. Kornmesser

Com o auxílio do VLT (Very Large Telescope) do ESO, os astrónomos observaram pela primeira vez uma rápida explosão de ondas rádio a passar por um halo galáctico. Com uma duração de menos de um milissegundo, esta explosão enigmática de ondas rádio cósmicas chegou quase imperturbável até à Terra, sugerindo assim que o halo da galáxia atravessado tem uma densidade surpreendentemente baixa e um campo magnético bastante fraco. Esta nova técnica poderá ser usada para explorar halos esquivos de outras galáxias.

Utilizando um mistério cósmico para investigar outro, os astrónomos analisaram o sinal de uma rápida explosão de ondas rádio no intuito de estudarem o gás difuso existente no halo de uma galáxia massiva. Em Novembro de 2018, o rádio telescópio ASKAP (Australian Square Kilometre Array Pathfinder) observou uma rápida explosão de ondas rádio, chamada FRB 181112. Observações de seguimento levadas a cabo com o VLT e outros telescópios revelaram que as pulsações rádio passaram pelo halo de uma galáxia massiva na sua trajectória até à Terra. Esta descoberta permitiu aos astrónomos analisar os sinais rádio no intuito de extrair informações sobre a natureza do halo de gás.

“O sinal da rápida explosão rádio expôs a natureza do campo magnético existente em torno da galáxia e a estrutura do halo de gás. O estudo demonstra uma nova técnica para explorar a natureza dos halos das galáxias,” disse J. Xavier Prochaska, professor de Astronomia e Astrofísica na Universidade de Santa Cruz, Califórnia, EUA, autor principal de um artigo científico que apresenta estes novos resultados e que foi publicado a semana passada na revista Science.

Os astrónomos ainda não sabem o que causa as rápidas explosões de ondas rádio e apenas recentemente conseguiram localizar as galáxias que deram origem a alguns destes novos sinais rádio muito brilhantes e curtos. “Assim que sobrepusemos as imagens rádio e visíveis, vimos logo que esta explosão rádio passava pelo halo de uma galáxia localizada mais perto de nós e que, pela primeira vez, tínhamos uma maneira directa de investigar a matéria que rodeia esta galáxia, matéria esta que é invisível doutro modo,” disse a co-autora do artigo Cherie Day, estudante de doutoramento na Universidade de Tecnologia de Swinburne, na Austrália.

Um halo galáctico contém tanto matéria escura como normal ou bariónica, esta última encontrando-se essencialmente sob a forma de um gás quente ionizado. Enquanto a parte luminosa de uma galáxia massiva pode ter uma dimensão de cerca de 30.000 anos-luz, o seu halo mais ou menos esférico apresenta um diâmetro dez vezes maior. O gás do halo alimenta a formação estelar, à medida que se move em direcção ao centro da galáxia, enquanto outros processos, tais como explosões de super-novas, podem lançar material para fora das regiões de formação estelar e em direcção ao halo galáctico. Uma das razões pelas quais os astrónomos estudam o gás do halo prende-se com o facto de tentarem compreender melhor estes processos de ejecção, os quais podem “desligar” a formação estelar.

“O halo desta galáxia é surpreendentemente calmo,” diz Prochaska. “O sinal rádio passou pela galáxia quase sem ser perturbado, o que contradiz modelos anteriores que previam o que deveria acontecer a explosões rádio nestas circunstâncias.”

O sinal de FRB 181112 era composto por diversas pulsações, cada uma com menos de 40 micros-segundos de duração (10.000 vezes mais curtas que um piscar de olhos). Esta curta duração das pulsações dá-nos um limite superior para a densidade do gás do halo, uma vez que a passagem por um meio mais denso alargaria a duração do sinal rádio. Os investigadores calcularam que a densidade do gás do halo deverá ser inferior a 0,1 átomos por centímetro cúbito (equivalente a algumas centenas de átomos num volume correspondente a um balão de criança). A densidade limita também a possibilidade de existência de turbulência ou nuvens de gás frio no halo. Frio aqui é um termo relativo, referindo-se a temperaturas de cerca de 10.000º C, comparativamente ao gás quente do halo com cerca de 1 milhão de graus Celsius.

“Tal como o ar estremece num dia quente de verão, também a atmosfera ténue nesta galáxia massiva deveria deformar o sinal da explosão das rápidas ondas rádio. Em vez disso, recebemos um sinal tão limpo e nítido que não existe praticamente nenhuma assinatura do gás por onde passou,” disse o co-autor Jean-Pierre Macquart, astrónomo no ICRAR (International Center for Radio Astronomy Research) da Universidade de Curtin, na Austrália.

O estudo não encontrou evidências de nuvens turbulentas frias ou pequenos nodos densos de gás frio. O sinal de rádio também nos deu informação sobre o campo magnético do halo, o qual é muito fraco — um milhar de milhões de vezes mais fraco que o de um imã de frigorífico.

Nesta altura, com resultados para apenas um halo galáctico, os investigadores não podem dizer se a densidade baixa e campo magnético fraco que mediram são invulgares ou se estudos anteriores de halos galácticos sobrestimaram estas propriedades. Prochaska espera que o ASKAP e outros rádio telescópios usem mais explosões de ondas rádio rápidas para estudarem outros halos galácticos e investigar as suas propriedades.

“Esta galáxia pode ser especial,” disse Prochaska. “Temos que utilizar explosões de rápidas ondas rádio para estudar dezenas ou centenas de galáxias com uma grande variedade de massas e idades para investigarmos a população completa.” Telescópios ópticos como o VLT do ESO desempenham um papel importante ao revelar quão longe se encontra a galáxia que deu origem a cada explosão de ondas rádio, assim como se a explosão passou através do halo de alguma galáxia situada mais perto de nós.

Astronomia On-line
1 de Outubro de 2019

 

Astrónomos descobrem planeta gigante que “não deveria existir”

CIÊNCIA

O planeta orbita uma estrela pequena e a “desproporção entre tamanhos desafia as teorias sobre a formação dos planetas”.

© Twitter Universität Bern – @unibern

Um planeta de enormes dimensões – cuja existência anteriormente era extremamente improvável – foi descoberto a orbitar um estrela de tamanho muito reduzido. De acordo com os astrónomos, este planeta “não deveria existir”, porque contraria as teorias actualmente conhecidas.

Este novo globo descoberto é semelhante a Júpiter e as suas dimensões são “extraordinariamente grande em comparação à sua estrela anfitriã”, contradizendo a ideia actual que era aceite pelos cientistas sobre o modo como os planetas se formam.

Os cientistas não esperavam ver este planeta a orbitar uma estrela tão pequena, porque as teorias actuais sobre a formação dos planetas sugerem que as pequenas estrelas dão origem a pequenos planetas e estrelas maiores dão origem a planetas maiores.

“Não se pensava que existissem tais planetas enormes em redor de estrelas tão pequenas”, afirma Daniel Bayliss da Universidade de Warwick.

“Acho que a impressão geral foi de que esses planetas simplesmente não existiam, mas não podíamos ter a certeza porque as estrelas pequenas são muito fracas, o que as torna difíceis de estudar, mesmo que sejam estrelas muito mais comuns do que as estrelas como o Sol”, disse o cientista Peter Wheatley à BBC News.

De acordo com a BBC, uma equipa internacional de astrónomos disse à revista Science que “é emocionante, porque nos questionamos há muito tempo se os planetas gigantes como Júpiter e Saturno se poderiam formar em torno de estrelas tão pequenas”, disse o professor Peter Wheatley, da Universidade de Warwick, Reino Unido, que não participou neste estudo mais recente.

A estrela, que fica a 284 triliões de quilómetros de distância, é uma anã vermelha do tipo M – o tipo mais comum na nossa galáxia.

 

2718: Encontrados três buracos negros em rota de colisão

CIÊNCIA

Um trio de buracos negros localizados a mil milhões de anos-luz da Terra.
Crédito: raios-X – NASA/CXC/Universidade George Mason/R. Pfeifle et al.; ótico – SDSS & NASA/STScI

Os astrónomos descobriram três buracos negros gigantes numa colisão titânica de três galáxias. O sistema invulgar foi capturado por vários observatórios, incluindo três telescópios espaciais da NASA.

“Estávamos na altura apenas à procura de pares de buracos negros e, ainda assim, através da nossa técnica de selecção, deparámo-nos com este sistema incrível,” disse Ryan Pfeifle, da Universidade George Mason, em Fairfax, no estado norte-americano da Virgínia, primeiro autor de um novo artigo publicado na revista The Astrophysical Journal que descreve estes resultados. “Esta é a evidência mais forte já encontrada de um sistema triplo de buracos negros super-massivos activos.”

O sistema é conhecido como SDSS J084905.51+111447.2 (ou, abreviando, SDSS J0849+1114) e está localizado a mil milhões de anos-luz da Terra.

Para descobrir este grupo raro, os investigadores precisaram de combinar dados de telescópios no solo e no espaço. Primeiro, o telescópio SDSS (Sloan Digital Sky Survey), que varre grandes faixas do céu no visível, situado no estado norte-americano do Novo México, fotografou SDSS J0849+1114. Com a ajuda de cientistas cidadãos que participam num projecto chamado Galaxy Zoo, foi rotulado como um sistema de galáxias em colisão.

Então, dados da missão WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) da NASA revelaram que o sistema brilhava intensamente no infravermelho durante uma fase na fusão galáctica em que se espera que mais do que um dos buracos negros estivesse a alimentar-se rapidamente. Para acompanhar estas pistas, os astrónomos voltaram-se para o Chandra e para o LBT (Large Binocular Telescope) no Arizona.

Os dados do Chandra revelaram fontes de raios-X – um sinal revelador de material a ser consumido pelos buracos negros – nos centros brilhantes de cada galáxia em fusão, exactamente onde os cientistas esperam que os buracos negros super-massivos residam. O Chandra e o NusTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) da NASA também encontraram evidências de grandes quantidades de gás e poeira em torno de um dos buracos negros, típico de um sistema de buracos negros em fusão.

Entretanto, dados no visível do SDSS e do LBT mostraram assinaturas espectrais características de material sendo consumido pelos três buracos negros super-massivos.

“Os espectros ópticos contêm muitas informações sobre uma galáxia”, disse a co-autora Christina Manzano-King da Universidade da Califórnia, em Riverside. “São usados frequentemente para identificar buracos negros super-massivos em acreção activa e podem reflectir o impacto que têm nas galáxias que habitam.”

Uma das razões pelas quais é difícil encontrar um trio de buracos negros super-massivos é que provavelmente estão envoltos em gás e poeira, bloqueando grande parte da sua luz. As imagens infravermelhas do WISE, os espectros infravermelhos do LBT e as imagens de raios-X do Chandra ignoram este problema, porque a luz infravermelha e os raios-X penetram nuvens de gás com muito mais facilidade do que a luz óptica.

“Com a utilização destes importantes observatórios, descobrimos uma nova maneira de identificar buracos negros super-massivos triplos. Cada telescópio dá-nos uma pista diferente do que está a acontecer nestes sistemas,” disse Pfeifle. “Esperamos ampliar o nosso trabalho para encontrar mais triplos usando a mesma técnica.”

“Os buracos negros duplos e triplos são extremamente raros,” disse Shobita Satyapal, também da Universidade George Mason, “mas estes sistemas são na verdade uma consequência natural das fusões galácticas, que pensamos ser como as galáxias crescem e evoluem.”

Três buracos negros super-massivos em fusão comportam-se de maneira diferente de apenas um par. Quando existem três buracos negros em interacção, um par deve fundir-se num buraco negro maior muito mais depressa do que se os dois estivessem sozinhos. Esta pode ser uma solução para um enigma teórico chamado “problema do parsec final”, no qual dois buracos negros super-massivos podem aproximar-se alguns anos-luz um do outro, mas precisariam de uma força extra para se fundirem devido ao excesso de energia que transportam nas suas órbitas. A influência de um terceiro buraco negro, como em SDSS J0849+1114, poderá finalmente reuni-los.

Simulações de computador mostraram que 16% dos pares de buracos negros super-massivos em galáxias em colisão terão interagido com um terceiro buraco negro super-massivo antes de se fundirem. Tais fusões terão produzido ondulações no espaço-tempo chamadas ondas gravitacionais. Estas ondas terão frequências mais baixas do que o LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) da NSF e o detector europeu de ondas gravitacionais Virgo podem detectar. No entanto, podem ser detectáveis com observações rádio de pulsares, bem como com observatórios espaciais futuros, como o LISA (Laser Interferometer Space Antenna) da ESA, que detectará buracos negros com até um milhão de massas solares.

Astronomia On-line
27 de Setembro de 2019

 

2678: Asteróide “sorrateiro” pregou um susto à NASA e quase colidiu com a Terra em Julho

CIÊNCIA

State Farm / Wikimedia

Em finais de Julho, um asteróide do tamanho de um campo de futebol pregou um susto à NASA quando passou a apenas 65.0175 quilómetros da Terra. Foi a maior rocha espacial a passar tão perto num século.

Mais alarmante do que o sobrevoo em si, foi o quanto o asteróide apanhou a NASA de surpresa. “Este apareceu na nossa frente”, escreveu um especialista da NASA em um e-mail interno, de acordo com documentos internos da agência obtidos pelo BuzzFeed News.

O asteróide, que recebeu o nome de 2019 OK – como para tranquilizar os astrónomos – passou de forma quase imperceptível no espaço, passando a uma distância aproximadamente cinco vezes mais próxima da Terra do que a lua a 88 mil quilómetros por hora.

“Se 2019 OK tivesse entrado na atmosfera terrestre, a onda de explosão poderia ter causado devastação localizada numa área de aproximadamente 80 quilómetros de diâmetro”, de acordo com um comunicado de imprensa enviado pelo Laboratório de Propulsão a Jacto da NASA quando finalmente notaram a rocha gigante a passar pelo nosso planeta.

Apesar de a NASA notar que o asteróide não era um perigo para a Terra, o que é posto em cima da mesa é o facto de não ter sido detectado com maior antecedência.

“Este objecto deslizou por toda uma série das nossas redes de captura”, escreveu Paul Chodas, do JPL, num e-mail obtido pelo BuzzFeed dois dias após o asteróide passar, observando que era uma pequena rocha espacial “sorrateira”.

Embora a NASA tenha desculpas por não ter percebido que a rocha espacial vinha a caminho, este não é um grande começo para o Departamento de Coordenação de Defesa Planetária (PDCO), cujo objectivo era “encontrar e caracterizar asteróides e cometas que passam perto da órbita da Terra ao redor do sol”.

Em 2005, os legisladores ordenaram que a agência espacial norte-americana detectasse 90% dos asteróides perigosos, mas não financiaram telescópios e naves espaciais suficientemente grandes para fazer esse trabalho, segundo concluíram as Academias Nacionais de Ciências dos EUA num relatório de Junho.

ZAP //

Por ZAP
20 Setembro, 2019

 

2676: Algo está a matar galáxias no Universo (e não se sabe o que é)

CIÊNCIA

Hubble / NASA / ESA

Nas regiões mais extremas do Universo, galáxias estão a ser assassinadas. As suas formações estelares estão a ser desligadas e os astrónomos não sabem porquê.

O primeiro grande projecto liderado pelo Canadá em um dos principais telescópios do mundo quer descobrir. O novo programa – VERTICO – está a investigar, em detalhes brilhantes, a forma como as galáxias são mortas pelo meio ambiente.

Toby Brown é o principal investigador da VERTICO e lidera a equipa de 30 especialistas que usam o Atacama Large Millimeter Array (ALMA) para mapear o gás molecular de hidrogénio, o combustível do qual novas estrelas são produzidas, em alta resolução em 51 galáxias no nosso aglomerado de galáxias mais próximo, chamado Virgo Cluster.

Comissionado em 2013 a um custo de 1,27 mil milhões de euros, o ALMA é uma variedade de antenas de rádio conectadas a uma altitude de cinco mil metros no deserto de Atacama, no norte do Chile. É uma parceria internacional entre Europa, Estados Unidos, Canadá, Japão, Coreia do Sul, Taiwan e Chile.

O maior projecto astronómico terrestre existente, o ALMA é o telescópio milimétrico de comprimento de onda mais avançado já construído e ideal para estudar as nuvens de denso gás frio das quais se formam novas estrelas, que não podem ser vistas usando luz visível. Grandes programas de pesquisa do ALMA, como o VERTICO, são projectados para abordar questões científicas estratégicas que levarão a um grande avanço ou avanço no campo.

Os sítio onde as galáxias vivem no universo e como interagem com o ambiente (o meio intergaláctico que as cerca) e entre si são importantes influências na capacidade de formar estrelas. Mas precisamente como esse chamado ambiente dita a vida e a morte das galáxias permanece um mistério.

Os aglomerados de galáxias são os ambientes mais massivos e extremos do universo, contendo muitas centenas ou até milhares de galáxias. De acordo com o The Conversation, onde há massa, há gravidade e as enormes forças gravitacionais presentes nos aglomerados aceleram as galáxias a grandes velocidades, geralmente milhares de quilómetros por segundo, e super-aquecem o plasma entre as galáxias a temperaturas tão altas que brilham com raios-X luz

No interior denso e inóspito desses aglomerados, as galáxias interagem fortemente com o ambiente e entre si. São essas interacções que as podem matar ou extinguir a sua formação estelar. Compreender que mecanismos de extinção impedem a formação de estrelas e como o fazem é o foco principal da pesquisa da colaboração da VERTICO.

À medida que as galáxias caem através de aglomerados, o plasma intergaláctico pode remover rapidamente os seus gases num processo violento chamado extracção de pressão de carneiro. Quando se remove o combustível para a formação de estrelas, efectivamente mata-se a galáxia, transformando-a num objecto morto no qual não é formada nenhuma nova estrela.

Além disso, a alta temperatura dos aglomerados pode parar o arrefecimento de gás quente e a condensação nas galáxias. Nesse caso, o gás na galáxia não é removido activamente pelo meio ambiente, mas é consumido à medida que forma estrelas. Este processo leva a um desligamento lento e inexorável da formação estelar, conhecida, de maneira mórbida, como fome ou estrangulamento.

Embora estes processos variem consideravelmente, cada um deles deixa uma impressão única e identificável no gás formador de estrelas da galáxia. Reunir estas impressões para formar uma imagem de como os aglomerados geram mudanças nas galáxias é um dos principais focos da colaboração da VERTICO. Com base em décadas de trabalho para fornecer informações sobre como o ambiente impulsiona a evolução das galáxias, pretendemos adicionar uma nova peça crítica do quebra-cabeça.

O Cluster de Virgem é o local ideal para um estudo detalhado do meio ambiente. É o aglomerado de galáxias massivo mais próximo e está em processo de formação, o que significa que podemos obter um instantâneo de galáxias em diferentes estágios dos seus ciclos de vida. Isto permite-nos construir uma imagem detalhada de como a formação de estrelas é interrompida nos aglomerados de galáxias.

As galáxias no aglomerado de Virgem foram observadas em quase todos os comprimentos de onda no espectro electromagnético (por exemplo, rádio, luz óptica e ultravioleta), mas as observações do gás formador de estrela (feito em comprimentos de onda milimétricos) com a sensibilidade e resolução necessárias ainda não existe.

A VERTICO vai fornecer mapas de alta resolução de gás hidrogénio molecular – o combustível bruto para a formação de estrelas – para 51 galáxias. Com os dados do ALMA para essa grande amostra de galáxias, será possível revelar exactamente que mecanismos de extinção, redução da pressão do aríete ou inanição estão a matar galáxias em ambientes extremos.

Ao mapear o gás formador de estrelas nas galáxias, que são os exemplos de armas fumegantes de extinção por meio do ambiente, a VERTICO avançará a nossa compreensão actual sobre como as galáxias evoluem nas regiões mais densas do Universo.

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20 Setembro, 2019

 

2669: Lua de Saturno Enceladus está a atirar bolas de neve contra as outras luas

CIÊNCIA

Saturno é um planeta rico em motivos de curiosidade cósmica. Este gigante gasoso tem mais de sessenta satélites naturais na sua órbita. Contudo, a maioria deles são corpos pequenos, sendo que somente nove luas possuem diâmetro superior a cem quilómetros. Uma delas, Enceladus, está a travar uma luta cósmica de bolas de neve.

Segundo os astrónomos, as luas internas do planeta são estranhamente brilhantes. Isso tem uma razão de ser e os investigadores pensam que se deve ao facto desta lua estar a atirar neve às demais.

NASA: Cassini morreu, mas ainda há muito para descobrir

Muitas das descobertas feitas neste planeta, a uma distância média da Terra de 1.280.4000.000 Km, são das imagens e das análises feitas pela nave espacial Cassini. Esta, como é sabido, terminou a sua missão a voar até ao interior de Saturno em 2017.

Além de imagens fantásticas, Cassini trazia consigo um instrumento de radar que usava ondas de rádio para examinar as luas geladas de Saturno.

Alice Le Gall da Universidade de Paris-Saclay, na França, e os seus colegas analisaram essas observações de radar e descobriram que três das luas, Mimas, Encélado e Tétis, parecem ser duas vezes mais brilhantes do que se pensava anteriormente.

Saturno: Porque será que tem uma Lua assim brilhante?

Há alguns dados que podem explicar essa candura da lua Enceladus. Esta lua tem enormes géiseres que lançam água do seu oceano subterrâneo para o espaço. Posteriormente, esta água congela e cai como neve nas luas próximas. Além disso, muita desta neve cai na superfície do Enceladus. Le Gall e os seus colegas calcularam que esta camada de gelo e neve deveria ter pelo menos algumas dezenas de centímetros de espessura.

Agora sabemos que a neve está realmente a acumular-se, não é apenas uma fina camada de revestimento, mas uma camada muito mais espessa de gelo de água.

Explicou a astrónoma Le Gall.

Isso ajuda a explicar a razão das luas serem são brilhantes em comprimentos de onda de rádio. Esta tecnologia permite penetrar mais fundo sob a superfície do que a luz visível. Contudo, mesmo a neve profunda não consegue explicar completamente o brilho das luas.

Isso sugere que algo mais deve estar enterrado sob a neve ou a descansar em cima dela. Isto porque as ondas rádio do radar da nave foram reflectidas.

Le Gall e a sua equipa estão em processo de modelagem de diferentes estruturas que poderiam responder a estas questões. Desta forma, a explicar uma destas realidades pode estar uma camada de bolas de neve, enormes picos de gelo ou fendas generalizadas. No entanto, estas várias probabilidades ainda não têm correspondência nas observações feitas para que seja geologicamente plausível.

Temos muitas estruturas para testar, e é realmente muito importante para missões futuras que podem pousar nessas luas.

Concluiu Le Gall.

Na verdade, este é um processo importante, pois se um dia quisermos pousar lá, precisamos saber primeiro como é a superfície.

pplware
19 Set 2019
Imagem: NASA/JPL/Space Science Institute

 

2667: A misteriosa mega-estrutura alienígena pode ser uma exolua órfã a ser despedaçada

CIÊNCIA

NASA/JPL-Caltech
Esta ilustração mostra um hipotético anel disforme de poeira em redor de KIC 8462852, também conhecida como Estrela de Boyajian ou Estrela de Tabby.

Uma exolua órfã gradualmente a ser dilacerada pode explicar o estranho comportamento obscuro de uma estrela que intriga os cientistas há anos – e que pode ser evidência potencial de uma “mega-estrutura alienígena”.

Os astrónomos observaram a estrela Tabby, também conhecida como KIC 8462852, pela primeira vez na década de 1890. Mas em 2015, Tabetha Boyajian, astrofísica da Louisiana State University, descobriu algo incomum – o brilho da estrela diminuía irregularmente durante um período de dias ou semanas.

As observações de Boyajian mostraram que, às vezes, o brilho da estrela reduzia apenas um pouco, mas noutros momentos, caía até 22%. Investigações subsequentes de outra equipa de cientistas mostraram que o brilho geral da estrela – que está localizada a mais de mil anos-luz da Terra na constelação de Cygnus – também estava a diminuir com o tempo.

O escurecimento irregular da estrela – que só foi visto em poucas outras estrelas – foi objecto de intenso debate entre os cientistas, que propuseram várias explicações, mas nenhuma das quais explica definitivamente o comportamento incomum.

Uma das hipóteses apresentadas afirma que as reduções de luz estão a ser causadas por uma nuvem de cometas em desintegração que orbitam a estrela. Outros cientistas até sugeriram que a existência de “megaestrutura alienígena” em redor da estrela poderia ser a responsável.

Em 1960, o físico americano Freeman Dyson propôs a ideia de que uma civilização alienígena extremamente avançada e sedenta de poder poderia, em teoria, aproveitar a maioria da energia da sua estrela hospedeira, construindo uma vasta estrutura em torno dela para absorver a sua radiação.

Alguns sugeriram que uma esfera de Dyson em redor da estrela de Tabby poderia estar a bloquear a sua luz de uma maneira incomum. No entanto, essa ideia foi descartada pelos cientistas da grande maioria, que dizem que não explica de forma satisfatório o comportamento da estrela.

Agora, uma equipa de cientistas da Universidade de Columbia propôs uma nova explicação baseada em modelos astronómicos. Os astrónomos dizem que o escurecimento está a ser causado por uma exolua despedaçada, que está a derramar poeira e detritos, que se acumulam ao redor da estrela. As suas descobertas foram publicadas este mês na revista especializada Monthly Notices da Royal Astronomical Society.

“A exolua é como um cometa de gelo que está a evaporar e a expelir estas rochas para o espaço”, disse Brian Metzger, autor do estudo, em comunicado, citado pelo Newsweek. “Eventualmente, a exolua evaporará completamente, mas demorará milhões de anos para que a lua seja derretida e consumida pela estrela. Temos muita sorte por ver este evento de evaporação acontecer”.

A exolua – qualquer satélite natural que orbita um corpo fora do nosso Sistema Solar – terá orbitado um exoplaneta dentro do Sistema Solar. No entanto, as poderosas forças gravitacionais do KIC 8462852 destruíram-no, de modo que a lua acabou por ficar em órbita ao redor da estrela.

Segundo os cientistas, a forte radiação da estrela bombardeou a lua, soprando camadas de gelo, poeira e rocha e formando nuvens que bloqueiam a luz ao redor da estrela em intervalos irregulares.

Se os resultados mais recentes forem confirmados por estudos futuros, os investigadores afirmam que isto forneceria evidências de que as exoluas são comuns em sistemas planetários de todo o universo.

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19 Setembro, 2019

 

2657: Astrónomos detectaram a estrela de neutrões mais densa de sempre

CIÊNCIA

Apesar de ter apenas 30 quilómetros de diâmetro, tem uma massa duas vezes maior que a do sol, muito perto do limite que, em teoria, provoca o colapso da estrela, transformando-a num buraco negro.

Estrelas de neutrões são as mais densas que se conhecem. Um cubo de açúcar feito do material destas estrelas pesaria 100 milhões de toneladas na Terra
© Foto ESO/L. Calçada/M. Kornmesser

Uma equipa de astrónomos norte-americanos detectou a estrela de neutrões mais densa identificada até hoje no Universo. Com cerca de 30 quilómetros, a estrela J0740 + 6620 está a 4600 anos-luz de distância e tem 2,17 vezes a massa do sol e 333 mil vezes a massa da Terra. A descoberta foi divulgada esta segunda-feira no jornal Nature Astronomy.

As estrelas de neutrões formam-se após a explosão de grandes estrelas – são, na verdade, uma fase final da vida da estrela. Nas estrelas de neutrões já não existem as reacções nucleares que fornecem energia a estes corpos celestes. Sem esta condicionante, a força da gravidade comprime a matéria dentro de um raio muito pequeno, de apenas algumas dezenas de quilómetros, pelo que as estrelas de neutrões são as mais pequenas e densas que se conhecem.

Um exemplo, dado pelo próprio Observatório que fez a descoberta, através do telescópio Green Bank, na Virgínia: um cubo de açúcar feito do material de uma estrela de neutrões pesaria, na Terra, 100 milhões de toneladas.

Astronomers using the Green Bank Telescope have discovered the most massive neutron star to date.

Learn more https://bit.ly/2kfU7D7 #neutronstar #star #astronomy #radioastronomy #GBT #GreenBankTelescope #NRAO #NSF

Image credit: BSaxton, NRAO/AUI/NSF

A estrela de neutrões que agora foi detectada quase desafia os limites da Física, dado que tem uma densidade já muito próxima do limite em que deverá colapsar e transformar-se num buraco negro, o que é suposto acontecer, em termos teóricos, se tiver uma massa maior do que 2,2 massas solares. A J0740+6620 não está longe: tem 2.17 vezes a massa do Sol.

A estrela agora detectada é um pulsar, um tipo específico de estrela de neutrões que emite ondas de rádio a partir dos pólos magnéticos. “Esses feixes varrem o espaço de maneira semelhante a um farol”, explica o Observatório – “Alguns giram centenas de vezes a cada segundo. Como os pulsares giram com velocidade e regularidade, os astrónomos podem usá-los como o equivalente cósmico dos relógios atómicos”.

A acrescer a isto, o trabalho da equipa de investigadores beneficiou da proximidade de uma estrela anã relativamente à estrela de neutrões. Os dois objectos celestes orbitam entre si e a gravidade que exercem é tal que deforma o espaço, distorcendo assim a radiação emitida pela estrela de neutrões, que por força deste efeito demora mais tempo a “viajar” no espaço – um fenómeno conhecido como atraso de Shapiro ou atraso de tempo gravitacional -, o que permitiu aos investigadores calcular a massa do J0740+6620.

Diário de Notícias
DN
17 Setembro 2019 — 14:18

 

2656: O novo Oumuamua pode ter sido captado numa fotografia a cores

CIÊNCIA

Gemini Observatory

Os astrónomos do Observatório Gemini no Hawai tiraram a primeira fotografia do GB00234, agora rebaptizado para C/2019 Q4 Borisov, um objecto que pode ser o segundo corpo celeste interestelar a entrar no Sistema Solar.

A imagem mostra um objecto com uma órbita hiperbólica, um núcleo brilhante, uma atmosfera difusa e uma cauda, tudo características que adensam ainda mais a possibilidade de este ser o primeiro cometa vindo de fora do Sistema Solar a visitar-nos.

De acordo com o comunicado do Observatório Gemini, “esta é a primeira vez que um visitante interestelar do nosso Sistema Solar mostra claramente uma cauda gerada por desgaseificação”, isto é, pela libertação de gases à medida que o núcleo gelado dos cometas se aproxima do Sol e aquece.

Oumuamua, o primeiro objecto a visitar o Sistema Solar e o único confirmado até agora, não tinha essa cauda, embora tenha sido confundido com um cometa por causa da velocidade a que se deslocava.

Andrew Stephens, coordenador das observações, explicou que “esta imagem foi possível por causa da capacidade dos telescópios para ajustarem rapidamente as observações e olharem para objectos como este, que têm uma janela de observação muito curta”. “Mas tivemos mesmo de lutar por esta fotografia, porque os últimos detalhes que tínhamos eram das 3h00 e estávamos a fazer as observações às 4h45”, acrescenta.

Neste momento, C/2019 Q4 Borisov está a 400 milhões de quilómetros do Sol — mais de 2,5 vezes a distância entre a Terra e a nossa estrela — e viaja a uma velocidade de 150 mil quilómetros por hora. À medida que se aproxima do Sol, o cometa torna-se cada vez mais brilhante.

“Actualmente, está próximo da posição aparente do Sol no nosso céu e, consequentemente, é difícil de observar devido ao brilho do crepúsculo. O caminho hiperbólico do cometa levá-lo-á a condições de observação mais favoráveis ​​nos próximos meses”, garante o Observatório Gemini.

C/2019 Q4 Borisov foi descoberto a 30 de Agosto deste ano por Gennady Borisov, um astrónomo amador ucraniano do Instituto Astronómico Robert Sternberg.

Na semana passada, a NASA emitiu um comunicado a confirmar que “um cometa recém descoberto está a entusiasmar a comunidade astronómica esta semana porque parece ter origens fora do Sistema Solar”. A agência espacial norte-americana avança ainda que o cometa continua mais longe do Sol do que a órbita de Marte. Só a 8 de Dezembro chegará ao ponto de maior aproximação ao Sol, em que ficará a 190 milhões de quilómetros da nossa estrela — mais 40 milhões que a distância média entre a Terra e o Sol.

A importância do primeiro Oumuamua reside no facto de ser o primeiro asteróide detectado que não vem do Sistema Solar. A natureza do “Mensageiro das Estrelas” está rodeado de mistérios desde o dia em que foi descoberto por astrónomos da Universidade do Hawai, em Outubro de 2017.

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

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

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

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17 Setembro, 2019

 

2651: Astrónomos ouviram o “toque” de um buraco negro recém-nascido pela primeira vez

CIÊNCIA

(dr) The SXS (Simulating eXtreme Spacetimes) Project
Quando dois buracos negros colidem, formam-se ondas gravitacionais no próprio espaço

Uma equipa de cientistas ouviu o “toque” de um buraco negro recém-nascido pela primeira vez, tendo conseguido testar directamente o teorema da calvície.

Quando tocamos um sino com um martelo, este continua a tocar algum tempo depois, à medida que o metal continua a vibrar. No caso dos buracos negros, parece que quando um toca noutro algo semelhante acontece embora, em vez de ondas sonoras, o recém-formado buraco negro envia ondas gravitacionais que se propagam pelo Universo.

Essas ondas gravitacionais são como um acorde. Agora, segundo o Science Alert, uma equipa de astrónomos descobriu como tocar notas individuais neste acorde, isto é, as frequências nas ondas gravitacionais — e, pela primeira vez, detectou duas delas.

De acordo com a teoria da relatividade geral de Einstein, é possível medir a massa e o movimento giratório de um buraco negro. Agora, estes cientistas inferiram que essas são as únicas propriedades detectáveis de um buraco negro, apoiando o teorema da calvície (que defende que os buracos negros só podem ser caracterizados por massa e rotação, sendo que todas as outras propriedades são “cabelo”).

“Todos esperamos que a relatividade geral esteja correta, mas esta é a primeira vez que a confirmamos desta maneira”, afirma o físico Maximiliano Isi, do Instituto Kavli de Astrofísica e Pesquisa Espacial Kavli do MIT, cujo estudo foi publicado na revista Physical Review Letters.

“Esta é a primeira medida experimental que consegue testar directamente o teorema da calvície. Isto não significa que os buracos negros não poderiam ter ‘cabelo’. Significa a imagem de buracos negros sem ‘cabelo’ que vivem por mais um dia”, acrescenta.

A colisão em questão foi a primeira já detectada — GW 150914 — em Setembro de 2015. Os cientistas traduziram as ondas gravitacionais em ondas sonoras, produzindo um sinal chirp:

 

Assim como os dois buracos negros se fundem em apenas um, há um período muito breve em que o novo buraco negro oscila, emitindo ondas gravitacionais mais fracas. Isto é chamado de ringdown, tendo os cientistas assumido que seria muito débil detectar ou analisar depois do pico da onda gravitacional no momento da colisão.

Anteriormente, o astrofísico Matthew Giesler e os seus colegas, da Caltech, nos EUA, determinaram, através de simulações, que logo após o pico da onda gravitacional, o período de ringdown incluía uma cacofonia de “conotações” — tons altos e de curta duração. Ao analisar um chirp de colisão no contexto de conotações, a equipa pôde isolar um toque de “assinatura” do novo buraco negro.

Isi e o resto da equipa pegaram neste trabalho e aplicaram-no ao GW 150914, concentrando-se no momento logo após o pico do chirp, tendo sido capazes de isolar o toque de “assinatura” — mesmo identificando dois tons distintos, correspondentes a frequências vibracionais distintas do novo buraco negro.

“Este foi um resultado surpreendente. A sabedoria convencional era que, quando o buraco negro remanescente se acalmasse para que qualquer tom pudesse ser detectado, as conotações decairiam quase completamente. “Em vez disso, verifica-se que as conotações são detectáveis antes que o som principal se torne visível”, explica o astrofísico teórico Saul Teukolsky, da Universidade de Cornell, também nos EUA.

A massa e a rotação calculadas a partir do tom e decaimento dos tons combinavam com as medições anteriores dessas duas propriedades, demonstrando que a detecção das conotações do ringdown de um buraco negro podem ser realizadas actualmente, com métodos actuais (o que significa que a tecnologia futura pode ser ainda maior).

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17 Setembro, 2019

 

2643: Todos os cometas do Sistema Solar podem ter vindo do mesmo lugar

CIÊNCIA

Rosetta / NavCam / ESA
Imagem obtida no dia 15 de maio de 2016 pela câmara de navegação da Rosetta, do Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko

Os cometas do Sistema Solar podem ter nascido no mesmo lugar. Um astrónomo da Universidade de Leiden aplicou modelos químicos a catorze cometas conhecidos e encontrou um padrão claro.

Todos os cometas do Sistema Solar podem partilhar o mesmo local de nascimento. Pela primeira vez, o astrónomo Christian Eistrup aplicou modelos químicos a catorze cometas conhecidos, e encontrou um padrão claro. A publicação do artigo científico foi aceite na revista Astronomy & Astrophysics.

Os modelos tinham como objectivo prever a composição química de discos protoplanetários, discos planos de gás e poeira que cobrem estrelas jovens. Compreender estes discos pode esclarecer os cientistas quanto ao mecanismo de formação de estrelas e planetas. Estes modelos desenvolvidos pelo investigador da Universidade de Leiden mostram-se também úteis para aprender mais sobre cometas e as suas origens.

“Pensei que seria interessante comparar os nossos modelos químicos com dados já publicados sobre cometas. Fizemos algumas estatísticas para determinar se houve um momento ou local especial no nosso jovem Sistema Solar, onde os nossos modelos químicos se cruzam com os dados de cometas”, explicou Eistrup em comunicado.

Surpreendentemente, foi mesmo isso que aconteceu. Os catorze cometas mostraram a mesma tendência: “havia um modelo único que melhor se adequava a cada cometa, indicando que todos compartilhavam a mesma origem”.

Onde nasceram, então, os cometas? Segundo os cientistas, os cometas são oriundos de um lugar muito perto do nosso jovem Sol, quando ainda estava cercado por um disco protoplanetário, numa altura em que os planetas ainda se estavam a formar.

O modelo sugere uma área em torno do Sol, dentro da faixa em que o monóxido de carbono se transforma em gelo. “Nesses lugares, a temperatura varia de 21 a 28 Kelvin, que fica em torno de 250 graus Celsius negativos. Uma temperatura muito fria, tão fria que quase todas as moléculas que conhecemos são gelo.”

“De acordo com os nossos modelos, sabemos que existem algumas reacções que ocorrem na fase de gelo, embora muito lentamente, num período de 100.000 a um milhão de anos. Mas isso poderia explicar por que existem cometas diferentes com diferentes composições”, disse o investigador, citado pelo Europa Press.

Mas se os cometas vêm do mesmo lugar, como é que acabam em diferentes lugares e órbitas do Sistema Solar? “Embora acreditemos que eles se formaram em lugares semelhantes ao redor do jovem Sol, as órbitas de alguns desses cometas poderiam ser alteradas, por exemplo, por Júpiter.”

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16 Setembro, 2019