5382: Hubble mostra que fluxos torrenciais de proto-estrelas podem não impedi-las de crescer

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/HUBBLE

Estas quatro imagens obtidas pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA revelam o caótico nascimento estelar no complexo de Orionte, a maior e mais próxima região de formação estelar. As fotos mostram estrelas bebés enterradas nos seus casulos gasosos empoeirados que anunciam os seus nascimentos por meio de ventos poderosos e pares de jactos giratórios parecidos as aspersores que disparam em direcções opostas. A luz no infravermelho próximo perfura a região empoeirada para revelar detalhes do processo de nascimento. Os fluxos estelares estão a formar cavidades dentro da nuvem gasosa de hidrogénio. Este estágio relativamente breve de nascimento dura cerca de 500.000 anos. Embora envoltas em poeira, as próprias estrelas emite m radiação poderosa que atinge as paredes da cavidade e espalha grãos de poeira, iluminando com luz infravermelha as lacunas nos invólucros gasosos. Os astrónomos descobriram que as cavidades na nuvem de gás circundante, esculpidas pelo fluxo de fluxo proto-estelar, não cresciam regularmente à medida que amadureciam, como propõem as teorias. As proto-estrelas foram fotografadas no infravermelho pelo instrumento WFC3 do Hubble. As imagens foram obtidas dia 14 de Novembro de 2009, dia 25 de Janeiro, 11 de Fevereiro e 11 de Agosto de 2010.
Crédito: NASA, ESA, STScI, N. Habel e S. T. Megeath (Universidade de Toledo) (ver versão não legendada)

Esta imagem obtida no solo fornece uma visão mais ampla de todo o complexo da nuvem de Orionte, a maior e mais próxima região de formação estelar. O material vermelho é hidrogénio gasoso ionizado e aquecido pela radiação ultravioleta de estrelas massivas em Orionte. As estrelas formam-se em nuvens de hidrogénio gasoso frio que são invisíveis ou aparecem como regiões escuras nesta imagem. A forma crescente é conhecida como Loop de Barnard e envolve parcialmente a figura da constelação de Orionte, o Caçador. A cintura do Caçador é a cadeia diagonal de três estrelas no centro da imagem. Os seus pés são as brilhantes estrelas Saiph (em baixo à esquerda) e Rigel (em baixo à direita). Esta paisagem abrange dezenas de milhares de estrelas que se formaram e ganharam vida. Muitas ainda estão envoltas nos seus casulos natais de gás e poeira e só são vistas no infravermelho. A linha ondulante de pontos amarelos, que começa em baixo à esquerda, é uma imagem sobreposta de 304 proto-estrelas obtida pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA. Os investigadores usaram os telescópios espaciais Hubble e Spitzer da NASA e o Telescópio Espacial Herschel da ESA para analisar como os fluxos das estrelas bebés esculpem cavidades nas vastas nuvens de gás. O estudo é o maior levantamento já feito sobre estrelas em desenvolvimento.
Crédito: Cortesia de R. B. Andreo, DeepSkyColors.com; Sobreposição dos dados: NASA, ESA, STScI, N. Habel e S. T. Megeath (Universidade de Toledo)

Embora a nossa Galáxia seja uma cidade imensa com pelo menos 200 mil milhões de estrelas, os detalhes de como se formaram permanecem envoltos em mistério.

Os cientistas sabem que as estrelas se formam a partir do colapso de enormes nuvens de hidrogénio que são comprimidas pela gravidade até ao ponto de ignição da fusão nuclear. Mas apenas mais ou menos 30% da massa inicial da nuvem termina como uma estrela recém-nascida. Para onde vai o resto do hidrogénio durante um processo tão ineficiente?

Supõe-se que uma estrela recém-formada liberte uma grande quantidade de gás quente por meio de jactos em forma de sabre de luz e ventos semelhantes a furacões lançados do disco circundante por poderosos campos magnéticos. Estes fogos de artifício devem impedir o crescimento da estrela central. Mas um novo e abrangente levantamento do Hubble mostra que esta explicação mais comum não parece funcionar, confundindo os astrónomos.

Os investigadores usaram dados previamente recolhidos pelos telescópios espaciais Hubble e Spitzer da NASA e pelo Telescópio Espacial Herschel da ESA para analisar 304 estrelas em desenvolvimento, chamadas proto-estrelas, no complexo de Orionte, a maior e mais próxima região de formação estelar (o Spitzer e o Herschel já não estão operacionais).

Neste que é até à data o maior levantamento de estrelas nascentes, os cientistas estão a descobrir que a eliminação do gás pelo escoamento de uma estrela pode não ser tão importante na determinação da sua massa final como sugerem as teorias convencionais. O objectivo dos investigadores era determinar se os fluxos estelares interrompiam a queda de gás numa estrela e impediam o seu crescimento.

Em vez disso, descobriram que as cavidades na nuvem de gás circundante, esculpidas pelo fluxo de uma estrela em formação, não cresciam regularmente à medida que amadureciam, como propõem as teorias.

“Num modelo de formação estelar, se começarmos com uma pequena cavidade, à medida que a proto-estrela rapidamente se torna mais evoluída, o seu fluxo cria uma cavidade cada vez maior até que o gás circundante é eventualmente expelido, deixando uma estrela isolada,” explicou o líder da investigação Nola Habel da Universidade de Toledo, no estado norte-americano do Ohio.

“As nossas observações indicam que não há um crescimento progressivo que podemos encontrar, de modo que as cavidades não estão a crescer até que empurrem toda a massa da nuvem. Portanto, deve haver algum outro processo a acontecer que elimina o gás que não acaba na estrela.”

Os resultados da equipa vão aparecer numa próxima edição da revista The Astrophysical Journal.

Nasce uma estrela

Durante o estágio relativamente breve de nascimento de uma estrela, que dura apenas mais ou menos 500.000 anos, a estrela rapidamente aumenta de massa. O que complica as coisas é que, conforme a estrela cresce, ela lança um vento, bem como um par de jactos giratórios parecidos a aspersores que disparam em direcções opostas. Estes fluxos começam a corroer a nuvem circundante, criando cavidades no gás.

As teorias populares preveem que, à medida que a jovem estrela evolui e o fluxo continua, as cavidades ficam mais largas até que toda a nuvem de gás em torno da estrela é completamente afastada. Com o “tanque de combustível” vazio, a estrela para de acumular massa – por outras palavras, para de crescer.

Para procurar o crescimento da cavidade, os investigadores primeiro classificaram as proto-estrelas por idade, analisando os dados do Herschel e Spitzer da emissão de luz de cada estrela. As proto-estrelas nas observações do Hubble também foram observadas como parte do Levantamento de Proto-estrelas de Orionte do telescópio Herschel.

De seguida, os astrónomos observaram as cavidades no infravermelho próximo com os instrumentos NICMOS (Near-infrared Camera and Multi-object Spectrometer) e WFC3 (Wide Field Camera 3). As observações foram feitas entre 2008 e 2017. Embora as próprias estrelas estejam envoltas em poeira, elas emitem radiação poderosa que atinge as paredes da cavidade e espalha grãos de poeira iluminando as lacunas nos invólucros gasosos no infravermelho.

As imagens do Hubble revelam os detalhes das cavidades produzidas pelas proto-estrelas em vários estágios de evolução. A equipa de Habel usou as imagens para medir as formas das estruturas e estimar os volumes de gás libertados para formar as cavidades. A partir desta análise, puderam estimar a quantidade de massa que foi eliminada pelas explosões estelares.

“Descobrimos que no final da fase proto-estelar, onde a maior parte do gás caiu da nuvem circundante para a estrela, várias estrelas jovens ainda têm cavidades bastante estreitas,” disse o membro da equipa Tom Megeath da Universidade de Toledo. “Então, esta imagem que ainda é comum sobre o que determina a massa de uma estrela e o que impede a queda do gás é que esta cavidade crescente do fluxo recolhe todo o gás. Isto tem sido fundamental para a nossa ideia de como a formação estelar continua, mas simplesmente não parece encaixar aqui nos dados.”

Futuros telescópios como o Telescópio Espacial James Webb da NASA vão investigar mais profundamente o processo de formação das proto-estrelas. As observações espectroscópicas do Webb vão examinar as regiões internas dos discos que rodeiam as proto-estrelas no infravermelho, procurando jactos nas fontes mais jovens. O Webb também ajudará os astrónomos a medir o ritmo de acreção de material do disco para estrela e estudará como o disco interno está a interagir com o fluxo.

Astronomia On-line
23 de Março de 2021


5381: Medidos pela primeira vez em Júpiter ventos estratosféricos muito fortes

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/JÚPITER

Esta imagem mostra uma representação artística dos ventos na estratosfera de Júpiter perto do pólo sul do planeta, com as linhas azuis a representarem as velocidades dos ventos. Estas linhas estão sobrepostas a uma imagem real de Júpiter, obtida pela câmara JunoCam instalada a bordo da sonda espacial Juno da NASA.
As famosas bandas de nuvens de Júpiter estão situadas na atmosfera inferior, onde já se tinham anteriormente medido ventos. No entanto, detectar ventos logo por cima desta camada atmosférica, na estratosfera, é muito mais difícil porque não existem nuvens nesta zona. Ao analisar os resultados da colisão de um cometa em 1994 e com o auxílio do ALMA, do qual o ESO é um parceiro, os investigadores conseguiram detectar ventos estratosféricos extremamente fortes, com velocidades de até 1450 km/hora, perto dos pólos de Júpiter.
Crédito: ESO/L. Calçada & NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS

Com o auxílio do ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), do qual o Observatório Europeu do Sul (ESO) é um parceiro, uma equipa de astrónomos mediu directamente e pela primeira vez ventos na atmosfera intermédia de Júpiter. Ao analisar o resultado da colisão de um cometa em 1994, os investigadores descobriram ventos muito fortes, com velocidades de até 1450 km/hora, perto dos pólos de Júpiter, o que pode apontar para o que a equipa descreveu como um “monstro meteorológico único no nosso Sistema Solar”.

Júpiter é famoso pelas suas distintas bandas vermelhas e brancas: nuvens serpenteantes de gás em movimento que os astrónomos usam tradicionalmente para seguir os ventos na baixa atmosfera de Júpiter. Os cientistas observam também brilhos intensos, as chamadas auroras, perto dos pólos do planeta gigante, que parecem estar associadas a ventos fortes na atmosfera superior. No entanto, e até agora, os investigadores nunca tinham medido de forma directa padrões de vento entre estas duas camadas atmosféricas, i.e., na estratosfera.

Medir velocidades do vento na estratosfera de Júpiter usando as técnicas normais de seguimento das nuvens é impossível devido à ausência de nuvens nesta parte da atmosfera. No entanto, e com a ajuda do cometa Shoemaker-Levy 9, que colidiu com o gigante gasoso de forma espectacular em 1994, os astrónomos tiveram a oportunidade de fazer estas medições utilizando uma técnica alternativa. O impacto deste cometa no planeta deu origem a novas moléculas na estratosfera de Júpiter, as quais se têm estado a movimentar com os ventos desde essa altura.

Uma equipa de astrónomos, liderada por Thibault Cavalié do Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux em França, seguiu uma dessas moléculas — cianeto de hidrogénio (HCN) — para medir directamente “jactos” estratosféricos em Júpiter. Os cientistas usam a palavra “jacto” para se referirem a bandas estreitas de ventos na atmosfera, tal como as correntes de jacto na Terra.

“O resultado mais espectacular que obtivemos foi a detecção de jactos muito fortes, com velocidades de até 400 metros por segundo, localizados por baixo das auroras, perto dos pólos,” diz Cavalié. Estas velocidades dos ventos, equivalentes a cerca de 1450 km/hora, correspondem a mais do dobro das velocidades das tempestades mais fortes observadas na Grande Mancha Vermelha de Júpiter e a mais do triplo das velocidades dos ventos medidas nos tornados mais extremos da Terra.

“Esta nossa detecção indica que estes jactos se podem comportar como um vórtice gigante com um diâmetro de até quatro vezes o tamanho da Terra e com cerca de 900 km de altura,” explica o co-autor do trabalho Bilal Benmahi, também do Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux. “Um vórtice deste tamanho pode bem ser um ‘monstro meteorológico’ único no nosso Sistema Solar,” acrescenta Cavalié.

Os astrónomos já sabiam da existência de ventos fortes perto dos pólos de Júpiter, mas situados muito mais alto na atmosfera, a centenas de quilómetros por cima da área de foco deste novo estudo, o qual foi publicado a semana passada na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics. Estudos anteriores previam que estes ventos na atmosfera superior diminuiriam em velocidade e desapareceriam muito antes de chegar às profundidades correspondentes à estratosfera. No entanto, “os novos dados ALMA dizem-nos o contrário,” refere Cavalié, acrescentando que o facto de descobrir estes ventos estratosféricos fortes perto dos pólos de Júpiter constituiu uma “verdadeira surpresa”.

A equipa utilizou 42 das 66 antenas de alta precisão do ALMA, localizadas no deserto do Atacama no norte do Chile, para analisar as moléculas de cianeto de hidrogénio que se têm estado a deslocar na estratosfera de Júpiter desde o impacto do cometa Shoemaker-Levy 9. Os dados ALMA permitiram medir o desvio de Doppler — variações minúsculas na frequência da radiação emitida pelas moléculas — causado pelos ventos nesta região do planeta. “Ao medir estas variações, pudemos determinar a velocidade dos ventos, um pouco como podemos determinar a velocidade de um comboio a passar pela variação na frequência do apito do comboio,” explica o coautor do estudo Vincent Hue, um cientista planetário do SwRI (Southwest Research Institute) nos EUA.

Para além dos surpreendentes ventos polares, a equipa usou também o ALMA para confirmar a existência de ventos estratosféricos fortes em torno do equador do planeta ao medir directamente, e também pela primeira vez, as suas velocidades. Os jactos descobertos nesta região do planeta têm velocidades médias de cerca de 600 km por hora.

As observações ALMA necessárias para seguir os ventos estratosféricos nos pólos e no equador de Júpiter necessitaram de menos de 30 minutos em termos de tempo de telescópio. “Os altos níveis de detalhe que conseguimos atingir em tão pouco tempo demonstram bem o extraordinário poder do ALMA,” disse Thomas Greathouse, cientista no SwRI e co-autor do estudo. “Achei surpreendente obter a primeira medição directa destes ventos.”

“Estes resultados do ALMA abrem uma nova janela no estudo das regiões aurorais de Júpiter, algo inesperado a apenas alguns meses atrás,” disse Cavalié. “Esta descoberta preparou também o palco para as medições, semelhantes mas mais extensas, que serão levadas a cabo pela missão JUICE e o seu instrumento de ondas submilimétricas,” acrescenta Greathouse, referindo-se ao JUpiter ICy moons Explorer da ESA, que se espera que seja lançado no próximo ano.

O ELT (Extremely Large Telescope) do ESO, que deverá ver a sua primeira luz durante a segunda metade desta década, irá também explorar Júpiter. O telescópio será capaz de fazer observações extremamente detalhadas das auroras do planeta, fornecendo-nos assim mais informações sobre a atmosfera de Júpiter.

Astronomia On-line
23 de Março de 2021

(artigo relacionado: Medidos pela primeira vez em Júpiter ventos estratosféricos muito fortes )


5380: Hubble vê a mudança das estações em Saturno

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/HUBBLE

Imagens pelo Telescópio Espacial Hubble de Saturno obtidas em 2018, 2019 e 2020, à medida que o verão no norte hemisfério do planeta transita para outono.
Crédito: NASA/ESA/STScI/A. Simon/R. Roth

Imagens pelo Telescópio Espacial Hubble de Saturno obtidas em 2018, 2019 e 2020, à medida que o verão no norte hemisfério do planeta transita para outono. Crédito: NASA/ESA/STScI/A. Simon/R. Roth

O Telescópio Espacial Hubble da NASA está a dar aos astrónomos uma visão das mudanças na vasta e turbulenta atmosfera de Saturno à medida que o verão no hemisfério norte do planeta transita para outono, conforme mostrado nesta série de imagens obtidas em 2018, 2019 e 2020 (da esquerda para a direita).

“Estas pequenas mudanças anuais nas bandas coloridas de Saturno são fascinantes,” disse Amy Simon, cientista planetária do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland. “À medida que Saturno se move em direcção ao outono no seu hemisfério norte, vemos as regiões polares e equatoriais a mudar, mas também vemos que a atmosfera varia em escalas de tempo muito mais curtas.” Simon é a autora principal de um artigo sobre estas observações publicado dia 11 de Março na revista The Planetary Science Journal.

“O que descobrimos foi uma ligeira mudança na cor de um ano para o outro, possivelmente na altura das nuvens e nos ventos – não é surpreendente que as mudanças não sejam enormes, pois estamos a olhar apenas para uma pequena fracção do ano de Saturno,” acrescentou Simon. “Esperamos grandes mudanças numa escala de tempo sazonal, de modo que isto está a mostrar a progressão em direcção à próxima estação.”

Os dados do Hubble mostram que de 2018 a 2020 o equador ficou 5 a 10% mais brilhante e os ventos mudaram ligeiramente. Em 2018, os ventos medidos perto do equador eram de cerca de 1600 quilómetros por hora, maiores do que aqueles medidos pela sonda Cassini da NASA durante 2004-2009, quando rondavam os 1300 km/h. Em 2019 e 2020 diminuíram de volta para as velocidades da Cassini. Os ventos de Saturno também variam com a altitude, de modo que a mudança nas velocidades medidas pode significar que as nuvens em 2018 estavam cerca de 60 quilómetros mais profundas do que as medidas durante a missão Cassini. Outras observações são necessárias para saber o que está a acontecer.

Saturno é o sexto planeta a contar do Sol e orbita a uma distância de mais ou menos 1,4 mil milhões de quilómetros da nossa estrela. Demora cerca de 29 anos terrestres a completar uma órbita, fazendo com que cada estação de Saturno tenha mais de sete anos terrestres. A Terra está inclinada em relação ao Sol, o que altera a quantidade de luz solar que cada hemisfério recebe à medida que o nosso planeta se move na sua órbita. Esta variação na energia solar é o que impulsiona as nossas mudanças sazonais. Saturno também está inclinado, de modo que à medida que as estações mudam naquele mundo distante, a mudança na luz solar pode estar a provocar algumas das suas alterações observadas.

Como Júpiter, o maior planeta do Sistema Solar, Saturno é um “gigante gasoso” feito principalmente de hidrogénio e hélio, embora possa haver um núcleo rochoso bem no interior. Tempestades enormes, algumas quase tão grandes quanto a Terra, ocasionalmente surgem das profundezas da atmosfera. Como muitos dos planetas descobertos em torno de outras estrelas também são gigantes gasosos, os astrónomos anseiam aprender mais sobre como funcionam as suas atmosferas.

Saturno é o segundo maior planeta do Sistema Solar, com mais de 9 vezes o diâmetro da Terra, com mais de 50 luas e um sistema espectacular de anéis composto principalmente de água gelada. Duas destas luas, Titã e Encélado, parecem ter oceanos sob as suas crostas geladas que podem sustentar vida. Titã, a maior lua de Saturno, é a única lua no nosso Sistema Solar com uma atmosfera espessa, incluindo nuvens que fazem chover metano líquido e outros hidrocarbonetos até à superfície, formando rios, lagos e mares. Pensa-se que esta mistura de substâncias químicas seja semelhante à da Terra há milhares de milhões de anos, quando a vida surgiu. A missão Dragonfly da NASA sobrevoará a superfície de Titã, pousando em vários locais para procurar os blocos de construção primordiais da vida.

As observações de Saturno fazem parte do programa OPAL (Outer Planets Atmospheres Legacy) do Hubble. “O programa OPAL permite-nos observar cada um dos planetas exteriores com o Hubble todos os anos, permitindo novas descobertas e observando como cada planeta está a mudar ao longo do tempo,” disse Simon, investigadora principal do OPAL.

Astronomia On-line
23 de Março de 2021


Jaw-dropping Milky Way mosaic took 12 years to create. Here’s why

SCIENCE/MILKY WAY

The Milky Way mosaic is shown here mapped colors from the light emitted by an ionized elements, hydrogen = green, sulfur = red and oxygen = blue. The apparent size of the moon is shown in the lower left corner. (Image credit: J-P Metsavainio)

An eye-popping new image of the Milky Way took 12 years and 1,250 hours of photographic exposure to create.

The photo mosaic is the work of J-P Metsavainio, a Finnish photographer who specializes in astronomical imagery. Metsavainio shared his work on his blog,. The mosaic is 100,000 pixels wide, stitched together from 234 individual mosaic panels that cover 125 degrees by 22 degrees of the night sky.

When Metsavainio started the photographic process more than a decade ago, he knew he wanted to make a full Milky Way mosaic, he told Live Science. But each shot that makes up the mosaic was its own piece of art, he said.

“At the same time, I always kept in my mind the needs of the final large composition,” he said.

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Metsavainio takes his photos from Finland. He began the project with a Meade LX200 GPS 12-inch telescope and a Canon EF 200-millimeter lens, later upgrading to a customized setup he calls “the Frankenstein monster,” made of an Apogee Alta U16 camera and a Tokina AT-x 300-millimeter lens. He then blended the high-resolution images into a mosaic, using Photoshop. This is a complex process, he said, because the images are a mix of highly detailed long-focal-length frames (which magnify distant objects) and lower resolution short-focal-length frames (which provide a wider angle of view but less magnification).

The Milky Way mosaic is shown here mapped colors from the light emitted by an ionized elements, hydrogen = green, sulfur = red and oxygen = blue. NOTE, the apparent size of the moon in a lower left corner. (Image credit: J-P Metsavainio)

By painstakingly merging these frames together, though, Metsavainio can create a mosaic that is both broad, covering the Milky Way as it looks stretched across the sky, and detailed. His favorite features, he said, are the extremely dim supernova remnants that his cameras managed to pick up. These leftovers from exploded stars can be photographed only by extremely long exposures, in which the camera lens is left open for hours at a time to allow enough light to shine through from the objects. One remnant, the Cygnus Shell, required 100 hours of exposure to photograph, Metsavainio said. Another, called G65.3+5.7, required 60 hours of exposure. These supernova remnants appear as light blue rings or bubbles amid brighter orange and yellow stars.

The supernova remnant G65.3+5.7. (Image credit: J-P Metsavainio

The mosaic also contains images of nebulas, black holes and streams of gas. There are around 20 million stars in the mosaic, according to Metsavainio. The colors come from ionized, or charged, elements, with hydrogen represented in green, sulfur in red and oxygen in blue. Placed against the night sky, the mosaic would seem to stretch from the constellation Taurus through Perseus, Cassiopeia, Lacerta and Cygnus.

Next, Metsavainio plans to take more long-focal-length, highly magnified images of the night sky, using his Milky Way mosaic as a map for new compositions.

“As a visual artist,” he said, “I like to give people a visual experience, even if they have no idea what they are looking at.”

Originally published on Live Science.
By Stephanie Pappas – Live Science Contributor
22/03/2021


5373: Via Láctea e Andrómeda vão entrar numa dança cósmica (e dar à luz a Milkomeda)

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Z. Levay and R. van der Marel, STScI; T. Hallas; and A. Mellinger / NASA, ESA

Daqui a 4,3 mil milhões de anos, a Via Láctea e a Andrómeda vão aproximar-se de tal forma que vão acabar por formar uma grande galáxia elíptica. Segundo os astrónomos, os braços espirais vão mesmo desaparecer.

Os buracos negros super-massivos nos centros da Via Láctea e da Andrómeda estão condenados a uma dança cósmica daqui a 4,3 mil milhões de anos.

Segundo a Science News, os astrónomos já sabiam há muito tempo que Andrómeda estava em rota de colisão com a nossa galáxia, mas muito pouco se sabia sobre o que poderia implicar este processo. Simulações recentes desvendaram um pouco do que irá acontecer.

As galáxias vão aproximar-se uma da outra daqui a 4,3 mil milhões de anos e aglutinar-se numa galáxia elíptica gigante, chamada Milkomeda, em 10 mil milhões de anos.

A simulação revelou que os buracos negros vão começar a orbitar-se mutuamente e colidir ao fim de 17 milhões de anos. Pouco antes de os buracos negros colidirem, vão irradiar ondas gravitacionais com a potência de 10 quintilhões de sóis.

A estimativa da equipa para a data de fusão da Milkomeda “é um pouco mais longa do que as descobertas de outras equipas”, disse Roeland van der Marel, astrónomo do Space Telescope Science Institute, em Baltimore, que não esteve envolvido na investigação.

No entanto, este resultado pode ser derivado da incerteza na medição da velocidade da Andrómeda. Os dados mais recentes sugerem que se aproxima da Terra a cerca de 116 quilómetros por segundo (km/s).

O artigo científico, submetido no dia 22 de Fevereiro, está disponível no arXiv.

Por Liliana Malainho
22 Março, 2021


5366: Grande asteróide aproxima-se da Terra, a mais de 2 milhões de quilómetros

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/ASTERÓIDES

“Não há risco de colisão com o nosso planeta”, assegura a agência espacial norte-americana. Chamado “2001 FO32” e medindo menos de um quilómetro de diâmetro, ele girará a 124.000 km/h, “mais rápido que a maioria dos asteróides” passando perto da Terra, de acordo com a NASA.

Asteróides são corpos rochosos com órbita definida em redor do Sol
© D.R.

O maior asteróide aproximar-se da Terra em 2021 passará neste Domingo, porém a cerca de dois milhões de quilómetros de distância, sem qualquer risco de colisão. Mas o evento permitirá que os astrónomos estudem o objecto celestial.

Chamado “2001 FO32” e medindo menos de um quilómetro de diâmetro, gira a 124.000 km/h, “mais rápido que a maioria dos asteróides” passando perto da Terra, de acordo com a NASA.

O corpo rochoso deve passar pelo ponto mais próximo do nosso planeta neste domingo às 16h02 GMT . Estará então a 2.016.158 km da Terra, ou cerca de cinco vezes a distância Terra-Lua.

“Não há risco de colisão com o nosso planeta”, assegura a agência espacial norte-americana. Sua trajectória é, de facto, “suficientemente conhecida e regular” para descartar qualquer perigo, garantem os especialistas do Observatório Paris-PSL.

O grande corpo rochoso é, no entanto, classificado como “potencialmente perigoso”, como todos os asteróides cuja órbita é inferior a 19,5 vezes a distância Terra-Lua e cujo diâmetro é superior a 140 metros.

Interesse científico

Esta categoria é “incansavelmente procurada por astrónomos de todo o mundo para fazer um inventário o mais exaustivo possível”, salienta o Observatório, recordando que o primeiro – e maior – asteróide, Ceres, foi descoberto em 1801.

O asteroide “2001 FO32” foi observado pela primeira vez em 2001 e tem sido objecto de estreita vigilância desde então. Pertence à família “Apollo” de asteróides próximos da Terra, que circundam o Sol em pelo menos um ano e podem cruzar a órbita terrestre.

“Actualmente, pouco se sabe sobre este objecto, então esta passagem próxima nos dá uma oportunidade incrível de aprender muito”, disse Lance Benner, cientista do Laboratório de Propulsão a Jacto da NASA, do qual depende o Centro de Estudos de Objectos Próximos à Terra (CNEOS).

De acordo com o CNEOS, “astrónomos amadores no hemisfério sul e em baixas latitudes no norte devem ser capazes de vê-lo”.

“Teremos que esperar até escurecer e armar-nos com um bom telescópio de pelo menos 20 centímetros de diâmetro”, precisou à AFP Florent Delefie, do Observatório de Paris.

“Devemos ver um ponto branco a mover-se como um satélite“, acrescentou o astrónomo.

A trajectória nada tem a ver com a das estrelas cadentes, que são asteróides pequenos que formam uma linha luminosa que divide o céu em uma fracção de segundo.

Nenhum dos grandes asteróides listados tem chance de colidir com a Terra no próximo século.

Diário de Notícias
DN / AFP
21 Março 2021 — 13:28

(artigo relacionado: The largest asteroid of the year will swing by Earth on Sunday. But don’t worry)


5351: Medidos pela primeira vez em Júpiter ventos estratosféricos muito fortes

CIÊNCIA/ESO/ASTRONOMIA

Com o auxílio do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), do qual o Observatório Europeu do Sul (ESO) é um parceiro, uma equipa de astrónomos mediu directamente e pela primeira vez ventos na atmosfera intermédia de Júpiter. Ao analisar o resultado da colisão de um cometa em 1994, os investigadores descobriram ventos muito fortes, com velocidades de até 1450 km/hora, perto dos pólos de Júpiter, o que pode apontar para o que a equipa descreveu como um “monstro meteorológico único no nosso Sistema Solar”.

Júpiter é famoso pelas suas distintas bandas vermelhas e brancas: nuvens serpenteantes de gás em movimento que os astrónomos usam tradicionalmente para seguir os ventos na baixa atmosfera de Júpiter. Os cientistas observam também brilhos intensos, as chamadas auroras, perto dos pólos do planeta gigante, que parecem estar associadas a ventos fortes na atmosfera superior. No entanto, e até agora, os investigadores nunca tinham medido de forma directa padrões de vento entre estas duas camadas atmosféricas, i.e., na estratosfera.

Medir velocidades do vento na estratosfera de Júpiter usando as técnicas normais de seguimento das nuvens é impossível devido à ausência de nuvens nesta parte da atmosfera. No entanto, e com a ajuda do cometa Shoemaker-Levy 9, que colidiu com o gigante gasoso de forma espectacular em 1994, os astrónomos tiveram a oportunidade de fazer estas medições utilizando uma técnica alternativa. O impacto deste cometa no planeta deu origem a novas moléculas na estratosfera de Júpiter, as quais se têm estado a movimentar com os ventos desde essa altura.

Esta imagem, obtida pelo telescópio MPG/ESO de 2,2 metros e pelo instrumento IRAC, mostra a colisão do cometa Shoemaker–Levy 9 em Júpiter em Julho de 1994.
Créditos: ESO

Uma equipa de astrónomos, liderada por Thibault Cavalié do Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux em França, seguiu uma dessas moléculas — cianeto de hidrogénio (HCN) — para medir directamente “jactos” estratosféricos em Júpiter. Os cientistas usam a palavra “jacto” para se referirem a bandas estreitas de ventos na atmosfera, tal como as correntes de jacto na Terra.

O resultado mais espetacular que obtivemos foi a detecção de jactos muito fortes, com velocidades de até 400 metros por segundo, localizados por baixo das auroras, perto dos pólos,” diz Cavalié. Estas velocidades dos ventos, equivalentes a cerca de 1450 km/hora, correspondem a mais do dobro das velocidades das tempestades mais fortes observadas na Grande Mancha Vermelha de Júpiter e a mais do triplo das velocidades dos ventos medidas nos tornados mais extremos da Terra.

Esta nossa detecção indica que estes jactos se podem comportar como um vórtice gigante com um diâmetro de até quatro vezes o tamanho da Terra e com cerca de 900 km de altura,” explica o co-autor do trabalho Bilal Benmahi, também do Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux. “Um vórtice deste tamanho pode bem ser um ‘monstro meteorológico’ único no nosso Sistema Solar,” acrescenta Cavalié.

Os astrónomos já sabiam da existência de ventos fortes perto dos pólos de Júpiter, mas situados muito mais alto na atmosfera, a centenas de quilómetros por cima da área de foco deste novo estudo, o qual é publicado hoje na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics. Estudos anteriores previam que estes ventos na atmosfera superior diminuiriam em velocidade e desapareceriam muito antes de chegar às profundidades correspondentes à estratosfera. No entanto, “os novos dados ALMA dizem-nos o contrário,” refere Cavalié, acrescentando que o facto de descobrir estes ventos estratosféricos fortes perto dos pólos de Júpiter constituiu uma “verdadeira surpresa”.

A equipa utilizou 42 das 66 antenas de alta precisão do ALMA, localizadas no deserto do Atacama no norte do Chile, para analisar as moléculas de cianeto de hidrogénio que se têm estado a deslocar na estratosfera de Júpiter desde o impacto do cometa Shoemaker-Levy 9. Os dados ALMA permitiram medir o desvio de Doppler — variações minúsculas na frequência da radiação emitida pelas moléculas — causado pelos ventos nesta região do planeta. “Ao medir estas variações, pudemos determinar a velocidade dos ventos, um pouco como podemos determinar a velocidade de um comboio a passar pela variação na frequência do apito do comboio,” explica o co-autor do estudo Vincent Hue, um cientista planetário do Southwest Research Institute nos EUA.

Para além dos surpreendentes ventos polares, a equipa usou também o ALMA para confirmar a existência de ventos estratosféricos fortes em torno do equador do planeta ao medir directamente, e também pela primeira vez, as suas velocidades. Os jactos descobertos nesta região do planeta têm velocidades médias de cerca de 600 km por hora.

As observações ALMA necessárias para seguir os ventos estratosféricos nos pólos e no equador de Júpiter necessitaram de menos de 30 minutos em termos de tempo de telescópio. “Os altos níveis de detalhe que conseguimos atingir em tão pouco tempo demonstram bem o extraordinário poder do ALMA,” disse Thomas Greathouse, cientista no Southwest Research Institute e co-autor do estudo. “Achei surpreendente obter a primeira medição directa destes ventos.

Estes resultados do ALMA abrem uma nova janela no estudo das regiões aurorais de Júpiter, algo inesperado a apenas alguns meses atrás,” disse Cavalié. “Esta descoberta preparou também o palco para as medições, semelhantes mas mais extensas, que serão levadas a cabo pela missão JUICE e o seu instrumento de ondas sub-milimétricas,” acrescenta Greathouse, referindo-se ao JUpiter ICy moons Explorer da Agência Espacial Europeia, que se espera que seja lançado no próximo ano.

O Extremely Large Telescope (ELT) do ESO, que deverá ver a sua primeira luz durante a segunda metade desta década, irá também explorar Júpiter. O telescópio será capaz de fazer observações extremamente detalhadas das auroras do planeta, fornecendo-nos assim mais informações sobre a atmosfera de Júpiter.

Informações adicionais

Este trabalho foi descrito no artigo científico intitulado “First direct measurement of auroral and equatorial jets in the stratosphere of Jupiter”, publicado hoje na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics (doi: 10.1051/0004-6361/202140330).

A equipa é composta por T. Cavalié (Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux [LAB], França, e LESIA, Observatoire de Paris, PSL Research University [LESIA], França), B. Benmahi (LAB), V. Hue (Southwest Research Institute [SwRI], EUA), R. Moreno (LESIA), E. Lellouch (LESIA), T. Fouchet (LESIA), P. Hartogh (Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung [MPS], Alemanha), L. Rezac (MPS), T. K. Greathouse (SwRI), G. R. Gladstone (SwRI), J. A. Sinclair (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, EUA), M. Dobrijevic (LAB), F. Billebaud (LAB) e C. Jarchow (MPS).

O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é de longe o observatório astronómico mais produtivo do mundo. O ESO tem 16 Estados Membros: Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Irlanda, Itália, Polónia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça, para além do país de acolhimento, o Chile, e a Austrália, um parceiro estratégico. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e operação de observatórios astronómicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrónomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronómica. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera  o Very Large Telescope e o Interferómetro do Very Large Telescope, o observatório astronómico óptico mais avançado do mundo, para além de dois telescópios de rastreio: o VISTA, que trabalha no infravermelho, e o VLT Survey Telescope, concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO é também um parceiro principal em duas infra-estruturas situadas no Chajnantor, o APEX e o ALMA, o maior projecto astronómico que existe actualmente. E no Cerro Armazones, próximo do Paranal, o ESO está a construir o Extremely Large Telescope (ELT) de 39 metros, que será “o maior olho do mundo virado para o céu”.

O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), uma infra-estrutura astronómica internacional, surge no âmbito de uma parceria entre o ESO, a Fundação Nacional de Ciências dos Estados Unidos (NSF) e os Institutos Nacionais de Ciências da Natureza (NINS) do Japão, em cooperação com a República do Chile. O ALMA é financiado pelo ESO em prol dos seus Estados Membros, pela NSF em cooperação com o Conselho de Investigação Nacional do Canadá (NRC) e do Conselho Nacional Científico da Taiwan (NSC) e pelo NINS em cooperação com a Academia Sinica (AS) da Taiwan e o Instituto de Astronomia e Ciências do Espaço da Coreia (KASI). A construção e operação do ALMA é coordenada pelo ESO, em prol dos seus Estados Membros; pelo Observatório Nacional de Rádio Astronomia dos Estados Unidos (NRAO), que é gerido pela Associação de Universidades, Inc. (AUI), em prol da América do Norte e pelo Observatório Astronómico Nacional do Japão (NAOJ), em prol do Leste Asiático. O Observatório Conjunto ALMA (JAO) fornece uma liderança e gestão unificadas na construção, comissionamento e operação do ALMA.

Utilização de Imagens, Vídeos e Música do ESO

ESO – EUROPEAN SOUTH OBSERVATORY
eso2104pt — Nota de Imprensa Científica
18 de Março de 2021


5341: What if Planet Nine is a baby black hole?

SCIENCE/PLANET NINE/ASTRONOMY

They may not be black or holes.

This artist’s illustration shows a world about 10 times more massive than Earth that may lie undiscovered in the far outer solar system. Scientists call this mysterious mass Planet Nine. (Image credit: Caltech/R. Hurt (IPAC))

Some astronomers believe there is a massive planet, far beyond the orbit of Neptune, orbiting the sun — but after years of searching, scientists have not found this theoretical world, which they’ve dubbed “Planet Nine.”

This has spurred theorists to consider a radical hypothesis: Perhaps Planet Nine is not a planet but rather a small black hole that might be detectable from the theoretical radiation emitted from its edge, so-called Hawking radiation.

For centuries, astronomers have used variations in planetary orbits to predict the existence of new planets. When a planet’s orbit doesn’t quite line up with predictions based on everything else we know about the solar system, we need to update our physics (by, say, getting a better theory of gravity) or add more planets to the mix. For example, scientists’ inability to accurately describe Mercury’s orbit eventually led to Einstein’s theory of relativity. And, on the opposite end of the solar system, strange behaviors in the orbit of Uranus led to the discovery of Neptune.

Related: 8 ways you can see Einstein’s theory of relativity in real life

In 2016, astronomers studied a collection of extremely distant objects in the solar system. Called trans-Neptunian objects (TNOs), these tiny, icy bodies are left over from the formation of the solar system, and they sit in a lonely, dark orbit beyond that of Neptune (hence the name).

A few of these TNOs have oddly clustered orbits that align with one another. The probability of that clustering happening by pure random chance is less than 1%, which led some astronomers to suspect that there might be a massive planet out there — something bigger than Neptune that orbits more than 10 times farther from the sun than Neptune does. They dubbed this hypothetical world Planet Nine. The gravity from such an object could draw these TNOs into clustered orbits, the idea goes.

The evidence for Planet Nine isn’t conclusive, though. The observations of TNOs may be biased, so astronomers may not have monitored a fair sample, meaning the odd clustering may be an artifact of our observation strategy rather than a real effect. For instance, researchers reported in February that the evidence for Planet Nine — particularly the clustering of TNOs — could be the result of where astronomers point their telescopes, Live Science reported. In other words, these TNOs only appear to be clustering because of our “biased” observations.

Plus, there’s the glaring reality that, after almost five years of searching, nobody has found Planet Nine.

A dark motivation

If Planet Nine is indeed out there, it may be on a part of its orbit that takes it so far away from the sun that we can’t observe it with current technology. But even our deepest, most sensitive scans have turned up nothing.

So now, astronomers have proposed an alternative hypothesis: Maybe Planet Nine isn’t a planet at all but rather a small black hole.

Small black holes (and “small,” here means planet-size) are very interesting to astronomers. All black holes we know of in the universe come from the deaths of massive stars. And because only the most massive stars (no smaller than, say, 10 solar masses) are big enough to form a black hole, they can only leave behind black holes with a minimum mass of around 5 times that of the sun.

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But black holes smaller than that could have formed in the extreme conditions of the early universe. These primordial black holes could flood the cosmos. But cosmological observations have ruled out most models of primordial black hole formation, with a few narrow exceptions — like planet-size black holes.

So, if scientists can confirm that a small black hole is orbiting the sun, it could provide an intriguing look at one of the greatest mysteries of modern cosmology.

A perilous journey

In the 1970s, famed physicist Stephen Hawking theorized that black holes aren’t exactly 100% black. Due to a complex interaction between gravity and quantum forces at the event horizon, or boundary of a black hole, he proposed, black holes can indeed feebly emit radiation, slowly shrinking in the process.

And when I say “feebly,” I really mean it: A black hole the mass of the sun would emit a single photon — yes, one electromagnetic particle — every year. That’s hopelessly undetectable.

But a small, nearby black hole (like, say, Planet Nine) might be more accessible. Previous research had already shown that its Hawking radiation would be too weak to be seen from Earth, but new research, published in January in the preprint database arXiv, investigated if a flyby mission would have a better chance of spotting the Hawking radiation from such a black hole..

Alas, even using a fleet of lightweight, fast spacecraft to scour the outer system, we are very unlikely to spot Planet Nine through its Hawking radiation. The radiation is just too weak, and because we don’t know the location of the black hole, we can’t guarantee we can get close enough in a chance flyby.

But not all hope is lost. If scientists canmore conclusively pin down the location of the hypothetical Planet Nine using other observations and it turns out to be a black hole, then a targeted mission can fly close to its event horizon and possibly orbit it.

There, we would have direct observational access to one of the most extreme gravitational environments in the universe. No wonder astronomers are excited by the prospect of a black hole in our solar backyard. A mission there would be incredibly expensive and time-consuming. But we have experience with these kinds of long-distance missions in the form of New Horizons, the NASA probe that is currently sailing through the Kuiper belt. It’s within our technological reach to design and fly a longer-term version of New Horizons to visit a nearby black hole.

And it would be totally worth it.

Black holes are perhaps the most mysterious objects in the cosmos, and we do not fully understand them. In particular, Hawking radiation itself would teach us about the relationship between gravity and quantum mechanics at small scales. If Planet 9 is a black hole (and that’s a big “if” indeed), within a few years we could launch a mission to observe it in detail, and hopefully answer some long-burning questions in physics.

We would have a window into brand-new physics, and it would just be sitting there, waiting for us to look through it.

Paul M. Sutter is an astrophysicist at SUNY Stony Brook and the Flatiron Institute, host of Ask a Spaceman and Space Radio, and author of Your Place in the Universe.

Originally published on Live Science.
By Paul Sutter – Astrophysicist
16/03/2021


5337: Cientistas esboçam sistema estelar envelhecido usando mais de um século de observações

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

A estrela primária de U Mon, uma velha super-gigante amarela, tem cerca de duas vezes a massa do Sol, mas inchou para 100 vezes o tamanho do Sol. Os cientistas sabem menos sobre a estrela companheira, a estrela azul no plano de fundo da imagem, no entanto acham que tem massa semelhante mas é muito mais jovem do que a primária.
Crédito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA/Chris Smith (USRA/GESTAR)

Os astrónomos pintaram a sua melhor imagem de uma variável RV Tauri, um tipo raro de binário estelar onde duas estrelas – uma perto do final da sua vida – orbitam dentro de um extenso disco de poeira. O seu conjunto de dados de 130 anos abrange a mais ampla gama de luz já recolhida para um destes sistemas, de rádio a raios-X.

“Existem apenas cerca de 300 variáveis RV Tauri conhecidas na Via Láctea,” disse Laura Vega, recém-doutorada na Universidade Vanderbilt em Nashville, no estado norte-americano do Tennessee. “Concentrámos o nosso estudo na segunda mais brilhante, de nome U Monocerotis, que é agora o primeiro destes sistemas no qual foram detectados raios-X.”

O artigo que descreve os achados, liderado por Vega, foi publicado na revista The Astrophysical Journal.

O sistema, abreviado para U Mon, está situado a cerca de 3600 anos-luz de distância na direcção da constelação de Unicórnio. As suas duas estrelas orbitam-se uma à outra a cada seis anos e meio num percurso inclinado 75 graus a partir da nossa perspectiva.

A estrela primária, uma velha super-gigante amarela, tem cerca de duas vezes a massa do Sol, mas inchou para 100 vezes o tamanho do Sol. Um “jogo da corda” entre a pressão e a temperatura na sua atmosfera faz com que se expanda e contraia regularmente, e estas pulsações criam mudanças de luz previsíveis com alternância de profundas e superficiais diminuições de brilho – características dos sistemas RV Tauri. Os cientistas sabem menos sobre a estrela companheira, no entanto acham que tem massa semelhante mas é muito mais jovem do que a primária.

O disco frio em torno de ambas as estrelas é composto de gás e poeira ejectados pela estrela primária à medida que evolui. Usando observações rádio do SMA (Submillimeter Array) em Maunakea, Hawaii, a equipa de Vega estimou que o disco tem cerca de 82 mil milhões de quilómetros de diâmetro. O binário orbita dentro de uma lacuna central que os cientistas pensam ser comparável à distância entre as duas estrelas na sua separação máxima, quando estão a mais ou menos 870 milhões de quilómetros uma da outra.

Quando as estrelas estão mais distantes uma da outra, estão aproximadamente alinhadas com a nossa linha de visão. O disco obscurece parcialmente a primária e cria outra flutuação previsível na luz do sistema. Vega e os seus colegas acham que é quando uma ou ambas as estrelas interagem com a orla interna do disco, sugando fluxos de gás e poeira. Eles sugerem que a estrela companheira canaliza o gás para o seu próprio disco, que aquece e gera um fluxo de gás que emite raios-X. Este modelo poderia explicar os raios-X detectados em 2016 pelo satélite XMM-Newton da ESA.

“As observações do XMM tornam U Mon a primeira variável RV Tauri detectada em raios-X,” disse Kim Weaver, cientista do projecto XMM nos EUA e astrofísica do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland. “É empolgante ver medições em vários comprimentos de onda, tanto no solo como no espaço, a reunirem-se para nos fornecer novas informações sobre um sistema há muito estudado.”

Na sua análise de U Mon, a equipa de Vega também incorporou 130 anos de observações no visível.

A primeira medição disponível do sistema, recolhida no dia 25 de dezembro de 1888, veio dos arquivos da AAVSO (American Association of Variable Star Observers), uma rede internacional de astrónomos amadores e profissionais com sede em Cambridge, Massachusetts. A AAVSO forneceu medições históricas adicionais que vão desde meados da década de 1940 até ao presente.

Os cientistas também usaram imagens de arquivo catalogadas pelo DASCH (Digital Access to a Sky Century @ Harvard), um programa do Observatório de Harvard em Cambridge dedicado à digitalização de imagens astronómicas em placas fotográficas de vidro feitas por telescópios terrestres entre as décadas de 1880 e 1990.

A luz de U Mon varia porque a estrela primária pulsa e porque o disco obscurece parcialmente a cada aproximadamente 6,5 anos. Os dados combinados da AAVSO e do DASCH permitiram que Vega e colegas detectassem um ciclo ainda mais longo, em que o brilho do sistema aumenta e diminui a cada 60 anos. Eles pensam que uma dobra ou amontoado no disco, localizado à mesma distância do sistema que Neptuno do Sol, provoca esta variação extra durante a sua órbita.

“Para a sua tese de doutoramento, Laura usou este conjunto de dados históricos para detectar uma característica que, de outra forma, apareceria apenas uma vez na carreira de um astrónomo,” disse o co-autor Rodolfo Montez Jr., astrofísico do Centro para Astrofísica | Harvard & Smithsonian, também em Cambridge. “É uma prova de como o nosso conhecimento do Universo se desenvolve ao longo do tempo.”

O co-autor Keivan Stassun, especialista em formação estelar e orientador de doutoramento de Vega, salienta que este sistema evoluído tem muitas características e comportamentos em comum com binários recém-formados. Ambos estão embebidos em discos de gás e poeira, puxam material desses discos e produzem fluxos de gás. E em ambos os casos, os discos podem formar dobras ou amontoados. Nos binários jovens, podem assinalar o início da formação de um planeta.

“Ainda temos dúvidas sobre a característica no disco de U Mon, que podem ser respondidas por futuras observações no rádio,” disse Stassun. “Mas por outro lado, muitas das mesmas características estão lá. É fascinante como estes dois estágios da vida de binários se assemelham.”

Astronomia On-line
16 de Março de 2021


5335: Astrónomos detectam um buraco negro super-massivo em movimento numa galáxia distante

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/ASTROFÍSICA

Sloan Digital Sky Survey (SDSS)

Uma equipa de cientistas do Center for Astrophysics do Harvard College Observatory e Smithsonian Astrophysical Observatory identificou o mais claro caso registado de um buraco negro super-massivo em movimento.

Há muito tempo que os cientistas teorizam que os buracos negros super-massivos podem vaguear pelo espaço – mas detectá-los é difícil. Agora, uma equipa de investigadores parece ter conseguido.

“Não esperamos que a maioria dos buracos negros super-massivos se movam. Geralmente contentam-se em ficar parados”, disse Dominic Pesce, astrónomo do Center for Astrophysics, em comunicado.

“São tão pesados que é difícil colocá-los em movimento. É muito mais difícil chutar uma bola de bowling do que chutar uma bola de futebol – neste caso, a bola de bowling é vários milhões de vezes a massa do nosso Sol. Vai exigir um pontapé bem poderoso“, explicou ainda.

Pesce e os seus colegas têm trabalhado para observar esta rara ocorrência nos últimos cinco anos, comparando as velocidades de buracos negros super-massivos e galáxias.

“Perguntámos: as velocidades dos buracos negros são iguais às velocidades das galáxias em que residem? Esperamos que tenham a mesma velocidade. Se não tiverem, significa que o buraco negro foi perturbado.”

Inicialmente, a equipa analisou 10 galáxias distantes e os buracos negros super-massivos no seus núcleos e estudou especificamente buracos negros que continham água nos seus discos de acreção – as estruturas espirais que giram para dentro em direcção ao buraco negro.

Conforme a água orbita ao redor do buraco negro, produz um feixe de luz de rádio semelhante a um laser, conhecido como radiação.

Quando estudado com uma rede combinada de antenas de rádio, usando uma técnica conhecida como interferometria de linha de base muito longa (VLBI), masers – dispositivos que produzem ondas electromagnéticas coerentes através da amplificação de emissão estimulada – podem ajudar a medir a velocidade de um buraco negro com precisão.

A técnica determinou que nove dos dez buracos negros super-massivos estavam parados. Porém, um deles parecia estar em movimento. Localizado a 230 milhões de anos-luz de distância da Terra, o buraco negro fica no centro de uma galáxia chamada J0437 + 2456 e a sua massa é cerca de três milhões de vezes a do nosso Sol.

Usando observações de acompanhamento com os Observatórios Arecibo e Gemini, a equipa confirmou agora as suas descobertas iniciais. O buraco negro super-massivo está a mover-se a uma velocidade de cerca de 117 mil quilómetros por hora dentro da sua galáxia.

Por outro lado, a causa deste movimento ainda é desconhecida. No entanto, a equipa suspeita que existem duas possibilidades.

“Podemos estar a observar as consequências da fusão de dois buracos negros super-massivos”, disse Jim Condon, do Observatório Nacional de Radioastronomia. “O resultado de tal fusão pode fazer com que o buraco negro recém-nascido recue e podemos estar a observá-lo no ato de recuar ou enquanto se acomoda novamente.”

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Mas há outra possibilidade: o buraco negro pode ser parte de um sistema binário.

“Apesar de todas as expectativas de que realmente deveriam existir em abundância, os cientistas tiveram dificuldade em identificar exemplos claros de buracos negros super-massivos binários”, disse Pesce. “O que podemos estar a ver na galáxia J0437 + 2456 é um dos buracos negros desse par, com o outro a permanecer oculto nas nossas observações de rádio por causa da sua falta de emissão de radiação.”

Os cientistas alertam que serão necessárias mais observações para determinar a verdadeira causa do movimento incomum deste buraco negro super-massivo.

Este estudo foi publicado este mês na revista científica The Astrophysical Journal.

Por Maria Campos
16 Março, 2021


5324: O mistério da estranha luz zodiacal foi finalmente resolvido (e Marte pode ser o culpado)

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

No céu nocturno, antes do amanhecer ou após o anoitecer, é possível ver uma ténue coluna de luz a estender-se no horizonte. Esse brilho é a luz zodiacal. Agora, os astrónomos acreditam ter descoberto o que provoca esta fenómeno.

A luz zodiacal é a luz do sol reflectida em direcção à Terra por uma nuvem de minúsculas partículas de poeira que orbitam o Sol. Os astrónomos pensavam há muito tempo que a poeira era trazida para o interior do Sistema Solar por algumas famílias de asteróides e cometas.

No entanto, agora, uma equipas de cientistas da Missão Juno, da NASA, acreditam ter descoberto o verdadeiro culpado: Marte.

Um instrumento a bordo da Juno detectou acidentalmente partículas de poeira a chocarem contra a nave durante a sua jornada da Terra a Júpiter. “Nunca pensei que estaríamos à procura de poeira interplanetária”, disse John Leif Jørgensen, professor da Universidade Técnica da Dinamarca, em comunicado.

O investigador projectou os rastreadores de quatro estrelas que fazem parte da investigação do magnetómetro de Juno. Essas câmaras tiram fotografias do céu a cada quarto de segundo para determinar a orientação de Juno no Espaço, reconhecendo padrões de estrelas nas suas imagens.

Jørgensen esperava que as câmaras avistassem um asteróide desconhecido. Então, programou uma câmara para relatar coisas que apareceram em várias imagens consecutivas, mas que não estavam no catálogo de objectos celestes conhecidos.

O astrónomo não esperava ver muito: quase todos os objectos no céu são contabilizados no catálogo de estrelas. Porém, quando a câmara começou a transmitir milhares de imagens de objectos não identificáveis, a equipa ficou perplexa.

Só quando calcularam o tamanho aparente e a velocidade dos objectos nas imagens é que os astrónomos se aperceberam dos os grãos de poeira que chocavam contra Juno a cerca de 16 mil quilómetros por hora, lascando pedaços sub-milimétricos da nave espacial.

“Mesmo que estejamos a falar sobre objectos com apenas uma pequena quantidade de massa, têm um impacto terrível”, disse Jack Connerney, responsável de investigação do magnetómetro de Juno e investigador principal adjunto da missão. “Cada fragmento que rastreámos regista o impacto de uma partícula de poeira interplanetária, permitindo-nos compilar uma distribuição de poeira ao longo do caminho de Juno”.

Segundo Connerney e Jørgensen, a maioria dos impactos de poeira foram registados entre a Terra e o cinturão de asteróides, com lacunas na distribuição relacionadas com a influência da gravidade de Júpiter.

Esta foi uma revelação radical para os cientistas que, até agora, não conseguiam medir a distribuição dessas partículas de poeira no Espaço. Os detectores de poeira têm áreas de recolha limitadas e, portanto, sensibilidade limitada a uma população esparsa de poeira.

Os astrónomos determinaram que a nuvem de poeira termina na Terra porque a gravidade da Terra suga toda a poeira que chega perto dela. “Esta é a poeira que vemos como luz zodiacal”, disse Jørgensen.

Já a borda externa, a cerca de duas unidades astronómicas (UA) do Sol, termina além de Marte. A influência da gravidade de Júpiter actua como uma barreira, evitando que as partículas de poeira atravessem do Sistema Solar interno para o Espaço profundo. Este mesmo fenómeno, conhecido como ressonância orbital, também funciona no sentido inverso, bloqueando a poeira do Espaço profundo de passar para o Sistema Solar interno.

A profunda influência da barreira gravitacional indica que as partículas de poeira estão numa órbita quase circular ao redor do Sol. “O único objecto que conhecemos numa órbita quase circular em torno de 2 UA é Marte, por isso o pensamento natural é que Marte é uma fonte dessa poeira”, disse Jørgensen.

Os astrónomos desenvolveram um modelo de computador para prever a luz reflectida pela nuvem de poeira, dispersa pela interacção gravitacional com Júpiter, que espalha a poeira num disco mais espesso. A dispersão depende apenas de duas quantidades: a inclinação da poeira para a eclíptica e a sua excentricidade orbital.

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Quando ligaram os elementos orbitais de Marte, a distribuição previu com precisão o marcador revelador da variação da luz zodiacal perto da eclíptica. “Isto é, na minha opinião, uma confirmação de que sabemos exactamente como essas partículas estão a orbitar no nosso Sistema Solar e onde se originaram”, concluiu Connerney.

Embora haja agora evidências de que Marte, o planeta mais empoeirado conhecido, é a fonte da luz zodiacal, Jørgensen e os seus colegas ainda não conseguiram explicar a forma como a poeira pode ter escapado das garras da gravidade marciana.

Enquanto isso, encontrar a verdadeira distribuição e densidade das partículas de poeira no Sistema Solar ajudará os engenheiros a projectar materiais para as naves que poderão suportar melhor os impactos da poeira e a orientar o projecto de trajectórias de voo para futuras naves, a fim de evitar a maior concentração de partículas.

Este estudo foi publicado este mês na revista científica Journal of Geophysical Research: Planets.

Por Maria Campos
13 Março, 2021


5323: Uma das estrelas mais brilhantes do céu nocturno pode ser orbitada por um planeta gigante (e escaldante)

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Stephen Rahn / Flickr

Uma equipa de astrónomos descobriram novos indícios de um planeta gigante e escaldante a orbitar Vega, uma das estrelas mais brilhantes do céu nocturno. 

A investigação, liderada por Spencer Hurt, alunos do Departamento de Ciências Astrofísicas e Planetárias da Universidade do Colorado, nos Estados Unidos, concentra-se numa estrela icónica e relativamente jovem que faz parte da constelação de Lyra e tem uma massa duas vezes maior do que o nosso Sol. Chamada Vega, este corpo celestial fica a apenas 25 anos-luz da Terra.

Os cientistas conseguem ver Vega com telescópios, mesmo quando a luz está apagada, o que a torna uma excelente candidata para investigar. “É suficientemente brilhante para observá-la no crepúsculo, quando outras estrelas estão a ser destruídas pela luz do sol”, disse Samuel Quinn, astrónomos do Harvard and Smithsonian Center for Astrophysics, em comunicado.

Apesar da fama da estrela, os cientistas ainda não encontraram um único planeta em órbita ao redor de Vega. No entanto, isso pode estar prestes a mudar: com base numa década de observações terrestres, Hurt, Quinn e os seus colegas descobriram um sinal que poderia ser o primeiro mundo conhecido da estrela.

Os especialistas estudaram 10 anos de dados sobre Vega colhidos pelo Fred Lawrence Whipple Observatory. A equipa estava à procura de um sinal revelador de um planeta alienígena – uma ligeira oscilação na velocidade da estrela. “Se se tem um planeta ao redor de uma estrela, pode puxar a estrela, fazendo-a balançar para frente e para trás”, explicou Quinn.

A equipa descobriu um sinal que indica que Vega pode hospedar o que os astrónomos chamam de “Neptuno quente” ou um “Júpiter quente”. “Teria pelo menos o tamanho de Neptuno, potencialmente tão grande como Júpiter e estaria mais perto de Vega do que Mercúrio do Sol”, disse Hurt.

Se as descobertas da equipa se confirmarem, o planeta orbitaria tão perto de Vega que os seus anos durariam menos de dois dias e meio na Terra. Este planeta também poderia ser classificado como o segundo mundo mais quente conhecido pela ciência – com temperaturas de superfície em média 2.976 graus Celsius.

Esta investigação também ajuda a identificar a localização de outros mundos exóticos, que se podem estar a esconder na vizinhança de Vega. “Este é um sistema massivo, muito maior do que o nosso próprio Sistema Solar”, disse Hurt. “Pode haver outros planetas em todo o sistema. É apenas uma questão de saber se conseguimos detectá-los”.

Até hoje, os cientistas descobriram mais de 4.000 exoplanetas. Porém, poucos circundam estrelas que são tão brilhantes ou tão próximas da Terra como Vega. Isso significa que, se houver planetas ao redor da estrela, os cientistas conseguem ter uma visão detalhada.

“Seria muito empolgante encontrar um planeta ao redor de Vega porque oferece possibilidades de caracterização futura de uma forma que os planetas ao redor de estrelas mais fracas não ofereceriam”, disse Quinn.

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No entanto, há outro problema: Vega é uma estrela do tipo A, o nome de objectos que tendem a ser maiores, mais jovens e girar muito mais rápido do que o nosso Sol. Vega gira em torno do seu eixo uma vez a cada 16 horas – o Sol tem um período de rotação que atinge 27 dias terrestres.

Um ritmo tão rápido, segundo Quinn, pode tornar difícil a recolha dados precisos sobre o movimento da estrela e quaisquer planetas em órbita ao redor dela.

Para já, os investigadores ainda têm muito trabalho a fazer antes de dizerem definitivamente que descobriram um planeta escaldante. Segundo Hurt, a forma mais fácil de procurá-lo seria examinar o sistema estelar directamente para procurar a luz emitida pelo planeta quente e brilhante.

Este estudo foi publicado este mês na revista científica The Astronomical Journal.

Por Maria Campos
13 Março, 2021


5319: Um dos maiores enganos da geologia. Afinal, a cratera de impacto mais antiga do mundo não o é

CIÊNCIA/GEOLOGIA

(dr) NASA
Cratera Archean Maniitsoq

Afinal, a cratera mais antiga do mundo feita por um meteorito não o é. Uma equipa de cientistas descobriu que resulta de processos geológicos normais. 

Uma equipa de cientistas da Universidade de Waterloo, no Canadá, deslocou-se até a Gronelândia com uma grande missão: esclarecer aquele que pode ter sido um dos maiores enganos da astronomia e da geologia dos últimos tempos.

Em 2012, uma equipa identificou Archean Maniitsoq como o remanescente de uma cratera de meteorito de três mil milhões de anos. Recentemente, durante o trabalho de campo na cratera, os investigadores da universidade canadiana descobriram que as características desta região são inconsistentes com uma cratera de impacto.

“Os cristais de zircão na rocha são como pequenas cápsulas do tempo”, disse Chris Yakymchuk, professor do Departamento de Ciências da Terra e Ambientais e líder da equipa, citado pelo Phys. “Eles preservam os danos antigos causados ​​por ondas de choque obtidas com o impacto de um meteorito. Mas não encontramos esses danos nos cristais.”

Além disso, existem vários lugares onde as rochas derreteram e recristalizaram nas profundezas da Terra. Este processo – denominado metamorfismo – ocorreria quase instantaneamente se a cratera fosse o resultado de um impacto.

Mas o processo ocorreu, pelo menos, 40 milhões de anos depois da data proposta pelo grupo que encontrou a cratera em 2012.

Ao contrário do que se pensava, a cratera não foi formada pelo impacto de um meteorito, mas por processos geológicos naturais. Apesar de esclarecer um mal entendido com alguns anos, os investigadores ficaram desapontados com os resultados da expedição.

O artigo científico foi publicado recentemente na Earth and Planetary Science Letters.

Por Liliana Malainho
12 Março, 2021


5316: Detecções da sonda Juno destroem ideias sobre a origem da luz zodiacal

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Ilustração que mostra a sonda Juno da NASA ao entrar em órbita de Júpiter no dia 4 de Julho de 2016, depois de viajar durante quase cinco anos e percorrer mais de 2,7 mil milhões de quilómetros.
Crédito: NASA/JPL/SwRI

Olhe para o céu logo antes do nascer-do-Sol, ou depois do pôr-do-Sol, e poderá ver uma ténue coluna de luz a estender-se do horizonte. Esse brilho difuso é a luz zodiacal, ou luz solar reflectida em direcção à Terra por uma nuvem de minúsculas partículas de poeira que orbitam o Sol. Os astrónomos há muito tempo que pensam que a poeira é trazida para o Sistema Solar interior por algumas famílias de asteróides e cometas que se aventuram de longe.

Mas agora, uma equipa de cientistas da Juno argumenta que Marte pode ser o culpado. Publicaram os seus achados na edição online de 11 de Novembro de 2020 da revista Journal of Geophysical Research: Planets.

Um instrumento a bordo da sonda Juno detectou por acaso partículas de poeira a chocarem contra a nave espacial durante a sua viagem da Terra a Júpiter. Os impactos forneceram pistas importantes sobre a origem e evolução orbital da poeira, resolvendo algumas variações misteriosas da luz zodiacal.

Embora a sua descoberta tenha grandes implicações, os cientistas que passaram anos a estudar os detritos cósmicos não planearam fazê-la. “Nunca pensei que estivéssemos a procurar poeira interplanetária,” disse John Leif Jørgensen, professor da Universidade Técnica da Dinamarca.

Jørgensen projectou os quatro rastreadores estelares que fazem parte do magnetómetro da Juno. Estas câmaras a bordo tiram fotos do céu a cada quarto de segundo para determinar a orientação da Juno no espaço, reconhecendo padrões estelares nas suas imagens – uma tarefa de engenharia espacial essencial para a precisão do magnetómetro.

Mas Jørgensen esperava que as suas câmaras também pudessem avistar um asteroide desconhecido. De modo que programou uma câmara para relatar “coisas” que apareciam em várias imagens consecutivas, mas que não estavam no catálogo de objectos celestes conhecidos.

Ele não esperava ver muito: quase todos os objectos no céu são contabilizados no catálogo estelar. De modo que quando a câmara começou a transmitir milhares de imagens de objectos não identificáveis – riscos que apareciam e depois desapareciam misteriosamente – Jørgensen e os seus colegas ficaram perplexos. “Estávamos a olhar para as imagens e a dizer, ‘O que pode ser isto?'” acrescentou.

Jørgensen e a sua equipa consideraram muitas causas plausíveis e algumas implausíveis. Havia a possibilidade enervante de que a câmara estelar tivesse captado um derrame do tanque de combustível da Juno. “Pensámos, ‘Algo está realmente errado'”, disse Jørgensen. “As imagens pareciam que alguém estava a sacudir uma toalha de mesa cheia de pó à janela.”

Só quando os investigadores calcularam o tamanho aparente e a velocidade dos objectos nas imagens é que finalmente perceberam algo: grãos de poeira estavam a colidir com a Juno a cerca de 16.000 km/h, lascando pedaços sub-milimétricos. “Mesmo que estejamos a falar de objectos com apenas uma minúscula massa, têm um grande impacto,” disse Jack Connerney, líder da investigação do magnetómetro da Juno, e investigador principal adjunto da missão, que trabalha no Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland.

Ao que parece, o spray de detritos estava a vir dos grandes painéis solares da Juno – o maior e mais sensível detector não intencional de poeira já construído.

“Cada pedaço de detrito que acompanhámos regista o impacto de uma partícula de poeira interplanetária, permitindo-nos compilar uma distribuição de poeira ao longo da viagem da Juno,” disse Connerney. A Juno foi lançada em 2011. Após uma manobra no espaço profundo na cintura de asteróides em 2012, regressou ao Sistema Solar interior para uma assistência gravitacional da Terra em 2013, que catapultou a nave em direcção a Júpiter.

Connerney e Jørgensen notaram que a maioria dos impactos de poeira foram registados entre a Terra e a cintura de asteróides, com lacunas na distribuição relacionadas com a influência da gravidade de Júpiter. Segundo os cientistas, esta foi uma revelação radical. Até agora, os cientistas não conseguiam medir a distribuição destas partículas de poeira no espaço. Os detectores de poeira dedicados têm áreas de recolha limitadas e, portanto, sensibilidade limitada a uma população esparsa de poeira. Contam principalmente as partículas de poeira mais abundantes e muito mais pequenas do espaço interestelar. Em comparação, os expansivos painéis solares da Juno têm 1000 vezes mais área de recolha do que a maioria dos detectores de poeira.

Os cientistas da Juno determinaram que a nuvem de poeira acaba na Terra porque a gravidade do nosso planeta “suga” toda a poeira que chega cá perto. “Essa é a poeira que vemos como luz zodiacal,” disse Jørgensen.

No que toca à orla mais externa, a cerca de 2 UA (unidades astronómicas) do Sol (1 UA é a distância entre a Terra e o Sol), esta acaba logo além de Marte. Nesse ponto, relatam os cientistas, a influência da gravidade de Júpiter actua como uma barreira, evitando que as partículas de poeira atravessem do Sistema Solar interior para o espaço profundo. Este mesmo fenómeno, conhecido como ressonância orbital, também funciona no sentido inverso, onde bloqueia a poeira originária no espaço profundo de passar para o Sistema Solar interior.

A influência profunda da barreira gravitacional indica que as partículas de poeira estão numa órbita quase circular em torno do Sol, disse Jørgensen. “E o único objecto que conhecemos numa órbita quase circular por volta das 2 UA é Marte, de modo que o raciocínio natural é que Marte seja uma fonte desta poeira,” explicou.

“A distribuição da poeira que medimos é mais consistente com a variação observada da luz zodiacal,” disse Connerney. Os cientistas desenvolveram um modelo de computador para prever a luz reflectida pela nuvem de poeira, dispersada pela interacção gravitacional com Júpiter que espalha a poeira num disco mais espesso. O espalhamento depende apenas de duas variáveis: a inclinação da poeira em relação à eclíptica e a sua excentricidade orbital. Quando os investigadores inseriram os elementos orbitais de Marte, a distribuição previu com precisão a assinatura reveladora da variação da luz zodiacal perto da elíptica. “Isto é, na minha opinião, uma confirmação de que sabemos exactamente como estas partículas estão a orbitar no nosso Sistema Solar,” disse Connerney, “e qual a sua origem.”

Embora existam agora boas evidências de que Marte, o planeta mais empoeirado que conhecemos, seja a fonte da luz zodiacal, Jørgensen e colegas ainda não conseguem explicar como a poeira pode ter escapado das garras da gravidade marciana. Esperam que outros cientistas os ajudem.

Entretanto, os investigadores salientam que a determinação da verdadeira distribuição e densidade das partículas de poeira no Sistema Solar vai ajudar os engenheiros a projectar materiais para naves espaciais que podem suportar melhor os impactos da poeira. O conhecimento da distribuição precisa de poeira também pode orientar o design de trajectórias de voo para futuras espaço-naves, a fim de evitar a maior concentração de partículas. As partículas minúsculas que viajam a velocidades tão altas podem arrancar até 1000 vezes a sua massa de uma nave espacial.

Os painéis solares da Juno escaparam a estes danos porque as células solares estão bem protegidas contra impactos na parte de trás – ou lado escuro – dos painéis pela estrutura de suporte.

Astronomia On-line
12 de Março de 2021


5315: Detritos de explosão estelar encontrados em local invulgar

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Composição de dados rádio e de raios-X do remanescente de super-nova Hoinga. Os raios-X descobertos pelo eROSITA são emitidos pelos detritos quentes da progenitora explodida, ao passo que as antenas de erádio detectam emissão de sincotrão dos electrões relativistas, que são desacelerados na camada exterior do remanescente.
Crédito: eROSITA/MPE (raios-X), CHIPASS/SPASS/N. Hurley-Walker, ICRAR-Curtin (rádio)

No primeiro levantamento de todo o céu pelo telescópio de raios-X eROSITA a bordo do SRG (Spectrum + Röntgen + Gamma), astrónomos do Instituto Max Planck para Física Extraterrestre identificaram um remanescente de super-nova até então desconhecido, denominado “Hoinga”. O achado foi confirmado por dados de rádio de arquivo e assinala a primeira descoberta de uma parceria conjunta australiana-eROSITA estabelecida para explorar a nossa Galáxia usando vários comprimentos de onda, desde ondas de rádio de baixa frequência até raios-X energéticos. O remanescente de super-nova Hoinga é muito grande e está localizado longe do plano galáctico – uma primeira descoberta surpreendente – o que implica que os próximos anos podem trazer muito mais descobertas.

As estrelas massivas terminam as suas vidas em explosões de super-nova gigantescas quando os processos de fusão no seu interior não produzem mais energia suficiente para conter o seu colapso gravitacional. Mas mesmo com centenas de milhares de milhões de estrelas numa galáxia, estes eventos são muito raros. Na nossa Via Láctea, os astrónomos estimam a ocorrência de uma super-nova, em média, a cada 30 a 50 anos. Embora a própria super-nova só seja observável numa escala de tempo de meses, os seus remanescentes podem ser detectados durante cerca de 100.000 anos. Estes remanescentes são compostos por material ejectado a altas velocidades pela explosão da estrela que formam ondas de choque quando atingem o meio interestelar circundante.

Conhecemos actualmente cerca de 300 remanescentes de super-novas – muito menos dos que os 1200 estimados na nossa Galáxia. Portanto, ou os astrofísicos entenderam mal o ritmo de ocorrência de super-novas ou uma grande maioria não foi observada até agora. Uma equipa internacional de astrónomos está agora a usar os levantamentos de todo o céu do telescópio de raios-X eROSITA para procurar vestígios de super-novas até então desconhecidas. Com temperaturas de milhões de graus, os detritos de tais super-novas emitem radiação altamente energética, ou seja, devem aparecer nos dados de levantamentos de raios-X de alta qualidade.

“Ficámos muito surpresos ao descobrir quase imediatamente o primeiro remanescente de super-nova,” disse Werner Becker do Instituto Max Planck para Física Extraterrestre. Em honra ao nome romano da cidade natal do autor principal, “Hoinga” é o maior remanescente de super-nova já descoberto em raios-X. Com um diâmetro de aproximadamente 4,4 graus, cobre uma área cerca de 9 vezes maior do que o tamanho da Lua Cheia. “Além disso, fica muito longe do plano galáctico, o que é muito invulgar,” acrescenta. A maioria das investigações anteriores por remanescentes de super-nova concentraram-se no disco da nossa Galáxia, onde a formação estelar é mais alta e os remanescentes estelares, portanto, devem ser mais numerosos, mas parece que muitos remanescentes de super-nova foram negligenciados devido a esta estratégia de pesquisa.

Depois dos astrónomos terem descoberto o objecto nos dados de todo o céu do eROSITA, voltaram-se para outros recursos para confirmar a sua natureza. Hoinga é – embora pouco – visível também em dados obtidos pelo telescópio de raios-X ROSAT de há 30 anos atrás, mas ninguém o tinha visto antes devido ao seu fraco brilho e à sua localização a altas latitudes galácticas. No entanto, a confirmação real veio de dados de rádio, a banda espectral onde 90% de todos os remanescentes de super-nova conhecidos foram encontrados até agora.

“Analisámos dados de rádio de arquivo e lá estava, à espera de ser descoberto,” maravilha-se Natasha Walker-Hurley, do nodo ICRAR (International Centre for Radio Astronomy Research) da Universidade Curtin, na Austrália. “A emissão de rádio em levantamentos com 10 anos confirmou claramente que Hoinga é um remanescente de super-nova, de modo que podem haver mais destes lá fora, à espera de olhos atentos.”

O telescópio de raios-X eROSITA vai realizar um total de oito levantamentos de todo o céu e é cerca de 25 vezes mais sensível do que o seu antecessor ROSAT. Ambos os observatórios espaciais foram projectados, construídos e são operados pelo Instituto Max Planck para Física Extraterrestre. Os astrónomos esperam descobrir novos remanescentes de super-nova nos seus dados de raios-X nos próximos anos, mas ficaram surpresos ao identificar um tão cedo no programa. Combinado com o facto de que o sinal já estava presente em dados com décadas, isto significa que muitos outros remanescentes de super-nova podem ter sido negligenciados no passado devido ao baixo brilho, à sua posição invulgar ou por causa de outras emissões próximas de fontes mais brilhantes. Juntamente com as próximas pesquisas no rádio, o levantamento de raios-X do eROSITA mostra-se bastante promissor no que toca a encontrar muitos dos remanescentes de super-nova em falta, ajudando a resolver este mistério astrofísico de longa data.

Astronomia On-line
12 de Março de 2021


5313: Estrela gigante está a escurecer misteriosamente. Parece a Betelgeuse “em esteróides”

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/ASTROFÍSICA

NASA / ESA / R. Humphreys (University of Minnesota) / J. Olmsted
VY Canis Majoris

No final de 2019, Betelgeuse começou misteriosamente a perder o brilho. Agora, a VY Canis Majoris, uma das maiores e mais brilhantes estrelas da nossa galáxia, está a ter um comportamento muito semelhante ao da estrela vermelha. Parece a Betelgeuse “em esteróides”.

escurecimento de Betelgeuse foi um verdadeiro mistério para os astrónomos, que acabaram por concluir que se deveu a uma mistura de mudanças regulares da estrela e libertação de material que, ao arrefecer, formou a poeira que a escureceu.

Recentemente, uma equipa de cientistas observou um fenómeno semelhante em torno da estrela VY Canis Majoris, uma hiper-gigante vermelha que mora na Via Láctea. Este corpo celeste é tão grande que se fosse colocado no lugar do Sol, estender-se-ia para lá da órbita de Júpiter.

Segundo o IFL Science, o caso de VY Canis Majoris é ainda mais dramático do que o de Betelgeuse: a estrela era visível a olho nu há cerca de 200 anos, mas desde então é impossível observá-la.

Para desvendar este mistério, os cientistas recorreram ao telescópio Hubble para determinar as velocidades e movimentos dos nós próximos de gás quente e outras características. O novo estudo, publicado a 4 de Fevereiro no The Astronomical Journal, mostra que a razão que explica este fenómeno reside nas ejecções massivas de material.

“VY Canis Majoris comporta-se de forma muito semelhante a Betelgeuse em esteróides”, disse a astrofísica Roberta Humphreys, da Universidade do Minnesota, em comunicado.

A especialista relatou ter observado “ejecções massivas de material que correspondem ao desbotamento muito profundo” da estrela, provavelmente devido “à poeira que bloqueia temporariamente a luz”.

Pesquisas anteriores revelaram que, entre 100 e 200 anos atrás, a estrela foi alvo de algumas erupções. As novas observações permitiram aos cientistas analisar as mais recentes e medir o seu tamanho e velocidade. A equipa conseguiu datar os eventos com mais precisão e, assim, criar uma imagem mais precisa do que está a acontecer ao redor da estrela.

A erupção assume a forma de grandes nós, semelhantes a protuberâncias solares, que se estendem por centenas de milhares de milhões de quilómetros a partir da estrela. Algumas dessas estruturas pesam duas vezes a massa de Júpiter.

VY Canis Majoris é uma das maiores estrelas que os astrónomos conhecem e teve muitas erupções gigantes.

“A origem destes episódios de elevada perda de massa em VY Canis Majoris e Betelgeuse é provavelmente a actividade de superfície em grande escala, de grandes células convectivas como no Sol. Mas em VY Canis Majoris, as células podem ser tão grandes quanto o nosso Sol, ou maiores”, rematou Humphreys.

Por Liliana Malainho
12 Março, 2021


5312: Cientistas encontram meteorito vulcânico mais antigo do que a Terra

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

(dr) A. Irving
Um pedaço do EC 002

Um pedaço de meteorito encontrado no deserto da Argélia pode ser um pedaço de um planeta bebé que não conseguiu ser bem-sucedido.

De acordo com o site Science Alert, o EC 002 (Erg Chech 002) foi encontrado, em Maio do ano passado, no deserto Erg Chech, no sudoeste da Argélia e foi rapidamente identificado como um objecto incomum pois, em vez de ter a composição dos habituais condritos, a sua textura era ígnea e tinha inclusões de piroxenas.

Portanto, foi classificado como acondrito, um meteorito feito do que parece ser material vulcânico, originado de um corpo que sofreu derretimento interno para diferenciar o núcleo da crosta – um proto-planeta (a condensação de matéria que constitui a fase inicial da evolução de um planeta).

Das dezenas de milhares de meteoritos que já foram identificados, apenas alguns milhares foram classificados como acondritos e a maioria deles vem de um dos dois corpos principais e são de composição basáltica.

Mas agora, de acordo com a nova análise de uma equipa de cientistas, descobriu-se que o EC 002 não é basáltico, mas um tipo de rocha vulcânica conhecida como andesito, o que o torna extremamente raro.

A análise sugere que esta é uma rocha antiga. A radioactividade dos isótopos de alumínio e magnésio mostra que estes dois minerais se cristalizaram há cerca de 4.565 mil milhões de anos, num corpo parental que se formou há 4.566 mil milhões de anos (para contextualizar, o planeta Terra tem 4.54 mil milhões de anos).

“Este meteorito é a rocha magmática mais antiga já analisada e ajuda a elucidar sobre a formação das crostas primordiais que cobriram os proto-planetas mais antigos“, escreveram os autores do estudo publicado, este mês, na revista científica PNAS.

Embora raramente seja encontrado em meteoritos, a recente descoberta de andesito em exemplares da Antárctida e da Mauritânia levou os cientistas a investigar como é que isto pode acontecer. Evidências experimentais sugerem que poderá formar-se a partir do derretimento do material condrítico.

Como os acondritos são tão comuns no Sistema Solar, é possível que a formação de protoplanetas com crostas de andesito também fosse comum. No entanto, quando a equipa comparou as características espectrais do EC 002 – a forma como interage com a luz – com as de asteróides, não encontrou nada que combinasse com ele.

Ainda segundo o Science Alert, como o EC 002 é mais velho do que a Terra, é até possível que os seus irmãos proto-planetários tenham ajudado a construir o nosso planeta a partir de um nó de material mais denso na nuvem de poeira que orbitava o Sol bebé.

Assim sendo, representa uma rara oportunidade de estudar os estágios iniciais da formação dos planetas e de aprender mais sobre as condições dos primeiros dias do Sistema Solar, quando os planetas que conhecemos ainda estavam em formação.

ZAP ZAP //

Por ZAP
12 Março, 2021


5308: Actividade vulcânica em planeta extra-solar está a formar nova atmosfera

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/VULCANOLOGIA

O planeta GJ 1132b, que tem densidade, tamanho e idade semelhantes à Terra, orbita muito próximo uma estrela anã vermelha e perdeu rapidamente a sua atmosfera primária, constituída por hélio e hidrogénio

Astrónomos detectaram indícios de actividade vulcânica num planeta extra-solar que estará na origem da formação de uma nova atmosfera, divulgou esta quinta-feira a Agência Espacial Europeia, que opera o telescópio Hubble, com que foram feitas as observações.

O planeta GJ 1132b, que tem densidade, tamanho e idade semelhantes à Terra, orbita muito próximo uma estrela anã vermelha e perdeu rapidamente a sua atmosfera primária, constituída por hélio e hidrogénio, quando era um planeta gasoso.

Em muito pouco tempo, o planeta tornou-se rochoso e está a formar uma nova atmosfera, que substitui a anterior, rica em hidrogénio, cianeto de hidrogénio, metano e amoníaco.

Os astrónomos teorizam que o hidrogénio da primeira atmosfera “foi absorvido pelo manto de magma derretido do planeta” e que agora está a ser lentamente libertado pela actividade vulcânica para formar uma nova atmosfera.

Para o astro-químico Paul Rimmer, da universidade britânica de Cambridge, que participou no estudo, “esta segunda atmosfera vem do interior do planeta”, pelo que “é uma janela para a geologia de outro mundo”.

A equipa científica atribui ao aquecimento das marés o facto de o manto do planeta se manter o quente suficiente para permanecer líquido durante muito tempo e alimentar a actividade vulcânica.

O aquecimento das marés, fenómeno que acontece em Io, uma das luas de Júpiter, ocorre por atrito, quando a energia da órbita e da rotação de um planeta ou lua é dissipada sob a forma de calor no interior do planeta ou lua.

No caso do planeta GJ 1132b, existe pelo menos um outro planeta no mesmo sistema estelar que exerce sobre ele uma atracção gravitacional.

Os resultados do estudo serão publicados na revista da especialidade The Astronomical Journal.

Diário de Notícias
DN/Lusa
11 Março 2021 — 18:29


5300: Cientistas descobriram a melhor época e lugar para viver na Via Láctea (e não é agora nem aqui)

CIÊNCIA/ASTROFÍSICA

R. Spinelli / Cruz deWilde / Swift / NASA

Há mais de seis mil milhões de anos, as periferias da Via Láctea eram os locais mais seguros para o desenvolvimento de possíveis formas de vida, protegidas das explosões mais violentas do Universo: rajadas de raios gama e super-novas. 

Um novo estudo do Instituto Nacional de Astrofísica e da Universidade de Insubria, em Itália, liderado por Riccardo Spinelli, analisou onde e quando a vida se pode ter desenvolvido na Via Láctea a partir de violentas explosões cósmicas, como explosões de raios gama (GRB) e super-novas.

As super-novas e os GRBs estão ligados ao ciclo de vida das estrelas e, em particular, à sua morte. Uma super-nova ocorre quando uma estrela muito mais massiva do que o Sol chega ao fim da sua vida e explode; ou quando uma anã branca – o remanescente de estrelas menos massivas – explode após acumular massa de uma companheira num sistema binário.

Por sua vez, um GRB é um brilho intenso de radiação de alta energia emitida quando uma estrela muito massiva e em rotação rápida morre; ou quando duas estrelas de neutrões ou uma estrela de neutrões e um buraco negro se fundem.

Uma super-nova liberta, na faixa de alta energia, tanta energia como a Via Láctea, que contém biliões de estrelas, em poucas horas. Um GRB emite em 10 segundos o que a nossa galáxia emite num século.

“O nosso trabalho mostra que, até há seis mil milhões de anos, excluindo as regiões periféricas da Via Láctea, que tinham relativamente poucos planetas, devido à alta formação de estrelas e baixa metalicidade, os planetas estavam sujeitos a muitos eventos explosivos capazes de desencadear uma extinção em massa”, disse Spinelli, em comunicado.

Mais tarde, a partir de há quatro mil milhões de anos, o aumento de elementos pesados ​​produzidos por gerações estelares posteriores reduziu a frequência de GRBs, garantindo um ambiente mais seguro nas regiões mais centrais da galáxia, entre 6.500 e 26 mil anos-luz do centro galáctico, onde os planetas terrestres são mais abundantes.

Paralelamente, o aumento da formação de estrelas na periferia da galáxia favoreceu a ocorrência de GRBs, tornando essas regiões inseguras.

“As super-novas são mais frequentes em regiões de formação de estrelas, onde se formam estrelas massivas”, explicou Giancarlo Ghirlanda, investigador do INAF.

“Os GRBs, por outro lado, preferem regiões de formação de estrelas que ainda são pouco engolfadas por elementos pesados. Nessas regiões, estrelas massivas formadas por gás pobre em metais perdem menos massa durante a sua vida devido aos ventos estelares. Portanto, essas estrelas conseguem manter-se em rotação rápida, condição necessária para poder lançar, uma vez formado um buraco negro, um jacto poderoso”.

Os investigadores usaram um modelo que “prevê que as regiões internas, ao contrário das regiões periféricas, se formaram rapidamente nos primeiros estágios da história da nossa galáxia”, disse Francesco Haardt, professor da Universidade de Insubria.

“Com o passar do tempo, a taxa de formação de estrelas diminuiu no centro e aumentou gradualmente na periferia. Consequentemente, o gás primordial de hidrogénio e hélio foi enriquecido com elementos mais pesados ​​(oxigénio, carbono, nitrogénio) rapidamente no centro da Via Láctea, enquanto na periferia foi enriquecido mais gradativamente, sem entretanto atingir as altas metalidades das regiões centrais”, continuou.

“Excluindo as regiões muito centrais, a menos de 6.500 anos-luz do centro galáctico, onde as explosões de super-novas são mais frequentes, o nosso estudo sugere que a pressão evolutiva em cada época é determinada principalmente por GRBs”, afirmou Spinelli. “Embora sejam eventos muito mais raros do que as super-novas, os GRBs conseguem causar uma extinção em massa a distâncias maiores: sendo os eventos mais energéticos, são as bazucas com maior alcance”.

Este efeito na Terra seria catastrófico. Estudos sugerem que a radiação gama libertada por um GRB dentro de 3300 anos-luz da Terra destruiria a camada de ozono na atmosfera: sem essa protecção, o planeta ficaria exposto à radiação ultravioleta do Sol que poderia desencadear a extinção de quase todas as formas de vida na superfície.

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“Como efeito secundário, a destruição da camada de ozono produziria compostos de nitrogénio. Isso reduziria a luz solar visível, causando arrefecimento global”, acrescentou o líder do estudo.

Vários estudos propuseram que a primeira das cinco extinções em massa que afectaram a Terra, a extinção em massa do Ordoviciano Tardio, há cerca de 445 milhões de anos, foi causada por um GRB. O trabalho de Spinelli apoia essa hipótese.

Em relação ao passado “recente”, o estudo constata que, nos últimos 500 milhões de anos, a Via Láctea tornou-se globalmente mais segura do que em épocas anteriores, com as regiões periféricas a ser mais esterilizadas por GRBs letais e as centrais, dentro de 6.500 anos-luz de o centro galáctico, principalmente exposto a super-novas.

À distância do Sistema Solar do centro galáctico, este trabalho estima que houve pelo menos um GRB letal nos últimos 500 milhões de anos, possivelmente associado à primeira grande extinção.

Este estudo foi publicado este mês na revista científica Astronomy & Astrophysics.

Por Maria Campos
10 Março, 2021


5299: O lado nocturno deste exoplaneta pode estar cheio de vulcões

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/GEOLOGIA

Thibaut Roger / University of Bern
Possível dinâmica interna da super-Terra quente LHS 3844b

O LHS 3844b é o primeiro planeta fora do Sistema Solar que, segundo os astrónomos, pode ter evidências de actividade tectónica. 

Uma equipa de cientistas, liderada pela Universidade de Berna, na Suíça, encontrou evidências de padrões de fluxo dentro de um planeta localizado a 45 anos-luz da Terra. O material no interior de LHS 3844b flui de um hemisfério para o outro e pode ser responsável por inúmeras erupções vulcânicas no lado nocturno do planeta.

“Observar sinais de actividade tectónica é muito difícil porque estes planetas costumam estar escondidos sob uma atmosfera. No entanto, os resultados sugeriram que LHS 3844b provavelmente não tem uma atmosfera”, disse Tobias Meier, citado pelo Tech Explorist.

Segundo o investigador, o exoplaneta orbita tão perto da sua estrela que “um lado está em luz do dia constante e o outro na noite permanente”.

Sem atmosfera para proteger o planeta da radiação intensa, a superfície chega até aos 800ºC no lado diurno, enquanto que no lado nocturno se fazem sentir temperaturas de -250ºC. “Este contraste severo de temperatura pode afectar o fluxo de material no interior do planeta”, consideram os cientistas.

A equipa decidiu testar a teoria através de simulações computacionais, que acabaram por mostrar que havia fluxo ascendente de um lado do planeta e fluxo descendente do outro. Isto significa que o material fluiu de um hemisfério para o outro.

Com base no modelo da Terra, seria de esperar que o material no lado quente do planeta fosse mais leve e, portanto, fluísse para cima. No entanto, algumas simulações mostraram “a direcção oposta do fluxo“, revelou Dan Bowe, co-autor do artigo científico publicado recentemente na Astrophysical Journal Letters.

O resultado “contra-intuitivo” acontece devido à mudança na viscosidade provocada pela temperatura. Segundo Bowe, o material frio é mais rígido e, portanto, “não quer dobrar, quebrar ou subdividir no interior”. Já o material quente, como é menos viscoso, pode fluir para o interior do planeta.

“De qualquer forma, estes resultados mostram como a superfície e o interior de um planeta podem trocar material em condições muito diferentes das da Terra”, comentou.

A equipa sugere, com base nestas descobertas, que o LHS 3844b poderia ter um hemisfério inteiro cheio de vulcões, enquanto o outro lado dificilmente revela qualquer actividade vulcânica – tudo por causa do intenso contraste de temperatura.

Por Liliana Malainho
10 Março, 2021


5284: Descoberto quasar mais distante de nós com poderosos jactos rádio

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/ESO

Com a ajuda do Very Large Telescope do ESO, os astrónomos descobriram e estudaram com grande detalhe a fonte de emissão rádio mais distante conhecida até à data — um quasar com forte emissão rádio (um objecto brilhante com jactos poderosos que emitem nos comprimentos de onda do rádio) tão distante que a sua luz demorou 13 mil milhões de anos a chegar até nós. A descoberta poderá dar-nos pistas importantes sobre o Universo primordial.

Os quasares são objectos muito brilhantes que se encontram no centro de algumas galáxias e que são alimentados por buracos negros super-massivos. À medida que consomem o gás que os rodeia, os buracos negros libertam energia, permitindo assim aos astrónomos detectá-los, mesmo quando se encontram muito longe de nós.

O quasar recém descoberto, P172+18, situa-se tão distante que a sua luz viajou cerca de 13 mil milhões de anos para chegar até nós, ou seja, estamos a observá-lo quando o Universo tinha apenas 780 milhões de anos de idade. Apesar de já se terem descoberto quasares ainda mais distantes, esta é a primeira vez que os astrónomos conseguiram identificar sinais de jactos rádio num quasar tão primordial. Apenas cerca de 10% dos quasares — os que emitem fortemente no rádio — têm jactos que brilham intensamente nas frequências rádio [1].

O P172+18 é alimentado por um buraco negro com cerca de 300 milhões de vezes a massa solar, que consome gás a uma taxa extraordinária. “O buraco negro está a consumir matéria muito depressa, crescendo em massa a uma das taxas mais elevadas que alguma vez observámos,” explica a astrónoma Chiara Mazzucchelli, bolseira do ESO no Chile, que liderou a descoberta em conjunto com Eduardo Bañados do Instituto Max Planck de Astronomia, na Alemanha.

Os astrónomos pensam que existe uma ligação entre o rápido crescimento de buracos negros super-massivos e jactos rádio poderosos descobertos em quasares como o P172+18. Pensa-se que os jactos poderão perturbar o gás que circunda o buraco negro, aumentando a taxa à qual o gás é capturado. Consequentemente, o estudo de quasares com forte emissão rádio pode fornecer-nos pistas importantes sobre como é que os buracos negros no Universo primordial cresceram tão rapidamente para tamanhos super-massivos após o Big Bang.

Acho muito interessante descobrir pela primeira vez buracos negros “novos” e contribuir com mais um bloco constituinte que nos ajude a compreender o Universo primitivo, de onde vimos e, em última instância, nós próprios,” diz Mazzucchelli.

O P172+18 foi inicialmente reconhecido como sendo um quasar distante, após ter sido anteriormente identificado como uma fonte rádio, com o Telescópio Magalhães do Observatório de Las Campanas, no Chile, por Bañados e Mazzucchelli. “Assim que obtivemos os dados, olhámos para eles e vimos logo que tínhamos descoberto o mais distante quasar com forte emissão rádio conhecido até à data,” disse Bañados.

No entanto, e devido ao curto tempo de observação, a equipa não conseguiu obter dados suficientes para estudar o objecto com detalhe. Seguiram-se assim uma quantidade de observações obtidas com outros telescópios, incluindo o instrumento X-shooter montado no VLT do ESO, que permitiram investigar melhor as características do quasar, incluindo a determinação de propriedades chave, como a massa do buraco negro e a velocidade a que este está a consumir a matéria que o circunda. Outros telescópios que contribuíram para este estudo incluem o Very Large Array do Observatório Nacional de Rádio Astronomia e o Telescópio Keck, nos EUA.

Apesar de estar muito entusiasmada com a descoberta, que será publicada na revista da especialidade The Astrophysical Journal, a equipa acredita que este quasar com forte emissão rádio pode ser o primeiro de muitos outros ainda por descobrir, talvez até a distâncias cosmológicas ainda maiores. “Esta descoberta põe-me bastante optimista e acredito, e espero, que a distância recorde seja quebrada muito em breve,” diz Banãdos.

Observações obtidas com infra-estruturas como o ALMA, do qual o ESO é um parceiro, e com o futuro Extremely Large Telescope (ELT) do ESO poderão ajudar a descobrir e estudar com todo o detalhe mais destes objectos do Universo primordial.

Esta imagem de grande angular, no visível, da região do céu em torno do quasar distante P172+18 foi criada a partir de dados do Digitized Sky Survey 2. O objeto propriamente dito encontra-se muito próximo do centro da imagem, embora não seja visível. Podemos, no entanto, ver na imagem muitas outras galáxias muito mais próximas de nós.
Créditos:ESO and Digitized Sky Survey 2. Acknowledgment: Davide De Martin
Utilização de Imagens, Vídeos e Música do ESO

Notas

[1] As ondas rádio que são usadas em astronomia têm frequências entre os 300 MHz e os 300 GHz.

Informações adicionais

Este trabalho foi apresentado num artigo científico intitulado “The discovery of a highly accreting, radio-loud quasar at z=6.82” publicado na revista da especialidade The Astrophysical Journal.

A equipa é composta por Eduardo Bañados (Max-Planck-Institut für Astronomie [MPIA], Alemanha, e The Observatories of the Carnegie Institution for Science, EUA), Chiara Mazzucchelli (Observatório Europeu do Sul, Chile), Emmanuel Momjian (National Radio Astronomy Observatory [NRAO], EUA), Anna-Christina Eilers (MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, EUA), Feige Wang (Steward Observatory, University of Arizona, EUA), Jan-Torge Schindler (MPIA), Thomas Connor (Jet Propulsion Laboratory [JPL], California Institute of Technology, EUA), Irham Taufik Andika (MPIA e Escola Internacional de Investigação Max Planck de Astronomia & Física Cósmica, Universidade de Heidelberg, Alemanha), Aaron J. Barth (Department of Physics and Astronomy, University of California, Irvine, EUA), Chris Carilli (NRAO e Astrophysics Group, Cavendish Laboratory, University of Cambridge, RU), Frederick Davies (MPIA), Roberto Decarli (INAF Bologna — Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio, Itália), Xiaohui Fan (Steward Observatory, University of Arizona, EUA), Emanuele Paolo Farina (Max-Planck-Institut für Astrophysik, Alemanha), Joseph F. Hennawi (Department of Physics, Broida Hall, University of California, Santa Barbara, EUA), Antonio Pensabene (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Alma Mater Studiorum, Universita di Bologna e INAF Bologna, Itália), Daniel Stern (JPL), Bram P. Venemans (MPIA), Lukas Wenzl (Department of Astronomy, Cornell University, EUA e MPIA) e Jinyi Yang (Steward Observatory, University of Arizona, EUA).

O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é de longe o observatório astronómico mais produtivo do mundo. O ESO tem 16 Estados Membros: Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Irlanda, Itália, Polónia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça, para além do país de acolhimento, o Chile, e a Austrália, um parceiro estratégico. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e operação de observatórios astronómicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrónomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronómica. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera o Very Large Telescope e o Interferómetro do Very Large Telescope, o observatório astronómico óptico mais avançado do mundo, para além de dois telescópios de rastreio: o VISTA, que trabalha no infravermelho, e o VLT Survey Telescope, concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO é também um parceiro principal em duas infra-estruturas situadas no Chajnantor, o APEX e o ALMA, o maior projecto astronómico que existe actualmente. E no Cerro Armazones, próximo do Paranal, o ESO está a construir o Extremely Large Telescope (ELT) de 39 metros, que será “o maior olho do mundo virado para o céu”.

ESO – Europen South Observatory
eso2103pt — Nota de Imprensa Científica
8 de Março de 2021


Estrelas velhas podem servir como nova “régua” cósmica

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

R Leporis, a estrela brilhante e alaranjada, visível no centro, é um exemplo de um tipo de estrelas localizada na região-J do ramo assintótico das gigantes. A cor impressionante vem das grandes quantidades de carbono na atmosfera.
Crédito: Martin Pugh

Apesar de um século de medições, os astrónomos não conseguem concordar no valor da expansão do Universo. Uma técnica que se baseia na medição de distâncias a um tipo específico de estrela velha noutras galáxias – chamado método JAGB (J-region Asymptotic Giant Branch, em português “ramo assintótico das gigantes na região-J”) – pode ajudar.

A astrofísica e estudante da Universidade de Chicago, Abigail Lee, é a autora principal de um novo artigo científico que analisou observações da luz de uma galáxia próxima para validar o método JAGB para medir distâncias cósmicas. Esta nova técnica permitirá futuras medições independentes de distância que podem ajudar a responder a uma das maiores questões pendentes da cosmologia: quão depressa está o Universo a expandir-se?

“Uma das questões mais interessantes da cosmologia hoje é se há uma nova física em falta no nosso entendimento actual de como o Universo está a evoluir. Uma discrepância actual na medição da constante de Hubble pode estar a sinalizar uma nova propriedade física do Universo ou, mais mundanamente, incertezas não reconhecidas de medição,” disse Wendy L. Freedman, professora de astronomia e astrofísica na mesma universidade e autora sénior do artigo. “Existem poucos métodos para medir distâncias que podem fornecer a precisão necessária. Lee está a desenvolver este novo método JAGB, que actualmente se mostra promissor no que toca a resolver esta discrepância.”

Uma chave para a história do Universo

Em 1920, Edwin Hubble notou pela primeira vez a relação entre a distância de uma galáxia e quão depressa se estava a afastar de nós. Este valor, agora conhecido como constante de Hubble, é um parâmetro chave dos modelos cosmológicos.

Hubble primeiro mediu esta constante comparando medições de distâncias galácticas e velocidades derivadas de um tipo específico de estrela que pulsa regularmente. As medições, usando métodos directos como o de Hubble, melhoraram muito ao longo das décadas, mas não concordam com os métodos que extrapolam a partir da radiação cósmica de fundo em micro-ondas – radiação remanescente do Universo muito primitivo. Esta discordância é chamada de tensão de Hubble e é uma das questões mais proeminentes da cosmologia moderna.

Um método de medição independente pode ajudar a preencher a lacuna entre os métodos e levar a um valor mais decisivo da constante de Hubble medida directamente das distâncias, disseram as autoras.

É aqui que entra o método JAGB. As estrelas na região-J do ramo assintótico das gigantes são um tipo específico de gigantes velhas que contêm uma quantidade substancial de carbono nas suas atmosferas e que é trazido para a superfície por correntes de convecção, dando-lhes uma cor e brilho muito distintos que permite que sejam identificadas num determinado conjunto de estrelas numa galáxia.

“Observámos empiricamente que estas estrelas têm um brilho intrínseco conhecido de galáxia para galáxia,” disse Lee.

Isto torna-as grandes candidatas ao que os astrónomos chamam de velas padrão. Sabendo que o brilho aparente de uma estrela depende tanto da distância ao observador como do seu brilho intrínseco, se soubermos este brilho intrínseco de uma estrela, os astrónomos conseguem inferir a sua distância.

“Dado que este método é relativamente novo, o objectivo deste projecto era ver se podia competir com outros indicadores de distância em termos de precisão e exactidão,” realça Lee.

A equipa seleccionou uma galáxia na periferia do grupo galáctico mais próximo, chamada WLM (Wolf–Lundmark–Melotte), e usou dados obtidos de observações com os Telescópios Magellan no Observatório Las Campanas no Chile. Usando um único objecto como alvo e aplicando quatro métodos diferentes e independentes de medição, a equipa pôde comparar a exactidão e a precisão do método JAGB com os métodos estabelecidos anteriormente.

Depois de analisarem dados de quatro maneiras diferentes, as investigadoras determinaram que o método JAGB não é apenas uma verificação independente de outros métodos de medição de distâncias, mas que requer menos tempo de observação – uma “mercadoria” escassa entre a comunidade de astrónomos que competem por tempo de observação num número limitado de telescópios poderosos.

Tendo em conta que as estrelas JAGB são mais brilhantes do que as estrelas usadas noutras medições de distância, também podem ser observadas mais longe, o que permitirá calibrações mais distantes do que é possível com os outros métodos. Além disso, as estrelas JAGB podem ser encontradas em todos os tipos de galáxias, ao contrário das estrelas pulsantes usadas por Edwin Hubble, que se encontram apenas no subconjunto mais limitado de galáxias espirais e sofrem frequentemente de aglomeração e interferência significativa da poeira.

“Idealmente, vamos obter tempo de observação com o Telescópio Espacial James Webb e com o Telescópio Espacial Hubble para usar este método e medir distâncias a galáxias que hospedam super-novas do Tipo Ia,” disse Lee. As super-novas do Tipo Ia são usadas para medir galáxias mais distantes, mas precisam de ser calibradas por medições de distâncias inferiores usando técnicas como o método JAGB. “Assim que fizermos isto, podemos não apenas medir a constante de Hubble, mas também comparar estes vários métodos de distância para ver se há problemas com algum deles.”

Se este novo valor independente para a constante de Hubble concordar com outros métodos de medição directa ou com medições do Universo inicial, irá lançar luz sobre esta questão que há muito intriga os astrónomos e cosmólogos.

“Não temos uma compreensão firme do valor da constante de Hubble, de modo que este trabalho é realmente importante para ajudar a resolver, de momento, aquilo que é um dos maiores problemas da cosmologia,” conclui Lee.

Astronomia On-line
5 de Março de 2021


5249: Conjunção de Mercúrio e Júpiter

Fig. 1 – Céu visível às 06:15 horas do dia 5 de Março em Lisboa, na direcção sudeste, mostrando a grande aproximação dos dois planetas: Mercúrio e Júpiter.

Neste mês de Março ocorre a conjunção planetária entre os dois planetas Mercúrio e Júpiter, ou seja, o momento em que os dois planetas estão com a mesma ascensão recta. O fenómeno astronómico ocorrerá já na próxima sexta-feira, dia 5 de Março de 2021 pelas 7 horas, quando Mercúrio estará a 0,3°N de Júpiter. Em Portugal não será possível observá-los nesse preciso momento, porque ocorre poucos instantes antes do nascimento do sol, durante o crepúsculo civil, quando o céu já está relativamente brilhante.

Uma hora antes, pouco antes das 6 horas, dá-se o momento do apulso entre Mercúrio e Júpiter, que corresponde ao instante da maior aproximação entre os planetas, ou seja, quando estão no céu com a menor separação angular. O momento exacto ocorre com os planetas abaixo do horizonte. No entanto, a partir das 6 horas, com ambos os planetas já acima do horizonte será possível observá-los ainda próximos (separados por menos de 20 minutos de arco) enquanto o céu vai clareando.

Esta é uma boa oportunidade para conseguir observar Mercúrio, porque Júpiter servirá de referência para o localizar. Os dois planetas estarão visíveis acima do horizonte Sudeste durante 42 minutos antes do crepúsculo civil, em que deixarão de ser visíveis com o início do dia claro. Abaixo está a tabela com os instantes do nascimento do Sol, Mercúrio e Júpiter. O planeta Júpiter será visível muito brilhante ao lado de Mercúrio no azimute 70º contado de Sul para Este. Consulte também aqui toda a informação sobre a “Observação de Mercúrio” e sobre a “Visibilidade de Mercúrio em 2021”.

Os planetas vão-se depois afastando lentamente. Assim, os entusiastas da Astronomia terão nos próximos dias uma excelente ocasião para observá-los, conforme os planetas Mercúrio e Júpiter se aproximam e depois se afastam. Antes do dia 5, no céu observa-se Júpiter abaixo e à esquerda de Mercúrio, depois desse mesmo dia Júpiter ultrapassa-o ficando acima e à direita.

Na figura 2 mostra-se a evolução da separação angular entre os dois planetas ao longo de uma semana (entre os dias 3 e 10 de Março).

Fig. 2- Separação angular entre as 0 horas do dia 3-3-2021 e as 0 horas do dia 10-3-2021.

A figura 3 mostra a evolução da diferença de ascensão recta entre os dois planetas em segundos de arco. A linha vertical roxa indica o instante de nascimento de Mercúrio e a linha vertical laranja indica o instante do crepúsculo civil. O mínimo (diferença nula) define o momento de conjunção. Note-se ainda que no instante da conjunção, embora os planetas estejam na mesma ascensão recta, a sua separação angular é maior do que no apulso, ocorrido 50 minutos antes.

Fig. 3- Diferença da ascensão recta dos dois planetas entre as 5 horas e as 8 horas do dia 5-3-2021.

Na figura 4. mostra-se com mais detalhe a separação angular em minutos de arco na manhã de dia 5 de Março. A linha vertical roxa indica o instante de nascimento de Mercúrio e a linha vertical laranja indica o instante do crepúsculo civil. A separação mínima define o instante de apulso.

Fig. 4- Separação angular entre as 5 horas e as 8 horas do dia 5-3-2021.

Infelizmente, devido à pandemia, o OAL não vai organizar observações publicas com os seus telescópios.

OAL – Observatório Astronómico de Lisboa
1 Mar 2021

Esta notícia foi também publicada num outro meu Blogue “Astrophotography“.


Cometa faz “pit stop” perto dos asteróides de Júpiter

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Os astrónomos encontraram um cometa vagueante fazendo uma paragem perto de Júpiter antes de possivelmente continuar viagem. O visitante gelado tem muita companhia. Está situado perto da família de asteróides capturados conhecidos como Troianos que co-orbitam o Sol ao lado de Júpiter. Esta é a primeira vez que um objecto parecido com um cometa foi avistado perto da população de asteróides Troianos. As observações pelo Telescópio Espacial Hubble revelam que o objecto está a mostrar sinais de transitar de um corpo gelado parecido a um asteroide para um cometa activo, mostrando uma cauda longa, jactos que libertam gases e material, e rodeando-se numa cabeleira de poeira e gás.
Crédito: NASA, ESA e B. Bolin (Caltech)

Depois de viajar vários milhares de milhões de quilómetros em direcção ao Sol, um jovem e instável objecto parecido com um cometa, orbitando entre os gigantes gasosos, encontrou ao longo do caminho um lugar de estacionamento temporário. O objecto estabeleceu-se perto de uma família de antigos asteróides capturados, chamados Troianos, que orbitam o Sol ao lado de Júpiter. Esta é a primeira vez que um objecto semelhante a um cometa foi avistado perto da população Troiana.

O visitante inesperado pertence a uma classe de corpos gelados encontrados no espaço entre Júpiter e Neptuno. Chamados “Centauros”, tornam-se activos pela primeira vez quando aquecidos à medida que se aproximam do Sol e fazem a transição dinâmica para um objecto mais parecido a um cometa.

Instantâneos no visível pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA revelam que o objecto vagabundo mostra sinais de actividade cometária, como uma cauda, gases emitidos na forma de jactos e uma cabeleira envolvente de poeira e gás. Observações anteriores feitas pelo Telescópio Espacial Spitzer da NASA proporcionaram pistas sobre a composição do objecto semelhante a um cometa e os gases que conduzem a sua actividade.

“Somente o Hubble poderia detectar características activas parecidas às dos cometas, tão longe e com detalhes tão altos, e as imagens mostram claramente estas características, como uma cauda larga com aproximadamente 640.000 km e características de alta resolução perto do núcleo devido a uma cabeleira e jactos,” disse Bryce Bolin do Caltech, em Pasadena, no estado norte-americano da Califórnia.

Descrevendo a captura do Centauro como um evento raro, Bolin acrescentou: “O visitante deve ter entrado na órbita de Júpiter pela trajectória ideal para ter este tipo de configuração que lhe dá a aparência de partilhar a sua órbita com o planeta. Estamos a investigar como foi capturado por Júpiter e acabou por ficar entre os Troianos. Mas pensamos que pode estar relacionado com o facto de que teve um encontro relativamente próximo com Júpiter.”

O artigo da equipa foi publicado dia 11 de Fevereiro na revista The Astronomical Journal.

As simulações de computador da equipa de investigação mostram que o objecto gelado, chamado P/2019 LD2 (ATLAS), provavelmente passou perto de Júpiter há cerca de dois anos. O planeta então lançou gravitacionalmente o visitante rebelde para a localização co-orbital do grupo de asteróides Troianos, situados orbitalmente “à frente” de Júpiter a mais ou menos 700 milhões de quilómetros.

O objecto errante foi descoberto no início de Junho de 2019 pelos telescópios ATLAS (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System) da Universidade do Hawaii, localizados nos vulcões extintos, um em Mauna Kea e o outro em Haleakala. O astrónomo amador japonês Seiichi Yoshida avisou a equipa do Hubble sobre a possível actividade cometária. Os astrónomos então analisaram dados de arquivo do ZTF (Zwicky Transient Facility), um levantamento de campo amplo situado no Observatório Palomar, na Califórnia, e perceberam que o objecto estava claramente activo nas imagens de Abril de 2019.

Os cientistas então realizaram observações de acompanhamento no Observatório de Apache Point, no estado norte-americano do Novo México, que também sugeriram a actividade. A equipa observou o cometa usando o Spitzer poucos dias antes deste se reformar em Janeiro de 2020, e identificaram gás e poeira em torno do núcleo do cometa. Estas observações convenceram a equipa a usar o Hubble para dar uma olhadela mais pormenorizada. Auxiliados pela visão nítida do Hubble, os investigadores identificaram a cauda, a estrutura da cabeleira e o tamanho das partículas de poeira e a sua velocidade de ejecção. Estas imagens ajudaram-nos a confirmar que as características se devem a uma actividade relativamente nova semelhante às dos cometas.

Embora a localização de LD2 seja surpreendente, Bolin pergunta-se se esta paragem pode ser comum entre os cometas que se dirigem em direcção ao Sol. “Isto pode ser parte do percurso que fazem no nosso Sistema Solar, através dos Troianos de Júpiter até ao Sistema Solar interior,” disse.

O convidado inesperado provavelmente não ficará entre os asteróides por muito tempo. As simulações de computador mostram que terá outro encontro próximo com Júpiter daqui a cerca de dois anos. O planeta gigante vai expulsar o cometa do grupo, e continuará a sua viagem até ao Sistema Solar interior.

“É interessante ver que Júpiter está a ‘jogar’ com este objecto e a mudar o seu comportamento orbital trazendo-o para o Sistema Solar interior,” disse Carey Lisse, membro da equipa e do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins em Laurel, no estado norte-americano de Maryland. “Júpiter controla o que está a acontecer com os cometas quando entram no Sistema Solar interior, alterando as suas órbitas.”

O intruso gelado é provavelmente um dos membros mais recentes da “brigada” de cometas a ser expulso da sua casa gelada na Cintura de Kuiper para a região do planeta gigante por meio de interacções com outro objecto da mesma Cintura de Kuiper. Localizada para lá da órbita de Neptuno, a cintura de Kuiper é um refúgio de remanescentes gelados da construção dos nossos planetas há 4,6 mil milhões de anos, contendo milhões de objectos, e ocasionalmente estes objectos “raspam” ou têm colisões que alteram drasticamente as suas órbitas na cintura de Kuiper para dentro da região do planeta gigante.

Esta brigada de relíquias geladas tem uma viagem acidentada em direcção ao Sol. “Saltam” gravitacionalmente de um planeta exterior para o próximo num jogo de “pinball” celeste antes de alcançarem o Sistema Solar interior, aquecendo à medida que se aproximam do Sol. Os investigadores dizem que os objectos passam tanto tempo, ou mais, em torno dos planetas gigantes, puxando-os gravitacionalmente – cerca de 5 milhões de anos – do que a atravessar o Sistema Solar interior onde vivemos.

“Os cometas de ‘período curto’, do Sistema Solar interior, fragmentam-se cerca de uma vez por século,” explicou Lisse. “De modo que para manter o número de cometas locais que vemos hoje, pensamos que esta brigada tem que fornecer um novo cometa de curto período a cada 100 anos.”

A observação da libertação de gases num cometa a 750 milhões de quilómetros do Sol (onde a intensidade da luz do Sol é 1/25 da intensidade que a Terra recebe) surpreendeu os investigadores. “Ficámos intrigados ao ver que o cometa tinha acabado de começar a tornar-se activo pela primeira vez tão longe do Sol, a distâncias onde a água gelada mal começa a sublimar,” disse Bolin.

A água permanece gelada num cometa até este atingir aproximadamente 320 milhões de quilómetros do Sol, onde o calor da luz solar converte o gelo em gás que escapa do núcleo na forma de jactos. Portanto, a actividade sinaliza que a cauda pode não ser feita de água. De facto, as observações do Spitzer indicaram a presença de monóxido de carbono e dióxido de carbono, que podem estar a conduzir a criação da cauda e dos jactos vistos no cometa na órbita de Júpiter. Estes voláteis não precisam de muita luz solar para aquecer a sua forma gelada e converterem-se em gás.

Assim que o cometa for expulso da órbita de Júpiter e prosseguir viagem, poderá encontrar-se de novo com o planeta gigante. “Os cometas de curto período como LD2 encontram o seu destino ao serem lançados em direcção ao Sol e desintegrando-se totalmente, atingindo um planeta ou aventurando-se demasiado perto de Júpiter mais uma vez e sendo expulsos do Sistema Solar, que é o destino mais comum,” disse Lisse. “As simulações mostram que daqui a cerca de 500.000 anos, há 90% de probabilidade de que este objecto seja expelido do Sistema Solar e se torne um cometa interestelar.”

Astronomia On-line
2 de Março de 2021