3393: Campanha global do Gaia revela segredos de par estelar

Impressão de artista do sistema binário descoberto no evento de micro-lente Gaia16aye, a sua gravidade distorcendo o tecido do espaço-tempo e o percurso da luz de uma estrela ainda mais distante.
Crédito: M. Rębisz

Uma campanha de observação global de 500 dias, liderada há mais de três anos pelo Gaia da ESA, forneceu informações sem precedentes sobre o sistema binário que provocou um aumento invulgar de brilho de uma estrela ainda mais distante.

O aumento no brilho estelar, localizado na constelação de Cisne, foi detectado pela primeira vez em Agosto de 2016 pelo programa Alertas de Ciência Fotométrica do Gaia.

Este sistema, gerido pelo Instituto de Astronomia da Universidade de Cambridge, Reino Unido, varre diariamente a enorme quantidade de dados provenientes do Gaia e alerta os astrónomos para o aparecimento de novas fontes ou variações invulgares de brilho em fontes conhecidas, para que possam apontar rapidamente outros telescópios terrestres e espaciais e assim estudar os eventos em detalhe. Os fenómenos podem incluir explosões de super-nova e outros surtos estelares.

Neste caso em particular, as observações de acompanhamento realizadas com mais de 50 telescópios em todo o mundo revelaram que a fonte – desde então denominada Gaia16aye – estava a comportar-se de uma maneira bastante estranha.

“Vimos a estrela a ficar cada vez mais brilhante e então, no espaço de apenas um dia, o seu brilho caiu rapidamente,” diz Lukasz Wyrzykowski do Observatório Astronómico da Universidade de Varsóvia, Polónia, um dos cientistas do programa Alertas de Ciência Fotométrica do Gaia.

“Este foi um comportamento muito invulgar. Quase nenhum tipo de super-nova ou outra estrela faz isto.”

Lukasz e colaboradores perceberam em pouco tempo que este aumento de brilho foi provocado por uma micro-lente gravitacional – um efeito previsto pela teoria da relatividade geral de Einstein, que curva o espaço-tempo na vizinhança de objectos muito grandes, como estrelas ou buracos negros.

Quando um objecto tão grande, que pode ser demasiado fraco para ser observado da Terra, passa em frente de outra fonte de luz mais distante, a sua gravidade curva o tecido do espaço-tempo nas proximidades. Isto distorce o percurso da radiação oriunda da fonte de fundo – essencialmente comportando-se como uma lupa gigante.

Gaia16aye é o segundo evento de micro-lentes detectado pelo satélite da ESA. No entanto, os astrónomos notaram que se comportava estranhamente, mesmo para este tipo de evento.

“Se tivermos uma única lente, provocada por um único objecto, haverá apenas um pequeno e constante aumento de brilho e haverá um declínio suave à medida que a lente passa em frente da fonte distante e depois se afasta,” diz Lukasz.

“Neste caso, não só o aumento de brilho estelar caiu acentuadamente, em vez de a um ritmo constante, como após algumas semanas, subiu novamente de brilho, o que é muito invulgar. Ao longo de 500 dias de observações, vimos o aumento e declínio de brilho cinco vezes.”

Esta queda repentina e acentuada no brilho sugeriu que a lente gravitacional que provocava o aumento de brilho devia consistir de um sistema binário – um par de estrelas ou outros objectos celestes, ligados entre si pela gravidade mútua.

Os campos gravitacionais combinados dos dois objectos produzem uma lente com uma rede bastante complexa de regiões de alta ampliação. Quando uma fonte de fundo passa por estas regiões no céu, aumenta de brilho e depois cai imediatamente ao sair delas.

A partir do padrão de aumentos e quedas de brilho subsequentes, os astrónomos conseguiram deduzir que o sistema binário estava a orbitar a um ritmo bastante rápido.

“As órbitas eram rápidas o suficiente e o evento geral de micro-lente era lento o suficiente para a estrela de fundo entrar na região de alta ampliação, sair e entrar novamente,” explica Lukasz.

O longo período de observações, que durou até ao final de 2017, e a grande participação de telescópios terrestres espalhados por todo o mundo, permitiram aos astrónomos recolher uma grande quantidade de dados – quase 25.000 pontos de dados individuais.

Além disso, a equipa também utilizou dúzias de observações desta estrela obtidas pelo Gaia, enquanto continuava a vasculhar o céu ao longo dos meses. Estes dados foram submetidos a calibração preliminar e foram tornados públicos como parte do programa Alertas de Ciência Fotométrica do Gaia.

A partir deste conjunto de dados, Lukasz e colegas foram capazes de aprender muitos detalhes sobre o sistema binário de estrelas.

“Nós não vemos este sistema binário mas, observando apenas os efeitos que criou ao agir como lente sob uma estrela de fundo, fomos capazes de saber tudo sobre ele,” diz o co-autor Przemek Mróz, estudante de doutoramento na Universidade de Varsóvia durante o início da campanha e que é actualmente bolsista de pós-doutoramento no Instituto de Tecnologia da Califórnia.

“Pudemos determinar o período de translação do sistema, as massas dos componentes, a sua separação, a forma das suas órbitas – basicamente tudo – sem ver a luz dos componentes binários.”

O par consiste de duas estrelas bastante pequenas, com 0,57 e 0,36 vezes a massa do nosso Sol, respectivamente. Separadas por aproximadamente o dobro da distância Terra-Sol, as estrelas orbitam em torno do seu centro de massa comum em menos de três anos.

“Se não fosse o Gaia a estudar todo o céu e a enviar os alertas imediatamente, nunca teríamos sabido sobre este evento de micro-lentes,” diz o co-autor Simon Hodgkin da Universidade de Cambridge, que lidera o programa Alertas de Ciência Fotométrica do Gaia.

“Talvez o encontrássemos mais tarde, mas aí se calhar já seria tarde demais.”

A compreensão detalhada do sistema binário dependia da extensa campanha de observação e do amplo envolvimento internacional que o evento Gaia16aye atraiu.

“Reconhecemos os astrónomos profissionais, astrónomos amadores e voluntários de todo o mundo que observaram este evento: sem a dedicação de todas estas pessoas, não teríamos sido capazes de obter estes resultados,” diz Lukasz.

“Os eventos de micro-lente como este podem lançar luz sobre objectos celestes que, de outra forma, não poderíamos ver,” diz Timo Prusti, cientista do projecto Gaia na ESA.

“Estamos muito satisfeitos que a detecção do Gaia tenha desencadeado a campanha de observação que tornou este resultado possível.”

Astronomia On-line
24 de Janeiro de 2020

spacenews

 

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

CIÊNCIA

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

ZAP //

Por ZAP
19 Setembro, 2019

 

1398: O exoplaneta com a atmosfera de hélio que se está a esvaziar como um balão

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

[vasaioqrcode]