4977: Raro Planeta “algodão doce” está a intrigar os astrónomos

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

A procura constante por respostas leva os astrónomos a novas descobertas, algumas delas que contrariam completamente o conhecimento que se julgava seguro. Por exemplo, existe uma categoria rara de planetas, denominada “superpuff” ou “algodão doce”, que intriga os astrónomos. Isto é, são mundos gigantes, cobertos por um imenso envelope de gases que lhes conferem um tamanho incrível. Contudo, estes pesos plumas têm muito baixa densidade, uma vez que têm núcleos sólidos menores do que os de Júpiter e Saturno, os nossos gigantes gasosos.

Um caso que está a desafiar particularmente a comunidade científica é o exoplaneta gigante WASP-107b.

Exoplaneta gigante que é uma bola de algodão doce

O colossal exoplaneta gigante WASP-107b foi descoberto em 2017. No entanto, os cientistas acabam de descobrir que o WASP-107b tem uma peculiaridade que o torna único dentro do seu já estranho tipo. Assim, percebeu-se que a sua massa é muito inferior ao que se pensava ser necessário para criar a enorme camada de gás que a rodeia.

Esta intrigante descoberta sugere que os planetas gigantes a gás são formados de forma muito mais fácil do que se pensava anteriormente.

Tão grande como Júpiter, mas 10 vezes mais leve

O exoplaneta WASP-107b foi detectado pela primeira vez em 2017 à volta da sua estrela, baptizada de WASP-107. Conforme foi à data catalogada, a estrela está a cerca de 212 anos-luz da Terra na constelação Virgo. Assim, percebeu-se que este exoplaneta está muito próximo da sua estrela, mais de 16 vezes que a Terra está do Sol.

Portanto, este é um astro tão grande como Júpiter, contudo, 10 vezes mais leve. WASP-107b é um dos exoplanetas menos densos conhecidos.

Quem descobriu este peculiar planeta foi a estudante Caroline Piaulet do Instituto de Investigação Exoplanet (iREx) da Universidade de Montreal (UdeM) no Canadá. Ela e a sua equipa utilizaram pela primeira vez as observações WASP-107b obtidas no Observatório Keck no Havai para avaliar a sua massa com maior precisão.

Os investigadores utilizaram o método da velocidade radial, que permite determinar a massa de um planeta através da observação do movimento de oscilação da sua estrela hospedeira pela atracção gravitacional do planeta. Foi assim que concluíram que a densidade deste planeta do tipo “algodão doce” é cerca de um décimo da de Júpiter.

Método da velocidade radial. Quando a estrela se afasta de nós, o seu espectro desloca-se para o vermelho e quando se aproxima, para o azul. Crédito: Las Cumbres Observatory.

Depois de uma análise para determinar a sua estrutura interna mais provável, chegaram à surpreendente conclusão. Afinal a densidade é tão baixa que o planeta deve ter um núcleo sólido que não deverá ser mais do que quatro vezes a massa da Terra.

Assim, isto significa que mais de 85% da sua massa provém da espessa camada de gás que envolve o núcleo. Em comparação, Neptuno, que tem uma massa semelhante ao WASP-107b, tem apenas 5% a 15% da sua massa total na sua camada de gás.

Tínhamos muitas perguntas sobre o WASP-107b. Como poderia um planeta de tão baixa densidade ter-se formado, e como impediu que a sua enorme camada de gás escapasse, especialmente dada a proximidade do planeta à sua estrela? Isto levou-nos a realizar uma análise mais profunda para determinar a sua história de formação.

Disse Caroline Piaulet.

Um gigante do gás em concepção

Os planetas formam-se no disco de poeiras e gás que envolve uma estrela jovem, chamado disco protoplanetário. Os modelos clássicos de formação de planeta gigante a gás baseiam-se no que sabemos de Júpiter e Saturno. Estas teorias afirmam que é preciso um núcleo sólido pelo menos 10 vezes mais maciço do que a Terra para acumular uma grande quantidade de gás antes do disco se dissipar, porque sem ele não seria possível acumular e reter estes grandes projécteis de gás.

Então como explica a existência do WASP-107b?

A professora da Universidade McGill Eve Lee, uma especialista mundial em planetas como o WASP-107b, tem uma hipótese.

Para o WASP-107b, o cenário mais plausível é que o planeta se formou longe da estrela, onde o gás no disco é suficientemente frio para que a acumulação de gás possa ocorrer muito rapidamente. Mais tarde, o planeta pode ter migrado para a sua posição actual, quer através de interacções com o disco, quer com outros planetas do sistema.

Um segundo planeta de algodão doce: WASP-107c

As observações desta investigação levaram também a uma descoberta adicional que seria fundamental para a teoria da investigadora. Segundo ela, deverá existir um segundo planeta, o WASP-107c. Este terá uma massa de cerca de um terço da de Júpiter, consideravelmente maior do que a de WASP-107b.

Este novo planeta está muito mais longe da estrela central. Conforme refere o estudo, este precisa de três anos para completar uma órbita à sua volta, enquanto o WASP-107b leva 5,7 dias. Além disso, os astrónomos descobriram que tem uma órbita muito excêntrica, o que significa que a sua trajectória em torno da sua estrela é mais oval do que circular.

Para além da história da sua formação, existem ainda muitos mistérios em torno do WASP-107b. Estudos da atmosfera do planeta com o Telescópio Espacial Hubble publicados em 2018 revelaram uma surpresa: contém muito pouco metano.

Além disso, sabe-se também que devido à sua densidade ser tão pequena, não consegue reter a sua atmosfera, que é lenta, mas inexoravelmente “arrancada” pelas interacções com a sua própria estrela-mãe. Os cientistas calcularam que o WASP-107b perde entre 0,1 e 0,4% da sua massa a cada mil milhões de anos, e que a maior parte dessa massa perdida é projectada para o seu lado nocturno. Então, esse fenómeno leva à formação de uma enorme cauda que é três a cinco vezes maior do que o próprio planeta, o que levou ao seu apelido de “super-cometa”.

Portanto, para já não haverá muito mais que se possa apurar. Contudo, com o lançamento do telescópio espacial James Webb, os astrónomos acreditaram que serão capazes de obter mais informação para resolver os enigmas que estes planetas “de algodão doce” ainda contêm.

O estudo foi publicado no Astronomical Journal.

Pplware
Autor: Vítor M.
20 Jan 2021


4533: Evidência de colisão lateral com galáxia anã descoberta na Via Láctea

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Estrelas identificadas na investigação formaram “estruturas em forma de concha” no rescaldo de uma fusão radial que ocorreu há 3 mil milhões de anos.
Crédito: Instituto Politécnico Rensselaer

Há quase 3 mil milhões de anos, uma galáxia anã mergulhou no centro da Via Láctea e foi dilacerada pelas forças gravitacionais da colisão. Os astrofísicos anunciaram que a fusão produziu uma série de formações estelares reveladoras, em forma de concha, na vizinhança da constelação de Virgem, as primeiras “estruturas de concha” a serem encontradas na Via Láctea. A descoberta fornece mais evidências do antigo evento e novas explicações possíveis para outros fenómenos na Galáxia.

Os astrónomos identificaram uma densidade invulgarmente alta de estrelas chamada Super-densidade de Virgem há cerca de duas décadas. Os levantamentos estelares revelaram que algumas destas estrelas estão a mover-se na nossa direcção, enquanto outras estão a afastar-se, o que também é invulgar, pois um enxame de estrelas normalmente viaja em conjunto. Com base em dados emergentes, os astrofísicos do Instituto Politécnico Rensselaer propuseram em 2019 que a densidade excessiva era o resultado de uma fusão radial, a versão estelar de uma colisão entre dois carros na perpendicular.

“Quando a ‘montámos’, foi um momento ‘aha’,” disse Heidi Jo Newberg, professora de física, física aplicada e astronomia e co-autora do artigo publicado na revista The Astrophysical Journal sobre a descoberta. “Este grupo de estrelas tinha um monte de velocidades diferentes, o que era muito estranho. Mas agora que vemos o seu movimento como um todo, compreendemos porque é que as velocidades são diferentes e porque estão a mover-se da maneira que se movem.”

As recém-anunciadas estruturas em forma de concha são planos curvos de estrelas, como guarda-chuvas, deixados para trás quando a galáxia anã foi dilacerada, literalmente saltando para cima e para baixo através do centro da Galáxia à medida que era incorporada na Via Láctea, um evento que os investigadores chamaram de “Fusão Radial de Virgem”. De cada vez que as estrelas da galáxia anã passavam rapidamente pelo Centro Galáctico, diminuíam de velocidade conforme eram puxadas pela gravidade da Via Láctea até que paravam no ponto mais distante e, em seguida, viravam para chocar novamente contra o centro, criando outra estrutura em forma de concha. As simulações que correspondem aos dados observados podem ser usadas para calcular quantos ciclos a galáxia anã suportou e, portanto, quando a colisão original ocorreu.

O novo artigo identifica duas estruturas em forma de concha na Super-densidade de Virgem e duas na região da Nuvem de Hércules-Águia, com base em dados do SDSS (Sloan Digitized Sky Survey), do telescópio espacial Gaia da ESA e do telescópio LAMOST na China. A modelagem computacional das conchas e do movimento das estrelas indica que a galáxia anã passou pela primeira vez pelo Centro Galáctico da Via Láctea há 2,7 mil milhões de anos.

Newberg é especialista no halo da Via Láctea, uma nuvem esférica de estrelas que rodeia os braços espirais do disco central. A maioria, senão todas, dessas estrelas parecem ser “imigrantes”, estrelas que se formaram noutras galáxias mais pequenas que mais tarde foram puxadas para a Via Láctea. À medida que as galáxias mais pequenas se aglutinam com a Via Láctea, as suas estrelas são puxadas pelas chamadas “forças de maré”, o mesmo tipo de forças diferenciais que fazem as marés na Terra, e eventualmente formam um longo cordão de estrelas que se movem em uníssono dentro do halo. Estas fusões de maré são bastante comuns e formaram grande parte da investigação de Newberg ao longo das últimas duas décadas.

As mais violentas “fusões radiais” são consideradas bem menos comuns. Thomas Donlon II, estudante de Rensselaer e autor principal do artigo, disse que inicialmente não estavam à procura de evidências de tal evento.

“Existem outras galáxias, tipicamente galáxias mais esféricas, que têm uma estrutura de concha muito pronunciada, de modo que sabemos que estas coisas acontecem, mas estudámos a Via Láctea e não vimos conchas gigantescas realmente óbvias,” disse Donlon, que foi também o autor principal de um artigo de 2019 que propôs a Fusão Radial de Virgem. À medida que modelavam o movimento da Super-densidade de Virgem, começaram a considerar uma fusão radial. “E então percebemos que é o mesmo tipo de fusão que provoca estas grandes conchas. Só parece diferente porque, para começar, estamos dentro da Via Láctea, de modo que temos uma perspectiva diferente, e esta também é uma galáxia de disco e não temos tantos exemplos de estruturas em forma de concha em galáxias de disco.”

O achado tem potenciais implicações para uma série de outros fenómenos estelares, incluindo a Salsicha Gaia, uma formação estelar que se pensa ter resultado da fusão de uma galáxia anã há 8-11 mil milhões de anos. Trabalhos anteriores apoiaram a ideia de que a Fusão Radial de Virgem e a Salsicha Gaia resultaram do mesmo evento; a estimativa da idade da Fusão Radial de Virgem, muito mais jovem, significa que ou os dois são eventos diferentes ou que a Salsicha Gaia é muito mais jovem e não pode ter provocado a criação do disco espesso da Via Láctea, como afirmado anteriormente. Um padrão espiral recém-descoberto em dados de posição e velocidade de estrelas próximas do Sol, às vezes chamado Caracol Gaia, e um evento proposto chamado Splash, também podem estar associados à Fusão Radial de Virgem.

“Existem muitos potenciais vínculos a esta descoberta,” disse Newberg. “A Fusão Radial de Virgem abre a porta a uma maior compreensão de outros fenómenos que vemos e não entendemos totalmente, e que podem muito bem ter sido afectados por algo que caiu através do meio da Galáxia há menos de 3 mil milhões de anos.”

Astronomia On-line
23 de Outubro de 2020

 

3760: Northolt Branch Observatories

LBQS 1429-008 é um quasar na direcção da constelação de Virgo.

O fenómeno que vemos como quasares é geralmente causado por um buraco negro super-maciço activo no centro de uma galáxia gigante. LBQS 1429-008 é incomum, na medida em que consiste em três objectos separados interagindo uns com os outros: Um principal visível a + 17.7 mag, um segundo componente de 19 mag (não resolvido na imagem abaixo), e um Terceiro da 24 ª magnitude que requer que os maiores telescópios da Terra sejam vistos.

Os dois componentes mais brilhantes eram conhecidos desde 1989, o que fez do LBQS 1429-008 um quasar duplo (em si uma ocorrara). Quando o terceiro componente foi descoberto em 2007, o LBQS 1429-008 tornou-se o primeiro quasar triplo conhecido. As três galáxias hospedeiras estão em processo de fusão, e elas evoluirão para um único quasar dentro dos próximos bilhões de anos.

A uma distância de mais de 10 bilhões de anos-luz da Terra, estamos vendo LBQS 1429-008 numa época em que o universo era apenas uma pequena fracção da sua idade actual, uma era em que os quasares eram muito mais comuns do que eles hoje. Os quasares são tão raros hoje em dia que não existe um único quasar dentro de 500 milhões de anos-luz da Terra.

Ver também:
https://skyandtelescope.org/astronomy-news/the-first-triple-quasar/
https://en.wikipedia.org/wiki/Quasar#Multiple_quasars

Northolt Branch Observatories
Qhyccd

 

 

2075: Há uma galáxia estranha que se está a mover em direcção a nós

ESA

A NASA publicou, na sexta-feira, uma fotografia da galáxia espiral Messier 90, que se move em direcção à Via Láctea, apesar da expansão do Universo que faz com que todas as galáxias se afastem umas das outras.

A galáxia localiza-se na constelação de Virgem, a cerca de 60 milhões de anos-luz da Terra, de acordo com o comunicado. A aproximação foi detectada graças ao efeito conhecido como “mudança azul”, que consiste em aumentar a frequência aparente das ondas de luz emitidas por um objecto que se aproxima do observador. Desta maneira, a sua cor muda para tons azuis.

Ao analisar as imagens obtidas através do Telescópio Espacial Hubble de 1994 a 2010, os investigadores concluíram que a Messier 90 move-se em direcção à Via Láctea enquanto as outras 1.200 galáxias do aglomerado gigante ao qual pertence estão muito longe das nossas.

Provavelmente, isto estará a acontecer porque a massa colossal do conglomerado acelera algumas galáxias a velocidades maiores que a da expansão do Universo, fazendo-os os girar em caminhos estranhos, supõem os astrónomos.

Enquanto o aglomerado em si está a afasta-se de nós, algumas das suas galáxias constituintes, como a Messier 90, estão a mover-se mais rápido do que o aglomerado como um todo, fazendo com que, da Terra, vejamos a galáxia em direcção a nós. No entanto, alguns também estão se a mover na direcção oposta dentro do aglomerado e, portanto, parecem estar a afastar-se de nós em alta velocidade.

A imagem da Messier 90 foi criada a partir de uma ampla gama de comprimentos de onda de luz, incluindo luz infravermelha, ultravioleta e visível. Os dados foram recolhidos pelo Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2) do Hubble, que capturou imagens entre 1994 e 2010. A galáxia Messier 90 foi descoberta em 1781 e contém cerca de mil milhões de estrelas.

ZAP //

Por ZAP
30 Maio, 2019


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