1597: Estrela massiva na vizinhança cósmica pode ter ditado a habitabilidade da Terra

Roger Thibaut
Impressão artística demonstra como é que os sistemas planetários nascidos em regiões densas e massivas de formação estelar (esquerda) herdam quantidades substanciais de materiais radioactivos, tornando-os muito diferentes do sistemas formados em outros ambientes (direita)

A Terra é um planeta “privilegiado”: possuiu uma superfície sólida e um clima ameno, potenciando assim a habitabilidade. Uma nova investigação concluiu que, em parte, estas condições se devem a uma estrela massiva que “morava” no ambiente de nascimento do Sol.

Em comunicado, a equipa realça a importância da estrela, explicando que sem os elementos radioactivos deste corpo celeste presentes no início da formação do Sistema Solar o Planeta Azul poderia, na verdade, ser um mundo oceânico hostil coberto por enormes mantos de gelo. O estudo em causa foi publicado esta semana na revista especializada Nature Astronomy. 

“Os resultados das nossas simulações sugerem que existem dois tipos de sistemas planetários qualitativamente diferentes”, disse Tim Lichtenberg do Centro Nacional de Competência em Pesquisa de Planetas (NCCRPS), na Suíça, citado na mesma nota.

Existem sistemas “semelhantes ao nosso Sistema Solar, cujos planetas têm pouca água, e aqueles nos quais mundos oceânicos são primordialmente criados, porque não havia uma estrela massiva por perto quando o seu sistema hospedeiro foi formado”, explicou.

Lichtenberg e a sua equipa, que contou com a colaboração do astrónomo da Universidade de Michigan, Estados Unidos, Michael Meyer, ficaram intrigados como o papel que a presença de uma eventual estrela massiva podia ter na formação de um planeta.

Apesar de ser importante para o campo que estuda a formação e evolução planetária e de responder a algumas, os cientistas reconhecem que a descoberta deixa também questões.

“É óptimo saber que os elementos radioactivos podem ajudar a tornar um sistema húmido mais seco e ter uma explicação para que os planetas pertencentes ao mesmo sistema solar partilhem propriedades semelhantes”, explicou o cientista.

Porém, “o aquecimento radioactivo pode não ser tudo. Como podemos explicar a nossa Terra, que é muito seca, na verdade, comparada aos planetas formados nos nossos modelos? Talvez ter Júpiter [na posição] onde também estava foi também importante para manter a maioria dos corpos gelados fora do Sistema Solar interno”.

De acordo com os cientistas e em termos astronómicos, a água cobre mais de dois terços da superfície da Terra, enquanto que os planetas terrestres interno dos nosso Sistema Solar são muito secos – e ainda bem que assim são.

Todos os planetas têm núcleo, manto (camada interna) e a crosta. Se o conteúdo da água de um planeta rochoso é significativamente maior do que o da Terra, o manto fica imerso num oceano profundo e global e uma camada de gelo impenetrável no fundo do oceano. Esta “imersão” seria prejudicial, uma vez que evita certos processos químicos, como é o caso do ciclo do carbono na Terra, que estabiliza o clima e cria condições superficiais conducentes à vida tal como a conhecemos.

Tal como mencionado anteriormente, os cientistas recorreram a modelos computacionais para simular a formação planetária a partir dos seus blocos de construção, os planetesimais (enormes corpos rochosos ou gelados com provavelmente dezenas de quilómetros de comprimento. Durante o nascimento de um sistema planetário, explicam, os planetesimais formam-se num disco de poeira e gás em torno de uma estrela jovem e torna-se depois em “embriões” planetários.

Como estes blocos são aquecidos a partir do interior, parte do conteúdo inicial de gelo evapora e escapa para o Espaço antes mesmo de poder ser enviado para o próprio planeta. Este aquecimento interno, segundo os cientistas, pode ter ocorrido logo após o nascimento do nosso Sistema Solar, há 4.600 milhões de anos, tal como é sugerido pelos traços primitivos dos meteoritos, podendo ainda estar em progresso em vários lugares.

SA, ZAP //

Por SA
15 Fevereiro, 2019

 

1592: Descoberta jovem estrela massiva “polvilhada com sal”

NRAO/AUI/NSF; S. Dagnello
Impressão de artista de Orion Source I, uma jovem estrela massiva a cerca de 1500 anos-luz. Novas observações do ALMA detectaram um anel de sal – cloreto de sódio, o comum sal de mesa – em redor de estrela. Esta é a primeira detecção de sais de qualquer tipo associada a uma estrela jovem

Uma equipa de astrónomos e químicos, com recurso ao ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), detectou as “impressões digitais” químicas de cloreto de sódio (NaCl) e outros elementos salgados semelhantes emanados do disco empoeirado que rodeia Orion Source I, uma jovem estrela massiva situada numa nuvem de poeira por trás da Nebulosa de Orionte.

“É incrível termos conseguido ver estas moléculas”, comenta Adam Ginsburg, membro do NRAO (National Radio Astronomy Observatory) em Socorro, no estado norte-americano do Novo México, autor principal de um artigo aceite para publicação na revista The Astrophysical Journal.

“Como só tínhamos visto estes elementos nas camadas externas de estrelas moribundas, não sabemos totalmente o que significa a nossa nova descoberta. A natureza da detecção, no entanto, mostra que o ambiente em torno desta estrela é muito invulgar“.

Para detectar moléculas no espaço, os astrónomos usam radiotelescópios para procurar as suas assinaturas químicas – picos reveladores nos espectros de rádio e em comprimentos de onda milimétricos. Os átomos e as moléculas emitem estes sinais de várias maneiras, dependendo da temperatura dos seus ambientes.

As novas observações do ALMA contêm uma série de assinaturas espectrais – ou transições, como os astrónomos chamam – das mesmas moléculas. Para criar “impressões digitais” tão fortes e variadas, as diferenças de temperatura onde as moléculas residem devem ser extremas, variando de mais ou menos -175º C para 3700º C. Um estudo aprofundado destes picos espectrais pode fornecer informações detalhadas sobre o modo como a estrela está a aquecer o disco, o que também seria uma medida útil da luminosidade da estrela.

“Quando olhamos para as informações fornecidas pelo ALMA, vemos cerca de 60 transições diferentes – ou impressões digitais únicas – de moléculas como o cloreto de sódio e cloreto de potássio vindas do disco. Isso é impressionante e empolgante,” disse Brett McGuire, químico do NRAO em Charlottesville, Virginia, EUA, co-autor do artigo.

Os cientistas especulam que estes sais vêm de grãos de poeira que colidiram e derramaram os seus conteúdos no disco circundante. As suas observações confirmam que as regiões salgadas traçam a localização do disco circunstelar.

“Normalmente, quando estudamos as protoestrelas desta maneira, os sinais do disco e o fluxo da estrela confundem-se, dificultando a distinção entre um e o outro”, comentou Ginsburg. “Como agora podemos isolar apenas o disco, podemos aprender como se está a mover e quanta massa contém. Também nos pode dizer coisas novas sobre a estrela”.

A detecção de sinais em torno de uma estrela jovem também é de interesse para os astrónomos e astro-químicos porque alguns dos átomos constituintes dos sais são metais – sódio e potássio. Isto sugere que podem existir outras moléculas contendo metais neste ambiente. Se assim for, pode ser possível usar observações semelhantes para medir a quantidade de metais em regiões de formação estelar. “Este tipo de estudo não está disponível para nós actualmente. Os elementos metálicos flutuantes são geralmente invisíveis para a radioastronomia”, realçou McGuire.

As assinaturas salgadas foram encontradas a 30-60 UA (UA significa Unidade Astronómica, a distância média entre a Terra e o Sol) das estrelas hospedeiras. Com base nas suas observações, os astrónomos inferem que podem haver até mil triliões (10^21) de quilogramas de sal nessa região, o equivalente à massa total dos oceanos da Terra.

“O nosso próximo passo nesta investigação é procurar sais e moléculas metálicas noutras regiões. Isto ajudar-nos-á a compreender se estas ‘impressões digitais’ químicas são uma ferramenta poderosa no estudo de uma ampla gama de discos protoplanetários, ou se esta detecção é exclusiva desta fonte”, disse Ginsburg.

“Olhando para o futuro, o ngVLA (Next Generation Very Large Array) terá a combinação certa de sensibilidade e cobertura de comprimento de onda para estudar estas moléculas e talvez usá-las como rastreadores para discos de formação planetária.”

Orion Source I está a ser formada na Nuvem Molecular I de Orionte, uma região de nascimento estelar explosivo previamente observada com o ALMA. “Esta estrela foi expelida da sua nuvem natal a uma velocidade de mais ou menos 10 km/s há cerca de 550 anos,” disse John Bally, astrónomo da Universidade do Colorado e co-autor do artigo.

“É possível que grãos sólidos de sal tenham sido vaporizados por ondas de choque à medida que a estrela e o seu disco foram abruptamente acelerados por um encontro próximo ou por uma colisão com outra estrela. Resta saber se o vapor de sal está presente em todos os discos que rodeiam as protoestrelas massivas, ou se esse vapor assinala eventos violentos como o que observámos com o ALMA.”

ZAP // CCVAlg

Por CCVAlg
14 Fevereiro, 2019

 

1236: Telescópio Hubble capturou a gigantesca “Sombra do Batman”

NASA
O fenómeno da “Sombra do Batman” está no canto superior esquerdo da imagem

A NASA entrou no clima de Halloween nesta quarta-feira ao publicar uma imagem capturada pelo telescópio espacial Hubble de um fenómeno apelidado de “Sombra do Batman” – a silhueta escura e em forma de cone de uma estrela muito semelhante ao Sol, localizada a mais de mil anos-luz da Terra. 

O telescópio Hubble capturou uma sombra enorme, provocada por um estrela massiva chamada de HBC 672. De acordo com astrónomos da NASA, esta estrela está cercada por um anel de detritos de poeira, rocha e gelo, que é tão pequeno e distante que nem mesmo o Hubble seria capaz de o ver. No entanto, a sua sombra projecta-se sobre a nuvem onde nasceu, tornando possível a sua identificação através do Hubble.

“As sombras na Terra podem ser misteriosas, mas quando ocorrem no espaço, estas podem fornecer informações que não encontraríamos de outra forma“, escreveu a NASA na sua conta do Twitter.

E continuou: “Nesta imagem, o fenómeno – apelidado de “Sombra do Batman” – abrange aproximadamente 200 vezes o comprimento do nosso Sistema Solar.

O fenómeno é, literalmente, de outro mundo, mais especificamente da Nebulosa Serpente, constelação localizada a cerca de 1.300 anos-luz da Terra.

“Isso é um análogo de como era o Sistema Solar quanto tinha apenas 1 ou 2 milhões de anos”, explicou Klaus Pontoppidan do Instituto de Ciências Espaciais Telescópicas, acrescentando ainda que, de acordo com a informação que têm “o Sistema Solar criou, uma vez, uma sombra parecida”, rematou.

ZAP // SputnikNews

Por SN
3 Novembro, 2018

 

936: Raios gama expelidos próximo de um buraco negro parecem “reverter o tempo”

ESO/A. Roquette

Quando uma estrela massiva colapsa num buraco negro, envia um sinal muito brilhante na forma de explosões de raios gama. Agora, os cientistas descobriram algo muito peculiar sobre estes misteriosos sinais, que são reversíveis no tempo.

Um estudo recente, cujo artigo científico foi publicado recentemente no Astrophysical Journal, descobriu que as rajadas de raio gama são reversíveis no tempo, o que significa que a onda de luz brilhante é expelida de uma forma e, mais tarde, expelida novamente mas de forma inversa.

Os cientistas não sabem o que está a causar estes sinais de raios gama invertidos no tempo, mas a física em torno dos buracos negros é tão estranha que nada deve ser descartado.

“Explosões de raios gama são as fontes mais luminosas conhecidas na natureza. Produzem mais energia do que qualquer outra coisa que emite luz”, explicou o principal autor do estudo, Jon Hakkila, astrofísico e reitor da Escola de Pós-Graduação da Faculdade de Charleston, nos Estados Unidos.

Quando duas estrelas de neutrões colidem, emitem rajadas curtas de raios gama enquanto formam um buraco negro. Super-novas, ou explosões de estrelas, produzem explosões de raios gama mais longas à medida que as estrelas agonizantes entram em colapso em buracos negros. Para ambos os tipos de explosões de raios gama, a maior parte da energia vem na forma de “pulsos”.

Hakkila analisou esses diferentes pulsos de raios gama isoladamente e descobriu que cada pulso tinha três picos distintos onde a luz aumentava e diminuía em intensidade.

A equipa de cientistas descobriu então que a estrutura desses picos era muito parecida com os reflexos de um espelho, isto porque as partes dos pulsos anteriores que surgiram primeiro estavam a aparecer em último lugar, e pulsos subsequentes.

Foi então que a equipa descobriu que seis das explosões de raios gamas mais brilhantes, detectadas pelo Observatório de Raios Gama Compton, da NASA, continham assinaturas de luz com “reversão de tempo”. “Todos têm essa assinatura de brilho que flutua e volta no tempo”, explicou Hakkila.

De uma forma prática e para entender como funciona, imagine que ligava três interruptores: segundo este processo de reversão, ligaria o A, seguido do B e por último o C, e desligaria sempre i C primeiro, depois o B e finalmente o A.

Uma explosão de raios gama representa a formação de um buraco negro, e acontecem todo o tipo de coisas estranhas tanto no espaço e no tempo como na relação entre espaço e tempo na vizinhança de um buraco negro”, esclarece Hakkila.

Apesar de a explosão não estar propriamente a reverter o tempo através de um mecanismo qualquer de radiação, os cientistas não podem excluir nenhuma hipótese.

Ainda assim, a explicação mais plausível assenta na forma como uma onda de choque se move através da matéria. Quando uma estrela explode, uma grande onda de choque pode mover-se através de um determinado material, atingindo, por exemplo, o aglomerado A, depois o B e por fim o C. Para causar o sinal reverso no tempo, a onda teria que, de alguma forma, voltar por esses aglomerados na ordem inversa.

Esse processo poderia acontecer de duas formas: ou a onda tem de atingir algum tipo de superfície reflexiva, semelhante a um espelho, ou os aglomerados devem ser distribuídos de uma forma bizarra que não faz sentido se usarmos a física comum para explicar.

No entanto, nem todos estão convencidos de que a inversão de tempo é a melhor explicação para os sinais de raio gama. Bing Zhang, professor de astrofísica da Universidade de Nevada, nos EUA, é um deles.

A descoberta é baseada na suposição de que cada explosão de raios gama é “composta por vários pulsos bem definidos”, cada um com uma forma que pode ser descrita através de uma equação matemática. Contudo, sustenta, a forma e a natureza desses pulsos podem ser mais complicadas do que uma simples forma matemática.

Por ZAP
30 Agosto, 2018

(Foram corrigidos 2 erros ortográficos ao texto original)

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687: Estrelas massivas podem obrigar-nos a rever toda a história do Universo

ESO/IDA/Danish 1.5 m/R. Gendler, C. C. Thöne, C. Féron, and J.-E. Ovaldsen
A assustadora Nebulosa de Tarântula, ou NGC 2070, uma das galáxias mais próximas de nós

Para entender os padrões que deram forma às galáxias, é necessário estudar estrelas. Ao estudá-las, astrónomos e cientistas conseguem analisar as suas massas, nascimentos e mortes para melhor compreender a história do universo.

O Observatório Europeu do Sul acaba de anunciar que um grupo de astrónomos descobriu que tanto as galáxias do universo primordial como uma galáxia próxima contêm uma proporção de estrelas massivas muito maior do que as encontrada em galáxias até então.

“Encontrámos cerca de 30% mais estrelas com massas maiores que trinta vezes a massa do Sol. Encontramos também 70% mais de estrelas com mais de 60 massas solares”, explicou Fabian Schneider, da Universidade de Oxford, na Inglaterra.

“Os nossos resultados desafiam a ideia anterior que previa um limite de 150 massas solares para a maior massa de nascimento e as conclusões até sugerem que estrelas podem ter massas iniciais de 300 massas solares!”.

As descobertas, realizadas por dois grupos de astrónomos independentes, foram publicadas em dois artigos científicos nas revistas científicas Science em Janeiro e na Nature em Junho, e podem mudar completamente as ideias actuais sobre a forma como as galáxias evoluíram.

Uma das equipas de investigação foi liderada por Schneider, que usou o Very Large Telescope do ESO para observar quase 1.000 estrelas em 30 Doradus, conhecida como a Nebulosa da Tarântula – uma região formadora de estrelas na Grande Nuvem de Magalhães, uma pequena galáxia satélite para a nossa Via Láctea

A outra equipa, liderada pelo astrónomo Zhi-Yu Zhang da Universidade de Edimburgo, recorreu ao ALMA, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, para investigar a proporção de estrelas massivas em 4 galáxias distintas e cheias de poeira. 

“Estas descobertas levam-nos a questionar a nossa compreensão da história cósmica”, concluiu Rob Ivison, astrónomo da Universidade de Edimburgo.

ZAP // Hype Science / SciNews

Por HS
24 Junho, 2018

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629: ALMA E VLT DESCOBREM DEMASIADAS ESTRELAS MASSIVAS EM GALÁXIAS COM FORMAÇÃO ESTELAR EXPLOSIVA, TANTO PRÓXIMAS COMO LONGÍNQUAS

Esta imagem artística mostra uma galáxia poeirenta no Universo distante que está a formar estrelas a uma taxa muito mais elevada do que a da nossa Via Láctea. Novos dados obtidos com o ALMA permitiram aos cientistas observar para além do véu de poeira e ver algo anteriormente inacessível – que estas galáxias com formação estelar explosiva possuem um excesso de estrelas massivas quando comparadas com galáxias mais calmas.
Crédito: ESO/M. Kornmesser

Com o auxílio do ALMA e do VLT, os astrónomos descobriram que, tanto galáxias com formação estelar explosiva do Universo primordial, como uma região de formação estelar situada numa galáxia próxima, contêm uma proporção de estrelas massivas muito maior do que a encontrada em galáxias mais calmas. Esta descoberta desafia as actuais teorias de evolução galáctica, alterando o nosso conhecimento da história da formação estelar cósmica e da formação contínua de elementos químicos.

No intuito de estudar o Universo longínquo, uma equipa de cientistas liderada pelo astrónomo Zhi-Yu Zhang, da Universidade de Edimburgo, utilizou o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para investigar a proporção de estrelas massivas em quatro galáxias distantes ricas em gás com formação estelar explosiva.

As galáxias com formação estelar explosiva são galáxias que estão a sofrer um episódio de formação estelar muito intensa. A taxa à qual se formam novas estrelas pode bem ser superior a 100 vezes a taxa de formação estelar da nossa galáxia, a Via Láctea. Neste tipo de galáxias, as estrelas massivas produzem radiação ionizante, fluxos estelares e explosões de supernova, fenómenos que influenciam de forma bastante significativa a evolução química e dinâmica do meio que as rodeia. O estudo da distribuição de massa das estrelas nestas galáxias ajuda-nos a compreender melhor não só sobre a sua própria evolução, mas também a evolução do Universo, de modo geral.

Observamos estas galáxias quando o Universo era muito mais jovem do que actualmente, o que significa que, muito provavelmente, estes objectos bebés ainda não sofreram muitos episódios de formação estelar anteriores. Se não fosse este o caso, os resultados poderiam estar comprometidos.

Zhang e a sua equipa desenvolveram uma nova técnica — semelhante à datação por carbono radioactivo (também conhecida por datação por carbono-14) — para medir as abundâncias de diferentes tipos de monóxido de carbono em quatro galáxias muito distantes envoltas em poeira e com formação estelar explosiva. A equipa observou a razão entre dois tipos de monóxido de carbono que contêm diferentes isótopos.

“Os isótopos de carbono e de oxigénio têm origens diferentes”, explica Zhang. “O 18O é mais produzido em estrelas massivas e o 13C é mais produzido em estrelas de massa pequena ou intermédia.” Graças à nova técnica, a equipa foi capaz de observar para além da poeira destas galáxias e determinar pela primeira vez a massa das suas estrelas.

A massa de uma estrela é o factor mais importante para determinar a sua evolução. As estrelas massivas brilham intensamente e têm vidas curtas, enquanto que as estrelas menos massivas, como o Sol, brilham de forma mais modesta durante milhares de milhões de anos. Assim, ao sabermos as proporções de estrelas com massas diferentes que se formam nas galáxias, podemos compreender melhor a formação e evolução das galáxias ao longo da história do Universo, o que, por sua vez, nos dá informações valiosas sobre os elementos químicos disponíveis para formar novas estrelas e planetas e, por fim, o número de “sementes” de buracos negros que podem coalescer para formar os buracos negros super-massivos que vemos no centro de muitas galáxias.

A co-autora do trabalho, Donatella Romano do INAF-Observatório de Astrofísica e Ciências do Espaço em Bolonha, explica o que a equipa descobriu: “A razão de 18O para 13C medida foi cerca de 10 vezes maior nestas galáxias com formação estelar explosiva existentes no Universo primordial do que em galáxias como a Via Láctea, o que significa que existe uma proporção muito maior de estrelas massivas no interior destas galáxias.”

Estes resultados obtidos com o ALMA são corroborados por outra descoberta no Universo local. Com o auxílio do VLT (Very Large Telescope) do ESO e com o intuito de investigar a distribuição geral de idades estelares e massas iniciais, uma equipa liderada por Fabian Schneider, da Universidade de Oxford, obteve medições espectroscópicas de 800 estrelas situadas na enorme região de formação estelar 30 Doradus, na Grande Nuvem de Magalhães.

Schneider explica: “Descobrimos cerca de 30% mais estrelas com massas superiores a 30 vezes a do Sol do que o esperado e cerca de 70% mais do que as esperadas com massas superiores a 60 massas solares. Os nossos resultados desafiam o limite anteriormente previsto de 150 massas solares para a massa inicial máxima das estrelas e sugerem ainda que as estrelas se podem formar com massas superiores a 300 massas solares!”

Rob Ivison, co-autor do novo artigo científico baseado nos dados ALMA, conclui: “Os nossos resultados levam-nos a questionar a nossa compreensão da história cósmica. Os astrónomos que constroem modelos do Universo têm que voltar ao ponto de partida e usar modelos ainda mais sofisticados.”

Astronomia On-line
8 de Junho de 2018

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