3927: π-Terra. Exoplaneta do tamanho da Terra orbita a sua estrela em 3,14 dias

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Gabriel Pérez Díaz / Instituto de Astrofísica das Canárias
Impressão de artista de um sistema planetário com três exoplanetas rochosos do tamanho da Terra

Usando dados da missão Kepler/K2 da NASA, os telescópios SPECULOOS e o espectrómetro Echelle de alta resolução (HIRES), uma equipa de astrónomos descobriu um planeta do tamanho da Terra numa órbita próxima ao redor da anã vermelha EPIC 249631677.

A anã vermelha EPIC 249631677 localiza-se a 185 anos-luz de distância, na constelação de Libra, e tem mais de mil milhões de anos. A temperatura ronda os 3.000 graus Celsius e é cerca de cinco vezes mais pequena do que o nosso Sol.

O astrónomo Prajwal Niraula explicou, citado pelo Sci-News, que os cientistas voltaram a analisar os dados do Kepler/K2, uma missão que terminou no ano passado, e as curvas de luz das estrelas com temperaturas inferiores a 3.200 graus Celsius.

“Entre as 1.213 estrelas que se enquadravam nos critérios, a EPIC 249631677 apresentou o sinal de trânsito periódico mais forte”, referiu. “Observamos três trânsitos adicionais do planeta com os Observatórios Sul e Norte do SPECULOOS e um espectro estelar, o que nos permitiu validar a natureza planetária do sinal.”

O exoplaneta recém-descoberto orbita a sua estrela-mãe com um período de 3,14 dias. Oficialmente conhecido como EPIC 249631677b e apelidado de π-Terra, o planeta é apenas 5% mais pequeno do que a Terra.

De acordo com o artigo científico, que será publicado no AAS journals, o mundo alienígena tem uma temperatura superficial estimada em torno dos 190 graus Celsius, o que significa que é demasiado quente para hospedar vida (pelo menos, como a conhecemos).

ZAP //

Por ZAP
28 Junho, 2020

 

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3904: Planetas com oceanos são comuns na nossa Galáxia? É provável, dizem cientistas da NASA

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Esta ilustração mostra a sonda Cassini da NASA a voar pelas plumas de Encélado em Outubro de 2015.
Crédito: NASA/JPL-Caltech

Há vários anos, a cientista planetária Lynnae Quick começou a perguntar-se se algum dos mais de 4000 exoplanetas conhecidos, ou planetas para lá do nosso Sistema Solar, podiam assemelhar-se com algumas das luas com grandes quantidades de água em torno de Júpiter e Saturno. Embora algumas destas luas não tenham atmosferas e estejam cobertas de gelo, ainda estão entre os principais alvos na busca da NASA por vida para lá da Terra. A lua de Saturno, Encélado, e a lua de Júpiter, Europa, que os cientistas classificam como “mundos oceânicos”, são bons exemplos.

“Plumas de água emergem de Europa e Encélado, de modo que sabemos que estes corpos têm oceanos subterrâneos por baixo das suas conchas de gelo, e têm energia que impulsiona as plumas, que são dois requisitos para a vida como a conhecemos,” diz Quick, cientista planetária da NASA especialista em vulcanismo e mundos oceânicos. “Assim sendo, se pensarmos nestes lugares como possivelmente habitáveis, talvez versões maiores noutros sistemas planetários também sejam habitáveis.”

Quick, do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland, decidiu explorar se – hipoteticamente – existem planetas semelhantes a Europa e Encélado na nossa Via Láctea. E se também podiam ser geologicamente activos o suficiente para expelir plumas através das suas superfícies, quem sabe um dia detectadas por telescópios.

Através de uma análise matemática de várias dúzias de exoplanetas, incluindo planetas no sistema vizinho TRAPPIST-1, Quick e colegas aprenderam algo significativo: mais de um-quarto dos exoplanetas que estudaram podem ser mundos oceânicos, com a maioria possivelmente abrigando oceanos sob camadas de gelo superficial, semelhantes a Europa e Encélado. Além disso, muitos destes planetas podem estar a libertar mais energia do que Europa e Encélado.

Os cientistas podem um dia ser capazes de testar as previsões de Quick medindo o calor emitido por um exoplaneta ou detectando erupções vulcânicas ou crio-vulcânicas (líquido ou vapor em vez de rocha derretida) nos comprimentos de onda da luz emitida por moléculas na atmosfera de um planeta. Por agora, os cientistas não podem ver muitos exoplanetas em detalhe. Infelizmente, estão demasiado distantes e demasiado ofuscados pelo brilho das suas estrelas. Mas, considerando a única informação disponível – os tamanhos, massas e distâncias dos exoplanetas às suas estrelas – cientistas como Quick e colegas podem explorar modelos matemáticos e a nossa compreensão do Sistema Solar para tentar imaginar as condições que podiam moldar exoplanetas em mundos habitáveis (ou não).

Apesar das suposições que entram nestes modelos matemáticos serem suposições educadas, podem ajudar os cientistas a restringir a lista de exoplanetas promissores para procurar condições favoráveis à vida, para que o Telescópio Espacial James Webb da NASA ou outras missões espaciais possam observar.

“As missões futuras com o objectivo de procurar sinais de vida para lá do Sistema Solar estarão focadas em planetas como o nosso, que possuem uma biosfera global tão abundante que mudam a química de toda a atmosfera,” diz Aki Roberge, astrofísica da NASA em Goddard que colaborou com Quick na sua análise. “Mas no Sistema Solar, luas geladas com oceanos, que estão longe do calor do Sol, ainda mostraram que possuem características que achamos necessárias para a vida.”

Para procurar possíveis mundos oceânicos, a equipa de Quick seleccionou 53 exoplanetas com tamanhos parecidos ao da Terra, embora possam ter até oito vezes mais massa. Os cientistas assumem que os planetas deste tamanho são mais sólidos do que gasosos e, portanto, mais propensos a suportar água líquida nas superfícies ou abaixo delas. Pelo menos mais 30 planetas que encaixam nestes parâmetros foram descobertos desde que Quick e colegas começaram o seu estudo em 2017, mas não foram incluídos na análise, publicada no dia 18 de Junho na revista Publications of the Astronomical Society of the Pacific.

Com os seus planetas do tamanho da Terra identificados, Quick e a sua equipa procuraram determinar quanta energia cada um podia gerar e libertar como calor. A equipa considerou duas fontes principais de calor. A primeira, calor radiogénico, é gerado ao longo de milhares de milhões de anos pelo lento decaimento de materiais radioactivos no manto e crosta de um planeta. Esta taxa de decaimento depende da idade de um planeta e da massa do seu manto. Outros cientistas já haviam determinado estas relações para planetas do tamanho da Terra. Assim, Quick e a sua equipa aplicaram a taxa de decaimento à sua lista de 53 planetas, assumindo que cada um tem a mesma idade da sua estrela e que o seu manto ocupa a mesma proporção de volume planetário do que o manto da Terra.

De seguida, os cientistas calcularam o calor produzido por outra coisa: forças de maré, que é a energia gerada a partir de atracção gravitacional quando um objecto orbita outro. Os planetas em órbitas alongadas, mais elípticas, mudam a distância à estrela enquanto a orbitam. Isto leva a mudanças na força gravitacional entre os dois objectos e faz com que o planeta “estique”, gerando calor. Eventualmente, o calor é perdido para o espaço através da superfície.

Uma rota de saída para o calor é através de vulcões ou crio-vulcões. Outra rota é através das placas tectónicas, que é um processo geológico responsável pelo movimento da camada rochosa ou gelada mais externa de um planeta ou lua. Qualquer que seja a maneira como o calor é libertado, é importante saber a quantidade, pois pode validar ou invalidar a habitabilidade.

Por exemplo, demasiada actividade vulcânica pode transformar um mundo habitável num pesadelo derretido. Mas pouca actividade pode impedir a libertação de gases que compõem uma atmosfera, deixando uma atmosfera fria e árida. A quantidade ideal suporta um planeta habitável e húmido como a Terra, ou uma lua possivelmente habitável como Europa.

Na próxima década, a sonda Europa Clipper da NASA irá explorar a superfície e a sub-superfície de Europa e fornecer informações sobre o seu ambiente. Quanto mais os cientistas puderem aprender sobre Europa e sobre outras luas potencialmente habitáveis no nosso Sistema Solar, melhor serão capazes de entender mundos semelhantes em torno de outras estrelas – que podem ser abundantes, de acordo com as descobertas publicadas.

“As próximas missões vão dar-nos a hipótese de ver se as luas oceânicas no nosso Sistema Solar podem sustentar a vida,” diz Quick, que faz parte da equipa científica tanto da missão Clipper como da missão Dragonfly, com destino à lua de Saturno, Titã. “Se encontrarmos assinaturas químicas da vida, podemos tentar procurar sinais semelhantes a distâncias interestelares”.

Quando o Webb for lançado, os cientistas vão tentar detetar assinaturas químicas nas atmosferas de alguns dos planetas no sistema TRAPPIST-1, que fica a 39 anos-luz de distância na direcção da constelação de Aquário. Em 2017, os astrónomos anunciaram que este sistema possuía sete planetas do tamanho da Terra. Há quem tenha sugerido que alguns destes planetas possam ser oceânicos, e a equipa de Quick suporta esta ideia. Segundo os cálculos da sua equipa, TRAPPIST-1 e, f, g e h podem ser mundos oceânicos, o que os colocaria entre os 14 mundos oceânicos que os cientistas identificaram neste estudo.

Os investigadores previram que estes exoplanetas tinham oceanos, tendo em conta as temperaturas da superfície de cada um. Esta informação é revelada pela quantidade de radiação estelar que cada planeta reflete para o espaço. A equipa de Quick também levou em consideração a densidade de cada planeta e a quantidade estimada de aquecimento interno que geram em comparação com a Terra.

“Se virmos que a densidade de um planeta é menor que a da Terra, isso é uma indicação de que pode haver mais água lá e não tanta rocha e ferro,” explica Quick. E se a temperatura do planeta permitir água líquida, então teremos um mundo oceânico.

“Mas se a temperatura à superfície de um planeta for inferior a 0º C, onde a água está congelada,” diz Quick, “então temos um mundo oceânico gelado e as densidades destes planetas são ainda mais baixas.”

Outros cientistas que participaram nesta análise com Quick e Roberge incluem Amy Barr Mlinar do PSI (Planetary Science Institute) em Tucson, no estado norte-americano do Arizona, e Matthew M. Hedman da Universidade de Idaho, em Moscow, EUA.

Astronomia On-line
23 de Junho de 2020

 

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Quatro exoplanetas recém-nascidos são “torrados” pelo seu sol

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Impressão de artista do sistema exoplanetário em torno da estrela V1298 Tau.
Crédito: Instituto Leibniz para Astrofísica/J. Fohlmeister

Cientistas do Instituto Leibniz para Astrofísica de Potsdam, Alemanha, examinaram o destino da jovem estrela V1298 Tau e os seus quatro exoplanetas em órbita. Os resultados mostram que estes planetas recém-nascidos são “torrados” pela intensa radiação de raios-X do seu jovem sol, o que leva à vaporização do seu invólucro gasoso. Os planetas mais interiores podem ser evaporados até aos seus núcleos rochosos, de modo que não resta nenhuma atmosfera.

Os exoplanetas jovens vivem num ambiente de alto risco: a sua estrela produz uma grande quantidade de radiação energética de raios-X, tipicamente mil a dez mil vezes mais do que o nosso próprio Sol. Esta radiação de raios-X pode aquecer as atmosferas dos exoplanetas e, às vezes, até evaporá-las. A percentagem de evaporação da atmosfera de um exoplaneta, ao longo do tempo, depende das propriedades do planeta – a sua massa, densidade e distância à estrela. Mas quanto é que a estrela pode influenciar o que acontece ao longo de milhares de milhões de anos? Esta é uma questão que os astrónomos decidiram abordar no seu artigo mais recente.

O recém-descoberto sistema de quatro planetas em torno da jovem estrela V1298 Tau é uma base de teste perfeita para esta pergunta. A estrela central tem mais ou menos o tamanho do nosso Sol. No entanto, tem apenas cerca de 25 milhões de anos, muito mais jovem do que o Sol, com 4,6 mil milhões de anos. Hospeda dois planetas mais pequenos – com aproximadamente o tamanho de Neptuno – próximos da estrela, além de dois planetas do tamanho de Saturno mais distantes. “Observámos o espectro de raios-X da estrela com o telescópio espacial Chandra para ter uma ideia de quão fortemente as atmosferas planetárias são irradiadas,” explica Katja Poppenhäger, autora principal do estudo. Os cientistas determinaram os possíveis destinos dos quatro exoplanetas. À medida que o sistema estrela-planeta envelhece, a rotação da estrela diminui. A rotação é o factor determinante para o magnetismo e para a emissão de raios-X, de modo que uma rotação mais lenta anda de mão dada com uma emissão mais fraca de raios-X. “A evaporação dos exoplanetas depende do tempo em que a rotação diminui, se demora pouco tempo ou mil milhões de anos – quanto mais rápida esta diminuição, menos atmosfera se perde,” diz a estudante de doutoramento e co-autora Laura Ketzer, que desenvolveu código disponível ao público para calcular como os planetas evoluem ao longo do tempo.

Os cálculos mostram que os dois planetas mais interiores do sistema podem perder completamente a sua atmosfera de gás para se tornarem meramente núcleos rochosos caso a estrela diminua lentamente a sua rotação, enquanto o planeta mais exterior continuará a ser gigante gasoso. “Para o terceiro planeta, depende realmente da sua massa, o que ainda não conhecemos. A medição do tamanho dos exoplanetas, com a técnica de trânsito, funciona bem, mas a determinação das massas planetárias é muito mais complexa,” explica o co-autor Matthias Mallonn, que actualizou as propriedades de trânsito do sistema usando observações com o telescópio terrestre STELLA do instituto.

“As observações de raios-X de estrelas com planetas são uma peça fundamental para aprender mais sobre a evolução a longo prazo das atmosferas exoplanetárias,” conclui Katja Poppenhäger. “Estou particularmente empolgada com as possibilidades que podemos obter através das observações de raios-X com o eROSITA durante os próximos anos.” O telescópio de raios-X eROSITA, que foi desenvolvido em parte pelo Instituto Leibniz para Astrofísica, está a realizar observações de todo o céu e produzirá propriedades de raios-X para centenas de estrelas que hospedam exoplanetas.

Astronomia On-line
19 de Junho de 2020

 

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Uma “Terra” e um “Sol” vistos ao espelho

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Entre os mais de 4000 exoplanetas conhecidos, KOI-456.04 é um tanto ou quanto especial: com pouco menos do dobro do tamanho da Terra, orbita uma estrela parecida com o Sol. E fá-lo a uma distância que pode permitir temperaturas planetárias à superfície favoráveis à vida. O objecto foi descoberto por uma equipa liderada pelo Instituto Max Planck para Investigação do Sistema Solar em Gotinga, Alemanha.

Telescópios espaciais como CoRoT, Kepler e TESS permitiram aos cientistas a descoberta de cerca de 4000 exoplanetas (planetas em torno de estrelas distantes) nos últimos 14 anos. A maioria destes planetas é do tamanho do gigante gasoso Neptuno, com aproximadamente quatro vezes o tamanho da Terra, e em órbitas relativamente próximas das suas estrelas hospedeiras. Mas os cientistas também descobriram alguns exoplanetas tão pequenos quanto a Terra que podem, potencialmente, ser rochosos. E um punhado desses pequenos planetas também estão à distância certa da estrela-mãe para potencialmente terem temperaturas superficiais moderadas para a presença de água líquida – o ingrediente essencial para a vida na Terra. “A imagem completa da habitabilidade, no entanto, envolve também uma análise das qualidades da estrela”, explica o Dr. René Heller, cientista do Instituto Max Planck e autor principal do novo estudo. Até agora, quase todos os exoplanetas com menos do dobro do tamanho da Terra e com potencial para temperaturas superficiais moderadas estão em órbita de anãs vermelhas.

Mundos distantes: os típicos exoplanetas que orbitam estrelas parecidas com o Sol têm o tamanho de Neptuno e encontram-se na zona habitável (terceira imagem). Quase todos os exoplanetas do tamanho da Terra, que se sabe terem superfícies potencialmente tipo-Terra, estão em órbita de anãs vermelhas (quarta imagem). A Terra está à distância ideal do Sol para as suas temperaturas permitirem água líquida à superfície. O recém-descoberto candidato a planeta, KOI-456.04, e a sua estrela Kepler-160 (segunda imagem), têm características muito parecidas com a Terra e com o Sol.
Crédito: MPS/René Heller

As estrelas anãs vermelhas são conhecidas por terem vidas extremamente longas. A vida num exoplaneta em órbita de uma estrela anã vermelha velha pode ter tido o dobro do tempo que a vida na Terra para se formar e evoluir. Mas a radiação de uma anã vermelha é principalmente infravermelha, em de luz visível. Muitas anãs vermelhas são também notórias por emitir explosões altamente energéticas e por “fritar” os seus planetas, que mais tarde se tornariam habitáveis. Além disso, o seu brilho mais fraco requer que um planeta habitável esteja tão perto da estrela que a gravidade estelar começa a deformar substancialmente o planeta. O aquecimento de marés resultante pode provocar um vulcanismo global fatal. Tudo combinado, a habitabilidade dos planetas em torno de anãs vermelhas é muito debatida na comunidade científica.

No seu novo artigo científico, a equipa de cientistas do Instituto Max Planck, do Observatório Sonneberg, da Universidade de Gotinga, da Universidade da Califórnia em Santa Cruz e da NASA relata agora a descoberta um candidato a planeta com menos do dobro do tamanho da Terra e com uma iluminação moderada de uma estrela parecida com o Sol. A uma distância de pouco mais de 3000 anos-luz do Sistema Solar, a estrela Kepler-160 estava localizada no campo de visão da missão principal do Kepler e foi observada continuamente de 2009 a 2013. Com 1,1 raios solares, a sua temperatura superficial de 5200º (menos 300º que o Sol), e a sua luminosidade estelar muito parecida com a do Sol fazem dela um retrato astrofísico da nossa própria estrela-mãe.

Sabemos que Kepler-160 alberga planetas há cerca de seis anos, Kepler-160 b e Kepler-160 c. Ambos os planetas são substancialmente maiores que a Terra e em órbitas relativamente próximas da sua estrela. As suas temperaturas superficiais certamente os tornariam mais quentes que um forno e tudo menos hospitaleiros para a vida como a conhecemos. Mas pequenas variações no período orbital do planeta Kepler-160c deram aos cientistas a assinatura de um terceiro planeta que ainda não havia sido confirmado.

A equipa de cientistas alemães e norte-americanos regressou agora aos dados de arquivo de Kepler-160 recolhidos pelo telescópio Kepler para procurar planetas adicionais em redor daquela estrela e verificar a origem planetária do objecto que perturbava a órbita de Kepler-160 c. Heller e colegas haviam conseguido encontrar um total de 18 exoplanetas em dados antigos do Kepler.

Na caça exoplanetária, os cientistas geralmente procuram variações repetidas no brilho estelar. Estas diminuições temporárias, geralmente apenas 1% ou menos em relação ao brilho estelar aparente, podem ser provocadas por planetas que, da perspectiva da Terra, transitam os discos das suas estrelas hospedeiras. A ideia principal de Michael Hippke, co-autor do novo trabalho, e de Heller, era usar um modelo físico detalhado da variação do brilho estelar em vez de procurar uma queda de brilho e posterior aumento de volta ao normal em curvas de luz estelares. Esta aproximação foi a técnica de pesquisa padrão durante quase duas décadas. “A nossa melhoria é particularmente importante na procura de pequenos planetas do tamanho da Terra,” explica Heller. “O sinal planetário é tão fraco que está quase totalmente oculto no ruído dos dados. A nossa nova máscara de investigação é um pouco melhor a separar um verdadeiro sinal exoplanetário do ruído nos casos mais críticos,” acrescenta Heller.

O seu novo algoritmo de busca foi crucial para a descoberta do novo candidato a planeta em trânsito, KOI-456.04. “A nossa análise sugere que Kepler-160 é orbitado não por dois, mas por um total de quatro planetas,” resume Heller no seu novo estudo. Um dos dois planetas que Heller e colegas encontraram é Kepler-160 d, o planeta anteriormente suspeito, responsável pela órbita distorcida de Kepler-160c. Kepler-160d não mostra nenhum trânsito na curva de luz da estrela e, portanto, foi confirmado indirectamente. O outro planeta, formalmente um candidato a planeta, é KOI-456.04, provavelmente um planeta em trânsito com 1,9 vezes o raio da Terra e um período orbital de 378 dias. Dada a sua estrela-mãe parecida com o Sol, o período orbital muito parecido ao da Terra resulta numa insolação muito parecida à da Terra – tanto em termos da quantidade de luz recebida quanto da cor da luz. Assim sendo, KOI-456.04 está situado na zona habitável da estrela – a gama de distâncias em torno de uma estrela que permite água líquida à superfície de um planeta parecido com a Terra – que é comparável à posição da Terra em redor do Sol.

“KOI-456.04 é relativamente grande quando comparado com muitos outros planetas considerados potencialmente habitáveis. Mas é a combinação deste tamanho inferior ao dobro do planeta Terra e a sua estrela hospedeira do tipo solar que o torna tão especial e familiar,” clarifica Heller. Como consequência, as condições à superfície de KOI-456.04 podem ser semelhantes às conhecidas na Terra, desde que a sua atmosfera não seja muito espessa e não muito diferente da da Terra. Se KOI-456.04 tiver uma atmosfera quase inerte com um efeito de estufa semelhante ao da Terra, então a sua temperatura superficial será em média de 5º C, cerca de dez graus abaixo da temperatura global média da Terra.

Actualmente, não se pode descartar completamente que KOI-456.04 é um acaso estatístico ou um erro sistemático de medição, em vez de um planeta genuíno. A equipa estima que as chances de natureza planetária de KOI-456.04 rondem os 85% pró-planeta. A classificação definitiva como planeta requer 99%. Embora alguns dos telescópios terrestres mais poderosos da Terra possam validar este candidato com observações de um dos seus próximos trânsitos, também tem boas hipóteses que a missão espacial PLATO da ESA seja capaz de uma confirmação. O lançamento do PLATO está previsto para 2026 e um dos seus objectivos científicos principais é a descoberta de planetas do tamanho da Terra em torno de estrelas semelhantes ao Sol. Se o PLATO estiver orientado de forma a observar novamente o campo de visão da missão principal do Kepler, KOI-456.04 poderá ser confirmado e estudado com ainda mais detalhe.

Astronomia On-line
9 de Junho de 2020

3810: Satélite do tamanho de uma mala é o mais pequeno caçador de planetas (e detectou um “exoplaneta diamante”)

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

(cv) Hubble / ESA
Conceito artístico do planeta 55 Cancri e

Um satélite com aproximadamente o tamanho de uma mala fez algo anteriormente considerado reservado a telescópios espaciais gigantes, detectando um exoplaneta escaldante a cerca de 40 anos-luz de distância.

Detectar este exoplaneta fez do satélite ASTERIA, que mede apenas 10 por 20 por 30 centímetros e pesa 10 quilogramas, o mais pequeno satélite caçador de planetas da História.

Depois de ser colocado em órbita por astronautas na Estação Espacial Internacional (EEI) no final de 2017, o ASTERIA passou 18 meses na baixa órbita terrestre e só em Abril de 2020 queimou na atmosfera da Terra. Os cientistas perderam contacto com ele em Dezembro de 2019.

No entanto, antes do seu desaparecimento, o satélite conseguiu detectar 55 Cancri E, um planeta com o dobro do tamanho da Terra e que se pensa que tenha um interior feito de diamante.

“Perseguimos um alvo difícil com um pequeno telescópio que nem era optimizado para fazer detecções científicas – e conseguimos”, disse Mary Knapp, cientista do projecto ASTERIA no Haystack Observatory do MIT e principal autora do estudo, em comunicado. “Acho que este artigo valida o conceito que motivou a missão ASTERIA: que pequenas naves espaciais podem contribuir com algo para a astrofísica e a astronomia”.

O satélite colocou a sua lente no alvo e procurou na estrela hospedeira mergulhos no brilho que pudessem indicar um planeta que passava. Uma nave estável é crucial para essas observações, pois uma oscilação do próprio instrumento pode registar falsamente uma queda nos dados. Nesse caso, o controlo do ASTERIA foi suficientemente bom para permitir uma detecção marginal do planeta.

“Detectar este exoplaneta é empolgante, porque mostra como as novas tecnologias se unem numa aplicação real”, disse Vanessa Bailey, investigadora principal da equipa científica de exoplanetas da ASTERIA no Laboratório de Propulsão a Jacto (JPL) da NASA. “O facto de o ASTERIA ter durado mais de 20 meses além da sua missão principal, dando-nos um tempo extra valioso para fazer ciência, destaca a grande engenharia que foi realizada no JPL e no MIT.”

O exoplaneta 55 Cancri E tem provavelmente uma atmosfera (e fluxos de lava à superfície)

Com o dobro do tamanho da Terra, pensa-se que a super-terra 55 Cancri E tenha fluxos de lava à superfície….

Estes pequenos satélites poderiam desempenhar um papel importante de apoio para ajudar a monitorizar estrelas durante períodos mais longos e observar trânsitos subsequentes do planeta.

“Esta missão tem sido sobre aprendizagem”, disse Akshata Krishnamurthy, co-investigador e co-líder de análise de dados científicos do ASTERIA. “Descobrimos tantas coisas que futuros pequenos satélites poderão fazer melhor porque demonstramos primeiro a tecnologia e os recursos. Acho que abrimos portas”.

As conclusões do estudo vão ser publicadas em Junho na revista científica The Astronomical Journal.

ZAP //

Por ZAP
8 Junho, 2020

 

spacenews

 

3684: “Uma num milhão”. Detectada rara super-Terra a 25.000 anos-luz

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Goddard de NASA/Chris Smith

Uma equipa de astrónomos da Universidade de Canterbury, na Nova Zelândia, descobriu uma rara super-Terra a 24.722 anos luz de distância.

O mundo em causa é um planeta semelhante à Terra e que orbita uma estrela com um décimo da dimensão do Sol, detalham os astrónomos na nova investigação, cujos resultados foram esta semana publicados na revista Astronomical Journal.

A estrela mãe deste mundo é tão pequena que os cientistas não sabem ainda se terá apenas uma massa muito baixa ou se será uma anã castanha, um corpo celeste frio semelhante a uma estrela vulgarmente conhecido como “estrela falhada”.

O planeta terá uma massa compreendida entre a da Terra e a de Neptuno e orbitará num espaço entre Vénus e a Terra a partir da sua pequena estrela-mãe.

O seu “ano” durará 617 dias, precisa ainda o portal Tech Explorist.

Os autores do estudo, Herrera Martin e Michael Albrow, defendem que esta descoberta é “incrivelmente rara”, representando “uma num milhão”.

Na publicação, os astrónomos sublinham que a nova descoberta corresponde a um dos poucos exoplanetas com dimensões e órbitas semelhantes às da Terra. Apenas um terço dos 4.000 exoplanetas até agora descobertos, enfatizam, são rochosos e uma “fatia” ainda mais pequena tem uma órbita semelhante à da Terra.

Micro-lente gravitacional

Para chegar a esta descoberta incomum, os cientistas utilizaram a micro-lente gravitacional, uma técnica baseada em previsões da relatividade geral.

“A gravidade combinada do planeta e da sua estrela hospedeira fez com que a luz de um fundo e de uma estrela mais distante fosse aumentada de uma maneira particular”, explicou Martin, observando ainda que “se utilizaram telescópios de todo o mundo para medir o efeito da flexão da luz”.

O planeta ainda não foi oficialmente baptizado, mas o evento de micro-lente que levou à sua descoberta foi apelidado de OGLE-2018-BLG-0677.

Os astrónomos consideraram ainda, segundo o portal Science Alert, que a descoberta de planetas rochosos é importante na procura de vida extraterrestre.

ZAP //

Por ZAP
14 Maio, 2020

 

spacenews

 

3664: Hidrogénio pode ser a chave para encontrar vida extraterrestre

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

NASA Goddard Space Flight Center
Um exoplaneta e a sua atmosfera passam em frente à sua estrela.

Em vez de procurarmos exoplanetas com uma atmosfera semelhante à nossa, uma equipa de investigadores sugere que procuremos um com uma atmosfera à base de hidrogénio.

A primeira vez que encontremos evidências de vida num exoplaneta provavelmente será ao analisar os gases na sua atmosfera. Com o crescimento do número de planetas parecidos com a Terra, em breve poderemos descobrir gases na atmosfera de um exoplaneta que estão associados à vida na Terra.

Mas e se a vida alienígena usar uma química um pouco diferente da nossa? Um novo estudo, publicado esta segunda-feira na revista Nature Astronomy, argumenta que as nossas melhores hipóteses de usar atmosferas para encontrar evidências de vida é ampliar a nossa procura, concentrando-nos em planetas com atmosferas à base de hidrogénio.

Podemos sondar a atmosfera de um exoplaneta quando ele passa à frente da sua estrela. Quando isto acontece, a luz da estrela precisa de passar pela atmosfera do planeta para chegar até nós e parte dela é absorvida à medida que passa. Olhando para o espectro da estrela e calculando o que falta de luz, é possível conhecer em que gases consiste a atmosfera.

Se encontrássemos uma atmosfera com uma mistura química diferente da esperada, uma das explicações mais simples seria que ela é mantida dessa maneira através de processos biológicos. Este é o caso da Terra. A atmosfera do nosso planeta contém metano (CH₄), que reage naturalmente com o oxigénio para produzir dióxido de carbono. Mas o metano é mantido por processos biológicos.

Outra maneira de analisar isto é que o oxigénio não estaria lá se não tivesse sido libertado do dióxido de carbono por micróbios fotos-sintéticos durante o chamado grande evento de oxigenação, que começou há cerca de 2,4 mil milhões de anos.

Os autores do novo estudo argumentam que deveríamos começar a investigar mundos maiores do que a Terra, cujas atmosferas são dominadas pelo hidrogénio. Estes podem não ter oxigénio livre, porque o hidrogénio e o oxigénio formam uma mistura altamente inflamável.

O hidrogénio é a mais leve de todas as moléculas e escapa facilmente para o espaço. Para um planeta rochoso ter uma gravidade forte o suficiente para se manter numa atmosfera de hidrogénio, ele precisa de ser uma “super-terra” com uma massa entre duas e dez vezes a da Terra. O hidrogénio poderia ter sido capturado directamente da nuvem de gás onde o planeta cresceu ou ter sido libertado posteriormente por uma reacção química entre ferro e água.

Os autores realizaram experiências de laboratório nas quais demonstraram que a bactéria E. coli (milhões das quais vivem no intestino) pode sobreviver e multiplicar-se sob uma atmosfera de hidrogénio na ausência total de oxigénio. Os investigadores demonstraram o mesmo para uma variedade de fermento.

Embora isso seja interessante, não acrescenta muito peso ao argumento de que a vida poderia florescer sob uma atmosfera de hidrogénio. Já sabemos de muitos micróbios na crosta terrestre que sobrevivem ao metabolizar hidrogénio, e existe até um organismo multicelular que passa toda a sua vida numa zona livre de oxigénio, no Mediterrâneo.

Descoberto primeiro animal que não precisa de oxigénio para viver

Respirar oxigénio é uma característica fundamental dos animais multi-celulares, mas os cientistas acabam de descobrir, pelo menos, um que não…

É improvável que a atmosfera da Terra, que começou sem oxigénio, tenha mais de 1% de hidrogénio. Mas seres primitivos podem ter tido que metabolizar ao reagir hidrogénio com carbono para formar metano, em vez de reagir oxigénio com carbono para formar dióxido de carbono, como fazem os humanos.

O estudo fez uma descoberta importante. Os investigadores demonstraram que há uma “diversidade surpreendente” de dezenas de gases produzidos por produtos em E. coli que vivem sob hidrogénio. Muitos deles podem ser “bio-assinaturas” detectáveis numa atmosfera de hidrogénio. Isto aumenta as nossas hipóteses de reconhecer sinais de vida num exoplaneta.

Dito isto, processos metabólicos que usam hidrogénio são menos eficientes do que aqueles que usam oxigénio. No entanto, seres que respiram hidrogénio já são um conceito estabelecido no que diz respeito aos astro-biólogos.

Os autores do novo estudo também apontam que o hidrogénio molecular em concentração suficiente pode actuar como um gás com efeito de estufa. Isto poderia manter a superfície de um planeta quente o suficiente para obter água líquida e para garantir vida na superfície.

Por ZAP
9 Maio, 2020

 

3663: Há um tórrido e gigante exoplaneta de céu amarelo. É o primeiro já observado

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

NASA

O gigante gasoso WASP-79b, um dos maiores planetas já observados fora do sistema solar, tem os seus céus em tons de amarelo, sugere uma nova investigação que teve por base dados do Telescópio Espacial Hubble.

Este mundo, que para além de gigante é também tórrido, foi descoberto em 2012 e localiza-se a 780 anos-luz da Terra, na constelação de Eridanus. Tal como frisa o jornal espanhol ABC, este exoplaneta é diferente de tudo o que gira em torno do Sol.

Uma análise dos dados do Telescópio Espacial Hubble, que conseguiu analisar a atmosfera de WASP-79b, encontrou vapor de água neste mundo e, surpreendentemente, não conseguiu encontrar evidências da chamada dispersão de Rayleigh – o fenómeno atmosférico através do qual os céus assumem tons azulados.

Em vez disso, sugerem os cientistas no novo estudo recentemente publicado na revista científica The Astronomical Journal, o WASP-79b tem um céu amarelado durante o dia.

“Mostrei o espectro do WASP-79b a vários colegas e a resposta que recebi foi consensual: ‘isto é raro’”, começou por explicar Kristin Showalter Sotzen, cientista do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins em Maryland, nos Estados Unidos, e autora principal do estudo, citada numa nota de imprensa.

“Esta é uma forte indicação de um processo atmosférico desconhecido que, simplesmente, não estamos a contabilizar nos nossos modelos físicos (…) Como é a primeira vez que observamos este fenómeno, não sabemos ao certo o que o causa. Precisamos de ficar atentos a outros planetas como este”, continuou.

O WASP-79b é um “Júpiter quente”, tendo cerca de 1,7 vezes o raio de Júpiter. Orbita uma grande estrela a curta distância e trata-se de um dois maiores exoplanetas já observados, tal como observa o portal Inverse. De acordo com a NASA, a estrela hospedeira deste mundo com céu amarelo é maior e mais brilhante do que o Sol.

O ano deste estranho mundo dura dois dias terrestres. Júpiter, em termos de comparação, demora doze anos a completar uma órbita.

Porque é que o céu é azul? Tyndall descobriu a resposta com um reservatório de vidro e uma luz branca

Ao longo da História, foram muitos os cientistas que se debruçaram sobre as razões por trás de questões elementares. Um…

ZAP //

Por ZAP
9 Maio, 2020

 

3654: Vida pode sobreviver, e prosperar, num mundo de hidrogénio

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Uma nova investigação sugere que a próxima geração de telescópios poderá procurar primeiro atmosferas de hidrogénio, já que o hidrogénio pode ser bio-assinatura de vida viável e de fácil identificação.
Crédito: NASA/JPL

À medida que os telescópios de próxima geração “abrem os olhos”, os astrónomos vão poder apontá-los para exoplanetas próximos, espiando as suas atmosferas para decifrar a sua composição e para procurar sinais de vida extraterrestre. Mas imagine se, nesta procura, encontrássemos realmente organismos alienígenas, mas não os conseguíssemos reconhecer como vida.

Essa é uma perspectiva que astrónomos como Sara Seager esperam evitar. Seager, professora de Ciências Planetárias, de Física e de Aeronáutica e Astronáutica do MIT (Massachusetts Institute of Technology), está a olhar para lá de uma visão da vida “centrada na Terra” e a lançar uma rede mais ampla para os tipos de ambientes que, além do nosso, podem realmente ser habitáveis.

Num artigo publicado na revista Nature Astronomy, ela e os seus colegas observaram em estudos de laboratório que os micróbios podem sobreviver e prosperar em atmosferas dominadas pelo hidrogénio – um ambiente muito diferente da atmosfera rica em azoto e oxigénio da Terra.

O hidrogénio é um gás muito mais leve do que o azoto ou oxigénio, e uma atmosfera rica em hidrogénio estender-se-ia muito mais num planeta rochoso. Podia, portanto, ser mais facilmente descoberto e estudado por telescópios poderosos, em comparação com planetas parecidos com a Terra e com atmosferas mais compactas.

Os resultados de Seager mostram que formas simples de vida podem habitar planetas com atmosferas ricas em hidrogénio, sugerindo que assim que os telescópios de próxima geração, como o Telescópio James Webb da NASA, entrem em operação, os astrónomos podem querer procurar primeiro exoplanetas dominados por hidrogénio no que toca a sinais de vida.

“O Universo permite uma grande diversidade de mundos habitáveis e confirmámos que certos organismos cá na Terra podem sobreviver em atmosferas ricas em hidrogénio,” diz Seager. “Devemos definitivamente adicionar esses tipos de planetas ao menu de opções ao pensar na vida noutros mundos e tentar realmente encontrá-la.”

Os co-autores de Seager, também do MIT, são Jingcheng Huang, Janusz Petkowski e Mihkel Pajusalu.

Atmosfera em evolução

Na Terra primitiva, há milhares de milhões de anos, a atmosfera parecia bem diferente do ar que respiramos hoje. O planeta jovem ainda não possuía oxigénio e era composto por uma sopa de gases, incluindo dióxido de carbono, metano e uma pequena fracção de hidrogénio. O gás hidrogénio permaneceu na atmosfera durante possivelmente milhares de milhões de anos, até ao que é conhecido como Grande Evento de Oxidação, e à acumulação gradual de oxigénio.

A pequena quantidade de hidrogénio que resta hoje é consumida por certas linhas antigas de microrganismos, incluindo metanógenos – organismos que vivem em climas extremos como por baixo de espessas camadas de gelo, ou no solo do deserto, e devoram hidrogénio, juntamente com dióxido de carbono, para produzir metano.

Os cientistas estudam rotineiramente a actividade dos metanógenos cultivados em laboratório com 80% de hidrogénio. Mas existem muito poucos estudos que exploram a tolerância de outros micróbios a ambientes ricos em hidrogénio.

“Queríamos demonstrar que a vida sobrevive e pode florescer numa atmosfera de hidrogénio,” diz Seager.

Um recipiente com hidrogénio

A equipa estudou em laboratório a viabilidade de dois tipos de micróbios num ambiente de 100% hidrogénio. Os organismos que escolheram: a bactéria Escherichia coli, um simples procariota e a levedura, um eucariota mais complexo, que não havia sido estudado em ambientes dominados por hidrogénio.

Ambos os micróbios são organismos padrão que os cientistas estudam e caracterizam há muito tempo, o que ajudou os investigadores a desenhar a sua experiência e a compreender os seus resultados. Além disso, as bactérias E. coli e levedura podem sobreviver com e sem oxigénio – um benefício para os cientistas, pois podem preparar as suas experiências com qualquer organismo ao ar livre antes de os transferir para um ambiente rico em hidrogénio.

Nas suas experiências, cultivaram separadamente levedura e E. coli, e depois injectaram as culturas com os micróbios em recipientes separados, cheios com um “caldo” ou cultura rica em nutrientes com que os micróbios se podiam alimentar. Expeliram então o ar rico em oxigénio e encheram o espaço restante com um certo gás de interesse, como um gás constituído por 100% hidrogénio. Colocaram então os recipientes numa incubadora, onde foram agitados suave e continuamente para promover a mistura entre os micróbios e os nutrientes.

A cada hora, um membro da equipa recolhia amostras de cada recipiente e contava os micróbios vivos. Continuaram a recolher amostras até 80 horas. Os seus resultados representaram uma curva clássica de crescimento: no início da experiência, os micróbios cresceram rapidamente em número, alimentando-se dos nutrientes e povoando a cultura. Eventualmente, o número de micróbios atingiu um determinado limite. A população, ainda próspera, permaneceu estável, à medida que novos micróbios continuavam a crescer, substituindo os que morriam.

Seager reconhece que os biólogos não consideram os resultados surpreendentes. Afinal de contas, o hidrogénio é um gás inerte e, como tal, não é inerentemente tóxico para os organismos.

“Não é como se tivéssemos enchido o recipiente com veneno,” diz Seager. “Mas é preciso ver para acreditar, certo? Se ninguém os tivesse estudado, especialmente os eucariontes, num ambiente dominado por hidrogénio, convinha fazer a experiência para acreditar.”

Ela também deixa claro que a experiência não foi construída para mostrar se os micróbios podem depender do hidrogénio como fonte de energia. Ao invés, o objectivo era demonstrar que uma atmosfera de 100% hidrogénio não prejudicaria ou aniquilaria certas formas de vida.

“Eu não acho que ainda tinha ocorrido aos astrónomos que pode haver vida num ambiente de hidrogénio,” diz Seager, que espera que o estudo incentive conversas cruzadas entre os astrónomos e os biólogos, particularmente à medida que a busca por planetas habitáveis, e vida extraterrestre, cresce.

Um mundo de hidrogénio

Os astrónomos ainda não são muito capazes de estudar a atmosfera de pequenos exoplanetas rochosos com as ferramentas hoje disponíveis. Os poucos planetas rochosos próximos que examinaram não possuem atmosfera ou podem simplesmente ser pequenos demais para a detectar com os telescópios actualmente disponíveis. E enquanto os cientistas levantaram a hipótese de que os planetas deveriam abrigar atmosferas ricas em hidrogénio, nenhum telescópio em funcionamento tem resolução suficiente para os identificar.

Mas se os observatórios de próxima geração realmente avistarem mundos terrestres dominados por hidrogénio, os resultados de Seager mostram que há uma hipótese de a vida aí prosperar.

Quanto ao potencial aspecto de um planeta rochoso rico em hidrogénio, Seager faz uma comparação com o pico mais alto da Terra, o Monte Evereste. Quaisquer caminhantes que tentem subir ao cume ficam sem ar, devido ao facto de que a densidade de todas as atmosferas diminui exponencialmente com a altura e com base na distância de queda da nossa atmosfera dominada pelo azoto e pelo oxigénio. Se um alpinista escalasse o Evereste numa atmosfera dominada pelo hidrogénio – um gás 14 vezes mais leve do que o azoto – este seria capaz de subir 14 vezes mais antes de ficar sem ar.

“É um tanto ou quanto difícil ter esta noção, mas esse gás leve torna a atmosfera mais extensa,” explica Seager. “E para os telescópios, quanto maior a atmosfera em comparação com o fundo da estrela de um planeta, mais fácil será a sua detecção.”

Se os cientistas alguma vez tiverem a oportunidade de recolher amostras de um planeta tão rico em hidrogénio, Seager imagina que possam descobrir uma superfície diferente, mas não irreconhecível da nossa.

“Estamos a imaginar que, se alguma vez chegarmos à superfície, essa provavelmente terá minerais ricos em hidrogénio em vez do que chamamos de minerais oxidados, e também oceanos, pois pensamos que toda a vida precisa de algum tipo de líquido, e provavelmente ainda poderíamos ver um céu azul,” diz Seager. “Não pensámos em todo o ecossistema. Mas não precisa necessariamente de ser um mundo diferente.”

Astronomia On-line
8 de Maio de 2020

 

 

3624: Exoplaneta recém-descoberto destrona antigo rei do sistema planetário Kepler-88

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Impressão de artista do sistema planetário Kepler-88.
Crédito: Observatório W. M. Keck/Adam Makarenko

O nosso Sistema Solar tem um rei. O planeta Júpiter, o nome do deus mais poderoso do panteão grego, dominou os outros planetas através da sua influência gravitacional. Com o dobro da massa de Saturno e 300 vezes a massa da Terra, o mais pequeno movimento de Júpiter é sentido por todos os outros planetas. Pensa-se que Júpiter seja responsável pelo pequeno tamanho de Marte, pela presença da cintura de asteróides e por uma cascata de cometas que entregaram água à jovem Terra.

Será que outros sistemas planetários têm “deuses” gravitacionais como Júpiter?

Uma equipa de astrónomos liderada pelo Instituto de Astronomia da Universidade do Hawaii descobriu um planeta com três vezes a massa de Júpiter num sistema planetário distante.

A descoberta tem por base seis anos de dados obtidos no Observatório W. M. Keck em Maunakea, Hawaii. Usando o instrumento HIRES (High-Resolution Echelle Spectrometer) acoplado ao telescópio Keck I de 10 metros, a equipa confirmou que o planeta, de nome Kepler-88 d, orbita a sua estrela a cada quatro anos, e a sua órbita não é circular, mas elíptica. Com três vezes a massa de Júpiter, Kepler-88 d é o planeta mais massivo deste sistema.

O sistema, Kepler-88, já era famoso entre os astrónomos por dois planetas que orbitam muito perto da estrela, Kepler-88 b e c (os planetas são tipicamente designados alfabeticamente na ordem da sua descoberta).

Esses dois planetas têm uma dinâmica bizarra e impressionante chamada ressonância orbital. O planeta b, de categoria sub-Neptuno, orbita a estrela em apenas 11 dias, o que corresponde quase exactamente a metade do período orbital de 22 dias do planeta c, um planeta de massa semelhante à de Júpiter. A natureza das suas órbitas é energeticamente eficiente, como um pai que empurra uma criança num baloiço. A cada duas voltas que o planeta b completa em torno da estrela, recebe um empurrão. O planeta mais exterior, Kepler-88 c, é vinte vezes mais massivo do que o planeta b, e por isso a sua força resulta em mudanças dramáticas no período orbital do planeta interior.

Os astrónomos observaram estas mudanças, chamadas variações de tempo de trânsito, com o telescópio espacial Kepler da NASA, que detectou os momentos precisos em que Kepler-88 b cruzou (ou transitou) entre a estrela e o telescópio. Embora estas variações de tempo de trânsito tenham sido detectadas em algumas dúzias de sistemas planetários, Kepler-88 b possui algumas das maiores variações de tempo. Com trânsitos chegando até meio dia antes ou mais tarde, o sistema é conhecido como o “rei das variações de tempo de trânsito”.

O planeta recém-descoberto acrescenta outra dimensão à compreensão do sistema pelos astrónomos.

“Com três vezes a massa de Júpiter, Kepler-88 d provavelmente foi ainda mais influente na história do sistema Kepler-88 do que o denominado Rei, Kepler-88 c, que tem apenas uma massa de Júpiter,” diz a Dra. Lauren Weiss, do Instituto de Astronomia da Universidade do Hawaii e líder da equipa de investigação. “Então, talvez Kepler-88 d seja o novo monarca supremo deste império planetário – a imperatriz.”

Talvez estes líderes soberanos exoplanetários tenham tido tanta influência quanto Júpiter teve no nosso Sistema Solar. Tais planetas podem ter promovido o desenvolvimento de planetas rochosos e direccionado cometas com água para eles. A Dra. Weiss e colegas estão a procurar planetas “reais” [no sentido de “realeza”] semelhantes noutros sistemas planetários com planetas pequenos.

Astronomia On-line
1 de Maio de 2020

 

spacenews

 

3593: Exoplaneta aparentemente desaparece nas últimas observações do Hubble

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Impressão de artista que mostra a colisão de dois objetos em órbita da estrela Fomalhaut, localizada a 25 anos-luz de distância.
Crédito: ESA, NASA e M. Kornmesser

Agora vemo-lo, agora não.

O que os astrónomos pensavam ser um planeta para lá do nosso Sistema Solar, aparentemente desapareceu de vista. Embora isto aconteça na ficção científica, como o planeta natal do Super-Homem, Krypton, os astrónomos estão à procura de uma explicação plausível.

Uma interpretação é que, em vez de ser um objecto planetário, fotografado pela primeira vez em 2004, Fomalhaut b pode na realidade ser uma vasta nuvem de poeira em expansão, produzida numa colisão entre dois grandes corpos que orbitam a próxima e brilhante estrela Fomalhaut. Potenciais observações de acompanhamento poderão confirmar esta conclusão extraordinária.

“Estas colisões são extremamente raras e, portanto, é importante conseguirmos ver uma,” disse András Gáspár da Universidade do Arizona em Tucson, EUA. “Nós pensamos que estávamos no lugar certo e à hora certa para testemunhar um evento tão improvável com o Telescópio Espacial Hubble da NASA.”

“O sistema Fomalhaut é o laboratório de testes definitivo para todas as nossas ideias sobre como os exoplanetas e os sistemas estelares evoluem,” acrescentou George Rieke do Observatório Steward da Universidade do Arizona. “Temos evidências de tais colisões noutros sistemas, mas nada desta magnitude já foi observado no nosso Sistema Solar. É um diagrama de como os planetas se destroem.”

O objecto, chamado Fomalhaut b, foi anunciado pela primeira vez em 2008, com base em dados obtidos em 2004 e 2006. Era claramente visível em vários anos de observações do Hubble que revelaram que era um ponto em movimento. Até então, as evidências de exoplanetas tinham sido inferidas principalmente por métodos de detecção indirecta, como as subtis oscilações estelares e sombras de planetas passando à sua frente.

No entanto, ao contrário de outros exoplanetas fotografados directamente, com Fomalhaut b os quebra-cabeças persistentes surgiram bem cedo. O objecto era excepcionalmente brilhante no visível, mas não tinha nenhuma assinatura infravermelha detectável. Os astrónomos conjecturaram que o brilho adicional veio de uma enorme concha ou anel de poeira em torno do planeta que podia estar relacionado com uma colisão. A órbita de Fomalhaut b também parecia invulgar, possivelmente muito excêntrica.

“O nosso estudo, que analisou todos os dados de arquivo do Hubble sobre Fomalhaut, revelou várias características que, juntas, pintam uma imagem de que o objecto com o tamanho de um planeta pode nunca ter sequer existido,” disse Gáspár.

A equipa enfatiza que o prego final no caixão surgiu quando a análise dos dados das imagens do Hubble captadas em 2014 mostrou que o objecto, para sua incredulidade, havia desaparecido. A somar ao mistério, imagens anteriores mostraram que o objecto diminuía continuamente de brilho ao longo do tempo, disseram. “Claramente, Fomalhaut b estava a fazer coisas que um planeta genuíno não deveria estar a fazer,” disse Gáspár.

A interpretação é que Fomalhaut b está a expandir-se lentamente de uma colisão que lançou uma nuvem de poeira para o espaço. Levando em consideração todos os dados disponíveis, Gáspár e Rieke pensam que a colisão ocorreu não muito antes das primeiras observações feitas em 2004. Actualmente, a nuvem de detritos, composta por partículas de poeira com aproximadamente 1 micrómetro (1/50 do diâmetro de um cabelo humano), está abaixo do limite de detecção do Hubble. Estima-se que a nuvem de poeira tenha agora crescido para um tamanho superior ao da órbita da Terra em torno do nosso Sol.

Igualmente confuso, é que a equipa relata que o objecto está provavelmente numa rota de escape, em vez de numa órbita elíptica, como esperado para planetas. Isto baseia-se nas observações acrescentadas posteriormente pelos investigadores aos gráficos de trajectória de dados mais antigos. “Uma nuvem massiva de poeira, formada recentemente, que sofre forças radioactivas consideráveis da estrela central Fomalhaut, seria colocada nessa trajectória,” disse Gáspár. “O nosso modelo é capaz de explicar naturalmente todos os parâmetros observáveis independentes do sistema: o seu ritmo de crescimento, o seu desvanecimento e a sua trajectória.”

Dado que Fomalhaut b está actualmente dentro de um vasto anel de detritos gelados que rodeia a estrela, os corpos em colisão provavelmente seriam uma mistura de gelo e poeira, como os cometas que existem na Cintura de Kuiper na orla externa do nosso Sistema Solar. Gáspár e Rieke estimam que cada um destes corpos semelhantes a cometas mede cerca de 200 km (cerca de metade do tamanho do asteroide Vesta).

Segundo os autores, o seu modelo explica todas as características observadas de Fomalhaut b. A modelagem sofisticada da dinâmica da poeira, feita numa rede de computadores da Universidade do Arizona, mostra que esse modelo é capaz de ajustar quantitativamente todas as observações. Segundo os cálculos do autor, no sistema Fomalhaut, localizado a cerca de 25 anos-luz da Terra, pode ocorrer um evento deste género a cada 200.000 anos.

Gáspár e Rieke – juntamente com outros membros de uma extensa equipa – vão também observar o sistema de Fomalhaut com o Telescópio Espacial James Webb da NASA no seu primeiro ano de operações. A equipa fotografará directamente as regiões interiores e mais quentes do sistema, resolvendo espacialmente e pela primeira vez o elusivo componente tipo-cintura de asteróides de um sistema exoplanetário. A equipa vai também procurar outros planetas genuínos em órbita de Fomalhaut que possam estar a esculpir gravitacionalmente o disco externo. E também vão analisar a composição química do disco.

O seu artigo foi publicado dia 20 de Abril na revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

Astronomia On-line
24 de Abril de 2020

 

spacenews

 

3574: Cheops observa os seus primeiros exoplanetas e está pronto para a ciência

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Impressão de artista da estrela HD 93396 e do seu Júpiter quente, KELT-11b.
HD 93396 é uma estrela amarela sub-gigante localizada a 320 anos-luz de distância, um pouco mais fria e três vezes maior do que o nosso Sol. Hospeda um planeta gasoso inchado, KELT-11b, cerca de 30% maior que Júpiter, numa órbita muito mais próxima da estrela do que Mercúrio se encontra do Sol.
Durante o seu comissionamento em órbita, a missão Cheops da ESA observou um trânsito de KELT-11b em frente da sua estrela-mãe. A curva de luz desta estrela mostra um declive claro causado pelo trânsito de oito horas de KELT-11b, que permitiu com que os cientistas determinassem com precisão o diâmetro do planeta: 181.600 km – com uma incerteza pouco abaixo de 4300 km.
Crédito: ESA

Cheops, a nova missão de exoplanetas da ESA, completou com sucesso os seus quase três meses de comissionamento em órbita, superando as expectativas do seu desempenho. O satélite, que iniciará operações científicas de rotina até ao final de Abril, já obteve observações promissoras de estrelas conhecidas que albergam exoplanetas, com muitas descobertas empolgantes ainda por vir.

“A fase de comissionamento em órbita foi um período emocionante e estamos satisfeitos por termos conseguido atender a todos os requisitos,” diz Nicola Rando, director do projecto Cheops na ESA. “A plataforma e o instrumento do satélite tiveram um desempenho notável, e os Centros de Operações de Missão e Ciência apoiaram as operações de maneira impecável.

Lançado em Dezembro de 2019, o Cheops (Characterising Exoplanet Satellite) abriu os olhos para o Universo no final de Janeiro e logo depois tirou as suas primeiras imagens, intencionalmente desfocadas, de estrelas. A desfocagem deliberada está no centro da estratégia de observação da missão, que melhora a precisão da medição, espalhando a luz vinda de estrelas distantes por muitos pixeis do seu detector.

A precisão é fundamental na actual pesquisa de exoplanetas. Sabe-se que mais de 4000 planetas – e a somar – são estrelas em órbita que não o Sol. Uma sequência importante é começar a caracterizar esses planetas, fornecendo restrições à sua estrutura, formação e evolução.

Tomar as medidas para caracterizar exoplanetas através da medição precisa dos seus tamanhos – em particular os de planetas menores – é exactamente a missão do Cheops. Antes de ser declarado pronto para a tarefa, no entanto, o pequeno satélite de 1,5m teve de passar por um grande número de testes.

Desempenho excepcional

Com a primeira série de testes em voo, realizada entre Janeiro e Fevereiro, os especialistas da missão começaram a analisar a resposta do satélite e, em particular, do telescópio e detector, no ambiente espacial real. A partir de Março, Cheops concentrou-se em estrelas bem estudadas.

“Para medir o desempenho do Cheops, primeiro é necessário observar estrelas cujas propriedades são bem conhecidas, estrelas que são bem-comportadas – escolhidas a dedo por serem muito estáveis, sem sinais de actividade,” diz Kate Isaak, cientista do projecto Cheops da ESA.

Esta abordagem permitiu às equipas da ESA, do consórcio de missão e da Airbus Espanha – a principal contratante – verificar se o satélite é tão preciso e estável quanto necessário para atingir os seus ambiciosos objectivos.

“A indicação é extremamente estável: isto significa que enquanto o telescópio observa uma estrela durante horas à medida que a nave espacial se move ao longo da sua órbita, a imagem da estrela permanece sempre dentro do mesmo grupo de pixeis no detector,” explica Carlos Corral van Damme, Engenheiro Principal de Sistemas da ESA para Cheops.

“Uma estabilidade tão grande é uma combinação do excelente desempenho do equipamento e dos algoritmos de apontamento sob medida, e será especialmente importante para cumprir os objectivos científicos da missão. A estabilidade térmica do telescópio e do detector também provou ser ainda melhor do que o necessário,” acrescenta Carlos.

O período de comissionamento demonstrou que o Cheops alcança a precisão fotométrica necessária e, o que é mais importante, também mostrou que o satélite pode ser comandado pela equipa do segmento terrestre, conforme necessário, para executar as suas observações científicas.

“Ficámos emocionados quando percebemos que todos os sistemas funcionavam como esperado ou até melhor do que o esperado,” diz Andrea Fortier, cientista dos instrumentos do Cheops, que liderou a equipa de comissionamento do consórcio da Universidade de Berna, na Suíça.

Hora dos exoplanetas

Durante as duas últimas semanas de comissionamento em órbita, o Cheops observou duas estrelas hospedeiras de exoplanetas enquanto os planetas “transitavam” na frente da sua estrela hospedeira e bloqueavam uma fracção da luz estelar. Observar trânsitos de exoplanetas conhecidos é o objectivo da missão – medir tamanhos de planetas com precisão e exactidão sem precedentes e determinar as suas densidades, combinando-os com medições independentes das suas massas.

Um dos alvos era HD 93396, uma estrela amarela sub-gigante localizada a 320 anos-luz de distância, um pouco mais fria e três vezes maior do que o nosso Sol. O foco das observações foi KELT-11b, um planeta gasoso inchado, cerca de 30% maior que Júpiter, numa órbita muito mais próxima da estrela do que Mercúrio se encontra do Sol.

A curva de luz desta estrela mostra um declive claro causado pelo trânsito de oito horas do KELT-11b. A partir desses dados, os cientistas determinaram com precisão o diâmetro do planeta: 181.600 km – com uma incerteza pouco abaixo de 4300 km.

“As medições feitas pelo Cheops são cinco vezes mais precisas do que aquelas realizadas a partir da Terra. Isto dá-nos uma amostra do que podemos alcançar com o Cheops nos próximos meses e anos,” disse Willy Benz, investigador principal do consórcio da missão Cheops e professor de astrofísica da Universidade de Berna.

Uma revisão formal do desempenho do satélite e das operações do segmento terrestre foi realizada no dia 25 de Março e o Cheops passou com distinção. Com isso, a ESA passou a responsabilidade pela operação da missão ao consórcio liderado por Willy Benz.

Felizmente, as actividades de comissionamento não foram muito afectadas pela emergência resultante da pandemia de coronavírus, que resultou em medidas de distanciamento social e restrições ao movimento na Europa para impedir a propagação do vírus.

“O segmento terrestre tem funcionado muito bem desde o início, o que nos permitiu automatizar completamente a maioria das operações para comandar o satélite e reduzir os dados já nas primeiras semanas após o lançamento,” explica Carlos. “Quando a crise surgiu em Março, com as novas regras e regulamentos adjudicados, os sistemas automatizados significavam que o impacto na missão era mínimo.”

O Cheops está actualmente em transição para operações científicas de rotina, que devem começar antes do final de abril. Os cientistas começaram a observar alguns dos “primeiros alvos da ciência” – uma selecção de estrelas e sistemas planetários escolhidos para mostrar exemplos do que a missão pode alcançar: incluem um planeta “super-Terra quente” conhecido como 55 Cancri e, que se encontra coberto por um oceano de lava, bem como o “Neptuno quente” GJ 436b, que está a perder a sua atmosfera devido ao brilho da estrela hospedeira. Outra estrela na lista das próximas observações do Cheops é uma anã branca, o primeiro alvo do Programa de Observadores Convidados da ESA, que fornece aos cientistas de fora do consórcio da missão a oportunidade de usar a missão e capitalizar as suas capacidades de observação.

Astronomia On-line
21 de Abril de 2020

 

spacenews

 

3569: Cientistas descobriram exoplaneta em forma de bola de rugby

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

NASA / ESA / J. Olmsted (STScI)
Representação artística de um exoplaneta distorcido

A órbita está tão próxima da sua estrela que este exoplaneta, em forma de bola de futebol americano, completa uma volta em pouco mais de quatro horas.

Um recém-descoberto exoplaneta assume uma inusitada forma de bola de futebol americano, uma configuração explicada pelas poderosas forças gravitacionais que incidem sobre este corpo celeste.

O KOI 1843.03 orbita uma anã vermelha com pouco menos da metade da massa do Sol. Investigações anteriores descobriram que este exoplaneta, localizado a 395 anos-luz da Terra, possui cerca de 44% da massa e 60% do diâmetro do nosso planeta, detalha o Space.

Depois de terem realizado várias simulações em três dimensões, os cientistas descobriram que o KOI 1843.03 é “significativamente alongado” na ponta que está direccionada para a estrela que orbita. O “efeito de maré”, causado pela gravidade estelar, pode dar ao planeta esta forma bizarra.

Leslie Rogers, astrofísica da Universidade de Chicago, disse que o exoplaneta deve ser composto maioritariamente por ferro, o que o impede de ser completamente despedaçado pelas forças gravitacionais que sofre constantemente. O artigo científico está disponível no arXiv, mas ainda carece de revisão por pares.

“O KOI 1834.03 é um dos exoplanetas com mais ferro descoberto até hoje.” As estimativas dos investigadores indicam que 66% do planeta é de ferro – muito semelhante a Mercúrio, que possui uma concentração deste elemento de 70%.

No futuro, os cientistas pretendem observar com mais detalhe de que forma os exoplanetas com alta composição de ferro se comportam em momentos de alta incidência de forças gravitacionais oriundas das estrelas que orbitam.

ZAP //

Por ZAP
20 Abril, 2020

 

spacenews

 

3491: Telescópio do ESO observa exoplaneta onde chove ferro

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

eso2005pt — Nota de Imprensa Científica

Com o auxílio do Very Large Telescope (VLT) do ESO, investigadores observaram um planeta extremo onde se pensa que chova ferro. O exoplaneta gigante ultra quente tem um lado diurno onde as temperaturas sobem aos 2400º Celsius, ou seja, suficientemente altas para vaporizar metais. Ventos fortes transportam vapor de ferro para o lado nocturno mais frio, onde este vapor condensa em gotas de ferro.

Podemos dizer que este planeta é chuvoso ao final da tarde, a diferença é que a chuva é de ferro,” disse David Ehrenreich, professor na Universidade de Geneva, Suíça, que liderou um estudo sobre este exoplaneta exótico, publicado hoje na revista Nature. Conhecido por WASP-76b, o exoplaneta situa-se a cerca de 640 anos-luz de distância da Terra, na constelação dos Peixes.

Este estranho fenómeno ocorre porque o planeta da “chuva de ferro” apenas mostra uma face, o lado diurno, à sua estrela progenitora, estando o lado nocturno sempre na escuridão. Tal como a Lua que orbita em torno da Terra, WASP-76b encontra-se em rotação sincronizada, o que significa que demora tanto tempo a completar uma rotação em torno do seu eixo como a dar uma volta em torno da sua estrela.

O lado diurno recebe milhares de vezes mais radiação da sua estrela hospedeira do que a Terra recebe do Sol, e por isso encontra-se tão quente que as moléculas se separam em átomos e os metais, tais como o ferro, se evaporam para a atmosfera. A extrema diferença de temperatura entre os lados diurno e nocturno resulta em ventos vigorosos que levam o vapor de ferro do lado diurno ultra quente até ao lado nocturno mais frio, onde as temperaturas baixam para cerca de 1500º Celsius.

De acordo com o novo estudo, WASP-76b não tem apenas diferentes temperaturas entre os lados diurno e nocturno, mas apresenta também uma química diferente entre os dois lados. Com o auxílio do instrumento ESPRESSO montado no VLT do ESO, situado no deserto chileno do Atacama, os astrónomos identificaram pela primeira vez variações químicas num planeta gigante gasoso ultra quente. Os cientistas detectaram uma forte assinatura de vapor de ferro na fronteira do final da tarde, a qual separa o lado diurno do planeta do seu lado nocturno. “Surpreendentemente, não vemos, no entanto, vapor de ferro na manhã,” diz Ehrenreich, “o que significa que chove ferro no lado nocturno deste exoplaneta extremo”.

As observações mostram que o vapor de ferro é abundante na atmosfera do lado diurno quente de WASP-76b,” acrescenta María Rosa Zapatero Osorio, astrofísica do Centro de Astrobiologia de Madrid, Espanha, e chefe da equipa científica do ESPRESSO. ”Uma fracção deste ferro é injectada no lado nocturno, devido à rotação do planeta e aos ventos atmosféricos. Aí, o ferro encontra ambientes muito mais frios, o que faz com que condense e precipite.

Este resultado foi obtido em Setembro de 2018, a partir das primeiras observações científicas do ESPRESSO, pelo consórcio científico que construiu o instrumento: uma equipa de Portugal, Itália, Suíça, Espanha e ESO.

O ESPRESSO (Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations) foi originalmente concebido para procurar planetas do tipo terrestre em torno de estrelas do tipo solar. No entanto, rapidamente provou ser muito mais versátil. ”Depressa compreendemos que o notável poder colector do VLT e a estabilidade extrema do ESPRESSO, transformavam este instrumento na máquina perfeita para estudar atmosferas exoplanetárias,” disse Pedro Figueira, cientista do instrumento ESPRESSO no ESO, Chile.

Temos agora uma maneira completamente nova de investigar as condições atmosféricas dos exoplanetas mais extremos,” conclui Ehrenreich.

Notas

Uma versão anterior desta nota de imprensa indicava erradamente que a distância a WASP-76b eram 390 anos-luz, com base num estudo de 2016. Dados mais recentes indicam que o exoplaneta se encontra a 640 anos-luz de distância da Terra.

Informações adicionais

Este trabalho foi descrito num artigo científico publicado na revista Nature.

A equipa é composta por David Ehrenreich (Observatoire Astronomique de l’Université de Genève, Geneva, Suíça [UNIGE]), Christophe Lovis (UNIGE), Romain Allart (UNIGE), María Rosa Zapatero Osorio (Centro de Astrobiología, Madrid, Espanha [CSIC-INTA]), Francesco Pepe (UNIGE), Stefano Cristiani (INAF Osservatorio Astronomico di Trieste, Itália [INAF Trieste]), Rafael Rebolo (Instituto de Astrofísica de Canarias, Tenerife, Espanha [IAC]), Nuno C. Santos (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto, Portugal [IA/UPorto] & Departamento de Física e Astronomia, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, Portugal [FCUP]), Francesco Borsa (INAF Osservatorio Astronomico di Brera, Merate, Itália [INAF Brera]), Olivier Demangeon (IA/UPorto), Xavier Dumusque (UNIGE), Jonay I. González Hernández (IAC), Núria Casasayas-Barris (IAC), Damien Ségransan (UNIGE), Sérgio Sousa (IA/UPorto), Manuel Abreu (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade de Lisboa, Portugal [IA/FCUL] & Departamento de Física da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, Portugal [FCUL], Vardan Adibekyan [IA/UPorto], Michael Affolter (Physikalisches Institut & Centro do Espaço e Habitabilidade, Universität Bern, Suíça [Bern]), Carlos Allende Prieto (IAC), Yann Alibert (Bern), Matteo Aliverti (INAF Brera), David Alves (IA/FCUL & FCUL), Manuel Amate (IA/UPorto), Gerardo Avila (Observatório Europeu do Sul, Garching bei München, Alemanha [ESO]), Veronica Baldini (INAF Trieste), Timothy Bandy (Bern), Willy Benz (Bern), Andrea Bianco (INAF Brera), Émeline Bolmont (UNIGE), François Bouchy (UNIGE), Vincent Bourrier (UNIGE), Christopher Broeg (Bern), Alexandre Cabral (IA/FCUL & FCUL), Giorgio Calderone (INAF Trieste), Enric Pallé (IAC), H. M. Cegla (UNIGE), Roberto Cirami (INAF Trieste), João M. P. Coelho (IA/FCUL & FCUL), Paolo Conconi (INAF Brera), Igor Coretti (INAF Trieste), Claudio Cumani (ESO), Guido Cupani (INAF Trieste), Hans Dekker (ESO), Bernard Delabre (ESO), Sebastian Deiries (ESO), Valentina D’Odorico (INAF Trieste & Scuola Normale Superiore, Pisa, Itália), Paolo Di Marcantonio (INAF Trieste), Pedro Figueira (Observatório Europeu do Sul, Santiago de Chile, Chile [ESO Chile] & IA/UPorto), Ana Fragoso (IAC), Ludovic Genolet (UNIGE), Matteo Genoni (INAF Brera), Ricardo Génova Santos (IAC), Nathan Hara (UNIGE), Ian Hughes (UNIGE), Olaf Iwert (ESO), Florian Kerber (ESO), Jens Knudstrup (ESO), Marco Landoni (INAF Brera), Baptiste Lavie (UNIGE), Jean-Louis Lizon (ESO), Monika Lendl (UNIGE & Instituto de Investigação do Espaço, Academia das Ciências austríaca, Graz, Áustria), Gaspare Lo Curto (ESO Chile), Charles Maire (UNIGE), Antonio Manescau (ESO), C. J. A. P. Martins (IA/UPorto & Centro de Astrofísica da Universidade do Porto, Portugal), Denis Mégevand (UNIGE), Andrea Mehner (ESO Chile), Giusi Micela (INAF Osservatorio Astronomico di Palermo, Itália), Andrea Modigliani (ESO), Paolo Molaro (INAF Trieste & Instituto de Física Fundamental do Universe, Trieste, Itália), Manuel Monteiro (IA/UPorto), Mário Monteiro (IA/UPorto & FCUP), Manuele Moschetti (INAF Brera), Eric Müller (ESO), Nelson Nunes (IA), Luca Oggioni (INAF Brera), António Oliveira (IA/FCUL & FCUL), Giorgio Pariani (INAF Brera), Luca Pasquini (ESO), Ennio Poretti (INAF Brera & Fundación Galileo Galilei, INAF, Breña Baja, Espanha), José Luis Rasilla (IAC), Edoardo Redaelli (INAF Brera), Marco Riva (INAF Brera), Samuel Santana Tschudi (ESO Chile), Paolo Santin (INAF Trieste), Pedro Santos (IA/FCUL & FCUL), Alex SegovIA/FCULMilla (UNIGE), JulIA/FCULV. Seidel (UNIGE), Danuta Sosnowska (UNIGE), Alessandro Sozzetti (INAF Osservatorio Astrofisico di Torino, Pino Torinese, Itália), Paolo Spanò (INAF Brera), Alejandro Suárez Mascareño (IAC), Hugo Tabernero (CSIC-INTA & IA/UPorto), Fabio Tenegi (IAC), Stéphane Udry (UNIGE), Alessio Zanutta (INAF Brera), Filippo Zerbi (INAF Brera).

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E se os misteriosos planetas de “algodão doce” tiverem na realidade anéis?

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Impressão de artista do modelo de Piro e Vissapragada de um anel com anéis a transitar em frente da sua estrela hospedeira. Os cientistas usaram estes modelos para restringir quais dos planetas super-inchados conhecidos podem ser explicados por anéis.
Crédito: Robin Dienel e cortesia do Instituto Carnegie para Ciência

De acordo com uma nova investigação publicada na revista The Astronomical Journal, por Anthony Piro do Instituto Carnegie para Ciência e Shreyas Vissapragada do Caltech, alguns dos exoplanetas de densidade extremamente baixa, chamados planetas de “algodão doce”, podem na realidade ter anéis.

Estes planetas super-inchados são conhecidos por terem raios extremamente grandes para as suas massas – o que lhes daria densidades aparentemente incrivelmente baixas. Os corpos com este nome adorável têm confundido os cientistas desde que foram descobertos, porque são diferentes de quaisquer planetas no nosso Sistema Solar e desafiam as nossas ideias do aspecto dos planetas distantes.

“Começámos a pensar, e se estes planetas não forem como algodão doce,” disse Piro. “E se estes planetas super-inchados só parecem muito grandes porque estão na verdade cercados por anéis?”

No nosso próprio Sistema Solar, todos os planetas gigantes de gás e gelo têm anéis, o exemplo mais conhecido sendo os majestosos anéis de Saturno. Mas tem sido difícil para os astrónomos descobrir planetas com anéis em órbita de estrelas distantes.

Os raios dos exoplanetas são medidos durante o trânsito – quando o exoplaneta cruza a frente da sua estrela hospedeira, provocando uma queda na luz estelar. Quanto maior a diminuição de brilho, maior o exoplaneta.

“Começámos a pensar: se olhássemos para o Sistema Solar, a partir de um mundo distante, será que conseguíamos reconhecer Saturno como um planeta com anéis, ou pareceria um planeta inchado para um astrónomo alienígena,” perguntou Vissapragada.

Para testar esta hipótese, Piro e Vissapragada simularam o aspecto de um exoplaneta com anéis para um astrónomo com instrumentos de alta precisão que observava o seu trânsito em frente da estrela-mãe. Também investigaram os tipos de materiais no anel que poderiam explicar as observações de super-inchados.

O seu trabalho demonstrou que os anéis podem explicar alguns, mas não todos, os planetas super-inchados que a missão Kepler da NASA descobriu até agora.

“Estes planetas tendem a orbitar em íntima proximidade as suas estrelas hospedeiras, o que significa que os anéis teriam que ser rochosos e não gelados,” explicou Piro. “Mas os raios dos anéis rochosos só podem ter um determinado tamanho, a não ser que as rochas sejam muito porosas, de modo que nem todos os super-inchados encaixariam nestas restrições.”

Segundo Piro e Vissapragada, três super-inchados são candidatos especialmente bons para anéis – Kepler-87c e 177c, assim como HIP 41378f.

As observações de acompanhamento para confirmar o seu trabalho só serão possíveis depois do lançamento do Telescópio Espacial James Webb da NASA, previsto para o ano que vem, porque os actuais telescópios terrestres e espaciais não têm a precisão necessária para confirmar a presença de anéis em redor destes mundos distantes.

Se alguns dos super-inchados forem confirmados como planetas com anéis, isto melhoraria a compreensão dos astrónomos de como estes sistemas planetários se formaram e evoluíram em torno das suas estrelas hospedeiras

Astronomia On-line
6 de Março de 2020

 

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3470: Estudante de astronomia descobre 17 planetas e um pode ser habitável

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Michelle Kunimoto, uma estudante de astronomia da Universidade da Colúmbia Britânica, descobriu 17 novos planetas. Na sua investigação, a jovem candidata a astrónoma poderá ter encontrado também um mundo potencialmente habitável, sensivelmente do tamanho da Terra. Estas descobertas foram conseguidas depois de analisados os dados recolhidos pela missão Kepler da NASA.

Durante a sua missão original de quatro anos, o satélite Kepler procurou mundos extras-solares, especialmente aqueles encontrados na chamada zona habitável das suas estrelas, onde a água líquida poderia existir na superfície.

Descoberto planeta com tamanho próximo da Terra

As novas descobertas, publicadas no The Astronomical Journal, incluem um daqueles planetas muito procurados e particularmente raros. Oficialmente chamado KIC-7340288 b, o planeta descoberto por Kunimoto é uma vez e meia o tamanho da Terra, pequeno o suficiente para ser considerado rochoso, em vez de gasoso como os planetas gigantes do Sistema Solar, e está localizado na área habitável da sua estrela.

Este planeta está a cerca de mil anos-luz de distância, então não chegaremos lá em breve! Mas esta é uma descoberta realmente empolgante, já que até agora apenas quinze pequenos planetas confirmados foram encontrados na zona habitável nos dados de Kepler.

Referiu Kunimoto,  candidata ao doutoramento no departamento de física e astronomia.

NDTV @ndtv

17 new planets including habitable Earth-sized world discovered. https://www.ndtv.com/science/17-new-planets-including-habitable-earth-sized-world-discovered-by-university-of-british-columbia-ub-2187518 

Para dar a volta ao seu sol, o planeta demora cerca de 142 dias (terrestres), tem, por isso, um ano curto, face à Terra. Isto porque a sua estrela é orbitada a 0,444 unidades astronómicas (AU, a distância entre a Terra e o Sol). Em termos comparativos, está um pouco além da órbita de Mercúrio no nosso Sistema Solar. No entanto, o planeta recebe aproximadamente um terço da luz que a Terra obtém do Sol.

Michelle Kunimoto analisou os dados recuperados pela missão Kepler da NASA – UCB

E os outros 16 planetaS?

Dos outros 16 novos planetas descobertos, o menor tem apenas dois terços do tamanho da Terra, um dos menores que já foram encontrados com o Kepler até agora. O resto varia até oito vezes o tamanho da Terra.

Mas não é a primeira vez que a talentosa Kunimoto descobre novos mundos. A estudante de facto tem queda para a ciência dos astros. Na sua caminhada, ela havia já descoberto 4 planetas durante a sua graduação na UBC. Como muitos outros astrónomos, usa o que é conhecido como “método de trânsito” para procurar candidatos entre as aproximadamente 200 000 estrelas observadas pela missão Kepler.

Sempre que um planeta passa na frente da estrela, ele bloqueia uma parte da luz e causa uma diminuição temporária no brilho. Assim, quando são detectados estes mergulhos, conhecidos como trânsitos, podemos começar a recolher informações sobre o planeta, como o seu tamanho e quanto tempo leva para orbitar.

Explicou Kunimoto.

Um mundo de novos planetas e estrelas para se descobrir

Além das novas descobertas, a jovem conseguiu observar milhares de planetas Kepler conhecidos. Na base do seu trabalho, está o método de trânsito, que ajudará a analisar novamente o vasto mundo de exoplanetas. Assim, poderá tentar perceber quantos planetas podem existir para estrelas com temperaturas diferentes, quantos são do tamanho da Terra e quantos estarão na chamada zona habitável.

Terra 2.0: astrónomos dizem que há um planeta semelhante ao nosso

A Humanidade terá um dia de sair deste planeta para outro, segundo já afirmaram vários especialistas. Contudo, a mudança será complicada se Marte for a opção, falta tudo. Nesse modo, a busca por uma … Continue a ler Terra 2.0: astrónomos dizem que há um planeta semelhante ao nosso

 

3469: Grande exoplaneta pode ter as condições ideais para a vida

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Impressão de artista do exoplaneta K2-18b.
Crédito: Amanda Smith

Os astrónomos descobriram que um exoplaneta com mais do dobro do tamanho da Terra é potencialmente habitável, alargando a busca por vida a planetas significativamente maiores que a Terra, mas mais pequenos que Neptuno.

Uma equipa da Universidade de Cambridge usou a massa, o raio e os dados atmosféricos do exoplaneta K2-18b e determinou que é possível que o planeta hospede água líquida em condições habitáveis sob a sua atmosfera rica em hidrogénio. Os resultados foram divulgados na revista The Astrophysical Journal Letters.

O exoplaneta K2-18b, a 124 anos-luz de distância, tem 2,6 vezes o raio e 8,6 vezes a massa da Terra, e orbita a sua estrela dentro da zona habitável, onde as temperaturas podem permitir a existência de água líquida. O planeta foi objecto de uma cobertura significativa por parte da comunicação social no outono de 2019, quando duas equipas diferentes relataram a detecção de vapor de água na sua atmosfera rica em hidrogénio. No entanto, a extensão da atmosfera e as condições por baixo continuavam desconhecidas.

“O vapor de água já foi detectado nas atmosferas de vários exoplanetas, mas mesmo que o planeta esteja na zona habitável, isso não significa necessariamente que existam condições habitáveis à superfície,” disse o Dr. Nikku Madhusudhan do Instituto de Astronomia de Cambridge, que liderou a nova investigação. “Para estabelecer as perspectivas de habitabilidade, é importante obter uma compreensão unificada das condições interiores e atmosféricas do planeta – em particular, se a água líquida pode existir sob a atmosfera.”

Dado o grande tamanho de K2-18b, sugeriu-se que seria mais como uma versão mais pequena de Neptuno do que uma versão maior da Terra. Espera-se que um “mini-Neptuno” tenha um “invólucro” significativo de hidrogénio em redor de uma camada de água a alta pressão, com um núcleo interno de rocha e ferro. Se o invólucro de hidrogénio for demasiado espesso, a temperatura e pressão à superfície da camada de água seriam demasiado grandes para suportar vida.

Agora, Madhusudhan e a sua equipa mostraram que, apesar do tamanho de K2-18b, o seu invólucro de hidrogénio não é necessariamente muito espesso e a camada de água pode ter as condições ideais para suportar vida. Usaram as observações existentes da atmosfera, bem como a massa e o raio, para determinar a composição e a estrutura da atmosfera e do interior usando modelos numéricos detalhados e métodos estatísticos para explicar os dados.

Os investigadores confirmaram que a atmosfera é rica em hidrogénio com uma quantidade significativa de vapor de água. Também descobriram que os níveis de outras substâncias químicas, como metano e amónia, estavam abaixo do esperado para uma tal atmosfera. Ainda não se sabe se esses níveis podem ser atribuídos a processos biológicos.

A equipa usou então as propriedades atmosféricas como condições limite para modelos do interior planetário. Exploraram uma ampla gama de modelos que podiam explicar as propriedades atmosféricas, bem como a massa e raio do planeta. Isto permitiu-lhes obter a gama de possíveis condições no interior, incluindo o tamanho do invólucro de hidrogénio e as temperaturas e pressões na camada de água.

“Queríamos saber a espessura do invólucro de hidrogénio – qual a profundidade deste hidrogénio,” disse o co-autor Matthew Nixon, estudante de doutoramento do Instituto de Astronomia de Cambridge. “Embora esta seja uma pergunta com várias soluções, mostrámos que não precisamos de muito hidrogénio para explicar todas as observações.”

Os investigadores descobriram que a extensão máxima do invólucro de hidrogénio permitida pelos dados é de cerca de 6% da massa do planeta, embora a maioria das soluções exija muito menos. A quantidade mínima de hidrogénio é cerca de um milionésimo da massa, semelhante à fracção de massa da atmosfera da Terra. Em particular, vários cenários permitem um mundo oceânico, com água líquida por baixo da atmosfera a pressões e temperaturas semelhantes às encontradas nos oceanos da Terra.

Este estudo abre a busca por condições habitáveis e por assinaturas biológicas para lá do Sistema Solar a exoplanetas significativamente maiores que a Terra, além dos exoplanetas parecidos com a Terra. Em adição, planetas como K2-18b são mais acessíveis a observações atmosféricas com instalações observacionais actuais e futuras. As restrições atmosféricas obtidas neste estudo podem ser refinadas usando observações futuras com grandes instalações, como o futuro Telescópio Espacial James Webb.

Astronomia On-line
28 de Fevereiro de 2020

 

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3461: Planeta com ano de 18 horas à beira da destruição

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Impressão de artista de um Júpiter quente orbitando muito perto de uma estrela.
Crédito: Universidade de Warwick/Mark Garlick

Astrónomos da Universidade de Warwick observaram um exoplaneta orbitando uma estrela em pouco mais de 18 horas, o período orbital mais curto já observado para um planeta do seu tipo.

Isto significa que a duração do ano para este Júpiter quente – um gigante gasoso semelhante em tamanho e composição com Júpiter, no nosso próprio Sistema Solar – é inferior a um dia terrestre.

O achado foi divulgado num artigo científico publicado dia 20 de Fevereiro na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society e os cientistas pensam que pode ajudar a descobrir se os planetas deste género estão, ou não, numa espiral destrutiva em direcção aos seus sóis.

O planeta NGTS-10b foi descoberto a cerca de 1000 anos-luz de distância da Terra, como parte do NGTS (Next-Generation Transit Survey), um levantamento exoplanetário sediado no Chile que visa descobrir planetas do tamanho de Neptuno usando o método de trânsito. Isto envolve a observação de estrelas em busca de uma queda no brilho, indicativa da passagem de um planeta à sua frente.

A qualquer momento o levantamento observa 100 graus quadrados do céu, que inclui cerca de 100.000 estrelas. Dessas 100.000 estrelas, esta chamou a atenção dos astrónomos devido aos mergulhos muito frequentes no brilho estelar provocados pela rápida órbita do planeta.

O autor principal Dr. James McCormac, do Departamento de Física da Universidade de Warwick, disse: “Estamos empolgados em anunciar a descoberta de NGTS-10b, um planeta do tamanho de Júpiter com um período extremamente curto que orbita uma estrela não muito diferente do nosso Sol. Também estamos satisfeitos com o facto do NGTS continuar a empurrar as fronteiras da ciência terrestre de trânsitos exoplanetários através da descoberta de classes raras de exoplanetas.

“Embora, em teoria, os Júpiteres quentes com períodos orbitais curtos (menos de 24 horas) sejam os mais fáceis de detectar devido ao seu grande tamanho e trânsitos frequentes, provaram ser extremamente raros. Das centenas de Júpiteres quentes actualmente conhecidos, apenas sete têm um período orbital inferior a um dia.”

NGTS-10b orbita tão depressa porque está muito próximo do seu sol – a apenas o dobro do diâmetro da estrela que, no contexto do nosso Sistema Solar, a posicionaria 27 vezes mais perto do que Mercúrio está do nosso próprio Sol. Os cientistas notaram que está perigosamente perto do ponto em que as forças de maré da estrela acabariam por destruir o planeta.

É provável que o planeta sofra bloqueio de maré, de modo que um lado está constantemente virado para a estrela e constantemente quente – os astrónomos estimam que a temperatura média seja superior a 1000º C. A estrela, propriamente dita, tem mais ou menos 70% do raio do Sol e é 1000º C mais fria que o Sol, com cerca de 4000º C. NGTS-10b também é um excelente candidato para caracterização atmosférica com o Telescópio Espacial James Webb.

Usando fotometria de trânsito, os cientistas sabem que o planeta é 20% maior do que o nosso Júpiter e tem pouco mais de duas vezes a sua massa, de acordo com medições da velocidade radial, capturadas num ponto conveniente do seu ciclo de vida para ajudar a responder perguntas sobre a evolução deste tipo de planetas.

Os planetas massivos geralmente formam-se muito longe da estrela e depois migram por meio de interacções com o disco enquanto o planeta ainda está a formar-se, ou por meio de interacções com planetas adicionais muito mais tarde na sua vida. Os astrónomos planeiam solicitar tempo de observação para obter medições de alta precisão de NGTS-10b e continuar a observá-lo na próxima década para determinar se permanecerá nesta órbita por algum tempo – ou se entrará numa espiral da morte em direcção à sua estrela.

O co-autor Dr. David Brown acrescenta: “Pensa-se que estes planetas de período extremamente curto migram dos confins dos seus sistemas solares e acabam sendo consumidos ou perturbados pela estrela. Ou temos muita sorte de os avistar neste período orbital curto, ou os processos pelos quais o planeta migra para a estrela são menos eficientes do que imaginamos; nesse caso, poderá viver nesta configuração durante muito mais tempo.”

O co-autor Dr. Daniel Bayliss disse: “Nos próximos dez anos, pode ser possível ver este planeta a espiralar. Vamos poder usar o NGTS para o monitorizar ao longo de uma década. Se pudéssemos ver que o período orbital estava a começar a diminuir e o planeta a começar a espiralar, isso dir-nos-ia muito sobre a estrutura do planeta que ainda não sabemos.”

“Tudo o que sabemos sobre a formação planetária diz-nos que os planetas e as estrelas formam-se ao mesmo tempo. O melhor modelo que temos sugere que a estrela tem cerca de 10 mil milhões de anos e assumimos que o planeta também tem. Ou estamos a vê-lo nos últimos estágios da sua vida, ou de alguma forma é capaz de viver aqui por mais tempo do que devia.”

Astronomia On-line
25 de Fevereiro de 2020

 

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3429: JWST vai procurar atmosferas em exoplanetas potencialmente habitáveis

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Esta impressão de artista mostra o sete exoplanetas rochosos do sistema TRAPPIST-1, localizado a 40 anos-luz da Terra. Os astrónomos vão observar estes mundos com o Webb num esforço de detectar a primeira atmosfera num planeta do tamanho da Terra para lá do nosso Sistema Solar.
Crédito: NASA e JPL/Caltech

Este mês marca o terceiro aniversário da descoberta de um sistema notável com sete planetas conhecido como TRAPPIST-1. Estes sete mundos rochosos do tamanho da Terra orbitam uma estrela fria a 39 anos-luz do Sistema Solar. Três desses planetas estão na zona habitável, o que significa que estão à distância orbital ideal para serem quentes o suficiente para que a água líquida exista à superfície. Após o seu lançamento em 2021, o Telescópio Espacial James Webb da NASA irá observar esses mundos com o objectivo de fazer o primeiro estudo detalhado no infravermelho próximo da atmosfera de um planeta na zona habitável.

Para encontrar sinais de uma atmosfera, os astrónomos vão usar uma técnica chamada espectroscopia de transmissão. Observam a estrela hospedeira enquanto o planeta cruza a sua face, um evento conhecido como trânsito. A luz da estrela é filtrada pela atmosfera do planeta, que absorve parte desta luz e deixa impressões digitais reveladores no espectro da estrela.

Encontrar uma atmosfera em torno de um exoplaneta rochoso – a palavra que os cientistas usam para planetas para lá do nosso Sistema Solar – não será fácil. As suas atmosferas são mais compactas do que as dos gigantes gasosos, enquanto o seu tamanho menor significa que interceptam menos luz estelar. TRAPPIST-1 é um dos melhores alvos disponíveis para o Webb, já que a própria estrela também é bastante pequena, o que significa que o tamanho dos planetas, em relação à estrela, é maior.

“As atmosferas são mais difíceis de detectar, mas a recompensa é maior. Seria muito emocionante fazer a primeira detecção de uma atmosfera num planeta do tamanho da Terra,” disse David Lafrenière da Universidade de Montreal, investigador principal de uma das equipas que examinam TRAPPIST-1.

Estrelas anãs vermelhas como TRAPPIST-1 tendem a ter surtos violentos que podem tornar os seus planetas inóspitos. Mas determinar se têm atmosferas e, em caso afirmativo, do que são feitos, é o próximo passo para descobrir se a vida como a conhecemos poderia sobreviver nestes mundos distantes.

Um esforço coordenado

Mais de uma equipa de astrónomos vai estudar o sistema TRAPPIST-1 com o Webb. Planeiam usar uma variedade de instrumentos e modos de observação para obter o máximo de detalhes possíveis para cada planeta no sistema.

“É um esforço coordenado porque nenhuma equipa pode fazer tudo o que queremos com o sistema TRAPPIST-1. O nível de cooperação tem sido realmente espectacular,” explicou Nikole Lewis da Universidade de Cornell, a investigadora principal de uma das equipas.

“Com sete planetas para escolher, cada um de nós pode ‘comer um pedaço do bolo’,” acrescentou Lafrenière.

O programa de Lafrenière terá como alvo TRAPPIST-1d e -1f, num esforço de não apenas detectar uma atmosfera, mas determinar a sua composição básica. Eles esperam ser capazes de distinguir entre uma atmosfera dominada por vapor de água, ou uma composta principalmente de azoto (como a Terra) ou dióxido de carbono (como Marte e Vénus).

O programa de Lewis vai observar TRAPPIST-1e com objectivos semelhantes. TRAPPIST-1e é um dos exoplanetas que mais tem em comum com a Terra em termos de densidade e quantidade de radiação que recebe da sua estrela. Isto torna-o um óptimo candidato à habitabilidade – mas os cientistas precisam de saber mais para ter a certeza.

Uma ampla variedade de planetas

Embora os planetas de TRAPPIST-1 tenham apelo particular do ponto de vista de potencial habitabilidade, o programa de Lafrenière terá como alvo uma variedade de planetas – desde rochosos a mini-Neptunos a gigantes de gás do tamanho de Júpiter – a uma variedade de distâncias das suas estrelas. O objectivo é aprender mais sobre como e onde estes planetas se formam.

Em particular, os astrónomos continuam a debater como os planetas gasosos podem ser encontrados tão perto das suas estrelas. Muitos acreditam que este planeta deve ter-se formado mais longe no disco protoplanetário – o disco em torno de uma estrela onde nascem os planetas -, pois o material está disponível longe da estrela e depois migrou para dentro. No entanto, outros cientistas teorizam que até mesmo os grandes gigantes gasosos podem formar-se relativamente perto da sua estrela.

“Além disso, talvez se tenham formado mais longe, mas quanto mais longe?”, perguntou Lewis.

Para ajudar a informar o debate, os astrónomos vão analisar a proporção de carbono e oxigénio numa variedade de exoplanetas. Esta proporção pode servir como um marcador de onde o planeta se formou, porque varia com a distância da estrela.

Mapas meteorológicos

Além de examinar planetas usando espectroscopia de transmissão, as equipas vão também empregar uma técnica conhecida como curva de fase. Isto envolve a observação de um planeta ao longo de uma órbita inteira, o que só é prático para os mundos mais quentes com os períodos orbitais mais curtos.

Um planeta que orbita a sua estrela muito perto sofre bloqueio de maré, o que significa que mostra sempre a mesma face para a estrela, como a Lua faz com a Terra. Como resultado, observadores distantes que observam o planeta vão vê-lo passar por várias fases, uma vez que lados diferentes do planeta são visíveis a diferentes pontos da sua órbita.

Medindo o planeta em vários momentos, os astrónomos podem construir um mapa da temperatura atmosférica em função da longitude. Esta técnica foi pioneira no Telescópio Espacial Spitzer, que fez o primeiro “mapa meteorológico” de um exoplaneta em 2007.

Além disso, observando a emissão de calor do próprio planeta, os astrónomos podem modelar a estrutura vertical da atmosfera.

“Com uma curva de fase, podemos construir um modelo 3D completo da atmosfera de um planeta,” explicou Lafrenière.

Este trabalho está a ser realizado como parte do programa GTO (Guaranteed Time Observations) do Webb. Este programa foi desenvolvido para recompensar cientistas que ajudaram a desenvolver os principais componentes de hardware e software ou o conhecimento técnico e interdisciplinar do observatório.

O Telescópio Espacial James Webb será o principal observatório científico espacial do mundo quando for lançado em 2021. Vai resolver mistérios do nosso Sistema Solar, olhar para mundos distantes em torno de outras estrelas e investigar as misteriosas estruturas e origens do nosso Universo e o nosso lugar nele. O Webb é um projecto internacional liderado pela NASA e pelos seus parceiros, a ESA e a Agência Espacial Canadiana.

Astronomia On-line
11 de Fevereiro de 2020

 

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Kepler testemunha super-explosão em sistema estelar “vampiro”

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

A ilustração mostra um sistema recém-descoberto de nova anã, no qual uma anã branca puxa material de uma companheira anã castanha. O material forma um disco de acreção até que atinge um ponto de inflexão, fazendo com que aumente subitamente de brilho. Usando dados de arquivo do Kepler, uma equipa observou uma intensificação gradual, inexplicada e não antes vista seguida por uma super-explosão na qual o sistema aumentou cerca de 1600 vezes de brilho, ao longo de menos de um dia.
Crédito: NASA e L. Hustak (STScI)

A sonda Kepler da NASA foi construída para encontrar exoplanetas, procurando estrelas que diminuem de brilho quando um planeta passa à sua frente. Felizmente, o mesmo design é ideal para a detecção de outros transientes astronómicos – objectos que aumentam ou diminuem de brilho com o tempo. Uma nova investigação de dados de arquivo do Kepler encontrou uma super-explosão invulgar de uma nova anã anteriormente desconhecida. O sistema aumentou cerca de 1600 vezes de brilho ao longo de menos um dia antes de desvanecer lentamente.

O sistema estelar em questão consiste de uma estrela anã branca com uma companheira anã castanha com cerca de um-décimo da massa da anã branca. Uma anã branca é o núcleo remanescente de uma estrela velha parecida com o Sol e contém aproximadamente a mesma quantidade de material que o Sol num globo com o tamanho da Terra. Uma anã castanha é um objecto com uma massa entre 10 e 80 Júpiteres que é demasiado pequeno para despoletar fusão nuclear.

A anã castanha orbita anã branca a cada 83 minutos, a uma distância de apenas 400.000 km – quase a distância Terra-Lua. Estão tão próximas uma da outra que a forte gravidade da anã branca retira o material da anã castanha, sugando a sua essência como um vampiro. O material roubado forma um disco à medida que espirala para a anã branca (conhecido como disco de acreção).

Foi por sorte que o Kepler estava a olhar na direcção certa quando este sistema sofreu uma super-explosão, aumentando mais de 1000 vezes de brilho. De facto, o Kepler foi o único instrumento capaz de o testemunhar, uma vez que o sistema estava demasiado perto do Sol, do ponto de vista da Terra. A rápida cadência de observações do Kepler, obtendo dados a cada 30 minutos, foi crucial para capturar todos os detalhes da explosão.

O evento permaneceu escondido nos dados de arquivo do Kepler até ser identificado por uma equipa liderada por Ryan Ridden-Harper, do STScI (Space Telescope Science Institute), em Baltimore, no estado norte-americano da Maryland e da Universidade Nacional da Austrália, Camberra. “De certo modo, descobrimos este sistema acidentalmente. Não estávamos especificamente à procura de uma super-explosão. Estávamos à procura de qualquer tipo de transiente,” disse Ridden-Harper.

O Kepler capturou todo o evento, observando um lento aumento de brilho seguido por uma rápida intensificação. Embora o repentino aumento de brilho seja previsto pelas teorias, a razão do início lento permanece um mistério. As teorias da física do disco de acreção não preveem este fenómeno, que foi observado posteriormente em duas outras super-explosões de novas anãs.

“Estes sistemas de novas anãs têm vindo a ser estudados há décadas, de modo que descobrir algo novo é bastante complicado,” disse Ridden-Harper. “Vemos discos de acreção por todo o lado – desde estrelas recém-formadas a buracos negros super-massivos – de modo que é importante compreendê-los.”

As teorias sugerem que uma super-explosão é despoletada quando o disco de acreção atinge um ponto de inflexão. À medida que acumula material, cresce em tamanho até que a orla externa sofre ressonância gravitacional com a anã castanha em órbita. Isto pode desencadear uma instabilidade térmica, fazendo com que o disco fique super-aquecido. De facto, as observações mostram que a temperatura do disco sobe de 2700-5300º C no seu estado normal para 9700-11.700ºC no pico da super-explosão.

Este tipo de sistema de nova anã é relativamente raro, conhecendo-se apenas mais ou menos 100. Podem passar-se anos ou décadas entre explosões, o que torna a observação em flagrante um grande desafio.

“A detecção deste objecto dá esperanças na detecção de mais eventos raros, escondidos nos dados do Kepler,” disse o co-autor Armin Rest do STScI.

A equipa planeia continuar a minar os dados do Kepler, bem como de outro caçador de exoplanetas, o TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), à procura de outros transientes.

“As observações contínuas pelo Kepler/K2, e agora pelo TESS, destes sistemas estelares dinâmicos permitem-nos estudar as primeiras horas da explosão, um domínio do tempo que é quase impossível alcançar a partir de observatórios terrestres,” disse Peter Garnavich da Universidade de Notre Dame em Indiana.

O artigo científico sobre a descoberta foi publicado na edição de 21 de Outubro de 2019 da revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Astronomia On-line
28 de Janeiro de 2020

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3386: Pode ter sido descoberto um segundo exoplaneta em torno de Proxima Centauri

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Impressão de artista do sistema planetário em torno de Proxima Centauri.
Crédito: Lorenzo Santinelli

Cientistas descobriram o que pensam ser um segundo planeta em órbita da estrela mais próxima do nosso Sistema Solar, Proxima Centauri, que ficou famosa em 2016 com a descoberta de um planeta “semelhante à Terra” em órbita, Proxima b.

Novas observações de Proxima Centauri tornaram possível revelar a presença do que está a ser descrito como um planeta candidato de baixa massa (pelo menos 5,8 vezes a massa da Terra), aproximadamente com metade do tamanho de Neptuno, em órbita da estrela. Poderá ser uma super-Terra rochosa ou um “mini-Neptuno” gasoso. Com uma órbita de 5,2 anos, provavelmente tem temperaturas na ordem dos -230º C, sendo demasiado frio para ser habitável.

A descoberta, publicada na revista Science Advances, foi feita por uma equipa internacional de investigadores da Universidade de Hertfordshire, Inglaterra, do INAF-Observatório Astrofísico de Turim, Itália, da Universidade de Creta e do Instituto de Astrofísica FORTH, Grécia.

Proxima Centauri é uma estrela anã vermelha cerca de 8 vezes mais pequena que o Sol. É a estrela mais próxima do Sistema Solar, a uma distância de 4,2 anos-luz. Os cientistas esperam que a descoberta possa eventualmente ajudar a nossa compreensão da composição de diferentes planetas e de como o Universo funciona.

Hugh Jones, professor de astrofísica na Universidade de Hertfordshire, comenta: “Graças à proximidade do planeta e à sua órbita a uma distância relativamente grande da sua estrela (1,5 UA), esta é uma das melhores chances possíveis de observação directa que permitirá a compreensão detalhada de outro exoplaneta. No futuro, Proxima c poderá tornar-se um possível alvo para um estudo mais directo do projecto Breakthrough StarShot, que será a primeira tentativa da humanidade de viajar para outro sistema estelar.” O professor Jones, juntamente com Paul Bulter, da Instituição Carnegie para Ciência, foram responsáveis por produzir o conjunto de dados mais precisos para o projecto usando dados do espectrógrafo UVES acoplado ao VLT do ESO.

O professor Jones, que também fez parte da descoberta do planeta “tipo-Terra”, Proxima b, explicou o processo: “Primeiro submetemos um artigo sobre a existência de Proxima b em Fevereiro de 2013, embora só tenhamos obtido evidências suficientes para apoiar conclusivamente uma descoberta tão importante em 2016. As nossas observações contínuas e um melhor processamento de dados permitiram-nos discernir o sinal de Proxima c. Esperamos ansiosamente confirmar o sinal com novas instalações e descobrir quão semelhante ou diferente dos planetas do nosso Sistema Solar Proxima c realmente é.”

A descoberta segue os recentes anúncios de um “Neptuno frio” e de dois planetas potencialmente habitáveis encontrados em órbita de estrelas próximas, publicados na revista The Astrophysical Journal. A mesma técnica de espectrografia com o UVES também foi usada neste projecto.

Astronomia On-line
21 de Janeiro de 2020

spacenews

 

WASP-12b está numa “espiral da morte”

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Impressão de artista do escaldante gigante gasoso WASP-12b e da sua estrela. Uma equipa de astrofísicos mostrou que este exoplaneta está a espiralar em direcção à sua estrela, rumo à sua completa destruição daqui a aproximadamente 3 milhões de anos.
Crédito: NASA/JPL-Caltech

A Terra está condenada – mas só daqui a 5 mil milhões de anos. O nosso planeta será torriscado à medida que o Sol se expande e se torna numa gigante vermelha, mas o exoplaneta WASP-12b, localizado a 600 anos-luz de distância na direcção da constelação de Cocheiro, tem menos de um milésimo desse tempo: uns comparativamente insignificantes 3 milhões de anos.

Uma equipa de astrofísicos mostrou que WASP-12b está a espiralar em direcção à sua estrela hospedeira, rumo à sua destruição. O artigo científico foi publicado na edição de 27 de Dezembro de 2019 da revista The Astrophysical Journal Letters.

WASP-12b é conhecido por ser um “Júpiter quente”, um gigante gasoso como o nosso vizinho Júpiter, mas que está muito próximo da sua estrela-mãe, completando uma órbita em apenas 26 horas (em contraste, a Terra demora 365 dias; até Mercúrio, o planeta mais interior do Sistema Solar, demora 88 dias).

“Desde a descoberta do primeiro ‘Júpiter quente’ em 1995 – uma descoberta reconhecida o ano passado com o Prémio Nobel da Física – que nos perguntamos quanto tempo podem estes planetas sobreviver,” disse Joshua Winn, professor de ciências astrofísicas em Princeton e um dos autores do artigo científico. “Tínhamos a certeza de que não podiam durar para sempre. As fortes interacções gravitacionais entre o planeta e a estrela devem fazer o planeta espiralar para dentro e ser destruído, mas ninguém podia prever quanto tempo isso levaria. Pode levar milhões de anos, milhares de milhões, ou até biliões. Agora que medimos o ritmo, pelo menos para um sistema – são milhões de anos -, temos uma nova pista sobre o comportamento das estrelas como corpos fluídos.”

O problema é que à medida que WASP-12b orbita a sua estrela, os dois corpos exercem força gravitacional um sobre o outro, levantando “marés” como as marés do oceano levantadas pela Lua na Terra.

Dentro da estrela, estas ondas fazem com que se torne ligeiramente distorcida e oscile. Devido à fricção, estas ondas colidem e as oscilações diminuem, um processo que gradualmente converte a energia orbital do planeta em calor dentro da estrela.

A fricção associada às marés também exerce um torque gravitacional no planeta, fazendo com que o planeta espirale para dentro. A medição da rapidez com que a órbita do planeta está a encolher revela a rapidez com que a estrela está a dissipar a energia orbital, o que fornece aos astrofísicos pistas sobre o interior das estrelas.

“Se pudermos encontrar mais planetas como WASP-12b cujas órbitas estão decaindo, seremos capazes de aprender mais sobre a evolução e sobre o destino final dos sistemas exoplanetários,” disse o autor principal Samuel Yee, estudante de ciências astrofísicas. “Embora este fenómeno tenha sido previsto no passado para planetas gigantes íntimos como WASP-12b, esta é a primeira vez que capturamos este processo em acção.”

Uma das primeiras pessoas a fazer essa previsão foi Frederic Radio, professor de física e astronomia na Universidade Northwestern, que não esteve envolvido no estudo de Yee e Winn. “Todos nós esperámos quase 25 anos para que este efeito fosse detectado observacionalmente,” disse Rasio. “As implicações a curto prazo deste decaimento orbital medido também são muito importantes. Em particular, significa que deverão haver muitos mais Júpiteres quentes já destruídos. Quanto atingem o limite de Roche – o limite de perturbação das marés de um objecto numa órbita circular – os seus invólucros podem ser despojados, revelando um núcleo rochoso parecido com uma super-Terra (ou talvez um mini-Neptuno, caso possam reter um pouco da sua camada de gás).”

Rasio também é editor da The Astrophysical Journal Letters, a revista que publicou o novo artigo científico. Os investigadores haviam originalmente submetido o seu trabalho a outra revista científica menos prestigiada, também publicada pela Sociedade Astronómica Americana, mas Rasio redirecionou o artigo devido à “especialmente grande importância” da investigação. “Parte do meu trabalho é garantir que todas as principais novas descobertas apresentadas nos manuscritos submetidos aos periódicos da Sociedade Astronómica Americana sejam consideradas para publicação na The Astrophysical Journal Letters,” explicou. “Neste caso, a decisão foi fácil.”

WASP-12b foi descoberto em 2008 pelo método de trânsito, no qual os astrónomos observam uma pequena queda no brilho de uma estrela quando um planeta passa à sua frente, de cada vez que completa uma órbita. Desde a sua descoberta, o intervalo entre quedas sucessivas diminuiu 29 milissegundos por ano – uma característica observada pela primeira vez em 2017 pelo co-autor Kishore Patra, na altura estudante do MIT (Massachusetts Institute of Technology).

Essa ligeira diminuição pode sugerir que a órbita do planeta está a encolher, mas existem outras explicações possíveis: se a órbita de WASP-12b for mais oval do que circular, por exemplo, as mudanças aparentes no período orbital podem ser provocadas pela mudança de orientação da órbita.

A maneira de ter a certeza de que a órbita está realmente a diminuir é observar o planeta a desaparecer por trás da sua estrela, um evento conhecido como ocultação. Se a órbita está apenas a mudar de direcção, o período orbital real não muda, de modo que se os trânsitos ocorrem mais depressa do que o esperado, as ocultações deverão ocorrer mais lentamente. Mas se a órbita estiver realmente a decair, o tempo dos trânsitos e das ocultações deve mudar na mesma direcção.

Nos últimos dois anos, os investigadores recolheram mais dados, incluindo novas observações de ocultações feitas com o Telescópio Espacial Spitzer.

“Estes novos dados apoiam fortemente o cenário de decaimento orbital, o que nos permite dizer com firmeza que o planeta está realmente a espiralar em direcção à sua estrela,” disse Yee. “Isto confirma as previsões teóricas de longa data e dados indirectos, sugerindo que os Júpiteres quentes devem ser destruídos por este processo.”

Esta descoberta vai ajudar os teóricos a entender o funcionamento interno das estrelas e a interpretar outros dados relacionados com as interacções das marés,” disse Winn. “Também nos diz mais sobre a vida dos Júpiteres quentes, uma pista que pode ajudar a lançar luz sobre a formação destes planetas estranhos e inesperados.”

Astronomia On-line
14 de Janeiro de 2020

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