5315: Detritos de explosão estelar encontrados em local invulgar

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

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

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

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

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

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

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

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

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

Astronomia On-line
12 de Março de 2021


5110: Remanescente de explosão rara descoberto no centro da Via Láctea

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Composição de dados em raios-X obtidos pelo Chandra e no rádio pelo VLA (Very Large Array) que contém a primeira evidência de um tipo raro de super-nova na Via Láctea. Ao analisar mais de 35 dias de observações do Chandra, os investigadores descobriram um padrão invulgar de elementos como ferro e níquel nos detritos estelares. A explicação mais provável é que é um remanescente de super-nova, de nome Sgr A Este, que foi criado por uma super-nova do Tipo Iax. Esta é uma classe especial de super-novas do Tipo Ia que são usadas para medir distâncias no espaço e para estudar a expansão do Universo.
Crédito: raios-X – NASA/CXC/Universidade de Nanjing/P. Zhou et al.; rádio – NSF/NRAO/VLA

Os astrónomos podem ter encontrado o primeiro exemplo, na nossa Via Láctea, de um tipo invulgar de explosão estelar. Esta descoberta, feita com o Observatório de raios-X Chandra da NASA, contribui para a compreensão de como algumas estrelas se fragmentam e “semeiam” o Universo com elementos essenciais para a vida na Terra.

Este objecto intrigante, localizado perto do centro da Via Láctea, é um remanescente de super-nova chamado Sagitário A Este, ou Sgr A Este para abreviar. Com base nos dados do Chandra, os astrónomos classificaram anteriormente o objecto como o remanescente de uma estrela massiva que explodiu como super-nova, um dos muitos tipos de estrelas “explodidas” que os cientistas catalogaram.

Usando observações mais longas do Chandra, uma equipa de astrónomos concluiu agora que o objecto é o remanescente de um tipo diferente de super-nova. É a explosão de uma anã branca, uma “brasa” estelar encolhida de uma estrela sem combustível como o nosso Sol. Quando uma anã branca puxa demasiado material de uma estrela companheira ou se funde com outra anã branca, a anã branca é destruída, acompanhada por um impressionante flash de luz.

Os astrónomos usam estas “super-novas do Tipo Ia” porque a maioria delas distribui quase a mesma quantidade de luz todas as vezes, não importa onde estejam localizadas. Isto permite que os cientistas as utilizem para medir com precisão as distâncias no espaço e para estudar a expansão do Universo.

Os dados do Chandra revelaram que Sgr A Este, no entanto, não veio de uma comum super-nova do Tipo Ia. Em vez disso, parece que pertence a um grupo especial de super-novas que produzem diferentes quantidades relativas elementos do que as do Tipo I tradicional, e explosões menos poderosas. Este subconjunto é conhecido como “Tipo Iax,” um membro potencialmente importante da família das super-novas.

“Embora tenhamos já encontrado super-novas do Tipo Iax noutras galáxias, não tínhamos identificado até agora evidências de uma na Via Láctea,” disse Ping Zhou da Universidade de Nanjing, na China, que liderou o novo estudo enquanto na Universidade de Amesterdão. “Esta descoberta é importante para entender as inúmeras maneiras pelas quais as anãs brancas explodem.”

As explosões das anãs brancas são uma das fontes mais importantes no Universo de elementos como o ferro, níquel e cromo. O único lugar onde os cientistas sabem que estes elementos podem ser formados é dentro da fornalha nuclear de estrelas ou quando explodem.

“Este resultado mostra-nos a diversidade de tipos e causas das explosões das anãs brancas, e as diferentes maneiras como elas produzem estes elementos essenciais”, disse o co-autor Shing-Chi Leung do Caltech em Pasadena, no estado norte-americano da Califórnia. “Se estivermos certos sobre a identidade deste remanescente de super-nova, seria o exemplo conhecido mais próximo da Terra.”

Os astrónomos ainda estão a debater a causa das explosões das super-novas do Tipo Iax, mas a teoria principal é que envolvem reacções termo-nucleares que viajam muito mais lentamente através da estrela do que nas super-novas do Tipo Ia. Esta caminhada relativamente lenta da explosão leva a explosões mais fracas e, portanto, a diferentes quantidades de elementos produzidos na explosão. Também é possível que parte da anã branca tenha ficado para trás.

Sgr A Este está localizada muito perto de Sagitário A*, o buraco negro super-massivo no centro da nossa Via Láctea, e provavelmente cruza-se com o disco de material que rodeia o buraco negro. A equipa foi capaz de usar observações do Chandra, tendo como alvo o buraco negro super-massivo e a região em seu redor, durante um total de 35 dias, para estudar Sgr A Este e encontrar o padrão invulgar de elementos nos dados de raios-X. Os resultados do Chandra concordam com os modelos de computador que preveem uma anã branca que sofreu reacções nucleares lentas, tornando-a uma forte candidata a remanescente de super-nova do Tipo Iax.

“Este remanescente de super-nova está no plano de fundo de muitas imagens do Chandra do buraco negro super-massivo da nossa Galáxia obtidas ao longo dos últimos 20 anos,” disse Zhiyuan Li, também da Universidade de Nanjing. “Podemos finalmente ter determinado o que este objecto é e como surgiu.”

Noutras galáxias, os cientistas observam que as super-novas do Tipo Iax ocorrem a uma proporção que corresponde a aproximadamente um-terço das super-novas do Tipo Ia. Na Via Láctea, existiram três remanescentes de super-nova do Tipo Ia confirmadas e dois candidatos com menos de 2000 anos, correspondendo a uma idade em que os remanescentes ainda são relativamente brilhantes antes de desaparecerem mais tarde. Se Sgr A Este tiver menos de 2000 anos e resultar de uma super-nova do Tipo Iax, este estudo sugere que a nossa Galáxia está em alinhamento no que respeita ao número relativo de super-novas do Tipo Iax vistas noutras galáxias.

Juntamente com a sugestão de que Sgr A Este é o remanescente do colapso de uma estrela massiva, estudos anteriores também apontaram que uma super-nova normal do Tipo Ia não foi descartada. O último estudo realizado com estes dados profundos do Chandra vai contra as interpretações da estrela massiva e contra o Tipo Ia normal.

Estes resultados foram publicados na edição de dia 10 de Fevereiro de 2021 da revista The Astrophysical Journal, e uma pré-impressão está disponível online. Os outros autores do artigo são Ken’ichi Nomoto da Universidade de Tóquio, no Japão, Jacco Vink da Universidade de Amesterdão, Países Baixos e Yang Chen, também da Universidade de Nanjing.

Astronomia On-line
12 de Fevereiro de 2021


4494: Super-nova explodiu muito perto da Terra há 2,5 milhões de anos

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

M. Kornmesser / ESO
Impressão de artista que mostra poeira a formar-se no ambiente em redor de uma explosão de super-nova.

Físicos da Universidade Técnica de Munique (TUM) encontraram provas inequívocas de que uma super-nova explodiu muito perto da Terra há cerca de 2,5 milhões de anos.

Uma equipa de cientistas da Universidade Técnica de Munique (TUM), na Alemanha, encontrou provas de que uma super-nova explodiu muito perto do nosso planeta há 2,5 milhões de anos. A “prova do crime” não foi encontrada no Espaço, mas sim em depósitos de sedimentos no fundo do mar, avança o Science Daily.

Quando uma estrela “fica sem combustível”, isto é, quando esgota todo o hidrogénio que sustenta a fusão nuclear, transforma-se numa super-nova que entra em colapso e explode, libertando em fracções de segundo mais energia do que o total já produzido pelo Sol.

Os cientistas costumam dizer que as super-novas representam “o princípio e o fim”, já que, ao mesmo tempo que marcam o fim da vida de uma estrela, os elementos químicos produzidos durante a explosão são espalhados pelo Universo, “semeando” outras estrelas e planetas.

Além destes elementos químicos, as super-novas também emitem uma grande quantidade de radiação – na forma de luz visível, raios-X e ultravioleta – que pode ter consequências graves para qualquer biosfera.

A equipa de físicos, liderada por Gunther Korschinek, analisou as crostas de ferro-manganês, um mineral produzido pela acumulação de sedimentos compostos por óxidos de ferro e manganês no fundo do mar.

Os cientistas encontraram um isótopo de ferro chamado Ferro-60 (60Fe), uma das substâncias produzidas por uma super-nova. Este elemento tem uma “meia vida” de 2,6 milhões de anos, tempo após o qual decai e se transforma em níquel.

No entanto, esta substância não é exclusiva das super-novas, pelo que os cientistas concentraram as suas atenções noutro elemento: Manganês-53 (53Mn). Este sim, só pode ser produzido por uma super-nova.

Uma pequena quantidade de Manganês-53 é depositada regularmente na Terra, mas encontrar mais do que a quantidade normal seria sinal da presença de uma super-nova – e foi exactamente o que a equipa encontrou durante a análise das crostas de ferro-manganês.

Os investigadores usaram um espectrómetro de massas com acelerador para contar a quantidade de átomos individuais na amostra, uma técnica que permitiu também saber que esta estrela teria uma massa entre 11 e 25 vezes a massa do Sol.

Segundo o artigo científico, publicado na Physical Review Letters, a estrela estava demasiado distante da Terra para gerar uma extinção em massa, mas terá “atingido” o nosso planeta com raios cósmicos.

Segundo Thomas Faestermann, co-autor do estudo, estes raios podem aumentar a formação de nuvens. Por esse motivo, pode haver uma relação com as “eras do gelo” do período Pleistoceno, que começou há 2,6 milhões de anos.

ZAP //

Por ZAP
15 Outubro, 2020

 

4220: Explosão de uma (ou mais) estrelas pode ter causado uma extinção em massa na Terra

CIÊNCIA/ASTROFÍSICA

Jesse Miller

A explosão de uma ou mais super-novas pode ter desencadeado uma extinção em massa na Terra, sugere uma nova investigação liderada por Brian Fields, professor de astronomia e física da Universidade de Illinois, nos Estados Unidos.

A investigação, cujos resultados foram recentemente publicados na revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences, explora se fenómenos astronómicos podem ter sido responsáveis por uma extinção massiva há 359 milhões de anos, na fronteira entre os períodos Devoniano e Carbonífero.

A equipa liderada por Brian Fields sugere que os raios cósmicos libertados na sequência de explosões de super-novas próximas podem ter desencadeado esta extinção.

Os cientistas debruçaram-se sobre os períodos Devoniano e Carbonífero porque as rochas que remontam a esta época contêm centenas de milhares de gerações de esporos de plantas que parecem ter sido queimadas pela luz ultravioleta, que é evidência de um evento destruição de ozono de longa duração.

“Catástrofes terrestres, como vulcanismo em grande escala e o aquecimento global, também podem destruir a camada de ozono, mas a evidências destes fenómenos não são conclusivas para o intervalo de tempo em questão”, explicou Fields, citado em comunicado.

“Em vez disso, propomos que uma ou mais explosões de super-novas, a cerca de 65 anos-luz da Terra, podem ter sido responsáveis pela perda programa de ozono”.

A equipa explorou outras causas astrofísicas para justificar esta destruição da camada de ozono, como o impacto de meteoritos, erupções solares e até explosões de raios.

“No entanto, estes eventos terminam rapidamente e é improvável que causem a destruição duradoura da camada de ozono que ocorreu no final do período Devoniano”, disse Jesse Miller, co-autor do estudo e estudante na universidade norte-americana.

Por outro lado, justificaram, uma super-nova causaria um duplo golpe: a explosão banha imediatamente a Terra com perigosos raios ultra-violeta, raios-X e raios gama e, mais tarde, a explosão de detritos desta estrela atinge o Sistema Solar, submetendo o planeta a uma irradiação de longa duração de raios cósmicos acelerados pela super-nova.

Os danos que este fenómeno causa à Terra e à camada de ozono podem durar até 100.000 anos, frisaram ainda os cientistas, citados pelo portal Phys.org.

ZAP //

Por ZAP
25 Agosto, 2020

 

 

3232: VLT observa região central da Via Láctea e descobre formação estelar primordial muito intensa

CIÊNCIA

Obtida com o instrumento HAWK-I montado noVLT do ESO, no deserto chileno do Atacama, esta imagem mostra a região central da Via Láctea com uma resolução angular de 0,2 segundos de arco, o que significa que o nível de detalhe obtido pelo HAWK-I corresponde, aproximadamente, a estar em Lisboa e conseguir ver um campo de futebol no Porto. A imagem combina observações em três bandas diferentes de comprimentos de onda. A equipa utilizou os filtros de banda larga J (centrado a 1250 nanómetros, no azul), H (centrado a 1635 nanómetros, no verde) e K (centrado a 2150 nanómetros, no vermelho), para cobrir a região do infravermelho próximo do espectro electromagnético. Ao observar nesta região de comprimentos de onda, o instrumento HAWK-I vê para lá da poeira, conseguindo observar determinadas estrelas na região central da Galáxia que, de outro modo, seriam invisíveis.
Crédito: ESO/Nogueras-Lara et al.

O VLT (Very Large Telescope) do ESO observou a região central da Via Láctea com uma resolução extraordinária e revelou novos detalhes sobre a história da formação estelar na nossa Galáxia. Graças a estas novas observações, os astrónomos descobriram evidências de um evento dramático na vida da Via Láctea: um episódio de formação estelar tão intenso que resultou em mais de uma centena de milhar de explosões de super-novas.

“O rastreio que efectuámos a uma enorme região do Centro Galáctico deu-nos informações sobre o processo de formação estelar nessa região da Via Láctea,” disse Rainer Schödel do Instituto de Astrofísica de Andalusia, em Granada, Espanha, que liderou as observações. “Contrariamente ao que se pensava até agora, descobrimos que a formação de estrelas não ocorreu de forma contínua,” acrescenta Francisco Nogueras-Lara, que liderou dois novos estudos da região central da Via Láctea quando esteve a trabalhar no mesmo instituto em Granada.

No estudo, publicado na revista Nature Astronomy, a equipa descobriu que cerca de 80% das estrelas situadas na região central da Via Láctea se formaram nos anos mais primordiais da nossa Galáxia, há cerca de 8—13,5 mil milhões de anos atrás. A este período inicial de formação estelar seguiram-se cerca de 6 mil milhões de anos durante os quais nasceram muito poucas estrelas. Esta fase terminou com um episódio muito intenso de formação estelar que ocorreu há cerca de mil milhões de anos quando se formaram nesta região central, durante um período de menos de 100 milhões de anos, estrelas com a massa combinada de, provavelmente, algumas dezenas de milhões de sóis.

“As condições na região estudada durante a altura desta intensa actividade deve ter-se assemelhado àquelas que vemos em galáxias com ‘formação explosiva de estrelas’, as quais formam estrelas a taxas superiores a 100 massas solares por ano”, explica Nogueras-Lara, que se encontra agora a trabalhar no Instituto Max Planck de Astronomia, em Heidelberg, Alemanha. Actualmente, toda a Via Láctea forma estrelas a uma taxa de cerca de uma ou duas massas solares por ano.

“Esta intensa actividade, que deve ter resultado na explosão de mais de uma centena de milhar de super-novas, foi provavelmente um dos eventos mais energéticos em toda a história da Via Láctea,” acrescenta Nogueras-Lara. Durante esta intensa actividade de formação estelar, formaram-se muitas estrelas massivas; uma vez que o tempo de vida destas estrelas é menor que o das estrelas de pequena massa, as suas vidas chegaram ao fim muito mais depressa, terminando em violentas explosões de super-nova.

Este trabalho de investigação foi possível graças a observações da região central galáctica obtidas com o instrumento HAWK-I montado no VLT do ESO, no deserto chileno do Atacama. Esta câmara infravermelha observou para lá da poeira, dando-nos uma imagem extremamente detalhada da região central da Via Láctea, a qual foi publicada em Outubro na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics por Noguera-Lara e uma equipa de astrónomos de Espanha, Estados Unidos, Japão e Alemanha. A imagem mostra a região mais densa da Galáxia, repleta de estrelas, gás e poeira, onde existe ainda um buraco negro super-massivo. Esta imagem tem uma resolução angular de 0,2 segundos de arco, o que significa que o nível de detalhe obtido pelo HAWK-I corresponde, aproximadamente, a estar em Lisboa e conseguir ver um campo de futebol no Porto.

Esta é a primeira imagem divulgada no âmbito do rastreio GALACTICNUCLEUS. O programa tirou partido do grande campo e elevada resolução angular do instrumento HAWK-I para produzir imagens extremamente nítidas da região central da nossa Galáxia. O rastreio estudou mais de 3 milhões de estrelas, cobrindo uma área correspondente a mais de 60.000 anos-luz quadrados à distância do Centro Galáctico (um ano-luz corresponde a cerca de 9,5 biliões de km).

Astronomia On-line
20 de Dezembro de 2019

 

 

2838: Revelada explosão violenta no coração de um sistema que alberga um buraco negro

CIÊNCIA

lustração do buraco negro MAXI J1820+070.
Crédito: John Paice

Uma equipa internacional de astrónomos, liderada pela Universidade de Southampton, usou câmaras de última geração para criar um filme com alta taxa de quadros de um sistema com um buraco negro em crescimento e a um nível de detalhe nunca antes visto. No processo, descobriram novas pistas para a compreensão dos arredores imediatos destes objectos enigmáticos. Os cientistas publicaram o seu trabalho num novo artigo da revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Os buracos negros podem alimentar-se de uma estrela próxima e criar vastos discos de acreção de material. Aqui, o efeito da forte gravidade do buraco negro e o próprio campo magnético do material pode emitir níveis de radiação em rápida mudança do sistema como um todo.

Esta radiação foi detectada no visível pelo instrumento HiPERCAM acoplado ao GTC (Gran Telescopio Canarias) em La Palma, Ilhas Canárias, e em raios-X pelo observatório NICER da NASA a bordo da Estação Espacial Internacional.

O buraco negro estudado tem o nome MAXI J1820+070 e foi descoberto no início de 2018. Fica a apenas 10.000 anos-luz de distância, na nossa própria Via Láctea. Tem uma massa equivalente a mais ou menos 7 sóis, que colapsou numa região do espaço inferior à cidade de Londres.

O estudo destes sistemas geralmente é muito difícil, pois as suas distâncias tornam-nos demasiado ténues e pequenos para serem observados – nem mesmo com o EHT (Event Horizon Telescope), que recentemente obteve a primeira fotografia do buraco negro no centro da galáxia M87. Os instrumentos HiPERCAM e NICER, no entanto, permitem que os investigadores registem “filmes” da luz do sistema a mais de 300 fps (“frames per second”, quadros por segundo), capturando “crepitações” violentas e “surtos” de luz visível e raios-X.

John Paice, estudante na Universidade de Southampton e do Centro Interuniversitário de Astronomia e Astrofísica, na Índia, foi o autor principal do estudo que apresentou estes resultados e também o artista que criou o filme. Ele explicou o trabalho da seguinte forma: “O filme foi feito usando dados reais, mas diminui para 1/10 da velocidade real para permitir que os surtos mais rápidos fossem discernidos pelo olho humano. Podemos ver que o material em redor do buraco negro é tão brilhante que ofusca a estrela que está a consumir, e as oscilações mais rápidas duram apenas alguns milissegundos – é o ‘output’ de mais de cem sóis emitido num piscar de olhos.”

Os cientistas também descobriram que quedas nos níveis de raios-X são acompanhadas por um aumento da luz visível (e vice-versa). E que os flashes mais rápidos no visível emergiram uma fracção de segundo após os raios-X. Tais padrões revelam indirectamente a presença de plasma distinto, material extremamente quente onde os electrões são despojados dos átomos, em estruturas profundas no abraço da gravidade do buraco negro, de outra forma pequenas demais para serem resolvidas.

Não é a primeira vez que isto é encontrado; uma diferença de fracção de segundo entre a luz raios-X e visível já foi observada noutros dois sistemas que hospedam buracos negros, mas nunca com este nível de detalhe. Os membros dessa equipa internacional estiveram na vanguarda deste campo ao longo da última década. O Dr. Poshak Gandhi, igualmente de Southampton, também encontrou as mesmas assinaturas temporárias nos dois sistemas anteriores.

Ele comentou acerca da importância destas descobertas: “O facto de vermos isto agora em três sistemas reforça a ideia de que é uma característica unificadora de tais buracos negros em crescimento. A ser verdade, deve estar a dizer-nos algo fundamental sobre como o fluxo de plasma em torno dos buracos negro opera.

“As nossas melhores ideias invocam uma ligação profunda entre os fluxos de plasma, para dentro e para fora. Mas estas são condições físicas extremas que não podemos replicar nos laboratórios da Terra e não entendemos como a natureza gere isto. Estes dados serão cruciais para acertar na teoria correta.”

Astronomia On-line
15 de Outubro de 2019

 

2452: Pela primeira vez, foi encontrada uma rara poeira interestelar na neve da Antárctida

ravas51 / Wikimedia

Cientistas que estudavam a neve recém-caída na Antárctida descobriram um raro isótopo de ferro na poeira interestelar escondido dentro dela, sugerindo que a poeira apareceu recentemente.

Esta descoberta poderia dar informações cruciais sobre a história das explosões estelares na nossa vizinhança galáctica.

Sabe-se que a poeira cósmica cai na Terra a toda a hora, em forma de minúsculos fragmentos do entulho da formação de estrelas e planetas. A Antárctida é um óptimo lugar para procurar essa poeira, porque é uma das regiões mais preservadas da Terra, tornando mais fácil encontrar isótopos que não se originaram no nosso próprio planeta.

Neste caso, o isótopo que os investigadores identificaram é o raro 60Fe (ou ferro-60), uma das muitas variantes radioactivas do ferro. Anteriormente, a presença deste ferro em sedimentos do fundo do mar e restos fossilizados de bactérias sugeriu que uma ou mais super-novas explodiram nas proximidades da Terra entre 3,2 e 1,7 milhões de anos atrás.

O novo estudo marca a primeira vez que o ferro interestelar 60 foi detectado na recente neve da Antárctida – a poeira terá caído dos céus nos últimos 20 anos, de acordo com os investigadores.

“Fiquei pessoalmente muito surpreendido, porque era apenas uma hipótese de que poderia haver ferro-60 e era ainda mais incerto que o sinal fosse suficientemente forte para ser detectado”, disse o físico nuclear Dominik Koll, da Universidade Nacional da Austrália, ao ScienceAlert.

“Foi um momento muito alegre quando vi a primeira contagem de ferro 60 aparecer nos dados, porque significa que a nossa imagem astrofísica geral pode não estar muito errada.”

A imagem é a seguinte: o Sistema Solar está actualmente a viajar através do que é conhecido como Nuvem Interstelar Local (LIC), uma bolsa de meio interestelar denso que contém muita poeira interestelar.

Se o ferro-60 tiver sido depositado na Terra nos últimos anos, isso ajuda a validar a ideia de que a nossa vizinhança galáctica local e a sua composição particular de estrelas estelares inter-estelares podem ter sido moldadas pela explosão de estrelas.

Isto também pode ajudar a identificar melhor a nossa localização no LIC e durante quanto tempo o Sistema Solar está a passar por ele. “Esperamos um aumento acentuado no fluxo de ferro-60 na época em que o Sistema Solar entrou no LIC”, escreveu a equipa no estudo, publicado em Agosto na revista especializada Physical Review Letters.

O presente estudo envolveu uma análise química de espectrometria de massa altamente sensível realizada em 500 quilogramas de neve removida da Antárctida e cuidadosamente transportada para a Alemanha – para um dos dois únicos locais em todo o mundo onde esse tipo de análise pode ser realizado.

“Não há ferro estável ou outros elementos abundantes na Antárctida, o que ajuda muito na medição das relações 60Fe / Fe”, disse Koll ao ScienceAlert. “A neve foi tirada com uma pá e foi acondicionada em caixas de armazenamento que foram mantidas abaixo de 0°C para manter a neve congelada até chegar a Munique.”

Os investigadores mediram as proporções de outros elementos isótopos na sua amostra, para garantir que o isótopo de ferro fosse de origem verdadeiramente interestelar. Isto permitiu-lhes descartar outras possíveis origens mais próximas de casa, como rochas espaciais dentro do nosso Sistema Solar irradiadas com raios cósmicos ou mesmo testes de armas nucleares.

ZAP //

Por ZAP
16 Agosto, 2019

 

2085: Estrelas em explosão na vizinhança da Terra podem ter posto a humanidade a andar de pé

CIÊNCIA

NASA
Impressão de artista de uma supernova

Uma equipa de investigadores liderada por Adrian Malott, professor emérito de física e astronomia na Universidade do Kansas, nos EUA, sugere que os nossos ancestrais começaram a caminhar de pé devido a uma série de super-novas.

A investigação descreve como, há cerca de oito milhões de anos, as super-novas – estrelas em explosão no final da sua vida – bombardearam a Terra com energia cósmica e esse processo terá atingido o seu apogeu há cerca de 2,6 milhões de anos.

Naquela época, na baixa atmosfera do nosso planeta, iniciou-se uma avalanche de electrões, levando à cadeia de eventos que levou ao bipedismo nos nossos ancestrais, de acordo com o estudo publicado na revista especializada The Journal of Geology.

Especificamente, acredita-se que a ionização atmosférica poderia ter causado um enorme aumento de relâmpagos, que por sua vez, causou incêndios florestais. Esta poderia ser uma das razões pelas quais os hominídeos começaram a andar sobre duas pernas: tiveram de se adaptar às savanas que substituíram as florestas queimadas no nordeste da África.

“Acredita-se que já havia uma tendência para os hominídeos andarem sobre duas pernas antes mesmo deste evento”, disse Adrian Melott em comunicado. “No entanto, adaptaram-se principalmente para escalar árvores.”

Depois dessa adaptação à savana, os hominídeos tinham de caminhar muito mais frequentemente de uma árvore para outra através dos prados, por isso era melhor andar na vertical: conseguiam ver acima da relva alta e detectar predadores“, acrescentou.

Uma análise de restos de ferro-60 nos leitos marinhos do mundo mostrou que a ionização da atmosfera por culpa dos raios cósmicos teria tido origem numa super-nova que explodiu na vizinhança cósmica da Terra, a cerca de 163 anos-luz, durante a transição entre o Plistoceno e a Idade do Gelo há 2,6 milhões de anos.

“Aparentemente, essa foi a mais próxima série de super-novas muito mais extensa”, assinalou o autor do estudo, acrescentando que a mesma “teria aumentado a ionização da atmosfera inferior em 50 vezes“.

Pela sua parte, Brian Thomas disse que o aumento dos relâmpagos como consequência da ionização, assim como o início dos incêndios florestais em todo o planeta foram corroborados pela descoberta de resíduos de carbono nos solos, que correspondem à cronologia de bombardeio de raios cósmicos.

Segundo Melott, “o aumento de incêndios estimulou a transição da floresta para a savana em muitos lugares, o que se acredita estar relacionado com a evolução humana no nordeste de África”.

ZAP //

Por ZAP
1 Junho, 2019


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1600: Astrónomos registam “explosão mortífera” em estrela recém-nascida

NASA

Um grupo de investigadores registou uma explosão fortíssima na superfície de uma jovem estrela localizada na constelação de Órion, cuja força supera em dez milhões de vezes fenómenos parecidos no Sol.

“Nós examinamos as estrelas vizinhas, tentando entender como surgiu o Sistema Solar. Anteriormente, não tínhamos observado explosões tão fortes nos astros jovens. A sua descoberta permitiu pela primeira vez investigar detalhadamente as características físicas de tais objectos”, declarou Steve Mairs, do Observatório em Hawai, EUA, no estudo publicado na revista The Astrophysical Journal.

No Sol, acontecem periodicamente erupções solares, lançando energia em forma de luz, calor e radiação, bem como perturbando o funcionamento das telecomunicações, satélites e ameaçando a saúde de cosmonautas.

A tempestade solar de 1859, também conhecida como Evento Carrington, é considerada a explosão mais poderosa. O fenómeno produziu 20 vezes mais energia do que a queda do meteorito que destruiu os dinossauros e os grandes répteis marinhos.

Em 2012, os planetólogos da missão Kepler encontraram centenas de astros da classe do Sol, na superfície dos quais aconteceram explosões mais poderosos de que o Evento Carrington. Isto levou os cientistas a supor que o Sol pode originar estes cataclismos um dia, mas a sua potência máxima não foi determinada com precisão devido à diferença de idade, composição química e histórias de evolução das várias estrelas.

Mairs e os seus colegas descobriram que explosões ainda mais fortes podem ocorrer em astros não muito grandes, examinando vários aglomerados estelares na nebulosa de Órion.

Em 2016, os cientistas detectaram uma explosão extremamente potente nos arredores da estrela recém-nascida JW 566, afastada da Terra a uns 1.500 anos-luz. Os astrónomos examinaram-na com ajuda dos telescópios ópticos do Observatório do Hawai, bem como dos observatórios de raios X e de radioastronomia, tendo conseguido calcular a potência desse acontecimento.

A explosão teria sido muito mais forte que as explosões mais brilhantes de outras estrelas recém-nascidas e dez mil milhões de vezes mais potente que o Evento Carrington.

Ainda não foi descoberta a frequência destes cataclismos na JW 566 e outras estrelas recém-nascidas, não se conhecendo os processos magnéticos na sua atmosfera que levam a essas emissões de energia.

ZAP // Sputnik News

Por ZAP
17 Fevereiro, 2019

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1016: ASTRÓNOMOS TESTEMUNHAM NASCIMENTO DE NOVA ESTRELA A PARTIR DE EXPLOSÃO ESTELAR

Ao contrário da maioria das explosões estelares que desvanecem, a super-nova SN 2012au continua a brilhar ainda hoje graças a um novo e poderoso pulsar.
Crédito: NASA, ESA e J. DePasquale (STScI)

As explosões de estrelas, conhecidas como super-novas, podem ser tão brilhantes que ofuscam as suas galáxias hospedeiras. Elas demoram meses ou anos para desaparecer e, às vezes, os remanescentes gasosos da explosão colidem com gás rico em hidrogénio e tornam-se temporariamente brilhantes novamente – mas será que podem permanecer luminosas sem qualquer interferência externa?

É o que Dan Milisavljevic, professor assistente de física e astronomia da Universidade de Purdue, acredita ter visto seis anos depois da explosão “SN 2012au”.

“Nunca tínhamos visto uma explosão deste tipo, numa escala tão tardia de tempo, permanecer visível a não ser que tivesse algum tipo de interacção com o hidrogénio gasoso deixado para trás pela estrela antes da explosão,” comenta. “Mas não há um pico espectral de hidrogénio nos dados – outra coisa estava a energizar o objecto.”

À medida que as estrelas grandes explodem, os seus interiores colapsam até um ponto no qual todas as suas partículas se tornam neutrões. Se a estrela recém-nascida tiver um campo magnético e girar rápido o suficiente, pode acelerar partículas carregadas próximas e tornar-se o que os astrónomos chamam de nebulosa de vento pulsar.

É o que mais provavelmente aconteceu com SN 2012au, de acordo com os resultados publicados na The Astrophysical Journal Letters.

“Sabemos que as explosões de super-nova produzem esses tipos de estrelas de neutrões que giram rapidamente, mas nunca tínhamos visto evidências directas nesta escala de tempo única,” realça Milisavljevic. “Este é um momento chave em que a nebulosa de vento pulsar é brilhante o suficiente para agir como uma lâmpada que ilumina o material expulso e exterior da explosão.”

Já se sabia que SN 2012au era extraordinária – e estranha – de muitas maneiras. Embora a explosão não fosse brilhante o suficiente para ser apelidada de super-nova “super-luminosa”, era extremamente energética, de longa duração e tinha uma curva de luz similarmente lenta.

Milisavljevic prevê que se os investigadores continuarem a monitorizar os locais de super-novas extremamente brilhantes, podem ver transformações semelhantes.

“Se realmente existe um pulsar ou nebulosa de vento magnetar no centro da estrela que explodiu, pode empurrar de dentro para fora e até acelerar o gás,” explica. “Se voltarmos a alguns destes eventos alguns anos depois e fizermos medições cuidadosas, podemos observar o gás rico em oxigénio a sair da explosão ainda mais depressa.”

As super-novas super-luminosas são um tema quente da astronomia transiente. São fontes potenciais de ondas gravitacionais e buracos negros, e os astrónomos pensam que podem estar relacionadas com outros tipos de explosões, como explosões de raios-gama e FRBs (fast radio bursts). Os cientistas querem compreender a física fundamental por detrás, mas são difíceis de observar porque são relativamente raras e ocorrem muito longe da Terra.

Somente a próxima geração de telescópios, que os astrónomos apelidaram de “Telescópio Extremamente Grandes”, terão a capacidade de observar estes eventos em detalhe.

“Este é um processo fundamental no Universo. Nós não estaríamos aqui a menos que isto acontecesse,” comenta Milisavljevic. “Muitos dos elementos essenciais à vida vêm de explosões de super-novas – o cálcio nos nossos ossos, o oxigénio que respiramos, o ferro no nosso sangue – acho que é crucial para nós, cidadãos do Universo, entender este processo.”

Astronomia On-line
14 de Setembro de 2018

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420: Cientistas descobrem tipo totalmente novo de explosão estelar

NASA
Impressão de artista de uma supernova

Cientistas observaram uma supernova a explodir durante apenas algumas semanas, o que despertou a sua atenção pela rapidez do processo.

As supernovas são os estágios finais da vida de algumas estrelas. Quando uma estrela se torna uma supernova explode num brilhante espectáculo de luzes. Este é um processo tão grande que geralmente dura meses.

Por isso, uma supernova que dura apenas algumas semanas fez com que os astrónomos prestassem bastante atenção e acabassem por testemunhar um tipo de explosão estelar nunca antes observado.

A supernova em questão é a KSN 2015K, e atingiu o brilho máximo e desapareceu completamente em menos de um mês, 10 vezes mais rápido do que outras supernovas de brilho semelhante.

De acordo com uma equipa internacional de cientistas, a explicação mais provável é que a estrela tenha sido envolta por um manto de gás e poeira que já tinha sido ejectado da própria, por isso só se teria tornado visível depois de a poeira ter sido expelida pela onda de choque da supernova.

“Descobrimos outra maneira pela qual as estrelas morrem e distribuem material de volta para o espaço”, disse o astrónomo Brad Tucker, da Universidade Nacional da Austrália.

Eventos como este já foram capturados antes. São chamados transientes luminosos de evolução rápida, ou FELTs, e confundiram astrónomos porque não se alinham com os modelos tradicionais de supernovas.

O KSN 2015K foi capturado pelo telescópio Kepler em 2015, que fotografou o evento a cada 30 minutos durante toda a sua duração – dando um nível de detalhe sem precedentes sobre essas explosões peculiares de luz.

Em pouco mais de dois dias, a KSN 2015K alcançou um pico de brilho comparável ao de uma supernova Tipo Ia – a explosão de uma anã branca num sistema binário. Numa semana, o brilho caiu para metade e desapareceu completamente em apenas 25 dias.

A equipa descobriu que a curva de luz combinava com a de uma supernova depois de a estrela explodir – sem a esperada acumulação que geralmente acontece – se um casulo de materiais tivesse escondido a estrela de vista.

Isso explicaria como a supernova pode ter acontecido tão rapidamente. Quando as estrelas morrem, podem lançar grande parte da sua massa na forma de gás e poeira no espaço à sua volta. Normalmente, isso é iluminado por dentro pela própria estrela, mas se este casulo fosse denso o suficiente, teoricamente poderia esconder a luz.

Os cientistas ainda especulam o que pode ter criado um casulo de material em torno de uma estrela instável tão pouco tempo antes da sua morte. Existem várias possibilidades, mas as supernovas Tipo Ia geralmente produzem uma incrível quantidade de níquel radioactivo.

Como muito pouco níquel foi observado no caso da KSN 2015K, a explicação mais provável, então, é que fosse uma estrela de ramo gigante assintótica – uma gigante vermelha de massa média a baixa que ganha brilho enquanto morre. Se a KSN 2015K estivesse na extremidade de maior massa desse tipo de estrela, com um vento muito lento e empoeirado a soprar à sua volta, isso poderia ter criado o seu casulo. No entanto, as supernovas gigantes vermelhas não são tão brilhantes quanto as supernovas anãs brancas.

Quando o núcleo da estrela desmoronou, a enorme quantidade de energia cinética produzida pela explosão ter-se-ia convertido em luz quando bateu no casulo, representando o pico extremamente brilhante da curva de luz.

Os astrónomos já acreditaram que as FELTs poderiam ser o resplendor de uma explosão de raios gama – os eventos mais explosivos do universo. Também pensavam que as FELTs poderiam ser uma supernova fracassada num sistema de duas estrelas em órbita, ou uma supernova turbinada por uma estrela de neutrões com um forte campo magnético.

“Quando vi pela primeira vez os dados do Kepler e percebi quão curto este evento foi, o meu queixo caiu”, disse Armin Rest, um dos autores do estudo, num comunicado da NASA. “Recolhemos uma incrível curva de luz. Esta é uma nova maneira de as estrelas massivas morrerem e distribuírem material de volta ao espaço”, acrescenta Rest, que trabalha no Space Telescope Science Institute, em Baltimore.

Essa nova visão das supernovas é um subproduto da actividade principal do telescópio Kepler: pesquisar os céus por exoplanetas. Os próximos passos para a pesquisa, diz Rest, serão encontrar mais FELTs com sofisticados telescópios de caça a planetas e aperfeiçoar ainda mais o novo modelo.

Mais observações ajudarão a verificar a hipótese do casulo de gás e poeira – e os próximos telescópios, como o TESS da NASA, poderão examinar as FELTs com mais detalhes e ajudar a aprender mais sobre as estrelas progenitoras.

“Este trabalho também tem outro legado”, escreveu o astrofísico JJ Eldridge, da Universidade de Auckland. “Mostra que as observações de cadência ultra-altas do céu serão uma área rica para descobertas futuras. Por milhares de anos pensamos que o céu era imutável. Então as observações de supernovas galácticas detalhadas em registos históricos pelo mundo mostraram-nos que o céu estava a mudar em escalas de tempo humanas. Agora, essas observações da KSN 2015K mostraram que a morte das estrelas pode ser ainda mais rápida do que pensávamos”.

ZAP // HypeScience
Por HS
30 Março, 2018

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9: Cientistas descobriram como é que as “impossíveis” explosões estelares ocorrem

As explosões provenientes de estrelas anãs brancas, chamadas de novas, confundem os astrónomos há anos por serem muitas vezes mais brilhantes do que seria possível. Os cientistas finalmente descobriram por quê – e a resposta é, literalmente, um choque.

 O investigador Ray Li, da Universidade Estadual do Michigan (EUA), e outros colegas estudaram a emissão de raios gama e a luz visível de uma nova chamada ASASSN 16ma e concluíram que o brilho extra vem de “choques” – o gás que uma explosão nova inicialmente emite choca com explosões de gás mais rápidas que se seguem.

As anãs brancas são restos de estrelas com até 1,4 vezes a massa do sol. Quando ficam sem combustível, não conseguem continuar a gerar energia e suportar o próprio peso. As estrelas colapsam e tornam-se tão densas que um único centímetro cúbico pode pesar mil toneladas métricas.

Se as anãs brancas tiverem uma estrela companheira, podem extrair o gás da segunda até que o material se funde na sua superfície e explode – uma reacção desenfreada que vemos como uma explosão nova.

Na teoria, as novas não podem ser muito luminosas porque, a certo ponto, teoricamente, deveriam se separar. No entanto, a prática vem corroborar isso ao mostrar que muitas novas são mais brilhantes do que a teoria sugere.

Os cientistas acreditam que isso acontece porque a explosão ejecta gases a centenas de quilómetros por segundo. De seguida, vem um vento estelar que sopra a uma velocidade dez vezes mais rápida.

O choque entre esses gases e a aceleração resultante das partículas desencadeia raios gama e adiciona energia à nova. Além disso, os raios-X emitidos pela anã branca também iluminam o gás.

Estes “choques” já eram conhecidos, mas os cientistas não pensavam que fossem importantes. Tradicionalmente, as pessoas acreditam que a fusão na superfície da anã branca é a única fonte de energia para a luz visível numa nova. No entanto, na ASASSN-16ma, os raios gama e a emissão óptica estão fortemente correlacionados, sugerindo que têm a mesma origem – os choques”, explica Li.

A equipa agora quer observar mais novas para ver se a hipótese se mantém. Isso deverá demorar ainda algum tempo, porque explosões estelares não acontecem com frequência.

// HypeScience

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