2843: A Via Láctea roubou minúsculas galáxias à sua vizinha

CIÊNCIA

Chao Liu/National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences

Utilizando dados obtidos pelo Telescópio Gaia, os cientistas chegaram à conclusão que a Via Láctea “sequestrou” galáxias da Grande Nuvem de Magalhães, uma outra galáxia que a orbita.

No nosso Universo, a regra é orbitar: a Terra orbita o Sol, a Lua orbita a Terra e mais de 50 galáxias orbitam a Via Láctea, sendo a maior delas todas a famosa Grande Nuvem de Magalhães.

Agora, uma investigação acaba de indicar que, pelo menos, seis das galáxias que actualmente orbitam a Via Láctea costumavam orbitar a Grande Nuvem de Magalhães – até a nossa galáxia as ter roubado.

Uma equipa de astrónomos da Universidade da Califórnia, em Riverside, detalhou a nova descoberta num estudo publicado na Monthly Notices da Royal Astronomical Society e usou dados recolhidos pelo telescópio espacial Gaia.

Ao compararem os dados do Gaia sobre o movimento de galáxias próximas com poderosas simulações de formação galáctica, os cientistas identificaram quatro galáxias anãs ultra-leves e duas galáxias anãs clássicas que, segundo eles, orbitraram a Grande Nuvem de Magalhães, até terem sido roubadas pelo campo gravitacional da Via Láctea.

Segundo o Science Alert, estas novas informações fornecem-nos uma melhor compreensão da história da nossa galáxia e da formação galáctica no geral.

“Se tantas galáxias anãs vieram recentemente com a [Grande Nuvem de Magalhães], isso significa que as propriedades da população de satélites da Via Láctea, há apenas mil milhões de anos, eram radicalmente diferentes“, explicou a cientista Laura Sales em comunicado.

ZAP //

Por ZAP
16 Outubro, 2019

 

Gaia “desembaraça” as “cordas” estelares da Via Láctea

CIÊNCIA

Este diagrama mostra uma visão frontal das “famílias” estelares – enxames (pontos) e grupos co-móveis (linhas grossas) de estrelas – até 3000 anos-luz do Sol, localizado no centro da imagem. O diagrama baseia-se na segunda divulgação de dados da missão Gaia da ESA.
Cada família é identificada com uma cor diferente e compreende uma população de estrelas que se formaram ao mesmo tempo. Tons roxos representam as populações estelares mais antigas, formadas há cerca de mil milhões de anos; os tons azul e verde representam idades intermédias, com estrelas que se formaram há centenas de milhões de anos; os tons laranja e vermelho mostram as populações estelares mais jovens, formadas há menos de cem milhões de anos.
As linhas finas mostram as velocidades previstas de cada grupo estelar nos próximos 5 milhões de anos, com base nas medições do Gaia. A falta de estruturas no centro é um artefacto do método usado para rastrear populações individuais, não devido a uma bolha física.
Um estudo recente usando dados do segundo lançamento do Gaia descobriu quase 2000 enxames não identificados e grupos de estrelas co-móveis e determinou as idades de centenas de milhares de estrelas, tornando possível o rastreamento de “irmãs” estelares e a descoberta dos seus surpreendentes arranjos. O estudo revelou que os mais massivos destes grupos familiares de estrelas podem continuar a mover-se juntas pela Galáxia em configurações longas e semelhantes a cordas milhares de milhões de anos após o nascimento.
Crédito: M. Kounkel & K. Covey (2019)

Um novo estudo de dados da nave Gaia da ESA descobriu que, em vez de sair de casa jovens, como esperado, as “irmãs” estelares preferem ficar juntas em grupos duradouros, semelhantes a cordas.

A exploração da distribuição e da história passada dos residentes estelares da nossa Galáxia é especialmente complexa, pois exige que os astrónomos determinem a idade das estrelas. Isto não é nada trivial, já que estrelas “médias” de massa semelhante, mas idades diferentes, são muito parecidas.

Para descobrir quando uma estrela se formou, os astrónomos devem ao invés olhar para populações de estrelas que se pensa terem-se formado ao mesmo tempo – mas saber quais as estrelas que são irmãs representa um desafio adicional, já que as estrelas não ficam muito tempo nos berços estelares onde se formaram.

“Para identificar quais as estrelas que se formam juntas, procuramos estrelas que se movem da mesma forma, como todas as estrelas que se formaram na mesma nuvem ou enxame se moveriam de maneira semelhante,” diz Marina Kounkel da Western Washington University, principal autora do novo estudo.

“Nós sabíamos de alguns destes grupos estelares em ‘co-movimento’ perto do Sistema Solar, mas o Gaia permitiu-nos explorar a Via Láctea em grande detalhe, a distâncias muito maiores, revelando muitos mais destes grupos.”

Marina usou dados do segundo lançamento do Gaia para rastrear a estrutura e a atividade de formação estelar de uma grande região do espaço em redor do Sistema Solar, e para explorar como isto mudou com o tempo. Este lançamento de dados, divulgado em Abril de 2018, lista os movimentos e posições de mais de mil milhões de estrelas com uma precisão sem precedentes.

A análise dos dados do Gaia, com base num algoritmo de aprendizagem de máquina, descobriu quase 2000 enxames não identificados anteriormente e grupos co-móveis de estrelas que se movem até 3000 anos-luz de distância – aproximadamente 750 vezes a distância até Proxima Centauri, a estrela mais próxima do Sol. O estudo também determinou as idades de centenas de milhares de estrelas, tornando possível o rastreamento de “famílias” estelares e a descoberta dos seus surpreendentes arranjos.

“Cerca de metade destas estrelas encontram-se em configurações longas, semelhantes a cordas, que reflectem características presentes nas suas gigantescas nuvens natais,” acrescenta Marina.

“Geralmente, pensávamos que as estrelas jovens deixavam os seus locais de nascimento apenas alguns milhões de anos depois de se formarem, perdendo completamente os laços com a sua família original – mas parece que as estrelas podem ficar próximas das suas irmãs até alguns milhares de milhões de anos.”

As estruturas em forma de corda também parecem estar orientadas de maneiras particulares em relação aos braços espirais da nossa Galáxia – algo que depende da idade das estrelas dentro de uma corda. Isto é parcialmente evidente para as cordas mais jovens, compreendendo estrelas com menos de 100 milhões de anos, que tendem a estar orientadas num ângulo recto em relação ao braço espiral mais próximo do nosso Sistema Solar.

Os astrónomos suspeitam que as cordas estelares mais antigas devam ter estado perpendiculares aos braços espirais que existiam quando essas estrelas se formaram, que agora foram reorganizadas ao longo dos últimos mil milhões de anos.

“A proximidade e a orientação das cordas mais jovens dos braços espirais actuais da Via Láctea mostram que as cordas mais antigas são um importante “registo fóssil” da estrutura espiral da nossa Galáxia,” diz o co-autor Kevin Covey, também da Western Washington University, no EUA.

“A natureza dos braços espirais ainda é debatida, com o seu veredicto sendo estáveis ou estruturas dinâmicas ainda não definidas. O estudo destas cordas mais antigas ajudar-nos-á a entender se os braços são na maioria estáticos, ou se se movem ou se dissipam e se reformam [no sentido de formar novamente] ao longo de algumas centenas de milhões de anos – aproximadamente o tempo que o Sol leva para completar mais ou menos duas órbitas em torno do Centro Galáctico.”

O Gaia foi lançado em 2013 e tem como missão construir um mapa tridimensional da nossa Galáxia, identificando os locais, movimentos e dinâmicas de aproximadamente 1% das estrelas da Via Láctea, juntamente com informações adicionais sobre muitas destas estrelas. Versões posteriores dos dados do Gaia, incluindo mais dados, e cada vez mais precisos, estão planeadas para a próxima década, fornecendo aos astrónomos as informações necessárias para revelar a história da formação estelar da nossa Galáxia.

“O Gaia é uma missão verdadeiramente inovadora que está a revelar a história da Via Láctea – e das suas estrelas constituintes – como nunca antes,” acrescenta Timo Prusti, cientista do projecto Gaia da ESA.

“Dado que vamos determinar as idades para um número maior de estrelas distribuídas por toda a nossa Galáxia, não apenas daquelas que residem em enxames compactos, vamos estar numa posição ainda melhor para analisar como estas estrelas evoluíram ao longo do tempo.”

Astronomia On-line
30 de Agosto de 2019

 

2481: Aniquilação total para estrelas super-massivas

Impressão de artista da super-nova por instabilidade de pares SN 2016iet.
Crédito: Observatório Gemini/NSF/AURA; ilustração por Joy Pollard

Uma estrela renegada, que explodiu numa galáxia distante, forçou os astrónomos a colocar de lado décadas de investigação e a concentraram-se num novo tipo de super-nova que pode aniquilar completamente a sua estrela-mãe – não deixando nenhum remanescente para trás. O evento de assinatura, algo que os astrónomos nunca haviam testemunhado antes, pode representar o modo pelo qual as estrelas mais massivas do Universo, incluindo as primeiras estrelas, morrem.

O satélite Gaia da ESA notou pela primeira vez a super-nova, conhecida como SN 2016iet, no dia 14 de Novembro de 2016. Três anos de observações intensivas de acompanhamento com uma variedade de telescópios, incluindo o Gemini Norte no Hawaii, o Observatório MMT de Harvard e do Smithsonian, localizado no Observatório Fred Lawrence Whipple em Amado, Arizona, EUA, e os Telescópios Magellan, no Observatório Las Campanas, no Chile, forneceram perspectivas cruciais sobre a distância e a composição do objecto.

“Os dados do Gemini forneceram uma visão mais profunda da super-nova do que qualquer outra das nossas observações,” disse Edo Berger do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica e membro da equipa de investigação. “Isto permitiu-nos estudar SN 2016iet mais de 800 dias após a sua descoberta, quando diminuiu para um centésimo do seu brilho máximo.”

Chris Davis, director de programas na NSF (National Science Foundation), uma das agências patrocinadoras do Gemini, acrescentou: “Estas observações notáveis do Gemini demonstram a importância de estudar o Universo em constante mudança. A procura, nos céus, por eventos explosivos repentinos, a sua observação rápida e, igualmente importante, a sua monitorização ao longo de dias, semanas, meses, e às vezes até anos é fundamental para obter uma visão geral. Daqui a apenas alguns anos, o LSST (Large Synoptic Survey Telescope) da NSF irá descobrir milhares destes eventos e o Gemini está bem posicionado para fazer o trabalho crucial de acompanhamento.”

Neste caso, este olhar profundo revelou apenas uma fraca emissão de hidrogénio na posição da super-nova, evidenciando que a estrela progenitora de SN 2016iet viveu numa região isolada com muito pouca formação estelar. Este é um ambiente invulgar para uma estrela tão massiva. “Apesar de procurarmos, há décadas, milhares de super-novas,” retomou Berger, “esta parece diferente de tudo o que já vimos antes. Às vezes, vemos super-novas que são invulgares num único aspecto, mas que por outro lado são normais; esta é única de todas as maneiras possíveis.”

SN 2016iet tem uma infinidade de excentricidades, incluindo a sua duração incrivelmente longa, grande energia, impressões digitais químicas incomuns e ambiente pobre em elementos mais pesados – para os quais não existem análogos óbvios na literatura astronómica.

“Quando percebemos o quão invulgar era SN 2016iet, a minha reacção foi ‘Whoa – será que está algo horrivelmente errado com os nossos dados?'” disse Sebastian Gomez, também do Centro para Astrofísica e autor principal da investigação. A pesquisa foi publicada na edição de 15 de Agosto da revista The Astrophysical Journal.

A natureza invulgar de SN 2016iet, como revelado pelo Gemini e por outros dados, sugere que começou a sua vida como uma estrela com cerca de 200 vezes a massa do nosso Sol – tornando-se uma das explosões estelares mais massivas e poderosas já observadas. Evidências crescentes sugerem que as primeiras estrelas nascidas no Universo podem ter sido igualmente massivas. Os astrónomos previram que se tais gigantes mantiverem a sua massa durante a sua breve vida (alguns milhões de anos), morrerão como super-novas por instabilidade de pares, que recebe o nome dos pares de matéria-antimatéria formados na explosão.

A maioria das estrelas massivas terminam as suas vidas num evento explosivo que expele matéria rica em metais pesados para o espaço, enquanto o seu núcleo colapsa numa estrela de neutrões ou buraco negro. Mas as super-novas por instabilidade de pares pertencem a outra classe. O núcleo em colapso produz enormes quantidades de raios-gama, levando a uma produção descontrolada de pares de partículas e anti-partículas que, eventualmente, desencadeiam uma explosão termonuclear catastrófica que aniquila toda a estrela, incluindo o núcleo.

Os modelos de super-novas por instabilidade de pares prevêem que ocorrerão em ambientes pobres em metais (termo astronómico para elementos mais pesados do que o hidrogénio e hélio), como em galáxias anãs e no Universo inicial – e a investigação da equipa descobriu exactamente isso. O evento ocorreu a uma distância de mil milhões de anos-luz numa galáxia anã, anteriormente não catalogada, pobre em metais. “Esta é a primeira super-nova em que o conteúdo de massa e metal da estrela está no intervalo previsto pelos modelos teóricos,” disse Gomez.

Outra característica surpreendente é a localização de SN 2016iet. A maioria das estrelas massivas nasce em enxames densos de estrelas, mas SN 2016iet formou-se isolada a cerca de 54.000 anos-luz do centro da sua galáxia anã hospedeira.

“Como uma estrela tão massiva se pode formar em completo isolamento ainda é um mistério,” acrescentou Gomez. “Na nossa vizinhança cósmica local, só conhecemos algumas estrelas que se aproximam da massa da estrela que explodiu e deu origem a SN 2016iet, mas todas vivem em enxames gigantescos com milhares de outras estrelas.” A fim de explicar a longa duração do evento e a sua lenta evolução de brilho, a equipa avança a ideia de que a estrela progenitora expeliu matéria para o seu ambiente circundante a um ritmo de cerca de três vezes a massa do Sol por ano durante uma década antes da explosão estelar. Quando a estrela finalmente se tornou super-nova, os detritos colidiram com este material, alimentando a emissão de SN 2016iet.

“A maioria das super-novas desaparecem e tornam-se invisíveis contra o brilho das suas galáxias hospedeiras em poucos meses. Mas dado que SN 2016iet é tão brilhante e está tão isolada, podemos estudar a sua evolução durante anos,” acrescentou Gomez. “A ideia das super-novas por instabilidade de pares existe há décadas,” disse Berger. “Mas termos, finalmente, o primeiro exemplo observacional que coloca uma estrela moribunda no regime correto de massa, com o comportamento correto, e numa galáxia anã pobre em metais, é um incrível passo em frente.”

Há não muito tempo atrás, não se sabia se tais estrelas super-massivas podiam realmente existir. A descoberta e as observações de acompanhamento de SN 2016iet forneceram evidências claras da sua existência e do potencial para afectar o desenvolvimento do Universo inicial. “O papel do Gemini nesta descoberta surpreendente é significativo,” disse Gomez, “pois ajuda-nos a entender melhor como o Universo primordial se desenvolveu depois da sua ‘idade das trevas’ – quando não ocorreu formação estelar – para formar o esplêndido Universo que vemos hoje.”

Astronomia On-line
20 de Agosto de 2019

 

Astrónomos espiam Europa bloqueando estrela distante – graças à missão Gaia

Este “retrato de família” mostra uma composição de imagens de Júpiter, incluindo a sua Grande Mancha Vermelha e as suas quatro maiores luas. De cima para baixo, as luas são Io, Europa, Ganimedes e Calisto. Europa tem quase o mesmo tamanho que a Lua da Terra, enquanto Ganimedes, a maior lua do Sistema Solar, é maior do que o planeta Mercúrio.
Enquanto Io é um mundo vulcanicamente activo, Europa, Ganimedes e Calisto são gelados e podem ter oceanos de água líquida sob a sua crosta. Europa, em particular, pode até abrigar um ambiente habitável.
Júpiter e as suas grandes luas geladas vão ser o foco da missão Juice da ESA. A sonda vai percorrer o sistema joviano durante cerca de três anos e meio, incluindo “flybys” das luas. Também vai entrar em órbita de Ganimedes, a primeira vez que qualquer lua, além da nossa, é orbitada por uma nave espacial.
As imagens de Júpiter, Io, Europa e Ganimedes foram captadas ela sonda Galileo em 1996, enquanto a imagem de Calisto é da passagem rasante da sonda Voyager de 1979.
Crédito: NASA/JPL/DLR

No dia 31 de Março de 2017, a lua de Júpiter Europa passou em frente de uma estrela de fundo – um evento raro que foi capturado pela primeira vez por telescópios terrestres graças aos dados fornecidos pela nave Gaia da ESA.

Anteriormente, só se tinha conseguido observar apenas outras duas luas de Júpiter – Io e Ganimedes – durante um evento como este.

Gaia opera no espaço desde o final de 2013. A missão visa produzir um mapa tridimensional da nossa Galáxia e caracterizar as inúmeras estrelas que chamam a Via Láctea de lar. Tem sido imensamente bem-sucedida até agora, revelando as posições e movimentos de mais de mil milhões de estrelas.

O conhecimento das posições exactas das estrelas que vemos no céu permite que os cientistas determinem quando vários corpos do Sistema Solar parecem passar em frente de uma estrela de fundo a partir de um dado ponto de vista: um evento conhecido como ocultação estelar.

O Gaia não é estranho a tais eventos – o telescópio ajudou os astrónomos a fazer observações únicas da lua de Neptuno, Tritão, enquanto passava em frente de uma estrela distante em 2017, revelando mais sobre a atmosfera e sobre as propriedades da lua.

As ocultações são extremamente valiosas; permitem medições das características do corpo em primeiro plano (tamanho, forma, posição e mais) e podem revelar estruturas como anéis, jactos e atmosferas. Tais medições podem ser feitas a partir do solo – algo que Bruno Morgado (Observatório Nacional do Brasil e LIneA) e colegas aproveitaram para explorar a lua de Júpiter, Europa.

“Nós usámos dados da primeira divulgação de dados do Gaia para prever que, do nosso ponto de vista da América do Sul, Europa passaria em frente de uma estrela brilhante em Março de 2017 – e para prever a melhor localização a partir da qual observar esta ocultação,” disse Bruno, líder da investigação que escreveu um novo artigo que relata as descobertas da ocultação de 2017. O primeiro lançamento de dados do Gaia teve lugar em Setembro de 2016.

“Isto deu-nos uma oportunidade maravilhosa para explorar Europa, já que a técnica fornece uma precisão comparável à das imagens obtidas por sondas espaciais.”

Os dados do Gaia mostraram que o evento seria visível a partir de uma faixa espessa que corta de noroeste a sudoeste toda a América do Sul. Três observatórios localizados no Brasil e no Chile foram capazes de capturar dados – foram tentados um total de oito locais, mas muitos tiveram más condições climatéricas.

De acordo com as medições anteriores, as observações refinaram o raio de Europa para 1561,2 km, determinando precisamente a posição de Europa no espaço e em relação ao seu planeta hospedeiro, Júpiter, e caracterizaram a forma da lua. Ao invés de ser exactamente esférica, Europa é conhecida por ser elipsóide. As observações mostraram que a lua tem 1562 km quando medida exactamente numa direcção (o chamado “semieixo maior” aparente) e 1560,4 km quando medida na direcção perpendicular (o “semieixo menor” aparente).

“É provável que possamos observar muitas mais ocultações como esta das luas de Júpiter em 2019 e 2020,” acrescentou Bruno. “Júpiter está a passar por uma região do céu que tem como fundo o Centro Galáctico, tornando mais provável que as suas luas passem em frente de estrelas brilhantes de fundo. Isto realmente ajudar-nos-ia a definir as suas formas e posições tridimensionais – não apenas para as quatro maiores luas de Júpiter, mas também para as mais pequenas, mais irregulares.”

Usando o segundo catálogo de dados do Gaia, lançado em Abril de 2018, os cientistas prevêem as datas de futuras ocultações de estrelas brilhantes pela lua Europa, Io, Ganimedes e Calisto nos próximos anos, e listam um total de 10 eventos de 2019 a 2021. Os eventos futuros incluem ocultações estelares de Europa (22 de Junho de 2020), Calisto (20 de Junho de 2020 e 4 de maio de 2021), Io (9 e 21 de Setembro de 2019, 2 de Abril de 2021) e Ganimedes (25 de Abril de 2021).

As restantes três já tiveram lugar em 2019, duas das quais – ocultações estelares de Europa (4 de Junho) e Calisto (5 de Junho) – também foram observadas pelos cientistas e para as quais os dados ainda estão em análise.

As próximas ocultações serão observáveis mesmo com telescópios amadores tão pequenos quanto 20 cm a partir de várias regiões do mundo. A posição favorável de Júpiter, com o plano galáctico no fundo, só ocorrerá novamente 2031.

“Os estudos das ocultações estelares permitem-nos aprender mais sobre as luas do Sistema Solar de longe e também são relevantes para futuras missões que visitarão esses mundos,” comentou Timo Prusti, cientista do projecto Gaia da ESA. “Como este resultado mostra, Gaia é uma missão extremamente versátil: não só avança o nosso conhecimento das estrelas, mas também do Sistema Solar mais amplamente.”

Um conhecimento preciso da órbita de Europa ajudará a preparar as missões espaciais que têm este satélite joviano como alvo, como a Juice (JUpiter ICy moons Explorer) da ESA e a Europa Clipper da NASA, que devem ser lançadas na próxima década.

“Estes tipos de observações são extremamente excitantes,” disse Olivier Witasse, cientista do projecto Juice da ESA. “Vai chegar a Júpiter em 2029; ter o melhor conhecimento possível das posições das luas do sistema ajudar-nos-á a preparar para a navegação da missão e à análise de dados futuros, e a planear toda a ciência que pretendemos fazer.

“Esta ciência depende de nós sabermos vários elementos como trajectórias precisas da lua e o conhecimento de quão próxima uma nave espacial chegará a um determinado corpo, de modo que quanto melhor o nosso conhecimento, melhor será esse planeamento – e a subsequente análise de dados.”

Astronomia On-line
30 de Julho de 2019

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2298: Detectadas estrelas-zombies que continuam vivas após a explosão do seu núcleo

M. Kornmesser / ESO

Uma equipa internacional de cientistas descobriu três estrelas-zombies que continuam a arder mesmo depois de os seus núcleos terem explodido, revelou uma investigação recentemente publicada.

A investigação, que contou com cientistas do Reino Unido, Alemanha e Estados Unidos, recorreu a dados do Telescópio Espacial Gaia da Agência Espacial Europeia e conseguiu identificar estes objectos celestes incomuns com os restos parcialmente queimados de super-novas do “tipo lax”, explosões de estrelas anãs com menor intensidade.

O estudo, cujos resultados foram esta semana publicados na revista científica especializada Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, concluiu que duas das três estrelas viajaram a alta velocidade pela Via Lácteas, estando agora num rumo que as levará mesmo a deixar totalmente os limites galácticos.

Por sua vez, a terceira estrela-zombie está a girar “para trás”, viajando na direcção oposta das demais estrelas da galáxia, revela ainda a publicação.

Há algumas estrelas que desaparecem completamente quando chegam ao fim das suas reservas de combustível, havendo contudo outras que têm uma segunda oportunidade, explicaram os astrónomos citados pelo Phys.org.

Nas super-novas do “tipo lax”, as explosões ocorrem mais lentamente e dissipam-se mais rapidamente. De acordo com os cientistas, à medida que estas estrelas arrefecem, estas evoluem no seu aspecto e, eventualmente, vão tornar-se anãs brancas peculiares.

Apesar da descoberta, os cientistas querem continuar a pesquisar este fenómeno. A equipa pretende obter novas pistas sobre este tipo raro de estrela, o fenómeno que as forma, bem como as suas consequências imediatas.

ZAP //

Por ZAP
10 Julho, 2019

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2030: As primeiras descobertas de asteróides do Gaia

As primeiras descobertas de asteróides do Gaia.
Crédito: ESA/Gaia/DPAC

Enquanto explora o céu para cartografar um milhar de milhão de estrelas na nossa galáxia, a Via Láctea, o satélite Gaia da ESA é também sensível a corpos celestes mais próximos de casa e observa, regularmente, asteróides no nosso Sistema Solar. Esta imagem mostra as órbitas de mais de 14 mil asteróides conhecidos (com o Sol no centro da imagem) com base nas informações da segunda publicação de dados de Gaia, a qual foi divulgada em 2018.

A maioria dos asteróides retratados nesta imagem, mostrados em tons vermelho vivo e laranja, são asteróides da cintura principal, localizados entre as órbitas de Marte e Júpiter; asteróides troianos, encontrados ao redor da órbita de Júpiter, são mostrados em tons vermelho escuro.

A amarelo, em direcção ao centro da imagem, estão as órbitas de várias dezenas de asteróides próximos da Terra observados pelo Gaia: são asteróides que chegam a cerca de 1,3 unidades astronómicas (AU) ao Sol, na aproximação mais adjacente ao longo da sua órbita. A Terra orbita o Sol a uma distância de 1 UA (cerca de 150 milhões de km), de modo que os asteróides próximos da Terra têm o potencial de se aproximar do nosso planeta.

A maioria dos asteróides que o Gaia detecta já são conhecidos, mas os dados adicionais recolhidos fornecem informações importantes para melhor determinar as suas órbitas e propriedades físicas, como composição e período de rotação.

De vez em quando, porém, os asteróides observados pelo Gaia não correspondem a nenhuma observação existente. Este é o caso das três órbitas mostradas em tom cinza nesta imagem: estas são as primeiras descobertas de asteróides de Gaia.

Os três novos asteróides foram descobertos pela primeira vez pelo Gaia em Dezembro de 2018, e, posteriormente, confirmados por observações de acompanhamento realizadas com o Observatório de Haute-Provence, na França. A comparação destes dados com as observações existentes indicou que os objectos não haviam sido detectados anteriormente. Enquanto estes fazem parte da cintura principal de asteróides, todos circundam o Sol em órbitas que têm uma inclinação maior, (15 graus ou mais) em relação ao plano orbital dos planetas, do que a maioria dos asteróides da cintura principal.

A população de tais asteróides de alta inclinação não está tão bem estudada quanto aqueles com órbitas menos inclinadas, já que a maioria das pesquisas tende a concentrar-se no plano onde reside a maioria dos asteróides. Mas o Gaia pode observá-los prontamente enquanto explora o céu inteiro a partir do seu ponto de vista no espaço, de modo que é possível que o satélite encontre mais objectos no futuro e contribua com novas informações para estudar as suas propriedades.

Juntamente com o extenso processamento e análise dos dados do Gaia, em preparação para os próximos lançamentos de dados, as informações preliminares sobre as detecções de asteróides do Gaia são partilhadas regularmente através de um sistema de alerta on-line para que os astrónomos possam realizar observações complementares. Para observar estes asteróides é necessário um telescópio de 1 m ou maior.

Assim que um asteróide detectado pelo Gaia seja também identificado em observações terrestres, os cientistas encarregados do sistema de alerta analisam os dados para determinar a órbita do objecto. Caso as observações terrestres coincidam com a órbita com base nos dados de Gaia, fornecem as informações para o Minor Planet Center, que é a organização mundial oficial que recolhe dados observacionais para corpos pequenos do Sistema Solar, como asteróides e cometas.

Este processo pode levar a novas descobertas, como os três asteroides com órbitas representadas nesta imagem, ou a melhorias na determinação das órbitas de asteróides conhecidos, que às vezes são muito pouco conhecidas. Até agora, várias dezenas de asteróides detectados pelo Gaia foram observados a partir do solo em resposta ao sistema de alerta, todos pertencem à cintura principal, mas é possível que também os asteróides próximos da Terra sejam observados no futuro.

Vários observatórios por todo o mundo já se encontram envolvidos nestas actividades, incluindo o Observatório de Haute-Provence, a estação Kyiv Comet, Odessa-Mayaki, Terskol, C2PU no Observatório da Côte d’Azur e a Rede Global de Telescópios do Observatório Las Cumbres. Quantos mais se juntarem, mais aprenderemos sobre asteróides – novos e já conhecidos.

Astronomia On-line
21 de Maio de 2019

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1942: O satélite Gaia anda à procura de estrelas, mas também encontra asteróides

ESA / Gaia / DPAC

O satélite Gaia, da Agência Espacial Europeia (ESA), descobriu três novos asteróides entre os milhares que estão perto do planeta Terra.

O satélite Gaia vasculha os céus para mapear os milhares de milhões de estrelas que compõem a Via Láctea. Mas, enquanto cumpre a sua tarefa, o satélite da Agência Espacial Europeia (ESA) também se cruza com corpos celestes mais próximos de nós, nomeadamente asteróides.

A grande maioria dos asteróides já tinham sido identificados, mas Gaia acrescentou novidades à lista, tendo descoberto três novos asteróides, até agora desconhecidos pelos astrónomos.

Os asteróides são rochas espaciais remanescentes do Sistema Solar primitivo. Ao estudá-los, os cientistas conseguem traçar um quadro do que parecia ser o nosso Sistema Solar há milhares de milhões de anos – um retrato verdadeiramente estimulante para os entusiastas da astronomia.

Em comunicado, a ESA informou que os três asteróides descobertos pelo satélite têm trajectórias incomuns no Espaço. Enquanto o Sol e os planetas orbitam no espaço tridimensional, as órbitas convergem numa “superfície plana”, quase como se tudo o resto estivesse a orbitar em cima de uma plana do tamanho de um sistema solar.

Segundo o Space, a trajectória destes três asteróides é inclinada (cerca de 15 graus, ou até mais) em comparação com o plano do Sistema Solar.

“Esta população de asteróides de alta inclinação é menos estudada, uma vez que a maioria das pesquisas tende a concentrar-se no plano em que a maioria dos asteróides se insere”, explica a ESA. “Mas Gaia consegue observá-los prontamente, pelo que é possível que, no futuro, o satélite encontre mais objectos, contribuindo com novas informações para estudar as suas propriedades.”

A ESA explica que a maioria dos asteróides representados na imagem (que aparecem a vermelho e laranja) encontram-se no cinturão principal, entre as órbitas de Marte e Júpiter. Por sua vez, a vermelho escuro surgem os asteróides Troianos, que se encontram em redor da órbita de Júpiter.

A amarelo, no centro da imagem, observamos as órbitas de vários asteróides perto da Terra, situados a menos de 1,3 unidades astronómicas (ua) do Sol. No meio das órbitas de milhares de asteróides, há três que ainda não tinham sido descobertos. Assinalados a cinzento, representam a primeira descoberta deste género do satélite da ESA.

Estes novos corpos foram descobertos em Dezembro de 2018, confirmando-se agora mediante observações de acompanhamento realizadas pelo Haute-Provence Observatory em França, que permitiram aos investigadores determinar as suas órbitas.

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1721: Investigadores confirmam que estrela de hipervelocidade foi expulsa do disco da Via Láctea

Usando um dos Telescópios Magalhães no Chile, bem como dados da missão espacial Gaia da ESA, os cientistas recriaram a trajectória de uma estrela massiva de hipervelocidade. A trajectória mostra que a estrela foi expelida do disco da Via Láctea, não do Centro Galáctico como se pensava anteriormente.
Crédito: Kohei Hattori

De acordo com investigadores da Universidade de Michigan, uma estrela veloz pode ter sido ejectada do disco estelar da Via Láctea por um enxame de estrelas jovens. Os cientistas dizem que a estrela não teve origem no meio da Galáxia, como pensavam anteriormente.

“Esta descoberta muda drasticamente a nossa visão da origem das estrelas em movimento rápido,” disse Monica Valluri, professora no Departamento de Astronomia da Faculdade de Literatura, Ciência e Artes da Universidade de Michigan. “O facto de que a trajectória desta estrela massiva e veloz tem origem no disco, e não no Centro Galáctico, indica que os ambientes muito extremos necessários para expelir estrelas em movimento rápido podem surgir noutros locais que não em redor de buracos negros supermassivos.”

É necessária muita energia para produzir uma estrela em rápido movimento, normalmente situadas em ambientes extremos, disse Valluri.

A Via Láctea contém dezenas de milhares de milhões de estrelas, a maioria das quais encontram-se distribuídas numa estrutura semelhante a uma pizza chamada disco estelar. Em 2005, os astrónomos descobriram estrelas em movimento rápido que se movem duas vezes mais depressa que a maioria das outras estrelas – a 500 km/s, em comparação com o resto da Galáxia onde as estrelas têm uma velocidade média de pouco mais de 200 km/s.

Até agora foram descobertas menos de 30 destas estrelas extremamente rápidas (geralmente chamadas “estrelas de hipervelocidade”).

Quando estrelas binárias – um par de estrelas que se orbitam uma à outra enquanto se deslocam por uma galáxia – passam demasiado perto de um buraco negro, este captura uma das estrelas do binário e a outra é lançada numa “fisga gravitacional”. A fim de produzir os tipos de velocidades que os astrónomos medem para as estrelas de hipervelocidade, o buraco negro tem que ser muito massivo.

Como existem evidências da existência de um buraco negro super-massivo no centro da Via Láctea, muitos astrónomos pensam que a maioria das estrelas de hipervelocidade foram ejectadas por este buraco negro super-massivo.

Valluri e o investigador pós-doutorado Kohei Hattori, da mesma universidade, estavam interessados em traçar a trajectória de LAMOST-HVS1, uma estrela massiva e veloz que está mais perto do Sol do que qualquer outra estrela de hipervelocidade, para identificar o seu local de expulsão na Via Láctea. Usaram um dos Telescópios Magalhães no Chile para determinar a distância e a velocidade da estrela.

Hattori juntou-se então a um grupo internacional de cientistas que se reuniram em Nova Iorque no ano passado para participar numa “hackatona” para fazer download, partilhar e analisar dados da missão espacial Gaia da ESA, uma missão de astrometria espacial que está a construir o maior e mais preciso mapa tridimensional da Via Láctea.

Usando a posição actual e a velocidade actual da estrela derivada a partir do Gaia e do Magalhães, os astrónomos conseguiram rastrear o seu percurso, ou órbita. Para sua surpresa, parece que a estrela foi ejectada do disco estelar, e não do centro da Via Láctea.

“Nós pensávamos que esta estrela vinha do Centro Galáctico. Mas se analisarmos a sua trajectória, fica claro que não está relacionada com o Centro Galáctico,” disse Hattori. “Temos que considerar outras possibilidades para a origem da estrela.”

Os autores teorizam que a expulsão desta estrela massiva, do disco estelar, pode ser o resultado de uma estrela que sofreu um encontro próximo com múltiplas estrelas massivas ou com um buraco negro de massa intermédia num enxame estelar.

Embora já se conheçam há muito tempo estrelas grandes e fugitivas, expulsas de enxames estelares com velocidades de 40-100 km/s, nenhuma tem a velocidade extrema de LAMOST-HVS1. Os modelos teóricos para estrelas fugitivas que incluem estrelas múltiplas e massivas também produzem muito raramente velocidades tão extremas, sugerindo uma possibilidade mais exótica – um buraco negro de massa intermédia.

O percurso calculado da estrela tem origem num local do braço espiral de Norma que não está associado a enxames estelares massivos anteriormente conhecidos. No entanto, caso este hipotético aglomerado estelar exista, pode estar escondido por trás da poeira no disco estelar. Se for encontrado, proporcionará a primeira oportunidade de descobrir directamente um buraco negro de massa intermédia no disco estelar da Via Láctea.

Além disso, o facto de que esta estrela pode ter sido ejectada de um enxame massivo de estrelas sugere a possibilidade de que muitas outras estrelas em movimento rápido também possam ter sido expulsas deste tipo de objeto, dizem os cientistas.

Tanto a Via Láctea quanto a Grande Nuvem de Magalhães (uma pequena galáxia separada, em órbita da Via Láctea) são conhecidas por terem alguns enxames estelares que podem ter um papel importante na expulsão de estrelas velozes, contrariando a visão amplamente aceite de que foram expelidas por interacções com os buracos negros centrais nestas galáxias.

Os investigadores dizem que isto também levaria a novas informações sobre as interacções das estrelas e sobre a possível formação de buracos negros de massa intermédia em enxames estelares.

Astronomia On-line
15 de Março de 2019

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1302: Astrónomos medem “dança” das pequenas galáxias que rodeiam a Via Láctea

NASA

Uma equipa internacional, liderada por investigadores do Instituto de Astrofísica das Canárias, usou dados do satélite Gaia da ESA para medir o movimento de 39 galáxias anãs. Estes dados fornecem informações sobre a dinâmica destas galáxias, as suas histórias e as suas interacções com a Via Láctea.

Em torno da Via Láctea existem muitas galáxias pequenas (anãs), que podem ser dezenas de milhares de vezes ou até milhões de vezes menos luminosas do que a Via Láctea. Em comparação com galáxias normais ou gigantes, as galáxias anãs contêm muito menos estrelas e, portanto, a sua luminosidade é menor.

Estas galáxias pequenas foram objecto de estudo por parte de uma equipa internacional de astrónomos liderada por Tobias K. Fritz e Giuseppina Battaglia, ambos do Instituto de Astrofísica das Canárias (IAC).

Graças a dados obtidos pela missão espacial Gaia da ESA, que se tornaram disponíveis no seu segundo lançamento em Abril de 2018, os cientistas puderam medir o movimento no céu de 39 galáxias anãs, determinando a sua direcção e velocidade. Antes do segundo lançamento de dados do satélite Gaia, não era possível realizar estas medições para 29 das galáxias analisadas pela equipa.

Os investigadores descobriram que muitas delas estão a mover-se num plano conhecido como vasta estrutura polar. “Já se sabia que muitas das galáxias anãs mais massivas eram encontradas neste plano – diz Fritz, autor principal do artigo -, mas agora sabemos que também várias das galáxias anãs menos volumosas podem pertencer a essa estrutura.”

Battaglia destaca que a origem da “vasta estrutura polar” não é ainda totalmente compreendida, mas as suas características parecem desafiar os modelos cosmológicos de formação galáctica. “A Grande Nuvem de Magalhães também pode ser encontrada nesta estrutura plana, o que pode significar uma ligação.

DPAC / Gaia
Os movimentos de 39 galáxias anãs

Através da análise dos dados relativos aos movimentos, a equipa descobriu que várias das galáxias anãs têm órbitas que as aproximam das regiões internas da Via Láctea. A atracção gravitacional que a Via Láctea exerce sobre essas galáxias pode ser comparada à acção das marés. “É provável que algumas das galáxias anãs estudadas sejam perturbadas por essas marés, que as esticam como uma corrente.”

Dessa forma, poder-se-ia explicar as propriedades observadas de alguns destes objectos, como Hercules e Crater II,” comenta Fritz. Por outro lado, surgem novas questões. ”

Ao longo dos anos, observou-se que algumas galáxias têm características peculiares que podem, potencialmente, ter sido provocadas por perturbações de maré pela Via Láctea (por exemplo, Carina I) – indica Battaglia -, mas as suas órbitas não parecem confirmar esta hipótese. Talvez devêssemos postular que os encontros com outras galáxias anãs podem ser os culpados.”

As órbitas determinadas permitiram com que os investigadores detectassem que a maioria das galáxias estudadas se encontram próximo do pericentro da sua órbita (o ponto mais próximo do centro da Via Láctea). No entanto, a física básica explica que devem passar a maior parte do tempo perto do apocentro (o ponto mais distante do centro da Via Láctea).

“Isto sugere que devem existir muitas mais galáxias anãs que ainda precisam ser descobertas e que se escondem a grandes distâncias do centro da Via Láctea,” afirma Fritz.

As galáxias anãs, além de serem interessantes por si só, são um dos poucos indicadores de matéria escura que podem usados nas partes mais externas da Via Láctea. Pensa-se que este tipo de matéria é responsável por cerca de 80% da massa total do Universo. No entanto, não pode ser observada directamente, portanto, a sua detecção é difícil.

Os movimentos de corpos celestes como as galáxias anãs podem ser usados para medir a massa total de matéria dentro de um volume. Para este objectivo, subtrai-se a massa desses objectos luminosos detectados e obtemos uma estimativa da quantidade de matéria escura. A partir desses dados, os investigadores podem inferir que a quantidade de matéria escura na Via Láctea é grande, aproximadamente 1,6 biliões de massas solares.

O artigo foi publicado nesta terça-feira na revista científica Astronomy Astrophysics.

ZAP // CCVAlg

Por CCVAlg
18 Novembro, 2018

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1071: GAIA FAZ ALUSÃO À VIDA TURBULENTA DA NOSSA GALÁXIA

Impressão de artista de uma perturbação nas velocidades das estrelas na nossa Galáxia, a Via Láctea, revelada pela missão Gaia da ESA.
Os cientistas que analisam a segunda versão dos dados do Gaia mostraram que a nossa Via Láctea ainda sofre os efeitos de uma quase colisão que fez com que milhões de estrelas se movessem como ondulações num lago.
O encontro próximo provavelmente ocorreu há 300-900 milhões de anos, e o culpado pode ser a galáxia anã de Sagitário, uma galáxia pequena com algumas dezenas de milhões de estrelas que está actualmente no processo de ser canibalizada pela Via Láctea. Foi descoberto devido ao padrão de movimento que deu às estrelas no disco da Via Láctea – um dos maiores componentes da nossa Galáxia.
Crédito: ESA

A missão de cartografia de estrelas da ESA, Gaia, mostrou que a nossa Galáxia Via Láctea ainda está a sofrer os efeitos de uma quase colisão, que colocou milhões de estrelas a mover-se como ondas num lago.

O encontro próximo ocorreu, provavelmente, nos últimos 300 a 900 milhões de anos. Foi descoberto por causa do padrão de movimento que deu às estrelas no disco da Via Láctea – um dos principais componentes da nossa galáxia.

O padrão foi revelado porque Gaia não mede apenas com precisão as posições de mais de mil milhões de estrelas, mas também mede precisamente as suas velocidades no plano do céu. Para um subconjunto de alguns milhões de estrelas, Gaia forneceu uma estimativa das velocidades tridimensionais completas, permitindo um estudo do movimento estelar usando a combinação de posição e velocidade, o qual é conhecido como “espaço de fase”.

No espaço de fase, os movimentos estelares revelaram um padrão interessante e totalmente inesperado, quando as posições das estrelas foram traçadas contra as suas velocidades. Teresa Antoja, da Universidade de Barcelona, Espanha, que liderou a pesquisa, não conseguiu acreditar nos seus olhos quando o viu pela primeira vez na tela do computador.

Uma forma, em particular, chamou a sua atenção. Era um padrão parecido com uma concha de caracol no gráfico, que traçava a altitude das estrelas acima ou abaixo do plano da Galáxia contra a sua velocidade na mesma direcção. Nunca tinha sido observado antes.

“No começo, as características eram muito estranhas para nós,” diz Teresa. “Fiquei um pouco chocada e pensei que poderia haver um problema com os dados porque as formas são tão claras.”

Mas os dados do Gaia foram submetidos a vários testes de validação pelas equipas do Consórcio de Análise e Processamento de Dados Gaia, por toda a Europa, antes do lançamento. Além disso, juntamente com os colaboradores, Teresa havia realizado muitos testes nos dados para procurar erros que pudessem forçar essas formas nos dados. No entanto, não importa o que eles verificavam, a única conclusão que poderiam extrair era que essas características realmente existem na realidade.

A razão pela qual não haviam sido observadas antes era porque a qualidade dos dados de Gaia foi um reforço enorme em relação ao que havia antes.

“Parece que, de repente, se colocou os óculos certos e se vê todas as coisas que não eram possíveis de ver antes,” diz Teresa.

Com a realidade da estrutura confirmada, chegou a hora de investigar por que estava lá.

“É um pouco como atirar uma pedra para um lago, que desloca a água como ondulações e pregas,” explica Teresa.

Ao contrário das moléculas de água, que se acertam novamente, as estrelas retêm uma “memória” de que foram perturbadas. Esta memória encontra-se nos seus movimentos. Depois de algum tempo, embora as ondulações possam não ser mais facilmente visíveis na distribuição de estrelas, ainda estarão lá quando se observar as suas velocidades.

Os investigadores analisaram estudos anteriores que examinaram essa “mistura de fases” noutras configurações astrofísicas e em situações de física quântica. Embora ninguém tenha investigado isso a acontecer no disco da nossa Galáxia, as estruturas eram claramente reminiscentes uma da outra.

“Acho mesmo incrível como podemos ver essa forma de concha de caracol. É exactamente como aparece nos livros de texto,” diz Amina Helmi, da Universidade de Groningen, Holanda, colaboradora do projecto e segunda autora do artigo resultante.

Então, a próxima pergunta foi o que “atingiu” a Via Láctea para causar esse comportamento nas estrelas. Sabemos que a nossa Galáxia é canibal. Cresce ao alimentar-se de galáxias menores e aglomerados de estrelas que se misturam ao resto da Galáxia. Mas este não parece ser o caso aqui.

Então Amina lembrou-se dos seus próprios e outros estudos da galáxia anã de Sagitário. Esta pequena galáxia contém algumas dezenas de milhões de estrelas e está, actualmente, em processo de ser canibalizada pela Via Láctea.

A sua última passagem perto da nossa Galáxia não foi um golpe directo – passou por perto. Isso teria sido suficiente para que a sua gravidade perturbasse algumas estrelas na nossa Galáxia como uma pedra ao cair na água.

O argumento decisivo é que, as estimativas do último encontro de Sagitário com a Via Láctea o colocaram entre 200 e 1000 milhões de anos atrás, o que é quase exactamente o que Teresa e os seus colegas calcularam como origem para o início do padrão semelhante a conchas.

Até agora, no entanto, a associação da característica de caracol com a galáxia anã de Sagitário é baseada em análises e modelos de computador simples. O próximo passo é investigar o fenómeno de forma mais completa para obter conhecimento sobre a Via Láctea.

Os cientistas planeiam investigar este encontro galáctico, bem como a distribuição da matéria na Via Láctea, utilizando as informações contidas no formato da concha de caracol. Uma coisa é certa. Há muito trabalho a fazer.

“A descoberta foi fácil; as interpretações mais difíceis. E a plena compreensão do seu significado e implicações pode levar vários anos,” disse Amina.

Gaia é uma das missões fundamentais da ESA e foi concebida, principalmente, para investigar a origem, evolução e estrutura da Via Láctea. Em Abril, disponibilizou a sua segunda publicação de dados, que são os dados que tornaram possível esta descoberta.

“Este é exactamente o tipo de descoberta que esperávamos que viesse dos dados de Gaia,” diz Timo Prusti, cientista do projecto Gaia da ESA.

“A Via Láctea tem uma história rica para contar e estamos a começar a ler essa história.”

Astronomia On-line
25 de Setembro de 2018

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997: ENCONTRADAS QUASE 500 EXPLOSÕES EM NÚCLEOS GALÁCTICOS

Impressão de artista de um evento de ruptura de marés que acontece quando uma estrela passa fatalmente perto de um buraco negro supermassivo, que reage lançando um jato relativista.
Crédito: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF, NASA, STScI

Além das mil milhões de estrelas da Via Láctea, o observatório espacial Gaia da ESA também observa objectos extra-galácticos. O seu sistema automatizado de alerta avisa os astrónomos sempre que é detectado um evento transitório. Uma equipa de astrónomos descobriu que, ao ajustar o sistema automatizado existente, a nave Gaia pode ser usada para detectar centenas de transientes peculiares nos centros de galáxias. Encontraram cerca de 480 transientes ao longo de um período de cerca de um ano. O seu novo método será implementado no sistema o mais rápido possível, permitindo que os astrónomos determinem a natureza desses eventos. Os resultados serão publicados na edição de Novembro da revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Em 2013, a ESA lançou a sua nave Gaia para medir a localização de mil milhões de estrelas na nossa Galáxia e dezenas de milhões de galáxias. Cada posição no céu entra na visão da sonda uma vez por mês, num total de aproximadamente setenta vezes durante a missão. Isto permite que a espaço-nave identifique eventos transitórios, como buracos negros supermassivos que rasgam estrelas ou estrelas que explodem como super-novas. O observatório Gaia nota uma diferença no brilho quando volta à mesma zona do céu um mês depois. Uma equipa de astrónomos do Instituto SRON para Pesquisas Espaciais da Holanda, da Universidade de Radboud e da Universidade de Cambridge encontrou agora quase quinhentos transientes ocorrendo nos centros de galáxias ao longo de um ano.

Os astrónomos Zuzanna Kostrzewa-Rutkowska, Peter Jonker, Simon Hodgkin e outros procuraram na base de dados do Gaia eventos transitórios em torno dos núcleos de galáxias entre Julho de 2016 e Junho de 2017. Usaram um catálogo de galáxias – a versão 12 do SDSS (Sloan Digitized Sky Survey) – e uma ferramenta matemática personalizada. A nova ferramenta permite que os investigadores identifiquem eventos luminosos e raros oriundos dos centros galácticos. Identificaram 480 eventos, dos quais apenas cinco foram captados antes pelo sistema de alerta.

Alertar rapidamente a comunidade astronómica é fundamental para muitos dos eventos descobertos. Para cerca de cem destes eventos, nada fora do comum foi observado pelo observatório Gaia no mês anterior e no mês após a detecção, indicando que o evento que levou à emissão de luz foi curto. “Estes eventos têm um grande valor porque permitem que os astrónomos estudem por um breve período buracos negros supermassivos anteriormente invisíveis,” explica Jonker. “Especialmente os eventos de curta duração, que podem indicar a localização dos até agora elusivos buracos negros de massa intermédia que destroem as estrelas.”

A explicação principal para a maioria dos eventos é que os buracos negros supermassivos que residem nos núcleos das galáxias tornam-se repentinamente muito mais activos à medida que a quantidade de gás que cai para o buraco negro aumenta e ilumina o ambiente próximo do buraco negro. Este novo combustível pode ser extraído de uma estrela rasgada pela enorme atracção gravitacional do buraco negro.

Peter Jonker, com Zuzanna Kostrzewa-Rutkowska e outros do seu grupo, iniciaram recentemente uma campanha para decifrar a natureza dos 480 novos transientes usando o Telescópio William Herschel situado em La Palma, Ilhas Canárias.

Astronomia On-line
11 de Setembro de 2018

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913: HIPPARCOS E GAIA AJUDAM A DETERMINAR A MASSA DE BETA PICTORIS B

O planeta Beta Pictoris b é visível em órbita da sua estrela-mãe nesta composição obtida pelo telescópio de 3,6 metros do ESO e pelo instrumento NACO acoplado ao VLT de 8,2 metros do ESO. O sistema Beta Pictoris só tem 20 milhões de anos, é aproximadamente 225 vezes mais jovem do que o Sistema Solar. A observação deste sistema dinâmico e em rápida evolução pode ajudar os astrónomos a lançar luz sobre os processos de formação planetária e sobre os estágios iniciais da sua evolução.
Crédito: ESO/A-M. Lagrange et al.

A massa de um exoplaneta muito jovem foi revelada pela primeira vez usando dados da missão Gaia da ESA e do seu satélite predecessor, o aposentado Hipparcos com um quarto de século.

Os astrónomos Ignas Snellen e Anthony Brown da Universidade de Leiden, na Holanda, deduziram a massa do planeta Beta Pictoris b a partir do movimento da sua estrela hospedeira durante um longo período de tempo, tanto com a ajuda do Gaia como com a do Hipparcos.

O planeta é um gigante gasoso parecido com Júpiter, mas, de acordo com a nova estimativa, é 9 a 13 vezes mais massivo. Orbita a estrela Beta Pictoris, a segunda estrela mais brilhante da constelação de Pintor.

O planeta só foi descoberto em 2008 em imagens captadas pelo VLT (Very Large Telescope) do ESO do Chile. Tanto o planeta como a estrela só têm aproximadamente 20 milhões de anos – cerca de 225 vezes mais jovens do que o Sistema Solar. A sua tenra idade torna o sistema intrigante, mas também difícil de estudar usando métodos convencionais.

“No sistema Beta Pictoris, o planeta acaba de se formar,” comenta Ignas. “Portanto, podemos obter uma imagem de como os planetas se formam e de como se comportam nos estágios iniciais da sua evolução. Por outro lado, a estrela é muito quente, gira depressa e pulsa.”

Este comportamento dificulta a tarefa dos astrónomos em medir com precisão a velocidade radial da estrela – a velocidade à qual parece mover-se periodicamente na direcção da Terra e na direcção oposta. Pequenas mudanças na velocidade radial de uma estrela, provocadas pela atracção gravitacional de planetas na sua vizinhança, são regularmente usadas para estimar as massas de exoplanetas. Mas este método funciona principalmente para sistemas que já passaram pelos estágios iniciais da sua evolução.

No caso de Beta Pictoris b, os limites superiores da gama de massas do planeta foram obtidos antes de usar o método de velocidade radial. Para obter uma estimativa melhor, os astrónomos usaram um método diferente, tirando proveito das medições do Hipparcos e do Gaia que revelam a posição precisa e o movimento da estrela hospedeira do planeta no céu ao longo do tempo.

“A estrela move-se por diferentes razões,” afirma Ignas. “Primeiro, a estrela orbita em torno do centro da Via Láctea, tal como o Sol. Da Terra, esse movimento parece linear quando projectado no céu. Chamamos a este movimento, ‘movimento próprio’. Também existe o efeito de paralaxe, que é provocado pela Terra em órbita do Sol. Por causa disso, ao do longo do ano, vemos a estrela de ângulos ligeiramente diferentes.”

E há ainda algo que os astrónomos descrevem como “pequenas oscilações” na trajectória da estrela no céu – desvios minúsculos da trajectória esperada provocados pela atracção gravitacional do planeta em órbita da estrela. Esta é a mesma oscilação que pode ser medida através de mudanças na velocidade radial, mas ao longo de uma direcção diferente – no plano do céu e não ao longo da linha de visão.

“Estamos a observar o desvio do esperado caso não houvesse um planeta e depois medimos a massa do planeta partir da significância deste desvio,” explica Anthony. “Quanto mais massivo o planeta, mais significativo é o desvio.”

Para poder fazer tal avaliação, os astrónomos precisam de observar a trajectória da estrela durante um período de tempo longo a fim de entender adequadamente o movimento próprio e o efeito de paralaxe.

A missão Gaia, desenhada para observar mais de mil milhões de estrelas na nossa Galáxia, será eventualmente capaz de fornecer informações sobre uma grande quantidade de exoplanetas. Nos 22 meses de observações incluídas no segundo lançamento de dados do Gaia, publicado em Abril, o satélite registou a estrela Beta Pictoris cerca de 30 vezes. No entanto, isso não é suficiente.

“O Gaia vai encontrar milhares de exoplanetas, isso ainda está na nossa lista de tarefas por fazer,” salienta Timo Prusti, cientista do projecto Gaia da ESA. “A razão pela qual os exoplanetas podem ser esperados apenas no final da missão é o facto de que, para medir a pequena oscilação que os exoplanetas provocam, precisamos de traçar a posição das estrelas durante vários anos.”

A combinação das medições do Gaia com as da missão Hipparcos da ESA, que observou Beta Pictoris 111 vezes entre 1990 e 1993, levou a que Ignas e Anthony obtivessem o seu resultado muito mais depressa. Isto levou à primeira estimativa bem-sucedida da massa de um planeta jovem usando medições astrométricas.

“Combinando dados do Hipparcos e do Gaia, que têm uma diferença de tempo de mais ou menos 25 anos, obtemos um movimento próprio de longo prazo,” realça Anthony.

“Este movimento próprio também contém o componente provocado pelo planeta em órbita. O Hipparcos, por si só, não teria sido capaz de encontrar este planeta porque a estrela pareceria solitária e perfeitamente normal a não ser que a tivéssemos observado por muito mais tempo.

“Agora, combinando o Gaia e o Hipparcos, e observando a diferença a curto e a longo prazo no movimento próprio, podemos ver o efeito do planeta sobre a estrela.”

O resultado representa um passo importante para uma melhor compreensão dos processos envolvidos na formação planetária e antecipa as empolgantes descobertas de exoplanetas que serão alcançadas pelos futuros lançamentos de dados do Gaia.

Astronomia On-line
24 de Agosto de 2018

(Foram corrigidos 12 erros ortográficos ao texto original)

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890: Muitos planetas fora do Sistema Solar podem ser “mundos de água”

NASA / Wendy Stenzel
O sistema Kepler-90 que tem oito planetas, tantos como o sistema solar da Terra.

Cientistas concluíram que muitos planetas fora do Sistema Solar podem ter até 50 por cento de água, baseando-se numa nova análise de dados obtidos do telescópio Kepler e do satélite Gaia, recentemente divulgado.

Segundo a equipa internacional de investigadores, planetas extras-solares (exoplanetas) com 2,5 vezes o raio da Terra são provavelmente “mundos de água”. Ao todo, cerca de 35 por cento dos exoplanetas identificados e maiores do que a Terra será ricos em água.

O coordenador da investigação, Li Zeng, da universidade de Harvard, nos EUA, ressalva, no entanto, que a água nestes planetas não é comparável à que se encontra na Terra.

Li Zeng esclarece que a superfície destes exoplanetas, onde a temperatura poderá rondar entre os 200 e os 500 graus Celsius, estará “envolta numa atmosfera dominada por vapor de água, com uma camada de água líquida por baixo“.

“Indo mais fundo, seria de esperar que esta água se transformasse em gelo antes de chegarmos ao núcleo rochoso sólido”, assinalou, citado em comunicado da organização da conferência Goldschmidt 2018, que termina hoje em Boston, nos Estados Unidos.

No estudo, os cientistas defendem que estes “mundos de água” ter-se-ão formado de maneira semelhante a Júpiter, Saturno, Úrano e Neptuno, os gigantes gasosos do Sistema Solar.

A sua tese baseia-se num modelo que foi desenvolvido a partir da análise dos exoplanetas com medições de massa e raio recentes.

Mais de três mil exoplanetas já foram identificados pelos astrónomos. A água em estado líquido é condição essencial para a vida tal como se conhece.

ZAP // Lusa

Por Lusa
18 Agosto, 2018

Foram corrigidos 2 erros ortográficos no texto original.

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769: HUBBLE E GAIA UNEM FORÇAS PARA ALIMENTAR ENIGMA CÓSMICO

Usando dois dos mais poderosos telescópios espaciais – o Hubble da NASA e o Gaia da ESA – os astrónomos fizeram as medições mais precisas, até à data, da velocidade de expansão do Universo. Este valor é calculado determinando as distâncias entre galáxias próximas usando um tipo especial de estrela chamada variáveis Cefeidas como réguas cósmicas. Através da comparação do seu brilho intrínseco, medido pelo Hubble, com o brilho aparente visto da Terra, os cientistas podem calcular as suas distâncias. O Gaia refina ainda mais esta régua medindo geometricamente as distâncias às variáveis Cefeidas dentro da nossa Galáxia, a Via Láctea. Isto permite com que os astrónomos calibrem com mais precisão as distâncias às Cefeidas noutras galáxias.
Crédito: NASA, ESA e A. Feild (STScI)

Usando o poder e a sinergia de dois telescópios espaciais, os astrónomos fizeram a medição mais precisa até à data da expansão do Universo.

Os resultados alimentam ainda mais a incompatibilidade entre as medições da expansão do Universo próximo e as do Universo distante – antes mesmo de existirem estrelas e galáxias.

Esta chamada “tensão” implica que poderá haver nova física subjacente às fundações do Universo. As possibilidades incluem a força da interacção da matéria escura, a energia escura sendo ainda mais exótica do que se pensava anteriormente, ou uma nova partícula desconhecida na tapeçaria do espaço.

Combinando observações do Telescópio Espacial Hubble da NASA e do observatório Gaia da ESA, os astrónomos refinaram ainda mais o valor anteriores da constante de Hubble, o ritmo a que o Universo se expande desde o Big Bang há 13,8 mil milhões de anos.

Mas à medida que as medições se tornam mais precisas, a determinação da constante de Hubble pela equipa tornou-se cada vez mais desfasada da de outro observatório espacial, a missão Planck da ESA, que apresenta um valor previsto diferente para a constante de Hubble.

O Planck mapeou o universo primitivo como este aparecia apenas 360.000 anos após o Big Bang. Todo o céu está impresso com a assinatura do Big Bang codificada em micro-ondas. O Planck mediu os tamanhos das ondulações nesta radiação cósmica de fundo em micro-ondas produzida por pequenas irregularidades no Big Bang. Os detalhes refinados dessas ondulações codificam quanta matéria escura e matéria comum existe, a trajectória do universo naquela época e outros parâmetros cosmológicos.

Essas medições, ainda em avaliação, permitem aos cientistas prever como o Universo inicial teria evoluído para a expansão que podemos medir hoje. No entanto, essas previsões não correspondem às novas medições do nosso Universo próximo e contemporâneo.

“Com a adição dos novos dados do Gaia e do Telescópio Espacial Hubble, temos agora uma séria tensão com os dados da radiação cósmica de fundo em micro-ondas,” afirma George Efstathiou, membro da equipa do Planck e analista pertencente ao Instituto Kavli para Cosmologia em Cambridge, Inglaterra, que não esteve envolvido no novo trabalho.

“A tensão parece ter-se transformado numa incompatibilidade total entre os nossos pontos de vista do Universo inicial e do actual,” comenta o líder da equipa e prémio Nobel Adam Riess, do STScI (Space Telescope Science Institute) e da Universidade Johns Hopkins em Baltimore, no estado norte-americano de Maryland. “Neste ponto, claramente não é apenas um erro grosseiro em qualquer das medições. É como se prevíssemos a altura de uma criança a partir de um gráfico de crescimento e depois descobríssemos que o adulto se havia tornado muito mais alto. Estamos muito perplexos.”

Em 2005, Riess e os membros da equipa SHOES (Super-nova H0 for the Equation of State) decidiram medir a expansão do Universo com uma precisão sem precedentes. Nos anos seguintes, ao refinarem as suas técnicas, esta equipa reduziu a incerteza da expansão até valores nunca antes alcançados. Agora, com o poder combinado do Hubble e do Gaia, reduziram essa incerteza até apenas 2,2%.

Dado que a constante de Hubble é necessária para estimar a idade do Universo, a resposta há muito procurada é um dos números mais importantes da cosmologia. Tem o nome do astrónomo Edwin Hubble, que há quase um século atrás descobriu que o Universo estava a expandir-se uniformemente em todas as direcções – um achado que deu origem à cosmologia moderna.

As galáxias parecem recuar da Terra proporcionalmente às suas distâncias, o que significa que quanto mais longe estão, mais rapidamente parecem estar a afastar-se. Esta é uma consequência da expansão do Universo e não um valor real da velocidade espacial. Ao medir o valor da constante de Hubble ao longo do tempo, os astrónomos podem construir uma imagem da nossa evolução cósmica, inferir a composição do Universo e descobrir pistas sobre o seu destino final.

Os dois principais métodos de medir este número fornecem resultados incompatíveis. Um método é o directo, a construção de uma “escada de distâncias cósmicas” a partir de medições de estrelas no nosso Universo local. O outro método usa a radiação cósmica de fundo em micro-ondas para medir a trajectória do Universo após o Big Bang e depois usa a física para descrever o Universo e para extrapolar a actual velocidade de expansão. Juntas, as medições devem fornecer um teste total do nosso conhecimento básico do chamado “Modelo Padrão” do Universo. No entanto, as peças não encaixam.

Usando o Hubble e dados recém-divulgados do Gaia, a equipa de Riess determinou que o actual ritmo de expansão é 73,5 km por segundo por megaparsec. Isto significa que por cada 3,3 milhões de anos-luz que uma galáxia está mais longe de nós, parece mover-se 73,5 km/s mais depressa. No entanto, os resultados do Planck prevêem que o Universo devia estar a expandir-se a apenas 67,0 km/s/Mpc. À medida que as medições das equipas se tornam cada vez mais precisas, o abismo entre elas continua a aumentar e agora é cerca de quatro vezes maior do que a sua incerteza combinada.

Ao longo dos anos, a equipa de Riess refinou o valor da constante de Hubble através da simplificação e fortalecimento da “escada de distâncias cósmicas”, usada para medir distâncias precisas de galáxias próximas e distantes. Eles compararam essas distâncias com a expansão do espaço, medida pelo esticamento da luz de galáxias próximas. Usando a velocidade aparente exterior a cada distância, calcularam a constante de Hubble.

Para medir as distâncias entre galáxias próximas, a sua equipa usou um tipo especial de estrela como “régua” cósmica. Estas estrelas pulsantes, chamadas Variáveis Cefeidas, aumentam e diminuem de brilho a ritmos que correspondem ao seu brilho intrínseco. Ao comparar o brilho intrínseco com o seu brilho aparente visto da Terra, os cientistas podem calcular as suas distâncias.

O Gaia refinou ainda mais este parâmetro, medindo geometricamente a distância de 50 Cefeidas na Via Láctea. Essas medições foram combinadas com medições precisas dos seus brilhos pelo Hubble. Isto permitiu que os astrónomos calibrassem com mais precisão as Cefeidas e depois usassem aquelas vistas para lá da Via Láctea como marcadores.

“Quando usamos Cefeidas, precisamos da distância e do brilho,” explicou Riess. O Hubble forneceu a informação do brilho e o Gaia forneceu a informação de paralaxe necessária para determinar com precisão as distâncias. A paralaxe é a aparente mudança na posição de um objecto devido a uma mudança no ponto de vista do observador. Os gregos antigos usaram esta técnica para medir a distância da Terra à Lua.

“O Hubble é realmente incrível como um observatório de propósito geral, mas o Gaia é o novo padrão de ouro para calibrar a distância. Foi construído especificamente para medir a paralaxe,” acrescentou Stefano Casertano do STScI e membro do SHOES. “O Gaia dá-nos uma nova capacidade de recalibrar todas as medidas passadas de distância, e parece confirmar o nosso trabalho anterior. Nós obtemos o mesmo valor para a constante de Hubble se substituirmos todas as calibrações anteriores da escada de distância cósmica apenas com as paralaxes do Gaia. É um cruzamento entre dois observatórios muito poderosos e precisos.”

O objectivo da equipa de Riess é trabalhar com o Gaia para atravessar o limite de refinar a constante de Hubble para um valor de apenas 1% no início da década de 2020. Entretanto, os astrofísicos vão provavelmente a continuar a lutar para revisitar as suas ideias sobre a física do Universo primitivo.

Os resultados mais recentes da equipa de Riess foram publicados na edição de 12 de Julho da revista The Astrophysical Journal.

Astronomia on-line
17 de Julho de 2018

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