2600: A NASA detectou uma misteriosa luz verde que desapareceu rapidamente

CIÊNCIA

O observatório espacial NuSTAR da NASA captou uma explosão de luz azul e verde brilhante de raios-X enquanto observava a galáxia Fireworks.

Os pontos de luz, que desapareceram alguns dias após serem detectados e que são conhecidos como fonte de raios X ultra-luminosos (ULX), foram baptizados de ULX-4, pois é o quarto identificado nesta galáxia.

Apenas dez dias após a primeira observação, de repente, as luzes desapareceram com a mesma rapidez com que apareceram. Os investigadores descartaram que fosse uma super-nova porque nenhuma luz visível foi detectada com a fonte de raios-X.

“Dez dias é um período muito curto para que um objecto tão brilhante apareça“, disse Hannah Earnshaw, principal autora do novo estudo, em comunicado. A cientistas disse que foi uma experiência “emocionante” porque mudanças cada vez mais graduais são geralmente observadas ao longo do tempo.

A luz pode vir de um buraco negro que está a consumir outro objecto, como uma estrela. Estudos sugerem que a gravidade de um buraco negro pode separar um objecto que se aproxima demais. Os restos que são colocados em órbita perto do buraco negro movem-se muito rápido, aquecem até milhões de graus Celsius e emitem raios-X.

Como a maioria dos buracos negros “se alimenta” de objectos densos, como uma estrela, por um período prolongado, os ULXs geralmente têm uma duração longa, diferente da observada recentemente, que teve vida curta ou “transitória”. Este foi um evento muito mais raro, que poderia ser um buraco negro destruindo rapidamente uma pequena estrela.

No entanto, os astrónomos também propuseram outras explicações possíveis, de modo que o ULX-4 fosse produzido por uma estrela de neutrões. Como os buracos negros, podem extrair material e formar um disco de detritos que se movem rapidamente.

“Este resultado é um passo para entender alguns dos casos mais raros e extremos em que a matéria se acumula em buracos negros ou estrelas de neutrões”, concluiu Earnshaw.

A descoberta foi apresentada num estudo publicado no início de Agosto na revista especializada The Astrophysical Journal.

ZAP //

Por ZAP
9 Setembro, 2019

 

2279: Hubble e Spitzer revelam atmosfera de planeta de tamanho médio

Esta impressão de artista mostra a estrutura interna teórica do exoplaneta GJ 3470 b. É totalmente diferente de qualquer planeta do Sistema Solar. Com 12,6 massas terrestres, o planeta é mais massivo do que a Terra mas menos massivo do que Neptuno. E, ao contrário de Neptuno, que está a 4,5 mil milhões de quilómetros do Sol, GJ 3470 b pode ter sido formado muito perto da sua estrela anã vermelha, como um objecto seco e rochoso. Atraíu, depois, gravitacionalmente, hidrogénio e hélio de um disco protoplanetário para formar uma espessa atmosfera. O disco dissipou-se há milhares de milhões de anos e o planeta parou de crescer. A ilustração de baixo mostra o aspecto do disco. Através das observações com os telescópios espaciais Hubble e Spitzer da NASA, os cientistas conseguiram analisar quimicamente a composição da atmosfera muito limpa e profunda de GJ 3470 b, fornecendo pistas sobre as origens do planeta. Existem, na Via Láctea, muitos planetas com esta massa.
Crédito: NASA, ESA e L. Hustak (STScI)

Dois telescópios espaciais da NASA uniram forças para identificar, pela primeira vez, a “impressão digital” química detalhada de um planeta com tamanho intermédio entre o da Terra e o de Neptuno. Não existe nenhum planeta como este no nosso Sistema Solar, mas são comuns em torno de outras estrelas.

O planeta, Gliese 3470 b (também conhecido como GJ 3470 b), pode ser um cruzamento entre a Terra e Neptuno, com um grande núcleo rochoso enterrado sob uma profunda atmosfera de hidrogénio e hélio. Com 12,6 massas terrestres, o planeta é mais massivo do que a Terra, mas menos massivo que Neptuno (que tem mais de 17 massas terrestres).

Muitos mundos semelhantes já foram descobertos pelo observatório espacial Kepler da NASA, cuja missão terminou em 2018. De facto, 80% dos planetas na nossa Galáxia podem cair nesta gama de massas. No entanto, os astrónomos nunca foram capazes de compreender a natureza química de tal planeta. Até agora.

Ao fazerem um inventário do conteúdo da atmosfera de GJ 3470 b, os astrónomos conseguiram descobrir pistas sobre a natureza e origem do planeta.

“Esta é uma grande descoberta, da perspectiva da formação planetária. O planeta orbita muito perto da estrela e é bem menos massivo do que Júpiter – que tem 318 vezes a massa da Terra – mas conseguiu acumular a atmosfera primordial de hidrogénio/hélio que em grande não está ‘poluída’ por elementos mais pesados,” comentou Björn Benneke da Universidade de Montreal, no Canadá. “Não temos nada assim no Sistema Solar e é isso que o torna tão impressionante.”

Os astrónomos recrutaram as capacidades combinadas de vários comprimentos de onda dos telescópios espaciais Hubble e Spitzer da NASA para fazer um estudo inédito da atmosfera de GJ 3470 b.

Tal foi conseguido medindo a absorção da luz estelar à medida que o planeta passava em frente (ou “transitava”) da sua estrela e a perda da luz reflectida do planeta quando passava por trás (eclipse) da estrela. Os telescópios espaciais observaram 12 trânsitos e 20 eclipses. A ciência de analisar as impressões digitais químicas com base na luz é chamada “espectroscopia”.

“Pela primeira vez, temos uma assinatura espectroscópica de tal mundo,” disse Benneke. Mas tem muitas dúvidas quanto à sua classificação: deverá ser chamado de “super-Terra” ou “sub-Neptuno?” Ou talvez outro nome?

Por sorte, a atmosfera de GJ 3470 b mostrou-se na maior parte limpa, com apenas neblinas finas, permitindo que os cientistas examinassem profundamente a atmosfera.

“Esperávamos uma atmosfera fortemente enriquecida com elementos mais pesados, como oxigénio e carbono, que formam vapor de água e metano abundantes, de modo idêntico ao que vemos em Neptuno,” explicou Benneke. “Em vez disso, encontramos uma atmosfera tão pobre em elementos pesados que a sua composição se assemelha à composição rica em hidrogénio e hélio do Sol.”

Pensa-se que outros exoplanetas, chamados “Júpiteres quentes”, se formem longe das suas estrelas e, com o tempo, migrem para muito mais perto. Mas este planeta parece ter sido formado exactamente onde está hoje, acrescentou Benneke.

A explicação mais plausível, segundo Benneke, é que GJ 3470 b nasceu precariamente perto da sua estrela anã vermelha, que tem mais ou menos metade da massa do nosso Sol. Ele teoriza que, essencialmente, começou como uma rocha seca e rapidamente acretou hidrogénio de um disco primordial de gás quando a sua estrela era ainda muito jovem. Ao disco chamamos “disco protoplanetário”.

“Estamos a ver um objeto que foi capaz de acumular hidrogénio a partir do disco protoplanetário, mas não fugiu para se tornar um Júpiter quente,” salientou Benneke. “Este é um regime intrigante.”

Uma explicação é que o disco se dissipou antes que o planeta pudesse aumentar ainda mais. “O planeta ficou preso sendo um sub-Neptuno,” disse Benneke.

O Telescópio Espacial James Webb da NASA será capaz de investigar ainda mais profundamente a atmosfera de GJ 3470 b, graças à sua sensibilidade sem precedentes no infravermelho. Os novos resultados já suscitaram grande interesse por parte de equipas norte-americanas e canadianas que estão a desenvolver os instrumentos do Webb. As equipas vão observar os trânsitos e os eclipses de GJ 3470 b no visível, onde as neblinas atmosféricas se tornam cada vez mais transparentes.

Astronomia On-line
5 de Julho de 2019

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2180: ESO Astronomy

ESO’s La Silla Observatory will be enveloped in darkness by a total solar eclipse on 2 July 2019 #LaSillaTSE. As shown in this artist’s impression, planets Venus and Mercury along with the bright stars Sirius, Procyon, Rigel and Betelgeuse are those which may be visible during the 2019 La Silla eclipse, should weather conditions be favourable. Credit: ESO Astronomy / M. Druckmüller, P. Aniol, K. Delcourte, Petr Horálek Photography , L. Calçada #Eclipse2019 #TSE2019 #Chile2019 #SolarEclipse2019 #2019Eclipse #totaleclipse #solareclipse http://socsi.in/YgNxv

O Observatório de la silla de eso será envolto na escuridão por um eclipse solar total em 2 de Julho de 2019 #lasillatse. Como mostrado na impressão deste artista, os planetas Vênus e mercúrio junto com as estrelas brilhantes sirius, procyon, rigel e betelgeuse são aqueles que podem ser visíveis durante o eclipse de 2019 la silla, as condições meteorológicas devem ser favoráveis. Crédito: Eso Astronomy / M. Druckmüller, p. Aniol, k. Delcourte, Petr Horálek Photography, l. Calçada #Eclipse2019 #Tse2019 #Chile2019 #Solareclipse2019 #2019 eclipse #totaleclipse #solareclipse http://socsi.in/YgNxv

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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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780: Estruturas nunca antes vistas detectadas na coroa do Sol

Através de técnicas sofisticadas, físicos solares descobriram estruturas de granulação extremamente fina nunca antes detectadas na coroa externa do Sol.

O Sol é um objecto muito complexo e há ainda muito a fazer utilizando a tecnologia actual. Este foi o mote que fez com que os cientistas do Southwest Research Institute (SwRI) demonstrassem isso mesmo. A equipa usou o instrumento coronógrafo COR-2, no Observatório de Relações Solares e Terrestres (STEREO) da NASA, para estudar ao pormenor a atmosfera externa do Sol.

Através de um disco colocado à frente da lente, este instrumento tira imagens da atmosfera externa do Sol. A coroa é extremamente quente e é também uma fonte de vento solar – o fluxo constante de partículas carregadas que sai do Sol em todas as direcções.

Quando as medições do vento solar são feitas perto da Terra, os campos magnéticos surgem entrelaçados e são muito complexos, mas ainda não está claro como é que esta turbulência ocorre. “No espaço profundo, o vento solar é turbulento e tempestuoso”, sustenta o físico Craig DeForest, da SwRI e autor principal do estudo, publicado na The Astrophysical Journal.

Mas como é que isto acontece? Responder a esta pergunta requer uma análise minuciosa à coroa solar, a fonte do vento solar. Se é o Sol que causa a turbulência do vento solar, os cientistas deveriam ter sido capazes de observar as estruturas na coroa, mas observações anteriores não mostraram nada.

Até agora, os dados mostraram a coroa como uma estrutura lisa e suave, mas, desta vez, isso não aconteceu. As estruturas sempre estiveram lá, mas os especialistas não conseguiram obter uma resolução de imagem alta o suficiente para as conseguirem observar.

“Através de novas técnicas que melhoraram consideravelmente a fidelidade da imagem, percebemos que a coroa solar não é suave, mas estruturada e dinâmica”, explica DeForest, “A estrutura é muito mais dinâmica do que pensávamos.”

SDO / NASA
Buraco coronal descoberto no sol pelo Solar Dynamics Observatory da NASA, em 2017

Para obter as imagens, a equipa usou o coronógrafo COR-2 durante três dias, e durante esse período de tempo esse instrumento tirou mais fotografias do que o habitual. Mas, embora o disco oculto faça um óptimo trabalho no que diz respeito a filtrar a luz brilhante do Sol, ainda havia muito ruído nas imagens.

Como o STEREO está no espaço, alterar o seu hardware não era uma opção. Então, a equipa desenvolveu uma técnica para identificar e remover o ruído das fotografias, melhorando consideravelmente a relação sinal-ruído dos dados obtidos. Além de desenvolverem uma técnica que permitiu, através de algoritmos de filtragem, separar a coroa do ruído, fez ainda com que fosse possível corrigir o desfoque causado pelo movimento do vento solar.

Com isto, os cientistas descobriram que as alças coronais, mais conhecidas como serpentinas – que podem irromper nas ejecções de massa coronal que enviam plasma para o espaço – não são uma estrutura única. Em vez disso, são compostas por uma infinidade de fios muito finos.

Além disso, descobriram que não existe a superfície de Alfvén, uma fronteira teórica onde o vento solar começa a mover-se mais rápido. Ao invés, existe uma ampla zona de Alfvén na qual o vento solar se desconecta gradualmente do Sol, em vez de se desconectar de uma só vez, num único limite claro.

Por ZAP
20 Julho, 2018

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673: Investigadores descobrem o melhor sinal de um buraco negro raro

 

O observatório XMM-Newton da ESA descobriu aquele que até agora é o melhor candidato para um fenómeno cósmico raro: um buraco negro de massa intermédia (IMBH) no processo de despedaçar e devorar uma estrela próxima.

Dados do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA (amarelo-branco) e do Observatório de Raios-X Chandra da NASA (roxo). A fonte branco-roxa no canto inferior esquerdo mostra a emissão de raios-X dos restos de uma estrela que foi despedaçada quando caiu em direcção a um buraco negro de massa intermédia. A galáxia hospedeira do buraco negro está localizada no meio da imagem. Créditos: X-ray: NASA/CXC/UNH/D.Lin et al, Optical: NASA/ESA/STScI.

No Universo, há vários tipos de buracos negros: as estrelas massivas, quando morrem, criam buracos negros de massa estelar, por sua vez, as galáxias albergam nos seus centros buracos negros super-massivos, com massas equivalentes a milhões ou milhares de milhões de sóis.

Entre esses dois extremos temos os buracos negros com massa intermédia, mais raros. Pensa-se que eventualmente irão crescer para se tornarem buracos negros super-massivos, e como são especialmente difíceis de detectar, foram até agora encontrados poucos candidatos.

Usando dados de raios-X do Observatório XMM-Newton, da ESA, do Observatório Chandra de Raios-X, da NASA, e do Telescópio de Raios-X Swift, da NASA, uma equipa de investigadores encontrou um raro e revelador sinal de actividade, mais precisamente, um enorme clarão de radiação, nos limites de uma galáxia distante, lançado quando uma estrela passou muito perto de um buraco negro e foi devorada.

“Isso é incrivelmente estimulante: este tipo de buraco negro nunca tinha sido visto de uma forma tão clara”, disse Dacheng Lin, da Universidade de New Hampshire, EUA. “Tinham sido encontrados alguns candidatos, mas no geral são extremamente raros e muito procurados. Este é o melhor candidato a buraco negro de massa intermédia observado até agora.”

Pensa-se que este tipo de buraco negro se pode formar de várias maneiras. Um dos cenários de formação é a rápida fusão de estrelas massivas que se encontram em enxames estelares densos, o que torna os centros destes enxames nos melhores lugares para procurar este tipo de buracos negros. No entanto, no momento da formação, estas áreas tendem a estar desprovidas de gás, ficando os novos buracos negros sem material para consumir e, consequentemente, emitindo pouca radiação – o que os torna extremamente difíceis de detectar.

“Um dos poucos métodos que podemos usar para tentar encontrar um buraco negro de massa intermédia é esperar que uma estrela passe perto dele e comece a ser despedaçada – isto abre novamente o apetite do buraco negro levando-o a emitir um clarão que podemos observar,” acrescentou Lin. “Este tipo de evento só tinha antes sido visto claramente no centro de uma galáxia, não nos limites mais exteriores.”

A fonte de raios-X 3XMM J215022.4-055108, vista pelo XMM-Newton em 2006 (esquerda) e 2009 (direita). Este é o melhor candidato de sempre para um buraco negro de massa intermédia no processo de despedaçar e devorar uma estrela próxima e durante o qual emitiu uma enorme quantidade de luz. A comparação entre as duas imagens mostra como a explosão de energia libertada pelo poderoso evento diminuiu gradualmente ao longo dos anos. Crédito: ESA.

Lin e a equipa analisaram dados do XMM-Newton até encontrarem o candidato. Identificaram-no em observações, realizadas em 2006 e 2009, de uma grande galáxia situada a cerca de 740 milhões de anos-luz, e ainda em outros dados do Chandra (2006 e 2016) e do Swift (2014).

“Também analisámos imagens da galáxia obtidas por vários outros telescópios, para vermos como era a emissão em termos ópticos”, disse Jay Strader, da Michigan State University, EUA, co-autor do estudo.

“Vimos a fonte a brilhar em duas imagens de 2005 – parecia muito mais azul e brilhante do que era alguns anos antes. Comparando todos os dados, determinámos que a infeliz estrela foi provavelmente despedaçada em Outubro de 2003, e que produziu uma explosão de energia que decaiu ao longo dos 10 anos seguintes.”

Os cientistas acreditam que a estrela foi despedaçada por um buraco negro com uma massa aproximada de cinquenta mil sóis.

Estas explosões desencadeadas por estrelas só muito raramente acontecem para este tipo de buraco negro, pelo que a descoberta sugere que pode haver muitos mais em estado adormecido nas periferias das galáxias do Universo local.

“Este candidato foi descoberto através de uma investigação intensiva no X-ray Source Catalog do XMM-Newton, que está repleto de dados de alta qualidade, cobrindo grandes áreas do céu, essenciais para determinar o tamanho do buraco negro e o que causou a explosão de radiação observada,” disse Norbert Schartel, Cientista do Projecto XMM-Newton, ESA.

“O X-ray Source Catalog do XMM-Newton é atualmente o maior catálogo deste tipo, contendo mais de meio milhão de fontes: há objectos exóticos, como o do nosso estudo, ainda escondidos e à espera de serem descobertos através de análise intensiva de dados,” acrescentou Natalie Webb, diretora do Survey Science Center  do XMM-Newton no Instituto de Pesquisa em Astrofísica e Planetologia (IRAP), em Toulouse, França, co-autora do estudo.

“Sabermos mais sobre estes objectos e os fenómenos a eles associados é fundamental para compreendermos melhor os buracos negros. Os nossos modelos actuais podem ser comparados a um cenário em que uma civilização alienígena observa a Terra e vê os avós a deixarem os netos na pré-escola: podem assumir que existe mais qualquer ligação pelo meio, que se adeqúe ao modelo que têm da duração da vida humana, mas sem observarem essa ligação, não podem ter a certeza. Esta descoberta é incrivelmente importante e mostra que o método que estamos a usar é um bom método,” concluiu Norbert.

Fonte da notícia: Phys.org

Portal do Astrónomo
Teresa Direitinho
19 Junho, 2018

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585: E0102-72.3: ASTRÓNOMOS AVISTAM UMA ESTRELA DE NEUTRÕES DISTANTE E SOLITÁRIA

A composite image of the supernova 1E0102.2-7219 contains X-rays from Chandra (blue and purple), visible light data from VLT’s MUSE instrument (bright red), and additional data from Hubble (dark red and green). A neutron star, the ultra dense core of a massive star that collapses and undergoes a supernova explosion, is found at its center.

Os astrónomos descobriram um tipo especial de estrela de neutrões pela primeira vez fora da Via Láctea, usando dados do Observatório de raios-X Chandra da NASA e do VLT (Very Large Telescope) do ESO no Chile.

As estrelas de neutrões são os núcleos ultra-densos de estrelas massivas que colapsam e explodem como supernovas. Esta estrela de neutrões recém-identificada é de uma variedade rara pois tem um campo magnético fraco e não tem uma companheira estelar.

A estrela de neutrões está localizada no remanescente de uma supernova – conhecida como 1E 0102.2-7219 (abreviada E0102) – na Pequena Nuvem de Magalhães, a 200.000 anos-luz da Terra.

A nova composição de E0102 permite que os astrónomos aprendam novos detalhes sobre este objecto que foi descoberto há mais de três décadas atrás. Nesta imagem, os raios-X do Chandra têm tons azuis e roxos, enquanto os dados ópticos do instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) do VLT têm um tom vermelho brilhante. Os dados adicionais do Telescópio Espacial Hubble têm tons vermelhos escuros e verdes.

Remanescentes de supernova ricos em oxigénio, como E0102, são importantes para compreender como as estrelas massivas fundem os elementos mais leves nos mais pesados antes de explodirem. Vistos até alguns milhares de anos após a explosão original, os remanescentes ricos em oxigénio contêm os detritos expelidos do interior da estrela moribunda. Estes detritos (visíveis como a estrutura filamentar verde na imagem combinada) são observados hoje a passar pelo espaço depois de expulsos a milhões de quilómetros por hora.

As observações de E0102 pelo Chandra mostram que o remanescente de supernova é dominado por uma grande estrutura em forma de anel em raios-X, associada à onda de choque da supernova. Os novos dados MUSE revelaram um anel mais pequeno de gás (em vermelho brilhante) que está a expandir-se mais lentamente do que a onda de choque. No centro deste anel está uma fonte de raios-X semelhante a um ponto azul. Juntos, o pequeno anel e a fonte pontual agem como um alvo celeste.

Os dados combinados do Chandra e do MUSE sugerem que esta fonte é uma estrela de neutrões isolada, criada na explosão de supernova há cerca de dois milénios. A assinatura de energia de raios-X desta fonte, ou “espectro”, é muito semelhante à das estrelas de neutrões localizadas no centro de outros dois famosos remanescentes de supernova: Cassiopeia A (Cas A) e Puppis A. Estas duas estrelas de neutrões também não têm estrelas companheiras.

A ausência de evidências de emissão de rádio estendida ou de radiação de raios-X pulsada, tipicamente associadas com estrelas de neutrões altamente magnetizadas e de rotação veloz, indica que os astrónomos detectaram os raios-X da superfície quente de uma estrela de neutrões isolada com campos magnéticos fracos. Foram detectados, na Via Láctea, cerca de 10 objectos deste tipo, mas este é o primeiro detectado fora da nossa Galáxia.

Mas como é que esta estrela de neutrões acabou na sua posição actual, aparentemente deslocada do centro da chamada concha circular de emissão de raios-X produzida pela onda de choque da supernova? Uma possibilidade é que a explosão de supernova ocorreu perto do meio do remanescente, mas a estrela de neutrões foi expulsa do local por uma explosão assimétrica, a uma velocidade alta de aproximadamente 3,2 milhões de quilómetros por hora. No entanto, neste cenário, é difícil explicar por que a estrela de neutrões está hoje tão bem cercada pelo recém-descoberto anel de gás visto nos comprimentos de onda visíveis.

Outra explicação possível é que a estrela de neutrões está a mover-se lentamente e a sua posição actual é aproximadamente onde a explosão de supernova teve lugar. Neste caso, o material no anel óptico pode ter sido expelido ou durante a explosão de supernova, ou pela progenitora condenada até alguns milhares de anos antes.

Um desafio deste segundo cenário é que o local da explosão estaria localizado bem longe do centro do remanescente, conforme determinado pela emissão prolongada de raios-X. Isto implicaria um conjunto especial de circunstâncias para os arredores de E0102: por exemplo, uma cavidade esculpida pelos ventos da estrela progenitora antes da explosão de supernova e variações na densidade do gás e poeira interestelar em torno do remanescente.

As futuras observações de E0102 em comprimentos de onda de raios-X, ópticos e de rádio devem ajudar os astrónomos a resolver este novo e empolgante mistério apresentado pela solitária estrela de neutrões.

O artigo que descreve estes resultados foi publicado na edição de Abril da Nature Astronomy e está disponível online.

Astronomia On-line
25 de Maio de 2018

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478: ONDE ESTÁ A MATÉRIA EM FALTA DO UNIVERSO?

Esta imagem ilustra a emissão de raios-X em torno de um conjunto de cinco galáxias que foram “empilhadas” juntas para mostrar os detalhes dos seus halos esféricos e gasosos. Foi criada por uma equipa de cientistas usando o observatório espacial XMM-Newton da ESA, com a emissão de raios-X destacada em roxo.
Compreende dois componentes: uma imagem de fundo de três cores de uma galáxia chamada NGC 5908 juntamente com estrelas circundantes do SDSS (Sloan Digital Sky Survey), e uma sobreposição empilhada combinando cinco galáxias diferentes observadas pelo XMM-Newton, visível como a névoa roxa que permeia a foto.
As cinco galáxias incluídas no conjunto de dados XMM-Newton são NGC 5908 (a mesma galáxia vista no fundo); UGC 12591, NGC 669, ESO 142-G019 e UGC A145; a equipa também observou NGC 550, mas essa galáxia não foi empilhada porque tinha um enxame de galáxias brilhantes logo atrás dela, dificultando a visualização de forma clara sem afectar os outros dados. A neblina roxa representa assim a emissão de raios-X de um halo tal como o que rodeia NGC 5908.
Todos os dados do XMM-Newton cobrem a faixa de energia de 0,5 a 1,25 keV e têm um tempo de exposição de aproximadamente 5 dias. As galáxias foram redimensionadas para a mesma distância e girada e reposicionadas para serem empilhadas com precisão. Cada foi suavizada, e as fontes de raios-X especialmente brilhantes que podem interferir na emissão galáctica foram mascaradas e suavizadas (ainda são visíveis manchas residuais).
Crédito: ESA/XMM-Newton; J-T. Li (Universidade de Michigan, EUA); SDSS

Através do observatório espacial XMM-Newton da ESA, os astrónomos sondaram os halos cheios de gás ao redor de galáxias, numa missão para encontrar material “desaparecido” que deveria aí residir, mas acabaram de mãos vazias – então, onde está?

Toda a matéria no Universo existe na forma de matéria “normal” ou na matéria escura notoriamente elusiva e invisível, sendo esta última cerca de seis vezes mais prolífica.

Curiosamente, os cientistas que estudam galáxias próximas descobriram, nos últimos anos, que estas contêm três vezes menos matéria normal do que o esperado, com a nossa própria galáxia Via Láctea a conter menos de metade da quantidade esperada.

“Isto tem sido um mistério há já muito tempo, e os cientistas empenharam muito esforço à procura dessa matéria em falta,” diz Jiangtao Li, da Universidade de Michigan, EUA, autor principal do novo artigo.

“Porque é que não está nas galáxias – ou está lá, mas nós simplesmente não a conseguimos ver? Se não está lá, onde está? É importante resolver este enigma, pois é uma das partes mais incertas dos nossos modelos, tanto do Universo primitivo quanto de como as galáxias se formam.”

Em vez de estar dentro da massa principal da galáxia, a matéria que pode ser observada opticamente, os pesquisadores pensaram que poderia estar numa região de gás quente que se estende mais para o espaço para formar o halo de uma galáxia.

Estes halos esféricos e quentes foram detectados antes, mas a região é tão fraca que é difícil observar em detalhe – a sua emissão de raios-X pode perder-se e ser indistinguível da radiação de fundo. Frequentemente, os cientistas observam uma pequena distância nessa região e extrapolam as suas descobertas, mas isto pode dar azo a resultados pouco claros e variados.

Jiangtao e os seus colegas queriam medir o gás quente a distâncias maiores, usando o observatório espacial XMM-Newton da ESA. Analisaram seis galáxias espirais semelhantes e combinaram os dados para criar uma galáxia com as suas propriedades médias.

“Ao fazer isso, o sinal da galáxia torna-se mais forte e o fundo de raios-X comporta-se melhor,” acrescenta o co-autor Joel Bregman, também da Universidade de Michigan.

“Fomos então capazes de ver a emissão de raios-X cerca de três vezes mais longe do que se observássemos uma única galáxia, o que tornou a nossa extrapolação mais precisa e confiável.”

Galáxias espirais massivas e isoladas oferecem a melhor oportunidade de procurar por matéria perdida. Estas são maciças o suficiente para aquecer o gás a temperaturas de milhões de graus, de modo que emitem raios-X e evitam, em grande parte, a contaminação por outros materiais por meio da formação de estrelas ou de interacções com outras galáxias.

Ainda desaparecida

Os resultados da equipa mostraram que o halo em torno das galáxias, como as que foram observadas, não pode conter todo o material que falta, afinal. Apesar de extrapolar para quase 30 vezes o raio da Via Láctea, quase três-quartos do material esperado ainda estava em falta.

Existem duas teorias alternativas principais sobre onde a matéria poderá estar: ou encontra-se armazenada noutra fase gasosa que é mal observada – talvez uma fase mais quente e mais ténue ou uma fase mais fria e mais densa – ou dentro de um trecho do espaço que não é coberto pelas nossas observações actuais, ou emite raios-X demasiado fracos para serem detectados.

De qualquer forma, uma vez que as galáxias não contêm material em falta suficiente, podem tê-lo ejectado para o espaço, talvez impulsionadas por injecções de energia de estrelas em explosão ou por buracos negros super-massivos.

“Este trabalho é importante para ajudar a criar modelos de galáxias mais realistas e, por sua vez, ajudar-nos a entender melhor como a nossa própria Galáxia se formou e evoluiu,” diz Norbert Schartel, cientista do projeto XMM-Newton da ESA. “Este tipo de descoberta simplesmente não é possível sem a incrível sensibilidade do XMM-Newton.”

“No futuro, os cientistas poderão adicionar ainda mais galáxias às nossas amostras de estudo e utilizar o XMM-Newton em colaboração com outros observatórios de alta energia, como o futuro Telescópio Avançado da ESA para Astrofísica de Alta Energia, Athena, para sondar partes densas das orlas externas de uma galáxia, enquanto continuamos a desvendar o mistério da matéria desaparecida do Universo.”

Astronomia On-line
20 de Abril de 2018

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196: Japão põe em órbita dois satélites de observação meteorológica usando o mesmo foguetão

ESA

A Agência de Exploração Aeroespacial do Japão (JAXA) colocou hoje dois satélites de observação meteorológica em órbitas distintas transportados pelo mesmo foguetão, tratando-se da primeira vez que utiliza este método.

O foguetão H-2A foi lançado hoje com êxito pelas 10:26 (01:26 em Lisboa) a partir do centro espacial situado na ilha de Tanegashima, informou a JAXA em comunicado.

O primeiro satélite, o Shikisai, foi libertado a baixa altitude (a cerca de 300 quilómetros da superfície terrestre), enquanto o segundo, baptizado de Tsubame, foi colocado em órbita a aproximadamente 800 quilómetros.

A JAXA, que desenvolveu este projecto em colaboração com a Mitsubishi Heavy Industries, confia que este método de lançamento conjunto permite reduzir os custos e elevar a eficiência para próximos satélites.

O Shikisai vai ser utilizado para analisar a circulação das correntes oceânicas e outros mecanismos relacionados com as alterações climáticas.

O Tsubame está equipado com motores de iões que permitem modificar a sua órbita, o que lhe confere capacidade para obter dados de diferentes fenómenos atmosféricos e captar imagens de alta resolução da superfície terrestre em situações como desastres naturais, segundo a JAXA.

ZAP // Lusa

Por ZAP
23 Dezembro, 2017

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109: ALMA descobre poeira fria em torno da estrela mais próxima do Sol

ESO / M. Kornmesser

O observatório ALMA no Chile detectou poeira em torno da estrela mais próxima do Sistema Solar, Proxima Centauri. Estas novas observações revelam o brilho emitido pela poeira fria numa região situada a uma distância de Proxima Centauri entre uma a quatro vezes a distância entre a Terra e o Sol.

Os dados revelados pelo ALMA apontam para a presença de uma cintura de poeira mais exterior e ainda mais fria, o que poderá indicar a presença de um sistema planetário elaborado.

Estas estruturas são semelhantes às cinturas maiores do Sistema Solar, estimando-se que sejam igualmente constituídas por partículas de rocha e gelo que não conseguiram formar planetas.

Proxima Centauri é a estrela mais próxima do Sol. Trata-se de uma anã vermelha situada a apenas 4 anos-luz de distância na constelação austral de Centauro. Em órbita encontra-se um planeta temperado do tipo terrestre, Proxima b, descoberto em 2016, o planeta mais próximo do Sistema Solar.

No entanto, este sistema revela-se agora muito mais complexo. As novas observações ALMA mostram radiação emitida pelas nuvens de poeira cósmica fria que rodeiam a estrela.

O autor principal deste novo estudo, Guillem Anglada, do Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC), Granada, Espanha, explica a importância desta descoberta: “A poeira que rodeia Proxima Centauri é importante porque, no seguimento da descoberta do planeta terrestre Proxima b, trata-se da primeira indicação da presença de um sistema planetário elaborado, e não apenas de um único planeta, em torno da estrela mais próxima do nosso Sol.”

As cinturas de poeira são restos de material que não formou corpos maiores, tais como planetas. As partículas de rocha e gelo nestas cinturas variam em tamanho, desde os mais minúsculos grãos de poeira, menores que um milímetro, até a corpos do tipo de asteróides com muitos quilómetros de diâmetro.

A poeira parece situar-se numa cintura que se estende ao longo de algumas centenas de quilómetros para lá de Proxima Centauri e tem uma massa total de cerca de uma centésima da da Terra. Estima-se que esta cintura tenha uma temperatura de cerca de 230 graus negativos, ou seja, tão fria como a Cintura de Kuiper no Sistema Solar exterior.

Os dados ALMA parecem também indicar a existência de outra cintura de poeira ainda mais fria e situada cerca de dez vezes mais longe. Se confirmada, a natureza desta cintura mais exterior é intrigante, dado o meio muito frio onde se encontra, isto é, situa-se muito afastada de uma estrela mais fria e mais ténue que o Sol.

Ambas as cinturas se encontram muito mais longe de Proxima Centauri do que o planeta Proxima b, o qual orbita a apenas 4 milhões de km de distância da sua estrela progenitora.

A forma aparente da cintura exterior muito ténue, se confirmada, daria aos astrónomos uma maneira de estimar a inclinação do sistema planetário de Proxima Centauri. Esta forma pareceria elíptica devido à inclinação do que é na realidade um anel circular. Esta estimativa permitiria por seu lado determinar melhor a massa do planeta Proxima b, da qual actualmente se conhece apenas o limite inferior.

Guillem Anglada explica as implicações desta descoberta: “Este resultado sugere que Proxima Centauri possa ter um sistema planetário múltiplo com uma história rica de interacções que terão resultado na formação de uma cintura de poeira. Estudos adicionais poderão dar-nos informação sobre as localizações destes planetas adicionais ainda não identificados”.

O sistema planetário de Proxima Centauri é também particularmente interessante porque existem planos, o projecto Starshot, para a futura exploração directa do sistema por meio de micro-sondas ligadas a velas impulsionadas a laser. Um conhecimento mais aprofundado da poeira em torno desta estrela torna-se essencial para planear uma tal missão.

O co-autor Pedro Amado, também do Instituto de Astrofísica de Andalucía, explica que estas observações são apenas o início: “Estes primeiros resultados mostram que o ALMA consegue detectar estruturas de poeira em órbita de Proxima Centauri. Combinando estas observações com o estudo de discos protoplanetários situados em torno de estrelas jovens, muitos dos detalhes dos processos que levaram à formação da Terra e do Sistema Solar, há cerca de 4600 milhões de anos atrás, serão desvendados. O que estamos agora a ver é apenas o ‘aperitivo’ comparado com o que ainda está para vir!”.

// CCVAlg

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103: Auroras erráticas de raios-X descobertas inesperadamente em Júpiter

This image combines an image taken with Hubble Space Telescope in the optical (taken in spring 2014) and observations of its auroras in the ultraviolet, taken in 2016.

Os telescópios espaciais da ESA e da NASA revelaram que, ao contrário das luzes polares da Terra, as auroras intensas vistas nos pólos de Júpiter se comportam, inesperadamente, de forma independente.

As auroras têm sido observadas em muitos lugares, desde planetas, luas e até estrelas, anãs castanhas e uma variedade de outros corpos cósmicos. Estas lindas exibições são causadas por fluxos de partículas atómicas carregadas electricamente – electrões e iões – que colidem com as camadas atmosféricas que cercam um planeta, lua ou estrela. As luzes polares da Terra tendem a espelhar-se mutuamente: quando se iluminam no pólo norte, também se iluminam no pólo sul.

O mesmo se esperava das auroras noutros lugares, mas um novo estudo, publicado hoje na Nature Astronomy, revela que aquelas no gigante de gás Júpiter estão muito menos coordenadas.

O estudo utilizou os observatórios espaciais de raios-X XMM-Newton da ESA e o Chandra da NASA, para observar os raios-X de alta energia produzidos pelas auroras nos pólos de Júpiter. Enquanto as auroras do sul encontraram um pulso consistente a cada 11 minutos, aquelas no pólo norte do planeta acenderam caoticamente.

Estas auroras não parecem actuar em uníssono como aquelas com que estamos familiarizados aqui na Terra”, diz o autor principal, William Dunn, do Laboratório de Ciências Espaciais Mullard da Universidade do Colégio de Londres, Reino Unido, e Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, EUA.

Pensámos que a actividade seria coordenada através do campo magnético de Júpiter, mas o comportamento que encontrámos é realmente intrigante.

Aurora no norte do Canadá

É estranho ainda considerar que Saturno – outro planeta gigante gasoso – não produz qualquer aurora de raios-X que possamos detectar, então isso levanta algumas questões que actualmente não temos certeza de como responder.

Em primeiro lugar, como é que Júpiter produz as auroras de raios-X brilhantes e energéticas quando o vizinho não o faz e, em segundo lugar, como é que faz isso de forma independente em cada pólo?

Com os dados nas mãos, William e os colegas identificaram e cartografaram pontos quentes de raios-X nos pólos de Júpiter. Cada ponto quente cobre uma área com metade do tamanho da superfície da Terra.

Além de levantar questões sobre como as auroras são produzidas por toda a parte do cosmos, as auroras pulsadoras independentes de Júpiter sugerem que há muito mais a entender sobre como o próprio planeta produz algumas das suas emissões mais enérgicas.

A influência magnética de Júpiter é colossal; a região do espaço sobre a qual o campo magnético joviano domina – a magnetosfera – é cerca de 40 vezes maior do que a da Terra e cheia de plasma de alta energia. Nas bordas externas desta região, partículas carregadas, em última instância, de erupções vulcânicas na lua de Júpiter, Io, interagem com o limite magnético entre a magnetosfera e o espaço interplanetário. Estas interacções criam fenómenos intensos, incluindo auroras.

As partículas carregadas devem atingir a atmosfera de Júpiter a velocidades excepcionalmente rápidas para gerar os pulsos de raios-X que vimos. Ainda não entendemos o que os processos causam, mas estas observações dizem-nos que agem de forma independente nos hemisférios do norte e do sul”, acrescenta Licia Ray, da Universidade de Lancaster, Reino Unido, e uma co-autora.

A assimetria nas luzes do norte e do sul de Júpiter também sugere que, muitos corpos cósmicos que se sabe que experienciam auroras – exoplanetas, estrelas de neutrões, anãs castanhas e outros corpos de rotação rápida – podem produzir uma aurora muito diferente em cada pólo.

Juice em Júpiter

O Juice da ESA chegará ao planeta em 2029, para investigar a atmosfera e a magnetosfera de Júpiter. Irá observar também as auroras e, em particular, o efeito sobre as luas galileanas.

Esta é uma descoberta inovadora, e não poderia ter sido feita sem o XMM-Newton da ESA”, acrescenta Norbert Schartel, cientista do projecto da ESA para o XMM-Newton.

O observatório espacial foi fundamental para este estudo, fornecendo dados detalhados com uma alta resolução espectral, de modo que a equipa pudesse explorar as cores vibrantes das auroras e descobrir detalhes sobre as partículas envolvidas: se se estão a mover rapidamente, sejam elas um ião de oxigénio ou enxofre, e assim por diante.

Observações coordenadas como estas, com telescópios como o XMM-Newton, Chandra e Juno a trabalhar em conjunto, são fundamentais para explorar e compreender ambientes e fenómenos em todo o universo e os processos que os produzem.”

Notícia e imagens: ESA

Texto corrigido para Língua Portuguesa pré-AO90

Em Órbita
Astronáutica e Conquista do Espaço
4 de Novembro de 2017

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