2195: Os elementos pesados da Terra nasceram em explosões de super-nova

Impressão de artista de um colapsar.
Crédito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA

O ouro das nossas jóias é de outro mundo – e isto não é apenas um elogio.

Numa descoberta que pode derrubar a nossa compreensão de onde os elementos pesados da Terra, como ouro e platina, vêm, uma nova investigação feita por um físico da Universidade de Guelph sugere que a maior parte destes materiais foram expelidos por um tipo de explosão estelar largamente negligenciada, bem longe no espaço e no tempo.

Cerca de 80% dos elementos pesados do Universo formaram-se provavelmente em colapsares, uma forma rara de explosão de super-nova, mas rica em elementos pesados, após o colapso de estrelas massivas e velhas tipicamente 30 vezes mais massivas do que o nosso Sol, disse o professor de física Daniel Siegel.

Essa descoberta anula a ideia generalizada de que estes elementos vêm principalmente de colisões entre estrelas de neutrões ou entre uma estrela de neutrões e um buraco negro, explicou Siegel.

O seu trabalho, em co-autoria com colegas da Universidade de Columbia, foi publicado na revista Nature.

Usando supercomputadores, os três cientistas simularam a dinâmica dos colapsares, ou estrelas antigas cuja gravidade faz com que implodam e formem buracos negros.

No seu modelo, os colapsares massivos e com rápida rotação ejectam elementos pesados, cujas quantidades e distribuição são “surpreendentemente semelhantes ao que observamos no nosso Sistema Solar,” explicou Spiegel.

A maioria dos elementos encontrados na natureza foram produzidos em reacções nucleares em estrelas e, finalmente, expelidos por enormes explosões estelares.

Os elementos pesados encontrados na Terra e noutras partes do Universo, de explosões remotas, variam de ouro a platina, de urânio a plutónio usados em reactores nucleares, até elementos químicos mais exóticos como o neodímio, encontrado em produtos electrónicos.

Até agora, os cientistas pensavam que estes elementos eram “cozinhados” principalmente em colisões estelares envolvendo estrelas de neutrões ou buracos negros, como numa colisão entre duas estrelas de neutrões observada por detectores terrestres bastante noticiada em 2017.

Ironicamente, disse Siegel, a sua equipa começou a trabalhar para entender a física dessa fusão antes das suas simulações apontarem para os colapsares como uma incubadora de elementos pesados. “A nossa investigação sobre estrelas de neutrões levou-nos a pensar que o nascimento de buracos negros, num tipo muito diferente de explosão estelar, podia produzir ainda mais ouro do que as fusões entre estrelas de neutrões.”

O que aos colapsares falta em frequência, compensa no fabrico de elementos pesados, realçou Siegel. Os colapsares também produzem flashes intensos de raios-gama.

“Oitenta por cento destes elementos pesados que vemos devem vir dos colapsares. Os colapsares são bastante raros em termos de ocorrência de super-novas, ainda mais raros do que as fusões de estrelas de neutrões – mas a quantidade de material ejectado para o espaço é muito maior do que a das fusões de estrelas de neutrões.”

A equipa espera agora ver o seu modelo teórico validado por observações. Siegel disse que instrumentos infravermelhos como os do Telescópio Espacial James Webb, com lançamento previsto para 2021, devem ser capazes de detectar a radiação indicadora de elementos pesados de um colapsar numa galáxia distante.

“Essa seria uma assinatura clara,” disse, acrescentando que os astrónomos também podem detectar evidências de colapsares observando as quantidades e a distribuição de elementos pesados noutras estrelas da nossa Via Láctea.

Siegel salientou que esta investigação pode fornecer pistas sobre a formação da nossa Galáxia.

“Tentar descobrir de onde vêm os elementos pesados pode ajudar-nos a entender como a Via Láctea foi ‘montada’ quimicamente e como se formou. Isto pode realmente ajudar a resolver algumas grandes questões da cosmologia, já que os elementos pesados são um bom rastreador.”

Este ano assinala-se o 150.º aniversário da criação da tabela periódica dos elementos químicos de Dmitri Mendeleev. Desde então, os cientistas acrescentaram muitos outros elementos à tabela periódica, um marco dos livros escolares e científicos de todo o mundo.

Referindo-se ao químico russo, Siegel disse: “Conhecemos muitos outros elementos químicos que ele não conhecia. O que é fascinante e surpreendente é que, após 150 anos a estudar os blocos fundamentais da natureza, ainda não entendemos bem como o Universo produz uma grande parte dos elementos da tabela periódica.”

Astronomia On-line
18 de Junho de 2019

1441: Detectada fonte desconhecida de alta energia perto de super-nova

NASA

Uma equipa internacional de astrónomos detectou uma nova fonte de radiação gama de alta energia localizada perto dos restos da super-nova G24.7+0.6.

A fonte, denominada MAGIC J1835-069, localiza-se à distância de 16,3 mil anos-luz da Terra. Os destroços de super-nova são os restos de estrelas massivas que, no fim da sua vida, morrem em explosões gigantes. A super-nova ligada à fonte explodiu há 9,5 mil anos.

Os seus destroços são do tipo misto e têm o revestimento externo a ampliar-se rapidamente, bem como um pulsar no centro que cria um vento estelar fortíssimo. Os objectos aceleram as partículas até energias muito altas na ordem de várias centenas de teraelétrão-volts, como é detalhado no artigo publicado a 12 de Dezembro no arVix.

Os investigadores examinaram a G24.7+0.6 com ajuda do sistema MAGIC, que tem dois telescópios no observatório na ilha La Palma, bem como do telescópio espacial de raios gama Fermi.

Os cientistas conseguiram identificar a fonte de radiação de alta energia (de 150 a 5 teraelétrão-volts) que está a uma distância angular de 0,34 graus do centro da nebulosidade e atinge as dimensões de cerca de 98 anos-luz.

A fonte recém descoberta encontra-se entre duas fontes conhecidas: FGES J1836.5-0652 e o FGES J1834.1-0706.

Embora a natureza da fonte ainda não tenha sido esclarecida devido à complexidade da região vizinha da super-nova G24.7+0.6. Contudo, os astrónomos supõem que o fenómeno possa ser explicado pela aceleração dos raios cósmicos dentro dos destroços através da colisão de protões no meio interestelar, rico em monóxido de carbono.

ZAP // Phys

Por ZAP
2 Janeiro, 2019

 

1325: Herança do espaço. Vidro e areia contêm vestígios de estrelas milenares

CIÊNCIA

(CC0/PD) mkf_photography / Pixabay

Uma equipa de cientistas detectou sílica – o principal componente do vidro – nos vestígios de duas super-novas localizadas a milhões de anos-luz da Terra. A descoberta contou com a ajuda do Telescópio Espacial Spitzer da NASA.

“Cada vez que olhamos através de uma janela, andamos sobre uma calçada ou pisamos uma praia de areia, estamos a interagir com material que se originou numa explosão estelar que se deu há milhões de anos”, explicaram os cientistas no artigo citado pela AFP.

Tal como nota a agência noticiosa, em causa está o material conhecido como sílica, que constitui cerca de 60% da crosta terrestre e, cuja forma particular, o quartzo é ainda um componente importante da areia. Recorrendo ao telescópio Spitzer, os encontraram sílica nos restos de duas super-novas, localizadas a milhões de anos-luz da Terra.

As super-novas surgem quando certos tipos de estrelas moribundas explodem e, nestes “turbilhões celestes” os átomos fundem-se para formar muitos elementos comuns, como enxofre e cálcio, explicaram ainda os autores do estudo.

“Demonstramos pela primeira vez que a sílica produzida pelas super-novas foi, na verdade, suficiente para contribuir para a poeira de todo o Universo, incluindo a poeira que finalmente se juntou para formar o nosso planeta”, explicou Haley Gomez, especialista da Escola de Física e Astronomia da Universidade de Cardiff e coautora da investigação.

O estudo foi agora publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

ZAP // RT

Por ZAP
23 Novembro, 2018

 

1230: Cientistas recriam plasma que existiu durante o Big Bang (e pode explicar explosão de estrelas gigantes)

CIÊNCIA

NASA
Duas estrelas de neutrões colidem num enorme big bang

Investigadores no acelerador de partículas recriam plasma de quarks e gluões existentes durante o Big Bang. A descoberta pode explicar as super-novas de estrelas gigantes.

Os blocos de construção de átomos, protões e neutrões são compostos por uma colecção de partículas chamadas quarks e gluões. No entanto, após o Big Bang, o Universo era muito energético e demasiado denso para os quarks e os gluões formarem interacções estáveis.

Em alternativa, o Universo foi preenchido com uma forma de matéria chamada “plasma de quarks e gluões”, onde as partículas poderiam interagir umas com as outras.

Agora, investigadores descobriram como recriar esse plasma de quarks e gluões – inexistente desde o início do Universo – quebrando átomos pesados.

A investigação foi publicada a 22 de Outubro na revista Nature Astronomy, onde o grupo de astrofísicos sugere ainda que as maiores estrelas do Universo também formam algo como o plasma de quarks e gluões quando explodem. Esta teoria está a ser usada para explicar o porquê de existirem tantas super-novas com aparências tão distintas.

Alguns modelos físicos de explosões estelares têm conseguido explicar suficientemente bem aquilo que detectamos no Universo – ajudaram a entender a quantidade de massa necessária antes de uma estrela explodir e descreveram as diferenças entre várias classes de super-novas.

Contudo, estes modelos físicos de explosões estelares deixam de explicar as explosões quando se tratam de estrelas maiores, como por exemplo no caso de super-gigantes azuis que têm dezenas de vezes a massa do Sol.

Estas super-gigantes formam um buraco negro com tanta rapidez que a onda de choque do colapso da estrela não chega a nenhum lugar. Embora haja evidências de que isso aconteça, os cientistas também já assistiram a algumas explosões de grandes estrelas.

Na verdade, segundo o ArsTechnica, o ser humano já assistiu a alguns tipos de super-novas causadas pela morte de estrelas massivas – o que nos diz que o problema está nos modelos utilizados.

Novo estudo

O novo estudo sugere que o problema é a maneira como os modelos actuais lidam com o preciso momento do instante da destruição de uma estrela.

Esse momento é onde os principais eventos acontecem dentro de uma fracção de segundo enquanto as reacções de fusão de uma estrela param de produzir energia suficiente para equilibrar a sua atracção gravitacional.

Nesse preciso momento, o núcleo rico em ferro da estrela colapsa pela atracção da força gravitacional, esmagando os seus átomos num estado extremamente quente e denso – suficientemente quente para, talvez, produzir plasma de quarks e gluões.

Apesar da teoria avançar com essa proposta, é difícil saber ao certo o que realmente acontece. Os cientistas produziram o plasma esmagando átomos muito energéticos de ouro ou de chumbo no acelerador de partículas.

Durante a colisão, as fronteiras entre protões e neutrões dissolvem-se por breves momentos antes de a colisão se dissipar no espaço circundante, criando um spray de partículas bem definidas.

Numa super-nova, as massas solares de material podem atingir densidades de mais de 2,6×1014 gramas por centímetro cúbico (a densidade do chumbo é de 11 gramas/cm3).

Depois desse momento, os cientistas desconhecem aquilo que acontece ao certo, apesar de o trabalho teórico sugerir que essa elevada pressão cria algo a que chamam matéria quark, relacionado com o plasma de quarks e gluões.

As energias e a pressão exacta da transição para essa fase ainda não são claras e os cientistas acreditam ser possível uma mistura de fases em algumas circunstâncias.

Com essas conclusões em vista, os investigadores criaram um modelo mais geral de plasma de quarks e gluões e incluíram uma transição de fase entre a matéria normal e a fase de plasma. Por si só, este novo modelo poderia ter uma ampla variedade de comportamentos, dependendo dos valores escolhidos para alguns dos seus parâmetros.

Assim, os cientistas descobriram formas de rejeitar grandes intervalos de parâmetros – por exemplo, os cientistas não observam no cosmos estrelas de neutrões com muito mais do que duas massas solares de material, portanto, qualquer versão do modelo que as produziu foi descartada.

O mesmo se aplicou a casos onde o modelo, durante a transição de fase, previu uma velocidade de som superior à velocidade da luz.

O modelo também teve de ser consistente com os detalhes de pequenas coisas como as colisões de partículas iónicas pesadas e o comportamento das duas estrelas de neutrões que os cientistas observaram em colisão.

Com as estratégias bem definidas, a equipa construiu um modelo de uma estrela com uma composição equivalente à do Sol, mas com 50 vezes a sua massa.

Quando a quantidade de ferro do núcleo se aproximou de duas massas solares, o núcleo começou a desmoronar e, em seguida, parte dele saltou para fora, numa onda de choque semelhante às criadas na formação de uma estrela de neutrões.

Contudo, essa onda de choque é travada quando a gravidade da estrela de neutrões a puxa para o seu núcleo – e é neste preciso momento em que as super-novas param de explodir.

No novo modelo, o núcleo da estrela de neutrões passa por uma transição de fase de neutrões individuais para um material de quarks e gluões. A estrela de neutrões encolhe repentinamente, o que produz uma segunda onda de choque, expelida à velocidade da luz, soprando o resto da estrela – tudo isto acontece em cerca de 10 segundos.

O resultado final é uma estrela de neutrões inferior a duas massas solares, sendo a maior parte desse material uma forma exótica de matéria de quarks e gluões não ligados.

Várias super-novas

O novo modelo explica vários tipos de super-novas – se a estrela for instável e explodir muitas das suas camadas externas antes de explodir, então o material ejectado pela super-nova irá fazer ricochete e criar um evento extremamente brilhante. Caso a estrela esteja intacta antes de explodir, criará uma evento relativamente fraco.

Sob certas condições, a matéria pode colidir com a estrela de neutrões com rapidez suficiente para superar ambas as ondas de choque e colapsá-la num buraco negro – o modelo previu isso com uma estrela de 25 massas solares.

Todas as evidências criaram uma explicação viável para a maneira como as maiores estrelas explodem.

ZAP //

Por ZAP
2 Novembro, 2018

 

1188: KES 75: O MAIS JOVEM PULSAR DA VIA LÁCTEA EXPÕE SEGREDOS DE MORTE ESTELAR

Esta composição de Kes 75, o mais jovem pulsar conhecido da Via Láctea, inclui dados do Chandra e do SDSS. A região azul representa raios-X altamente energéticos em redor do pulsar, mostrando uma área chamada nebulosa de vento pulsar, e a região roxa mostra raios-X menos energéticos, emitidos pelos detritos deixados para trás pela explosão de super-nova original.
Crédito: NASA/CXC/NCSU/S. Reynolds; óptico: PanSTARRS

Cientistas confirmaram a identidade do mais jovem pulsar na Via Láctea usando dados do Observatório de raios-X Chandra da NASA. Este resultado pode fornecer aos astrónomos novas informações sobre como algumas estrelas terminam as suas vidas.

Após algumas estrelas massivas ficarem sem combustível, entram em colapso e explodem como super-novas, deixando para trás “pepitas” estelares densas chamadas estrelas de neutrões. As estrelas de neutrões com uma rápida rotação e altamente magnetizadas produzem um feixe de radiação semelhante ao de um farol que os astrónomos detectaram como pulsos à medida que a rotação do pulsar “varre” o feixe através do céu.

Desde que Jocelyn Bell Burnell, Anthony Hewish e colegas descobriram os pulsares através da sua emissão de rádio na década de 1960, foram identificados mais de 2000 destes objectos exóticos. No entanto, permanecem muitos mistérios sobre os pulsares, incluindo a sua diversidade de comportamentos e a natureza das estrelas que os formam.

Novos dados do Chandra estão a ajudar a resolver algumas dessas questões. Uma equipa de astrónomos confirmou que o remanescente de super-nova Kes 75, localizado a cerca de 19.000 anos-luz da Terra, contém o mais jovem pulsar conhecido da Via Láctea.

A rápida rotação e o forte campo magnético do pulsar geraram um vento de matéria energética e partículas de antimatéria que fluem para longe do pulsar quase à velocidade da luz. Este vento pulsar criou uma grande bolha magnetizada de partículas altamente energéticas chamada nebulosa de vento pulsar, vista como a região azul que rodeia o pulsar.

Nesta composição de Kes 75, os raios-X de alta energia observados pelo Chandra são de cor azul e destacam a nebulosa de vento pulsar em redor do pulsar, enquanto os raios-X menos energéticos aparecem com tom roxo e mostram os detritos da explosão. Uma imagem óptica do SDSS (Sloan Digitized Sky Survey) revela estrelas no campo.

Os dados do Chandra obtidos em 2000, 2006, 2009 e 2016 mostram mudanças na nebulosa de vento pulsar com o passar do tempo. Entre 2000 e 2016, as observações do Chandra revelam que a orla externa da nebulosa de vento pulsar expande-se incrivelmente a 1 milhão de metros por segundo.

Esta alta velocidade pode ser devida à nebulosa de vento pulsar que se expande para um ambiente de densidade relativamente baixa. Especificamente, os astrónomos sugerem que está a expandir-se para uma bolha gasosa soprada por níquel radioactivo formado na explosão e expelido à medida que esta explodiu. Este níquel também alimentou a luz da super-nova, à medida que se decompôs em gás ferroso difuso que encheu a bolha. Se assim for, isto dá aos astrónomos uma visão do coração da explosão estelar e dos elementos que criou.

A taxa de expansão também diz aos astrónomos que Kes 75 explodiu há cerca de cinco séculos, a partir da perspectiva da Terra (o objecto está a cerca de 19.000 anos-luz de distância, mas os astrónomos referem-se a quando a sua luz terá chegado à Terra). Ao contrário de outros remanescentes de super-nova desta época, como Tycho e Kepler, não existem evidências conhecidas de registos históricos de qualquer observação da explosão que deu origem a Kes 75.

Porque é que Kes 75 não foi vista da Terra? As observações do Chandra, juntamente com observações anteriores por outros telescópios, indicam que a poeira e o gás interestelar que preenchem a nossa Galáxia são muito densas na direcção da estrela condenada. Este factor teria tornado a super-nova demasiado fraca para observar da Terra há vários séculos atrás.

O brilho da nebulosa de vento pulsar diminuiu 10% entre 2000 e 2016, concentrado principalmente na região norte, com uma diminuição de 30% num nó brilhante. As rápidas mudanças observadas na nebulosa de vento pulsar Kes 75, bem como a sua estrutura invulgar, apontam para a necessidade de modelos mais sofisticados da evolução das nebulosas de vento pulsar.

O artigo que descreve estes resultados foi publicado na The Astrophysical Journal e está disponível online.

Astronomia On-line
23 de Outubro de 2018

 

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Astronomia On-line
14 de Setembro de 2018

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836: A SUPER-NOVA DE KEPLER NÃO DEIXOU SOBREVIVENTES

O remanescente da Super-nova de Kepler.
Crédito: raios-X – NASA/CXC/NCSU/M. Burkey et al; ótico – DSS

Um novo estudo no qual participa o IAC (Instituto de Astrofísica das Canárias) argumenta que a explosão que Johannes Kepler observou em 1604 foi provocada pela fusão de dois resíduos estelares.

A super-nova de Kepler, da qual actualmente só permanece o remanescente de super-nova, teve lugar na direcção da constelação de Ofiúco, no plano da Via Láctea, a 16.300 anos-luz do Sol. Uma equipa internacional, liderada pela investigadora Pilar Ruiz Lapuente (Instituto de Ciências do Cosmos da Universidade de Barcelona), na qual participa o investigador do IAC Jonay González Hernández, tentou encontrar a possível estrela sobrevivente do sistema binário no qual a explosão teve lugar.

Nestes sistemas, quando pelo menos uma das estrelas (a que tem a massa mais elevada) chega ao fim da sua vida e se torna numa anã branca, a outra começa a transferir matéria até um certo limite de massa (equivalente a 1,44 massas solares, o chamado “limite de Chandrasekhar”). Este processo leva à ignição central do carbono na anã branca, produzindo uma explosão que pode multiplicar 100.000 vezes o seu brilho original. Este fenómeno, breve e violento, é conhecido como super-nova. Às vezes, como na super-nova de Kepler (SN 1604), observada e identificada pelo astrónomo alemão Johannes Kepler em 1604, podem ser observadas a olho nu da Terra.

A super-nova de Kepler surgiu da explosão de uma anã branca num sistema binário. Portanto, nesta investigação científica publicada na revista The Astrophysical Journal, os astrónomos procuravam a possível companheira sobrevivente da anã branca, que supostamente transferiu massa até ao nível da explosão da anã branca. O impacto desta explosão teria aumentado a luminosidade e velocidade da companheira desaparecida. Poderia até ter modificado a sua composição química. De modo que a equipa procurou estrelas com alguma anomalia que lhes permitisse identificar uma delas como a companheira da anã branca que explodiu há 414 anos.

“Estávamos à procura – explica Pilar Ruiz Lapuente, investigadora do Instituto de Física Fundamental do Conselho Superior de Investigações Científicas (Madrid) e do Instituto de Ciências do Cosmos da Universidade de Barcelona – de uma estrela peculiar como possível companheira da progenitora da super-nova de Kepler e, para isso, caracterizámos todas as estrelas em redor do centro do remanescente de SN 1604. Mas não encontrámos nenhuma com as características esperadas, de modo que tudo indica que a explosão foi provocada pelo mecanismo de fusão da anã branca com outra ou com o núcleo da já evoluída companheira.”

Para realizar esta investigação, foram usadas imagens obtidas com o Telescópio Espacial Hubble. “O objectivo era determinar os movimentos próprios de um grupo de 32 estrelas em redor do centro do remanescente de super-nova que ainda existe hoje,” comenta Luigi Bedin, investigador do Observatório Astronómico de Pádua (Instituto Nacional para Astrofísica, Itália) e co-autor do artigo. Também usaram dados obtidos com o instrumento FLAMES, instalado no VLT (Very Large Telescope) de 8,2 metros. Os cientistas caracterizaram as estrelas, a fim de determinar a sua distância e a sua velocidade radial em relação ao Sol. “As estrelas do campo da super-nova de Kepler são estrelas muito fracas, apenas acessíveis a partir do hemisfério sul com um telescópio de grande abertura como os telescópios do VLT,” comenta John Pritchard, investigador do ESO e outro dos co-autores deste estudo.

“Existe um mecanismo alternativo para produzir a explosão. Consiste na fusão de duas anãs brancas, ou a anã branca com o núcleo de carbono e oxigénio da estrela companheira, num estágio final da sua evolução, ambos os casos dando origem a uma super-nova,” explica Jonay González Hernández, investigador do IAC e co-autor da publicação. “No campo da super-nova de Kepler não vemos qualquer estrela que mostre anomalias. No entanto, – acrescenta – encontrámos evidências de que a explosão foi provocada pela fusão de duas anãs brancas ou uma anã branca com o núcleo da estrela companheira, possivelmente excedendo o “limite de Chandrasekhar”.

A super-nova de Kepler é uma das cinco super-novas “históricas” do tipo termonuclear. As outras quatro são a super-nova de Tycho Brahe, documentada pelo astrónomo dinamarquês em 1572 e que também foi antes investigada por esta equipa; SN 1006, também estudada pela equipa em 2012, SN 185 (que poderá ser a origem do remanescente RCW86); e a recentemente descoberta SNIa G1.9+03, que ocorreu na nossa Galáxia por volta de 1900 e era apenas visível no hemisfério sul.

Astronomia On-line
3 de Agosto de 2018

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788: Astrónomo amador conseguiu fotografar início de uma super-nova

É a primeira vez que o momento exacto em que uma estrela explode é registado.

Não se sabe quando é que uma super-nova (explosão de estrelas) vai acontecer e nunca ninguém tinha conseguido antes registar este fenómeno. O feito foi alcançado por Víctor Buso e mereceu publicação na revista científica “Nature“.

Este astrónomo amador foi a primeira pessoa a conseguir fotografar o início de uma explosão estelar, a partir do “observatório caseiro” que instalou na sua residência na cidade de Rosário, na província de Santa Fé, na Argentina. A fachada modesta não o denuncia, mas cúpula no telhado com mais de quatro metros de diâmetro foi necessária para Víctor Buso instalar um telescópio.

Na noite de 20 de Setembro de 2016, ao regressar a casa com uma nova câmara para o seu telescópio e ansioso por experimentá-la, Víctor tentou aproveitar o espaço das comportas que já estavam abertas, para evitar mover a cúpula e fazer barulho para os vizinhos. “Procurei uma galáxia nessa região do céu que podia ver”, explicou ao “El Pais“.

Foi uma coincidência que, naquele fragmento do firmamento, a galáxia espiral NGC 613 tenha chamado a sua atenção. Naquela noite apareceu um brevíssimo brilho da explosão de uma estrela que aconteceu quando os dinossauros ainda existiam na Terra.

“Foi uma sorte impressionante”, diz Melina Bersten, especialista em super-novas do Instituto de Astrofísica de La Plata, que analisou as imagens de Buso quando anunciou a sua descoberta.

É a primeira vez que o momento exacto em que uma estrela explode é registado, porque cada evento dura apenas algumas horas e é impossível saber onde e quando acontecerá o próximo. “Se compararmos a vida estelar com a vida humana, é como capturar um piscar de olhos”, explica Víctor Buso.

O astrónomo amador tirou fotografias com intervalos de 20 segundos que depois comparou. A partir da 40ª imagem daquela noite algo lhe chamou a atenção. “Na imagem apareceu primeiro um pixel que, à medida que me concentrei nele, vi que brilhava mais [nas imagens seguintes]”, recorda.

Percebendo que as imagens eram importantes, enviou-as à União Internacional de Astronomia e assim chegaram à análise de Melina Bersten. A especialista e o seu marido, astrónomo, conseguiram reconstruir com uma precisão sem precedentes as características da estrela que explodiu naquela noite de 20 de Setembro de 2016 – baptizada de SN 2016gkg.

A análise das imagens de Víctor Buso permitiram saber que se tratava de uma estrela super-gigante amarela, pelo menos dez vezes mais pesada do que o Sol.

Jornal de Notícias
22 Fevereiro 2018 às 15:47

– Embora esta notícia seja de Fevereiro deste ano, não tinha sido publicada neste Blogue e serve não só de informação como da constatação da importância da existência dos astrónomos amadores espalhados por todo o planeta.

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603: A assustadora Nebulosa de Tarântula foi captada em todo o seu esplendor

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

Um grupo de astrónomos europeus obteve a imagem mais nítida até agora da Nebulosa de Tarântula – uma paisagem cósmica repleta de aglomerados de estrelas, nuvens brilhantes de gás e vestígios de um super-nova na Grande Nuvem de Magalhães, a 160 mil anos luz de distância do planeta Terra.

Segundo informou esta quarta-feira em comunicado o Observatório Europeu do Sul, ESO, o telescópio de rastreamento VST, instalado no Cerro Paranal, no deserto do Atacama, no Chile, conseguiu captar com grande detalhe a Nebulosa de Tarântula, que representa a região estelar mais brilhante e energética das 50 galáxias mais próximas da Via Láctea, o chamado Grupo Local.

A imagem permite definir o formato da Tarântula, uma formação estelar que se estende por mais de 1000 anos de luz dentro da Grande Nuvem de Magalhães, uma das galáxias mais próximas da Via Láctea, e que tem como centro o gigantesco e jovem aglomerado estelar NGC 2070.

O astrónomo francês Nicolas Louis de Lacaille foi o primeiro a registar o brilhante esplendor da Nebulosa de Tarântula, em 1751, da qual agora podem ser mapeados elementos como o NGC 2070, que dá nome a uma região que contém algumas das estrelas mais massivas e luminosas detectadas desde sempre.

Parte desta nebulosa é o chamado “Cavalo Marinho“, uma “gigantesca estrutura de poeira escura” com uma extensão de aproximadamente 20 anos luz, que os astrónomos preveem que desaparecerá no próximo milhão de anos como consequência da luz e dos ventos emitidos por estrelas em formação.

O telescópio conseguiu mapear também o antigo aglomerado de estrelas Hodge 301, onde se calcula que pelo menos 40 estrelas tenham explodido como super-novas, libertando grande quantidade de gás na região.

Outros elementos captados na imagem são a super-bolha SNR N157B, um remanescente de super-nova, e a famosa SN 1987A, a primeira super-nova captada com telescópios modernos, em 1987, uma das mais brilhantes desde a super-nova observada por Johannes Kepler em 1604, que brilhou com a potência de 100 milhões de sóis durante meses.

A captação desta imagem tão nítida foi possível através do uso de uma câmara OmegaCAM de 256 megapixels, com a ajuda de diversos filtros, entre os quais um filtro concebido com o objectivo de isolar o brilho vermelho do hidrogénio ionizado.

ZAP // EFE

Por ZAP
1 Junho, 2018

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“LADROA” ESTELAR É COMPANHEIRA SOBREVIVENTE DE UMA SUPERNOVA

Há dezassete anos atrás, os astrónomos testemunharam a supernova 2001ig a cerca de 40 milhões de anos-luz de distância na galáxia NGC 7424, na direcção da constelação do hemisfério sul de Gru (Grou). Pouco depois, os cientistas fotografaram a supernova com o VLT do ESO em 2002. Dois anos mais tarde, fizeram observações de acompanhamento com o Observatório Gemini Sul, que indicou a presença de uma companheira binária sobrevivente. À medida que o brilho da supernova desaparecia, os cientistas focaram o Hubble nessa posição em 2016. Localizaram e fotografaram a companheira sobrevivente, que só foi possível graças à incrível resolução do Hubble e à sua sensibilidade ultravioleta. As observações de SN 2001ig pelo Hubble fornecem a melhor evidência, até agora, de que algumas supernovas têm origem em sistemas estelares duplos.
Crédito: NASA, ESA, S. Ryder (Observatório Astronómico Australiano), e O. Fox (STScI)

Há dezassete anos atrás, os astrónomos testemunharam uma supernova a 40 milhões de anos-luz de distância na galáxia NGC 7424, localizada na constelação do hemisfério sul de Gru (Grou). Agora, no brilho desvanecente dessa explosão, o Telescópio Espacial Hubble da NASA capturou a primeira imagem de uma companheira sobrevivente de uma supernova. A fotografia é a evidência mais convincente de que algumas supernovas têm origem em sistemas duplos.

“Sabemos que a maioria das estrelas massivas se encontra em binários,” comenta Stuart Ryder do Observatório Astronómico Australiano em Sydney, Austrália, e autor principal do estudo. “Muitos desses pares binários interagem e transferem gás de uma estrela para a outra quando as suas órbitas as aproximam.”

A companheira da estrela progenitora da supernova não foi uma inocente espectadora da explosão. Desviou quase todo o hidrogénio do invólucro estelar do astro condenado, a região que transporta energia do núcleo da estrela até à sua atmosfera. Milhões de anos antes da estrela primária se tornar numa supernova, o roubo da companheira criou uma instabilidade na estrela primária, fazendo com que ela expelisse episodicamente um casulo e conchas de hidrogénio gasoso antes da catástrofe.

A supernova, de nome SN 2001ig, está categorizada como uma supernova de invólucro despojado do Tipo IIb. Este tipo de supernova é invulgar porque grande parte, mas não todo, do hidrogénio desapareceu antes da explosão. Este tipo de explosão foi identificado pela primeira vez em 1987 pelo membro da equipa Alex Filippenko da Universidade da Califórnia, em Berkeley.

Não se sabe bem como as supernovas de invólucro despojado o perdem. Pensava-se originalmente que surgiam de estrelas isoladas com ventos muito rápidos que empurravam os invólucros exteriores. O problema foi que quando os astrónomos começaram a procurar as estrelas primárias das quais as supernovas eram produzidas, não conseguiram encontrá-las para muitas das supernovas de invólucro despojado.

“Isso foi especialmente bizarro, porque os astrónomos esperavam que fossem as mais massivas e brilhantes estrelas progenitoras,” explicou o membro da equipa Ori Fox, do STScI (Space Telescope Science Institute) em Baltimore. “Além disso, o grande número de supernovas de invólucro despojado é maior do que o previsto.” Esse facto levou os cientistas a teorizarem que muitas das estrelas primárias estavam em sistemas binários da baixa massa, e decidiram prová-lo.

Procurar uma companheira binária depois de uma explosão de supernova não é tarefa fácil. Primeiro, tem que estar a uma distância relativamente próxima da Terra para o Hubble ver uma estrela tão fraca. SN 2001ig e a sua companheira estão nesse limite. Dentro dessa distância, não ocorrem muitas supernovas. Ainda mais importante, os astrónomos precisam de saber a posição exacta através de medições muito precisas.

Em 2002, logo após SN 2001ig explodir, os cientistas identificaram a localização precisa da supernova com o VLT (Very Large Telescope) do ESO em Cerro Paranal, Chile. Em 2004, fizeram estudos adicionais com o Observatório Gemini Sul em Cerro Pachón, Chile. Esta observação foi a primeira a sugerir a presença de uma companheira binária sobrevivente.

Sabendo as coordenadas exactas, Ryder e a sua equipa foram capazes de focar o Hubble naquela posição 12 anos mais tarde, quando o brilho da supernova desapareceu. Com a excelente resolução do Hubble e a sua capacidade ultravioleta, conseguiram encontrar e fotografar a companheira sobrevivente – algo que só o Hubble poderia fazer.

Antes da explosão de supernova, a órbita das duas estrelas em torno uma da outra tinha uma duração aproximada de um ano.

Quando a estrela primária explodiu, teve muito menos impacto na companheira sobrevivente do que se poderia pensar. Imagine o caroço de um abacate – que representa o núcleo denso da estrela companheira – embebida numa gelatina – representando o invólucro gasoso da estrela. À medida que passa uma onda de choque, a gelatina pode esticar e oscilar temporariamente, mas o caroço permanecerá intacto.

Em 2014, Fox e a sua equipa usaram o Hubble para detectar a companheira de outra supernova do Tipo IIb, SN 1993J. No entanto, só obtiveram um espectro, não uma imagem. O caso de SN 2001ig é a primeira vez que uma companheira sobrevivente foi fotografada. “Finalmente conseguimos captar a ladroa estelar, confirmando as nossas suspeitas de que era preciso estar lá uma,” afirma Filippenko.

Talvez até metade de todas as supernovas de invólucro despojado têm companheiras – a outra metade perde os seus invólucros exteriores por meio de ventos estelares. Ryder e a sua equipa têm o objectivo final de determinar com precisão quantas supernovas com invólucros despojados têm companheiras.

O seu próximo esforço é observar supernovas com invólucro completamente despojado, ao contrário de SN 2001ig e SN 1993J, cujo invólucro está 90% despojado. Estas supernovas com invólucro completamente despojado não têm muita interacção de choque com gás no ambiente estelar circundante, já que os seus invólucros externos foram perdidos muito antes da explosão. Sem interacção de choque, desaparecem muito mais depressa. Isto significa que a equipa só terá que esperar dois ou três anos para procurar companheiras sobreviventes.

No futuro, também esperam usar o Telescópio Espacial James Webb para continuar a sua busca.

O artigo científico sobre o trabalho actual da equipa foi publicado na edição de 28 de Março da revista The Astrophysical Journal.

Astronomia On-line
1 de Maio de 2018

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446: A vida está difícil para os extra-terrestres (falta um ingrediente para que possam existir)

(CC0/PD) skeeze / pixabay
A Nebulosa de Caranguejo tem menos fósforo do que devia

Um dos ingredientes químicos essenciais à vida é o fósforo. Mas segundo um estudo recente, parece haver no Universo menor quantidade do precioso elemento que que anteriormente se pensava – e isso poderá por em causa a probabilidade de existência de vida inteligente extra-terrestre.

Os cientistas acreditam que o fósforo, elemento sem o qual a vida não poderia ter existido, terá sido trazido para a Terra em meteoritos que colidiram com o nosso planeta – a chamada teoria da “Centelha da Vida”. Tal hipótese induziu os cientistas a considerar que então, deveria haver também vida em outros planetas.

O fósforo é particularmente importante por ser um dos componentes da Adenosina Tri-Fosfato, ou ATP, a molécula que as células usam para armazenar e transportar energia.

Mas num novo estudo, uma equipa de cientistas examinou dados do Telescópio William Herschel, nas Ilhas Canárias, que tinha medido a radiação infravermelha produzida pelo fósforo e ferro na Nebulosa de Caranguejo, o que resta actualmente da explosão de uma supernova a cerca de 6500 anos-luz da Terra.

O estudo foi apresentado durante a EWASS2018, Semana Europeia de Astronomia e Ciência Espacial, que teve lugar esta semana em Liverpool, no Reino Unido.

Comparando estas leituras com os resultados anteriormente obtidos na análise dos restos da supernova Cassiopeia-A (Cas A), os cientistas ficaram surpreendidos por perceber que há muito menos fósforo na Nebulosa de Caranguejo.

Apesar de preliminares, estes resultados parecem indicar que há muito menos quantidade deste ingrediente vital para a vida no Universo do que antes se supunha.

“Estas duas supernovas parecem ter sido muito diferentes, talvez porque a Cas A resultou da explosão de uma estrela rara, super-massiva”, explica o astrónomo Phil Cigan, investigador da Universidade de Cardiff, no Reino Unido, citado pelo Science Alert.

“Precisamos de mais leituras de telescópio para podermos ter a certeza de que não nos escapou alguma região rica em fósforo na Nebulosa de Caranguejo”, diz o astrónomo.

Se a quantidade de fósforo expelida para o espaço pelas supernovas for tão imprevisível como parecem indicar as diferenças entre Caranguejo e Cas A, há uma menor probabilidade que um planeta seja em alguma altura atingido pelo mix de ingredientes perfeito para lançar a centelha de vida.

Uma possibilidade, que os investigadores adiantaram à Popular Mechanics é que a diferença de idades entre as duas estrelas tenha afectado as quantidades de fósforo disponíveis numa e noutra. Outra hipótese é que a extrema densidade de Cas A tenha provocado um maior número de reacções químicas.

Mas para já, os cientistas não conseguem explicar a falta de fósforo em Caranguejo.

“Se o fósforo é produzido nas supernovas, e transportado pelos meteoros até aos planetas que dele precisam para gerar vida, pergunto-me se um jovem planeta pode dar por si sem o fósforo reactivo de que precisa só porque teve o azar de ter nascido no sítio errado do Universo”, interroga-se Jane Greaves, também membro da equipa de investigadores.

“Nesse caso”, diz a astrónoma britânica, “a Vida pode ter mesmo que lutar muito para conseguir singrar num planeta semelhante ao nosso – mas sem o fósforo de que as reacções químicas vitais tanto precisam”.

ZAP, AJB // Science Alert

Por AJB
8 Abril, 2018

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