Exoplanetas tipo-Júpiter encontrados no “ponto ideal” da maioria dos sistemas planetários

O GPI procurou exoplanetas em centenas de estrelas próximas usando o Telescópio Gemini Sul localizado nos Andes Chilenos. O astrónomo Marshall Perrin está no plano da frente com as Nuvens de Magalhães – duas galáxias satélites da Via Láctea – descendo em direcção ao horizonte a oeste.
Crédito: Marshall Perrin, STScI

À medida que os planetas se formam no turbilhão de gás e poeira em torno de estrelas jovens, parece haver um ponto ideal onde a maioria dos grandes gigantes gasosos, como Júpiter, se reúnem, centrados na órbita onde Júpiter está hoje no nosso próprio Sistema Solar.

A localização deste ponto ideal está a 3-10 vezes a distância que a Terra fica do nosso Sol (3-10 UA, ou unidades astronómicas). Júpiter está a 5,2 UA do nosso Sol.

Esta é apenas uma das conclusões de uma análise sem precedentes de 300 estrelas estudadas pelo GPI (Gemini Planet Imager), um detector infravermelho sensível montado no Telescópio Gemini Sul de 8 metros no Chile.

O GPI Exoplanet Survey, ou GPIES, é um de dois grandes projectos que procuram exoplanetas directamente, bloqueando a luz estelar e fotografando os próprios planetas, em vez de procurar oscilações na estrela – o método de velocidade radial – ou planetas que passam em frente da estrela – a técnica de trânsito. A câmara GPI é sensível ao calor emitido por planetas recém-formados e anãs castanhas, que são mais massivas do que os planetas gigantes gasosos, mas ainda pequenas demais para despoletar a fusão e assim tornarem-se estrelas.

A análise das primeiras 300, entre mais de 500 estrelas investigadas pelo GPIES, publicada na edição de 12 de Junho da revista The Astronomical Journal, “é um marco,” disse Eugene Chiang, professor de astronomia da Universidade da Califórnia em Berkeley e membro do grupo teórico da colaboração. “Agora temos excelentes estatísticas da frequência com que os planetas ocorrem, a sua distribuição de massa e quão longe estão das suas estrelas. É a análise mais abrangente que já vi neste campo.”

O estudo complementa investigações exoplanetárias anteriores através da contagem de planetas entre 10 e 100 UA, uma gama na qual é improvável que as observações de trânsitos pelo Telescópio Espacial Kepler e observações de velocidade radial detectem planetas. Foi liderado por Eric Nielsen, investigador do Instituto Kavli para Astrofísica de Partículas e Cosmologia da Universidade de Stanford e envolveu mais de 100 investigadores de 40 instituições de todo o mundo.

Um novo planeta, uma nova anã castanha

Desde que o levantamento GPIES começou há cinco anos, que a equipa fotografou seis planetas e três anãs castanhas em órbita destas 300 estrelas. A equipa estima que cerca de 9% das estrelas massivas têm gigantes gasosos entre 5 e 13 massas de Júpiter para lá das 10 UA, e menos de 1% têm anãs castanhas entre 10 e 100 UA.

O novo conjunto de dados fornece informações importantes sobre como e onde os objectos massivos se formam nos sistemas planetários.

“À medida que nos afastamos da estrela central, os planetas gigantes tornam-se mais frequentes. Mais ou menos a 3-10 UA, a taxa de ocorrência aumenta,” disse Chiang. “Sabemos que este pico ocorre porque o Kepler e os levantamentos via velocidade radial observam um aumento nesta taxa, indo de Júpiteres quentes muito próximos da estrela a Júpiteres a algumas unidades astronómicas da estrela. O GPI preencheu a outra extremidade, indo de 10 a 100 UA, e descobrindo que a taxa de ocorrência cai; os planetas gigantes são encontrados mais frequentemente a 10 do que a 100. Se combinarmos tudo, há um ponto ideal para a ocorrência de planetas gigantes a 3-10 UA.”

“Com observatórios futuros, particularmente o TMT (Thirty-Meter Telescope) e missões espaciais ambiciosas, começaremos a fotografar os planetas que residem no local ideal para estrelas parecidas com o Sol,” disse o membro da equipa, Paul Kalas, professor adjunto de astronomia da Universidade da Califórnia em Berkeley.

O levantamento exoplanetário descobriu apenas um planeta anteriormente desconhecido – 51 Eridani b, com quase três vezes a massa de Júpiter – e uma anã castanha anteriormente desconhecida – HR 2562 B, com aproximadamente 26 vezes a massa de Júpiter. Nenhum dos planetas gigantes fotografados estão em redor de estrelas parecidas com o Sol. Ao invés, os planetas gigantes gasosos foram descobertos apenas em torno de estrelas mais massivas, pelo menos 50% maiores do que o nosso Sol, ou 1,5 massas solares.

“Tendo em conta o que nós e outros levantamentos vimos até agora, o nosso Sistema Solar não se parece com outros sistemas solares,” comentou Bruce Macintosh, investigador principal do GPI e professor de física em Stanford. “Não temos tantos planetas acondicionados tão próximos do Sol quanto outras estrelas e agora temos mais evidências de que somos raros devido à existência destes planetas tipo-Júpiter e ainda maiores.”

“O facto de os planetas gigantes serem mais comuns em estrelas mais massivas do que estrelas parecidas com o Sol é um enigma interessante,” disse Chiang.

Dado que muitas estrelas visíveis no céu nocturno são jovens e massivas, chamadas estrelas A, isto significa que “as estrelas que vemos no céu noturno à vista desarmada são mais propensas a ter planetas com massas tipo-Júpiter em seu redor do que as estrelas mais ténues para as quais precisamos de telescópios,” disse Kalas. “Isto é interessante.”

A análise também mostra que planetas gigantes gasosos e anãs castanhas, embora aparentemente num continuum de massa crescente, podem ser duas populações distintas formadas de diferentes maneiras. Os gigantes gasosos até cerca de 13 vezes a massa de Júpiter parecem ter sido formados por acreção de gás e poeira em objectos mais pequenos – de baixo para cima. As anãs castanhas, entre 13 e 80 vezes a massa de Júpiter, formaram-se como estrelas, por colapso gravitacional – de cima para baixo – dentro da mesma nuvem de gás e poeira que deu origem às estrelas.

“Penso que esta é a evidência mais clara de que estes dois grupos de objectos, planetas e anãs castanhas, formam-se de modo diferente,” explicou Chiang.

Fotografia directa é o futuro

O GPI pode fotografar planetas em torno de estrelas distantes graças à extrema óptica adaptativa, que detecta rapidamente a turbulência na atmosfera e reduz a desfocagem ajustando a forma de um espelho flexível. O instrumento detecta o calor de corpos ainda brilhando graças à sua própria energia interna, como exoplanetas grandes, entre 2 e 13 vezes a massa de Júpiter, e jovens, com menos de 100 milhões de anos, em comparação com a idade do nosso Sol de 4,6 mil milhões de anos. Apesar de bloquear a maior parte da luz da estrela central, o brilho ainda limita o GPI a observar apenas planetas e anãs castanhas longe das estrelas que orbitam, entre 10 e 100 UA.

A equipa planeia analisar os dados das estrelas restantes da investigação, na esperança de obter mais informações sobre os tipos e tamanhos mais comuns de planetas e anãs castanhas.

Chiang salientou que o sucesso do GPIES mostra que a observação directa tornar-se-á cada vez mais importante no estudo dos exoplanetas, especialmente para entender a sua formação.

“A observação directa é a melhor maneira de estudar planetas jovens,” acrescentou. “Quando os planetas jovens estão a ser formados, as suas estrelas jovens são demasiado activas, demasiado ‘nervosas’, para que os métodos de velocidade radial ou de trânsito funcionem facilmente. Mas com imagens directas, é ver para crer.”

Astronomia On-line
18 de Junho de 2019

Astrofísica anuncia a sua descoberta de “quasares frios” que podem reescrever como as galáxias morrem

Impressão de artista que ilustra um quasar energético que limpou o centro da sua galáxia de gás e poeira, e os ventos estão agora a propagar-se para os arredores. Em pouco tempo não haverá mais gás e poeira, permanecerá apenas um quasar luminoso azul.
Crédito: Michelle Vigeant

Durante a 234.ª reunião da Sociedade Astronómica Americana em St. Louis, Allison Kirkpatrick, professora assistente de física e astronomia da Universidade do Kansas, anunciou a sua descoberta de “quasares frios” – galáxias com abundância de gás frio que ainda podem produzir novas estrelas apesar de terem um quasar no centro. A descoberta revolucionária subverte suposições sobre a maturação de galáxias e pode representar uma fase do ciclo de vida de todas as galáxias, desconhecida até agora.

Um quasar, ou “fonte de rádio quase estelar”, é essencialmente um buraco negro super-massivo em esteróides. O gás que cai em direcção a um quasar no centro de uma galáxia forma um “disco de acreção”, que pode lançar uma quantidade incompreensível de energia electromagnética, muitas vezes com uma luminosidade centenas de vezes maior do que uma galáxia típica. Normalmente, a formação de um quasar é semelhante à aposentação galáctica e há muito que se pensa assinalar o fim da capacidade de uma galáxia em produzir novas estrelas.

“Todo o gás que está a ser acretado pelo buraco negro é aquecido e emite raios-X,” disse Kirkpatrick. “O comprimento de onda da luz que é libertada corresponde ao quão quente algo é. Por exemplo, nós humanos emitimos radiação infravermelha. Mas algo que emite raios-X é das coisas mais quentes do Universo. Este gás começa a acumular-se no buraco negro e começa a mover-se a velocidades relativistas; também temos um campo magnético em torno deste gás, que pode ficar torcido. Da mesma forma que temos proeminências solares, também temos jactos de material que passam por estas linhas do campo magnético e são atirados para longe do buraco negro. Estes jactos essencialmente sufocam o reservatório de gás da galáxia, de modo que mais nenhum gás pode cair sobre a galáxia e formar novas estrelas. Quando uma galáxia deixa de produzir estrelas, dizemos que é uma galáxia morta e passiva.”

Mas, no levantamento de Kirkpatrick, cerca de 10% das galáxias que hospedam buracos negros super-massivos em acreção tinham um reservatório de gás frio remanescente depois de entrar nesta fase e ainda criavam novas estrelas.

“Isto, por si só, é surpreendente,” comentou. “Toda esta população é um monte de objectos diferentes. Algumas das galáxias têm assinaturas óbvias de fusões; algumas parecem-se muito com a Via Láctea e têm braços espirais bastante discerníveis. Algumas são muito compactas. Desta população diversa, temos mais 10% realmente únicas e inesperadas. São fontes muito luminosas, compactas e azuis. Parecem-se com buracos negros super-massivos nos estágios finais, depois de terem “desligado” toda a formação estelar de uma galáxia. Estão a evoluir para uma galáxia elíptica passiva, no entanto também encontrámos nelas muito gás frio. Esta é a população que estou a chamar de “quasares frios”.

A astrofísica da Universidade do Kansas suspeitou que os “quasares frios” da sua investigação representavam um breve período ainda por reconhecer das fases finais da vida de uma galáxia – em termos da vida humana, a fugaz fase do “quasar frio” pode ser algo parecido a uma festa de aposentação de uma galáxia.

“Estas galáxias são raras porque estão em fase de transição – observámo-las logo antes da formação estelar ficar extinta e este período de transição deve ser muito curto,” disse.

Kirkpatrick identificou pela primeira vez os objectos de interesse numa área do SDSS (Sloan Digital Sky Survey), o mapa digital mais detalhado do Universo actualmente disponível. Numa área denominada “Stripe 82,” Kirkpatrick e colegas conseguiram identificar visualmente os quasares.

“Então estudámos esta área em raios-X com o telescópio XMM-Newton,” acrescentou. “Os raios-X são a principal assinatura dos buracos negros em crescimento. Seguidamente, recorremos ao Telescópio Espacial Herschel, um telescópio infravermelho que pode detectar gás e poeira na galáxia hospedeira. Nós seleccionámos as galáxias que conseguimos encontrar tanto em raios-X quanto no infravermelho.”

A investigadora disse que as suas descobertas dão aos cientistas uma nova compreensão e detalhes de como a extinção de formação estelar nas galáxias ocorre e que anulam vários pressupostos sobre os quasares.

“Já sabíamos que os quasares passam por uma fase de poeira obscurante,” disse Kirkpatrick. “Nós sabíamos que passam por uma fase muito encoberta onde a poeira cerca o buraco negro super-massivo. Nós chamamos a isto de fase de quasar vermelho. Mas agora encontrámos este regime único de transição que não conhecíamos. Antes, se disséssemos a alguém que tínhamos encontrado um quasar luminoso com um tom óptico azulado – mas que ainda tinha muita poeira, muito gás e muita formação estelar – esse alguém diria: ‘Não, não é esse o aspecto destas coisas.'”

Kirkpatrick espera, no futuro, determinar se a fase de “quasar frio” ocorre com uma classe específica de galáxia ou com todas as galáxias.

“Nós pensámos que estas coisas acontecem quando temos um buraco negro em crescimento, coberto por poeira e gás, e começa a soprar este material,” disse. “Torna-se então um objecto azul luminoso. Assumimos que, quando expele o seu próprio gás, expele também o gás hospedeiro. Mas parece que com estes objectos, não é este o caso. Estes expelem a sua própria poeira – de modo que os vemos como um objecto azul – mas ainda não dissiparam toda a poeira e gás das galáxias hospedeiras. Esta é uma fase de transição, digamos de 10 milhões de anos. Em escalas de tempo universais, isto é realmente curto – e é difícil observar. Estamos a fazer o que chamamos de pesquisa cega para encontrar objectos que não estávamos à procura. E, ao encontrarmos estes objectos, sim, isso poderá implicar que acontece com todas as galáxias.”

Kirkpatrick recolheu dados até 2015 com o Telescópio XMM-Newton, um telescópio de raios-X altamente produtivo operado pela ESA. O seu trabalho faz parte de uma colaboração chamada História de Acreção dos AGN (Active Galactic Nuclei) liderada pela astrofísica Meg Urry da Universidade de Yale, que reúne dados de arquivo e realiza uma análise em vários comprimentos de onda.

Astronomia On-line
14 de Junho de 2019

2114: Raro asteróide duplo foi fotografado enquanto passava perto da Terra

CIÊNCIA

ESO / M. Kornmesser

O Very Large Telescope (VLT), localizado no Chile, conseguiu captar fotografias detalhadas do asteróide 1999 KW4, que passou perto da Terra este fim de semana a uma velocidade de 70 mil quilómetros por hora.

“Estes dados, combinados com todos os outros obtidos pelos vários telescópios da campanha IAWN, serão essenciais para avaliar estratégias eficazes de deflexão [de asteróide], na eventualidade de encontrarmos um asteróide em rota de colisão com a Terra”, disse o astrónomo Olivier Hainaut do Observatório Europeu do Sul (ESO), que publicou as primeiras fotografias do corpo celeste.

Nas últimas décadas, vários cientistas de todo o mundo têm estudado de forma activa os asteróides que orbitam perto da Terra, tentando catalogar quais destes corpos celestes é que são perigoso para a Terra. Segundo as estimativas actuais da NASA, o número de pequenos objectos na cintura principal de asteróides pode atingir um milhão. Destes, conhecemos apenas alguns milhares.

No passado fim de semanas, as astrónomos aproveitaram uma oportunidade única para enriquecer o catálogo destes corpos, observando um raro asteróide duplo que se aproximou da Terra. O corpo passou a 5,2 milhões de quilómetros do nosso planeta, ou seja, a uma distância 13 vezes maior do que a distância da Terra à Lua.

O 1999 KW4 pertence ao grupo dos asteróides Aton, um grupo próximo da Terra que orbita perto do Sol. Estes asteróides atravessam a órbita da Terra quando estão à distância máxima do Sol. Por este motivo, o corpo foi classificado como potencialmente perigoso.

Este grupo de asteróide chama à atenção dos especialistas por várias razões, mas sobretudo porque tem um diâmetro de cerca de 1,3 quilómetros e a sua própria “lua” de 350 metros. Além disso, possuiu formas e órbitas extraordinárias.

Em comunicado, o ESO frisa que as novas imagens e os novos dados científicos recolhidos pelo VLT e por vários outros telescópios podem ajustar a definir as características do corpo celeste. De acordo com os cientistas, o 1999 KW4 é semelhante com um outro asteróide mais perigoso, o Didim, que está também na “mira” dos cientistas.

Os cientistas esperam que os dados agora recolhidos possam ajudar a esclarecer a probabilidade real de, no futuro, se conseguir alterar a trajectória de um asteróide.

ZAP // SputnikNews

Por ZAP
4 Junho, 2019



2059: Estrela zombie nasce após rara colisão entre anãs brancas

(dr) Gvaramadze et al / Nature 2019

Cientistas da Universidade de Bonn, na Alemanha, e da Academia de Ciências da Rússia encontraram uma rara estrela entre as nuvens de gás a 10.000 anos-luz da Terra.

A estrela incomum, conhecida como J005311, surgiu muito provavelmente a partir do seu cataclismo cósmico depois da colisão de duas estrelas mortas na constelação de Cassiopeia. A descoberta, publicada recentemente na revista Nature, revela a natureza da exótica estrela zombie e as suas propriedades incomuns.

Para fazer a observação, a equipa utilizou o telescópio espacial Wide-field Survey Explorer, da NASA, e um telescópio terrestre do Observatório Astrofísico Especial da Rússia.

Quando uma estrela pequena esgota o seu combustível, transforma-se numa “anã branca”, ou seja, uma pequena e densa estrela morta. No entanto, os cientistas analisaram a radiação emitida pela estranha estrela e descobriram que não possuía hidrogénio nem hélio, elementos geralmente presentes numa anã branca.

Graças a um sinal emitido pela J005311, os astrónomos suspeitam ter detectado o resultado daquilo que pensam ter sido uma fusão cósmica entre duas anãs brancas que circulavam entre si há milhares de milhões de anos.

“Este é um evento extremamente raro”, explicou Gotz Grafener, co-autor do artigo científico, num relatório divulgado recentemente, no qual adianta ainda que há menos de meia dúzia de objectos como este na Via Láctea.

Habitualmente, colisões entre anãs brancas terminam em grandes explosões estelares, chamadas de super-novas. O curioso é que a J005311 não explodiu – pelo contrário, foi reanimada e começou a queimar novamente.

Este evento, que deixou os cientistas muito surpreendidos, atrasou apenas a morte da estrela alguns milhares de anos, já que o seu destino não pode ser outro: ela irá, eventualmente, morrer. Assim como da primeira vez, a sua vida chegará ao fim no exacto momento em que esgotar todo o seu combustível.

ZAP //

Por ZAP
27 Maio, 2019


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1940: O ministro da Ciência do Paquistão diz que o Hubble foi lançado pelo seu país

NASA
Telescópio espacial da NASA Hubble, lançado em 1990

O ministro da Ciência e da Tecnologia do Paquistão, Fawad Chaudhry, afirmou no passado fim-de-semana que o lendário telescópio Hubble foi colocado em órbita pela agência espacial paquistanesa e não pela NASA. 

Em declarações a uma televisão local no passado sábado, o governante classificou o Hubble como “o maior telescópio do mundo”, sustentando que este “foi enviado [para o Espaço] pela SUPARCO“, a agência espacial do Paquistão. “Depois, há outros satélites e outras tecnologias”, acrescentou o ministro.

A declaração do governante do Paquistão desencadeou uma série de críticas nas redes sociais, algumas da quais carregadas de sátira. Vários utilizadores lamentaram a “ignorância” e o “fraco conhecimento” do ministro.

“Não há necessidade de ver desenhos animados” quando existem “ministros do Governo que apresentam este programa”, apontou um cibernauta no Twitter. “Graças a Deus [Chaudhry] não disse que a NASA é um projecto SUPARCO”, criticou outro utilizador.

O lendário Hubble foi lançado no dia 24 Abril de 1990 pela agência espacial norte-americana, a bordo do vaivém espacial Discovery. A partir do seu “poleiro” em órbita da Terra, longe dos efeitos distorcidos da atmosfera do nosso planeta, o Hubble observa o Universo no ultravioleta próximo, no visível e no infravermelho próximo.

Entre os feitos mais importantes do Hubble, recordava o mês passado o CVVAlg, estão as vistas mais profundas do Universo em evolução, a descoberta de discos de formação planetária em redor de estrelas próximas, o estudo da química das atmosferas de planetas em torno de outras estrelas, a identificação do primeiro buraco negro super-massivo no coração de uma galáxia vizinha e evidências de um universo em aceleração, impulsionado talvez por alguma fonte desconhecida de energia no tecido do espaço.

ZAP //

Por ZAP
7 Maio, 2019

 

1931: Legado do Hubble em 16 anos de dados: eis a imagem mais detalhada do Universo

NASA

A NASA acaba de divulgar a imagem mais detalhada do Universo até agora conseguida. São mais de 265.000 galáxias numa só fotografia, que resultam do trabalho do telescópio Hubble durante 16 anos. É o maior e mais completo “livro de História” das galáxias já criado.

A imagem, criada por cientistas da agência espacial norte-americana, representa um mosaico composto por mais de 7.500 imagens que foram captadas pelo Hubble durante a sua actividade. No fundo, este é o seu legado científico.

A fotografia mostra inclusive galáxias que nasceram 500 milhões de anos após o Big Bang.

A fotografia em causa é mais pesada do que um quarto de terabyte e, por isso, não é possível abri-la recorrendo a programas padronizados. No entanto, é possível estimar o seu tamanho real através de um vídeo publicado pela NASA na sua conta no Twitter.

As cores da fotografia abrangem limites que vão além da visão humana, de luz ultravioleta a quase infravermelha, e contêm galáxias 10 mil milhões de vezes mais imperceptíveis do que os nossos olhos podem detectar.

“Nenhuma imagem ultrapassará esta até que futuros telescópios espaciais como James Webb sejam lançados”, assegurou Garth Illingworth, astrónomo da Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos, em comunicado.

“Agora que fomos mais longe do que as investigações anteriores, estamos a colher muito mais galáxias distantes no maior conjunto de dados já produzido”, acrescentou.

Anteriormente, a Agência Espacial Europeia (ESA) publicou uma imagem deslumbrante da galáxia NGC 2903, que está localizada a uns impressionantes 30 milhões de anos-luz de distância na constelação de Leão, captada também pelo poderoso telescópio Hubble.

ZAP // SputnikNews

Por ZAP
6 Maio, 2019

 

O gigante no nosso “quintal cósmico”

O centro da nossa Galáxia, a Via Láctea, só é visível aos radiotelescópios. O buraco negro super-massivo no seu núcleo brilha no rádio rodeado por anéis de gás e poeira de remanescentes de super-nova e arcos de material apanhados nos fortes campos magnéticos do núcleo. Esta imagem gigantesca é uma composição de várias observações obtidas pelo VLA (Very Large Array).
Crédito: NRAO/NAUI/NSF

Recentemente, foram combinados vários observatórios rádio para formar o GMVA (Global mm-VLBI Array), uma poderosa ferramenta que sondou a região perto do buraco negro super-massivo da nossa Galáxia. Foram produzidas imagens curiosas desta região, brilhando intensamente no rádio. Estas observações, que envolveram três radiotelescópios norte-americanos – VLA, VLBA e GBT – são um passo importante para a observação do horizonte de eventos de um buraco negro. Aqui fica a história desta investigação até agora.

Há um gigante no nosso “quintal cósmico”. Sabemos que lá está, mas nunca ninguém o viu. É um buraco negro super-massivo e esconde-se no centro da nossa Galáxia.

Em 1931, o engenheiro Karl Jansky observou pela primeira vez um forte sinal cósmico de rádio proveniente da constelação de Sagitário, que se encontra na direcção do centro da nossa Galáxia. Jansky assumiu que os sinais de rádio eram originários do centro da nossa Galáxia, mas não fazia ideia do que essa fonte podia ser e o seu telescópio era incapaz de identificar a localização exacta. Isso sucedeu em 1974, quando Bruce Balick e Robert Brown usaram três antenas rádio do Observatório Green Bank e uma quarta antena mais pequena a cerca de 35 km de distância para formar um radiotelescópio muito mais preciso chamado interferómetro.

Interferometria é um método de usar vários radiotelescópios ou antenas como um único telescópio virtual. Quando duas antenas estão apontadas para o mesmo objecto no céu, recebem o mesmo sinal, mas os sinais estão em dessintonia porque um demora um pouco mais a alcançar uma antena do que a outra. A diferença de tempo depende da direcção das antenas e da distância entre elas. Ao correlacionar os dois sinais, podemos determinar a localização da fonte com muita precisão. Com o GBI (Green Bank Interferometer), Balick e Brown confirmaram a fonte rádio como uma região muito pequena perto do Centro Galáctico. Brown mais tarde denominou a fonte Sagitário A*, ou Sgr A* para abreviar.

O GBI foi um antecessor do VLA (Very Large Array) do NRAO (National Radio Astronomy Observatory). O VLA é composto por 28 antenas capazes de configurações amplamente separadas e juntas, tornando-se a ferramenta perfeita para estudar Sgr A*. Em 1983, uma equipa liderada por Ron Ekers usou o VLA para fazer a primeira imagem rádio do Centro Galáctico, que revelou uma mini-espiral de gás quente. Observações posteriores mostraram não apenas a espiral de gás, mas também uma fonte de rádio distinta e brilhante no centro exacto da Via Láctea.

Nesta altura suspeitava-se fortemente que esta fonte de rádio fosse um enorme buraco negro. Entre 1982 e 1998, Don Backer e Dick Stramek, no VLA, mediram a posição de Sgr A* e descobriram que quase não havia movimento aparente. Isto significava que devia ser extremamente massivo, já que os puxões gravitacionais de estrelas próximas não o faziam mover-se. Eles estimaram que devia ter uma massa equivalente a pelo menos dois milhões de sóis. Observações a longo prazo das estrelas em órbita do Centro Galáctico descobriram que Sgr A* tem aproximadamente 3,6 milhões de massas solares, e imagens rádio detalhadas confirmaram que não deve ser maior que a órbita de Mercúrio em torno do Sol. Sabemos agora que é, de facto, um buraco negro super-massivo.

Estar ciente da existência de um buraco negro não é o mesmo que o ver directamente. Os astrónomos há muito que sonham em observar directamente um buraco negro e talvez até vislumbrar o seu horizonte de eventos. Sagitário A* é o buraco negro super-massivo mais próximo da Terra, de modo que têm havido vários esforços para o observar directamente. Mas há dois grandes desafios a serem superados. O primeiro é que o centro da nossa Via Láctea está rodeado por gás e poeira densos. Quase toda a luz visível da região é obscurecida, por isso não podemos observar o buraco negro com um telescópio óptico. Felizmente, o gás e a poeira são relativamente transparentes ao rádio, o que significa que os radiotelescópios podem ver o coração da nossa Galáxia. Mas isto leva ao segundo grande desafio: a resolução.

Embora o buraco negro Sgr A* seja massivo, tem apenas o tamanho de uma estrela grande. Segundo a teoria da relatividade geral de Einstein, um buraco negro com 3,6 milhões de vezes a massa do Sol teria um horizonte de eventos apenas 15 vezes maior que a nossa estrela. Tendo em conta que o Centro Galáctico está a aproximadamente 26.000 anos-luz da Terra, o buraco negro tem um tamanho aparente muito pequeno no céu, mais ou menos equivalente a ver uma bola de basebol à superfície da Lua. Para ver um objecto rádio tão pequeno, precisamos de um telescópio do tamanho da própria Terra.

Obviamente, não podemos construir um radiotelescópio do tamanho do nosso planeta, mas com a interferometria rádio podemos construir um telescópio virtual do tamanho da Terra. Os observatórios do NRAO estão actualmente a trabalhar em dois projectos que tentam observar um buraco negro, o EHT (Event Horizon Telescope) e o GMVA (Global mm-VLBI Array). O ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) está a participar em ambos os projectos, enquanto o GBT (Green Bank Telescope) e o VLBA (Very Long Baseline Array) fazem parte do GMVA. Tal como o VLA, estes projectos combinam sinais de múltiplas antenas. Dado que as antenas estão localizadas por todo o mundo, este telescópio virtual tem mais ou menos o tamanho da Terra. Mas, ao contrário das antenas do VLA, todas elas têm diferentes tamanhos e sensibilidades. Esta diversidade de antenas dificulta a combinação dos sinais, mas também fornece uma grande vantagem aos projectos.

No VLA, por exemplo, todas as antenas da rede são idênticas. Cada antena contribui igualmente e a sensibilidade do complexo depende do tamanho de uma única antena. Mas quando telescópios, ou antenas de diferentes tamanhos, são combinados, a sensibilidade das antenas maiores ajuda a aumentar a sensibilidade das menores. O GBT, por exemplo, tem um diâmetro de 100 metros. Quando combinado com telescópios mais pequenos num grande interferómetro, a sensibilidade total depende do tamanho médio de todas as antenas. Isso torna o ALMA – ligado ao EHT e ao GMVA – e o GBT – ligado ao GMVA – muito mais sensível aos sinais do buraco negro da Via Láctea, e os cientistas precisam de toda a sensibilidade possível para capturar a imagem de um buraco negro.

Em Janeiro de 2019, o GMVA capturou uma imagem de Sagitário A* a comprimentos de onda de 3mm, mas a dispersão de luz a 3mm pelo plasma situado entre nós e Sgr A* tornou impossível ver a sombra do seu horizonte de eventos. A primeira imagem nítida de um buraco negro foi anunciada pelo EHT em Abril de 2019. Era uma imagem do buraco negro da galáxia M87. Embora M87 esteja mais de 2000 vezes mais distante que o buraco negro no centro da nossa Galáxia, o seu buraco negro central é também 1500 vezes mais massivo. É um buraco negro muito activo e não está obscurecido pelo gás e poeira da nossa Galáxia, facilitando a observação. A observação do nosso buraco negro, mais pequeno e calmo, é um desafio maior. Mas ao trabalharem com observatórios espalhados por todo o mundo, o ALMA e o GBT terão em breve a primeira imagem nítida do gigante situado no nosso “quintal cósmico”.

Astronomia On-line
26 de Abril de 2019

 

1866: Telescópio Hubble assinala o 29º aniversário com nova espectacular imagem

© NASA, ESA e STScI

A seis dias de completar 29 anos no espaço, o telescópio óptico Hubble revelou uma nova imagem da Nebulosa do Caranguejo Sul, uma estrutura de ‘bolhas’ de gás e poeira em forma de ampulheta.

A imagem inédita foi divulgada pela Agência Espacial Europeia (ESA), que opera o telescópio espacial em colaboração com a agência espacial norte-americana NASA.

Todos os anos, por altura do aniversário do Hubble, que foi lançado para o espaço em 24 de Abril de 1990, é publicada uma imagem de corpos celestes particularmente bonitos e relevantes que foram observados pelo telescópio.

Em 2019 calhou a vez da Nebulosa do Caranguejo Sul, que, apesar de ter sido descrita pela primeira vez em 1967, só em 1999 foi mostrada na sua plenitude graças às observações do telescópio espacial Hubble.

A Nebulosa do Caranguejo Sul, que resultou da interacção de um par de estrelas localizadas no centro, uma gigante vermelha e uma anã branca, é assim designada para se distinguir da Nebulosa do Caranguejo, uma remanescente de uma super-nova (explosão de uma estrela moribunda) na constelação do Touro, a cerca de 6.500 anos-luz da Terra, que deve o nome ao Pulsar do Caranguejo, uma estrela de neutrões situada no centro de nuvens de gás e poeira.

Parte do material – gás e poeira – ejectado pela gigante vermelha é atraído pelo campo gravítico da anã branca, que também ejecta material, criando a estrutura em forma de ampulheta.

No final, segundo a ESA, a gigante vermelha deixará de ‘alimentar’ a anã branca, acabando os seus dias como uma anã branca, uma estrela que emite pouca luz.

O telescópio espacial James Webb, com lançamento previsto para 2021, é apontado como o sucessor do Hubble, que deve o seu nome ao astrónomo norte-americano Edwin Powell Hubble (1889-1953), que descobriu que as galáxias se afastam umas das outras a uma velocidade proporcional à distância que as separa.

Diário de Notícias
DN/Lusa
18 Abril 2019 — 18:30

 

1856: Hubble espreita aglomerado cósmico azul

Imagem do enxame M3, obtida pelo Telescópio Espacial Hubble.
Crédito: ESA/Hubble & NASA, G. Piotto et al.

Os enxames globulares são objectos inerentemente belos, mas o alvo desta imagem do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, Messier 3, é frequentemente reconhecido como um dos mais esplêndidos de todos.

Contendo, incrivelmente, meio milhão de estrelas, este aglomerado cósmico com 8 mil milhões de anos é um dos mais brilhantes e maiores enxames globulares já descobertos. No entanto, o que torna Messier 3 ainda mais especial é a sua população invulgarmente grande de estrelas variáveis – estrelas cujo brilho flutua ao longo do tempo. Continuam a ser descobertas, até hoje, novas estrelas variáveis neste ninho estelar, mas até agora conhecemos 274, o maior número encontrado, de longe, em qualquer enxame globular. Pelo menos 170 delas são de uma variedade especial chamada variáveis RR Lyrae, que pulsam com um período directamente relacionado com o seu brilho intrínseco. Se os astrónomos souberem quão brilhante uma estrela realmente é, com base na sua massa e classificação, e souberem quão brilhante parece ser do nosso ponto de vista da Terra, podem determinar a sua distância. Por esta razão, as estrelas RR Lyrae são conhecidas como “velas padrão” – objectos de luminosidade conhecida cuja distância e posição podem ser usadas para ajudar a entender mais sobre as vastas distâncias celestes e sobre a escala do cosmos.

Messier 3 também contém um número relativamente elevado das chamadas “blue stragglers”, estrelas retardatárias azuis, que podem ser claramente vistas nesta imagem do Hubble. Estas são estrelas azuis de sequência principal que parecem ser jovens porque são mais azuis e luminosas do que as outras estrelas do grupo. Dado que se pensa que todas as estrelas nos enxames globulares nasceram juntas e, portanto, têm aproximadamente a mesma idade, só uma diferença na massa pode dar a essas estrelas uma cor diferente. Uma estrela vermelha e antiga pode parecer mais azul quando adquire mais massa, por exemplo, removendo-a de uma estrela próxima. A massa extra transforma-a numa estrela mais azul, o que nos faz pensar que é mais nova do que realmente é.

Astronomia On-line
16 de Abril de 2019

 

O português que ajudou a “fotografar” o buraco negro: “Este resultado é espectacular”

Hugo Messias é investigador do telescópio ALMA, um dos oito do projecto Event Horizon Telescope, que obteve a primeira imagem de um buraco negro. Ao DN, o astrofísico português fala da nova descoberta e do que aí vem.

O astrofísico Hugo Messias.
© DR

Em 2014, um ano depois de o telescópio ALMA ter começado a funcionar no deserto de Atacama, no norte do Chile, Hugo Messias já estava a usar as suas observações, e assim fez uma descoberta. Não só conseguiu, nessa altura, obter a melhor imagem de sempre de uma colisão entre duas galáxias, como isso permitiu à equipa que então liderava caracterizar a “fábrica” de estrelas que a observação revelou. Agora, aos 34 anos, enquanto investigador do ALMA – “termino o contrato de três anos em Agosto, depois ainda não sei”, diz -, volta a estar no centro de uma grande descoberta: a da primeira imagem de um buraco negro, lá longe, a 55 milhões de anos-luz da Terra.

Um marco do qual já se disse que haverá um antes e um depois desta imagem. Para Hugo Messias, este é um resultado “espectacular”, que além disso levanta muitas perguntas a que vai ser preciso responder no futuro. Por exemplo: será que aquele buraco negro está a rodar? Neste momento, ninguém sabe.

(continua na versão paga PREMIUM do DN)

Diário de Notícias
Filomena Naves
11 Abril 2019 — 06:29

Pode continuar a ler esta notícia se pagar ao DN para o fazer. É um de muitos artigos deste online classificados de PREMIUM… Apenas inseri aqui o que esta “à mostra” por ser um português envolvido nesta matéria.

 

1823: Vamos ver um buraco negro. Cientistas mostram quarta-feira o retrato inédito

Em cinco línguas diferentes, em sete cidades de todo o mundo, sete conferências de imprensa simultâneas poderão mostrar pela primeira vez uma imagem de um buraco negro.

Uma das simulações apresentadas no site do EHT
© Hotaka Shiokawa

A revelação acontecerá às 14:00 desta quarta-feira, hora de Lisboa, em inglês – a partir de Bruxelas, na Bélgica, e Washington, EUA -, em dinamarquês desde Lyngby, em espanhol a partir de Santiago do Chile, em mandarim desde Xangai (China) e Taipei (Taiwan), e em japonês, a partir de Tóquio.

A essa hora, nestes sete pontos do mundo, cientistas divulgarão os primeiros resultados do projecto internacional do Telescópio Event Horizon (EHT, na sigla em inglês), onde todos esperam que se possa observar a primeira imagem de um buraco negro, um dos maiores mistérios do Universo.

A simultaneidade das sete conferências de imprensa, anunciadas pelo projecto Event Horizon, aumentou a expectativa junto das comunidades científicas e da comunicação social sobre o que será divulgado. Na informação divulgada apenas se fala num “resultado inovador do projecto do EHT”.

Desde há muito, apresenta-se o EHT, que “um objectivo na astrofísica é observar directamente o ambiente imediato de um buraco negro”, neste caso no centro da Via Láctea, aquela que é a nossa galáxia.

De acordo com a explicação do site oficial do EHT, o projecto – que envolve cerca de 200 pessoas – liga os telescópios existentes com novos sistemas. O EHT “cria um instrumento fundamentalmente novo, com poder de resolução angular que é o mais elevado possível da superfície da Terra”.

Imagem já divulgada a 22 de Outubro de 2001, pela Agência Espacial Europeia, onde se vê uma observação de satélite de um buraco negro super-maciço na galáxia de MCG 6-30-15.

O telescópio tem sido usado para medir o tamanho das regiões de emissão de dois buracos negros super-maciços: Sagitário A, no centro da Via Láctea, e M87 no centro da galáxia de Virgo A. A expectativa é que esta quarta-feira se possa ver uma primeira imagem eventualmente de um destes buracos negros.

Diário de Notícias
09 Abril 2019 — 18:40