4331: Novos dados do Hubble sugerem que falta um ingrediente nas teorias actuais da matéria escura

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Esta imagem pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA mostra o enxame galáctico massivo MACSJ 1206. Embebidas dentro do enxame estão imagens distorcidas de galáxias distante no plano de fundo, vistas como arcos e características desfocadas. Estas distorções são provocadas pela matéria escura no enxame, cuja gravidade curva e amplia a luz de galáxias mais longínquas, um efeito denominado lente gravitacional. Este fenómeno permite que os astrónomos estudem galáxias remotas que, de outra maneira, seriam demasiado ténues para observar.
Sobrepostas à imagem, concentrações a pequena escala de matéria escura (representadas nesta impressão de artista a azul). A matéria escura é a “cola” invisível que mantém estrelas juntas numa galáxia e constitui a maior parte da matéria no Universo. Estes halos azuis refletem o modo como a matéria escura do enxame galáctico está distribuída, revelada pelos novos resultados do Telescópio Espacial Hubble. Isto foi alcançado por uma equipa de astrónomos que media a quantidade de lentes gravitacionais.
Crédito: NASA, ESA, G. Caminha (Universidade de Groninga), M. Meneghetti (Observatório de Astrofísica e Ciência Espacial de Bolonha), P. Natarajan (Universidade de Yale), equipa CLASH e M. Kornmesser (ESA/Hubble)

Observações do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA e do VLT (Very Large Telescope) do ESO no Chile descobriram que algo pode estar a faltar às teorias de como a matéria escura se comporta. Este ingrediente ausente pode explicar a razão porque os investigadores descobriram uma discrepância inesperada entre observações de concentrações de matéria escura numa amostra de enxames de galáxias massivas e simulações teóricas de computador de como a matéria escura deve estar distribuída nos enxames. Os novos achados indicam que algumas concentrações em pequena escala de matéria escura produzem efeitos de lente que são 10 vezes mais fortes do que o esperado.

A matéria escura é a “cola” invisível que mantém estrelas, poeira e gás juntos numa galáxia. Esta substância misteriosa constitui a maior parte da massa de uma galáxia e forma a base da estrutura em grande escala do nosso Universo. Dado que a matéria escura não emite, absorve ou reflete luz, a sua presença só é conhecida por meio da sua atracção gravitacional sobre a matéria visível no espaço. Os astrónomos e físicos ainda estão a tentar definir o que é.

Os enxames galácticos, as estruturas mais massivas e recentemente “montadas” do Universo, são também os maiores repositórios de matéria escura. Os enxames são compostos de membros individuais mantidos juntos em grande parte pela gravidade da matéria escura.

“Os enxames de galáxias são laboratórios ideais para estudar se as simulações numéricas do Universo, actualmente disponíveis, reproduzem bem o que podemos inferir das lentes gravitacionais,” disse Massimo Meneghetti do INAF – Observatório de Astrofísica e Ciência Espacial de Bolonha, Itália, autor principal do estudo.

“Fizemos muitos testes com os dados deste estudo, e temos a certeza de que esta incompatibilidade indica que algum ingrediente físico está a faltar nas simulações ou no nosso entendimento da natureza da matéria escura,” acrescentou Meneghetti.

“Há uma característica do Universo real que simplesmente não estamos a capturar nos nossos modelos teóricos actuais” acrescentou Priyamvada Natarajan, da Universidade de Yale em Connecticut, EUA, uma das teóricas seniores da equipa. “Isto pode sinalizar uma lacuna na nossa compreensão actual da natureza da matéria escura e das suas propriedades, já que estes dados primorosos permitiram-nos sondar a distribuição detalhada da matéria escura às escalas mais pequenas.”

A distribuição da matéria escura em enxames é mapeada medindo a curvatura da luz – o efeito de lente gravitacional – que produzem. A gravidade da matéria escura concentrada em enxames amplia e distorce a luz de objectos de fundo distantes. Este efeito produz distorções nas formas das galáxias de fundo que aparecem nas imagens dos enxames. As lentes gravitacionais também podem frequentemente produzir imagens múltiplas da mesma galáxia distante.

Quanto maior a concentração de matéria escura num enxame, mais dramático será o seu efeito de distorção da luz. A presença de aglomerados de matéria escura em menor escala, associados a galáxias individuais dos enxames, aumenta o nível de distorções. Em certo sentido, o enxame galáctico actua como uma lente de grande escala que possui muitas lentes mais pequenas embutidas.

As imagens nítidas do Hubble foram obtidas pela WFC3 (Wide Field Camera 3) e pela ACS (Advanced Camera for Surveys). Juntamente com os espectros do VLT do ESO, a equipa produziu um mapa de matéria escura preciso e de alta fidelidade. Ao medir as distorções das lentes, os astrónomos puderam rastrear a quantidade e distribuição da matéria escura. Os três enxames de galáxias estudados, MACS J1206.2-0847, MACS J0416.1-2403 e Abell S1063, faziam parte de dois levantamentos do Hubble: o programa Frontier Fields e o programa CLASH (Cluster Lensing And Supernova survey with Hubble).

Para surpresa da equipa, além dos arcos dramáticos e características alongadas de galáxias distantes produzidas pelas lentes gravitacionais de cada enxame, as imagens do Hubble também revelaram um número inesperado de arcos de menor escala e imagens distorcidas aninhadas perto do núcleo de cada enxame, onde as galáxias mais massivas residem. Os investigadores pensam que as lentes aninhadas são produzidas pela gravidade de concentrações densas de matéria dentro de cada galáxia individual dos enxames. Observações espectroscópicas subsequentes mediram a velocidade das estrelas em órbita de várias galáxias dos enxames para determinar as suas massas.

“Os dados do Hubble e do VLT forneceram uma sinergia excelente,” partilhou o membro da equipa Piero Rosati da Università degli Studi di Ferrara em Itália, que liderou a campanha espectroscópica. “Fomos capazes de associar as galáxias a cada enxame e de estimar as suas distâncias.”

“A velocidade das estrelas deu-nos uma estimativa da massa de cada galáxia individual, incluindo a quantidade de matéria escura,” acrescentou o membro da equipa Pietro Bergamini do INAF – Observatório de Astrofísica e Ciência Espacial em Bolonha, Itália.

Combinando imagens do Hubble e espectroscopia do VLT, os astrónomos conseguiram identificar dezenas de galáxias de fundo com múltiplas imagens e lentes. Isto permitiu que “montassem” um mapa bem calibrado e de alta resolução da distribuição de massa da matéria escura em cada enxame.

A equipa comparou os mapas de matéria escura com amostras simuladas de enxames de galáxias com massas semelhantes, localizados aproximadamente às mesmas distâncias. Os enxames no modelo de computador não mostraram nenhum nível de concentração de matéria escura às escalas mais pequenas – as escalas associadas a galáxias individuais dos enxames.

“Os resultados destas análises demonstram ainda mais como as observações e simulações numéricas andam de mãos dadas,” disse Elena Rasia, membro da equipa e do INAF – Observatório Astronómico de Trieste, Itália.

“Com simulações cosmológicas avançadas, podemos igualar a qualidade das observações analisadas no nosso artigo, permitindo comparações detalhadas como nunca antes,” acrescentou Stefano Borgani da Università degli Studi di Trieste, Itália.

Os astrónomos, incluindo os desta equipa, esperam continuar a investigar a matéria escura e os seus mistérios para finalmente descobrir a sua natureza.

Astronomia On-line
15 de Setembro de 2020

 

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4298: Novas observações mostram disco de formação planetária desfeito pelas suas três estrelas centrais

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Com o auxílio do ALMA, do qual o ESO é parceiro, e do instrumento SPHERE montado no VLT do ESO, foram obtidas imagens de GW Orionis, um sistema estelar triplo com uma região interna peculiar. As novas observações revelaram que este objecto possui um disco de formação planetária distorcido com um anel desalinhado. Em particular, a imagem obtida pelo SPHERE (à direita) permitiu aos astrónomos observar pela primeira vez a sombra que este anel lança sobre o resto do disco, o que ajudou a determinar a forma tridimensional do anel e do disco em geral. A imagem da esquerda mostra uma impressão artística da região interna do disco, incluindo o anel, baseada na forma tridimensional reconstruida pela equipa.
Crédito: ESO/L. Calçada, Exeter/Kraus et al.

Uma equipa de astrónomos encontrou a primeira evidência directa de que grupos de estrelas podem desfazer os seus discos de formação planetária, deixando-os distorcidos e com anéis inclinados. Este novo trabalho de investigação sugere que planetas exóticos, talvez parecidos a Tatooine do filme “Star Wars”, se podem formar em anéis inclinados em discos distorcidos em torno de estrelas múltiplas. Estes resultados foram obtidos graças a observações levadas a cabo com o VLT (Very Large Telescope) do ESO e com o ALMA (Atacama large Millimeter/submillimeter Array).

O nosso Sistema Solar é notavelmente plano, com os planetas a orbitar todos no mesmo plano. No entanto, este não é sempre o caso, especialmente em discos de formação planetária situados em torno de estrelas múltiplas, tal como acontece com o objecto deste novo estudo: GW Orionis. Este sistema, situado a cerca de 1300 anos-luz de distância da Terra na constelação de Orionte, tem três estrelas e um disco partido deformado que as circunda.

“As nossas imagens revelam um caso extremo onde o disco não é de modo nenhum plano, mas sim distorcido e com um anel desalinhado que se separou do disco,” explica Stefan Kraus, professor de astrofísica na Universidade de Exeter no Reino Unido, que liderou este trabalho de investigação publicado a semana passada na revista Science. O anel desalinhado situa-se na parte interna do disco, próximo das três estrelas.

Este trabalho revela também que o anel interior contém 30 massas terrestres de poeira, o que pode ser suficiente para formar planetas. “Qualquer planeta que se forme no seio do anel desalinhado irá orbitar as estrelas em órbitas muito oblíquas. Prevemos descobrir muitos planetas em órbitas oblíquas bastante separadas em futuras campanhas de obtenção de imagens de planetas, por exemplo com o ELT,” diz Alexander Kreplin, membro da equipa da Universidade de Exeter, referindo-se ao Extremely Large Telescope do ESO, previsto para começar a trabalhar em meados desta década. O facto de mais de metade das estrelas no céu nascer com uma ou mais companheiras, gera expectativas interessantes: a possível existência de uma população desconhecida de exoplanetas que orbitam as suas estrelas em órbitas muito inclinadas e distantes.

Para chegar a estas conclusões, a equipa observou GW Orionis durante 11 anos. A campanha começou em 2008 com o instrumento AMBER e posteriormente com o GRAVITY, ambos montados no Interferómetro do VLT do ESO, o qual combina a radiação recolhida por diferentes telescópios do VLT. Estes instrumentos foram utilizados para estudar a dança gravitacional das três estrelas do sistema e mapear as suas órbitas. “Descobrimos que as três estrelas não orbitam no mesmo plano, mas têm as suas órbitas desalinhadas relativamente umas às outras e relativamente ao disco,” explica Alison Young, também membro da equipa das Universidades de Exeter e Leicester.

Os cientistas observaram também este sistema com o instrumento SPHERE, montado no VLT, e com o ALMA, do qual o ESO é um parceiro, tendo conseguido obter imagens do anel interior, o que confirmou o seu desalinhamento. O SPHERE do ESO também lhes permitiu ver pela primeira vez a sombra que este anel lança no resto do disco, o que ajudou a determinar a forma tridimensional do anel e do disco em geral.

A equipa internacional, que inclui investigadores do Reino Unido, Bélgica, Chile, França e Estados Unidos, combinou seguidamente as suas observações exaustivas com simulações de computador para compreender o que tinha acontecido ao sistema. Pela primeira vez, foi possível fazer a ligação de forma inequívoca entre os desalinhamentos observados e o “efeito teórico de disco desfeito”, o que sugere que a atracção gravitacional conflituosa das estrelas nos diferentes planos pode efectivamente distorcer e partir os discos.

As simulações mostraram que o desalinhamento das órbitas das três estrelas pode fazer com que o disco que as rodeia se parta em anéis distintos, o que é exactamente o que vemos nestas observações. A forma observada do anel interior corresponde também às previsões de simulações numéricas de como o disco se parte nestas condições.

Curiosamente, outra equipa, que estudou o mesmo sistema com o auxílio do ALMA, pensa que é necessário outro ingrediente para explicar este sistema. “Pensamos que é necessária a presença de um planeta entre estes anéis para explicar porque é que o disco se partiu,” diz Jiaqing Bi da Universidade Victoria no Canadá, que liderou um estudo sobre GW Orionis publicado em maio deste ano na revista da especialidade The Astrophysical Journal. Esta equipa identificou três anéis de poeira nas observações ALMA, com o anel mais exterior a ser o maior alguma vez observado em discos de formação planetária.

Observações futuras com o ELT do ESO e outros telescópios poderão ajudar os astrónomos a desvendar completamente a natureza de GW Orionis e a revelar planetas jovens em formação em torno das suas três estrelas.

Astronomia On-line
8 de Setembro de 2020

 

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4034: Telescópio do ESO captura a primeira imagem de sempre de um sistema planetário múltiplo em órbita de uma estrela do tipo do Sol

eso2011pt — Foto de Imprensa

O Very Large Telescope do ESO obteve a primeira imagem de sempre de uma estrela jovem semelhante ao Sol acompanhada por dois exoplanetas gigantes. Imagens de sistemas com vários exoplanetas são extremamente raras e, até agora, os astrónomos nunca tinham observado de forma directa mais do que um planeta em órbita de uma estrela do tipo solar. Estas observações ajudam os cientistas a compreender melhor como é que os planetas se formaram e evoluíram em órbita do nosso Sol.

Há cerca de dois meses, o ESO descobriu um sistema planetário a formar-se, revelado numa imagem nova extraordinária obtida pelo VLT. Agora, com o auxílio do mesmo telescópio e também do mesmo instrumento, obteve-se a primeira imagem directa de um sistema planetário em órbita  de uma estrela semelhante ao nosso Sol, situada a cerca de 300 anos-luz de distância e conhecida por TYC 8998-760-1.

Esta descoberta pode ser comparada a tirar uma fotografia a um ambiente muito semelhante ao nosso Sistema Solar, mas numa fase muito mais precoce da sua evolução,” disse Alexander Bohn, estudante de doutoramento da Universidade de Leiden, na Holanda, que liderou este novo trabalho publicado hoje na revista da especialidade The Astrophysical Journal Letters.

Apesar dos astrónomos terem detectado de forma indirecta milhares de planetas na nossa Galáxia, apenas uma fracção muito pequena destes objectos foi observados de forma directa,” explica o co-autor do estudo Matthew Kenworthy, Professor Associado na Universidade de Leiden, acrescentando que “as observações directas são importantes para a procura de ambientes que possam sustentar vida.” Imagens directas de dois ou mais exoplanetas em órbita da mesma estrela são ainda mais raras; apenas dois destes sistemas foram observados de forma directa até à data, ambos em torno de estrelas marcadamente diferentes do nosso Sol. A nova imagem obtida com o auxílio do Very Large Telescope (VLT) do ESO é a primeira imagem directa de mais de um exoplaneta em órbita de uma estrela do tipo solar. O VLT foi também o primeiro telescópio a observar directamente um exoplaneta, quando capturou em 2004 um pontinho de luz em torno de uma anã castanha, um tipo de estrela “falhada”.

A nossa equipa capturou a primeira imagem de dois companheiros gigantes gasosos que orbitam uma estrela jovem parecida ao Sol,” disse Maddalena Reggiani, investigadora de pós-doutoramento na KU Leuven, Bélgica, que também participou no estudo. Os dois planetas podem ser vistos na nova imagem como dois pontos de luz brilhante afastados da sua estrela progenitora, a qual se encontra no canto superior esquerdo da imagem (veja a imagem completa). Ao obter diferentes imagens em momentos diferentes, a equipa conseguiu destacar estes planetas das estrelas de fundo.

Os dois gigantes gasosos orbitam a sua estrela hospedeira a distâncias de 160 e cerca de 320 vezes a distância entre a Terra e o Sol, o que coloca estes planetas muito mais distantes da sua estrela do que Júpiter e Saturno, também eles gigantes gasosos, se encontram do Sol (situados a apenas 5 e 10 vezes a distância Terra-Sol, respectivamente). A equipa descobriu também que os dois exoplanetas são muito mais pesados do que os do nosso Sistema Solar; o planeta mais interior apresenta uma massa 14 vezes maior do que a massa de Júpiter e o mais exterior tem uma massa 6 vezes maior que esse valor.

A equipa de Bohn obteve imagens deste sistema enquanto procurava planetas gigantes jovens em torno de estrelas semelhantes ao nosso Sol mas mais jovens. A estrela TYC 8998-760-1 tem apenas 17 milhões de anos de idade e situa-se na constelação austral da Mosca. Bohn descreve esta estrela como sendo “uma versão muito jovem do nosso próprio Sol.

A obtenção destas imagens deveu-se ao elevado desempenho do instrumento SPHERE montado no VLT do ESO no deserto chileno do Atacama. O SPHERE bloqueia a luz brilhante da estrela com um aparelho chamado coronógrafo, o que faz com que consigamos observar os planetas que a orbitam, apesar destes serem muito mais ténues. Enquanto os planetas mais velhos, tais como os que existem no nosso Sistema Solar, são demasiado frios para poderem ser descobertos através desta técnica, os planetas mais jovens são mais quentes e por isso brilham mais intensamente na radiação infravermelha. Ao obter várias imagens ao longo de todo o ano passado, e também fazendo uso de dados mais antigos (até 2017), a equipa de investigadores confirmou que estes dois planetas fazem parte deste sistema estelar.

Mais observações do sistema, incluindo observações que serão realizadas com o futuro Extremely Large Telescope (ELT) do ESO, permitirão aos astrónomos testar se estes planetas se formaram nas suas posições actuais, longe da estrela, ou se migraram de outros lados. O ELT ajudará também a investigar a interacção entre dois planetas jovens no mesmo sistema. Bohn conclui: “A possibilidade de que futuros instrumentos, tais como os que estarão disponíveis no ELT, sejam capazes de detectar planetas com massas ainda mais pequenas em torno desta estrela, assinala um marco importante no estudo e compreensão de sistemas planetários múltiplos, com implicações potenciais na história do nosso próprio Sistema Solar.

Informações adicionais

Este trabalho foi descrito num artigo científico intitulado “Two Directly Imaged, Wide-orbit Giant Planets around the Young, Solar Analog TYC 8998-760-1” publicado na revista da especialidade The Astrophysical Journal Letters.

A equipa é composta por Alexander J. Bohn (Observatório de Leiden, Universidade de Leiden, Holanda), Matthew A. Kenworthy (Observatório de Leiden, Holanda), Christian Ginski (Instituto de Astronomia Anton Pannekoek, Universidade de Amsterdam e Observatório de Leiden, Holanda), Steven Rieder (University of Exeter, Physics Department, RU), Eric E. Mamajek (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, EUA e Department of Physics & Astronomy, University of Rochester, EUA), Tiffany Meshkat (IPAC, California Institute of Technology, EUA), Mark J. Pecaut (Rockhurst University, Department of Physics, EUA), Maddalena Reggiani (Instituto de Astronomia, KU Leuven, Bélgica), Jozua de Boer (Observatório de Leiden, Holanda), Christoph U. Keller (Observatório de Leiden, Holanda), Frans Snik (Observatório de Leiden, Holanda) e John Southworth (Keele University, RU).

Para comentários externos sobre o artigo, queira por favor contactar o astrónomo do ESO Carlo Manara (cmanara@eso.org), o qual não participou no estudo.

O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é de longe o observatório astronómico mais produtivo do mundo. O ESO tem 16 Estados Membros: Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Irlanda, Itália, Polónia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça, para além do país de acolhimento, o Chile, e a Austrália, um parceiro estratégico. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e operação de observatórios astronómicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrónomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronómica. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera  o Very Large Telescope e o Interferómetro do Very Large Telescope, o observatório astronómico óptico mais avançado do mundo, para além de dois telescópios de rastreio: o VISTA, que trabalha no infravermelho, e o VLT Survey Telescope, concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO é também um parceiro principal em duas infra-estruturas situadas no Chajnantor, o APEX e o ALMA, o maior projecto astronómico que existe actualmente. E no Cerro Armazones, próximo do Paranal, o ESO está a construir o Extremely Large Telescope (ELT) de 39 metros, que será “o maior olho do mundo virado para o céu”.

ESO – European Southern Observatory

22 de Julho de 2020

 

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3932: Um mistério cósmico: Telescópio do ESO captura desaparecimento de estrela massiva

eso2010pt — Nota de Imprensa Científica

This illustration shows what the luminous blue variable star in the Kinman Dwarf galaxy could have looked like before its mysterious disappearance.

Com o auxílio do Very Large Telescópio (VLT) do ESO, os astrónomos descobriram a ausência de uma estrela instável massiva numa galáxia anã. Os cientistas pensam que este facto pode indicar que a estrela se tornou menos brilhante e parcialmente obscurecida por poeira. Uma explicação alternativa seria que a estrela colapsou num buraco negro sem, no entanto, dar origem a uma super-nova. “Se for verdade”, diz Andrew Allan, o líder da equipa e estudante de doutoramento no Trinity College Dublin, na Irlanda, “esta pode ser a primeira detecção directa de uma tal estrela gigante a terminar a sua vida deste modo.”

Entre 2001 e 2011, várias equipas de astrónomos estudaram uma estrela massiva misteriosa situada na galáxia anã Kinman, tendo as suas observações indicado que este objecto se encontrava num estado final de evolução. Allan e colaboradores na Irlanda, Chile e Estado Unidos, queriam saber mais sobre como é que estrelas muito massivas terminam as suas vidas e a estrela na galáxia anã Kinman parecia ser o alvo perfeito para este estudo. No entanto, em 2019, quando apontaram o VLT do ESO à galáxia distante, não conseguiram encontrar a assinatura da estrela. “Em vez disso, e surpreendentemente, descobrimos que a estrela tinha desaparecido!” explica Allan, que liderou um estudo sobre esta estrela, publicado hoje na revista da especialidade Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Situada a cerca de 75 milhões de anos-luz de distância da Terra, na constelação do Aquário, a galáxia anã Kinman está longe demais para que os astrónomos possam observar estrelas individuais, no entanto podem ser detectadas as assinaturas de algumas delas. Entre 2001 e 2011, a radiação emitida pela galáxia mostrou de forma consistente evidências da existência de uma estrela ‘variável azul luminosa’ com cerca de 2,5 milhões de vezes mais brilho que o Sol. As estrelas deste tipo são instáveis, mostrando ocasionalmente variações drásticas no seu espectro e brilho. Apesar destas variações, as variáveis azuis luminosas apresentam traços específicos que os astrónomos conseguem identificar, no entanto estes traços não se encontravam nos dados que a equipa colectou em 2019, levando-a a pensar no que poderia ter acontecido à estrela. “Seria altamente invulgar que uma estrela massiva deste tipo desaparecesse sem produzir uma explosão de super-nova muito brilhante,” diz Allan.

Em Agosto de 2019, o grupo observou a estrela com o instrumento ESPRESSO, utilizando os quatro telescópios de 8 metros do VLT em simultâneo. No entanto, não foram encontrados nenhuns dos sinais que apontavam anteriormente para a presença da estrela luminosa. Alguns meses mais tarde, o grupo utilizou o instrumento X-shooter, montado também no VLT, e mais uma vez não se observaram sinais alguns da estrela.

É possível que tenhamos detectado uma das estrelas mais massivas do Universo local a desaparecer,” diz Jose Groh, um membro da equipa, também do Trinity College Dublin. “A nossa descoberta não teria sido possível sem o uso dos telescópios de 8 metros do ESO, os seus instrumentos poderosos e o acesso rápido que tivemos a estas infra-estruturas graças ao recente acordo de adesão que a Irlanda assinou com o ESO.” A Irlanda tornou-se um Estado Membro do ESO em Setembro de 2018.

A equipa analisou de seguida dados anteriores recolhidos com os instrumentos X-shooter e UVES, ambos montados no VLT do ESO, situado no deserto chileno do Atacama, e também dados doutros telescópios. “A Infra-estrutura do Arquivo Científico do ESO permitiu-nos encontrar e usar dados do mesmo objecto obtidos em 2002 e 2009,” disse Andrea Mehner, astrónoma do ESO no Chile que participou no estudo. ”A comparação dos espectros UVES de alta resolução de 2002 com as nossas observações de 2019 obtidas com o mais recente espectrógrafo de alta resolução, o ESPRESSO, foi especialmente reveladora, tanto do ponto de vista astronómico como do ponto de vista instrumental.

Os dados mais antigos indicam que a estrela na galáxia anã Kinman poderia estar a passar por um forte período de explosão que, muito provavelmente, terminou algures após 2011. As estrelas variáveis azuis luminosas tais como esta têm tendência para sofrer enormes erupções ao longo das suas vidas, fazendo com que a sua taxa de perda de massa e luminosidade aumentem drasticamente.

Baseando-se nas suas observações e modelos, os astrónomos sugeriram duas explicações para o desaparecimento da estrela e ausência de uma super-nova, relacionadas com esta possível explosão. A explosão pode ter resultado na transformação da estrela variável azul luminosa numa estrela menos luminosa, que pode também estar parcialmente escondida por poeira. Alternativamente, a equipa diz que a estrela pode também ter colapsado num buraco negro, sem no entanto ter dado origem a uma explosão de super-nova. Este último evento seria, contudo, muito raro: o nosso conhecimento actual relativo ao final da vida das estrelas massivas aponta para que a maioria delas termine a sua vida sob a forma de super-novas.

No futuro, são necessários mais estudos para confirmar o destino desta estrela. O Extremely Large Telescope do ESO (ELT), que se pensa que comece a operar em 2025, será capaz de distinguir estrelas em galáxias distantes, como a galáxia anã Kinman, o que irá ajudar a resolver mistérios cósmicos como este.

Notas

Este trabalho de investigação foi descrito num artigo científico intitulado “The possible disappearance of a massive star in the low metallicity galaxy PHL 293B”, que será publicado na revista da especialidade Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (está disponível uma cópia do artigo na secção Links).

A equipa é composta por Andrew Allan (School of Physics, Trinity College Dublin, Irlanda [TCD]), Jose J. Groh (TCD), Andrea Mehner (Observatório Europeu do Sul, Chile), Nathan Smith (Steward Observatory, University of Arizona, EUA [Steward Observatory]), Ioanna Boian (TCD), Eoin Farrell (TCD), Jennifer E. Andrews (Steward Observatory).

O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é de longe o observatório astronómico mais produtivo do mundo. O ESO tem 16 Estados Membros: Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Irlanda, Itália, Polónia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça, para além do país de acolhimento, o Chile, e a Austrália, um parceiro estratégico. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e operação de observatórios astronómicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrónomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronómica. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera  o Very Large Telescope e o Interferómetro do Very Large Telescope, o observatório astronómico óptico mais avançado do mundo, para além de dois telescópios de rastreio: o VISTA, que trabalha no infravermelho, e o VLT Survey Telescope, concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO é também um parceiro principal em duas infra-estruturas situadas no Chajnantor, o APEX e o ALMA, o maior projecto astronómico que existe actualmente. E no Cerro Armazones, próximo do Paranal, o ESO está a construir o Extremely Large Telescope (ELT) de 39 metros, que será “o maior olho do mundo virado para o céu”.

30 de Junho de 2020

 

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3740: Telescópio capta, pela primeira vez, sinais do nascimento de um planeta

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Observações feitas com o Very Large Telescope (VLT), do Observatório Europeu do Sul (ESO), capturaram sinais do nascimento de um sistema estelar.

Em torno da jovem estrela AB Aurigae, há um disco denso de gás e poeira no qual os astrónomos detectaram uma estrutura espiral com uma torção que marca o local onde pode estar a formar-se um planeta. Esta pode ser a primeira evidência directa de um planeta recém-nascido.

Os astrónomos sabem que os planetas nascem em disco empoeirados que cercam estrelas jovens, à medida que a poeira e o gás frio se acumulam. No entanto, como explica Anthony Boccaletti, da Universidade PSL, em França, este estudo fornece pistas cruciais que para os investigadores entendam melhor este processo.

O artigo científico, publicado recentemente na Astronomy & Astrophysics, salienta que estas novas imagens apresentam uma espiral de gás e poeira ao redor da AB Aurigae, a cerca de 520 anos-luz da Terra, na constelação Auriga. Este tipo de espirais indicam a presença de planetas recém-nascidos.

As espirais criam perturbações no disco em forma de onda. À medida que o planeta gira em torno da estrela, essa onda assume a forma de um braço espiral. Na imagem obtida, a região espiral amarela é um desses pontos de perturbação, e os cientistas acreditam que está a formar-se um planeta naquele lugar, explica o Europa Press.

Há alguns anos, observações do sistema AB Aurigae feitas com o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), do qual o ESO é parceiro, forneceram as primeiras pistas de que estavam a formar-se planetas em torno da estrela.

Nas imagens do ALMA, os cientistas viram dois braços espirais de gás perto da estrela, que ficam dentro da região interna do disco.

ZAP //

Por ZAP
25 Maio, 2020

 

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3724: Telescópio do ESO observa sinais de nascimento de planeta

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Esta imagem mostra o disco em torno da estrela jovem AB Aurigae, onde o VLT do ESO descobriu indícios de formação planetária. Próximo do centro da imagem, na região interior do disco, vemos um “nodo” (a amarelo muito brilhante) que os cientistas acreditam marcar o local onde se está a formar um planeta. Esta estrutura situa-se aproximadamente à mesma distância da estrela AB Aurigae que Neptuno do Sol. A imagem foi obtida em luz polarizada com o instrumento SPHERE montado no VLT.
Crédito: ESO/Boccaletti et al.

Observações levadas a cabo com o VLT (Very Large Telescope) do ESO revelaram sinais da formação de um sistema planetário. Em torno da estrela jovem AB Aurigae encontra-se um disco denso de gás e poeira, onde os astrónomos descobriram uma estrutura em espiral proeminente com um “nodo” que marca o lugar onde se pode estar a formar um planeta. A estrutura observada poderá ser a primeira evidência directa de um planeta bebé em formação.

“Milhares de exoplanetas foram já identificados, mas pouco sabemos sobre a sua formação,” diz Anthony Boccaletti do Observatoire de Paris, PSL University, França, que liderou este estudo. Os astrónomos sabem que os planetas nascem da aglomeração de poeira e gás frio em discos de poeira situados em torno de estrelas jovens como AB Aurigae. As novas observações do VLT do ESO, publicadas na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics, fornecem pistas cruciais que ajudam os cientistas a compreender melhor este processo.

“Precisamos de observar sistemas muito jovens para capturar o momento em que os planetas se formam,” diz Boccaletti. Até agora os astrónomos não eram capazes de obter imagens suficientemente nítidas e profundas destes discos jovens para se poder observar a estrutura nodosa que marca o lugar onde um planeta bebé se pode estar a formar.

As novas imagens apresentam uma espiral notável de gás e poeira em torno de AB Aurigae, um sistema situado a cerca de 520 anos-luz de distância da Terra na direcção da constelação de Cocheiro. Espirais deste tipo assinalam a presença de planetas bebés, que “pontapeiam” o gás criando assim “perturbações no disco sob a forma de ondas, um pouco como a esteira de um barco num lago,” explica Emmanuel Di Folco do Laboratório de Astrofísica de Bordeaux (LAB), França, que também participou neste estudo. À medida que o planeta se desloca em torno da estrela central, esta onda toma a forma de um braço em espiral. A região amarela muito brilhante próximo do centro da nova imagem de AB Aurigae, situada aproximadamente à mesma distância da sua estrela que Neptuno do Sol, é um destes locais de perturbação onde a equipa pensa que se está a formar um planeta.

Observações do sistema AB Aurigae levadas a cabo há alguns anos atrás com o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), do qual o ESO é um parceiro, forneceram as primeiras indicações da ocorrência de formação planetária em torno da estrela. Nas imagens ALMA os cientistas descobriram dois braços espirais de gás próximos da estrela, situados na região interior do disco. Posteriormente, em 2019 e no início de 2020, Boccaletti e uma equipa de astrónomos de França, Taiwan, EUA e Bélgica prepararam-se para capturar uma imagem mais nítida com o auxílio do instrumento SPHERE montado no VLT do ESO no Chile. As imagens SPHERE são as mais profundas obtidas até à data do sistema AB Aurigae.

Com o poderoso sistema de imagem do SPHERE, os astrónomos puderam observar a radiação ténue emitida por grãos de poeira pequenos e emissões vindas do disco interior. A equipa confirmou a presença dos braços espirais anteriormente detectados pelo ALMA e descobriu também outra estrutura notável que aponta para a presença de formação de planetas a ocorrer no disco. “Este tipo de estrutura está previsto em alguns modelos teóricos de formação planetária,” disse a co-autora Anne Dutrey, também do LAB. “Corresponde à ligação de duas espirais — uma que se enrola para o interior da órbita do planeta e a outra que se expande para o exterior — que se juntam no local do planeta, permitindo que gás e poeira do disco se acrete ao planeta em formação e o faça crescer.”

O ESO está a construir o ELT (Extremely Large Telescope) de 39 metros de diâmetro, que tirará partido do trabalho de vanguarda do ALMA e do SPHERE para estudar mundos extras-solares. Como Boccaletti explica, este poderoso telescópio permitirá aos astrónomos obter imagens ainda mais detalhadas de planetas em formação. “Deveremos ser capazes de ver directamente e mais precisamente como é que a dinâmica do gás contribui para a formação dos planetas,” conclui.

Astronomia On-line
22 de Maio de 2020

 

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3718: ESO Astronomy

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Observations made with the European Southern Observatory’s Very Large Telescope (ESO’s VLT) have revealed the telltale signs of a star system being born. Around the young star AB Aurigae lies a dense disc of dust and gas in which astronomers have spotted a prominent spiral structure with a ‘twist’ that marks the site where a planet may be forming.

Image credit: ESO Astronomy /Boccaletti et al.

https://www.eso.org/public/news/eso2008/

Observações feitas com o telescópio muito grande do Observatório Europeu (ESO ‘ s VLT) revelaram os sinais de conto de um sistema estrela nascer. Em torno da jovem estrela AB Aurigae encontra-se um disco denso de poeira e gás em que os astrónomos viram uma estrutura espiral proeminente com uma “reviravolta” que marca o local onde um planeta pode estar se formando.

Crédito de imagem: ESO Astronomy / Boccaletti et al.

https://www.eso.org/public/news/eso2008/

 

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3577: Astrónomos podem ter encontrado o “irmão gémeo” de Saturno num sistema solar vizinho

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

INAF

Uma equipa de astrónomos encontrou um segundo planeta em torno da estrela vizinha do Sol. E, como Saturno, este corpo celeste parece estar rodeado de anéis.

Em Janeiro, a revista Science Advances publicou a detecção do Proxima c, um segundo planeta em Próxima Centauri, o sistema solar mais próximo da Terra, a quatro anos-luz de distância. O primeiro planeta, o Proxima b, um mundo temperado do tamanho da Terra, foi descoberto em 2016.

Com base na separação entre os dois planetas, uma equipa liderada pelo INAF (Instituto Nacional de Astrofísica) da Itália tentou observar esse novo planeta usando o Método de Imagem Directa. Embora não tenha sido totalmente bem-sucedido, as suas observações levantam a possibilidade de que este planeta tenha um sistema de anéis ao seu redor.

A equipa contou com os dados obtidos pelo instrumento SPHERE no Very Large Telescope (VLT) do ESO. De acordo com o Universe Today, durante anos, a SPHERE tem revelado a existência de discos proto-planetários em torno de estrelas distantes.

O objectivo era caracterizar novos sistemas planetários e explorar como se formaram. Um desses sistemas foi o Proxima Centauri, uma estrela do tipo M de baixa massa (anã vermelha), localizada a apenas 4,25 anos-luz do nosso Sistema Solar. No momento da investigação, a existência do Proxima c ainda não era conhecida.

Assim como o Proxima b, o Proxima c foi descoberto com o método Radial Velocity, que consiste em medir o movimento de uma estrela para frente e para trás (“oscilação”) para determinar se está a ser accionado pela influência gravitacional de um sistema de planetas.

A equipa estava confiante de que, se o Proxima c estivesse a produzir um sinal infravermelho suficientemente grande, a SPHERE detectaria.

Porém, os dados SPHERE não revelaram nenhuma detecção clara de Proxima c. O que encontraram foi um sinal candidato que apresentava uma forte relação sinal/ruído e que a orientação do seu plano orbital se encaixava bem com uma imagem anterior tirada com o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).

No entanto, também observaram que a sua posição e movimento orbital não eram consistentes com o que foi observado pela missão Gaia da ESA. Por último, descobriram que o candidato tinha um brilho aparente inesperadamente alto de um planeta que orbita uma estrela anã vermelha.

Este último aspecto levantou outra possibilidade: o brilho incomum poderia ser o resultado de um material circum-planetário. Ou seja, o brilho poderia ser causado por um sistema de anéis ao redor do Proxima c, que estaria a irradiar luz adicional no espectro infravermelho e contribuindo para o brilho total.

Isto faz do Proxima c um alvo principal para estudos de acompanhamento com medições de velocidade radial, imagens de infravermelho próximo e outros métodos. Além disso, telescópios da próxima geração, como o Telescópio de Trinta Metros (TMT), o Telescópio Gigante de Magalhães (GMT) e o Telescópio Extremamente Grande do ESO (ELT), serão adequados para estudos directos de imagem deste sistema para detectar Proxima C.

As conclusões do estudo foram publicadas este mês na revista científica Astronomy & Astrophysics.

ZAP //

Por ZAP
21 Abril, 2020

 

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3490: Telescópio do ESO observa exoplaneta onde chove ferro

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

eso2005pt — Nota de Imprensa Científica

Com o auxílio do Very Large Telescope (VLT) do ESO, investigadores observaram um planeta extremo onde se pensa que chova ferro. O exoplaneta gigante ultra quente tem um lado diurno onde as temperaturas sobem aos 2400º Celsius, ou seja, suficientemente altas para vaporizar metais. Ventos fortes transportam vapor de ferro para o lado nocturno mais frio, onde este vapor condensa em gotas de ferro.

Podemos dizer que este planeta é chuvoso ao final da tarde, a diferença é que a chuva é de ferro,” disse David Ehrenreich, professor na Universidade de Geneva, Suíça, que liderou um estudo sobre este exoplaneta exótico, publicado hoje na revista Nature. Conhecido por WASP-76b, o exoplaneta situa-se a cerca de 640 anos-luz de distância da Terra, na constelação dos Peixes.

Este estranho fenómeno ocorre porque o planeta da “chuva de ferro” apenas mostra uma face, o lado diurno, à sua estrela progenitora, estando o lado nocturno sempre na escuridão. Tal como a Lua que orbita em torno da Terra, WASP-76b encontra-se em rotação sincronizada, o que significa que demora tanto tempo a completar uma rotação em torno do seu eixo como a dar uma volta em torno da sua estrela.

O lado diurno recebe milhares de vezes mais radiação da sua estrela hospedeira do que a Terra recebe do Sol, e por isso encontra-se tão quente que as moléculas se separam em átomos e os metais, tais como o ferro, se evaporam para a atmosfera. A extrema diferença de temperatura entre os lados diurno e nocturno resulta em ventos vigorosos que levam o vapor de ferro do lado diurno ultra quente até ao lado nocturno mais frio, onde as temperaturas baixam para cerca de 1500º Celsius.

De acordo com o novo estudo, WASP-76b não tem apenas diferentes temperaturas entre os lados diurno e nocturno, mas apresenta também uma química diferente entre os dois lados. Com o auxílio do instrumento ESPRESSO montado no VLT do ESO, situado no deserto chileno do Atacama, os astrónomos identificaram pela primeira vez variações químicas num planeta gigante gasoso ultra quente. Os cientistas detectaram uma forte assinatura de vapor de ferro na fronteira do final da tarde, a qual separa o lado diurno do planeta do seu lado nocturno. “Surpreendentemente, não vemos, no entanto, vapor de ferro na manhã,” diz Ehrenreich, “o que significa que chove ferro no lado nocturno deste exoplaneta extremo”.

As observações mostram que o vapor de ferro é abundante na atmosfera do lado diurno quente de WASP-76b,” acrescenta María Rosa Zapatero Osorio, astrofísica do Centro de Astrobiologia de Madrid, Espanha, e chefe da equipa científica do ESPRESSO. ”Uma fracção deste ferro é injectada no lado nocturno, devido à rotação do planeta e aos ventos atmosféricos. Aí, o ferro encontra ambientes muito mais frios, o que faz com que condense e precipite.

Este resultado foi obtido em Setembro de 2018, a partir das primeiras observações científicas do ESPRESSO, pelo consórcio científico que construiu o instrumento: uma equipa de Portugal, Itália, Suíça, Espanha e ESO.

O ESPRESSO (Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations) foi originalmente concebido para procurar planetas do tipo terrestre em torno de estrelas do tipo solar. No entanto, rapidamente provou ser muito mais versátil. ”Depressa compreendemos que o notável poder colector do VLT e a estabilidade extrema do ESPRESSO, transformavam este instrumento na máquina perfeita para estudar atmosferas exoplanetárias,” disse Pedro Figueira, cientista do instrumento ESPRESSO no ESO, Chile.

Temos agora uma maneira completamente nova de investigar as condições atmosféricas dos exoplanetas mais extremos,” conclui Ehrenreich.

Notas

Uma versão anterior desta nota de imprensa indicava erradamente que a distância a WASP-76b eram 390 anos-luz, com base num estudo de 2016. Dados mais recentes indicam que o exoplaneta se encontra a 640 anos-luz de distância da Terra.

Informações adicionais

Este trabalho foi descrito num artigo científico publicado na revista Nature.

A equipa é composta por David Ehrenreich (Observatoire Astronomique de l’Université de Genève, Geneva, Suíça [UNIGE]), Christophe Lovis (UNIGE), Romain Allart (UNIGE), María Rosa Zapatero Osorio (Centro de Astrobiología, Madrid, Espanha [CSIC-INTA]), Francesco Pepe (UNIGE), Stefano Cristiani (INAF Osservatorio Astronomico di Trieste, Itália [INAF Trieste]), Rafael Rebolo (Instituto de Astrofísica de Canarias, Tenerife, Espanha [IAC]), Nuno C. Santos (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto, Portugal [IA/UPorto] & Departamento de Física e Astronomia, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, Portugal [FCUP]), Francesco Borsa (INAF Osservatorio Astronomico di Brera, Merate, Itália [INAF Brera]), Olivier Demangeon (IA/UPorto), Xavier Dumusque (UNIGE), Jonay I. González Hernández (IAC), Núria Casasayas-Barris (IAC), Damien Ségransan (UNIGE), Sérgio Sousa (IA/UPorto), Manuel Abreu (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade de Lisboa, Portugal [IA/FCUL] & Departamento de Física da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, Portugal [FCUL], Vardan Adibekyan [IA/UPorto], Michael Affolter (Physikalisches Institut & Centro do Espaço e Habitabilidade, Universität Bern, Suíça [Bern]), Carlos Allende Prieto (IAC), Yann Alibert (Bern), Matteo Aliverti (INAF Brera), David Alves (IA/FCUL & FCUL), Manuel Amate (IA/UPorto), Gerardo Avila (Observatório Europeu do Sul, Garching bei München, Alemanha [ESO]), Veronica Baldini (INAF Trieste), Timothy Bandy (Bern), Willy Benz (Bern), Andrea Bianco (INAF Brera), Émeline Bolmont (UNIGE), François Bouchy (UNIGE), Vincent Bourrier (UNIGE), Christopher Broeg (Bern), Alexandre Cabral (IA/FCUL & FCUL), Giorgio Calderone (INAF Trieste), Enric Pallé (IAC), H. M. Cegla (UNIGE), Roberto Cirami (INAF Trieste), João M. P. Coelho (IA/FCUL & FCUL), Paolo Conconi (INAF Brera), Igor Coretti (INAF Trieste), Claudio Cumani (ESO), Guido Cupani (INAF Trieste), Hans Dekker (ESO), Bernard Delabre (ESO), Sebastian Deiries (ESO), Valentina D’Odorico (INAF Trieste & Scuola Normale Superiore, Pisa, Itália), Paolo Di Marcantonio (INAF Trieste), Pedro Figueira (Observatório Europeu do Sul, Santiago de Chile, Chile [ESO Chile] & IA/UPorto), Ana Fragoso (IAC), Ludovic Genolet (UNIGE), Matteo Genoni (INAF Brera), Ricardo Génova Santos (IAC), Nathan Hara (UNIGE), Ian Hughes (UNIGE), Olaf Iwert (ESO), Florian Kerber (ESO), Jens Knudstrup (ESO), Marco Landoni (INAF Brera), Baptiste Lavie (UNIGE), Jean-Louis Lizon (ESO), Monika Lendl (UNIGE & Instituto de Investigação do Espaço, Academia das Ciências austríaca, Graz, Áustria), Gaspare Lo Curto (ESO Chile), Charles Maire (UNIGE), Antonio Manescau (ESO), C. J. A. P. Martins (IA/UPorto & Centro de Astrofísica da Universidade do Porto, Portugal), Denis Mégevand (UNIGE), Andrea Mehner (ESO Chile), Giusi Micela (INAF Osservatorio Astronomico di Palermo, Itália), Andrea Modigliani (ESO), Paolo Molaro (INAF Trieste & Instituto de Física Fundamental do Universe, Trieste, Itália), Manuel Monteiro (IA/UPorto), Mário Monteiro (IA/UPorto & FCUP), Manuele Moschetti (INAF Brera), Eric Müller (ESO), Nelson Nunes (IA), Luca Oggioni (INAF Brera), António Oliveira (IA/FCUL & FCUL), Giorgio Pariani (INAF Brera), Luca Pasquini (ESO), Ennio Poretti (INAF Brera & Fundación Galileo Galilei, INAF, Breña Baja, Espanha), José Luis Rasilla (IAC), Edoardo Redaelli (INAF Brera), Marco Riva (INAF Brera), Samuel Santana Tschudi (ESO Chile), Paolo Santin (INAF Trieste), Pedro Santos (IA/FCUL & FCUL), Alex SegovIA/FCULMilla (UNIGE), JulIA/FCULV. Seidel (UNIGE), Danuta Sosnowska (UNIGE), Alessandro Sozzetti (INAF Osservatorio Astrofisico di Torino, Pino Torinese, Itália), Paolo Spanò (INAF Brera), Alejandro Suárez Mascareño (IAC), Hugo Tabernero (CSIC-INTA & IA/UPorto), Fabio Tenegi (IAC), Stéphane Udry (UNIGE), Alessio Zanutta (INAF Brera), Filippo Zerbi (INAF Brera).

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Geneva, Switzerland
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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso2005, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contacto local com os meios de comunicação social, em ligação com os desenvolvimentos do ESO. A representante do nodo português é Margarida Serote.

 

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3445: Telescópio do ESO observa superfície de Betelgeuse a diminuir de brilho

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Este mosaico de comparação mostra a estrela Betelgeuse antes e depois da diminuição de brilho. As observações obtidas em Janeiro e Dezembro de 2019 com o instrumento SPHERE, montado no Very Large Telescope do ESO, mostram o quanto a estrela desvaneceu e como é que a sua forma aparente variou.
Crédito: ESO/M. Montargès et al.

Com o auxílio do VLT (Very Large Telescope) do ESO, os astrónomos capturaram a diminuição de brilho de Betelgeuse, uma estrela super-gigante vermelha localizada na constelação de Orionte. As novas imagens da superfície da estrela mostram não apenas a super-gigante vermelha a desvanecer em brilho, mas também a variação da sua forma aparente.

Betelgeuse tem sido um farol no céu nocturno para os observadores estelares, no entanto durante o último ano temos assistido a uma diminuição do seu brilho. Nesta altura Betelgeuse apresenta cerca de 36% do seu brilho normal, uma variação considerável, visível até a olho nu. Tanto os entusiastas da astronomia como os cientistas pretendiam descobrir o porquê desta diminuição de brilho sem precedentes.

Uma equipa liderada por Miguel Montargès, astrónomo na KU Leuven, Bélgica, tem estado desde Dezembro a observar a estrela com o VLT do ESO, com o objectivo de compreender porque é que esta se está a tornar mais ténue. Entre as primeiras observações da campanha encontra-se uma imagem da superfície de Betelgeuse, obtida no final do ano passado com o instrumento SPHERE.

A equipa tinha também observado a estrela com o SPHERE em Janeiro de 2019, antes da diminuição do seu brilho, dando-nos assim uma imagem do antes e do depois de Betelgeuse. Obtidas no óptico, as imagens destacam as mudanças que ocorreram na estrela, tanto em brilho como em forma aparente.

Muitos entusiastas da astronomia perguntam-se se esta diminuição de brilho da Betelgeuse significará que a estrela está prestes a explodir. Tal como todas as super-gigantes, um dia Betelgeuse transformar-se-á numa super-nova, no entanto os astrónomos não pensam que seja isso que está a acontecer actualmente, tendo formulado outras hipóteses para explicar o que está exactamente a causar as variações em forma e brilho observadas nas imagens SPHERE. “Os dois cenários em que estamos a trabalhar são um arrefecimento da superfície devido a actividade estelar excepcional ou ejecção de poeiras na nossa direcção,” explica Montargès. “Claro que o nosso conhecimento de super-gigantes vermelhas é ainda incompleto e este é um trabalho em curso, por isso podemos ainda ter alguma surpresa.”

Montargès e a sua equipa usaram o VLT instalado no Cerro Paranal, no Chile, para estudar a estrela, a qual se encontra a mais de 700 anos-luz de distância da Terra, e tentar encontrar pistas que apontem para o porquê da diminuição do seu brilho. “O Observatório do Paranal do ESO é uma das poucas infra-estruturas capazes de obter imagens da superfície de Betelgeuse,” diz Montargès. Os instrumentos montados no VLT permitem efectuar observações desde o visível ao infravermelho médio, o que significa que os astrónomos podem observar tanto a superfície da estrela como o material que a circunda. “Esta é a única maneira de compreendermos o que está a acontecer a esta estrela.”

Outra imagem nova, obtida com o instrumento VISIR montado no VLT, mostra a radiação infravermelha emitida pela poeira que circundava Betelgeuse em Dezembro de 2019. Estas observações foram realizadas por uma equipa liderada por Pierre Kervella do Observatório de Paris, França, que explicou que o comprimento de onda capturado nesta imagem é semelhante ao detectado por câmaras que detectam calor. As nuvens de poeira, que se assemelham a chamas na imagem VISIR, formam-se quando a estrela lança a sua matéria para o espaço.

“A frase ‘somos todos feitos de poeira estelar’ é algo que ouvimos muito na astronomia popular, mas donde é que vem exactamente esta poeira?” pergunta Emily Cannon, estudante de doutoramento na KU Leuven, que trabalha com imagens SPHERE de super-gigantes vermelhas. “Ao longo das suas vidas, as super-gigantes vermelhas como Betelgeuse criam e ejectam enormes quantidades de material ainda antes de explodirem sob a forma de super-novas. A tecnologia moderna permite-nos estudar estes objectos, situados a centenas de anos-luz de distância de nós, com um detalhe sem precedentes, dando-nos a oportunidade de desvendar o mistério que dá origem a esta perda de massa.”

Astronomia On-line
18 de Fevereiro de 2020

 

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3269: Os buracos negros “comiam” nuvens geladas ao pequeno almoço (e é por isso que cresceram tanto)

CIÊNCIA

Josh Valenzuela / Universidade do Novo México

Utilizando o Very Large Telescope, no Chile, uma equipa de astrónomos observaram reservatórios de gás frio em redor de algumas das primeiras galáxias do Universo.

Estes halos de gás são o alimento perfeito para os buracos negros super-massivos, situados no centro destas galáxias que agora se vem como eram há mais de 12.500 milhões de anos. Esta reserva de alimento pode explicar como é que os buracos negros cresceram tão rápido durante o período da história do Universo conhecido como Amanhecer Cósmico.

“Agora podemos demonstrar, pela primeira vez, que as galáxias primordiais têm comida suficiente à sua volta para manter tanto o crescimento dos buracos negros super-massivos como a intensa formação de estrelas”, afirmou Emanuele Paolo Farina, autor do estudo e investigador no Instituto Max Planck de Astronomia de Heidelberg, na Alemanha, em comunicado. “Isto acrescenta uma peça fundamental ao quebra-cabeças que os astrónomos estão a montar para descrever como as estruturas cósmicas se formaram há mais de doze mil milhões de anos”.

Os primeiros buracos negros, que podem ter-se formado a partir do colapso das primeiras estrelas, devem ter crescido muito rápido. No entanto, até agora, não se haviam detectado os “alimentos” destes buracos em suficiente quantidade para explicar o crescimento.

Observações anteriores tinham revelado uma grande quantidade de poeira e gás nas primeiras galáxias que alimentaram a rápida formação de estrelas, o que sugeriram que haveria poucas sobras para alimentar um buraco negro.

Para resolver o mistério, Farina e osseus colegas usaram o instrumento MUSE, instalado no Very Large Telescope (VLT) do ESO, no deserto chileno de Atacama, para estudar quasares, objectos extremamente brilhantes alimentados por buracos negros super-massivos encontrados no centro de galáxias massivas. Foram estudados 31 quasares, vistos há mais de 12.500 milhões de anos, numa época em que o universo ainda era um bebé e tinha apenas 870 milhões de anos.

De acordo com o estudo publicado na revista científica The Astrophysical Journal, os astrónomos descobriram que 12 dos quasares estudados estavam cercados por enormes reservatórios de gás: halos de gás hidrogénio frio e denso que se estendem por 100 mil anos-luz dos buracos negros centrais e com milhares de milhões de vezes a massa do Sol.

A equipa descobriu que os halos de gás estavam intimamente ligados às galáxias, fornecendo a fonte de alimento perfeita para manter o crescimento de buracos negros super-massivos e intensa formação de estrelas.

No futuro, o ELT (Extremely Large Telescope) do ESO ajudará os cientistas a revelar ainda mais detalhes sobre galáxias e buracos negros super-massivos nos primeiros dois milhares de milhões de anos após o Big Bang

ZAP //

Por ZAP
26 Dezembro, 2019

 

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Observações do ESO revelam “pequeno almoço” de buracos negros na madrugada cósmica

CIÊNCIA

Esta imagem mostra um dos halos de gás recentemente observados pelo instrumento MUSE, montado no VLT (Very Large Telescope) do ESO, sobreposto a uma imagem mais antiga de uma fusão de galáxias vista pelo ALMA. O enorme halo de hidrogénio gasoso está a azul e os dados do ALMA encontram-se a laranja.
O halo está ligado à galáxia, a qual contém um quasar no seu centro. O hidrogénio gasoso, de brilho ténue, é a fonte de “alimento” perfeita para o buraco negro super-massivo situado no centro do quasar.
Os objectos da imagem encontram-se a um desvio para o vermelho de 6,2, o que significa que os vemos tal como eram há 12,8 mil milhões de anos atrás. Apesar dos quasares serem muito brilhantes, os reservatórios de gás que os circundam são muito mais difíceis de observar. Ainda assim, o MUSE conseguiu detectar o brilho ténue do hidrogénio gasoso nos halos, permitindo aos astrónomos descobrir finalmente estes depósitos de “comida” que alimentavam os buracos negros super-massivos no Universo primitivo.
Crédito: ESO/Farina et al.; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Decarli et al.

Com o auxílio do VLT (Very Large Telescope) do ESO, os astrónomos observaram reservatórios de gás frio em torno de algumas das galáxias mais primordiais do Universo. Estes halos de gás são o “alimento” perfeito dos buracos negros super-massivos situados no centro destas galáxias, as quais observamos tal como eram há cerca de 12,5 mil milhões de anos atrás. Este depósito de “comida” pode muito bem explicar como é que estes monstros cósmicos cresceram tão depressa durante um período da história do Universo conhecido por Madrugada Cósmica.

“Podemos demonstrar pela primeira vez que as galáxias primordiais dispõem de ‘alimento’ suficiente nas suas vizinhanças para conseguirem fazer com que os buracos negros super-massivos nos seus centros cresçam ao mesmo tempo que mantêm uma formação estelar intensa,” diz Emanuele Paolo Farina, do Instituto Max Planck de Astronomia em Heidelberg, na Alemanha, que liderou o trabalho de investigação publicado na revista da especialidade The Astrophysical Journal. “Juntámos assim uma peça fundamental ao puzzle que os astrónomos estão a construir para compreender como é que as estruturas cósmicas se formaram há mais de 12 mil milhões de anos atrás.”

Os astrónomos perguntavam-se como é que os buracos negros super-massivos conseguiam crescer tanto tão cedo na história do Universo. “A presença destes monstros primordiais, com massas de vários milhares de milhões de vezes a massa do Sol, constituía um mistério,” diz Farina, também afiliado ao Instituto Max Planck de Astrofísica em Garching bei München, na Alemanha. Isto significa que os primeiros buracos negros, que se devem ter formado do colapso das primeiras estrelas, cresceram muito depressa. No entanto, e até agora, os astrónomos não tinham descoberto “comida de buraco negro” — ou seja, gás e poeira — em quantidades suficientemente elevadas para explicar este crescimento tão rápido.

Para complicar ainda mais a situação, observações obtidas anteriormente com o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) revelaram uma enorme quantidade de poeira e gás nestas galáxias primordiais, mas que parecia desencadear essencialmente formação estelar muito intensa, sugerindo que poderia restar muito pouco material para alimentar um buraco negro.

Para desvendar este mistério, Farina e colegas usaram o instrumento MUSE montado no Very Large Telescope do ESO (VLT), instalado no deserto chileno do Atacama, para estudar quasares — objectos extremamente luminosos situados no centro de galáxias massivas e alimentados por buracos negros super-massivos. Este estudo observou 31 quasares vistos tal como eram há mais de 12,5 mil milhões de anos atrás, numa altura em que o Universo era ainda muito jovem, com apenas 870 milhões de anos de idade. Trata-se de uma das maiores amostras de quasares tão primordiais na história do Universo a serem estudadas.

Os astrónomos descobriram que 12 destes quasares encontram-se rodeados por enormes reservatórios de gás: halos de hidrogénio gasoso denso e frio que se estendem até 100.000 anos-luz de distância dos buracos negros centrais, com milhares de milhões de massas solares. A equipa descobriu também que estes halos de gás se encontram fortemente ligados às galáxias, fornecendo-lhes assim uma fonte de “alimento” perfeita para manter tanto o crescimento do buraco negro como uma formação estelar intensa.

Este trabalho foi possível graças à extrema sensibilidade do instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) montado no VLT do ESO, o qual Farina descreve como “decisivo” no estudo de quasares. “Com apenas algumas horas de observação por alvo, conseguimos investigar os arredores dos maiores e mais esfomeados buracos negros presentes no Universo primordial,” acrescenta Farina. Apesar dos quasares serem muito brilhantes, os reservatórios de gás que os circundam são muito mais difíceis de observar. Ainda assim, o MUSE conseguiu detectar o brilho ténue do hidrogénio gasoso nos halos, permitindo aos astrónomos descobrir finalmente estes depósitos de “comida” que alimentavam os buracos negros super-massivos no Universo primitivo.

Num futuro próximo, o Extremely Large Telescope (ELT) do ESO ajudará os cientistas a revelar ainda mais detalhes sobre as galáxias e os buracos negros super-massivos nos dois primeiros milhares de milhões de anos após o Big Bang. “Com o ELT poderemos observar ainda mais profundamente o Universo primordial e descobrir muitas mais destas nebulosas de gás,” conclui Farina.

Astronomia On-line
24 de Dezembro de 2019

 

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

CIÊNCIA

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

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

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

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

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

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

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

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

Astronomia On-line
20 de Dezembro de 2019

 

spacenews

 

3152: Descoberto primeiro planeta gigante em torno de anã branca

CIÊNCIA

Esta ilustração mostra a anã branca WDJ0914+1914 e o seu exoplaneta do tipo de Neptuno. Uma vez que o gigante gelado descreve uma órbita muito próxima da anã branca quente, a intensa radiação ultravioleta emitida pela estrela faz com que a sua atmosfera lhe seja arrancada. A maior parte do gás escapa, mas algum é puxado para um disco que fica a girar em torno da anã branca.
Crédito: ESO/M. Kornmesser

Com o auxílio do VLT (Very Large Telescope do ESO), os investigadores encontraram pela primeira vez evidências de um planeta gigante associado a uma estrela anã branca. O planeta descreve uma órbita próxima da anã branca quente, o resto de uma estrela do tipo do Sol, o que faz com que a sua atmosfera lhe seja arrancada, formando um disco de gás que circunda a estrela. Este sistema único dá-nos pistas de como poderá ser o nosso próprio Sistema Solar num futuro distante.

“Foi uma daquelas descobertas que se fazem por acaso,” comenta o investigador Boris Gänsicke, da Universidade de Warwick, no Reino Unido, que liderou o estudo publicado anteontem na Nature. A equipa estudou cerca de 7000 anãs brancas observadas pelo SDSS (Sloan Digital Sky Survey) e descobriu uma muito diferente das restantes. Ao analisar as variações subtis da radiação emitida pela estrela, descobriram-se indícios de elementos químicos em quantidades que nunca tinham sido antes observadas numa anã branca. “Sabíamos que tinha de haver algo de excepcional a acontecer neste sistema e pensámos que poderia estar relacionado com algum tipo de resto planetário.”

Para ficar com uma ideia melhor das propriedades desta estrela invulgar, chamada WDJ0914+1914, a equipa observou-a com o instrumento X-shooter montado no VLT do ESO, no deserto chileno do Atacama. Estas observações de seguimento confirmaram a presença de hidrogénio, oxigénio e enxofre associados à anã branca. Ao estudar com todo o detalhe os espectros obtidos pelo X-shooter, a equipa descobriu que estes elementos se encontravam num disco de gás em torno da anã branca e não na estrela propriamente dita.

“Demorámos algumas semanas a pensar que a única maneira de tal disco poder existir seria devido à evaporação de um planeta gigante,” explica Matthias Schreiber da Universidade de Valparaíso, no Chile, que calculou a evolução passada e futura do sistema.

As quantidades detectadas de hidrogénio, oxigénio e enxofre são semelhantes às encontradas nas camadas atmosféricas profundas de planetas gigantes gelados, como Neptuno e Úrano. Se um tal planeta orbitasse perto da anã branca quente, a intensa radiação ultravioleta emitida pela estrela arrancaria as suas camadas mais exteriores e algum deste gás acabaria num disco a rodar em torno da anã branca. É este fenómeno que os cientistas pensam estar a ver em torno da WDJ0914+1914: o primeiro planeta a evaporar-se em órbita de uma anã branca.

Combinando dados observacionais com modelos teóricos, a equipa de astrónomos conseguiu obter uma ideia mais clara deste sistema único. A anã branca é pequena e extremamente quente, apresentando uma temperatura de 28.000 graus Celsius (o que corresponde a cinco vezes a temperatura do Sol). O planeta, por sua vez, é gelado e grande — pelo menos duas vezes o tamanho da estrela. Uma vez que descreve uma órbita muito próxima da estrela, completando uma translação em apenas 10 dias, os fotões de alta energia emitidos pela estrela estão a “soprar” gradualmente a atmosfera planetária. A maior parte do gás escapa, mas algum é puxado — a uma taxa de 3000 toneladas por segundo — para um disco que gira em torno da estrela. É este disco que faz com que o planeta do tipo de Neptuno seja visível, o que não aconteceria doutro modo.

“Esta é a primeira vez que conseguimos medir a quantidade de gases tais como oxigénio e enxofre no disco, o que nos fornece informação sobre a composição de atmosferas de exoplanetas,” diz Odette Toloza da Universidade de Warwick, que desenvolveu um modelo para o disco de gás que circunda a anã branca.

“Esta descoberta abre também uma nova janela no destino final de sistemas planetários,” acrescenta Gänsicke.

As estrelas como o nosso Sol queimam hidrogénio nos seus núcleos durante a maior parte das suas vidas. Quando gastam este combustível, crescem transformando-se em gigantes vermelhas, tornando-se centenas de vezes maiores e “engolindo” os planetas mais próximos. No caso do Sistema Solar, estes planetas incluirão Mercúrio, Vénus e a Terra, os quais serão consumidos pelo Sol em fase de gigante vermelha dentro de cerca de 5 mil milhões de anos. Eventualmente, o Sol perderá as suas camadas mais exteriores, sobrando apenas um núcleo gasto e consumido, uma anã branca. Tais restos estelares podem ainda acolher planetas e pensa-se que existam muitos destes sistemas estelares na nossa Galáxia. No entanto, até agora os cientistas nunca tinham descoberto evidências de um planeta gigante sobrevivente em torno de uma anã branca. A detecção de um exoplaneta em órbita de WDJ0914+1914, situada a cerca de 1500 anos-luz de distância da Terra na direcção da constelação de Caranguejo, pode bem ser a primeira de muitas detecções deste tipo de sistemas.

De acordo com os investigadores, o exoplaneta agora descoberto, graças ao X-shooter do ESO, orbita a anã branca a uma distância de apenas 10 milhões de km, ou 15 vezes o raio do Sol, o que teria correspondido ainda ao interior da gigante vermelha. A localização invulgar do planeta sugere que a determinada altura após a estrela se ter transformado em anã branca, o planeta se deslocou para mais perto desta. Os astrónomos pensam que esta nova órbita poderá ter sido o resultado de interacções gravitacionais com outros planetas no sistema, o que significa que mais do que um planeta pode ter sobrevivido à violenta transição da sua estrela hospedeira.

“Até há pouco tempo, muito poucos astrónomos paravam para ponderar o destino dos planetas em órbita de estrelas moribundas. A descoberta de um planeta em órbita muito próxima de um núcleo estelar consumido demonstra que o Universo desafia constantemente as nossas mentes a progredir para além de ideias estabelecidas,” conclui Gänsicke.

Astronomia On-line
6 de Dezembro de 2019

spacenews

 

2898: Primeira identificação de um elemento pesado formado durante a colisão de duas estrelas de neutrões

CIÊNCIA

Com o auxílio de dados recolhidos pelo instrumento X-shooter montado no VLT do ESO, uma equipa de investigadores europeus descobriu assinaturas de estrôncio formado numa fusão de duas estrelas de neutrões. Esta imagem artística mostra duas estrelas de neutrões minúsculas mas muito densas na altura em que se fundem e explodem sob a forma de uma quilonova. Em primeiro plano, vemos uma representação de estrôncio recém formado.
Crédito: ESO/L. Calçada/M. Kornmesser

Foi detectado pela primeira vez no espaço um elemento pesado recém-formado, o estrôncio, no seguimento de uma fusão de duas estrelas de neutrões. Esta descoberta, feita com observações efectuadas pelo espectrógrafo X-shooter, montado no VLT (Very Large Telescope) do ESO, foi publicada anteontem na revista Nature. A detecção confirma que os elementos mais pesados do Universo se podem formar em fusões de estrelas de neutrões, dando-nos assim a peça que faltava no puzzle da formação de elementos químicos.

Em 2017, no seguimento da detecção das ondas gravitacionais que passaram pela Terra, o ESO apontou os seus telescópios, incluindo o VLT, à fonte destas ondas: uma fusão de estrelas de neutrões chamada GW170817. Os astrónomos suspeitavam que, se os elementos pesados se formassem efectivamente em colisões de estrelas de neutrões, as assinaturas destes elementos poderiam ser detectadas em quilonovas, os resultados explosivos destas fusões. Foi exactamente isso que uma equipa de investigadores europeus fez, usando dados recolhidos pelo instrumento X-shooter, montado no VLT do ESO.

No seguimento da fusão GW170817, o complemento de telescópios do ESO começou a monitorizar a explosão de quilonova emergente num vasto domínio de comprimentos de onda. Em particular, o X-shooter obteve uma série de espectros desde o ultravioleta ao infravermelho próximo. A análise preliminar destes espectros sugeria a presença de elementos pesados na quilonova, mas os astrónomos não conseguiram identificar na altura elementos individuais.

“Ao reanalisar os dados da fusão obtidos em 2017, identificámos a assinatura de um elemento pesado nesta bola de fogo, o estrôncio, provando assim que a colisão de estrelas de neutrões dá origem a este elemento no Universo,” diz o autor principal do estudo, Darach Watson da Universidade de Copenhaga, na Dinamarca. Na Terra, o estrôncio encontra-se no solo de forma natural, estando concentrado em certos minerais. Os seus sais são utilizados para dar ao fogo de artifício uma cor vermelha brilhante.

Os astrónomos conhecem os processos físicos que dão origem aos elementos desde a década de 1950. Nas décadas seguintes, foram sendo descobertas as regiões cósmicas de cada uma destas forjas nucleares principais, excepto uma. “Esta é a fase final de uma busca de longas décadas para descobrir a origem dos elementos,” disse Watson. “Sabemos que os processos que formaram os elementos ocorreram essencialmente em estrelas normais, em explosões de super-novas e nas camadas mais exteriores de estrelas velhas. Mas, até agora, não conhecíamos a localização do processo final, conhecido por captura rápida de neutrões e que deu origem aos elementos mais pesados da tabela periódica.”

A captura rápida de neutrões é um processo no qual um núcleo atómico captura neutrões de modo suficientemente rápido para permitir a formação de elementos muito pesados. Apesar de muitos elementos serem produzidos nos núcleos das estrelas, para criar elementos mais pesados que o ferro, tais como o estrôncio, são necessários meios ainda mais quentes com muitos neutrões livres. A captura rápida de neutrões ocorre naturalmente apenas em ambientes extremos, onde os átomos são bombardeados por um enorme número de neutrões.

“Esta é a primeira vez que conseguimos associar directamente material recém-formado por captura de neutrões com uma fusão de estrelas de neutrões, confirmando assim que as estrelas de neutrões são efectivamente compostas de neutrões e associando a tais fusões o processo de captura rápida de neutrões tão debatido,” diz Camilla Juul Hansen do Instituto Max Planck para Astronomia em Heidelberg, na Alemanha, que desempenhou um papel principal neste estudo.

Os cientistas começam agora finalmente a compreender melhor as fusões de estrelas de neutrões e as quilonovas. Devido ao conhecimento limitado que temos destes fenómenos e a várias complexidades nos espectros que o X-shooter obteve da explosão, os astrónomos não tinham conseguido identificar anteriormente elementos individuais.

“Na realidade, a ideia de que poderíamos estar a ver estrôncio ocorreu-nos pouco depois do evento. No entanto, mostrar que este era de facto o caso revelou-se muito difícil. Esta dificuldade deveu-se ao nosso conhecimento muito incompleto da aparência espectral dos elementos mais pesados da tabela periódica,” disse Jonatan Selsing, da Universidade de Copenhaga, Dinamarca, e outro dos autores principais do artigo científico que descreve estes resultados.

A fusão GW170817 tratou-se da quinta detecção de ondas gravitacionais, tornada possível graças ao LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) da NSF nos EUA e ao interferómetro Virgo na Itália. Situada na galáxia NGC 4993, esta fusão foi a primeira, e até à data a única, fonte de ondas gravitacionais onde a contraparte visível foi detectada por telescópios na Terra.

Com os esforços combinados do LIGO, Virgo e VLT, podemos agora compreender melhor os mecanismos interiores das estrelas de neutrões e as suas fusões explosivas.

Astronomia On-line
25 de Outubro de 2019

 

2746: Explosão rádio enigmática ilumina o halo tranquilo de uma galáxia

CIÊNCIA

O sinal de FRB 181112 era composto por diversas pulsações, cada uma com menos de 40 micros-segundos de duração (10.000 vezes mais curtas que um piscar de olhos). Esta curta duração das pulsações dá-nos um limite superior para a densidade do gás do halo da galáxia atravessada, uma vez que a passagem por um meio mais denso alargaria a duração do sinal rádio.
Crédito: ESO/M. Kornmesser

Com o auxílio do VLT (Very Large Telescope) do ESO, os astrónomos observaram pela primeira vez uma rápida explosão de ondas rádio a passar por um halo galáctico. Com uma duração de menos de um milissegundo, esta explosão enigmática de ondas rádio cósmicas chegou quase imperturbável até à Terra, sugerindo assim que o halo da galáxia atravessado tem uma densidade surpreendentemente baixa e um campo magnético bastante fraco. Esta nova técnica poderá ser usada para explorar halos esquivos de outras galáxias.

Utilizando um mistério cósmico para investigar outro, os astrónomos analisaram o sinal de uma rápida explosão de ondas rádio no intuito de estudarem o gás difuso existente no halo de uma galáxia massiva. Em Novembro de 2018, o rádio telescópio ASKAP (Australian Square Kilometre Array Pathfinder) observou uma rápida explosão de ondas rádio, chamada FRB 181112. Observações de seguimento levadas a cabo com o VLT e outros telescópios revelaram que as pulsações rádio passaram pelo halo de uma galáxia massiva na sua trajectória até à Terra. Esta descoberta permitiu aos astrónomos analisar os sinais rádio no intuito de extrair informações sobre a natureza do halo de gás.

“O sinal da rápida explosão rádio expôs a natureza do campo magnético existente em torno da galáxia e a estrutura do halo de gás. O estudo demonstra uma nova técnica para explorar a natureza dos halos das galáxias,” disse J. Xavier Prochaska, professor de Astronomia e Astrofísica na Universidade de Santa Cruz, Califórnia, EUA, autor principal de um artigo científico que apresenta estes novos resultados e que foi publicado a semana passada na revista Science.

Os astrónomos ainda não sabem o que causa as rápidas explosões de ondas rádio e apenas recentemente conseguiram localizar as galáxias que deram origem a alguns destes novos sinais rádio muito brilhantes e curtos. “Assim que sobrepusemos as imagens rádio e visíveis, vimos logo que esta explosão rádio passava pelo halo de uma galáxia localizada mais perto de nós e que, pela primeira vez, tínhamos uma maneira directa de investigar a matéria que rodeia esta galáxia, matéria esta que é invisível doutro modo,” disse a co-autora do artigo Cherie Day, estudante de doutoramento na Universidade de Tecnologia de Swinburne, na Austrália.

Um halo galáctico contém tanto matéria escura como normal ou bariónica, esta última encontrando-se essencialmente sob a forma de um gás quente ionizado. Enquanto a parte luminosa de uma galáxia massiva pode ter uma dimensão de cerca de 30.000 anos-luz, o seu halo mais ou menos esférico apresenta um diâmetro dez vezes maior. O gás do halo alimenta a formação estelar, à medida que se move em direcção ao centro da galáxia, enquanto outros processos, tais como explosões de super-novas, podem lançar material para fora das regiões de formação estelar e em direcção ao halo galáctico. Uma das razões pelas quais os astrónomos estudam o gás do halo prende-se com o facto de tentarem compreender melhor estes processos de ejecção, os quais podem “desligar” a formação estelar.

“O halo desta galáxia é surpreendentemente calmo,” diz Prochaska. “O sinal rádio passou pela galáxia quase sem ser perturbado, o que contradiz modelos anteriores que previam o que deveria acontecer a explosões rádio nestas circunstâncias.”

O sinal de FRB 181112 era composto por diversas pulsações, cada uma com menos de 40 micros-segundos de duração (10.000 vezes mais curtas que um piscar de olhos). Esta curta duração das pulsações dá-nos um limite superior para a densidade do gás do halo, uma vez que a passagem por um meio mais denso alargaria a duração do sinal rádio. Os investigadores calcularam que a densidade do gás do halo deverá ser inferior a 0,1 átomos por centímetro cúbito (equivalente a algumas centenas de átomos num volume correspondente a um balão de criança). A densidade limita também a possibilidade de existência de turbulência ou nuvens de gás frio no halo. Frio aqui é um termo relativo, referindo-se a temperaturas de cerca de 10.000º C, comparativamente ao gás quente do halo com cerca de 1 milhão de graus Celsius.

“Tal como o ar estremece num dia quente de verão, também a atmosfera ténue nesta galáxia massiva deveria deformar o sinal da explosão das rápidas ondas rádio. Em vez disso, recebemos um sinal tão limpo e nítido que não existe praticamente nenhuma assinatura do gás por onde passou,” disse o co-autor Jean-Pierre Macquart, astrónomo no ICRAR (International Center for Radio Astronomy Research) da Universidade de Curtin, na Austrália.

O estudo não encontrou evidências de nuvens turbulentas frias ou pequenos nodos densos de gás frio. O sinal de rádio também nos deu informação sobre o campo magnético do halo, o qual é muito fraco — um milhar de milhões de vezes mais fraco que o de um imã de frigorífico.

Nesta altura, com resultados para apenas um halo galáctico, os investigadores não podem dizer se a densidade baixa e campo magnético fraco que mediram são invulgares ou se estudos anteriores de halos galácticos sobrestimaram estas propriedades. Prochaska espera que o ASKAP e outros rádio telescópios usem mais explosões de ondas rádio rápidas para estudarem outros halos galácticos e investigar as suas propriedades.

“Esta galáxia pode ser especial,” disse Prochaska. “Temos que utilizar explosões de rápidas ondas rádio para estudar dezenas ou centenas de galáxias com uma grande variedade de massas e idades para investigarmos a população completa.” Telescópios ópticos como o VLT do ESO desempenham um papel importante ao revelar quão longe se encontra a galáxia que deu origem a cada explosão de ondas rádio, assim como se a explosão passou através do halo de alguma galáxia situada mais perto de nós.

Astronomia On-line
1 de Outubro de 2019

 

2433: Descoberto buraco negro massivo com 40.000 milhões de vezes a massa do Sol

LIGO
Conceção artística da colisão de dois buracos negros

Um buraco negro massivo com 40.000 milhões de vezes a massa do Sol foi detectado no coração da galáxia elíptica Holmberg 15A, localizada a cerca de 700 milhões de anos-luz do nosso planeta.

O objecto, baptizado de Holm 15A *, é um dos maiores buracos negros até então conhecido, sendo também o maior entre os buracos negros descobertos após o rastreamento das estrelas à sua volta, escreve o portal Science Alert.

Com a descoberta, cujos resultados foram publicados em julho passado no portal arXiv.org, os autores corrigiram cálculos de outros astrofísicos que estimavam com base em observações indirectas a presença de um buraco negro com uma massa 310 maior do que a do Sol também na galáxia Holmberg 15A.

“Usamos modelos axisimétricos Schwarzschild baseados em órbitas para analisar a cinemática estelar de Holm 15A a partir de novas observações espectrais de alta resolução e campo amplo”, escreveram os cientistas no artigo, detalhando que os novos dados foram obtidos graças ao instrumento MUSE, instalado no telescópio Very Large Telescope), localizado no Chile. “Este é o buraco negro mais massivo [já descoberto] com detecção dinâmica directa no Universo local”, acrescentam.

De acordo com o mesmo modelo, o buraco negro está numa zona de fusão de galáxias do tipo primitivo. Contudo, os cientistas esperam levar a cabo novas investigações para terminar com precisão a forma com o corpo massivo se formou.

ZAP //

Por ZAP
12 Agosto, 2019

 

2416: Descobertas galáxias que podem dar pistas sobre matéria escura do Universo

ESO
A matéria escura em torno de uma das galáxias do enxame de galáxias Abell 3827 não se move com esta, possivelmente implicando que estão a ocorrer interações de natureza desconhecida entre a matéria escura

Astrónomos identificaram 39 galáxias antigas e ‘super-massivas’, uma descoberta que pode dar novas pistas sobre a evolução dos buracos negros de grande massa e a distribuição da matéria escura no Universo, divulgou hoje a Universidade de Tóquio, no Japão.

Os astrónomos da Universidade de Tóquio, que usaram nas observações o radiotelescópio ALMA e o telescópio VLT, ambos no Chile, defendem que a abundância de tais galáxias desafia os modelos actuais do Universo.

As galáxias ter-se-ão formado nos primeiros dois mil milhões de anos do Universo (que terá 13,7 mil milhões de anos de acordo com a teoria do Big Bang). Os resultados foram publicados esta quarta-feira na revista Nature.

“Esta descoberta contraria os modelos actuais para aquele período da evolução cósmica e vai ajudar a acrescentar alguns detalhes que faltavam até agora“, afirmou o investigador Tao Wang, citado em comunicado pela Universidade de Tóquio.

De acordo com a investigação, a existência e a forma como evoluíram as galáxias ‘super-massivas’ antigas permite saber mais sobre a evolução dos buracos negros ‘super-massivos’ (regiões do Universo de grande massa de onde nem a luz escapa), uma vez que quanto mais massa tem uma galáxia mais massa tem o buraco negro no centro dessa galáxia.

Por outro lado, segundo os autores do estudo, as galáxias com maior massa estão ligadas à distribuição da matéria escura, a que não é visível e que constitui a maior parte do Universo.

“Tal [facto] desempenha um papel na modulação da estrutura e distribuição das galáxias. Os investigadores vão precisar de actualizar as suas teorias”, sustentou o astrónomo Kotaro Kohno.

Dada a distância a que se encontra este tipo de galáxias, a luz por elas emitida chega muito ténue à Terra, não sendo visível com telescópios ópticos.

A equipa de astrónomos japoneses espera aprofundar os seus estudos sobre as 39 galáxias, nomeadamente sobre a sua população de estrelas e a sua composição química, com o potente telescópio espacial James Webb, com lançamento previsto para 2021, após sucessivos adiamentos.

ZAP // Lusa

Por Lusa
7 Agosto, 2019

 

Descoberto um disco circum-planetário, “formador de luas”, em torno de jovem planeta

CIÊNCIA

Imagem ALMA da poeira em PDS 70, um sistema localizado a aproximadamente 370 anos-luz da Terra. Duas manchas ténues na região interior do disco estão associadas com planetas recém-formados. Uma dessas concentrações de poeira é um disco circum-planetário, o primeiro já detectado em torno de uma estrela distante.
Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); A. Isella

Recorrendo ao ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), os astrónomos fizeram as primeiras observações de um disco circum-planetário, a cintura planetária de poeira e gás que os astrónomos fortemente teorizam controlar a formação de planetas e que dá origem a todo um sistema de luas, como o encontrado em redor de Júpiter.

Este jovem sistema estelar, PDS 70, está localizado a aproximadamente 370 anos-luz da Terra. Recentemente, os astrónomos confirmaram a presença de dois planetas massivos, semelhantes a Júpiter, em órbita da estrela. Esta descoberta foi feita com o VLT (Very Large Telescope) do ESO, que detectou o brilho quente naturalmente emitido pelo hidrogénio gasoso que se acumula nos planetas.

As novas observações do ALMA, ao invés, mostram as fracas ondas de rádio emitidas pelas partículas minúsculas (com cerca de um-décimo de milímetro) de poeira em redor da estrela.

Os dados do ALMA, combinados com as observações anteriores do VLT no óptico e no infravermelho, fornecem evidências convincentes de que um disco empoeirado capaz de formar múltiplas luas rodeia o planeta mais exterior conhecido do sistema.

“Pela primeira vez, podemos ver conclusivamente os sinais reveladores de um disco circum-planetário, que ajuda a suportar muitas das actuais teorias de formação planetária,” disse Andrea Isella, astrónomo da Universidade Rice em Houston, no estado norte-americano do Texas, autor principal de um artigo publicado na revista The Astrophysical Journal Letters.

“Ao compararmos as nossas observações com imagens infravermelhas e ópticas de alta-resolução, podemos ver que uma concentração de minúsculas partículas de poeira, de outro modo enigmática, é um disco planetário de poeira, o primeiro do seu género já observado conclusivamente,” disse. De acordo com os investigadores, esta é a primeira vez que um planeta é visto nestas três bandas distintas de luz (visível, infravermelho e rádio).

Ao contrário dos gelados anéis de Saturno, que provavelmente se formaram pela colisão de cometas e corpos rochosos há relativamente pouco tempo na história do nosso Sistema Solar, o disco circum-planetário é o remanescente do processo de formação do planeta.

Os dados do ALMA também revelaram duas diferenças distintas entre os dois planetas recém-descobertos. O mais próximo dos dois, PDS 70 b, que está mais ou menos à mesma distância da sua estrela do que Úrano do Sol, tem uma massa de poeira atrás dele, lembrando uma cauda. “O que isto é, e o que significa para este sistema planetário, ainda não é conhecido,” disse Isella. “A única coisa conclusiva que podemos dizer é que está longe o suficiente do planeta para ser uma característica independente.”

O segundo planeta, PDS 70 c, reside no mesmo local que um nó claro de poeira visto nos dados do ALMA. Dado que este planeta brilha tão intensamente nas bandas do infravermelho e do hidrogénio, os astrónomos podem dizer de maneira convincente que um planeta totalmente formado já está em órbita e que o gás próximo continua a ser sugado para a superfície do planeta, terminando o seu surto de crescimento adolescente.

Este planeta exterior está localizado a mais ou menos 5,3 mil milhões de quilómetros da estrela hospedeira, aproximadamente à mesma distância que Neptuno está do Sol. Os astrónomos estimam que este planeta tenha entre 1 e 10 vezes a massa de Júpiter. “Se o planeta estiver do lado mais massivo dessa estimativa, é bem possível que existam luas do tamanho de um planeta formando-se em redor,” observou Isella.

Os dados do ALMA também acrescentam outro elemento importante a estas observações.

Os estudos ópticos de sistemas planetários são notoriamente complexos. Dado que a estrela é muito mais brilhante do que os planetas, é difícil filtrar o brilho, tal como tentar avistar um pirilampo ao lado de um holofote. No entanto, as observações do ALMA não têm essa limitação, já que as estrelas emitem comparativamente pouca luz em comprimentos de onda milimétricos e submilimétricos.

“Isto significa que podemos voltar a este sistema a diferentes períodos e mapear com mais facilidade a órbita dos planetas e a concentração de poeira no sistema,” concluiu Isella. “Isto dar-nos-á uma visão única das propriedades orbitais dos sistemas solares nos seus primeiros estágios de desenvolvimento.”

Astronomia On-line
16 de Julho de 2019

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2113: 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



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1779: Instrumento GRAVITY abre novos caminhos na obtenção de imagens de exoplanetas

O instrumento GRAVITY montado no VLTI (Interferómetro do Very Large Telescope) do ESO obteve a sua primeira observação directa de um exoplaneta, utilizando interferometria óptica. Este método revelou uma atmosfera exoplanetária complexa com nuvens de ferro e silicatos no seio de uma tempestade que engloba todo o planeta. Esta técnica apresenta possibilidades únicas para caracterizar muitos dos exoplanetas que se conhecem actualmente. Esta imagem artística mostra o exoplaneta observado, HR 8799e.
Crédito: ESO/L. Calçada

O instrumento GRAVITY montado no VLTI (Interferómetro do Very Large Telescope) do ESO obteve a sua primeira observação directa de um exoplaneta, utilizando interferometria óptica. Este método revelou uma atmosfera exoplanetária complexa com nuvens de ferro e silicatos no seio de uma tempestade que engloba todo o planeta. Esta técnica apresenta possibilidades únicas para caracterizar muitos dos exoplanetas que se conhecem actualmente.

Este resultado foi anunciado numa carta à revista Astronomy & Astrophysics pela Colaboração GRAVITY, na qual foram apresentadas observações do exoplaneta HR 8799e usando interferometria óptica. Este exoplaneta foi descoberto em 2010 em órbita de uma estrela jovem de sequência principal, HR 8799, situada a cerca de 129 anos-luz de distância da Terra na constelação de Pégaso.

Os resultados, que revelam novas características de HR 8799e, necessitaram de um instrumento de muito alta resolução e sensibilidade. O GRAVITY pode usar os quatro Telescópios Principais do VLT do ESO em uníssono como se de um único telescópio enorme se tratassem, utilizando uma técnica conhecida por interferometria. Este super-telescópio — o VLTI — recolhe e separa de forma precisa a radiação emitida pela atmosfera de HR 8799e e a radiação emitida pela sua estrela progenitora.

HR 8799e é um exoplaneta do tipo “super-Júpiter”, um mundo diferente de qualquer um dos planetas existentes no Sistema Solar, já que é mais massivo e muito mais jovem do que qualquer dos planetas que orbita o nosso Sol. Com apenas 30 milhões de anos, este exoplaneta bebé é suficientemente jovem para dar aos astrónomos pistas sobre a formação de planetas e sistemas planetários. O exoplaneta é completamente inóspito — a energia que restou da sua formação e um forte efeito de estufa fazem com que HR 8799e apresente uma temperatura de cerca de 1000º C à sua superfície.

Esta é a primeira vez que interferometria óptica é utilizada para revelar detalhes sobre um exoplaneta e a nova técnica deu-nos um espectro extremamente detalhado com uma qualidade sem precedentes — dez vezes mais detalhado do que observações anteriores. As medições levadas a cabo pela equipa revelaram a composição da atmosfera de HR 8799e — a qual contém algumas surpresas.

“A nossa análise mostrou que HR 8799e tem uma atmosfera que contém muito mais monóxido de carbono do que metano — algo que não se espera do equilíbrio químico,” explica o líder da equipa Sylvestre Lacour, investigador do CNRS no Observatório de Paris – PSL e no Instituto Max Planck de Física Extraterrestre. “A melhor maneira de explicar este resultado surpreendente é com elevados ventos verticais no seio da atmosfera, os quais impedem o monóxido de carbono de reagir com o hidrogénio para formar metano.”

A equipa descobriu que a atmosfera contém igualmente nuvens de poeira de ferro e silicatos. Quando combinado com o excesso de monóxido de carbono, este facto sugere-nos que a atmosfera de HR 8799e esteja a sofrer os efeitos de uma enorme e violenta tempestade.

“As nossas observações sugerem uma bola de gás iluminada do interior, com raios de luz quente em movimento nas nuvens escuras tempestuosas,” explica Lacour. “A convecção faz movimentar as nuvens de partículas de ferro e silicatos, que se desagregam provocando chuva no interior. Este cenário mostra-nos uma atmosfera dinâmica num exoplaneta gigante acabado de formar, onde ocorrem processos físicos e químicos altamente complexos.”

Este resultado junta-se ao já impressionante conjunto de descobertas feitas com o auxílio do GRAVITY, as quais incluem a observação do ano passado de gás a espiralar com uma velocidade de 30% da velocidade da luz na região logo a seguir ao horizonte de eventos do buraco negro super-massivo que se situa no Centro Galáctico. Este novo resultado acrescenta mais uma maneira de observar exoplanetas ao já extenso arsenal de métodos disponíveis aos telescópios e instrumentos do ESO — abrindo caminho a muitas outras descobertas impressionantes.

Astronomia On-line
29 de Março de 2019

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1763: Formação estelar e poeira de estrelas antigas

Imagem do ALMA e do Telescópio Espacial Hubble da galáxia distante MACS0416_Y1. A distribuição da poeira e do oxigénio gasoso traçada pelo ALMA tem tons avermelhados e esverdeados, respectivamente, enquanto a distribuição das estrelas captada pelo Hubble está a azul.
Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, Tamura et al.

Investigadores detectaram um sinal de rádio de poeira interestelar abundante em MACS0416_Y1, uma galáxia a 13,2 mil milhões de anos-luz de distância na direcção da constelação de Erídano. Os modelos-padrão não conseguem explicar tanta poeira numa galáxia tão jovem, forçando-nos a reconsiderar a história da formação estelar. Os cientistas agora pensam que MACS0416_Y1 sofreu uma formação estelar escalonada, com dois períodos intensos 300 milhões e 600 milhões de anos após o Big Bang, e com uma fase calma entre eles.

As estrelas são os principais intervenientes no Universo, mas são apoiadas pelas mãos invisíveis dos bastidores: a poeira estelar e o gás. As nuvens cósmicas de poeira e gás são os locais de formação estelar e magistrais contadores da história cósmica.

“A poeira e os elementos relativamente pesados, como oxigénio, são disseminados pela morte das estrelas,” disse Yoichi Tamura, professor associado da Universidade de Nagoya e autor principal do artigo científico. “Portanto, uma detecção de poeira em determinado momento indica que um número de estrelas já se formou e morreu bem antes desse ponto.”

Usando o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), Tamura e a sua equipa observaram a galáxia distante MACS0416_Y1. Dada a velocidade finita da luz, as ondas de rádio que observamos hoje nesta galáxia tiveram que viajar durante 13,2 mil milhões de anos para chegar até nós. Por outras palavras, fornecem uma imagem do aspecto da galáxia há 13,2 mil milhões de anos, apenas 600 milhões de anos após o Big Bang.

Os astrónomos detectaram um sinal fraco, mas revelador, de emissões de rádio de partículas de poeira em MACS0416_Y1. O Telescópio Espacial Hubble, o Telescópio Espacial Spitzer e o VLT (Very Large Telescope) do ESO observaram a luz das estrelas da galáxia; e da sua cor estimam que a idade estelar seja de 4 milhões de anos.

“Não é fácil,” realça Tamura. “A poeira é demasiado abundante para ter sido formada em 4 milhões de anos. É surpreendente, mas precisamos de ter os pés assentes na terra. As estrelas mais antigas podem estar escondidas na galáxia, ou podem já ter morrido e desaparecido.”

“Já foram propostas várias ideias para superar esta crise orçamentária de poeira,” disse Ken Mawatari, investigador da Universidade de Tóquio. “No entanto, nenhuma é conclusiva. Fizemos um novo modelo que não precisa de suposições extremas divergentes do conhecimento da vida das estrelas no Universo de hoje. O modelo explica bem tanto a cor da galáxia como a quantidade de poeira.” Neste modelo, o primeiro surto de formação estelar começou aos 300 milhões de anos e durou 100 milhões de anos. Depois, a formação estelar acalmou durante algum tempo e recomeçou aos 600 milhões de anos. Os investigadores pensam que o ALMA observou esta galáxia no início da sua segunda geração de formação estelar.

“A poeira é um material crucial para planetas como a Terra,” explica Tamura. “O nosso resultado é um passo importante para entender o início da história do Universo e a origem da poeira.”

Astronomia On-line
26 de Março de 2019

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