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406: Estudo do Webb revela que os planetas rochosos podem formar-se em ambientes extremos

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CIÊNCIA // ASTRONOMIA // WEBB

Uma equipa internacional de astrónomos utilizou o Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA para obter a primeira observação de água e outras moléculas nas regiões interiores de formação de planetas rochosos de um disco num dos ambientes mais extremos da nossa Galáxia.

Impressão de artista de uma estrela jovem rodeada por um disco protoplanetário no qual se estão a formar planetas.
Crédito: ESO/L. Calçada

Uma equipa internacional de astrónomos utilizou o Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA para obter a primeira observação de água e outras moléculas nas regiões interiores de formação de planetas rochosos de um disco num dos ambientes mais extremos da nossa Galáxia.

Estes resultados sugerem que as condições para a formação de planetas rochosos, tipicamente encontradas em discos de regiões onde se formam estrelas de baixa massa, podem também ocorrer em regiões onde se formam estrelas massivas e possivelmente numa gama mais alargada de ambientes.

Estes são os primeiros resultados do programa XUE (eXtreme UV Environments) do Telescópio Espacial James Webb, que se centra na caracterização de discos de formação planetária em regiões onde se formam estrelas massivas.

Estas regiões são provavelmente representativas do ambiente em que se formou a maioria dos sistemas planetários.

Compreender o impacto do ambiente na formação dos planetas é importante para que os cientistas possam compreender a diversidade das populações observadas de exoplanetas.

O programa XUE tem como alvo um total de 15 discos em três áreas da Nebulosa da Lagosta (também conhecida como NGC 6357), uma grande nebulosa de emissão a cerca de 5500 anos-luz de distância da Terra, na direcção da constelação de Escorpião.

A Nebulosa da Lagosta é uma das regiões de formação estelar mais jovens e mais próximas, albergando algumas das estrelas mais massivas da nossa Galáxia.

As estrelas massivas são mais quentes e, por isso, emitem mais radiação ultravioleta (UV). Este facto pode dispersar o gás no disco, fazendo com que o seu tempo de vida esperado seja de apenas um milhão de anos.

Graças ao Webb, os astrónomos podem agora estudar o efeito da radiação UV nas regiões interiores de formação de planetas rochosos dos discos protoplanetários em torno de estrelas como o nosso Sol.

Este gráfico apresenta alguns dos primeiros resultados do programa XUE (eXtreme UV Environments) do Telescópio Espacial James Webb. Estes resultados sugerem que as condições para a formação de planetas rochosos, tipicamente encontradas em discos de regiões onde se formam estrelas de baixa massa, podem também ocorrer em regiões onde se formam estrelas massivas e possivelmente numa gama mais vasta de ambientes.
Este primeiro resultado centra-se no disco protoplanetário denominado XUE 1, que está localizado no enxame estelar Pismis 24.
O disco interior em torno de XUE 1 revelou assinaturas de água (aqui destacada a azul e centrada em cerca de 14,2 micrómetros), bem como acetileno (C2H2, destacado a verde; centrado em cerca de 13,7 micrómetros), cianeto de hidrogénio (HCN, destacado a castanho; centrado em cerca de 14,0 micrómetros) e dióxido de carbono (CO2, destacado a vermelho; centrado em cerca de 14,95 micrómetros). Como indicado, algumas das emissões detectadas eram mais fracas do que alguns dos modelos previstos, o que pode implicar um pequeno raio do disco exterior.
Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, J. Olmsted (STScI), M. C Ramírez-Tannus (Instituto Max Planck de Astronomia)

“O Webb é o único telescópio com a resolução espacial e a sensibilidade necessárias para estudar discos de formação planetária em regiões onde se formam estrelas massivas”, disse a chefe da equipa, María Claudia Ramírez-Tannus, do Instituto Max Planck de Astronomia, na Alemanha.

Os astrónomos pretendem caracterizar as propriedades físicas e a composição química das regiões formadoras de planetas rochosos nos discos protoplanetários da Nebulosa da Lagosta, utilizando o MRS (Medium Resolution Spectrometer) do MIRI (Mid-InfraRed Instrument) do Webb. Este primeiro resultado centra-se no disco protoplanetário denominado XUE 1, que se situa no enxame estelar Pismis 24.

“Só a gama de comprimentos de onda e a resolução espectral do MIRI nos permitem sondar o inventário molecular e as condições físicas do gás quente e da poeira onde se formam os planetas rochosos”, disse o membro da equipa Arjan Bik, da Universidade de Estocolmo, na Suécia.

Devido à sua localização perto de várias estrelas massivas em NGC 6357, os cientistas esperam que XUE 1 tenha estado constantemente exposta a um campo de radiação ultravioleta elevada durante toda a sua vida. No entanto, neste ambiente extremo, a equipa ainda detectou uma série de moléculas que são os blocos de construção de planetas rochosos.

“Descobrimos que o disco interior em torno de XUE 1 é notavelmente semelhante ao das regiões de formação estelar próximas”, disse Rens Waters, membro da equipa, da Universidade de Radboud, nos Países Baixos.

“Detectámos água e outras moléculas como monóxido de carbono, dióxido de carbono, cianeto de hidrogénio e acetileno. No entanto, a emissão encontrada foi mais fraca do que alguns modelos previam. Isto pode implicar um pequeno raio exterior do disco”.

Este gráfico apresenta alguns dos primeiros resultados do programa XUE (eXtreme UV Environments) do Telescópio Espacial James Webb. Estes resultados sugerem que as condições para a formação de planetas rochosos, tipicamente encontradas em discos em regiões onde se formam estrelas de baixa massa, podem também ocorrer em regiões onde se formam estrelas massivas e possivelmente numa gama mais vasta de ambientes.
Os astrónomos concentraram-se em regiões de discos com formação de planetas rochosos na Nebulosa da Lagosta, utilizando o MRS (Medium Resolution Spectrometer) do MIRI (Mid-InfraRed Instrument) do Webb. Este primeiro resultado centra-se no disco protoplanetário denominado XUE 1, que está localizado no enxame estelar Pismis 24.
Este gráfico apresenta as assinaturas observadas de monóxido de carbono entre 4,95 e 5,15 micrómetros.
Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, J. Olmsted (STScI), M. C Ramírez-Tannus (Instituto Max Planck de Astronomia)

“Ficámos surpreendidos e entusiasmados porque esta é a primeira vez que estas moléculas foram detectadas em condições tão extremas”, acrescentou Lars Cuijpers da Universidade de Radboud.

A equipa também encontrou evidências de pequenos grãos de poeira de silicato, parcialmente cristalinos, na superfície do disco. Estes são considerados os blocos de construção dos planetas rochosos.

Estes resultados são uma boa notícia para a formação de planetas rochosos, uma vez que a equipa científica descobriu que as condições no disco interior se assemelham às encontradas nos discos bem estudados localizados em regiões de formação estelar próximas, onde apenas se formam estrelas de baixa massa. Isto sugere que os planetas rochosos podem formar-se numa gama muito mais ampla de ambientes do que se pensava anteriormente.

A equipa nota que as restantes observações do programa XUE são cruciais para estabelecer a semelhança destas condições.

“XUE1 mostra-nos que as condições para a formação de planetas rochosos existem, por isso o próximo passo é verificar até que ponto são comuns”, diz Ramírez-Tannus. “Vamos observar outros discos na mesma região para determinar a frequência com que estas condições são observadas.”

// ESA (comunicado de imprensa)
// ESA/Webb (comunicado de imprensa)
// NASA (comunicado de imprensa)
// STScI (comunicado de imprensa)
// Instituto Max Planck de Astronomia (comunicado de imprensa)
// Universidade de Estocolmo (comunicado de imprensa)
// Universidade de Radboud (comunicado de imprensa)
// Universidade Estatal da Pensilvânia (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal Letters)
// Artigo científico (arXiv.org)

CCVALG
5 de Dezembro de 2023



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Astrofísicos descobrem seis planetas próximos da Terra a “dançarem uma valsa”

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⚗️ CIÊNCIA // 📡ASTROFÍSICA // 🌌UNIVERSO

Os autores da investigação dizem que este raro sistema planetário pode dar novas pistas sobre a formação e evolução dos planetas.

© ROGER THIBAUT/NCCR PLANETS

Astrofísicos descobriram um sistema planetário “próximo” da Terra formado por seis planetas que orbitam a sua estrela em sincronia, como se dançassem uma valsa, divulgou esta quarta-feira a revista científica Nature.

Os seis planetas, que provavelmente têm realizado esta mesma “dança rítmica” desde que o sistema planetário se formou há milhares de milhões de anos, orbitam a estrela HD110067, situada a cerca de 100 anos-luz da Terra, na constelação da Cabeleira de Berenice.

Segundo os autores da investigação, liderada pelo astrofísico espanhol Rafael Luque, da Universidade de Chicago, nos Estados Unidos, este raro sistema planetário pode dar novas pistas sobre a formação e evolução dos planetas.

“Esta descoberta vai tornar-se uma referência para estudar como os sub-Neptunos, o tipo mais comum de planetas fora do Sistema Solar, se formaram, evoluíram, de que são feitos e se possuem as condições certas para suportar água líquida nas suas superfícies”, sustentou Rafael Luque, citado em comunicado pela Universidade de Chicago.

As observações dos seis planetas foram feitas com o telescópio espacial norte-americano TESS e a leitura de dados combinada com a informação recolhida pelo telescópio espacial europeu CHEOPS.

Os planetas extra-solares em questão estão em ressonância orbital, que ocorre quando dois ou mais corpos celestes em órbita exercem influência gravitacional um sobre o outro.

No caso, o planeta mais próximo da estrela HD110067 completa três órbitas por cada duas feitas pelo planeta seguinte, um padrão que se repete entre os quatro planetas mais próximos da estrela.

Entre os planetas mais distantes da estrela HD110067 repete-se duas vezes um padrão de quatro órbitas por cada três feitas pelo planeta seguinte.

“Pensamos que apenas cerca de um por cento de todos os sistemas [planetários] permanecem em ressonância, e menos ainda mostram uma cadeia de planetas nesta configuração”, assinalou o astrofísico Rafael Luque, acrescentando que “a configuração original” do sistema HD110067 “sobreviveu intocada”.

DN // LUSA
29 Novembro 2023 — 16:45


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304: Pode haver vida debaixo dos glaciares de sal de Mercúrio

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CIÊNCIA // MERCÚRIO // GLACIARES

Mercúrio, com as suas temperaturas superficiais escaldantes que atingem os 425 graus Celsius, foi durante muito tempo considerado um planeta inóspito.

JHU APL / Carnegie Institution of Washington / NASA
Messenger, a sonda lançada pela NASA há 6 anos e meio para explorar Mercúrio

No entanto, uma investigação recente do Planetary Science Institute (PSI), no Arizona, descobriu provas intrigantes que sugerem que pode haver vida sob a superfície do planeta, particularmente em regiões com glaciares de sal.

Os cientistas do PSI examinaram dados da sonda Messenger de Mercúrio da NASA, que surpreendentemente revelaram a presença de compostos voláteis, incluindo sódio, potássio, enxofre e cloro.

Estes compostos, que inicialmente se pensava terem sido eliminados devido à proximidade do planeta ao Sol e à ausência de uma atmosfera substancial, despertaram um interesse renovado na potencial habitabilidade de Mercúrio.

O foco do estudo centrou-se em duas áreas distintas de Mercúrio: a cratera de impacto Raditladi e a região do Caos Borealis, perto do pólo norte. Os investigadores descobriram que as formações subterrâneas semelhantes a glaciares, que albergam quantidades substanciais de compostos voláteis, ficam expostas quando o impacto de um asteroide perturba a superfície do planeta.

No passado antigo de Mercúrio, explica o Futurism, a actividade vulcânica libertou vapores de água contendo sódio, que se condensaram em poças de água temporárias.

O calor intenso do Sol evaporaria subsequentemente a água, deixando para trás camadas de sódio. Ao longo de milhares de milhões de anos, estas camadas podem ter-se acumulado, formando os glaciares de sal observados actualmente.

O paralelo estabelecido entre os potenciais habitats sub-superficiais de Mercúrio e os ambientes extremos da Terra, como o árido deserto do Atacama, no Chile, desperta a curiosidade sobre a possibilidade de existir vida microbiana nestas condições adversas.

No nosso planeta, compostos salinos específicos criam nichos habitáveis nalguns dos ambientes mais difíceis, levantando a possibilidade de que adaptações semelhantes possam ocorrer em Mercúrio.

ZAP //
28 Novembro, 2023


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211: Hubble mede o tamanho do exoplaneta mais próximo em trânsito

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CIÊNCIA // ASTRONOMIA // HUBBLE

O Telescópio Espacial Hubble da NASA mediu o tamanho do exoplaneta mais próximo da Terra que passa pela face de uma estrela vizinha. Este alinhamento, chamado trânsito, abre a porta a estudos posteriores para ver que tipo de atmosfera, se é que existe, o mundo rochoso poderá ter.

Ilustração do exoplaneta LTT 1445Ac, que tem o tamanho da Terra. O planeta orbita uma estrela anã vermelha. A estrela está num sistema triplo, com duas anãs vermelhas em órbita íntima, vistas no canto superior direito. O ponto preto à frente da brilhante esfera vermelho-clara no centro da imagem é o planeta LTT 1445Ac a transitar pela face da estrela. O planeta tem uma temperatura à superfície de cerca de 260º C. Em primeiro plano, no canto inferior esquerdo, está outro planeta do sistema, LTT 1445Ab. A vista é de 22 anos-luz de distância, olhando para trás em direcção ao nosso Sol, que é o ponto brilhante em baixo à direita. Algumas das estrelas de fundo fazem parte da constelação de Boieiro.
Crédito: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)

O pequeno planeta, LTT 1445Ac, foi descoberto pela primeira vez pelo TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA em 2022. Mas a geometria do plano orbital do planeta em relação à sua estrela, vista da Terra, era incerta porque o TESS não tem a resolução óptica necessária.

Isto significa que a detecção pode ter sido o chamado trânsito rasante, em que um planeta apenas atravessa uma pequena porção do disco da estrela-mãe. Isto daria origem a um limite inferior impreciso do diâmetro do planeta.

“Havia a possibilidade deste sistema ter uma geometria azarada e, se fosse esse o caso, não conseguiríamos medir o tamanho correto. Mas, com as capacidades do Hubble, conseguimos determinar o seu diâmetro”, disse Emily Pass, do Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian, em Cambridge, Massachusetts, EUA.

Este diagrama compara dois cenários de como um exoplaneta do tamanho da Terra passa em frente da sua estrela hospedeira. O percurso inferior mostra o planeta apenas a roçar a estrela. Estudar a luz de um trânsito deste tipo pode levar a uma estimativa incorrecta do tamanho do planeta, fazendo-o parecer mais pequeno do que realmente é. O percurso superior mostra a geometria óptima, em que o planeta transita por todo o disco da estrela. A precisão do Telescópio Espacial Hubble pode distinguir entre estes dois cenários, produzindo uma medição precisa do diâmetro do planeta.
Crédito: NASA, ESA, Elizabeth Wheatley (STScI)

As observações do Hubble mostram que o planeta faz um trânsito normal por todo o disco da estrela, o que lhe dá um tamanho real de apenas 1,07 vezes o diâmetro da Terra.

Isto significa que o planeta é um mundo rochoso, como a Terra, com aproximadamente a mesma gravidade à superfície. Mas, com uma temperatura à superfície de cerca de 260º C, é demasiado quente para a vida tal como a conhecemos.

O planeta orbita a estrela LTT 1445A, que faz parte de um sistema triplo de três estrelas anãs vermelhas, a 22 anos-luz de distância, na direcção da constelação de Erídano. A estrela tem dois outros planetas maiores que LTT 1445Ac.

Um par íntimo de duas outras estrelas anãs, LTT 1445B e C, encontra-se a cerca de 4,8 mil milhões de quilómetros de distância de LTT 1445A, também resolvido pelo Hubble. O alinhamento das três estrelas e a órbita do par BC, vista de lado, sugerem que tudo no sistema é coplanar, incluindo os planetas conhecidos.

“Os planetas em trânsito são excitantes porque podemos caracterizar as suas atmosferas com espectroscopia, não só com o Hubble, mas também com o Telescópio Espacial James Webb. A nossa medição é importante porque diz-nos que este é provavelmente um planeta terrestre muito próximo.

Aguardamos com expectativa as observações que se seguirão e que nos permitirão compreender melhor a diversidade de planetas à volta de outras estrelas”, disse Pass.

// Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian (comunicado de imprensa)
// NASA (comunicado de imprensa)
// ESA (comunicado de imprensa)
// ESA/Hubble (comunicado de imprensa)
// STScI (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (arXiv.org)

CCVALG
21 de Novembro de 2023


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11: Pedaços de um antigo planeta chamado Theia podem estar enterrados no manto da Terra

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⚗️ CIÊNCIA // 🌌UNIVERSO // 🌎TERRA

Uma nova descoberta pode vir a confirmar a teoria do “impacto gigante” para a formação da Lua. Partes do planeta Theia, cujo impacto com o nosso planeta terá formado a Lua, poderão ainda existir em regiões densas no manto terrestre.

NASA/JPL-Caltech/T. Pyle
Conceito artístico da colisão de um corpo celeste semelhante a Theia com a Terra

Um estudo publicado, esta quarta-feira, na Nature, sugere que vestígios de um antigo planeta chamado Theia possam estar escondidos no manto da Terra.

A confirmar-se, tal descoberta vem reforçar a teoria de que um planeta do tamanho de Marte, denominado Theia, colidiu com a Terra há 4,5 mil milhões de anos, tendo, a partir dos destroços resultantes, formado a Lua.

Há muito que os investigadores conhecem duas regiões anómalas no manto da Terra: uma sob África e outra sob Oceano Pacífico.

Ambas as regiões, conhecidas como “grandes províncias de baixa velocidade de corte” (LLVPs), exibem características únicas em comparação com o resto do manto. Ali, por exemplo, as ondas sísmicas passam por elas mais lentamente, o que sugere que são regiões mais densas.

Foram feitas várias simulações, para examinar o comportamento dos restos de Theia, após a colisão. A conclusão é que as rochas do manto de Theia teriam derretido e assentado na fronteira entre o manto e o núcleo da Terra, eventualmente agrupando-se nas LLVPs.

Sendo impossível confirmar a teoria directamente, através de escavações seja (devido à profundidade extrema), a equipa baseou-se em sinais químicos de material quente emergindo dos blocos.

Os investigadores encontraram vestígios semelhantes a vestígios que encontraram na Lua, mas incomuns na Terra.

“Este impacto gigante que formou a Lua é talvez um dos factores mais importantes para explicar por que a Terra é tão diferente de qualquer outro planeta rochoso que encontrámos. [O impacto] mudou a atmosfera, mudou a crosta, mudou o manto, mudou o núcleo”, disse o líder da investigação, Qian Yuan, citado pela New Scientist.

 Miguel Esteves, ZAP //
1 Novembro, 2023


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