Pesquisadores descobrem um sistema com três planetas do tamanho da Terra

O Instituto de Astrofisica de Canaria, o IAC, e a Universidade de Oviedo apresentaram a descoberta de dois novos sistemas planetários, um deles contendo três planetas do mesmo tamanho da Terra.  A informação sobre esses novos exoplanetas foram obtidas a partir dos dados coletados na missão K2 do satélite Kepler da NASA, que teve seu início em Novembro de 2013. O trabalho que revela a existência de dois novos sistemas planetários detectados pelo eclipse produzido pelos exoplanetas nas suas respectivas estrelas.

O grupo de pesquisas foi liderado por Javier de Cos da Universidade de Oviedo, e Rafael Rebolo no IAC, juntamente com pesquisadores de outros dois centros, da Universidade de Genebra e do Gran Telescopio Canarias (GTC). O primeiro sistema exoplanetário está localizado na estrela K2-239, caracterizada com uma anã vermelha, do tipo M3V, a partir de observações com o Gran Telescopio Canarias (GTC) no Observatório de Roque de Los Muchachos, em Garafía, La Palma. Ela está localizada na constelação de Sextant e está localizada a 160 anos-luz de distância do Sol.

Esse é um sistema compacto com no mínimo 3 planetas rochosos de tamanho parecido com a Terra, 1.1, 1.0 e 1.1 raios da Terra, que orbitam a estrela a 5.2, 7.8 e 10.1 dias, respectivamente. O outro sistema é de uma estrela anã vermelha, chamada de K2-240, tem dois planetas do tipo super-Terra com o dobro do tamanho do nosso planeta. A temperatura atmosférica das estrelas anãs vermelhas onde esses exoplanetas foram descobertos é de 3450 e 3800 K, respectivamente, quase que metade da temperatura do Sol.

Esses pesquisadores estimaram que todos os planetas descobertos terão temperaturas dezenas de graus mais alta que na Terra, devido à forte radiação que eles recebem por estar muito perto das estrelas.

Futuras campanhas de observação que devem ser feitas com o Telescópio Espacial James Webb caracterizarão a composição das atmosferas dos planetas descobertos. Observações espectroscópicas feitas com o instrumento ESPRESSO, instalado no VLT do ESO, ou com futuros espectrógrafos no GTC ou nos novos telescópios como o ELT e o TMT, sendo que essas medições serão cruciais para determinar a massa, densidade e outras propriedades físicas dos exoplanetas.

Os buracos negros morrem?

Qual é o fim de um buraco negro? Se eles têm uma data de validade, como ocorre seu fim?

Existem algumas coisas no Universo que não podemos escapar. A morte... a criação de novas estrelas... e é claro, os buracos negros.  Os buracos negros têm um apetite voraz. Eles consomem qualquer coisa, e tudo que eles encontram em sua galáxia vai sendo consumido. E isso faz com que ele fique mais massivo, e com isso, seu poder gravitacional aumenta cada vez mais. Um ciclo sem fim. Uma vez que você atravessa o horizonte de eventos, você não sai mais. Nem mesmo a luz pode escapar de seu poder.

Mas será que os buracos negros têm um ponto fraco?

Na década de 1970, o físico-teórico Stephen Hawking realizou uma descoberta notável através de cálculos matemáticos complexos e um pouco de mecânica quântica: os buracos negros brilham ligeiramente, e dado tempo suficiente, eles se dissolvem.

Até que enfim! Então quer dizer que até mesmo um buraco negro morre certo? Essa teoria ganhou o nome de "Radiação Hawking". Mas como ela funciona?

Os cálculos explicam tudo. Mas matemática, física e mecânica quântica não é algo que se aprende de uma hora pra outra. Então pra todo mundo entender como a Radiação Hawking funciona, podemos dizer que no vácuo, um par de "partículas virtuais" aparecem do nada, e ao colidirem entre si, desaparecem da mesma forma. Sim, parece mágica né?

Mas de vez em quando, um par dessas partículas virtuais surgem perto de um horizonte de eventos, e às vezes, uma delas cai pra dentro do buraco negro, e a outra fica solta. Incapaz de colidir com seu par pra evaporar, o fugitivo se torna uma partícula comum e não virtual. Isso faz o buraco negro "brilhar", e também faz com que ele ceda parte de sua matéria. Ao longo dos eons, os buracos negros então se dissolvem.  Mas tem algumas coisas que não fazem sentido, não é mesmo? Que tal irmos um pouco mais a fundo?

Radiação de Hawking

Primeiramente, "partículas virtuais" não são partículas, e nem são virtuais também. Na teoria quântica (que busca entender como as partículas e as forças funcionam), todo tipo de partícula está associada a um campo que permeia todo o espaço-tempo. Esses campos são ativos e vivos, e são mais importantes do que a própria partícula em si. Podemos pensar em partículas como "excitações" ou "vibrações" de um campo ao seu redor.

Quando esses campos se mexem, os movimentos viajam de um lugar a outro, e isso é o que chamamos de partícula. Quando o campo dos elétrons vibra, temos um elétron. Quando o campo eletromagnético vibra, temos um fóton, e por aí vai...

Às vezes, no entanto, essas vibrações falham e não fazem nada, antes mesmo de gerar uma partícula, por exemplo. Sim, o espaço-tempo é cheio de falhas nos campos de partículas. Sim, podem não ser falhas, mas por enquanto vamos tratar como se assim fossem...

Algumas dessas "vibrações falhadas" podem ficar presas durante a formação de um buraco negro, aparecendo no horizonte de eventos, e assim, "sobrevivem" e escapam. Mas devido a dilatação intensa do espaço-tempo causada pelo buraco negro, elas parecem sair de lá muito mais no futuro.

Isso as torna partículas normais, e é basicamente assim que funciona a "radiação Hawking", e isso explica como os buracos negros "perdem massa" através da ejeção de radiação.  Sim, esse é um assunto complicado, complexo e controverso. Nem todos os cientistas acreditam e se baseiam na teoria da Radiação Hawking, mas ela existe e essa é sua explicação básica.

Mas afinal, qual é o fim de um buraco negro?

De acordo com a teoria de Hawking, todos os buracos negros se dissolvem, mas isso leva muito tempo. Um buraco negro com massa igual a do Sol, levaria muitos milhões ou até bilhões de anos para se dissolver. Já um buraco negro pequeno, com massa igual a da famosa Torre Eiffel, por exemplo, evaporaria em cerca de um dia.

No entanto, de acordo com a Teoria de gauge, a radiação emitida por um buraco negro é uma radiação comum. Se isso for correto, então os cálculos matemáticos de Stephen Hawking teriam de ser corrigidos, além de que ela afirma que nem todo buraco negro desaparece.  A Teoria de gauge afirma que, um buraco negro com massa igual a do Sol teria uma temperatura igual a 60 nanokelvin, e nesse caso, ele absorve mais radiação cósmica do que emite, com isso, não evaporaria.

Um buraco negro com massa igual a da Lua, teria temperatura de 2,7 kelvins, portanto estaria em equilíbrio. Já um buraco negro menor do que isso, como um buraco negro primordial - aquele formado não pelo colapso gravitacional de uma estrela mas sim pelo acúmulo de matéria presente durante a expansão inicial do Universo - emitiria mais energia do que absorve, e assim, perderia massa até "evaporar".

Qual teoria está certa? Não sabemos ao certo... talvez leve muitos e muitos anos até que cheguemos numa conclusão a cerca disso. Mas uma coisa parece certa: os buracos negros podem sim "morrer", e quanto menor for sua massa, mais rápido isso pode acontece.

Sh2-239, região cósmica formadora de estrelas

A mistura sedutora de poeira e nebulosas escuras, catalogada como Sh2-239 e LDN 1551, encontra-se perto do extremo sul do complexo Taurus, nuvem molecular cerca de 450 anos-luz distante. A região se estende por quase 3 anos-luz, cheia de objetos estelares jovens que circulam ao redor. Incluído perto do centro da imagem, há um rastro vermelho de gás hidrogênio próximo da fonte de infravermelho IRS5, conhecida por ser um sistema de protoestrelas rodeadas por discos de poeira. Logo abaixo dele, estão as asas brilhantes de HH 102, um dos muitos objetos Herbig-Haro (jatos de matéria brilhantes emitidos por protoestrelas jovens) da região, nebulosidades associadas a estrelas recém-nascidas. Estimativas indicam que a região formadora de estrela LDN 1551 contém uma quantidade total de material equivalente a cerca de 50 vezes a massa do sol.

Estrelas de nêutrons lançam luz sobre a matéria quark

A matéria quark, uma fase extremamente densa da matéria feita de partículas subatômicas chamadas quarks, podem existir no coração das estrelas de nêutrons. Essa matéria também pode se\r criada por breves momentos em colisores de partículas na Terra, como no LHC do CERN. Mas o comportamento coletivo da matéria quark não é fácil de entender. Em uma conferência no CERN, Aleksi Kurkela da Universidade de Stavanger e do Departamento Teórico do CERN, explicou como os dados de estrela de nêutrons permitiram que ele seus colegas pudessem entender um pouco sobre o comportamento dessa forma estranha de matéria.

Kurkela e seus colegas usaram propriedades deduzidas de uma estrela de nêutrons a partir da primeira observação conjunta feita pelo LIGO e VIRGO de ondas gravitacionais. Nesse caso as ondas gravitacionais, as ondulações no espaço-tempo, foram emitidas pela fusão de duas estrelas de nêutrons. As propriedades descrevem como uma estrela responde à tensão causada pela força gravitacional de uma estrela companheira, esse efeito é conhecido como deformabilidade de maré.

Para descrever o comportamento coletivo da matéria quark, os físicos geralmente empregam equações de estado, que relatam a pressão de um estado da matéria para outro estado. Mas eles não chegaram a uma única equação para descrever o estado da matéria quark, eles chegaram a uma família de equações. 

Colocando os valores de deformabilidade de maré das estrelas de nêutrons observados pelo LIGO e VIRGO, na derivação da família de equações de estado para a matéria quark da estrela de nêutrons, Kurkela e seus colegas foram capazes de reduzir drasticamente a quantidade de equações na família deduzida.

Esse número menor de equações fornece limites mais restritos para as propriedades da matéria quark, e mais geralmente na matéria nuclear em altas densidades, do que eram previstos anteriormente.

Com esses resultados, os pesquisadores então trocaram o problema, usaram os limites da matéria quark para deduzir as propriedades da estrela de nêutrons. Usando essa abordagem, a equipe obteve a relação entre o raio e a massa de uma estrela de nêutrons, e descobriram que o raio máximo de uma estrela de nêutrons que é 1.4 vezes mais massiva que o Sol deve ser entre 10 e 14 km.

Hubble oberva o aglomerado massivo da galáxia: RXC J0232.2-4420

Os aglomerados de galáxias são algumas das estruturas mais massivas que podem ser encontradas no Universo. Uma nova imagem do Telescópio Espacial Hubble da NASA / ESA mostra o RXC J0232.2-4420 , um enorme aglomerado de galáxias localizado a aproximadamente 3,5 bilhões de anos-luz de distância na constelação de Eridanus (Erídano).

Crédito da imagem: NASA / ESA / Hubble / RELICS.

Aglomerados de galáxias contêm milhares de galáxias de todas as idades, formas e tamanhos, totalizando uma massa milhares de vezes maior que a da Via Láctea. A um tempo atrás acreditávamos ser as maiores estruturas do Universo, até que foram usurpados na década de 1980 pela descoberta de superaglomerados. No entanto, os aglomerados têm uma coisa a qual se apegar; os superaglomerados não são mantidos juntos pela gravidade, então os aglomerados de galáxias ainda mantêm o título das maiores estruturas do universo ligadas pela gravidade.

A enorme influência gravitacional dos aglomerados de galáxias distorce o espaço ao seu redor de tal forma que eles podem ser usados ​​como lentes cósmicas gigantes que ampliam as galáxias distantes de fundo. Estudar algumas das primeiras galáxias do Universo contará aos astrônomos mais sobre nossas origens cósmicas.

RXC J0232.2-4420 foi destaque em um estudo que se concentrou em aglomerados de galáxias que são fontes especialmente luminosas de raios-X . O estudo procurou por luz difusa em torno das galáxias mais brilhantes, entre as galáxias mais massivas do Universo. Esta luz difusa vem de estrelas intergalácticas espalhadas entre as galáxias constituintes do aglomerado e o objetivo do estudo foi explorar várias teorias para as origens dessas estrelas.

Uma teoria é que isso pode ter sido retirado de suas galáxias hospedeiras durante fusões e interações.  Esta imagem do RXC J0232.2-4420 foi obtida pelos instrumentos Advanced Camera for Surveys (ACS) eWide-Field Camera 3 (WFC3)do Hubble como parte de um programa de observação denominado Reionization Lensing Cluster Survey (RELICS).  RELICS visualizou 41 grandes aglomerados de galáxias ao longo de 390 órbitas do Hubble e 100 horas de observação do Telescópio Espacial Spitzer.

Fonte: http://www.sci-news.com

Objetos misteriosos detectados perto do buraco negro supermassivo da Via Láctea

Astrônomos da Universidade da Califórnia em Los Angeles (EUA) descobriram vários objetos bizarros que estão escondendo sua verdadeira identidade por trás de uma cortina de poeira no centro da nossa galáxia, a Via Láctea. Eles se parecem com nuvens de gás, mas se comportam como estrelas.  Os achados foram obtidos a partir de 12 anos de dados extraídos do Observatório W. M. Keck em Maunakea, Havaí.

“Esses objetos estelares empoeirados compactos se movem extremamente rápido e próximos do buraco negro supermassivo da nossa galáxia. É fascinante vê-los se movimentar ano a ano. Como chegaram lá? E o que vão se tornar? Eles devem ter uma história interessante para contar”, disse uma das principais pesquisadoras do estudo, a pós-doutoranda da Universidade da Califórnia Anna Ciurlo.

OS MISTERIOSOS OBJETOS-G

Os pesquisadores fizeram a descoberta ao obter medidas espectroscópicas da dinâmica do gás no centro galáctico. Começamos este projeto pensando que, se observássemos cuidadosamente a complicada estrutura de gás e poeira perto do buraco negro supermassivo, poderíamos detectar algumas mudanças sutis na sua forma e velocidade”, disse Randy Campbell, chefe de operações científicas do Observatório Keck. 

“Foi bastante surpreendente detectar vários objetos que possuem movimentos e características muito distintos que os colocam na classe de objetos-G ou objetos estelares empoeirados”.

Os astrônomos identificaram objetos-G pela primeira vez na Via Láctea em 2004. Inicialmente, pensaram que se tratavam de nuvens de gás, até notarem que os objetos se aproximavam bastante do nosso buraco negro supermassivo, mas sobreviviam a sua atração gravitacional. Se fossem apenas nuvens de gás, elas teriam sido destruídas por tal gravidade.

A atual visão que os cientistas têm dos objetos-G é que eles são estrelas “inchadas”: estrelas que se tornaram tão grandes que as forças de maré exercidas pelo buraco negro podem puxar a matéria de suas atmosferas quando elas se aproximam o bastante dele, mas seus núcleos possuem massa suficiente para que permaneçam intactas.

A questão que fica, então, é: por que essas estrelas são tão grandes?

ESTRELAS “INCHADAS”

Parece que muita energia foi despejada nos objetos-G, fazendo-os inchar e crescer mais do que estrelas típicas.  Esses objetos podem ser o resultado de fusões estelares: duas estrelas orbitando uma a outra, conhecidas como binárias, colidem devido à influência gravitacional do buraco negro gigante nas proximidades.  O objeto combinado que resulta dessa fusão poderia explicar de onde vem o excesso de energia.  No rescaldo de tal fusão, o único objeto resultante seria ‘inflado’, ou distendido, por um longo período de tempo, talvez um milhão de anos, antes de se estabelecer e parecer uma estrela de tamanho normal”, sugere Mark Morris, outro pesquisador da Universidade da Califórnia.

G3, G4 E G5

Se esses objetos são de fato sistemas estelares binários que foram levados a se fundir através de sua interação com o buraco negro supermassivo central, isso pode fornecer insights interessantes aos cientistas sobre um processo que pode ser responsável pelas recentes fusões de buracos negros estelares detectadas através de ondas gravitacionais. O que torna os objetos-G incomuns é justamente seu “inchaço”. É raro uma estrela ser encoberta por uma camada de poeira e gás tão espessa que os astrônomos não a veem diretamente.

Para detectá-los, os cientistas precisaram de uma ferramenta desenvolvida por Randy Campbell, que permitiu que eles isolassem esses objetos da emissão de fundo e analisassem os dados espectrais em três dimensões: duas espaciais e uma de comprimento de onda que forneceu informações de velocidade.  Depois da descoberta do primeiro objeto-G, chamado de G1, em 2004, os astrônomos encontraram o G2 em 2012. As novas análises agora sugerem o que podem ser os objetos G3, G4 e G5, porque eles compartilham as mesmas características físicas que os dois primeiros observados.

CONFIRMAÇÃO

A equipe continuará a seguir o tamanho e a forma das órbitas desses objetos-G, o que poderia fornecer pistas importantes sobre como eles se formaram. Uma atenção especial será voltada para esses objetos compactos quando eles se aproximarem ainda mais do buraco negro supermassivo. Isso permitirá que observemos melhor seus comportamentos para ver se permanecem intactos, assim como G1 e G2. Só então eles revelarão sua verdadeira natureza.

“Teremos que esperar algumas décadas para que isso aconteça; cerca de 20 anos para o G3 e décadas mais para o G4 e o G5″, explicou Morris.  Compreender objetos-G pode nos ensinar muito sobre o fascinante e ainda misterioso ambiente do centro galáctico. Há tantas coisas acontecendo que cada processo localizado pode ajudar a explicar como esse ambiente extremo e exótico funciona”, completou Ciurlo.

Pequenos buracos negros são mais mortais do que se pensava anteriormente

Cientistas descobriram um buraco negro incrivelmente brilhante e energético em uma galáxia a 22 milhões de anos-luz de distância da Terra. Naturalmente, assumiram que era um buraco negro supermassivo. O estranho que é observações mostram que é na verdade muito pequeno – jogando nossas concepções para fora da janela.  Os buracos negros vêm em dois tipos, possivelmente três (ou quatro). Temos o tipo supermassivo, encontrado geralmente no núcleo de uma galáxia. Como o próprio nome sugere, esses são absolutamente enormes, pesando cerca de um bilhão de vezes a massa do nosso sol. No outro lado do espectro estão os buracos negros de massa estelar ou pequenos, objetos com uma massa comparável à do nosso sol.

Depois, há buracos negros de médio porte, ou buracos negros de massa intermediária (IMBH, na sigla em inglês), com cerca de 10 a 100 vezes a massa do nosso sol. Os astrônomos também acreditam que existem outros buracos negros médios lá fora, pesando algo entre 20.000 a 90.000 vezes a massa do sol. No entanto, mais observações são necessárias para confirmar esta teoria.

Pequenos buracos negros são conhecidos por seus raios-X de alta energia, enquanto buracos negros maiores emitem raios-X de baixa energia. Também conhecidos como raios-X duros e moles, essas emissões não são causadas pelo próprio buraco negro, mas pela massa da matéria que gira ao seu redor. Assim, quanto menor a energia de raios-X, maior o buraco negro.

O que nos leva para o buraco negro bizarro recentemente encontrado, o M101 ULX-1. Ele parece estar emitindo raios-X de baixa energia e é 100 vezes mais brilhante do que o habitual, designando, assim, o sistema de uma fonte de raios-X ultraluminosa. Buracos negros de massa estelar não podem emitir flashes tão brilhantes – a não ser que estejam consumindo massa a uma taxa inesperadamente superior.

Astrônomos pensavam que o M101 ULX-1 era um IMBH, ou seja, um buraco negro intermediário, mas novas observações contam outra história – ele na verdade é um pequeno buraco negro, com cerca de 20 a 30 vezes a massa do sol (e, possivelmente, tão pequeno quanto 5 vezes maior que o nosso sol).  Os cientistas determinaram isso depois de confirmar que o sistema consiste de um buraco negro e uma estrela companheira. Como eles foram capazes de ver quantas vezes o buraco negro e a estrela orbitam em torno de si – uma vez a cada 8,2 dias -, também foram capazes de calcular a massa do buraco negro.

Uma teoria para explicar a anomalia é que fortes ventos estelares do sistema em que o buraco negro se encontra o alimenta o suficiente para causar essas emissões exageradas. E, de fato, o estudo mostrou que M101 ULX-1 pode capturar mais material de ventos estelares do que os astrônomos tinham antecipado.

Mas os cientistas continuam confusos, porque a observação também sugere que IMBHs podem não existir. Se esse for o caso, precisaríamos reformular o que sabemos sobre buracos negros.  Os astrônomos agora terão que se concentrar em outras localidades para as quais tem havido evidências indiretas dessa classe de buracos negros [para ver se realmente existem]”, explicou o membro da equipe de pesquisa Joel Bregman.

NGC 3199 - Uma bela bolha de gás colorida no Universo

Essa imagem celeste turbulenta, colorida de roxo e amarelo, mostra uma bolha de gás denominada de NGC 3199, soprada por uma estrela conhecida como WR18, ou Wolf-Rayet 18.

As estrelas Wolf-Rayet são estrelas massivas, poderosas e energéticas que estão perto do final de suas vidas. Elas inundam os seus arredores com ventos espessos, intensos e rápidos que empurram e varrem o material que encontram pelo caminho, esculpindo formas estranhas e maravilhosas como essa. Esses ventos podem criar fortes ondas de choque quando eles colidem com o meio interesterlar que está comparativamente frio, aquecendo-o. Esse processo esquenta o material a altas temperaturas, tão altas que ele é capaz de emitir raios-X, um tipo de radiação emitida somente por fenômenos altamente energéticos no universo.

Isso é o que aconteceu no caso da NGC 1399. Embora esse tipo de cenário já tenha sido visto antes, ele é relativamente raro, somente três outras bolhas Wolf-Rayet foram identificadas emitindo raios-X, a saber: NGC 2359, NGC 6888 e a S308. Acredita-se que a WR18 seja uma estrela com ventos especialmente fortes, assim que ela esgotar o seu material de combustível esses ventos substanciais irão explodir violentamente na forma de uma supernova, criando uma bela explosão no final da vida da estrela.

Essa imagem foi feita pela European Photon Imaging Camera, a EPIC, a bordo do Observatório de Raios-X XMM-Newton da ESA, e marca os diferentes tipos de gás em cores diferentes. O gás quente, difuso que emite raios-X dentro da bolha Wolf-Rayet é mostrado em azul, enquanto que um arco brilhante é visível na parte óptica do espectro e é traçado nas tonalidades, amarelo esverdeado (emissão de oxigênio) e vermelho (emissão de enxofre).

O componente azul e amarelo esverdeado forma uma nebulos óptica, uma brilhante nuvem de poeira e gás ionizado, que se estica  para oeste da bolha de raios-X, nessa imagem o norte está na parte superior esquerda. Esse arco fez com que os astrônomos anteriormente identificassem a WR18 como uma estrela fugitiva, se movendo mais rápido do que o esperado em relação à sua vizinhança, porém estudos mais recentes, mostraram que a emissão de raios-X observada não suporta essa ideia. De fato, a forma da NGC 3199 se deve à variações na química dos arredores da bolha, e a da configuração inicial do meio interestelar ao redor da WR18. 

Fonte: SPACE TODAY

E se outros planetas orbitassem a Terra tão perto quanto a lua?

Já se perguntou como seria a nossa visão de outros planetas do sistema solar se eles estivessem tão próximos de nós quanto a lua? Brad Goodspeed não só tinha essa curiosidade, como criou um vídeo que nos dá uma ideia de como seriam esses planetas de perto.  A visão pode até ser bonita, mas os efeitos que esses planetas provocariam na Terra poderiam ser devastadores.  A atração gravitacional da nossa pequena lua já traz alterações nas marés. Se Júpiter estivesse perto de nós, a sua forte gravidade poderia causar grandes estragos nesse sentido. Sua forte atração poderia transformar cada onda em algo semelhante a um tsunami. Ainda bem que Júpiter está bem distante de nós…

NANODIAMANTES responsáveis por fonte misteriosa de micro-ondas na VIA LÁCTEA

Créditos da imagem: S. Dagnello, NRAO / AUI / NSF

Por décadas, os astrônomos se intrigaram com a fonte exata de um tipo peculiar de luz fraca de microondas emanada de várias regiões da Via Láctea. Conhecida como emissão anômala de microondas (AME), essa luz provém da energia liberada por nanopartículas de rápida rotação, pedaços de matéria tão pequenos que desafiam a detecção por microscópios comuns.

Até agora, o mais provável para esta emissão de microondas foi pensado para ser uma classe de moléculas orgânicas conhecidas como hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs), moléculas baseadas em carbono encontradas em todo o espaço interestelar e reconhecidas pela distinta, mas fraca luz infravermelha (IR) que eles emitem. Os nanodiamantes, aqueles que possuem quantidades de hidrogênio em suas superfícies, também emitem microondas naturalmente na porção infravermelha do espectro, mas em um comprimento de onda diferente.

Uma série de observações com o Telescópio Green Bank (GBT) da National Science Foundation em West Virginia e o ATCA (Australian Telescope Compact Array), pela primeira vez se concentrou em três fontes claras de luz AME, os discos protoplanetários em torno das jovens estrelas conhecidas como V892 Tau, HD 97048 e MWC 297. O GBT observou V892 Tau e o ATCA observou os outros dois sistemas.

Os astrônomos também observam que a luz infravermelha proveniente desses sistemas coincide com a assinatura única dos nanodiamantes. Outros discos protoplanetários em toda a Via Láctea, no entanto, têm a clara assinatura infravermelha de PAHs, mas ainda não mostram sinais da luz AME.

Isso sugere fortemente que os HPAs não são a fonte misteriosa de radiação de microondas anômala, como os astrônomos pensavam. Em vez disso, os nanodiamantes, que se formam naturalmente dentro de discos protoplanetários e são encontrados em meteoritos na Terra, são a fonte mais provável de luz AME em nossa galáxia.

Com base em suas observações, os astrônomos estimam que até 1-2 por cento do total de carbono nesses discos protoplanetários foram formados em nanodiamantes. A evidência de nanodiamantes em discos protoplanetários cresceu nas últimas décadas. Esta é, no entanto, a primeira conexão clara entre nanodiamantes e AME em qualquer ambiente.

Os modelos estatísticos também apoiam fortemente a premissa de que os nanodiamantes são abundantes em torno de estrelas jovens e são responsáveis ​​pela emissão de microondas anômala encontrada lá.  Para a pesquisa, os astrônomos usaram o GBT e a ATCA para pesquisar 14 estrelas jovens em toda a Via Láctea em busca de sinais anômalos de emissão de microondas. O AME foi claramente visto em 3 das 14 estrelas, que também são as únicas 3 estrelas das 14 que mostram a assinatura espectral dos nanodiamantes hidrogenados.

Os nanodiamantes provavelmente se formam a partir de um vapor superaquecido de átomos de carbono em regiões de formação estelar altamente energizadas. Isto não é diferente dos métodos industriais de criação de nanodiamantes na Terra.

O que aconteceria se o sol fosse substituído por um buraco negro ?

De acordo com o astrofísico Sean Raymond, do Observatório de Bordeaux, na França, um buraco negro supermassivo poderia, teoricamente, ter até um milhão de planetas potencialmente capazes de suportar a vida orbitando suas proximidades. Raymond calculou a possibilidade de diferentes sistemas habitáveis existirem em torno de diferentes buracos negros.  Acho que podemos aprender com os extremos. Eles são basicamente os limites da caixa em que estamos procurando. Este sistema [de um milhão de planetas habitáveis] é um extremo – o mais cheio de recursos imagináveis. É uma mistura divertida de imaginação e ciência”, disse o astrofísico ao portal Space.com.

Entendendo os componentes dessa mistura

Água líquida na superfície de um planeta é geralmente considerada pelos astrônomos como um fator essencial para que ele evolua vida como a conhecemos. Apenas um planeta habita a “zona habitável” do nosso sol e, portanto, possui água líquida em sua superfície: a Terra. A história pode ser diferente para outros sistemas estelares, contudo. Por exemplo, o sistema TRAPPIST-1 possui três planetas do tamanho da Terra dentro de sua zona habitável.

Existem atualmente dois tipos de buracos negros que os cientistas conhecem melhor: os buracos negros de massa estelar, que são iguais em massa a alguns sóis e se formam quando estrelas gigantes morrem e colapsam em si mesmas, e buracos negros supermassivos. Estes possuem milhões a bilhões de vezes a massa do nosso sol, e devem existir nos centros da maioria das galáxias, se não em todas.

Buracos negros são extremamente compactos. Um buraco negro com a mesma massa do sol teria cerca de 6 km de largura. Em comparação, Sagittarius A*, o buraco negro supermassivo que vive no coração da Via Láctea, tem uma massa de cerca de 4 milhões de sóis e um diâmetro de cerca de 23,6 milhões de quilômetros, ou pouco mais de 40% do tamanho da órbita de Mercúrio ao redor do sol.

Um exercício teórico comum é imaginar o que mudaria se o sol fosse substituído por um buraco negro de mesma massa no nosso sistema solar. A resposta é que nada mudaria em relação às órbitas dos planetas – elas permaneceriam as mesmas, mas a vida na Terra obviamente sofreria com a falta de luz e calor em tal cenário. Se, no entanto, o buraco negro tivesse uma estrela companheira, as coisas já seriam diferentes e a vida poderia existir próxima a ele. Confira as várias possibilidades de sistemas com buracos negros.

Com um buraco negro de massa estelar

Caso nosso sol tivesse um buraco negro companheiro de massa igual orbitando próximo a ele – digamos, a um décimo de uma unidade astronômica (UA) -, as órbitas dos planetas do sistema solar não mudariam muito. Uma UA é a distância entre a Terra e o sol, ou cerca de 150 milhões de quilômetros. Mas a atração gravitacional do sol e seu buraco negro parceiro levaria os planetas a completar suas órbitas um pouco mais rapidamente, com o ano da Terra diminuindo de 365 dias para 258 dias, conforme explica Raymond.

No cenário acima, o sol e o buraco negro completariam uma órbita ao redor um do outro a cada 2,9 dias. Isso significa que a quantidade de energia que a Terra receberia do sol flutuaria entre 90% e 110% de sua média atual.

Com um buraco negro supermassivo

Além de imaginar a vida em torno de um buraco negro de massa estelar, Raymond também calculou quantos planetas potencialmente habitáveis poderiam caber em torno de um buraco negro supermassivo com um milhão de vezes a massa do sol. Isso é quase tão grande quanto o buraco negro do centro da Via Láctea. Tal objeto teria o diâmetro do nosso sol. Se o sol fosse substituído por ele, 550 planetas com a massa da Terra poderiam se encaixar em órbitas concêntricas estáveis ao seu redor.

Isso porque a imensa força gravitacional do buraco negro puxaria mais fortemente o lado de cada planeta que estivesse mais próximo dele. Isso estenderia a zona habitável ao seu redor, mas não destruiria os planetas, porque eles não estariam perto o suficiente do objeto para tanto. Uma maneira de criar uma zona habitável em torno de tal buraco negro supermassivo é colocar estrelas entre ele e os planetas. Um anel de nove estrelas semelhantes ao sol a 0,5 UA do buraco negro faria com que cada um dos 550 planetas nesse cenário fosse potencialmente habitável.

Como seria a vida em tal sistema?

“Seria muito interessante viver em um planeta neste sistema”, observou Raymond. “Levaria apenas alguns dias para completar uma órbita ao redor do buraco negro – cerca de 1,6 dias na borda interna da zona habitável e 4,6 dias na borda externa. A menor distância entre dois desses planetas seria cerca de duas vezes a distância entre a Terra e a lua. O vizinho planetário mais próximo pareceria ter o dobro do tamanho da lua cheia no céu. A cada poucos dias, por conta das órbitas dos objetos, mais mundos apareceriam no céu de cada planeta.

Os nove sóis também seriam um espetáculo interessante. Cada um completaria sua órbita ao redor do buraco negro a cada 3 horas. “Isso significa que, a cada 20 minutos, um dos sóis passaria por trás do buraco negro. Quando isso acontece, a gravidade do buraco negro pode dobrar sua luz e agir como uma lente”, explica Raymond. Isso faria com que os sóis parecessem anéis de luz no céu.  Além disso, a luz das estrelas seria esticada pela gravidade do buraco negro. As estrelas mais próximas pareceriam mais vermelhas, e as mais distantes mais azuis”, disse Raymond.

O cenário mais “lotado”

No cenário anterior, cada planeta está sozinho em sua órbita ao redor do buraco negro supermassivo. Raymond também modelou o que aconteceria se múltiplos planetas compartilhassem uma órbita ao redor de um buraco negro com a massa de um milhão de sóis e um anel orbital de nove estrelas parecidas com o sol. Neste caso, um milhão de planetas com a massa da Terra poderiam orbitar dentro da zona habitável em 400 anéis, cada um com 2.500 planetas espaçados à mesma distância entre a Terra e a lua. Novamente, os planetas levariam de 1,6 a 4,6 dias para completar uma órbita.

Em vez de colocar nove estrelas parecidas com o sol entre o buraco negro e os planetas, Raymond também sugeriu que poderia haver 36 estrelas parecidas com o sol em um anel de 6 UA de largura. Neste panorama, “cada planeta é banhado pela luz do sol de todos os lados – não há lado noturno. Você nunca se sentiria sozinho nesses sistemas – os outros planetas pareceriam enormes no céu”, acrescentou Raymond.

Os planetas vizinhos seriam cerca de 10 vezes mais próximos do que a lua é para a Terra, o que significa que pareceriam “cerca de 40 vezes maiores no céu do que a lua cheia, aproximadamente o tamanho de um laptop mantido ao alcance do braço”.

Também, os planetas estariam muito mais próximos do buraco negro, cada um completando uma órbita em apenas cerca de 9 horas. Isso significa que eles orbitariam a velocidades extraordinárias – cerca de 10% a da luz. De acordo com a teoria da relatividade de Einstein, o tempo parece mover-se visivelmente mais devagar quanto mais próximos estamos da velocidade da luz, então dois bebês nascidos no mesmo instante em anéis diferentes envelheceriam a taxas ligeiramente diferentes.

Viagem interestelar

Neste último cenário, as diferenças de velocidade entre os anéis seriam grandes o suficiente para tornar impossível que uma nave viajasse de um anel para outro com qualquer tecnologia atual. No entanto, cada mundo compartilharia seu anel com milhares de outros, e a velocidade relativa entre os planetas vizinhos seria quase zero. “Um elevador espacial poderia conectar tais planetas”, disse Raymond.  Se cada par de planetas vizinhos ao longo de um determinado anel fosse conectado, isso se pareceria com o “Ringworld”, a gigantesca megacultura alienígena do romance de ficção científica de Larry Niven.

Por que teorizar sobre isso?

Segundo Raymond, é útil pensarmos sobre todos os sistemas planetários possíveis que podem existir lá fora. Algumas descobertas poderiam ter sido antecipadas se imaginássemos possibilidades que estão muito além da norma. Esses sistemas são uma combinação de ficção científica e ‘cálculo’ nesse sentido. O que desejo é simplesmente tentar forçar os limites do que achamos ser possível”, concluiu o cientista.

Para onde foi a atmosfera marciana?

Essa é uma das questões mais intrigantes a respeito do planeta vermelho. Sabemos que houve água em Marte no passado. Não faltam evidências a respeito. Várias características em sua superfície mostram isso: vales extensos, planícies alisadas por grandes enchentes e até mesmo crateras inundadas em tempos remotos, por exemplo. Outras evidências mostram que há água no subsolo marciano ainda hoje. Em alguns casos um pouco dessa água aflora, mas rapidamente se evapora por causa da baixíssima pressão atmosférica, mas deixa para trás marcas na superfície que permitem deduzir sua presença. Isso sem mencionar a água aprisionada sob a forma de gelo nos polos marcianos. A maior parte do gelo nos polos é composta por gelo de gás carbônico, o nosso famoso gelo seco, mas tem gelo de água também.  Só que quantidade de água no passado era muito maior do que imaginamos existir hoje em Marte e a grande pergunta é, para onde ela foi. A reposta passa por saber para onde foi a atmosfera marciana. Para a água se manter em estado líquido é preciso que a pressão atmosférica seja alta o suficiente para que ela não se evapore imediatamente. 

E essa pressão não precisa ser tão alta assim, veja que basta uma pressão similar à da Terra, até um pouco menos. Claro que a temperatura tem um papel fundamental, mas com atmosfera densa e um pouco de efeito estufa a temperatura em Marte seria alta o suficiente para manter água líquida em boa parte do planeta. E o que houve com a atmosfera? A NASA enviou uma sonda em 2014, chamada MAVEN, com o propósito de investigar a fuga de gases atualmente no planeta vermelho e com isso teorizar sobre o que pode ter acontecido no passado.

Assim que a MAVEN entrou na órbita de Marte, enviou algumas fotos mostrando o planeta literalmente evaporando em hidrogênio e oxigênio. Recentemente, outras imagens mostraram como essa evaporação se altera com as tempestades solares. Esse processo ocorre na Terra, por exemplo, mas ele não é suficiente para alterar significativamente nossa atmosfera. Algum processo em Marte deve ter ajudado a melhorar a evaporação de sua atmosfera.

Essa semana, em um trabalho publicado na Nature Astronomy, Nicolas Heavens e seus colaboradores mostram como esse processo de evaporação pode receber uma ajudinha das tempestades de areia. Marte tem tempestades de areia frequentemente. Elas acontecem em escalas locais, algumas bem grandes e chegam a durar alguns meses. Lembra daquela tempestade no filme Perdido em Marte? A intensidade ali foi exagerada, mas ao meu ver ela durou muito pouco em relação às tempestades reais. Como a atmosfera marciana é bem rarefeita, a poeira fica muito mais tempo em suspensão. 

Mas o fato é que algumas vezes uma tempestade local pode encontrar condições favoráveis e se tornar uma tempestade global. Foi assim em 1977, 1982, 1994, 2001 e 2007. Essa foto de Marte foi obtida pelo telescópio espacial Hubble antes e durante a grande tempestade de 2001, o planeta inteiro ficou coberto por poeira por mais de um mês.

Analisando os dados das tempestades locais, Heavens e seus colaboradores perceberam que nessas ocasiões o vapor d’água é carregado para uma altura entre 50 e 100 km. A essa altura a ação dos raios ultravioleta é mais intensa e as moléculas de água são quebradas rapidamente formando hidrogênio e oxigênio. Em estado livre os dois gases rapidamente se perdem no espaço, principalmente o hidrogênio que é muito leve. 

E uma parte do oxigênio pode retornar para a superfície e pode ser capturado pelo ferro das rochas marcianas, formando o óxido de ferro, a popular ferrugem, que deixam a superfície de Marte com a cor alaranjada. Uma tempestade local já ajuda na fuga dos gases da atmosfera e o que a pesquisa sugere é que uma tempestade global deve fazer esse mecanismo ficar ainda mais eficiente ao jogar vapor d’água na alta atmosfera no planeta inteiro. Uma maneira de testar? Esperar por uma tempestade global.

As tempestades de areia locais costumam ocorrer durante a primavera e verão do hemisfério norte, situação que deve acontecer neste ano e, como um ano marciano é quase dois anos terrestres, deve se estender por 2019. Modelos climáticos de Marte sugerem que há grandes chances de uma tempestade local crescer o suficiente para encobrir o planeta no final de 2018 e durar até o início de 2019. É isso o que os autores da pesquisa estão torcendo, pois desde 2007 não houve nenhuma tempestade global e a MAVEN ainda não testemunhou nada assim.

Mas é uma situação curiosa, é tipo torcer para o paciente ficar piorar para confirmar o diagnóstico. Uma tempestade global poderia arruinar o jipe Opportunity que opera com painéis solares e atrapalharia até mesmo o Curiosity, mesmo abastecido por uma bateria nuclear. Uma tempestade global colocaria em risco o pouso da sonda InSight que está programado para acontecer no fim de novembro. Mesmo que ela consiga pousar, ela também iria sofrer por depender de energia solar para operar. O timing para uma tempestade global não é dos melhores, mas certamente ela deve acontecer em algum momento e a teoria de Heavens e seus amigos será testada.

Mas isso não resolve o problema. A quebra das moléculas de água por raios UV, mesmo que impulsionada pelas tempestades de areia, não deve ter sido o único mecanismo responsável pela perda da atmosfera marciana. Descobrir quais são esses mecanismos é o papel da MAVEN e das sondas planejadas para os próximos anos.

Buracos Negros Engolem Estrelas Inteiras, de Acordo com Estudo

Observações sugerem que buracos negros engolem estrelas condenadas, aumentando o mistério em torno desses monstros celestes.

De todos os mistérios no Universo, buracos negros certamente estão no topo da lista. Eles têm um campo gravitacional tão forte que uma vez um objeto ali caindo, não será nunca capaz de escapar.  O que acontece a esse objeto é um total mistério que a física atual não pode responder. Nossas melhores idéias sugerem que sob tal gravidade esmagadora, a matéria simplesmente é aniquilada – mas o que isso significa realmente? Isto pode realmente acontecer?

  Quando você pensa sobre isso, soa um pouco demais como ficção científica. Talvez seja o suficiente para dar nós no seu cérebro a ponto de você espontaneamente exclamar "covfefe!"

  A existência de buracos negros foi predita no início do século XX pela Teoria Geral da Relatividade de Einstein, e recebida com ceticismo generalizado por físicos e astrônomos.  Embora a maioria agora aceite que buracos negros devem existir, não há evidência definitiva que prove isso além de qualquer dúvida. Isto significa que alguns pesquisadores continuam a se perguntar se alguma coisa desconhecida impede o colapso antes que o campo gravitacional se torne forte o bastante para criar o buraco negro.

  A característica chave de um buraco negro é o “horizonte de eventos”. É a fronteira invisível que o separa do resto do Universo. Se uma estrela cruza o horizonte de eventos ela pode simplesmente apagar-se, como uma lâmpada sendo desligada.  Entretanto, se alguma coisa impediu a formação do buraco negro, então haveria uma superfície sólida para a estrela se chocar. Neste caso, a colisão faria o objeto irromper em brilho.

  Agora, astrônomos da Universidade do Texas em Austin e da Universidade de Harvard, concluíram que o clarão deveria durar meses ou anos enquanto o gás da estrela esmagada esfriasse. E eles estiveram procurando por tais explosões. Eles procuraram no arquivo do Pan-STARRS por sinais. Este telescópio de 1,8 m no Havaí completou recentemente uma pesquisa de 3,5 anos na metade do céu do norte, procurando especificamente por coisas que mudam de brilho.

  A equipe procurou no centro de galáxias, onde se supõe que buracos negros supermassivos (ou seus equivalentes) se encontram. Eles calcularam que em 3,5 anos poderiam ver cerca de dez clarões se os objetos fossem sólidos ao invés de buracos negros.  Eles não viram qualquer clarão. Isto reforça a posição de que os objetos no centro de galáxias são de fato buracos negros que engolem estrelas inteiras e não objetos sólidos compactos.

  O astrônomo Ramesh Narayan, um dos autores do estudo, disse à Sociedade Real de Astronomia: “Nosso trabalho implica que alguns, talvez todos os buracos negros têm horizontes de eventos e que matéria realmente desaparece do universo observável quando puxada para dentro destes exóticos objetos, como esperávamos por décadas.  Mas não cantem vitória ainda. Embora o trabalho reforce o substancial corpo de evidências para a existência dos buracos negros ainda não é a prova absoluta de sua existência.

  O que gostaríamos realmente de ver é a luz de uma estrela engolida desaparecer de vista. Bem, talvez tenhamos visto alguma coisa como isso lá atrás, em 1992.  O astrofísico da NASA Joseph F. Dolan usou dados do instrumento ultravioleta do Telescópio Espacial Hubble para criar tabelas sobre o candidato a buraco negro Cygnus X-1, localizado a 6.000 anos luz da Terra.

  A pesquisa de Dolan identificou dois sinais ultravioleta que pareciam nuvens luminosas de gás espiralando em direção ao buraco negro antes de desaparecer completamente, como se esperaria se cruzassem o horizonte de eventos. Estas foram observações tantalizantes, mas infelizmente tais sinais não foram vistos novamente apesar de outras buscas. Mas agora, há esperança renovada de que essa prova esteja próxima.

  O Telescópio de Horizontes de Eventos está atualmente coletando e analisando dados que poderão nos mostrar o horizonte de eventos do buraco negro situado no centro da nossa própria galáxia. Se isto acontecer, então o trablho duro começa. Os cientistas terão que se voltar totalmente para a hercúlea tarefa de explicar o que acontece dentro de um buraco negro. Somente indo além de Einstein para uma teoria quântica da gravidade eles estarão aptos a fazer isto.

Planeta Nove do espaço exterior: existe outro mundo além de Netuno?

Um enorme planeta contendo 10 vezes a massa da Terra poderia explicar a órbita incomum de um asteroide recém-descoberto. Se encontrado, o mundo gigante representaria a primeira descoberta de um planeta em nosso sistema solar desde Plutão em 1930 e antes de Netuno em 1846. (Plutão foi posteriormente rebaixado de planeta para "planeta anão" em 2006 ).

O asteroide em questão é chamado 2015 BP519. Foi descoberto há três anos a cinquenta e cinco vezes a distância da Terra ao sol. Desde aquela época, um grupo de astrônomos liderados por Juliette Becker, da Universidade de Michigan, vem acompanhando-o.

Eles agora concluem que a rocha espacial está seguindo uma órbita altamente incomum que é mais facilmente explicada se a gravidade de um grande planeta - ainda não-visto - a colocou no lugar.

2015 A órbita do BP519 leva de 35 a 863 vezes o raio da órbita da Terra, mas a parte estranha é que ele está inclinado para as órbitas da Terra, os outros planetas e a maioria dos asteróides em 54 graus. Se presumirmos que BP519 se formou no mesmo plano que os outros membros do sistema solar, sua inclinação requer uma grande atração gravitacional para içá-lo em posição.

Becker e seus colegas fizeram simulações de computador. Assim que colocaram um planeta distante em seus modelos, sua gravidade tornou compreensível a órbita de 2015 do BP519, disse o pesquisador à revista Quanta .

A ideia de um planeta não descoberto além de Netuno vem ganhando popularidade nos círculos astronômicos desde 2014. Foi quando os astrônomos Chadwick A Trujillo e Scott S Sheppard notaram que alguns objetos no sistema solar exterior pareciam ter sido guiados por alguns grandes gravidade do objeto . Eles sugeriram que um mundo entre duas e 15 vezes a massa da Terra poderia estar fazendo isso.

Em 2016, os astrônomos Konstantin Batygin e Michael E Brown analisaram outros objetos distantes e chegaram a conclusões semelhantes. Eles sugeriram um planeta com cerca de 10 massas terrestres e computaram uma possível órbita. É esse planeta hipotético - conhecido como Planeta Nove - que Becker usou em sua análise.

Embora a evidência ainda não possa ser vista como definitiva, a facilidade com que o asteróide recém-descoberto se encaixa no cenário do Planeta Nove é certamente persuasiva.  Mas mesmo que esteja lá fora, encontrar o novo mundo será extremamente difícil. Poderia estar centenas de vezes mais longe do sol do que a Terra, e isso a faria incrivelmente fraca porque não emitiria luz própria.

Se estiver lá, seria um achado espetacular. Poderia representar uma classe de planeta que os astrônomos nunca viram antes: uma super-Terra.

Super-Terras contêm até 10 vezes a massa da Terra e foram encontradas em abundância relativa em torno de outras estrelas, mas não em nosso próprio sistema solar, onde a Terra é o maior planeta rochoso. Urano, um planeta gigante gasoso, é o segundo maior planeta, com 14,5 vezes a massa da Terra.

Se o Planeta Nove for de fato uma super-Terra, os astrônomos estarão dispostos a medir sua massa e diâmetro para calcular sua densidade e, portanto, deduzir sua composição. Um planeta gasoso será menos denso e, portanto, maior que um mundo rochoso ou predominantemente metálico.

Mas primeiro eles precisam descobrir se o Planeta Nove está realmente lá fora. Para fazer isso, são necessários mais objetos como o BP519 de 2015. À medida que esses asteróides distantes forem detectados e rastreados, eles ajudarão a triangular onde o planeta provavelmente estará. Os telescópios podem então começar a busca.

Se mais objetos forem encontrados e não corroborarem a idéia, os astrônomos acabarão se afastando da hipótese do Planeta Nove e procurarão outras formas de explicar essa estranha população de asteróides distantes.

De qualquer maneira, há muita astronomia excitante a ser feita.