quinta-feira, 31 de dezembro de 2020
∿ ✩ Feliz Ano Novo & Seja bem vindo 2021 ∿ ✩
eROSITA descobre bolhas gigantes no halo da Via Láctea
O primeiro levantamento de todo o céu realizado pelo telescópio de raios-X eROSITA a bordo do observatório SRG (Spektrum-Roentgen-Gamma) revelou uma grande estrutura em forma de ampulheta na Via Láctea. Estas "bolhas eROSITA" mostram uma semelhança impressionante com as bolhas de Fermi, detetadas há uma década a energias ainda mais altas. A explicação mais provável para estas características é uma injeção massiva de energia no Centro Galáctico no passado, levando a choques no invólucro de gás quente da nossa Galáxia.
Os astrónomos detetaram uma nova característica notável no primeiro mapa de todo o céu produzido pelo telescópio de raios-X eROSITA no SRG: uma enorme estrutura circular de gás quente abaixo do plano da Via Láctea ocupando a maior parte do céu do sul. Uma estrutura semelhante no céu norte, a "espora polar norte", é conhecida há muito tempo e pensava-se que fosse o vestígio de uma velha explosão de supernova. Juntas, as estruturas do norte e do sul, ao invés, são um remanescente de um único conjunto de bolhas em forma de ampulheta emergindo do Centro Galáctico.
"Graças à sua sensibilidade, resolução espectral e angular, o eROSITA foi capaz de mapear todo o céu em raios-X a uma profundidade sem precedentes, revelando a bolha do sul sem qualquer espaço para dúvidas," explica Michael Freyberg, cientista sénior que trabalha com o eROSITA no Instituto Max Planck para Física Extraterrestre. O eROSITA varre todo o céu a cada seis meses e os dados permitem que os cientistas procurem estruturas que cobrem uma parte significativa de todo o céu.
Limites acentuados
A emissão de raios-X em grande escala observada pelo eROSITA na sua banda de energia média (0,6-1,0 keV) mostra que o tamanho intrínseco das bolhas é de vários kiloparsecs (ou até 50.000 anos-luz) de diâmetro, quase tão grande quanto toda a Via Láctea. Estas "bolhas eROSITA" mostram semelhanças morfológicas impressionantes com as bem conhecidas "bolhas de Fermi" detetadas em raios-gama pelo Telescópio Fermi, mas são maiores e mais energéticas.
"Os contornos nítidos destas bolhas provavelmente traçam choques provocados pela injeção massiva de energia da parte interna da nossa Galáxia no Halo Galáctico," aponta Peter Predehl, autor principal do estudo agora publicado na revista Nature. "Tal explicação tinha sido sugerida anteriormente paras as bolhas de Fermi, e agora com o eROSITA a sua extensão completa e morfologia tornaram-se evidentes."
Esta descoberta vai ajudar os astrónomos a compreender o ciclo cósmico da matéria dentro e em torno da Via Láctea e das outras galáxias. A maior parte da matéria comum (bariónica) do Universo é invisível aos nossos olhos, com todas as estrelas e galáxias que observamos com telescópios óticos compreendendo menos de 10% da sua massa total. Pensa-se que vastas quantidades de matéria bariónica não observada residam em halos ténues enrolados como casulos em torno das galáxias e dos filamentos entre elas na teia cósmica. Estes halos são quentes, com uma temperatura de milhões de graus e, portanto, visíveis apenas com telescópios sensíveis à radiação altamente energética.
Enorme libertação de energia
As bolhas agora observadas com o eROSITA traçam perturbações neste invólucro de gás quente em torno da nossa Via Láctea, provocadas por um surto de formação estelar ou por uma explosão do buraco negro supermassivo no Centro Galáctico. Embora agora dormente, o buraco negro pode muito bem ter estado ativo no passado, ligando-o a núcleos galácticos ativos (NGAs) com buracos negros de crescimento rápido vistos em galáxias distantes. Em qualquer caso, a energia necessária para alimentar a formação destas bolhas gigantescas deve ter sido enorme a 10^56 ergs, o equivalente à libertação energética de 100.000 supernovas, e semelhante às estimativas de explosões dos NGAs.
"As cicatrizes deixadas por estas explosões levam muito tempo a 'curar' nestes halos," acrescenta Andrea Merloni, investigador principal do eROSITA. "Os cientistas têm procurado no passado impressões digitais gigantescas deste tipo de atividades violentas em torno de muitas galáxias". As bolhas eROSITA fornecem agora forte suporte para interações em grande escala entre o núcleo da nossa Galáxia e o halo em seu redor, que são energéticas o suficiente para perturbar a estrutura, o conteúdo energético e o enriquecimento químico do meio circumgaláctico da Via Láctea.
"O eROSITA está atualmente a concluir a segunda varredura de todo o céu, duplicando o número de fotões de raios-X provenientes das bolhas que descobrimos," aponta Rashid Sunyaev, cientista-chefe do Observatório SRG na Rússia. "Temos muito trabalho pela frente, porque os dados do eROSITA tornam possível destacar muitas linhas espectrais de raios-X emitidas por gás altamente ionizado. Isto significa que a porta está aberta para o estudo da abundância de elementos químicos, o grau da sua ionização, a densidade e temperatura do gás emitente nas bolhas, para identificar os locais das ondas de choque e estimar escalas de tempo características."
O IAAT (Institute for Astronomy and Astrophysics) da Universidade de Tubinga, Alemanha, é uma das instituições centrais do consórcio alemão eROSITA; esteve envolvido no desenvolvimento das sete câmaras do telescópio e noutras atividades pré-lançamento, incluindo a avaliação do fundo em órbita e simulações do observatório em ação. Desde o início do levantamento, os cientistas de Tubinga têm trabalhado na análise dos dados à medida que chegam, com foco em objetos galácticos como estrelas de neutrões em acreção, buracos negros, remanescentes de supernova e, claro, as recém-descobertas bolhas eROSITA.
"Estamos apenas a começar a estudar esta estrutura gigantesca em detalhe e todos os dias recebemos mais luz que transporta informação. Em breve seremos capazes de estudar as condições físicas em várias partes da bolha. Isto é algo que apenas o eROSITA pode fazer, e algo que esperançosamente nos permitirá entender melhor o presente e o passado da nossa própria Galáxia e de outras galáxias onde são observadas várias formas de atividade no núcleo," diz Victor Doroshenko, cientista sénior do IAAT.
"O que mais me impressiona nesta estrutura é a sua vasta extensão, e que permaneceu por descobrir durante a maior parte da nossa história. Isto porque só um levantamento de todo o céu em raios-X poderia revelar uma estrutura tão grande e isto é realmente complexo e envolve enormes desafios técnicos que não puderam ser superados até recentemente. Mesmo agora, projetos a esta escala exigem um esforço conjunto de muitas instituições e nações, e estou feliz que o IAAT possa manter-se competitivo," acrescenta Doroshenko.
Fonte: Astronomia OnLine
Quasares varrem galáxias como tsunamis
Ventos de quasar são os fluxos mais energéticos já testemunhados no universo
Usando os recursos exclusivos do telescópio espacial Hubble, da Nasa/ESA, uma equipe de astrônomos descobriu os fluxos mais energéticos já observados no universo. Eles emanam de quasares e atravessam o espaço interestelar como tsunamis, causando estragos nas galáxias em que os quasares vivem.
A ilustração acima mostra uma galáxia distante com um quasar ativo em seu centro. Um quasar emite quantidades excepcionalmente grandes de energia gerada por um buraco negro supermassivo alimentado por matéria em queda.
Usando os recursos do Hubble, os astrônomos descobriram que a pressão da radiação da vizinhança do buraco negro empurra o material para longe do centro da galáxia a uma fração da velocidade da luz.
Os “ventos de quasar” estão impulsionando centenas de massas solares de material a cada ano. Isso afeta toda a galáxia à medida que o material carrega o gás e a poeira circundantes.
Galáxia sobrevive ao banquete de buraco negro – por enquanto
Descoberta de que a galáxia CQ4479 continua a produzir estrelas mesmo sendo devorada por um buraco negro vai contra o que a ciência sabia a esse respeito
quinta-feira, 24 de dezembro de 2020
Feliz Natal
domingo, 6 de dezembro de 2020
Sistema Solar está mais próximo
Mapa de posição e velocidade da Via Láctea. As setas mostra a dados da posição e velocidade para os 224 objetos usados para modelar a nossa Galáxia. As linhas pretas sólidas mostram as posições dos braços espirais. As cores indicam grupos de objetos que pertencem ao mesmo braço. A imagem de fundo é apenas uma ilustração.
A Terra acabou de ficar 7 km/s mais rápida e cerca de 2000 anos-luz mais perto do buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea. Mas não se preocupe, isso não significa que o nosso planeta está a mergulhar em direção ao buraco negro. Ao invés, as mudanças são resultado de um melhor modelo da Via Láctea com base em novos dados observacionais, incluindo um catálogo de objetos observados ao longo de mais de 15 anos pelo projeto japonês de radioastronomia VERA.
O VERA (VLBI Exploration of Radio Astrometry, e "VLBI" significa Very Long Baseline Interferometry) começou em 2000 para mapear a velocidade tridimensional e estruturas espaciais na Via Láctea. O VERA usa uma técnica conhecida como interferometria para combinar dados de radiotelescópios espalhados por todo o arquipélago japonês, a fim de atingir a mesma resolução que um telescópio de 2300 km de abertura. A precisão da medição alcançada com esta resolução, 10 microssegundos de arco, é nítida o suficiente em teoria para resolver uma moeda de um cêntimo colocada à superfície da Lua.
Como a Terra está localizada dentro da Via Láctea, não podemos "dar um passo atrás" e ver o aspeto da nossa Galáxia do lado de fora. A astrometria, a medição precisa das posições e movimentos dos objetos, é uma ferramenta vital para entender a estrutura geral da Via Láctea e o nosso lugar nela. Este ano foi publicado o Primeiro Catálogo de Astrometria VERA contendo dados de 99 objetos.
Com base no Catálogo de Astrometria VERA e observações recentes por outros grupos, os astrónomos construíram um mapa de posição e velocidade. A partir deste mapa, calcularam o centro da Galáxia, o ponto no qual tudo gira. O mapa sugere que o centro da Via Láctea, e o buraco negro supermassivo que aí reside, está localizado a 25.800 anos-luz da Terra. Esta distância é inferior ao valor oficial de 27.700 anos-luz adotado pela União Astronómica Internacional em 1985. O componente de velocidade do mapa indica que a Terra (ou o Sol, o Sistema Solar) está a viajar a 227 km/s enquanto orbita em torno do Centro Galáctico. Esta velocidade é superior ao valor oficial de 220 km/s.
Agora, o VERA espera observar mais objetos, particularmente aqueles perto do buraco negro supermassivo central, para melhor caracterizar a estrutura e movimento da Galáxia. Como parte destes esforços, o VERA participará na rede EAVN (East Asian VLBI Network), composta por quatro radiotelescópios localizados no Japão, Coreia da Sul e China. Ao aumentar o número de telescópios e a separação máxima entre telescópios, a rede EAVN pode atingir uma precisão ainda maior.
Novos dados do Hubble explicam matéria escura
Um Enxame Duplo em Perseu
A maioria dos enxames de estrelas é singularmente impressionante. Os enxames abertos NGC 869 e NGC 884, no entanto, podem ser considerados duplamente impressionantes. Também conhecido como "h e chi Persei", este invulgar enxame duplo, na imagem em destaque, é brilhante o suficiente para ser visto de um local escuro mesmo sem binóculos. Embora a sua descoberta certamente anteceda a história registada, foi o astrónomo grego Hiparco que catalogou o enxame duplo. Os enxames estão a mais de 7000 anos-luz de distância na direção da constelação de Perseu, mas separados por apenas centenas de anos-luz. Além de estarem fisicamente próximos, as idades dos enxames, com base nas suas estrelas individuais, são semelhantes - evidência de que ambos os aglomerados são provavelmente um produto da mesma região de formação estelar.
Depois do Sol envelhecer
Que pensamentos o(a) mantêm acordado(a) à noite? Se forem questões sobre o fim do nosso Sistema Solar... bem, realmente concentra-se no quadro geral! Mas alguns cientistas ponderaram a mesma coisa, e têm uma resposta: parte será engolido e o resto provavelmente vai desintegrar-se.
Depois do Sol envelhecer
O estudo do provável destino do nosso Sistema Solar é das "demandas mais antigas da astrofísica, que remonta ao próprio Newton," segundo o início de uma recente publicação por Jon Zink (Universidade da Califórnia em Los Angeles). Embora a tradição seja longa, este campo é complicado: resolver as interações dinâmicas entre muitos corpos é um problema notoriamente difícil.
Além do mais, não é apenas a dinâmica de objetos imutáveis que precisa ser tida em conta. O Sol vai evoluir dramaticamente à medida que envelhece para fora da sequência principal, aumentando de tamanho até envolver as órbitas de Mercúrio, de Vénus e da Terra e perdendo quase metade da sua massa durante os próximos 7 mil milhões de anos.
Os planetas exteriores vão sobreviver a esta evolução, mas não escaparão ilesos: uma vez que a atração gravitacional da massa do Sol é o que governa as órbitas dos planetas, a perda de massa do nosso Sol fará com que os planetas exteriores se afastem ainda mais, enfraquecendo as suas "amarras" ao nosso Sistema Solar.
O que acontece depois? Zink e colaboradores deixaram a correr este cenário usando uma série de simulações.
O final do Sistema Solar
As simulações dos autores exploram o que acontecerá aos nossos planetas exteriores depois do Sol consumir os planetas interiores, perder metade da sua massa e começar a sua nova vida como uma anã branca. Zink e colaboradores mostram como os planetas gigantes vão migrar para fora em resposta à perda de massa do Sol, formando uma configuração estável na qual Júpiter e Saturno assentam-se numa ressonância de 5:2 - Júpiter completará cinco órbitas para cada duas órbitas de Saturno.
Mas o nosso Sistema Solar não está isolado; existem outras estrelas na Galáxia e uma delas passa perto de nós aproximadamente a cada 20 milhões de anos. Zink e colaboradores incluem os efeitos destas outras estrelas nas suas simulações. Eles demonstram que dentro de mais ou menos 30 mil milhões de anos, as passagens estelares terão perturbado os nossos planetas exteriores o suficiente para que a configuração estável se torne caótica, lançando velozmente a maioria dos planetas gigantes para fora do Sistema Solar.
O último planeta existente permanecerá por mais algum tempo. Mas, daqui a 100 mil milhões de anos, até este planeta remanescente também será desestabilizado por "flybys" estelares e expulso do Sistema Solar. Após a sua expulsão, os planetas gigantes irão vaguear independentemente pela Galáxia, juntando-se à população de planetas "flutuantes", planetas sem hospedeiras estelares.
De modo que o nosso destino é sombrio: a combinação da perda de massa solar e as passagens rasantes de outras estrelas levará à dissolução completa do Sistema Solar, segundo estas simulações. As boas notícias? Este destino está muitos milhares de milhões de anos no futuro - assim sendo, não perca sono por causa disto.
Gás Veloz
Os astrónomos detectaram o gás monóxido de carbono em movimento rápido fluindo de uma estrela jovem de baixa massa: um estágio único na evolução planetária que pode fornecer uma visão sobre como o nosso próprio Sistema Solar evoluiu e sugere que a maneira como os sistemas se desenvolvem pode ser mais complicada do que se pensava.
Embora não esteja claro como o gás está a ser expelido tão depressa, uma equipa de investigadores, liderada pela Universidade de Cambridge, pensa que pode ser produzido a partir de cometas gelados sendo vaporizados na cintura de asteroides da estrela. Os resultados foram aceites para publicação na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society e serão apresentados na conferência virtual "Five Years After HL Tau".
A deteção foi feita com o ALMA (Atacama Large Millimetre/submillimetre Array) no Chile, como parte de um levantamento de estrelas jovens de 'classe III', relatado num artigo científico anterior. Algumas destas estrelas de classe III estão rodeadas por discos de detritos, que se pensa serem formados por colisões contínuas de cometas, asteroides e outros objetos sólidos, conhecidos como planetesimais, nos confins de sistemas planetários recentemente formados. Os remanescentes de poeira e detritos destas colisões absorvem a luz das suas estrelas centrais e reirradiam essa energia como um brilho fraco que pode ser estudado com o ALMA.
Nas regiões internas dos sistemas planetários, espera-se que os processos de formação planetária resultem na perda de toda a poeira mais quente, e as estrelas da classe III são aquelas que ficam com - no máximo - poeira ténue e fria. Estas ténues cinturas de poeira fria são semelhantes aos discos de detritos vistos em torno de outras estrelas, idênticos à Cintura de Kuiper do nosso próprio Sistema Solar, que é conhecida por hospedar asteroides muito maiores e cometas.
No levantamento, descobriu-se que a estrela em questão, NO Lup, que tem cerca de 70% da massa do nosso Sol, tem um disco empoeirado de baixa massa, mas é a única estrela da classe III onde foi detetado o gás monóxido de carbono, a primeira vez para este tipo de estrela jovem com o ALMA. Embora se saiba que muitas estrelas jovens ainda hospedam os discos formadores de planetas ricos em gás a partir dos quais nascem, o de NO Lup é mais evoluído, e seria de esperar que tivesse perdido este gás primordial após a formação dos seus planetas.
Embora a deteção do gás monóxido de carbono seja rara, o que tornou a observação única foi a escala e a velocidade do gás, o que levou a um estudo de acompanhamento para explorar o seu movimento e origens.
"Só a deteção do gás monóxido de carbono já foi empolgante, já que nenhuma outra jovem estrela deste tipo tinha sido previamente fotografada com o ALMA," disse o autor principal Joshua Lovell, estudante de doutoramento do Instituto de Astronomia de Cambridge. "Mas quando olhámos mais atentamente, encontrámos algo ainda mais invulgar: dada a distância a que o gás estava da estrela, movia-se muito mais depressa do que o esperado. Isto intrigou-nos durante algum tempo."
Grant Kennedy, da Universidade de Warwick, que liderou o trabalho de modelagem do estudo, apresentou uma solução para o quebra-cabeças. "Encontrámos uma maneira simples de o explicar: ao modelar um anel de gás, mas dando ao gás um impulso extra para fora," disse. "Outros modelos foram usados para explicar os discos jovens com mecanismos semelhantes, mas este disco é mais como um disco de detritos onde não tínhamos testemunhado ventos antes. O nosso modelo mostrou que o gás é totalmente consistente com um cenário em que está sendo lançado para fora a cerca de 22 km/s, muito mais rápido do que qualquer velocidade orbital estável."
Uma análise posterior também mostrou que o gás pode ser produzido durante as colisões entre asteroides, ou durante períodos de sublimação - a transição do estado sólido para o estado gasoso - à superfície dos cometas da estrela, que devem ser ricos em monóxido de carbono gelado.
Foram recolhidas recentemente evidências do mesmo processo no nosso próprio Sistema Solar com a missão New Horizons da NASA, quando observou o objeto Ultima Thule (ou Arrokoth) em 2019, da Cintura de Kuiper, e encontrou a evolução de sublimação à superfície do corpo gelado, que teve lugar há cerca de 4,5 mil milhões de anos. O mesmo evento que vaporizou cometas no nosso próprio Sistema Solar há milhares de milhões de anos pode, portanto, ter sido capturado pela primeira vez a mais de 400 anos-luz de distância, num processo que pode ser comum em torno de estrelas formadoras de planetas, e que pode ter implicações na evolução de todos os cometas, asteroides e planetas.
"Esta estrela fascinante está a lançar luz sobre os tipos de processos físicos que moldam os sistemas planetários logo após nascerem, logo depois de terem emergido de serem envoltos pelo seu disco protoplanetário," disse o coautor Professor Mark Wyatt, também do Instituto de Astronomia de Cambridge. "Embora tenhamos visto gás produzido por planetesimais em sistemas mais antigos, o ritmo de libertação no qual o gás está a ser produzido neste sistema e a sua natureza de fluxo são bastante notáveis, e apontam para uma fase de evolução do sistema planetário que estamos aqui a testemunhar pela primeira vez."
Embora o puzzle ainda não esteja totalmente resolvido, e seja necessária uma modelagem mais detalhada para entender como o gás está a ser expelido tão rapidamente, o que é certo é que este sistema será alvo de medições de acompanhamento mais intensas.
"Esperamos que o ALMA esteja online novamente no próximo ano e faremos questão de observar este sistema novamente em mais detalhes," disse Lovell. "Tendo em conta o que aprendemos sobre este estágio inicial da evolução dos sistemas planetários com apenas uma curta observação de 30 minutos, ainda há muito mais que este sistema nos pode dizer."
Duas décadas após uma descoberta
Duas décadas e meia de descobertas científicas são um marco importante para qualquer missão espacial. Mas quando a nave espacial no centro da celebração foi projetada para durar apenas dois anos e opera a partir de uma área fora da magnetosfera protetora da Terra, é um triunfo absoluto na história da exploração espacial.
O observatório SOHO foi lançado no dia 2 de dezembro de 1995. Está posicionado a 1,5 milhões de quilómetros mais perto do Sol do que da Terra, de onde desfruta de vistas ininterruptas da nossa estrela.
A missão foi lançada com três objetivos científicos em mente. O primeiro foi estudar a dinâmica e a estrutura do interior solar. O segundo foi estudar por que a atmosfera externa do Sol, conhecida como corona, é muito mais quente do que a sua superfície, e o terceiro foi estudar onde e como o vento solar de partículas é acelerado.
Quase 6000 artigos já apareceram em revistas com base em dados do SOHO, muitos deles representando um progresso significativo na nossa compreensão dos objetivos originais.
Além de investigar como o Sol funciona, SOHO é o descobridor de cometas mais prolífico da história astronómica, tendo avistado mais de 4000 desses minimundos gelados durante o trajeto das suas viagens em direção ao sol.
Mas talvez o aspeto mais importante do trabalho do SOHO tenha sido algo que estava a ganhar destaque na época do seu lançamento: o estudo do clima espacial.
O clima espacial é o termo usado para designar distúrbios no vento solar; o fluxo constante de partículas eletricamente carregadas expelidas da coroa do Sol. Os principais eventos na corona, conhecidos como ejeções de massa coronal, ou CMEs, podem impulsionar milhares de milhões de toneladas dessas partículas para o espaço a milhões de quilómetros por hora.
Se a Terra estiver no caminho de uma CME, pode desencadear uma grande tempestade geomagnética, na qual os satélites podem ser danificados, as telecomunicações interrompidas, astronautas em perigo e linhas de energia sujeitas a picos perigosos de correntes elétricas. Juntos, estes eventos e as suas consequências foram coloquialmente chamados de tempestades solares.
"A razão pela qual o SOHO está a voar agora é para a pesquisa do clima espacial - para entender como o Sol impacta a Terra," disse Bernhard Fleck, cientista do projeto SOHO da ESA e Gerente da missão.
SOHO foi decisivo no estudo do clima espacial porque desempenha um papel vital na previsão de tempestades solares potencialmente perigosas. Isto ocorre porque o SOHO possui o instrumento lASCO (Large Angle and Spectrometric Coronagraph), que estuda a estrutura e o comportamento da ténue corona criando um eclipse solar artificial. Ao fazer isso, operadores e meteorologistas espaciais na Terra podem ver quando as tempestades solares estão a vir na nossa direção, um a três dias antes de chegarem.
Houve uma série de outras missões solares lançadas desde a sonda SOHO. Por exemplo, a NASA lançou o SDO (Solar Dynamics Observatory) e, mais recentemente, a Parker Solar Probe. Por seu turno, a ESA tem agora a Solar Orbiter. No entanto o SOHO permanece único porque possui o único coronógrafo na linha Sol-Terra, e isto torna-o inestimável.
A missão de 25 anos do SOHO não ocorreu sem incidentes. Dois anos e meio após o lançamento, a 25 de junho de 1998, a missão quase terminou durante uma manobra de rotina da nave espacial. O contato foi perdido e alguns descartaram o SOHO como perdido para sempre. No entanto, a equipa recusou-se a render-se e, após um árduo trabalho durante um período de três meses, conseguiram colocar a missão de volta online no final de setembro.
Após um período de recomissionamento da aeronave e os seus doze instrumentos - todos os quais sobreviveram apesar das temperaturas extremas que sofreram durante o apagão - a missão estava novamente totalmente online no início de novembro. Mas os problemas não acabaram aí.
No final do mês seguinte, todos os três giroscópios da aeronave falharam, iniciando uma nova corrida contra o tempo para salvar a missão.
Foi desenvolvido um novo programa informático para controlar o SOHO sem a necessidade de giroscópios. Instalado em fevereiro de 1999, o código permitiu que a aeronave retornasse mais uma vez às operações científicas completas. No processo, isso fez do SOHO a primeira aeronave a ser estabilizada em três eixos sem giroscópios.
Apesar destes problemas, o SOHO manteve-se forte na lista da ESA desde então. Os engenheiros mantiveram a aeronave saudável e a funcionar, com todos os seus instrumentos a funcionar corretamente, e contanto que não ocorram grandes problemas de funcionamento nos próximos anos, a aeronave pode chegar ao seu 30.º aniversário.
Bernhard acredita que a missão do SOHO terminará em 2025, após algumas missões sucessoras terem subido aos céus. Uma é a chamada missão SWFO (Space Weather Follow-On) da NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), a outra é o satélite GOES-U da NOAA. Ambos carregam coronógrafos e instrumentos de monitorização do clima espacial que parecem destinados a substituir o SOHO.
A ESA também tem novas missões no horizonte. Está a estudar a missão Lagrange, que funcionaria como um observatório meteorológico espacial dedicado para alertar sobre turbulências potencialmente prejudiciais na nossa estrela-mãe. A curto prazo, o Proba-3 da ESA pretende ser lançado em meados de 2022. Este satélite testará uma nova maneira de estudar a coroa do Sol que melhora significativamente o desempenho dos coronógrafos tradicionais.
Mas antes disso, ainda há muita ciência excelente para se esperar do SOHO. "Eu diria que os próximos dois anos serão mais emocionantes do que os dez anos anteriores," diz Bernhard.
Isto ocorre porque o SOHO pode integrar as suas leituras com as do Solar Orbiter e Parker Solar Probe para fornecer "medições multiponto" que dão uma imagem mais completa das condições climáticas espaciais. Por exemplo, o SOHO pode ver a coroa através da qual essas duas missões voarão, fornecendo assim o contexto no qual a situação fática da Solar Orbiter e da Parker Solar Probe podem ser encaixadas.
E não são apenas as conquistas científicas que estão a ser comemoradas neste aniversário. A longevidade do SOHO é um testemunho duradouro para as equipas de indivíduos dedicados que construíram a aeronave e os seus instrumentos há três décadas. "O mundo era muito diferente há 30 anos atrás, mas construíram uma maquinaria tão sólida que ainda funciona e tem instrumentos que ainda são relevantes 30 anos depois. Isto é incrível," diz Bernhard.
Além disso, há a equipa que comanda a aeronave. "Eles operaram a missão dia após dia durante 25 anos, mesmo nas difíceis condições da pandemia COVID-19 durante o ano, é uma conquista extraordinária," disse Bernhard.
Uma vez que a tecnologia muda continuamente, a equipa é obrigada a continuar a adaptar as suas práticas aos requisitos modernos. "SOHO é baseado no seu compromisso, dedicação e diligência," diz Bernhard.
Em suma, o SOHO não só mudou a maneira como pensamos sobre o Sol, através da incrível generosidade de conhecimento e compreensão que proporcionou, mas também estabeleceu o plano de como estudamos o clima espacial para manter a Terra e a sua tecnologia segura.
Não importa quando a missão finalmente terminar, o seu lugar nos livros de história está garantido.
O Sistema Solar é uma espécie rara
Investigadores do Instituto Niels Bohr, da Universidade de Copenhaga, investigaram mais de 1000 sistemas planetários orbitando estrelas na nossa própria Galáxia, a Via Láctea, e descobriram uma série de ligações entre as órbitas planetárias, o número de planetas, a ocorrência e a distância às suas estrelas. Parece que o nosso próprio Sistema Solar é, em alguns aspetos, muito raro e, noutros, muito comum.
É raro ter 8 planetas, mas o estudo mostra que o Sistema Solar segue exatamente as mesmas regras básicas para a formação de planetas em torno de uma estrela que todos os outros sistemas seguem. A questão sobre o que exatamente o torna tão especial, para abrigar vida, é ainda uma boa questão. O estudo foi publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
As órbitas excêntricas dos planetas são a chave para determinar o número de planetas
Existe uma correlação muito clara entre a excentricidade das órbitas e o número de planetas num dado sistema planetário. Quando os planetas se formam, começam em órbitas circulares numa nuvem de gás e poeira. Mas ainda são relativamente pequenos em tamanho, até tamanhos comparáveis aos da Lua. Numa escala de tempo mais longa, interagem por meio da gravidade e adquirem órbitas cada vez mais excêntricas ou elípticas. Isto significa que começam a colidir porque as órbitas elípticas cruzam-se - e assim os planetas aumentam de tamanho devido às colisões. Se o resultado final das colisões é que todas as peças se tornam apenas um ou alguns planetas, então eles permanecem em órbitas elípticas. Mas se acabam por formar muitos planetas, então a atração gravitacional entre eles fá-los perder energia - e assim formam cada vez mais órbitas circulares.
Os investigadores descobriram uma correlação muito clara entre o número de planetas e quão circulares são as órbitas. "Na verdade, isto não é realmente uma surpresa", explica o professor Uffe Gråe Jørgensen. "Mas o nosso Sistema Solar é único no sentido de que não se conhece nenhum outro sistema com tantos planetas. Portanto, talvez se pudesse esperar que o nosso Sistema Solar não encaixasse na correlação. Mas encaixa! Na verdade, encaixa mesmo bem!"
Os únicos sistemas planetários que não se enquadram nesta "regra" são os sistemas com apenas um planeta. Em alguns casos, a razão é que nestes sistemas de um único planeta, o planeta orbita a estrela muito perto, mas nos outros, a razão é que os sistemas podem realmente conter mais planetas do que inicialmente assumido. "Nestes casos, pensamos que o desvio da regra pode ajudar-nos a revelar mais planetas que estavam ocultos até agora," disse Nanna Bach-Møller, autora principal do artigo científico. Se conseguirmos ver a extensão da excentricidade da órbita do planeta, saberemos quantos outros planetas devem existir no sistema - e vice-versa, se tivermos o número de planetas, sabemos agora as suas órbitas. "Esta seria uma ferramenta muito importante para detetar sistemas planetários como o nosso próprio Sistema Solar, porque muitos exoplanetas semelhantes aos planetas do nosso Sistema Solar seriam difíceis de detetar diretamente, caso não soubéssemos onde procurá-los."
A Terra está entre os sortudos 1%
Não importa o método usado na busca por exoplanetas, chega-se ao mesmo resultado. Portanto, há uma física básica universal em jogo. Os investigadores podem usar isto para dizer: quantos sistemas possuem a mesma excentricidade que o nosso Sistema Solar? - que podemos usar para avaliar quantos sistemas têm o mesmo número de planetas que o nosso Sistema Solar. A resposta é que apenas 1% de todos os sistemas têm o mesmo número de planetas que o nosso Sistema Solar ou mais. A existirem aproximadamente 100 mil milhões de estrelas na Via Láctea, isto significa, no entanto, nada menos que mil milhões de "Sistemas Solares". Existem aproximadamente 10 mil milhões de planetas parecidos com a Terra na zona habitável, isto é, a uma distância da sua estrela que permite a existência de água líquida à superfície. Mas há uma enorme diferença entre estar na zona habitável e ser habitável ou ter desenvolvido uma civilização tecnológica, enfatiza Uffe Gråe Jørgensen. "Algo é a causa do facto de não haver uma grande quantidade de OVNIs por aí. Quando a conquista dos planetas num sistema planetário começa, tem rápidos desenvolvimentos. Podemos ver isto na nossa própria civilização. Já estivemos na Lua e em Marte já temos vários robôs. Mas não existem muitos OVNIs dos milhares de milhões de exoplanetas parecidos com a Terra na zona habitável das estrelas, de modo que a vida e as civilizações tecnológicas em particular provavelmente ainda são bastante escassas."
A Terra não é particularmente especial - o número de planetas no sistema é o que importa
O que é necessário para abrigar vida, além de um planeta do tamanho da Terra na zona habitável? O que torna a nossa Terra e o nosso Sistema Solar tão especial? Em termos de planeta, a Terra não é especial - existem imensos planetas semelhantes à Terra por aí. Mas talvez possa ser o número de planetas e a sua natureza. Existem muitos gigantes gasosos no nosso Sistema Solar, metade do número total. Será que a existências de grandes planetas gasosos é a causa da nossa existência aqui na Terra? Parte desse debate envolve a questão de saber se os grandes planetas gasosos, Saturno e Júpiter, "direcionaram" os cometas para a Terra carregando água quando esta tinha 500 milhões de anos, permitindo aqui a formação de vida.
Esta é a primeira vez que um estudo mostra a raridade de um sistema planetário abrigar 8 planetas, mas ao mesmo tempo mostra que o nosso Sistema Solar não é inteiramente único. O nosso Sistema Solar segue as mesmas regras físicas para a formação planetária como qualquer outro sistema planetário, apenas estamos no final invulgar da escala. E ainda nos resta a questão de porquê, exatamente, estarmos cá para sermos capazes de pensar sobre isto.
Possível marcador de vida manchado em Vênus
Uma equipe internacional de astrônomos anunciou hoje a descoberta de uma molécula rara - a fosfina - nas nuvens de Vênus. Na Terra, esse gás só é produzido industrialmente ou por micróbios que prosperam em ambientes livres de oxigênio. Astrônomos especularam por décadas que as nuvens altas em Vênus poderiam oferecer um lar para micróbios - flutuando livres da superfície escaldante, mas precisando tolerar uma acidez muito alta. A detecção de fosfina pode apontar para essa vida “aérea” extraterrestre.
“ Quando obtivemos as primeiras dicas de fosfina no espectro de Vênus, foi um choque! ”, Diz a líder da equipe Jane Greaves, da Cardiff University, no Reino Unido, que detectou pela primeira vez sinais de fosfina em observações do James Clerk Maxwell Telescope ( JCMT ), operado pelo Observatório do Leste Asiático, no Havaí. A confirmação da descoberta requer o uso de 45 antenas do Atacama Large Millimeter / submillimeter Array ( ALMA ) no Chile, um telescópio mais sensível do qual o European Southern Observatory (ESO) é parceiro.
Ambas as instalações observaram Vênus em um comprimento de onda de cerca de 1 milímetro, muito mais do que o olho humano pode ver - apenas telescópios em grandes altitudes podem detectá-lo com eficácia.
A equipe internacional, que inclui pesquisadores do Reino Unido, Estados Unidos e Japão, estima que a fosfina exista nas nuvens de Vênus em uma pequena concentração, apenas cerca de vinte moléculas em cada bilhão. Seguindo suas observações, eles fizeram cálculos para ver se essas quantidades poderiam vir de processos não biológicos naturais no planeta. Algumas ideias incluíam a luz do sol, minerais soprados da superfície, vulcões ou relâmpagos, mas nenhum deles poderia chegar perto o suficiente disso. Descobriu-se que essas fontes não biológicas produzem no máximo dez milésimos da quantidade de fosfina que os telescópios viram.
Para criar a quantidade observada de fosfina (que consiste em hidrogênio e fósforo) em Vênus, os organismos terrestres só precisariam trabalhar com cerca de 10% de sua produtividade máxima, de acordo com a equipe. Bactérias terrestres são conhecidas por produzir fosfina: elas absorvem fosfato de minerais ou material biológico, adicionam hidrogênio e, por fim, expelem fosfina. Qualquer organismo em Vênus provavelmente será muito diferente de seus primos terrestres, mas eles também podem ser a fonte de fosfina na atmosfera.
Embora a descoberta de fosfina nas nuvens de Vênus tenha sido uma surpresa, os pesquisadores estão confiantes em sua detecção. “ Para nosso grande alívio, as condições eram boas no ALMA para observações posteriores enquanto Vênus estava em um ângulo adequado com a Terra. No entanto, o processamento dos dados foi complicado, já que o ALMA geralmente não procura efeitos muito sutis em objetos muito brilhantes como Vênus ” , disse a membro da equipe Anita Richards do UK ALMA Regional Centre e da Universidade de Manchester.
No final, descobrimos que ambos os observatórios tinham visto a mesma coisa - absorção fraca no comprimento de onda certo para ser o gás fosfina, onde as moléculas são retroiluminadas pelas nuvens mais quentes abaixo ” , acrescenta Greaves, que liderou o estudo publicado hoje na Nature Astronomia.
Outro membro da equipe, Clara Sousa Silva, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, nos Estados Unidos, investigou a fosfina como um gás de “bioassinatura” de vida não-oxigenada em planetas ao redor de outras estrelas, porque a química normal faz tão pouco dela. Ela comenta: “ Encontrar fosfina em Vênus foi um bônus inesperado! A descoberta levanta muitas questões, por exemplo, como qualquer organismo poderia sobreviver. Na Terra, alguns micróbios podem lidar com até cerca de 5% de ácido em seu ambiente - mas as nuvens de Vênus são quase inteiramente feitas de ácido. ”
A equipe acredita que sua descoberta é significativa porque eles podem descartar muitas maneiras alternativas de fazer fosfina, mas eles reconhecem que a confirmação da presença de “vida” requer muito mais trabalho. Embora as nuvens altas de Vênus tenham temperaturas de até agradáveis 30 graus Celsius, elas são incrivelmente ácidas - cerca de 90% de ácido sulfúrico - apresentando grandes problemas para qualquer micróbio que tente sobreviver lá.
O astrônomo do ESO e gerente de operações europeu do ALMA, Leonardo Testi, que não participou do novo estudo, disse: “ A produção não biológica de fosfina em Vênus é excluída por nosso conhecimento atual da química da fosfina nas atmosferas de planetas rochosos. Confirmar a existência de vida na atmosfera de Vênus seria um grande avanço para a astrobiologia; portanto, é essencial acompanhar esse resultado emocionante com estudos teóricos e observacionais para excluir a possibilidade de que a fosfina em planetas rochosos também possa ter uma origem química diferente da da Terra. ”
Mais observações de Vênus e de planetas rochosos fora do nosso Sistema Solar, incluindo o próximo Extremely Large Telescope do ESO, podem ajudar a reunir pistas sobre como a fosfina pode se originar neles e contribuir para a busca por sinais de vida fora da Terra.
Fonte: ESO
Censo galáctico revela origem das galáxias mais "extremas"
Uma imagem de campo largo da região central do enxame de Virgem, medindo 4,4 milhões de anos-luz de cada lado, pelo SDSS (Sloan Digitized Sky Survey). Estão legendadas algumas das galáxias mais brilhantes do enxame, inlcuindo Messier 87, ou M87, que está perto do centro do enxame. As inserções mostram imagens profundas de duas galáxias estruturalmente extremas, obtidas com a MegaCam acoplada ao CFHT como parte do levantamento NGVS. Uma anã ultracompacta está na "mira" da inserção mais abaixo, com uma galáxia ultradifusa na inserção de cima. Estas galáxias são quase 1000 vezes mais ténues do que as galáxias brilhantes visíveis na imagem. Embora as galáxias compactas e as galáxias difusas contenham mais ou menos o mesmo número de estrelas, e o seu brilho total seja idêntico, diferem em termos de área por mais de 20.000. As barras de escala de cada inserção representam uma distância de 10.000 anos-luz.Crédito: SDSS, CFHT e equipa NGVS
Os astrónomos descobriram que a chave para entender as galáxias com tamanhos "extremos", pequenas ou grandes, pode estar nos seus arredores. Em dois estudos relacionados, uma equipa internacional descobriu que as galáxias que são "ultracompactas" ou "ultradifusas" em relação a galáxias normais de brilho comparável parecem residir em ambientes densos, ou seja, regiões que contêm um grande número de galáxias. Isto levou a equipa a especular que estes objetos "extremos" poderiam ter começado a parecer-se com galáxias normais, mas que depois evoluíram para ter tamanhos invulgares por meio de interações com outras galáxias.
A equipe identificou galáxias ultracompactas e ultradifusas como parte de um censo sem precedentes de galáxias que residem no enxame de Virgem. A investigação usou dados do NGVS (Next Generation Virgo Cluster Survey) obtido pelo CFHT (Canada-France-Hawaii Telescope) usando a MegaCam, uma câmara ótica de campo largo. A uma distância de 50 milhões de anos-luz, Virgem é o enxame galáctico mais próximo da Via Láctea e contém vários milhares de galáxias, a maioria das quais reveladas, pela primeira vez, nos dados do NGVS.
Os astrónomos descobriram galáxias anãs ultracompactas (GAUs) há um quarto de século e essas são as galáxias mais densas conhecidas no Universo. Teorias concorrentes descrevem as galáxias anãs ultracompactas como grandes enxames de estrelas ou como remanescentes de galáxias maiores que foram despojadas dos seus invólucros estelares.
"Encontrámos centenas de GAUs no vizinho enxame galáctico de Virgem, e pelo menos algumas delas parecem ter começado as suas vidas como galáxias maiores," disse o Dr. Chengze Liu da Universidade Jiao Tong de Xangai, autor principal do primeiro estudo.
Apesar das GAUs serem semelhantes em aparência a grandes enxames de estrelas, várias GAUs neste estudo foram encontradas com invólucros estelares ténues em torno do núcleo compacto central. Estes invólucros podem ser os últimos vestígios de uma galáxia que foi gradualmente removida pelas forças gravitacionais de marés de galáxias vizinhas. Além disso, descobriu-se que as GAUs habitam preferencialmente as regiões do enxame de Virgem com as maiores densidades de galáxias. Juntas, estas evidências apontam para uma transformação induzida pelo meio ambiente como sendo responsável pela produção de algumas GAUs.
As galáxias ultradifusas (GUs) são um mistério na outra extremidade do espectro de tamanho. São muito maiores e mais difusas do que galáxias típicas com brilho idêntico. Algumas teorias sugerem que as galáxias ultradifusas são galáxias massivas cujo gás - combustível para a sua formação estelar - foi removido antes que muitas estrelas pudessem formar-se. Outras sugerem que já foram galáxias normais que se tornaram mais difusas por meio de fusões e interações.
"Descobrimos que as GUs no enxame de Virgem estão mais concentradas em direção ao núcleo denso do enxame, indicando que um ambiente denso pode ser importante para a sua formação," disse o Dr. Sungsoon Lim da Universidade de Tampa, autor principal do segundo estudo. "A diversidade nas suas propriedades indica que, embora nenhum processo singular tenha dado origem a todos os objetos dentro da classe de GUs, pelo menos algumas destas GUs têm aparências que sugerem que a sua natureza difusa se deve a interações de marés ou à fusão de galáxias de baixa massa."
Outro mistério é que algumas GUs continham populações significativas de enxames globulares. "Os intensos eventos de formação estelar necessários para produzir enxames globulares geralmente tornam uma galáxia menos difusa, em vez de mais difusa, de modo que compreender como vemos enxames globulares em GUs é um desafio interessante," disse o professor Eric Peng do Instituto Kavli para Astronomia e Astrofísica da Universidade de Pequim, coautor de ambos os estudos.
"Para encontrar galáxias que são realmente invulgares, primeiro precisamos de entender as propriedades das chamadas galáxias normais," disse o Dr. Patrick Côté do HAARC (Herzberg Astronomy and Astrophysics Research Center) do NRC (National Research Council), Canadá, autor dos dois estudos. "O NGVS fornece a visão mais profunda e completa de toda a população de galáxias do enxame de Virgem, permitindo-nos encontrar as galáxias mais compactas e difusas, avançando a nossa compreensão de como se encaixam no quadro geral da formação galáctica."
Os resultados destas investigações foram apresentados em dois artigos publicados recentemente na revista The Astrophysical Journal.
Fonte: Astronomia OnLine
O telescópio do ESO identifica galáxias presas na teia de um buraco negro supermassivo
Com a ajuda do Very Large Telescope (VLT) do ESO, os astrônomos encontraram seis galáxias em torno de um buraco negro supermassivo quando o Universo tinha menos de um bilhão de anos. Esta é a primeira vez que um agrupamento tão próximo foi visto logo após o Big Bang e a descoberta nos ajuda a entender melhor como os buracos negros supermassivos, um dos quais existe no centro de nossa Via Láctea, se formaram e cresceram até seus enormes tamanhos. rapidamente.
Ele apóia a teoria de que os buracos negros podem crescer rapidamente dentro de grandes estruturas semelhantes a teias que contêm bastante gás para alimentá-los.
“ Esta pesquisa foi impulsionada principalmente pelo desejo de compreender alguns dos objetos astronômicos mais desafiadores - buracos negros supermassivos no início do Universo. Esses são sistemas extremos e até agora não tivemos nenhuma boa explicação para sua existência ” , disse Marco Mignoli, astrônomo do Instituto Nacional de Astrofísica (INAF) em Bolonha, Itália, e autor principal da nova pesquisa publicada hoje na Astronomy & Astrofísica .
As novas observações com o VLT do ESO revelaram várias galáxias ao redor de um buraco negro supermassivo, todas localizadas em uma “teia de aranha” cósmica de gás que se estende a mais de 300 vezes o tamanho da Via Láctea. “ Os filamentos da teia cósmica são como os fios da teia de aranha ” , explica Mignoli. “As galáxias se erguem e crescem onde os filamentos se cruzam, e fluxos de gás - disponíveis para alimentar tanto as galáxias quanto o buraco negro supermassivo central - podem fluir ao longo dos filamentos. ”
A luz desta grande estrutura em forma de teia, com seu buraco negro de um bilhão de massas solares, viajou até nós desde uma época em que o Universo tinha apenas 0,9 bilhão de anos. “ Nosso trabalho colocou uma peça importante no quebra-cabeça amplamente incompleto que é a formação e o crescimento de objetos tão extremos, mas relativamente abundantes, tão rapidamente após o Big Bang ” , diz o co-autor Roberto Gilli, também astrônomo do INAF em Bolonha , referindo-se a buracos negros supermassivos.
Os primeiros buracos negros, que se acredita terem se formado a partir do colapso das primeiras estrelas, devem ter crescido muito rápido para atingir massas de um bilhão de sóis nos primeiros 0,9 bilhões de anos de vida do Universo. Mas os astrônomos têm se esforçado para explicar como quantidades suficientemente grandes de "combustível de buraco negro" poderiam estar disponíveis para permitir que esses objetos crescessem até tamanhos enormes em tão pouco tempo. A estrutura recém-descoberta oferece uma explicação provável: a “teia de aranha” e as galáxias dentro dela contêm gás suficiente para fornecer o combustível de que o buraco negro central precisa para rapidamente se tornar um gigante supermassivo.
Mas como essas grandes estruturas semelhantes a teias se formaram em primeiro lugar? Os astrônomos acham que halos gigantes de matéria escura misteriosa são a chave. Acredita-se que essas grandes regiões de matéria invisível atraiam grandes quantidades de gás no início do Universo; Juntos, o gás e a matéria escura invisível formam as estruturas semelhantes a uma teia onde galáxias e buracos negros podem evoluir.
“ Nossa descoberta dá suporte à ideia de que os buracos negros mais distantes e massivos se formam e crescem dentro de halos massivos de matéria escura em estruturas de grande escala, e que a ausência de detecções anteriores de tais estruturas foi provavelmente devido a limitações de observação ”, diz Colin Norman da Universidade Johns Hopkins em Baltimore, EUA, também co-autor do estudo.
As galáxias agora detectadas são algumas das mais fracas que os atuais telescópios podem observar. Esta descoberta exigiu observações durante várias horas usando os maiores telescópios ópticos disponíveis, incluindo o VLT do ESO. Usando os instrumentos MUSE e FORS2 no VLT no Observatório do Paranal do ESO no Deserto do Atacama no Chile, a equipe confirmou a ligação entre quatro das seis galáxias e o buraco negro.
“ Acreditamos que acabamos de ver a ponta do iceberg e que as poucas galáxias descobertas até agora em torno deste buraco negro supermassivo são apenas as mais brilhantes ”, disse a coautora Barbara Balmaverde, astrônoma do INAF em Torino, Itália.
Esses resultados contribuem para a nossa compreensão de como buracos negros supermassivos e grandes estruturas cósmicas se formaram e evoluíram. O Extremely Large Telescope do ESO, atualmente em construção no Chile, será capaz de desenvolver essa pesquisa observando muito mais galáxias mais fracas ao redor de enormes buracos negros no Universo primitivo usando seus instrumentos poderosos.
Fonte: ESO