Luzes do Norte sobre o Sul da Europa

 

Crédito de Imagem e Direitos Autorais: Lorenzo Cordero 

Você viu uma aurora nas últimas duas noites? Muitas pessoas que não vivem no extremo norte da Terra o fizeram. Relatos de auroras vieram não apenas de localidades do norte dos EUA como Alasca, mas até o sul do Texas e Arizona. Um enorme oval auroral também se estendia sobre a Europa e a Ásia. Na foto, uma aurora impressionantemente vermelha foi capturada na noite passada perto da cidade de Cáceres, no centro da Espanha. Auroras também foram relatadas em partes do sul da Espanha.

As auroras resultaram de um forte Evento de Massa Coronal (CME) que ocorreu no Sol há alguns dias. Partículas da CME atravessaram o Sistema Solar interno antes de colidir com a magnetosfera da Terra. A partir daí, elétronss e prótonss desceram em espiral pelo As linhas do campo magnético do norte da Terra e colidiram com oxigênio e nitrogênio na atmosfera da Terra, causando auroras pitorescas Brilha. Nosso Sol excepcionalmente ativo pode fornecer oportunidades futuras para ver as luzes do norte nos céus do sul.

Fonte: apod.nasa.gov

Webb revela prequela do universo primitivo para enorme aglomerado de galáxias

 Todo gigante já foi um bebê, embora você nunca os tenha visto nesse estágio de desenvolvimento. O Telescópio Espacial James Webb da NASA começou a lançar luz sobre os anos de formação na história do universo que até agora estavam fora de alcance: a formação e montagem de galáxias.

Imagem composta do ramo gigante vermelho NIRCam do campo Abell 2744 (azul, F115W; verde, F200W; vermelho, F444W). As galáxias confirmadas são marcadas por quadrados vermelhos e mostradas individualmente nos painéis ampliados (22 × 22). A posição da fenda do conjunto do microobturador (MSA) para cada objeto é mostrada um retângulo (colorido em ciano para o programa de Tempo Discricionário do Diretor (DDT) e vermelho para o GLASS-ERS). Os restantes candidatos fotométricos z ∼ 7,9 que foram originalmente identificados em Zheng et al. (2014), mas não abrangidos pelas nossas observações NIRSpec, estão marcados em círculos laranja. Crédito: The Astrophysical Journal Letters (2023). DOI: 10.3847/2041-8213/acb99e 

Pela primeira vez, um protoaglomerado de sete galáxias foi confirmado a uma distância que os astrônomos chamam de redshift 7.9, ou meros 650 milhões de anos após o big bang. Com base nos dados coletados, os astrônomos calcularam o desenvolvimento futuro do aglomerado nascente, descobrindo que ele provavelmente crescerá em tamanho e massa para se assemelhar ao Coma Cluster, um monstro do universo moderno. 

“Este é um local único e muito especial de evolução acelerada de galáxias, e o Webb nos deu a capacidade sem precedentes de medir as velocidades dessas sete galáxias e confirmar com confiança que elas estão unidas em um protoaglomerado”, disse Takahiro Morishita, do IPAC-California Institute. of Technology, principal autor do estudo publicado no Astrophysical Journal Letters. 

As medições precisas capturadas pelo Espectrógrafo de infravermelho próximo do Webb (NIRSpec) foram essenciais para confirmar a distância coletiva das galáxias e as altas velocidades em que elas se movem dentro de um halo de matéria escura – mais de dois milhões de milhas por hora (cerca de mil quilômetros por segundo). 

Os dados espectrais permitiram aos astrônomos modelar e mapear o desenvolvimento futuro do grupo reunido, até o nosso tempo no universo moderno. A previsão de que o protoaglomerado acabará se assemelhando ao Coma Cluster significa que ele poderá eventualmente estar entre as coleções de galáxias mais densas conhecidas, com milhares de membros. 

“Podemos ver essas galáxias distantes como pequenas gotas de água em diferentes rios, e podemos ver que eventualmente todas elas se tornarão parte de um grande e poderoso rio”, disse Benedetta Vulcani, do Instituto Nacional de Astrofísica da Itália, outro membro da a equipe de pesquisa. 

Os aglomerados de galáxias são as maiores concentrações de massa no universo conhecido, o que pode deformar drasticamente o próprio tecido do espaço-tempo. Essa deformação, chamada lente gravitacional, pode ter um efeito de ampliação para objetos além do aglomerado, permitindo que os astrônomos olhem através do aglomerado como uma lupa gigante. A equipe de pesquisa foi capaz de utilizar esse efeito, olhando através do Aglomerado de Pandora para ver o protoaglomerado; até mesmo os poderosos instrumentos de Webb precisam de uma ajuda da natureza para enxergar tão longe. 

Explorar como grandes aglomerados como Pandora e Coma se uniram pela primeira vez tem sido difícil, devido à expansão do universo que estende a luz além dos comprimentos de onda visíveis no infravermelho, onde os astrônomos não tinham dados de alta resolução antes do Webb. Os instrumentos infravermelhos de Webb foram desenvolvidos especificamente para preencher essas lacunas no início da história do universo. 

As sete galáxias confirmadas por Webb foram inicialmente estabelecidas como candidatas para observação usando dados do programa Frontier Fields do Telescópio Espacial Hubble. O programa dedicou o tempo do Hubble a observações usando lentes gravitacionais, para observar galáxias muito distantes em detalhes. No entanto, como o Hubble não consegue detectar a luz além do infravermelho próximo, há apenas tantos detalhes que ele pode ver. Webb iniciou a investigação, concentrando-se nas galáxias exploradas pelo Hubble e reunindo dados espectroscópicos detalhados, além de imagens. 

A equipe de pesquisa antecipa que a futura colaboração entre Webb e o Nancy Grace Roman Space Telescope da NASA, uma missão de pesquisa de campo amplo e alta resolução, produzirá ainda mais resultados nos primeiros aglomerados de galáxias. Com 200 vezes o campo de visão infravermelho do Hubble em uma única tomada, Roman será capaz de identificar mais candidatos a protoaglomerados de galáxias, que o Webb pode acompanhar para confirmar com seus instrumentos espectroscópicos. A missão romana está atualmente prevista para ser lançada em maio de 2027. 

“É incrível a ciência que podemos sonhar em fazer, agora que temos o Webb”, disse Tommaso Treu, da Universidade da Califórnia, em Los Angeles, membro da equipe de pesquisa do protoaglomerado. “Com este pequeno protoaglomerado de sete galáxias, a esta grande distância, tivemos uma taxa de confirmação espectroscópica de cem por cento, demonstrando o futuro potencial para mapear a matéria escura e preencher a linha do tempo do desenvolvimento inicial do universo”.

O Telescópio do horizonte de eventos olha para o coração de um quasar distante

Em nossa jornada pelo universo, cada descoberta astronômica é uma peça chave para desvendar os segredos do cosmos. No caso do quasar NRAO 530, uma verdadeira aldeia de telescópios e cientistas foi necessária para vislumbrar seu coração e entender o que está acontecendo lá. 

Imagem conceitual de um quasar galáctico. Os astrônomos usaram o Event Horizon Telescope para estudar detalhes no coração de um como este chamado NRAO 530. Crédito: ParallelVision, Pixabay

Hoje, neste episódio do nosso podcast, vamos explorar como o Telescópio do Horizonte de Eventos, uma coleção de quase uma dúzia de antenas instaladas em todo o planeta, nos ajudou a desvendar os segredos deste distante e misterioso objeto. Localizado a cerca de 7,5 bilhões de anos-luz de distância de nós, o NRAO 530 é um objeto astronômico poderoso e brilhante, classificado como um blazar. Isso significa que ele possui um núcleo ativo com um jato apontado quase diretamente para nós. 

Graças ao Telescópio do Horizonte de Eventos (EHT), os astrônomos agora têm acesso a informações detalhadas sobre as estruturas no coração do quasar, incluindo mapas dos campos magnéticos próximos ao núcleo e uma primeira visão do que está acontecendo lá.

Para desvendar os segredos do NRAO 530, os astrônomos se concentraram em um tipo específico de luz emitida na fonte: a luz polarizada. Esta luz é uma ferramenta valiosa para sondar as condições físicas nos ambientes extremos dos buracos negros, revelando informações sobre a força e a orientação dos campos magnéticos. Além disso, em algumas regiões, a luz polarizada pode revelar informações sobre o material que se encontra entre o EHT e os objetos que emitem os sinais detectados pelo telescópio.

Os astrônomos ainda não têm certeza de como o jato do NRAO 530 se forma. No entanto, as observações do EHT, que mapeiam a intensidade da luz polarizada em uma frequência de 230 GHz, fornecem algumas pistas valiosas. Eles revelam um núcleo e um recurso muito brilhante localizado na extremidade sul de um jato que se estende a partir do núcleo, sugerindo que é onde o jato começa. Os cientistas também observaram a estrutura helicoidal do campo magnético do jato.

Embora os buracos negros sejam conhecidos por atrair material, observações de luz polarizada perto do horizonte de eventos do buraco negro central do quasar NRAO 530 fornecem algumas respostas sobre como um jato de alta velocidade pode escapar de sua atração gravitacional. O jato é basicamente um fluxo de plasma de alta velocidade que passa por campos magnéticos fortes próximos ao buraco negro, polarizando a luz. De alguma forma, essa luz interage com campos magnéticos alinhados, permitindo que o jato de material supere a poderosa atração gravitacional do monstro supermassivo central que alimenta o quasar.

É claro que ainda há muito trabalho a ser feito para entender os detalhes finos de toda a atividade no coração do NRAO 530. Futuras observações do EHT deste quasar continuarão focadas no jato, especialmente em sua origem e características mais internas. Assim como em outras observações de campos magnéticos feitas em objetos como M87, o EHT continuará a caracterizar esses campos no NRAO 530.

Além disso, os astrônomos investigarão como e por que os jatos podem estar conectados à produção de fótons de alta energia. Em particular, eles estão interessados no que está causando este quasar a emitir enormes explosões de raios gama altamente energéticos. As descobertas feitas em relação ao NRAO 530 poderão fornecer informações valiosas sobre muitos outros quasares com jatos.

Conclusão: A pesquisa sobre o quasar NRAO 530 é um excelente exemplo de como a colaboração entre telescópios e cientistas de todo o mundo pode levar a descobertas incríveis. Através do esforço conjunto do Telescópio do Horizonte de Eventos e da comunidade científica, estamos cada vez mais perto de entender os mistérios dos quasares e dos buracos negros supermassivos. Conforme continuamos nossa exploração do cosmos, cada descoberta nos traz um passo mais perto de compreender o funcionamento do universo e nosso lugar nele.

Fonte: universetoday.com

Asteroide que matou dinossauros não desencadeou um longo "inverno nuclear", afinal de contas

As temperaturas globais não despencaram após o impacto do asteroide que causou a extinção dos dinossauros, sugere um novo estudo.

Não houve um inverno de impacto duradouro depois que o asteroide que dizimou os dinossauros atingiu a Terra, revela um novo estudo. (Crédito da imagem: Mark Garlick via Getty Images) 

O asteróide que eliminou os dinossauros não desencadeou um inverno de impacto duradouro, descobriram os cientistas – uma descoberta que levanta novas questões sobre o que aconteceu na Terra logo após o impacto. Em um dia de primavera, 66 milhões de anos atrás, um asteróide de 10 quilômetros de largura colidiu com a Península de Yucatán e destruiu a vida na Terra. Este evento, chamado de impacto Chicxulub, desencadeou uma extinção em massa que eliminou 75% das espécies, incluindo todos os dinossauros não aviários. 

Mas como exatamente ele matou os dinossauros é um mistério – afinal, eles não estavam reunidos sob o asteróide, esperando para serem esmagados. Durante décadas, os cientistas especularam que o impacto jogou tanta poeira e sujeira na atmosfera que desencadeou um “inverno de impacto” (semelhante a um inverno nuclear) – um período de resfriamento prolongado durante o qual as temperaturas globais despencaram. 

No entanto, um estudo publicado em 22 de março na revista Geology conta uma história diferente. 

“Descobrimos que não havia evidências para o ‘inverno nuclear'”, disse Lauren O’Connor , geocientista da Universidade de Utrecht, na Holanda e primeira autora do estudo, à Live Science por e-mail. “Pelo menos, não na resolução do nosso estudo”, que teria detectado quedas de temperatura ao longo de 1.000 anos ou mais. 

O’Connor e sua equipe analisaram bactérias fossilizadas em amostras de carvão de antes, durante e depois do impacto de Chicxulub. Em resposta às mudanças de temperatura, essas bactérias engrossam ou afinam suas paredes celulares “como colocar ou tirar um cobertor”, disse ela. 

Os pesquisadores descobriram que, nos milênios após o impacto, as bactérias não pareciam estar crescendo para o inverno. Em vez disso, eles encontraram uma tendência de aquecimento de aproximadamente 5.000 anos que se estabilizou de forma relativamente rápida. Esses anos quentes podem ter sido o resultado de supervulcões liberando CO2 na atmosfera nos milênios que antecederam o fim abrupto do período Cretáceo. 

Isso não significa que um inverno de impacto esteja totalmente fora de questão, Sean Gulick , um geofísico da Universidade do Texas em Austin que não esteve envolvido no estudo, disse à Live Science. O manto de poeira levantado pelo asteroide pode ter permanecido na atmosfera por apenas uma década ou menos – sem alterar visivelmente as temperaturas globais, mas mergulhando a Terra na escuridão. “Nem precisa ser tão longo”, disse Gulick. “Se você tivesse apenas meses sem sol, seria o suficiente para matar a maioria das plantas do mundo.” 

Com tantas plantas mortas, os herbívoros teriam lutado para encontrar comida suficiente para comer. À medida que essas espécies morriam, elas enviavam ondas de choque pela cadeia alimentar, matando grandes carnívoros e outras espécies que dependiam deles. Este evento, embora devastador, teria sido um pontinho no registro fóssil. “É muito, muito rápido geologicamente”, disse Gulick. 

A equipe de O’Connor concordou que provavelmente houve um curto período de frio e escuridão no início da extinção do final do Cretáceo. Mas não parece ter desencadeado uma tendência de resfriamento de longo prazo.

Suas descobertas indicam que a Terra pode ser capaz de se recuperar de um evento de mudança climática mais rápido do que se pensava – mas não sem desencadear uma extinção em massa, disse O’Connor. 

Os pesquisadores agora planejam investigar o carvão de mais locais nos EUA, a fim de reunir um registro de mudanças de temperatura nos milênios que antecederam o impacto do asteroide. Eles esperam que esses dados os ajudem a separar os efeitos do vulcanismo do impacto de Chicxulub e que os paralelos com o aquecimento vulcânico nos dêem uma ideia mais clara do que esperar em nossa atual crise climática.

Fonte: livescience.com

Fazendo melhores medições da composição das galáxias

 Um estudo usando dados de telescópios na Terra e no céu resolve um problema que assola os astrônomos que trabalham no infravermelho e poderia ajudar a fazer melhores observações da composição do universo com o Telescópio Espacial James Webb e outros instrumentos. O trabalho foi publicado em 20 de abril na Nature Astronomy. 

Imagem composta da galáxia anã Markarian 71, a 11 milhões de anos-luz da Terra. Observações ópticas e infravermelhas do Mrk71 resolvem uma questão sobre dois métodos usados para medir a composição das galáxias e podem levar a melhores estudos com telescópios espaciais infravermelhos. (Telescópio Espacial Hubble)

"Estamos a tentar medir a composição dos gases dentro das galáxias", disse Yuguang Chen, investigador pós-doutorado a trabalhar com o professor Tucker Jones no Departamento de Física e Astronomia da Universidade da Califórnia, Davis.

A maioria dos elementos para além do hidrogénio, hélio e lítio são produzidos dentro de estrelas, pelo que a composição e distribuição de elementos mais pesados - especialmente a proporção entre o oxigénio e o hidrogénio - pode ajudar os astrónomos a compreender quantas e que tipos de estrelas se estão a formar num objeto distante.

Os astrónomos usam dois métodos para medir o oxigénio numa galáxia mas, infelizmente, dão resultados diferentes. Um método comum, linhas excitadas por colisão, dá um sinal forte, mas pensa-se que os resultados são sensíveis às mudanças de temperatura, disse Chen. Um segundo método utiliza um conjunto diferente de linhas, chamadas linhas de recombinação, que são mais fracas, mas que se pensa não serem afetadas pela temperatura.

O método da linha de recombinação produz, consistentemente, cerca do dobro das medições de linhas excitadas por colisão. Os cientistas atribuem a discrepância às flutuações de temperatura nas nuvens de gás, mas isto não foi diretamente comprovado, disse Chen.

Chen, Jones e colegas utilizaram astronomia ótica e infravermelha para medir a abundância de oxigénio na galáxia anã Markarian 71, a cerca de 11 milhões de anos-luz da Terra. Utilizaram dados de arquivo do recentemente aposentado telescópio SOFIA e do também aposentado Observatório Espacial Herschel, bem como observações com telescópios no Observatório W. M. Keck em Mauna Kea, Hawaii.

O SOFIA (Stratospheric Observatory For Infrared Astronomy) foi um telescópio montado num avião Boeing 747. Ao voar entre 11.500 e 13.700 metros, a aeronave podia chegar acima de 99% do vapor de água na atmosfera terrestre, que efetivamente bloqueia a luz infravermelha do espaço profundo de atingir o solo. Um projeto conjunto da NASA e da agência espacial alemã, o SOFIA fez o seu último voo operacional em setembro de 2022 e ficará agora exposto num museu em Tucson.

O Observatório Espacial Herschel, com o nome dos astrónomos William e Caroline Herschel, foi um telescópio espacial infravermelho operado pela ESA. Esteve ativo de 2009 a 2013. 

Um resultado surpreendente

Com dados destes instrumentos, Chen e Jones examinaram a abundância de oxigénio na galáxia Markarian 71 enquanto corrigiam as flutuações de temperatura. Descobriram que o resultado das linhas infravermelhas excitadas por colisão era ainda 50% inferior ao do método da linha de recombinação, mesmo depois de eliminar o efeito da temperatura.

"Este resultado é muito surpreendente para nós", disse Chen. Não há consenso sobre uma explicação para a discrepância, disse. A equipa planeia observar objetos adicionais para descobrir que propriedades das galáxias se correlacionam com esta variação, disse Chen.

Um dos objetivos do Telescópio Espacial James Webb, lançado em 2022, é fazer observações infravermelhas da composição de galáxias distantes nos primeiros mil milhões de anos do Universo. Os novos resultados fornecem um enquadramento para a realização destas medições com o JWST e com o ALMA (Atacama Large Millimeter Array) no Chile.

Fonte: ucdavis.edu

Astrônomos descobrem minúscula galáxia com extraordinária formação estelar no Universo distante

Usando observações inéditas do Telescópio Espacial James Webb (JWST), uma equipe científica internacional, na qual o Instituto de Astrofísica das Canárias (IAC) participa, encontra uma galáxia única e minúscula que emitiu sua luz há mais de 13 bilhões de anos. 

Imagem da pequena galáxia RX J2129-z95 descoberta graças ao JWST. Formado apenas 500 milhões de anos após o Big Bang. Seu estudo pode ajudar os astrônomos a aprender mais sobre galáxias que existiram logo após o Big Bang.  Credit: ESA/Webb, NASA y CSA, P. Kelly 

A galáxia, detectada através de lentes gravitacionais, é uma das menores já descobertas a esta distância e tem uma taxa de formação estelar extremamente alta para o seu tamanho. Esta descoberta pode ajudar os astrônomos a aprender mais sobre as galáxias que estavam presentes logo após o Universo ter surgido. O artigo foi publicado na revista Science.

"Esta galáxia está muito além do alcance de todos os telescópios, exceto o James Webb, e essas observações inéditas da galáxia distante são espetaculares", diz Patrick Kelly, pesquisador da Universidade de Minnesota que co-liderou o estudo. "Aqui, somos capazes de ver a maior parte do caminho de volta ao Big Bang, e nunca olhamos para galáxias quando o universo era tão jovem nesse nível de detalhe. O volume da galáxia é aproximadamente um milionésimo do da Via Láctea, mas podemos ver que ainda está formando o mesmo número de estrelas a cada ano."

O JWST pode observar um campo amplo o suficiente para fotografar um aglomerado de galáxias inteiro de uma só vez. Os pesquisadores foram capazes de encontrar e estudar esta nova e minúscula galáxia por causa de um fenômeno chamado lente gravitacional – onde a massa, como a de uma galáxia ou aglomerado de galáxias, se dobra e amplia a luz. Uma lente de aglomerado de galáxias fez com que esta pequena galáxia de fundo parecesse 20 vezes mais brilhante do que se o aglomerado não estivesse ampliando sua luz.

Os pesquisadores então usaram espectroscopia para medir a distância da galáxia, além de algumas de suas propriedades físicas e químicas. "As galáxias que existiam quando o Universo estava em sua infância são muito diferentes do que vemos no Universo próximo agora", explica Hayley Williams, primeira autora do artigo e estudante de doutorado no Instituto de Astrofísica de Minnesota. "Esta descoberta pode nos ajudar a aprender mais sobre as características dessas primeiras galáxias, como elas diferem das galáxias próximas e como as galáxias anteriores se formaram."

O JWST pode coletar cerca de seis vezes mais luz do que o Telescópio Espacial Hubble e é muito mais sensível em comprimentos de onda mais vermelhos e longos no espectro infravermelho. Isso permite que os cientistas acessem uma janela de dados totalmente nova. "O Telescópio Espacial James Webb tem essa incrível capacidade de ver extremamente longe no universo.

Estamos vendo coisas que telescópios anteriores teriam sido capazes de capturar. É basicamente obter um instantâneo do nosso universo nos primeiros 500 milhões de anos de sua vida ", diz Ismael Pérez-Fournon, a o pesquisador do IAC e da Universidade de La Laguna (ULL) que participou do estudo. " Além disso, o aumento do brilho proporcionado pelo efeito de lente gravitacional do aglomerado de galáxias é equivalente a observar esta pequena galáxia com um telescópio como o telescópio Webb, com um diâmetro de mais de 100 m", acrescenta.

Estudar galáxias que estavam presentes quando o Universo era tão mais jovem pode ajudar os cientistas a se aproximarem de responder a uma enorme questão na astronomia sobre como o Universo se tornou reionizado, ou seja, o processo que fez com que o Universo voltasse a ser composto de plasma ionizado e o cosmos começasse a parecer como o conhecemos, ", conclui Frédérick Poidevin, pesquisador do IAC e coautor do artigo.

Fonte: iac.es

A Lua através do Arco do Triunfo

 

 Imagem Crédito e Direitos Autorais: Stefano Zanarello

Foi um tiro de sorte? Embora muitas fotografias incríveis sejam tiradas por alguém que por acaso estava no lugar certo na hora certa, essa imagem exigiu habilidade e planejamento cuidadoso. Primeiro foi a escala angular: se você fotografar muito perto do famoso Arco do Triunfo em Paris, França, a lua cheia parecerá muito pequena. Por outro lado, se você atirar de muito longe, a lua parecerá muito grande e não caberá dentro do Arco. 

O segundo é o tempo: a Lua só aparece centrada dentro do Arco por pequenos períodos de tempo - a partir dessa distância de menos de um minuto. Outros recursos planejados incluem iluminação, brilho relativo, altura, captura de um bom primeiro plano e processamento digital. E sim, há alguma sorte envolvida - por exemplo, o céu deve estar claro. Desta vez, o planejamento foi bem sucedido, reunindo fotograficamente dois dos ícones mais famosos da humanidade para todos desfrutarem.

Fonte: apod.nasa.gov

Estamos Sozinhos No Multiverso?

 

 A pergunta que intriga a humanidade é se estamos sozinhos no universo. Atualmente, astrobiólogos estão cada vez mais próximos de identificar sinais de vida em outros planetas semelhantes à Terra, com o auxílio de observatórios modernos, como o Telescópio Espacial James Webb. 

Agora, um grupo de astrônomos busca responder se a vida poderia existir em outros universos. Eles desenvolveram uma maneira de explorar essa questão, considerando a variedade de condições que podem existir em outros universos. 

As constantes fundamentais que regem as leis físicas parecem perfeitamente ajustadas para permitir o surgimento da vida. Um exemplo disso é a formação de átomos de carbono, que ocorre dentro das estrelas através da fusão de três núcleos de hélio. Essa colisão de três partículas parece improvável, mas a abundância de carbono no universo, essencial para a vida na Terra, sugere que há um mecanismo que promove sua formação nas estrelas. 

Em 1954, o astrônomo Fred Hoyle previu a ressonância de Hoyle, que aumenta a probabilidade de colisões triplas e a abundância de carbono em várias ordens de magnitude. Essa ressonância só é possível porque várias constantes fundamentais assumem valores precisos, como se tivessem sido ajustadas finamente para criar carbono. 

A falta de explicação para esse ajuste fino levou os cosmólogos a sugerir que essas constantes poderiam assumir outros valores em outros universos. Essa ideia deu origem ao conceito de multiverso – universos paralelos com constantes fundamentais diferentes dos nossos. 

McCullen Sandora, do Blue Marble Space Institute of Science em Seattle, e colegas investigam se a vida poderia ter evoluído em outros universos e em que condições isso seria possível. Eles analisam a formação de núcleos dentro das estrelas e as proporções de diferentes elementos que as estrelas deixam para trás ao morrer, que formam a base para uma nova geração de planetas. 

Os pesquisadores concluem que os níveis de carbono devem ser praticamente perfeitos para a vida. No entanto, a quantidade de outros elementos é menos importante. A pesquisa de Sandora e colegas faz parte de um esforço maior para mapear as condições que possibilitam a vida semelhante à da Terra. 

Embora seja um projeto ousado e difícil de testar, ele se concentra em uma definição estreita de vida, baseada em formas de vida baseadas em carbono encontradas na Terra. Entretanto, definições mais gerais de vida são possíveis, como a transmissão de informações de uma geração para outra por meio da evolução. Nesse sentido, a vida é um sistema evoluído para armazenar, processar e transmitir informações.

Fonte: spacetoday.com.br

Cientistas acham que reduziram os sistemas estelares com maior probabilidade de hospedar vida

 Com o aumento do número de exoplanetas confirmados na Via Láctea, teremos que ser mais seletivos sobre os alvos que selecionamos para procurar sinais de vida.

Um diagrama ilustrando o efeito da radiação ultravioleta mais alta na atmosfera rica em oxigênio de um exoplaneta. (MPS/hormesdesign.de) 

Uma equipe de astrônomos liderada por Anna Shapiro, do Instituto Max Planck de Pesquisa do Sistema Solar, na Alemanha, reduziu as opções.

De acordo com uma nova análise, os exoplanetas semelhantes à Terra que orbitam estrelas semelhantes ao Sol com um teor relativamente baixo de metal têm maior probabilidade de serem protegidos da radiação ultravioleta prejudicial que pode prejudicar a vida, expondo-a à ameaça de danos genômicos.

Isso pode parecer contra-intuitivo, já que as estrelas com menor teor de metal emitem mais luz ultravioleta. Mas o trabalho da equipe mostra que um planeta com uma atmosfera rica em oxigênio tem uma camada de ozônio mais espessa, dando a um mundo que orbita uma estrela pobre em metal mais proteção do que um com um hospedeiro rico em metal.

“Nossas descobertas”, eles escrevem em seu artigo, “implicam que planetas hospedados por estrelas com baixa metalicidade são os melhores alvos para procurar vida complexa em terra”.

Nem todas as estrelas são criadas iguais. Eles podem ser pequenos, frios e escuros, ou grandes, quentes e ardentes. E embora tenham alguns elementos básicos em comum, sua composição química pode variar bastante.

Isso porque, muito cedo na história do Universo, não havia elementos pesados. Hidrogênio e hélio eram praticamente tudo o que havia; desses elementos nasceram as primeiras estrelas, seus corações motores gigantes que esmagaram átomos para criar átomos maiores e mais pesados.

Quando essas estrelas morreram, o violento processo criou elementos ainda mais pesados e expeliu e semeou esses elementos no espaço para serem absorvidos em novas estrelas nascidas de nuvens de poeira e gás interestelar.

Esses elementos alteram a saída de radiação da estrela. Estrelas com maior proporção de elementos mais pesados que o hidrogênio e o hélio, ou maior metalicidade, emitem menos radiação ultravioleta do que estrelas feitas de material mais leve. E sabemos, por vivermos nossas vidas aqui na Terra, que a radiação ultravioleta pode prejudicar delicados organismos terrestres, causando vários tipos de danos ao DNA.

O papel da irradiação UV na habitabilidade potencial de mundos alienígenas não havia sido explorado, então Shapiro e seus colegas investigaram usando a Terra como modelo.

Uma civilização alienígena olhando para o Sistema Solar de uma grande distância pode considerar a Terra inóspita para a vida. À nossa distância atual do Sol, os níveis de irradiação das bandas de comprimento de onda UV-C e UV-B estão, dizem os pesquisadores, “bem acima do nível máximo tolerável para a vida terrestre”.

Mas nossa atmosfera bloqueia a maior parte dele: o oxigênio, ou O2, na atmosfera superior absorve a maior parte do UV-C, e a camada de ozônio, ou O3, no meio da atmosfera absorve o UV-B.

A radiação UV está envolvida na criação e destruição do ozônio. Comprimentos de onda abaixo de 240 nanômetros quebram as moléculas de O2; átomos de O flutuantes livres podem então colidir e se ligar a moléculas de O2 para formar O3. Comprimentos de onda mais longos, no entanto, quebram o O3 por meio da fotodissociação. Os átomos de O resultantes podem então se recombinar em O2.

Vários fatores influenciam a produção de UV de uma estrela, incluindo sua metalicidade e temperatura. Shapiro e sua equipe modelaram mundos semelhantes à Terra orbitando estrelas semelhantes ao Sol, ajustando os parâmetros que influenciariam a radiação ultravioleta para ver o efeito que isso teria no exoplaneta em órbita.

Eles descobriram que a metalicidade era mais importante do que a temperatura para influenciar a habitabilidade do exoplaneta, mas de uma forma totalmente oposta ao que se poderia supor. As estrelas de metalicidade mais baixa, com mais radiação UV, eram mais propensas a ter mundos habitáveis.

Isso porque a forma como a radiação ultravioleta interagiu com o oxigênio na atmosfera criou um escudo melhor, resultando em menos dessa radiação atingindo a superfície do exoplaneta.

“Paradoxalmente, enquanto as estrelas com maior metalicidade, que apareceram mais tarde na história do Universo, emitem menos radiação UV, em atmosferas planetárias oxigenadas o espectro radiativo estelar associado permite menos formação de O3, o que aumenta a penetração UV, tornando as condições em planetas orbitando essas estrelas menos amigáveis para a biosfera em terra”, escrevem os pesquisadores.

“Descobrimos, portanto, que a superfície dos planetas que orbitam estrelas ricas em metais está exposta a uma radiação ultravioleta mais intensa do que a superfície dos planetas que orbitam estrelas pobres em metais. Portanto, os planetas nas zonas habitáveis de estrelas com baixa metalicidade são os melhores alvos para procurar. vida complexa na terra.”

Não é suficiente descartar estrelas de metalicidade mais alta ainda. Mas a análise e caracterização de atmosferas de exoplanetas com instrumentos como o Telescópio Espacial James Webb ajudará os cientistas a descobrir se suas descobertas estão no caminho certo, trazendo-nos um pequeno passo para encontrar sinais de vida em um mundo alienígena.

Fonte: terrarara.com.br

Poderia este buraco negro imitador ser um novo tipo de estrela?

 Parece um buraco negro e curva a luz como um buraco negro, mas na verdade pode ser um novo tipo de estrela.

Crédito: Pierre Heidmann / Universidade Johns Hopkins 

Embora o objeto misterioso seja uma construção matemática hipotética, novas simulações dos pesquisadores da Johns Hopkins sugerem que pode haver outros corpos celestes no espaço escondidos até mesmo dos melhores telescópios da Terra. 

As descobertas serão publicadas na Physical Review D. Ficamos muito surpresos”, disse Pierre Heidmann, físico da Universidade Johns Hopkins que liderou o estudo. “O objeto parece idêntico a um buraco negro, mas há luz saindo de seu ponto escuro.”

A detecção de ondas gravitacionais em 2015 abalou o mundo da astrofísica porque confirmou a existência de buracos negros. Inspirada por essas descobertas, a equipe da Johns Hopkins começou a explorar a possibilidade de outros objetos que poderiam produzir efeitos gravitacionais semelhantes, mas que poderiam passar como buracos negros quando observados com sensores ultraprecisos na Terra, disse o coautor e físico da Johns Hopkins, Ibrahima Bah.

“Como você diria quando não tem um buraco negro? Não temos uma boa maneira de testar isso”, disse Bah. “Estudar objetos hipotéticos como sólitons topológicos nos ajudará a descobrir isso também.”

As novas simulações retratam realisticamente um objeto que a equipe de Johns Hopkins chama de soliton topológico. As simulações mostram um objeto que parece uma foto borrada de um buraco negro de longe, mas como algo totalmente diferente de perto.

O objeto é hipotético neste estágio. Mas o fato de a equipe poder construí-lo usando equações matemáticas e mostrar como ele se parece com simulações sugere que pode haver outros tipos de corpos celestes no espaço escondidos até mesmo dos melhores telescópios da Terra.

As descobertas mostram como o sóliton topológico distorce o espaço exatamente como um buraco negro – mas se comporta de maneira diferente de um buraco negro, pois embaralha e libera raios de luz fracos que não escapariam da forte força gravitacional de um buraco verdadeiro.

A luz é fortemente curvada, mas em vez de ser absorvida como seria em um buraco negro, ela se espalha em movimentos esquisitos até que, em um ponto, volta para você de maneira caótica”, disse Heidmann. “Você não vê uma mancha escura. Você vê muito borrão, o que significa que a luz está orbitando loucamente em torno desse estranho objeto.”

O campo gravitacional de um buraco negro é tão intenso que a luz pode orbitar em torno dele a uma certa distância de seu centro, da mesma forma que a Terra orbita o sol. Essa distância determina a borda da “sombra” do buraco, de modo que qualquer luz incidente atingirá fatalmente a região que os cientistas chamam de “horizonte de eventos”. Lá, nada pode escapar – nem mesmo a luz. 

A equipe de Hopkins simulou vários cenários usando imagens do espaço sideral como se tivessem sido capturadas com uma câmera, colocando um buraco negro e o sóliton topológico na frente da lente. Os resultados produziram imagens distorcidas por causa dos efeitos gravitacionais dos corpos maciços.

“Essas são as primeiras simulações de objetos astrofisicamente relevantes da teoria das cordas, já que podemos realmente caracterizar as diferenças entre um sóliton topológico e um buraco negro como se um observador os estivesse vendo no céu”, disse Heidmann.

Motivados por vários resultados da teoria das cordas, Bah e Heidmann descobriram maneiras de construir sólitons topológicos usando a teoria da relatividade geral de Einstein em 2021. Embora os sólitons não sejam previsões de novos objetos, eles servem como os melhores modelos de como os novos objetos de gravidade quântica poderiam parecer. como em comparação com buracos negros.

Os cientistas já criaram modelos de estrelas bóson, gravastars e outros objetos hipotéticos que poderiam exercer efeitos gravitacionais semelhantes com formas exóticas de matéria. Mas a nova pesquisa explica as teorias dos pilares do funcionamento interno do universo que outros modelos não. Ele usa a teoria das cordas que reconcilia a mecânica quântica e a teoria da gravidade de Einstein, disseram os pesquisadores.

“É o início de um maravilhoso programa de pesquisa”, disse Bah. “Esperamos no futuro poder propor genuinamente novos tipos de estrelas ultracompactas consistindo em novos tipos de matéria da gravidade quântica.”

A equipe inclui o físico da Johns Hopkins Emanuele Berti. O sóliton topológico nas simulações foi construído pela primeira vez em pesquisa publicada em 2022 pelo grupo de Bah.

Fonte: phys.org

As Semelhanças entre estrelas de Nêutrons e Buracos Negros

 Os binários de raios-X são sistemas compostos por uma estrela normal e uma estrela colapsada – uma estrela de nêutrons ou um buraco negro. A matéria que cai da estrela normal para a estrela colapsada fica tão quente que emite raios-X abundantes.

Quando a luminosidade desses raios-X é alta, as instabilidades que ocorrem podem nos ajudar a entender as condições extremas encontradas nas proximidades de estrelas colapsadas. Em um estudo recente, os pesquisadores relatam padrões de variabilidade no sistema de estrelas de nêutrons Swift J1858.6−0814, anteriormente considerados únicos para o buraco negro GRS 1915+105.

O padrão de raios-X emitido pelo GRS 1915+105 é semelhante a um eletrocardiograma e exibe uma característica chamada variabilidade do tipo β ou “batimento cardíaco”. Essa variabilidade é resultado direto da taxa flutuante de acreção de matéria no buraco negro. Isso leva à rápida depleção e reabastecimento do disco de acreção interno, causando variações na emissão de raios-X e resultando em uma instabilidade dinâmica conhecida como ciclo limite.

Um ciclo limite descreve um conjunto definido de comportamentos pelos quais um sistema dinâmico passa, sem explorar outras possibilidades. No caso do GRS 1915+105, o ciclo limite pode ser entendido em termos de mudanças no raio do disco interno, que varia conforme o disco se esgota e se enche novamente. Essas mudanças ocorrem devido à interação entre a gravidade e a pressão da radiação no fluxo de acreção.

Os pesquisadores realizaram uma campanha ambiciosa para obter observações de multi-comprimentos de onda do sistema binário de raios-X de estrelas de nêutrons Swift J1858.6−0814. O sistema, descoberto em outubro de 2018, era uma escolha excelente para o estudo, sendo muito brilhante e apresentando emissão altamente variável.

Um dos principais resultados da campanha foi a descoberta de “batimentos” na emissão de raios-X, infravermelho, óptico e ultravioleta do Swift J1858.6−0814. Esse padrão de variabilidade era muito semelhante à variabilidade do tipo β observada em raios-X do GRS 1915+105.

Os autores propõem um modelo para explicar as propriedades multi-comprimentos de onda observadas em ambas as fontes. O modelo sugere que as mudanças no tamanho do disco de acreção induzem rápida variabilidade nos raios-X de ambos os sistemas, mas essa variabilidade é menos óbvia no sistema de estrela de nêutrons devido à obscuridade do disco interno.

Os jatos que se formam durante a depleção do disco do GRS 1915+105 podem ser observados diretamente como emissões infravermelhas e de rádio, enquanto os jatos ejetados do disco do Swift J1858.6−0814 são obscurecidos e observados apenas como “batimentos” de radiação reemitida em frequências ópticas e ultravioleta.

A emissão em batimento não é observada no GRS 1915+105 porque seu disco de acreção é maior do que o do Swift J1858.6−0814 e está orientado de maneira diferente em relação à Terra. Além disso, há material absorvente no sistema de estrela de nêutrons que não está presente no sistema de buraco negro, embora as razões para isso sejam desconhecidas.

Os pesquisadores argumentam que esse cenário físico poderia ser válido para todos os buracos negros e estrelas de nêutrons em acreção com alta luminosidade. Tal conclusão exigirá mais suporte de outras fontes, mas está claro que instabilidades de acreção, jatos e a presença de material obscuro são três aspectos a serem observados ao estudar objetos em acreção com alta luminosidade.

Embora a proposta dos autores seja plausível, as simulações de computador ainda não conseguem reproduzir tais modelos de instabilidade em detalhes. São necessárias mais observações, tanto para confirmar as previsões do modelo quanto – talvez mais importante – para melhor restringir os parâmetros do modelo.

A conquista dos pesquisadores nesse trabalho só foi possível graças ao uso de cinco telescópios, em locais na Terra e no espaço, observando sinais da mesma fonte em diferentes frequências. Campanhas coordenadas como essa são difíceis de organizar, em parte devido à visibilidade determinada pela posição de uma fonte em relação à Terra e às condições meteorológicas locais em cada instalação.

No entanto, elas também são complicadas pela programação, que é determinada pelo tempo disponível para cada instalação observar a fonte e pelas várias comissões de revisão que concedem o tempo de observação. Confirmar que binários de alta luminosidade compartilham um mecanismo de acreção comum será, portanto, um desafio. Enquanto isso, o Swift J1858.6−0814 sugere que isso é possível, e tal possibilidade é certamente intrigante.

O estudo representa um passo importante na compreensão das instabilidades de acreção em sistemas binários de raios-X, apresentando evidências de um mecanismo compartilhado entre buracos negros e estrelas de nêutrons. Embora ainda sejam necessárias mais observações e estudos para confirmar essa teoria, a pesquisa atual oferece uma visão intrigante das complexidades e comportamentos dos sistemas estelares e abre caminho para novas descobertas no campo da astrofísica.

Fonte: spacetoday.com.br

Novo perigo estelar para planetas identificados pelo Chandra da NASA

 De acordo com um novo estudo utilizando o Observatório de raios-X Chandra da NASA e outros telescópios de raios-X, a explosão de uma estrela pode representar mais riscos para os planetas próximos do que se pensava anteriormente. 

Esta ameaça recentemente identificada envolve uma fase de raios-X intensos que podem danificar as atmosferas dos planetas até 160 anos-luz de distância.

Ilustração de um planeta parecido com a Terra atingido por raios-X altamente energéticos durante décadas, levando a uma extinção em massa. Crédito: NASA/CXC/M. Weiss 

A Terra não está hoje em perigo de tal ameaça porque não existem potenciais progenitoras de supernovas dentro desta distância, mas pode ter estado exposta a este tipo de raios-X no passado. 

Antes deste estudo, a maioria da investigação sobre os efeitos das explosões de supernova tinha-se concentrado no perigo de dois períodos: a radiação intensa produzida por uma supernova nos dias e meses após a explosão e as partículas energéticas que chegam centenas a milhares de anos depois. 

No entanto, mesmo estas ameaças alarmantes não catalogam completamente os perigos na sequência da explosão de uma estrela. Os investigadores descobriram que, entre estes dois perigos previamente identificados, se esconde outro. As consequências das supernovas produzem sempre raios-X, mas se a onda da explosão de supernova atingir gás circundante e denso, pode produzir uma dose particularmente grande de raios-X que chega meses a anos após a explosão e pode durar décadas. 

Os cálculos neste último estudo baseiam-se em observações de raios-X de 31 supernovas e das suas consequências obtidas principalmente com o Chandra, Swift e NuSTAR da NASA, juntamente com o XMM-Newton da ESA. A análise destas observações mostra que podem haver consequências letais da interação de supernovas com o seu meio envolvente, para planetas localizados até cerca de 160 anos-luz de distância. 

"Se uma torrente de raios-X varrer um planeta próximo, a radiação alteraria severamente a química atmosférica do planeta", disse Ian Brunton da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign, EUA, que liderou o estudo. "Para um planeta semelhante à Terra, este processo poderia eliminar uma porção significativa de ozono, o que em última análise protege a vida da perigosa radiação ultravioleta da sua estrela hospedeira". 

Se um planeta com a biologia da Terra fosse atingido por uma contínua radiação altamente energética de uma supernova próxima, especialmente uma que interagisse fortemente com o seu ambiente, poderia levar ao desaparecimento de uma vasta gama de organismos, especialmente os marinhos na base da cadeia alimentar. Estes efeitos podem ser suficientemente significativos para iniciar um evento de extinção em massa. 

"A Terra não se encontra em perigo de um evento como este agora, porque não existem potenciais supernovas dentro da zona de perigo dos raios-X", disse o coautor Connor O'Mahoney, também da Universidade de Illinois. "No entanto, é possível que tais eventos tenham desempenhado um papel no passado da Terra". 

Existem fortes indícios - incluindo a deteção, em diferentes locais do globo, de um tipo radioativo de ferro - de que ocorreram supernovas perto da Terra há cerca de 2-8 milhões de anos atrás. Os investigadores estimam que estas supernovas se encontravam a cerca de 65 a 500 milhões de anos-luz da Terra. 

A Terra está na "Bolha Local", uma bolha ainda em expansão de gás quente e de baixa densidade rodeada por uma concha de gás frio que se estende por cerca de 1000 anos-luz. A expansão exterior de estrelas perto da superfície da "Bolha Solar" implica que esta se formou a partir de um surto de formação estelar e de supernovas perto do centro da bolha há aproximadamente 14 milhões de anos. 

As enormes estrelas jovens responsáveis pelas explosões de supernovas estavam então muito mais próximas do nosso planeta do que essas estrelas estão agora, o que colocou a Terra em muito maior risco dessas supernovas no passado. 

Embora esta evidência não ligue as supernovas a qualquer evento específico de extinção em massa na Terra, sugere que as explosões cósmicas afetaram o nosso planeta ao longo da sua história. 

Embora a Terra e o Sistema Solar se encontrem atualmente num espaço seguro em termos de potenciais explosões de supernova, muitos outros planetas na Via Láctea não estão. Estes eventos altamente energéticos reduziriam efetivamente as áreas dentro da nossa Galáxia, conhecida como Zona Galáctica Habitável, onde as condições seriam propícias à vida tal como a conhecemos. 

Uma vez que as observações de raios-X das supernovas são escassas, particularmente da variedade que interage fortemente com o seu ambiente, os autores argumentam que as observações de acompanhamento das supernovas, em interação durante meses e anos após a explosão, seriam valiosas. 

"Há valor em investigar mais a fundo os raios-X das supernovas, não só para compreender o ciclo de vida das estrelas", disse o coautor Brian Fields da Universidade de Illinois, "mas também tem implicações em campos como a astrobiologia, paleontologia e nas ciências da Terra e planetárias". 

O artigo científico que descreve este resultado foi publicado na edição de 20 de abril da revista The Astrophysical Journal. Os outros coautores são Adrian Melott da Universidade do Kansas e Brian Thomas da Universidade de Washburn, no mesmo estado norte-americano.

Fonte: nasa.gov

Atividade de formação estelar no sistema de galáxias NGC 5291 investigada com o AstroSat

 Uma equipe internacional de astrônomos empregou a sonda AstroSat da Índia para observar um sistema de galáxias interagindo conhecido como NGC 5291. 

Os resultados da campanha observacional, publicada em 6 de abril nos Avisos Mensais da Royal Astronomical Society, fornecem informações cruciais sobre a atividade de formação estelar neste sistema.

Imagem composta colorida do sistema NGC 5291. Crédito: R. Rakhi et al, 2023 

Localizada a cerca de 62 milhões de anos-luz de distância, nos arredores ocidentais do aglomerado de galáxias Abell 3574, a NGC 5291 é um sistema de galáxias que interage e consiste em uma galáxia do tipo inicial NGC 5291 e uma galáxia companheira chamada "a Concha" interagindo com ela. O sistema tem extensões ou caudas, definidas por nós, emergindo da galáxia.

Observações anteriores da NGC 5291 revelaram uma gigantesca estrutura de anel colisional HI (hidrogênio atômico neutro) conectada ao sistema, indicando que os nós observados são complexos de formação estelar que podem até ser galáxias anãs de maré jovens. Uma inspeção mais aprofundada do sistema descobriu que esses nós são de fato galáxias anãs de maré jovens (TDGs) formadas a partir do gás pré-enriquecido nos detritos das marés.

Um grupo de astrônomos liderados por R. Rakhi, do NSS College, em Pandalam, na Índia, decidiu dar uma olhada mais de perto na atividade de formação de estrelas nos nós da NGC 5291. Eles usaram o Ultraviolet Imaging Telescope (UVIT) da AstroSat para realizar observações de imagem ultravioleta de alta resolução do sistema.

"O principal objetivo do artigo é identificar e caracterizar os nós de formação estelar nas caudas das marés e determinar as taxas de formação estelar nesses nós na melhor resolução possível, levando em conta a atenuação da poeira do espectro ultravioleta", explicaram os pesquisadores.

As observações identificaram um total de 57 nós de formação estelar que fazem parte do sistema de interação NGC 5291, dos quais 12 acabaram por ser novas detecções. Os tamanhos desses nós variam de 4.500 a 37.000 anos-luz.

Os astrônomos calcularam a taxa total de formação estelar corrigida pela extinção (SFR) dos nós, excluindo as galáxias NGC 5291 e Seashell. Eles descobriram que os nós formam estrelas a um nível de aproximadamente 1,75 massas solares por ano.

A SFR da NGC 5291 e da galáxia Seashell é estimada em 1,93 e 1,16 massas solares por ano, respectivamente. Observou-se que três galáxias anãs de maré conhecidas no sistema, localizadas ao norte (NGC 5291N), sul (NGC 5291S) e sudoeste (NGC 5291SW), têm valores SFR relativamente baixos de 0,3, 0,3 e 0,22 massas solares por ano, respectivamente. 

Os pesquisadores compararam o SFR dos nós da NGC 5291 com outras galáxias anãs. Eles descobriram que muitos desses nós têm valores SFR comparáveis aos das galáxias anãs compactas azuis (BCD).

"Muitos dos nós associados ao sistema NGC 5291 têm SFRs altos semelhantes às galáxias BCD; isso é característico dos TDGs de categoria 1", concluíram os autores do artigo.

Fonte: phys.org

Estudo da Pequena Nuvem de Magalhães sugere que planetas poderiam ter se formado durante o "meio-dia cósmico"

 Uma equipe internacional de cientistas espaciais encontrou evidências sugerindo que os planetas poderiam ter se formado durante o chamado "meio-dia cósmico". Em seu estudo, relatado na revista Nature Astronomy, o grupo usou dados do Telescópio Espacial James Webb (JWST) para estudar uma parte da Pequena Nuvem de Magalhães (SMC) para aprender mais sobre o desenvolvimento do planeta em torno de estrelas jovens.

  Mosaicos NIRCam da NGC 346. Crédito: Nature Astronomy (2023).

Por muitos anos os astrônomos têm estudado a criação de planetas e a probabilidade da existência de planetas semelhantes à Terra. Mas ainda não está claro como os planetas poderiam ter vindo a existir no universo primitivo quando a maioria, se não todas as estrelas, eram pequenas. 

Neste novo esforço, a equipe de pesquisa se concentrou em uma parte do céu noturno conhecida como SMC, uma galáxia anã não muito longe da Via Láctea. Mais especificamente, eles concentraram sua atenção em uma parte do SMC chamada NGC 346, porque é composta por centenas de estrelas jovens e de baixa massa. Eles queriam saber se os planetas estavam se formando lá. Para descobrir, eles recorreram a dados do JWST. 

Pesquisas anteriores mostraram que os planetas se formam através da acreção de materiais de e ao redor de uma estrela. Mas os pesquisadores acreditam que os materiais também precisam ser do tipo certo, como alumínio, silício e ferro. Acredita-se que tais materiais sejam escassos em torno de estrelas pequenas e jovens, sugerindo que é improvável que os planetas se formem em torno deles. 

Para saber mais, a equipe usou dados infravermelhos do JWST, que podem ver através das nuvens de poeira que normalmente cercam estrelas pequenas e jovens em desenvolvimento. Eles descobriram que as suposições passadas estão erradas. Os dados revelaram evidências de elementos formadores de rochas no SMC, apesar da falta de metais – elementos que são semelhantes aos materiais encontrados em galáxias que estão muito mais distantes. 

Acredita-se que tais materiais representem um período no universo conhecido como "meio-dia cósmico", quando um grande número de estrelas estava se formando em todo o universo. E isso sugere que muitos planetas podem ter se formado em torno deles naquele momento.

Fonte: phys.org

Primeira imagem direta de um buraco negro expelindo um jato poderoso

 Pela primeira vez, os astrônomos observaram, na mesma imagem, a sombra do buraco negro no centro da galáxia Messier 87 (M87) e o poderoso jato expelido dele. As observações foram feitas em 2018 com telescópios do Global Millimetre VLBI Array (GMVA), do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), do qual o ESO é parceiro, e do Telescópio da Gronelândia (GLT). Graças a esta nova imagem, os astrônomos podem entender melhor como os buracos negros podem lançar esses jatos energéticos.

Uma visão do jato e da sombra do buraco negro de M87 Crédito: R.-S. Lu (SHAO), E. Ros (MPIfR), S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF) 

A maioria das galáxias abriga um buraco negro supermassivo em seu centro. Embora os buracos negros sejam conhecidos por engolir matéria em suas imediações, eles também podem lançar poderosos jatos de matéria que se estendem além das galáxias em que vivem. Entender como os buracos negros criam jatos tão enormes tem sido um problema de longa data na astronomia.

 "Sabemos que os jatos são ejetados da região ao redor dos buracos negros", diz Ru-Sen Lu, do Observatório Astronômico de Xangai, na China, "mas ainda não entendemos completamente como isso realmente acontece. Para estudar isso diretamente, precisamos observar a origem do jato o mais próximo possível do buraco negro."

A nova imagem publicada hoje mostra precisamente isso pela primeira vez: como a base de um jato se conecta com a matéria girando em torno de um buraco negro supermassivo. O alvo é a galáxia M87, localizada a 55 milhões de anos-luz de distância em nossa vizinhança cósmica, e lar de um buraco negro 6,5 bilhões de vezes mais massivo que o Sol. Observações anteriores conseguiram fotografar separadamente a região próxima ao buraco negro e ao jato, mas esta é a primeira vez que ambas as características foram observadas juntas.

Impressão artística do buraco negro na galáxia M87 e seu poderoso jato. Crédito: S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)

"Esta nova imagem completa a imagem mostrando a região ao redor do buraco negro e do jato ao mesmo tempo", acrescenta Jae-Young Kim, da Universidade Nacional Kyungpook, na Coreia do Sul, e do Instituto Max Planck de Radioastronomia, na Alemanha.

A imagem foi obtida com o GMVA, o ALMA e o GLT, formando uma rede de radiotelescópios em todo o mundo trabalhando juntos como um telescópio virtual do tamanho da Terra. Uma rede tão grande pode discernir detalhes muito pequenos na região em torno do buraco negro de M87.

A nova imagem mostra o jato emergindo perto do buraco negro, bem como o que os cientistas chamam de sombra do buraco negro. À medida que a matéria orbita o buraco negro, ela aquece e emite luz. O buraco negro se dobra e captura parte dessa luz, criando uma estrutura em forma de anel ao redor do buraco negro, visto da Terra. A escuridão no centro do anel é a sombra do buraco negro, que foi fotografada pela primeira vez pelo Event Horizon Telescope (EHT) em 2017.

Messier 87 Capturada pelo Very Large Telescope do ESO. Crédito:ESO

 Tanto esta nova imagem quanto a do EHT combinam dados obtidos com vários radiotelescópios em todo o mundo, mas a imagem divulgada hoje mostra a luz de rádio emitida em um comprimento de onda mais longo do que o EHT: 3,5 mm em vez de 1,3 mm. "Neste comprimento de onda, podemos ver como o jato emerge do anel de emissão em torno do buraco negro supermassivo central, " diz Thomas Krichbaum do Instituto Max Planck de Radioastronomia. 

O tamanho do anel observado pela rede GMVA é aproximadamente 50% maior em comparação com a imagem do Event Horizon Telescope. "Para entender a origem física do anel maior e mais espesso, tivemos que usar simulações de computador para testar diferentes cenários", explica Keiichi Asada, da Academia Sinica em Taiwan. Os resultados sugerem que a nova imagem revela mais do material que está caindo em direção ao buraco negro do que o que poderia ser observado com o EHT.

Estas novas observações do buraco negro da M87 foram realizadas em 2018 com o GMVA, que consiste em 14 radiotelescópios na Europa e na América do Norte. Além disso, duas outras instalações foram ligadas ao GMVA: o Telescópio da Gronelândia e o ALMA, do qual o ESO é parceiro. O ALMA é composto por 66 antenas no deserto chileno do Atacama, e desempenhou um papel fundamental nestas observações. Os dados coletados por todos esses telescópios em todo o mundo são combinados usando uma técnica chamada interferometria, que sincroniza os sinais tomados por cada instalação individual.

Mas para capturar adequadamente a forma real de um objeto astronômico, é importante que os telescópios estejam espalhados por toda a Terra. Os telescópios GMVA estão alinhados principalmente de leste a oeste, de modo que a adição do ALMA no hemisfério sul provou ser essencial para capturar esta imagem do jato e da sombra do buraco negro de M87. "Graças à localização e sensibilidade do ALMA, pudemos revelar a sombra do buraco negro e ver mais profundamente a emissão do jato ao mesmo tempo," explica Lu.

Observações futuras com esta rede de telescópios continuarão a desvendar como os buracos negros supermassivos podem lançar jatos poderosos. "Planejamos observar a região ao redor do buraco negro no centro de M87 em diferentes comprimentos de onda de rádio para estudar melhor a emissão do jato", diz Eduardo Ros, do Instituto Max Planck de Radioastronomia. Tais observações simultâneas permitiriam à equipe desembaraçar os complicados processos que acontecem perto do buraco negro supermassivo.

"Os próximos anos serão emocionantes, pois poderemos aprender mais sobre o que acontece perto de uma das regiões mais misteriosas do Universo", conclui Ros.

Fonte: eso.org