O Meteoro e a Galáxia

 

Crédito e Direitos Autorais: Jose Pedrero

Veio do espaço sideral . Ele - neste caso, um pedaço do núcleo de um cometa do tamanho de uma areia - provavelmente foi ejetado há muitos anos do cometa Swift-Tuttle em órbita do Sol , mas depois continuou a orbitar o Sol sozinho. Quando a Terra cruzou esta órbita, o pedaço de destroço do cometa impactou a atmosfera do nosso belo planeta e foi visto como um meteoro. Este meteoro deteriorou-se , provocando a emissão de gases que brilhavam nas cores emitidas pelos seus elementos componentes.

A imagem em destaque foi tirada na semana passada em Castilla La Mancha , Espanha , durante a noite de pico da chuva de meteoros Perseidas .. O pitoresco rastro de meteoros apareceu no único dos 50 quadros que também incluíam a galáxia de Andrômeda . As estrelas pontilham o quadro, cada uma muito mais distante do que o meteoro. Comparada com as estrelas, a galáxia de Andrômeda (M31) está, novamente, muito mais distante.

Fonte: Apod.nasa.gov

 

Prova matemática traça novos limites em torno da formação de buracos negros

 Por meio século, os matemáticos tentaram definir as circunstâncias exatas em que um buraco negro está destinado a existir. Uma nova prova mostra como um cubo pode ajudar a responder à pergunta. 

Uma conjectura de 51 anos diz que se a matéria for espremida em um aro de um certo tamanho, um buraco negro certamente se formará.

A noção moderna de um buraco negro está conosco desde fevereiro de 1916, três meses depois que Albert Einstein revelou sua teoria da gravidade. Foi quando o físico Karl Schwarzschild, em meio aos combates no exército alemão durante a Primeira Guerra Mundial, publicou um artigo com implicações surpreendentes: Se massa suficiente for confinada em uma região perfeitamente esférica (limitada pelo “raio de Schwarzschild”), nada pode escapar da intensa atração gravitacional de tal objeto, nem mesmo da própria luz. No centro desta esfera encontra-se uma singularidade onde a densidade se aproxima do infinito e a física conhecida sai dos trilhos. 

Nos mais de 100 anos desde então, físicos e matemáticos exploraram as propriedades desses objetos enigmáticos da perspectiva da teoria e da experiência. Portanto, pode ser surpreendente ouvir que “se você pegar uma região do espaço com um monte de matéria espalhada nela e perguntar a um físico se essa região entraria em colapso para formar um buraco negro, ainda não temos as ferramentas para responder essa pergunta”, disse Marcus Khuri, matemático da Stony Brook University. 

Não se desespere. Khuri e três colegas – Sven Hirsch no Institute for Advanced Study, Demetre Kazaras na Michigan State University e Yiyue Zhang na University of California, Irvine – lançaram um novo artigo que nos aproxima da determinação da presença de buracos negros com base apenas em sobre a concentração da matéria. Além disso, seu artigo prova matematicamente que buracos negros de dimensões superiores – aqueles de quatro, cinco, seis ou sete dimensões espaciais – podem existir, o que não é algo que poderia ter sido dito com segurança antes. 

Para contextualizar o artigo recente, pode valer a pena recuar até 1964, ano em que Roger Penrose começou a introduzir os teoremas de singularidade que lhe renderam uma parte do Prêmio Nobel de Física de 2020. Penrose provou que, se o espaço-tempo tem algo chamado superfície aprisionada fechada – uma superfície cuja curvatura é tão extrema que a luz que sai é enrolada e virada para dentro – então também deve conter uma singularidade. 

Foi um resultado monumental, em parte porque Penrose trouxe novas e poderosas ferramentas da geometria e da topologia para o estudo dos buracos negros e de outros fenómenos na teoria de Einstein. Mas o trabalho de Penrose não explicou o que é preciso para criar uma superfície fechada fechada em primeiro lugar. 

Em 1972, o físico Kip Thorne deu um passo nessa direção ao formular a conjectura do aro. Thorne reconheceu que descobrir se um objeto não esférico – um objeto sem a simetria assumida nos esforços pioneiros de Schwarzschild – entraria em colapso num buraco negro seria “muito mais difícil de calcular [e] na verdade, muito além dos meus talentos”. (Thorne viria a ganhar o Prémio Nobel da Física de 2017.) No entanto, ele sentiu que a sua conjectura poderia tornar o problema mais administrável. 

A ideia básica é primeiro determinar a massa de um determinado objeto e, a partir disso, calcular o raio crítico de um aro no qual o objeto deve se encaixar – não importa como o aro esteja orientado – para tornar inevitável a formação de um buraco negro. Seria como mostrar que um bambolê que cabe na sua cintura também poderia – se girado 360 graus – caber em todo o seu corpo alongado, incluindo os pés e a cabeça. Se o objeto se ajustar, ele entrará em colapso e se transformará em um buraco negro. 

“A conjectura do aro não está bem definida”, comentou Kazaras. “Thorne usou intencionalmente palavras vagas na esperança de que outros fornecessem uma declaração mais precisa.” 

Em 1983, os matemáticos Richard Schoen e Shing-Tung Yau concordaram, provando uma versão importante da conjectura do aro, posteriormente referida como o teorema da existência do buraco negro. Schoen e Yau mostraram – em um argumento matemático claro – quanta matéria deve ser comprimida em um determinado volume para induzir a curvatura do espaço-tempo necessária para criar uma superfície aprisionada fechada. 

Kazaras elogiou o trabalho de Schoen-Yau por sua originalidade e generalidade; sua técnica poderia revelar se qualquer configuração de matéria, independentemente de considerações de simetria, estava destinada a se tornar um buraco negro. Mas sua abordagem tinha uma grande desvantagem. A maneira como eles mediram o tamanho de uma determinada região do espaço – determinando o raio do toro mais grosso, ou rosquinha, que poderia caber dentro – era, para muitos observadores, “pesada e não intuitiva”, disse Kazaras e, portanto, impraticável. 

O artigo recente oferece uma alternativa. Uma das principais inovações de Schoen e Yau foi reconhecer que uma equação concebida pelo físico Pong Soo Jang, que originalmente não tinha nada a ver com buracos negros, pode “explodir” – ir ao infinito – em certos pontos do espaço. Surpreendentemente, onde ela explode coincide com a localização de uma superfície aprisionada fechada. Portanto, se você deseja encontrar essa superfície, primeiro descubra onde a equação de Jang leva ao infinito. “No ensino médio, muitas vezes tentamos resolver uma equação quando a solução é igual a zero”, explicou o matemático Mu-Tao Wang, da Universidade de Columbia. “Neste caso, estamos tentando resolver a equação [Jang] de forma que a solução seja infinita.” 

Hirsch, Kazaras, Khuri e Zhang também contam com a equação de Jang. Mas, além de um toro, eles usam um cubo – que pode ser seriamente deformado. Essa abordagem “é semelhante à ideia de Thorne, usando aros quadrados em vez dos tradicionais aros circulares”, disse Khuri. Baseia-se na “desigualdade do cubo” desenvolvida pelo matemático Mikhail Gromov. Essa relação conecta o tamanho de um cubo à curvatura do espaço dentro e ao redor dele. 

O novo artigo mostra que se você puder encontrar um cubo em algum lugar do espaço onde a concentração de matéria seja grande em comparação com o tamanho do cubo, então uma superfície aprisionada se formará. “Esta medição é muito mais fácil de verificar” do que uma que envolve um toro, disse Pengzi Miao, matemático da Universidade de Miami, “porque tudo o que é necessário para calcular é a distância entre as duas faces opostas mais próximas do cubo”. 

Os matemáticos também podem construir rosquinhas (tori) e cubos em dimensões superiores. A fim de estender a sua prova da existência de buracos negros a estes espaços, Hirsch e colegas basearam-se em conhecimentos geométricos que foram desenvolvidos nas quatro décadas desde o artigo de Schoen e Yau de 1983. A equipe não conseguiu ir além de sete dimensões espaciais porque as singularidades começaram a surgir em seus resultados. “Contornar essas singularidades é um ponto de discórdia comum na geometria”, disse Khuri. 

O próximo passo lógico, disse ele, é provar a existência de um buraco negro com base na “massa quase local”, que inclui a energia proveniente tanto da matéria como da radiação gravitacional, e não apenas da matéria. Essa não é uma tarefa simples, em parte porque não existe uma definição universalmente aceita de massa quase local. 

Enquanto isso, surge outra questão: para criar um buraco negro de três dimensões espaciais, um objeto deve ser comprimido em todas as três direções, como insistiu Thorne, ou será que a compressão em duas direções ou mesmo em apenas uma será suficiente? Todas as evidências apontam para a veracidade da declaração de Thorne, disse Khuri, embora ainda não tenha sido provado. Na verdade, esta é apenas uma das muitas questões em aberto que persistem sobre os buracos negros depois de se terem manifestado pela primeira vez, há mais de um século, no caderno de um soldado alemão. 

Fonte: Quantamagazine.org

Certas nebulosas adornam a Via Láctea como joias, e os cientistas não sabem ao certo por quê

 Nebulosas planetárias bipolares e binárias alinharam-se com a "protuberância" galáctica enquanto brilhavam com gás ionizado, dando um espetáculo e tanto. 

Uma nebulosa bipolar brilhando com gás ionizado. (Crédito: NASA)

“Estrelas fantasmas”, ou nebulosas planetárias, são alguns dos objetos mais bonitos do cosmos. Formadas quando uma estrela gigante vermelha queima o seu combustível nuclear e liberta as suas camadas exteriores, as nebulosas (que não têm nada a ver com planetas) expandem-se para fora em padrões impressionantes. Algumas delas exibem propriedades estranhas, de acordo com um novo artigo , que estudou 136 nebulosas usando o Very Large Telescope do Observatório Europeu do Sul, no Chile.

Muitas nebulosas próximas do bojo galáctico – a secção central da Via Láctea repleta de estrelas, gás e poeira – alinham-se com o plano galáctico de uma forma que a NASA uma vez chamou de “ pinos de bowling colocados num beco”. Os cientistas têm trabalhado para explicar isso desde o doutorado na Universidade de Manchester. o estudante Bryan Rees descobriu as estranhas configurações há uma década.

Como se formam as nebulosas planetárias

Quando as estrelas morrem e formam nebulosas planetárias, deixam para trás um pequeno remanescente estelar chamado anã branca, que esfria lentamente ao longo de bilhões de anos. No caso de sistemas estelares binários, onde duas estrelas orbitam uma à outra, a segunda estrela permanece em órbita ao redor da anã branca, produzindo uma nebulosa planetária binária. Este é o único tipo de sistema que se alinha com o plano galáctico, descobriu o novo estudo .

Além do mais, 80% delas são nebulosas bipolares, o que significa que suas estrelas ejetam gás de dois pólos, em formato de ampulheta.

“A importância desta investigação reside no facto de sabermos agora que o alinhamento é observado neste subconjunto muito específico de nebulosas planetárias”, disse Albert Zijlstra, professor de astrofísica na Universidade de Manchester, num comunicado . “As nebulosas planetárias oferecem-nos uma janela para o coração da nossa galáxia, e esta visão aprofunda a nossa compreensão da dinâmica e evolução da região do bojo da Via Láctea.”

O que faz com que as nebulosas se alinhem?

O artigo dos coautores Zijlstra e Shuyu Tan, estudante da Universidade de Hong Kong, propõe que o alinhamento aconteceu muito cedo na vida do sistema binário, antes mesmo de as nebulosas se formarem. Outro coautor, Quentin Parker, professor da Universidade de Hong Kong, propôs que o rápido movimento orbital das estrelas binárias foi o responsável.

Qualquer que seja a causa, deve ser capaz de exercer uma influência constante e controlada ao longo de milhares de milhões de anos, afirmaram os investigadores. Eles calcularam se os campos magnéticos atuais no bojo poderiam ter alinhado as nebulosas, mas a força não era grande o suficiente. A configuração do pino de boliche deve ter sido “congelada” no passado, diz o jornal.

Fonte: Discovermagazine.com

Primeira evidência observacional de emissão de raios gama em estrelas jovens semelhantes ao Sol

 Uma equipe de cientistas da Argentina e da Espanha relatou a primeira evidência observacional de que um tipo de estrela jovem de baixa massa, conhecida como "estrelas T Tauri", é capaz de emitir radiação gama. O estudo é publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .

NGC 2071 (a nebulosa próxima ao centro da imagem) obtida com o Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) usando as bandas de 22 μm (vermelho), 4,6 μm (verde) e 3,4 μm (azul). Em branco, mostramos as elipses de erro Fermi de significância 3σ que coincidem posicionalmente com NGC 2071. 1FGL, 2FGL e 3FGL são o primeiro, segundo e terceiro catálogo Fermi, respectivamente. Crédito: Avisos Mensais da Royal Astronomical Society (2023). DOI: 10.1093/mnras/stad2029

A radiação muito energética do céu não pode ser facilmente observada da Terra. A alta sensibilidade do satélite Fermi ajuda a resolver esse problema ao observar o universo em raios gama, a região mais energética do espectro eletromagnético.

O satélite Fermi observa continuamente o céu desde o seu lançamento em 2008 e, a partir dessas observações, sabe-se que cerca de 30% das fontes de raios gama detectadas em todo o céu noturno permanecem não identificadas - as origens dessas detecções de raios gama são desconhecidas .

Algumas dessas fontes misteriosas foram estudadas por Ph.D. aluna Agostina Filócomo e uma equipa de investigadores para determinar a sua origem. Várias das fontes de raios gama parecem originar-se de regiões de formação estelar, mas a equipe não tinha nenhuma explicação sobre o motivo - então decidiram investigar. O estudo se concentra na região de formação de estrelas NGC 2071, que fica na parte norte da nuvem molecular Orion B.

Para tentar identificar a causa dessas misteriosas explosões de raios gama, a equipe decidiu olhar para objetos conhecidos como "estrelas T Tauri", que são estrelas de baixa massa em formação. As estrelas T Tauri consistem em uma estrela central e um disco de gás e poeira orbitando ao seu redor, onde os planetas podem se formar. As estrelas T Tauri são conhecidas por seu brilho flutuante e são normalmente encontradas perto de regiões de formação estelar ativa.

A equipe notou que três fontes gama não identificadas observadas em diferentes intervalos de tempo vinham da parte do céu onde a jovem região de formação estelar NGC 2071 está localizada. Sabe-se que pelo menos 58 estrelas classificadas como estrelas T Tauri estão se formando aqui. Não há outros objetos nesta região que possam ser uma fonte de emissão de raios gama.

Uma possível explicação é que a radiação esporádica de raios gama é produzida pelas estrelas T Tauri durante episódios de explosões poderosas conhecidas como "megaflares", nas quais explosões eletromagnéticas são produzidas pela energia magnética armazenada nas atmosferas das estrelas.

Megaflares podem abranger vários raios estelares e durar algumas horas. Embora haja atividade de flare no sol no momento, não é na mesma escala de um megaflare. Megaflares são muito mais poderosos e, se ocorressem no sol, seriam prejudiciais à vida no planeta Terra.

Isso pode explicar a origem de várias fontes de raios gama anteriormente desconhecidas. A compreensão dos processos físicos nas estrelas T Tauri também fornece informações sobre as condições iniciais que levaram à gênese do Sol e do nosso sistema solar.

doutorado a estudante Agostina Filócomo afirma: "Esta evidência observacional é essencial para a compreensão da origem de fontes que permaneceram desconhecidas por mais de uma década, o que é inquestionavelmente um avanço na astronomia."

"Também é fundamental compreender os processos que ocorrem durante as fases iniciais da formação estelar: se uma estrela T Tauri produzir radiação gama, isso afetará as condições gasosas do disco protoplanetário e, consequentemente, a evolução da formação planetária. A descoberta desse fenômeno serve para entender como não apenas o sol, mas também nosso planeta natal, a Terra, foi formado e evoluiu."

Fonte: Phys.org

Marte: Monte Olimpo já foi uma ilha vulcânica gigante?

 

Olympus Mons: uma ilha vulcânica no meio de um oceano marciano desaparecido. Crédito: A.Hildenbrand/Geops/CNRS (produzido a partir de dados públicos do MOLA) 

Imagine uma ilha vulcânica do tamanho da França e com mais de 20.000 metros de altura. Tal paisagem pode ter existido no planeta Marte. Publicado na revista Earth and Planetary Science Letters, um trabalho recente liderado por um pesquisador do CNRS mostra que o gigante vulcão Olympus Mons em Marte compartilha semelhanças morfológicas com muitas ilhas vulcânicas ativas na Terra. Os cientistas acreditam que sejam o resultado do contato entre a água líquida e a lava do vulcão.

Características semelhantes no flanco norte do vulcão Alba Mons, localizado a mais de 1.500 km do Olympus Mons, também apóiam a ideia de que um vasto oceano de água líquida já ocupou as planícies do norte do Planeta Vermelho. A datação precisa dessas rochas vulcânicas poderia fornecer uma quantidade considerável de informações sobre a evolução climática de Marte.

Fonte:  Phys.org

Meteoros ao longo da Via Láctea

 

 Crédito de imagem e direitos autorais : Ali Hosseini Nezhad

Sob céus noturnos escuros e quase sem lua, muitos habitantes do planeta Terra puderam observar a chuva de meteoros Perseidas deste ano. Vistos de uma encosta gramada de Shiraz, Irã, esses meteoros Perseidas seguem ao longo do verão norte da Via Láctea antes do amanhecer de domingo, 13 de agosto. Os quadros usados ​​para construir a imagem composta foram capturados perto do pico da chuva de meteoros anual ativa entre 02h00 e 04h00. :30h hora local. Não nesta paisagem noturna, o brilho da chuva na heróica constelação de Perseu está muito acima do campo de visão da câmera. Mas os fãs das noites de verão do norte ainda conseguem identificar um asterismo familiar. Formado pelas estrelas brilhantes Deneb, Vega e Altair, o Triângulo do Verão abrange a faixa luminosa da Via Láctea.

Fonte: Apod.nasa.gov

Nascimento de estrela tripla: desvendando o mistério com o ALMA

 Observando as complexidades da criação de estrelas, uma equipe de pesquisa internacional revelou insights impressionantes sobre a formação de sistemas estelares triplos. 

Liderada pelo professor Jeong-Eun Lee da Universidade Nacional de Seul, a equipa recorreu ao Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para investigar a intrincada estrutura de gás que rodeia as protoestrelas no sistema triplo, IRAS 04239+2436. 

Impressão de artista da protoestrela tripla, IRAS 04239+2436. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Através do seu estudo, eles captaram os sinais de rádio das moléculas de monóxido de enxofre (SO), semelhante a ouvir um sussurro no meio de uma multidão movimentada. Esses sinais agiram como migalhas cósmicas, levando a equipe à descoberta de três colossais braços espirais.

Descobriu-se que esses braços servem como 'flâmulas', uma correia transportadora cósmica que transporta material para as estrelas recém-nascidas. Ao justapor as suas observações com simulações numéricas lideradas pelo professor Tomoaki Matsumoto da Universidade Hosei, a equipa descobriu as origens misteriosas destas serpentinas. Isto marca a primeira vez que compreendemos como estas serpentinas se formam no meio da dança dinâmica da formação estelar, lançando luz sobre um processo tão fascinante quanto complexo.

As estrelas nem sempre brilham sozinhas. Na verdade, mais da metade deles nascem como parte de sistemas estelares múltiplos. Mas exatamente como essas estrelas múltiplas surgiram é um mistério que os cientistas vêm tentando resolver há muito tempo. Portanto, resolver o mistério do mecanismo de formação de estrelas múltiplas é muito importante para uma teoria abrangente da formação estelar.

Até agora, houve vários cenários propostos para a formação de múltiplas estrelas, e as discussões sobre os cenários de formação ainda não convergiram. Para compreender o processo de formação de múltiplas estrelas, é necessário observar diretamente o momento em que nascem múltiplas protoestrelas (estrelas em formação), com a alta resolução e sensibilidade de uma instalação como o ALMA.

Além disso, recentemente, os cientistas que observaram estas estrelas bebés, ou protoestrelas, notaram algo intrigante. Eles viram estruturas feitas de gás, que apelidaram de “flâmulas”. Esses rios cósmicos fluem e transportam materiais vitais direto para as protoestrelas.

Observar as serpentinas é crucial porque elas mostram como as protoestrelas absorvem gás para crescer, mas como essas serpentinas se formam ainda não está claro. Uma vez que se espera que os fluxos de gás em torno das protoestrelas de sistemas multiestelares tenham uma estrutura complexa, a observação detalhada com a alta resolução do ALMA é uma ferramenta poderosa para investigar a origem das serpentinas.

A equipa utilizou o ALMA para observar as ondas de rádio emitidas pelas moléculas de monóxido de enxofre (SO) em torno do jovem sistema estelar múltiplo IRAS 04239+2436. IRAS 04239+2436 é um “sistema protoestrelar trinário”, ou seja, um sistema que consiste em três protoestrelas localizadas a cerca de 460 anos-luz de distância de nós.

A equipe de pesquisa esperava detectar moléculas de SO2 na área onde as ondas de choque estão presentes e ver o movimento violento do gás ao redor das protoestrelas. Como resultado das observações, eles detectaram moléculas de SO em torno das protoestrelas triplas. Eles descobriram que a distribuição das moléculas de SO forma grandes braços espirais que se estendem até 400 unidades astronômicas. Além disso, eles obtiveram com sucesso a velocidade do gás contendo moléculas de SO com base na mudança de frequência das ondas de rádio devido ao efeito Doppler.

De acordo com a análise do movimento do gás, descobriu-se que os braços espirais traçados pelas moléculas de SO são de fato correntes fluindo em direção às protoestrelas triplas.

"A característica mais profunda das nossas imagens ALMA são as grandes estruturas de braços múltiplos bem delineadas detectadas nas emissões de SO," diz Lee, explicando o significado desta descoberta. "A minha primeira impressão foi que as estruturas dançavam juntas, girando em torno do sistema protoestelar central, embora mais tarde tenhamos descoberto que os braços espirais são canais de material que alimentam as estrelas bebés."

Para investigar mais detalhadamente o movimento do gás, a equipe comparou a velocidade do gás observada com simulações numéricas que modelam a formação de múltiplas estrelas dentro de uma nuvem de gás natal. Essas simulações foram realizadas usando "ATERUI" e "ATERUI II" [1], supercomputadores dedicados à astronomia no Centro de Astrofísica Computacional do Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ).

Na simulação, três protoestrelas se formam na nuvem de gás, e o gás perturbado em torno das protoestrelas triplas excita ondas de choque na forma de braços espirais. "Descobrimos que os braços espirais exibem fluxos de gás em direção às protoestrelas triplas; são serpentinas que fornecem gás às protoestrelas," diz Matsumoto, que liderou as simulações numéricas nesta investigação. “A velocidade do gás derivada das simulações e das observações corresponde bem, indicando que a simulação numérica pode de fato explicar a origem das serpentinas”.

A equipe de pesquisa investigou como esta protoestrela tripla nasceu, comparando as observações com as simulações numéricas. Até agora, foram propostos dois cenários para a formação de estrelas múltiplas. O primeiro é o “cenário de fragmentação turbulenta”, no qual a turbulenta nuvem de gás se fragmenta em condensações de gás, cada uma evoluindo para uma protoestrela. O segundo é o “cenário de fragmentação do disco”, onde o disco de gás que rodeia um fragmento de protoestrela forma uma nova protoestrela, dando origem a múltiplas estrelas.

A protoestrela tripla observada aqui pode ser explicada por um cenário híbrido em que o processo de formação estelar começa como uma nuvem turbulenta de gás natal, semelhante ao cenário de fragmentação turbulenta. Então as sementes de novas protoestrelas são produzidas no disco como no cenário de fragmentação do disco e a turbulência do gás circundante faz com que os braços espirais se estendam amplamente.

Os resultados observacionais são muito semelhantes aos resultados da simulação, indicando que as protoestrelas triplas observadas são os primeiros objetos confirmados para demonstrar a formação de estrelas múltiplas por um cenário híbrido. Matsumoto diz: "Esta é a primeira vez que a origem das protoestrelas e dos streamers foi esclarecida simultaneamente e de forma abrangente. A poderosa sinergia entre as observações do ALMA e as simulações avançadas está a revelar os mistérios ocultos da formação estelar."

Lee sugere que este estudo também esclarece a dificuldade da formação de planetas em múltiplos sistemas estelares. Ela diz: "Os planetas nascem em discos de gás e poeira que se formam em torno de protoestrelas. No caso deste sistema protoestrelo triplo, as protoestrelas estão localizadas dentro de uma pequena área, os discos ao redor das protoestrelas são pequenos e as protoestrelas em órbita retiram os discos de outras protoestrelas.

Os planetas se formam em um ambiente calmo durante um longo período. Portanto, é improvável que IRAS 04239+2436 seja um ambiente propício para a formação de planetas."

Matsumoto discute o impacto deste estudo na nossa compreensão da formação de múltiplas estrelas.

"A observação real de um sistema multiestelar em formação através do cenário híbrido contribuirá significativamente para a resolução de debates sobre múltiplos cenários de formação estelar. Além disso, esta investigação confirmou a existência das serpentinas recentemente notadas e explicou como se formaram, marcando um avanço significativo. "

Fonte: Almaobservatory.org

Uma relíquia do Big Bang, a radiação cósmica de fundo

 O trabalho dos cosmólogos é tentar contar a história do universo usando evidências científicas e para tanto eles contam com uma “fotografia” tirada quando o universo tinha apenas 300 mil anos! Esta relíquia é a chamada radiação cósmica de fundo, um dos dados mais importantes para o estudo do universo primordial. Conheça um pouco mais neste texto!

Mapa da radiação cósmica de fundo. Fonte: Planck/ESA

Momentos após o Big Bang, partículas muito energéticas permeiam  o universo na forma de um plasma. Nesta época, o universo é opaco para fótons, isto é, uma partícula de luz não consegue percorrer grandes distâncias sem sofrer colisões com outras partículas.

Os fótons são as partículas que intermediam a força eletromagnética e portanto interagem com todas as partículas com carga elétrica. Após a nucleossíntese, o universo é constituído basicamente de prótons, nêutrons, elétrons e núcleos de hélio. Não temos átomos completos, pois a ligação dos elétrons com núcleos atômicos não é estável devido à alta energia.

A temperatura do universo vai caindo à medida que ele se expande. 300 mil anos após o Big Bang, esta queda de energia é suficiente para permitir que elétrons se liguem aos núcleos de forma estável. Essa etapa na evolução do universo é conhecida como recombinação e cria os primeiros átomos dos universo. O hidrogênio que está na água que você bebe foi criado nesta época!

Com essa mudança drástica na composição do universo, passamos para um universo transparente para luz! Os fótons desacoplam do plasma primordial, podendo caminhar livremente por grandes distâncias. Estes fótons são a radiação cósmica de fundo e podemos detectá-los até hoje.

Como o universo continua em expansão, essa radiação continuou perdendo energia por toda a evolução do universo. Atualmente se apresenta na forma de microondas, que são capturadas por alguns satélites especializados como o telescópio Hubble (NASA) e o satélite Planck (ESA). Elas podem ser detectadas independente da direção em que apontamos o telescópio, mas apresentam pequenas diferenças de temperatura.

Com estas diferenças é possível criar um mapa que possui informações da época que os fótons desacoplam no universo. Esse mapa é como uma fotografia do universo jovem e corretamente interpretado pode dizer a composição do universo, sua idade, taxa de expansão e muito mais! Sendo uma inestimável relíquia do Big Bang para o estudo deste fascinante universo.

Fonte: Institutoprincipia.org

Misteriosa mancha escura de Netuno detectada na Terra pela primeira vez

 Utilizando o Very Large Telescope do ESO (VLT), os astrónomos observaram uma grande mancha escura na atmosfera de Neptuno, com uma inesperada mancha brilhante mais pequena adjacente a ela. 

Esta é a primeira vez que uma mancha escura no planeta foi observada com um telescópio na Terra. Estas características ocasionais no fundo azul da atmosfera de Neptuno são um mistério para os astrónomos e os novos resultados fornecem mais pistas sobre a sua natureza e origem. 

Mancha escura em Netuno observada com o MUSE montado no Very Large Telescope do ESO Crédito: ESO/P. Irwin et al. 

Grandes manchas são características comuns nas atmosferas de planetas gigantes, sendo a mais famosa a Grande Mancha Vermelha de Júpiter. Em Netuno, uma mancha escura foi descoberta pela primeira vez pela Voyager 2 da NASA em 1989, antes de desaparecer alguns anos depois.

“ Desde a primeira descoberta de uma mancha escura, sempre me perguntei o que seriam essas características escuras de curta duração e indescritíveis ”, diz Patrick Irwin, professor da Universidade de Oxford, no Reino Unido, e investigador principal do estudo publicado hoje na Nature . Astronomia .

Irwin e a sua equipa usaram dados do VLT do ESO para descartar a possibilidade de as manchas escuras serem causadas por uma “clareira” nas nuvens. As novas observações indicam, em vez disso, que as manchas escuras são provavelmente o resultado do escurecimento das partículas de ar numa camada abaixo da principal camada de neblina visível, à medida que o gelo e a neblina se misturam na atmosfera de Neptuno.

Chegar a esta conclusão não foi tarefa fácil porque as manchas escuras não são características permanentes da atmosfera de Neptuno e os astrónomos nunca antes tinham conseguido estudá-las com detalhe suficiente. A oportunidade surgiu depois que o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA descobriu várias manchas escuras na atmosfera de Netuno, incluindo uma no hemisfério norte do planeta, observada pela primeira vez em 2018.

Irwin e sua equipe imediatamente começaram a trabalhar estudando-a a partir do solo – com um instrumento que é ideal para essas observações desafiadoras.

Utilizando o Multi Unit Spectroscopic Explorer ( MUSE ) do VLT , os investigadores conseguiram dividir a luz solar reflectida de Neptuno e da sua mancha nas suas cores componentes, ou comprimentos de onda, e obter um espectro 3D [1] . Isso significava que eles poderiam estudar o local com mais detalhes do que era possível antes. “

Estou absolutamente emocionado por ter sido capaz não apenas de fazer a primeira detecção de uma mancha escura no solo, mas também de registrar pela primeira vez um espectro de reflexão de tal característica”, diz Irwin .

Como diferentes comprimentos de onda sondam diferentes profundidades na atmosfera de Netuno, ter um espectro permitiu aos astrônomos determinar melhor a altura em que a mancha escura fica na atmosfera do planeta. O espectro também forneceu informações sobre a composição química das diferentes camadas da atmosfera, o que deu à equipa pistas sobre o motivo pelo qual a mancha parecia escura.

As observações também ofereceram um resultado surpreendente. “ No processo, descobrimos um tipo raro de nuvem profunda e brilhante que nunca tinha sido identificado antes, mesmo no espaço ”, diz o coautor do estudo Michael Wong, pesquisador da Universidade da Califórnia, Berkeley, EUA.

Este tipo raro de nuvem apareceu como um ponto brilhante mesmo ao lado da mancha escura principal maior, e os dados do VLT mostram que a nova “nuvem profunda e brilhante” estava no mesmo nível da atmosfera que a mancha escura principal. Isto significa que é um tipo de feição completamente novo em comparação com as pequenas nuvens “companheiras” de gelo de metano de alta altitude que foram observadas anteriormente.

Com a ajuda do VLT do ESO, é agora possível aos astrónomos estudar características como estas manchas da Terra. “ Este é um aumento surpreendente na capacidade da humanidade de observar o cosmos.  No início, só poderíamos detectar esses pontos enviando uma espaçonave para lá, como a Voyager.

Então ganhamos a capacidade de detectá-los remotamente com o Hubble. Finalmente, a tecnologia avançou para permitir isso desde o início ”, conclui Wong, antes de acrescentar, brincando: “ Isso pode me deixar sem trabalho como observador do Hubble! ”

Fonte: Eso.gov

JWST detecta buracos negros gigantes em todo o universo primitivo

 Buracos negros gigantes deveriam ser pequenos atores na história cósmica inicial. Mas observações recentes do Telescópio Espacial James Webb estão encontrando uma abundância inesperada de feras. 

O jovem cosmos é o lar de uma população misteriosamente grande de galáxias tempestuosas com grandes buracos negros em seus núcleos.

Anos antes de ter certeza de que o Telescópio Espacial James Webb seria lançado com sucesso, Christina Eilers começou a planejar uma conferência para astrônomos especializados no início do universo. Ela sabia que se – de preferência, quando – o James Webb começasse a fazer observações, ela e seus colegas teriam muito o que conversar. Como uma máquina do tempo, o telescópio podia ver mais longe e mais longe no passado do que qualquer instrumento anterior.

Felizmente para Eilers (e para o resto da comunidade astronômica), seu planejamento não foi em vão: o James Webb foi lançado e implantado sem problemas, depois começou a examinar o início do universo a sério de seu poleiro no espaço a um milhão de milhas de distância.

Em meados de junho, cerca de 150 astrônomos se reuniram no Instituto de Tecnologia de Massachusetts para a conferência James Webb “First Light” de Eilers. Não se passou um ano desde que o James Webb começou a enviar imagens de volta à Terra. E assim como Eilers havia previsto, o telescópio já estava remodelando a compreensão dos astrônomos sobre o primeiro bilhão de anos do cosmos.

Um conjunto de objetos enigmáticos se destacou na miríade de apresentações. Alguns astrônomos os chamavam de “monstrinhos escondidos”. Para outros, eram “pequenos pontos vermelhos”. Mas seja qual for o nome, os dados eram claros: quando o James Webb observa galáxias jovens – que aparecem como meras manchas vermelhas na escuridão – ele vê um número surpreendente com ciclones se agitando em seus centros.

“Parece haver uma população abundante de fontes que não conhecíamos”, disse Eilers, astrônomo do MIT, “que não esperávamos encontrar”.

Nos últimos meses, uma torrente de observações das manchas cósmicas encantou e confundiu os astrônomos.

“Todo mundo está falando sobre esses pequenos pontos vermelhos”, disse Xiaohui Fan, pesquisador da Universidade do Arizona que passou sua carreira procurando por objetos distantes no início do universo.

A explicação mais direta para as galáxias com coração de tornado é que grandes buracos negros pesando milhões de sóis estão levando as nuvens de gás a um frenesi. Essa descoberta é esperada e desconcertante. É esperado porque o James Webb foi construído, em parte, para encontrar os objetos antigos.

Eles são os ancestrais dos buracos negros gigantes de bilhões de sóis que parecem aparecer no registro cósmico inexplicavelmente cedo. Ao estudar esses buracos negros precursores, como três jovens recordes descobertos este ano, os cientistas esperam aprender de onde vieram os primeiros buracos negros gigantescos e talvez identificar qual das duas teorias concorrentes melhor descreve sua formação: eles cresceram extremamente rápido ou eles simplesmente nasceram grandes? 

No entanto, as observações também são desconcertantes porque poucos astrônomos esperavam que o James Webb encontrasse tantos buracos negros jovens e famintos – e as pesquisas estão revelando-os às dúzias. No processo de tentar resolver o antigo mistério, os astrônomos descobriram uma multidão de buracos negros volumosos que podem reescrever as teorias estabelecidas de estrelas, galáxias e muito mais.

“Como teórica, tenho que construir um universo”, disse Marta Volonteri, astrofísica especializada em buracos negros no Instituto de Astrofísica de Paris. Volonteri e seus colegas agora estão enfrentando o influxo de buracos negros gigantes no cosmos primitivo. “Se eles são [reais], eles mudam completamente a imagem.”

Uma Máquina do Tempo Cósmica

As observações do James Webb estão abalando a astronomia em parte porque o telescópio pode detectar a luz que atinge a Terra de mais fundo no espaço do que qualquer máquina anterior.

Construímos este telescópio absurdamente poderoso ao longo de 20 anos.

Grant Tremblay, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

“Construímos este telescópio absurdamente poderoso ao longo de 20 anos”, disse Grant Tremblay, astrofísico do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. “O objetivo original era olhar profundamente no tempo cósmico.”

Um dos objetivos da missão é capturar as galáxias em formação durante o primeiro bilhão de anos do universo (de sua história de aproximadamente 13,8 bilhões de anos). As observações iniciais do telescópio no verão passado sugeriram um universo jovem cheio de galáxias surpreendentemente maduras, mas as informações que os astrônomos puderam extrair dessas imagens eram limitadas.

Para realmente entender o início do universo, os astrônomos precisavam de mais do que apenas as imagens; eles ansiavam pelos espectros dessas galáxias – os dados que chegam quando o telescópio divide a luz recebida em matizes específicos.

Os espectros galácticos, que o James Webb começou a enviar de volta no final do ano passado, são úteis por dois motivos.

Primeiro, eles permitiram que os astrônomos determinassem a idade da galáxia. A luz infravermelha que o James Webb coleta é avermelhada ou desviada para o vermelho, o que significa que, à medida que atravessa o cosmos, seus comprimentos de onda são esticados pela expansão do espaço. A extensão desse desvio para o vermelho permite que os astrônomos determinem a distância de uma galáxia e, portanto, quando ela originalmente emitiu sua luz. Galáxias próximas têm um redshift de quase zero.

O James Webb pode facilmente distinguir objetos além de um desvio para o vermelho de 5, o que corresponde a aproximadamente 1 bilhão de anos após o Big Bang. Objetos com desvios para o vermelho mais altos são significativamente mais velhos e mais distantes.

Em segundo lugar, os espectros dão aos astrônomos uma noção do que está acontecendo em uma galáxia. Cada matiz marca uma interação entre fótons e átomos específicos (ou moléculas). Uma cor se origina de um átomo de hidrogênio piscando ao se estabilizar após uma colisão; outro indica átomos de oxigênio empurrados e outro nitrogênio. Um espectro é um padrão de cores que revela do que uma galáxia é feita e o que esses elementos estão fazendo, e o James Webb está fornecendo esse contexto crucial para galáxias em distâncias sem precedentes.

“Demos um salto tão grande”, disse Aayush Saxena, astrônomo da Universidade de Oxford. O fato de que “estamos falando sobre a composição química das galáxias redshift 9 é absolutamente notável”.

(O Redshift 9 é incrivelmente distante, correspondendo a uma época em que o universo tinha apenas 0,55 bilhão de anos.)

Os espectros galácticos também são ferramentas perfeitas para encontrar um dos principais perturbadores dos átomos: buracos negros gigantes que se escondem no coração das galáxias. Os próprios buracos negros são escuros, mas quando se alimentam de gás e poeira, eles rasgam os átomos, fazendo-os emitir cores reveladoras. Muito antes do lançamento do James Webb, os astrofísicos esperavam que o telescópio os ajudasse a identificar esses padrões e encontrar o suficiente dos maiores e mais ativos buracos negros do universo inicial para resolver o mistério de como eles se formaram.

Muito grande, muito cedo

O mistério começou há mais de 20 anos, quando uma equipe liderada por Fan avistou uma das galáxias mais distantes já observadas – um quasar brilhante, ou uma galáxia ancorada em um buraco negro supermassivo ativo pesando talvez bilhões de sóis. Tinha um desvio para o vermelho de 5, correspondendo a cerca de 1,1 bilhão de anos após o Big Bang. Com mais varreduras do céu, Fan e seus colegas quebraram repetidamente seus próprios recordes, empurrando a fronteira do redshift do quasar para 6 em 2001 e eventualmente para 7,6 em 2021 – apenas 0,7 bilhão de anos após o Big Bang.

O problema era que fazer buracos negros tão gigantescos parecia impossível tão cedo na história cósmica.

Como qualquer objeto, os buracos negros levam tempo para crescer e se formar. E como uma criança de 6 pés de altura, os enormes buracos negros de Fan eram grandes demais para sua idade – o universo não tinha idade suficiente para eles acumularem bilhões de sóis de peso. Para explicar essas crianças crescidas demais, os físicos foram forçados a considerar duas opções desagradáveis.

A primeira foi que as galáxias de Fan começaram cheias de buracos negros padrão, aproximadamente de massa estelar, do tipo que as supernovas costumam deixar para trás. Esses então cresceram tanto por fusão quanto por absorção de gás e poeira ao redor. Normalmente, se um buraco negro se alimenta de forma agressiva o suficiente, um derramamento de radiação afasta seus pedaços. Isso interrompe o frenesi de alimentação e estabelece um limite de velocidade para o crescimento do buraco negro que os cientistas chamam de limite de Eddington.

Mas é um teto macio: uma torrente constante de poeira poderia superar o derramamento de radiação. No entanto, é difícil imaginar sustentar esse crescimento “super-Eddington” por tempo suficiente para explicar as feras de Fan – eles teriam que crescer de forma impensável. 

Ou talvez os buracos negros possam nascer de um tamanho improvável. Nuvens de gás no início do universo podem ter colapsado diretamente em buracos negros pesando muitos milhares de sóis – produzindo objetos chamados de sementes pesadas. Este cenário também é difícil de engolir, porque nuvens de gás tão grandes e irregulares devem se fraturar em estrelas antes de formar um buraco negro.

Uma das prioridades do James Webb é avaliar esses dois cenários olhando para o passado e capturando os ancestrais mais fracos das galáxias de Fan. Esses precursores não seriam quasares, mas galáxias com buracos negros um pouco menores a caminho de se tornarem quasares. Com o James Webb, os cientistas têm a melhor chance de detectar buracos negros que mal começaram a crescer – objetos que são jovens e pequenos o suficiente para que os pesquisadores determinem seu peso ao nascer.

Essa é uma das razões pelas quais um grupo de astrônomos do Cosmic Evolution Early Release Science Survey, ou CEERS, liderado por Dale Kocevski, do Colby College, começou a trabalhar horas extras quando notou pela primeira vez sinais de tais jovens buracos negros aparecendo nos dias seguintes ao Natal.

“É impressionante quantos deles existem”, escreveu Jeyhan Kartaltepe, astrônomo do Instituto de Tecnologia de Rochester, durante uma discussão no Slack.

“Muitos monstrinhos escondidos”, respondeu Kocevski.

Uma Multidão Crescente de Monstros

Nos espectros do CEERS, algumas galáxias imediatamente se destacaram como potencialmente escondendo bebês buracos negros – os monstrinhos. Ao contrário de seus irmãos mais baunilhados, essas galáxias emitiam luz que não chegava com apenas um tom nítido para o hidrogênio.

Em vez disso, a linha de hidrogênio foi manchada, ou ampliada, em uma gama de tons, indicando que algumas ondas de luz foram esmagadas quando nuvens de gás em órbita aceleraram em direção ao James Webb (assim como uma ambulância que se aproxima emite um gemido crescente quando as ondas sonoras de sua sirene são comprimidas), enquanto outras as ondas foram esticadas enquanto as nuvens voavam. Kocevski e seus colegas sabiam que os buracos negros eram praticamente o único objeto capaz de lançar hidrogênio dessa maneira.

“A única maneira de ver o componente amplo do gás orbitando o buraco negro é se você estiver olhando diretamente para o barril da galáxia e diretamente para o buraco negro”, disse Kocevski.

No final de janeiro, a equipe do CEERS conseguiu produzir uma pré-impressão descrevendo dois dos “monstrinhos ocultos”, como eles os chamavam. Em seguida, o grupo começou a estudar sistematicamente uma faixa mais ampla das centenas de galáxias coletadas por seu programa para ver quantos buracos negros havia lá fora.

Mas eles foram derrotados por outra equipe, liderada por Yuichi Harikane, da Universidade de Tóquio, apenas algumas semanas depois. O grupo de Harikane pesquisou 185 das galáxias mais distantes do CEERS e encontrou 10 com amplas linhas de hidrogênio – o provável trabalho de buracos negros centrais de um milhão de massas solares em desvios para o vermelho entre 4 e 7. 

Então, em junho, uma análise de duas outras pesquisas lideradas por Jorryt Matthee, do Instituto Federal Suíço de Tecnologia de Zurique, identificou mais 20 “pequenos pontos vermelhos” com amplas linhas de hidrogênio: buracos negros girando em torno do desvio para o vermelho 5. Uma análise publicada no início de agosto anunciou mais uma dúzia, algumas das quais podem até estar em processo de crescendo por fusão.

“Estou esperando por essas coisas há tanto tempo”, disse Volonteri. “Tem sido incrível.”

Mas poucos astrônomos previram o grande número de galáxias com um grande buraco negro ativo. Os quasares bebês no primeiro ano de observações do James Webb são mais numerosos do que os cientistas previram com base no censo de quasares adultos – entre 10 e 100 vezes mais abundantes.

“É surpreendente para um astrônomo que estejamos errados em uma ordem de magnitude ou até mais”, disse Eilers, que contribuiu para o artigo sobre pequenos pontos vermelhos.

“Sempre parecia que, em alto desvio para o vermelho, esses quasares eram apenas a ponta do iceberg”, disse Stéphanie Juneau, astrônoma do NOIRLab da National Science Foundation e coautora do artigo sobre os pequenos monstros. “Podemos descobrir que, por baixo, essa população [mais fraca] é ainda maior do que apenas o iceberg normal”.

Estes dois vão para quase 11

Mas, para vislumbrar as feras em sua infância, os astrônomos sabem que terão que ir muito além dos desvios para o vermelho de 5 e olhar mais profundamente nos primeiros bilhões de anos do universo. Recentemente, várias equipes detectaram buracos negros se alimentando a distâncias verdadeiramente sem precedentes.

Em março, uma análise do CEERS liderada por Rebecca Larson, astrofísica da Universidade do Texas, Austin, descobriu uma ampla linha de hidrogênio em uma galáxia com um desvio para o vermelho de 8,7 (0,57 bilhão de anos após o Big Bang), estabelecendo um novo recorde para a maioria buraco negro ativo distante já descoberto.

Mas o recorde de Larson caiu apenas alguns meses depois, depois que os astrônomos com a colaboração JADES (James Webb Advanced Deep Extragalactic Survey) colocaram as mãos no espectro do GN-z11. No redshift 10.6, o GN-z11 estava na borda mais fraca da visão do Telescópio Espacial Hubble, e os cientistas estavam ansiosos para estudá-lo com olhos mais aguçados. Em fevereiro, o James Webb passou mais de 10 horas observando o GN-z11, e os pesquisadores perceberam imediatamente que a galáxia era estranha.

Sua abundância de nitrogênio estava “completamente fora de controle”, disse Jan Scholtz, membro do JADES na Universidade de Cambridge. Ver tanto nitrogênio em uma galáxia jovem foi como encontrar uma criança de 6 anos com uma sombra de cinco horas, especialmente quando o nitrogênio foi comparado aos escassos estoques de oxigênio da galáxia, um átomo mais simples que as estrelas deveriam se reunir primeiro. 

A colaboração do JADES seguiu com outras 16 ou mais horas de observação do James Webb no início de maio. Os dados adicionais aguçaram o espectro, revelando que dois tons visíveis de nitrogênio eram extremamente desiguais – um brilhante e outro fraco. O padrão, disse a equipe, indicava que o GN-z11 estava cheio de densas nuvens de gás concentradas por uma força gravitacional assustadora.

“Foi quando percebemos que estávamos olhando diretamente para o disco de acreção do buraco negro”, disse Scholtz. Esse alinhamento fortuito explica por que a galáxia distante era brilhante o suficiente para o Hubble ver em primeiro lugar.

Buracos negros extremamente jovens e famintos como o GN-z11 são os objetos exatos que os astrofísicos esperavam que resolvessem o dilema de como os quasares de Fan surgiram. Mas, em uma reviravolta, nem mesmo o superlativo GN-z11 é jovem ou pequeno o suficiente para que os pesquisadores determinem conclusivamente sua massa de nascimento.

“Precisamos começar a detectar massas de buracos negros com um desvio para o vermelho muito maior do que 11”, disse Scholtz. “Eu não tinha ideia de que diria isso há um ano, mas aqui estamos nós.”

Uma pitada de peso

Até então, os astrônomos estão recorrendo a truques mais sutis para encontrar e estudar buracos negros recém-nascidos, truques como telefonar para um amigo – ou outro telescópio espacial emblemático – para obter ajuda.

No início de 2022, uma equipe liderada por Ákos Bogdán, astrônomo do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, começou a apontar periodicamente o Observatório de Raios-X Chandra da NASA para um aglomerado de galáxias que eles sabiam que estaria na lista curta do James Webb.

O cluster age como uma lente. Ele dobra o tecido do espaço-tempo e amplia as galáxias mais distantes atrás dele. A equipe queria ver se alguma dessas galáxias de fundo estava cuspindo raios-X, um cartão de visita tradicional de um buraco negro voraz.

Ao longo de um ano, o Chandra olhou para as lentes cósmicas por duas semanas – uma de suas campanhas de observação mais longas até agora – e coletou 19 fótons de raios-X vindos de uma galáxia chamada UHZ1, com um desvio para o vermelho de 10,1. Esses 19 fótons de alta octanagem provavelmente vieram de um crescente buraco negro que existiu menos de meio bilhão de anos após o Big Bang, tornando-o de longe a fonte de raios-X mais distante já detectada.

Ao combinar os dados James Webb e Chandra, o grupo aprendeu algo estranho – e informativo. Na maioria das galáxias modernas, quase toda a massa está nas estrelas, com menos de um por cento ou mais no buraco negro central. Mas em UHZ1, a massa parece dividida uniformemente entre as estrelas e o buraco negro – o que não é o padrão que os astrônomos esperariam para a acreção super-Eddington. 

Uma explicação mais plausível, sugeriu a equipe, é que o buraco negro central de UHZ1 nasceu quando uma nuvem gigante se transformou em um enorme buraco negro, deixando para trás pouco gás para fazer estrelas. Essas observações “podem ser consistentes com uma semente pesada”, disse Tremblay, que é membro da equipe. É “uma loucura pensar nessas bolas gigantes de gás que simplesmente colapsam”.

É um universo de buraco negro

Algumas das descobertas específicas da corrida louca dos espectros nos últimos meses estão fadadas a mudar à medida que os estudos passam pela revisão por pares. Mas a conclusão geral – de que o jovem universo produziu uma série de buracos negros gigantes e ativos com extrema rapidez – provavelmente sobreviverá. Afinal, os quasares de Fan tinham que vir de algum lugar.

“Os números exatos e os detalhes de cada objeto permanecem incertos, mas é muito convincente que estamos encontrando uma grande população de buracos negros em acreção”, disse Eilers. “O James Webb os revelou pela primeira vez, e isso é muito emocionante.”

Para os especialistas em buracos negros, é uma revelação que vem se formando há anos. Estudos recentes de galáxias adolescentes confusas no universo moderno sugeriram que buracos negros ativos em galáxias jovens estavam sendo negligenciados. E os teóricos têm lutado porque seus modelos digitais produziram continuamente universos com muito mais buracos negros do que os astrônomos viam no universo real.

“Eu sempre disse que minha teoria está errada e a observação está certa, então preciso consertar minha teoria”, disse Volonteri. No entanto, talvez a discrepância não apontasse para um problema com a teoria. “Talvez esses pequenos pontos vermelhos não estivessem sendo contabilizados”, disse ela.

Agora que os buracos negros ardentes estão se tornando mais do que apenas aparições cósmicas em um universo em amadurecimento, os astrofísicos se perguntam se reformular os objetos em papéis teóricos mais carnudos poderia aliviar algumas outras dores de cabeça.

Depois de estudar algumas das primeiras imagens do James Webb, alguns astrônomos rapidamente apontaram que certas galáxias pareciam impossivelmente pesadas, considerando sua juventude. Mas, pelo menos em alguns casos, um buraco negro incrivelmente brilhante pode estar levando os pesquisadores a superestimar o peso das estrelas circundantes.

Outra teoria que pode precisar de ajustes é a taxa na qual as galáxias produzem estrelas, que tende a ser muito alta nas simulações de galáxias. Kocevski especula que muitas galáxias passam por uma fase de monstro oculto que estabelece uma desaceleração na formação de estrelas; eles começam envoltos em poeira de criação de estrelas e, em seguida, seu buraco negro se torna poderoso o suficiente para espalhar o material estelar no cosmos, retardando a formação de estrelas. “Podemos estar olhando para esse cenário em jogo”, disse ele. 

À medida que os astrônomos levantam o véu do universo primordial, os palpites acadêmicos superam em número as respostas concretas. Por mais que o James Webb já esteja mudando a forma como os astrônomos pensam sobre os buracos negros ativos, os pesquisadores sabem que as vinhetas cósmicas reveladas pelo telescópio este ano são apenas anedotas em comparação com o que está por vir.

Campanhas de observação como JADES e CEERS encontraram dezenas de prováveis buracos negros olhando para eles de lascas do céu com aproximadamente um décimo do tamanho da lua cheia. Muitos outros buracos negros bebês aguardam a atenção do telescópio e de seus astrônomos.

“Todo esse progresso foi feito nos primeiros nove a 12 meses”, disse Saxena. “Agora temos [James Webb] pelos próximos nove ou 10 anos.”

Fonte: Quantamagazine.org

Uma temporada de Saturno

 Crédito de imagem e direitos autorais : Andy Casely

O planeta anelado Saturno estará em sua oposição de 2023, oposto ao Sol nos céus da Terra, em 27 de agosto. Embora isso coloque o sexto planeta a partir do Sol em sua posição mais brilhante e bem posicionada para visualização, seu belo sistema de anéis não é visível a olho nu. Ainda assim, esta sequência de imagens telescópicas tiradas com um ano de diferença nos últimos seis anos segue Saturno e os anéis vistos do interior do planeta Terra.

O plano do anel do gigante gasoso inclina-se desde o ponto mais aberto em 2018 até se aproximar de lado em 2023 (de cima para baixo). Isso vai do verão até quase o equinócio de outono para o hemisfério norte de Saturno. Nos retratos planetários nítidos, o hexágono norte de Saturno e uma grande tempestadesão claramente visíveis em 2018. Em 2023, a lua gelada Tétis está em trânsito, projetando sua sombra nas faixas de nuvens do hemisfério sul, enquanto o pólo sul azul e frio de Saturno está emergindo de quase uma década de escuridão de inverno.

Fonte: Apod.nasa.gov

Formação estelar na nebulosa Pacman

 

Crédito de imagem e direitos autorais: Craig Stocks

Olhe através da nuvem cósmica catalogada como NGC 281 e você poderá perder as estrelas do aglomerado aberto IC 1590 . Formadas dentro da nebulosa , as estrelas jovens e massivas desse aglomerado alimentam o brilho nebuloso generalizado. As formas atraentes que aparecem no retrato em destaque da NGC 281 são colunas empoeiradas esculpidas e densos glóbulos de Bok vistos em silhueta, erodidos por ventos intensos e energéticos e pela radiação das estrelas quentes do aglomerado. Se sobreviverem o tempo suficiente, as estruturas empoeiradas também poderão ser locais de futura formação estelar. Chamada de Nebulosa Pacman devido à sua forma geral, a NGC 281 está a cerca de 10.000 anos-luz de distância, na constelação de Cassiopeia .. Esta imagem composta nítida foi feita através de filtros de banda estreita . Ele combina a emissão dos átomos de hidrogênio e oxigênio da nebulosa para sintetizar as cores vermelha, verde e azul. A cena se estende por mais de 80 anos-luz , à distância estimada da NGC 281 .

Fonte: Apod.nasa.gov

Primeira evidência observacional de emissão de raios gama em estrelas jovens semelhantes ao Sol

 Uma equipe de cientistas da Argentina e da Espanha relatou a primeira evidência observacional de que um tipo de estrela jovem de baixa massa, conhecida como estrela T Tauri, é capaz de emitir radiação gama. O estudo é publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 

Impressão artística de uma estrela T Tauri: um sistema formado por uma estrela central e um disco circunstelar. Este é o aspeto do nosso Sistema Solar há 4,5 mil milhões de anos. A emissão de raios gama seria produzida nas explosões mais violentas e energéticas da estrela. Crédito: INAF-OAPa/S. Orlando 

A radiação muito energética do céu não pode ser facilmente observada da Terra. A elevada sensibilidade do satélite Fermi ajuda a resolver este problema, observando o Universo em raios gama, a região mais energética do espetro eletromagnético.

O satélite Fermi tem observado continuamente o céu desde o seu lançamento em 2008 e, a partir destas observações, sabe-se que cerca de 30% das fontes de raios gama detetadas em todo o céu noturno continuam por identificar - as origens destas deteções de raios gama são desconhecidas.

Algumas destas fontes misteriosas foram estudadas pela aluna de doutoramento Agostina Filócomo e por uma equipe de investigadores com o objetivo de determinar a sua origem. Várias das fontes de raios gama parecem ter origem em regiões de formação estelar, mas a equipe não tinha qualquer explicação para o facto, pelo que decidiram investigar.

O estudo centra-se na região de formação estelar NGC 2071, que se situa na parte norte da nuvem molecular Orionte B.

Para tentar identificar a causa destas misteriosas explosões de raios gama, a equipe decidiu olhar para objetos conhecidos como "estrelas T Tauri", que são estrelas de baixa massa em formação.

As estrelas T Tauri são constituídas por uma estrela central e um disco de gás e poeira que orbita à sua volta, onde se podem formar planetas. As estrelas T Tauri são conhecidas pelo seu brilho flutuante e encontram-se tipicamente perto de regiões de formação estelar ativa.

A equipe notou que três fontes gama não identificadas, observadas em diferentes intervalos de tempo, provinham da parte do céu onde se situa a jovem região de formação estelar NGC 2071. Sabe-se que pelo menos 58 estrelas classificadas como estrelas T Tauri estão a formar-se aqui. Não existem outros objetos nesta região que possam ser uma fonte de emissão de raios gama.

Uma explicação possível é que a radiação esporádica de raios gama é produzida por estrelas T Tauri durante poderosos episódios eruptivos, em que as explosões eletromagnéticas são produzidas pela energia magnética armazenada nas atmosferas das estrelas.

Estas megatempestades podem estender-se a vários raios estelares e durar algumas horas. Embora exista atualmente atividade no Sol, não é da mesma escala que uma megatempestade. Estas são muito mais poderosas e, se ocorressem no Sol, seriam prejudiciais para a vida no planeta Terra. 

Isto pode explicar a origem de múltiplas fontes de raios gama anteriormente desconhecidas. A compreensão dos processos físicos nas estrelas T Tauri também fornece informações sobre as condições iniciais que levaram à génese do Sol e do nosso Sistema Solar.

Agostina Filócomo, estudante de doutoramento, afirma que "esta evidência observacional é essencial para compreender a origem de fontes que permaneceram desconhecidas durante mais de uma década, o que é sem dúvida um passo em frente na astronomia.

É também fundamental para compreender os processos que ocorrem durante as fases iniciais da formação estelar: se uma estrela T Tauri produz radiação de raios gama, isso irá afetar as condições do gás do disco protoplanetário e, consequentemente, a evolução da formação planetária. A descoberta deste fenómeno serve para compreender como se formou e evoluiu não só o Sol, mas também o nosso planeta, a Terra."

Fonte: Real Sociedade Astronómica