Se o universo está em expansão, o que tem além do universo

Pelo que se sabe, o Universo é infinito e sempre o foi, desde o surgimento. Então, mesmo se expandindo, continua sendo infinito. O que expande, de fato, não é o tamanho do Universo, e sim a separação entre seus lugares. Na expansão cósmica, o espaço incha, sem que nada saia do lugar. Mas, com isso, tudo fica mais afastado entre si.

 Claro que, superposto a isso, existe, também, o movimento próprio das coisas, isto é, saindo do lugar. Quando se diz que, no Big Bang, o Universo era menor do que um átomo, isso se refere, não ao Universo inteiro, mas ao "Universo Observável", que é a região que se pode observar aqui da Terra, uma vez que, além dele, ainda não houve tempo da luz chegar aqui, desde seu surgimento, há 13,8 bilhões de anos. Há tantos Universos Observáveis quanto lugares do Universo dos quais ele possa ser observado, isto é, infinitas possibilidades. 

Atualmente, o raio do Universo Observável é de 46 bilhões de anos luz. Não é 13,8 bilhões de anos-luz porque, nesses 13,8 bilhões da anos, o Universo se expandiu e os lugares dos quais a luz foi emitida, e levou 13,8 bilhões de anos para chegar aqui, não estão mais onde estavam naquele momento.

O Universo Observável está sempre crescendo. Todavia, enquanto isso, o espaço está se expandindo também e a taxa de expansão pode exceder a velocidade da luz, pois não se trata do movimento de nada que possua massa ou energia e sim de um inchamento do próprio espaço. Então, apesar do aumento do tamanho, o conteúdo do Universo Observável vai diminuindo, porque parte do que estava dentro dele passou para fora, pela expansão.

Se o Universo fosse finito (e isso é uma possibilidade, pois a margem de erro da comparação entre a expansão cósmica e a densidade de massa/energia que frearia a expansão coloca os valores extremos, cada um, numa possibilidade (infinito ou finito)), mesmo assim, ele não se expandiria para um espaço vazio fora dele. 

Não existe espaço fora do Universo. Todo espaço existente está dentro do Universo. Um Universo finito teria uma trigeometria esférica, ou seja, seria uma triesfera, se imaginado imerso em um espaço (e não espaço-tempo) euclidiano quadridimensional. 

Então, do mesmo modo que uma superfície esférica bidimensional imersa em um espaço euclideano tridimensional, mesmo sendo finita, não tem borda, o espaço tridimensional esférico fechado seria finito, mas sem borda, ou seja, sem fronteira. Se se fosse movendo sempre para frente, se voltaria ao pondo de partida por trás. Não exatamente porque, enquanto isso, o Universo teria se expandido.

Dentro da Galáxia Sombrero: Novos Insights Impressionantes de James Webb

 A mais recente captura da galáxia Sombrero por James Webb revela detalhes complexos de sua distribuição de poeira e atividade mínima de formação de estrelas. 

 A nova imagem da galáxia Sombrero de James Webb revela intrincados anéis de poeira, um dócil buraco negro supermassivo e 2000 aglomerados de estrelas para estudo astronômico. Esta galáxia icônica serve como um ponto crítico de estudo em meio ao cenário das diversas galáxias do universo. Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI

Esta galáxia, lar de um buraco negro enorme, porém dócil , e de vários aglomerados globulares, oferece um laboratório único para estudos astronômicos tendo como pano de fundo galáxias distantes.

Revelando a Galáxia Sombrero

Uma nova imagem de infravermelho médio do Telescópio Espacial James Webb da NASA /ESA/CSA mostra a galáxia Sombrero, também conhecida como Messier 104 (M104). O núcleo brilhante característico visto em imagens de luz visível não brilha, e em vez disso um disco interno suave é revelado. A resolução nítida do MIRI (Instrumento de Infravermelho Médio) do Webb também traz detalhes do anel externo da galáxia em foco, fornecendo insights sobre como a poeira, um bloco de construção essencial para objetos astronômicos no Universo, é distribuída. O anel externo da galáxia mostra aglomerados intrincados no infravermelho pela primeira vez.

Insights sobre a formação de estrelas

Pesquisadores dizem que a natureza aglomerada da poeira, onde o MIRI detecta moléculas contendo carbono chamadas hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, pode indicar a presença de regiões jovens de formação de estrelas. No entanto, diferentemente de algumas galáxias estudadas com Webb, incluindo Messier 82 , onde nascem 10 vezes mais estrelas do que na Via Láctea , a galáxia Sombrero não é um foco particular de formação de estrelas. Os anéis da galáxia Sombrero produzem menos de uma massa solar de estrelas por ano. Em comparação, a Via Láctea produz aproximadamente duas massas solares por ano.

O buraco negro adormecido da galáxia

O buraco negro supermassivo no centro da galáxia Sombrero, também conhecido como núcleo galáctico ativo ( AGN ), é bastante dócil, mesmo com massas de 9 bilhões de solares. Ele é classificado como um AGN de ​​baixa luminosidade, comendo lentamente o material em queda da galáxia, enquanto emite um jato brilhante e relativamente pequeno.

Aglomerados globulares e galáxias de fundo

Também dentro da galáxia Sombrero habitam cerca de 2000 aglomerados globulares , uma coleção de centenas de milhares de estrelas antigas mantidas juntas pela gravidade. Este tipo de sistema serve como um pseudolaboratório para astrônomos estudarem estrelas – milhares de estrelas dentro de um sistema com a mesma idade, mas massas e outras propriedades variadas são uma oportunidade intrigante para estudos de comparação.

Na imagem MIRI, galáxias de formas e cores variadas cobrem o fundo do espaço. As diferentes cores dessas galáxias de fundo podem dizer aos astrônomos sobre suas propriedades, incluindo quão distantes elas estão.

A galáxia Sombrero está localizada a cerca de 30 milhões de anos-luz da Terra, na constelação de Virgem.

Programa de Observação Competitiva do Telescópio Webb

Imagens impressionantes como esta, e uma série de descobertas no estudo de exoplanetas , galáxias ao longo do tempo, formação de estrelas e nosso próprio Sistema Solar, ainda são apenas o começo. Recentemente, cientistas de todo o mundo convergiram – virtualmente – para solicitar tempo de observação com o Webb durante seu quarto ano de operações científicas, que começa em julho de 2025.

O tempo de Observador Geral com Webb está mais competitivo do que nunca. Um recorde de 2377 propostas foram enviadas até o prazo final de 15 de outubro de 2024, solicitando cerca de 78.000 horas de tempo de observação. Esta é uma taxa de oversubscription, a proporção que define as horas de observação solicitadas versus o tempo real disponível em um ano de operações de Webb, de cerca de 9 para 1.

As propostas abrangem uma ampla gama de tópicos científicos, com galáxias distantes entre os períodos de observação mais solicitados, seguidas por atmosferas de exoplanetas , estrelas e população estelar e, por último, sistemas de exoplanetas.

Fonte: scitechdaily.com

Uma super-Terra entre Marte e Júpiter?

 Poderia um mundo pouco maior que a Terra entre Marte e Júpiter ter tornado o nosso planeta inabitável? Esta questão é colocada por investigadores, nomeadamente Emily Simpson e Howard Chen, do Florida Institute of Technology, que exploraram a hipótese simulando um Sistema Solar ligeiramente diferente do nosso. O seu trabalho revela implicações preocupantes para o equilíbrio planetário .

Super-Terras, estes planetas mais massivos que a Terra, mas menos que Netuno, são abundantes na Via Láctea. No entanto, o nosso Sistema Solar é curiosamente desprovido deles. Este vazio é intrigante: se tal planeta tivesse existido, poderia ter alterado profundamente a dinâmica de outros mundos rochosos como a Terra.

Para entender, os cientistas modelaram um cenário onde uma super-Terra — que apelidaram de “Fedra” — teria se formado entre Marte e Júpiter. Este planeta hipotético, segundo o seu estudo, teria exercido forças gravitacionais perturbadoras nas órbitas de outros planetas. Resultado: trajetórias mais excêntricas ou inclinadas, gerando climas extremos.

Numa Terra afetada por tal planeta, os verões e invernos teriam sido muito mais severos, com rápidas oscilações climáticas. A vida, se surgisse, teria de se adaptar a condições imprevisíveis, longe da relativa estabilidade que permitiu o seu desenvolvimento.

Simpson e Chen testaram várias massas e órbitas possíveis para Phaedra. Um planeta com 10 a 20 vezes a massa da Terra teria causado as piores perturbações, tornando improvável a própria existência do nosso planeta. Mesmo uma super-Terra com apenas o dobro da massa da Terra teria gerado invernos mais rigorosos e verões escaldantes, embora a Terra pudesse ter permanecido habitável apesar de um clima caótico .

Estas descobertas levantam questões sobre a diversidade dos sistemas planetários na galáxia. Onde existem super-Terras, os mundos vizinhos podem ser menos adequados para a vida.

O que é uma super-Terra?

Super-Terras são planetas extrasolares cuja massa é maior que a da Terra, mas menor que a de Netuno. Eles são uma das classes mais comuns de planetas na Via Láctea.

Esses planetas podem variar muito em composição: alguns são rochosos, semelhantes à Terra, enquanto outros têm uma densa atmosfera de gás. O seu tamanho e massa influenciam fortemente o seu potencial para acomodar água líquida .

Ao contrário do nosso Sistema Solar, onde estão ausentes, as super-Terras são detectadas em torno de muitas estrelas usando técnicas como o método de trânsito ou medições de velocidade radial. Estas descobertas enriquecem a nossa compreensão dos sistemas planetários.

Os cientistas estão estudando ativamente esses mundos, porque além do seu aspecto perturbador nos planetas terrestres, alguns poderiam estar em uma zona habitável, oferecendo condições favoráveis ​​para a vida.

Fonte: .techno-science.net

O debate sobre buracos negros foi resolvido? Buracos negros de massa estelar encontrados no coração do maior aglomerado de estrelas da Via Láctea

 Será que um debate de décadas sobre os movimentos misteriosos das estrelas em Ômega Centauri, o maior aglomerado estelar da Via Láctea, finalmente poderá ser resolvido? 

Crédito: Universidade de Surrey

Omega Centauri é um aglomerado estelar massivo com quase dez milhões de estrelas localizado na constelação Centaurus. Por muito tempo, pesquisadores notaram que as velocidades das estrelas se movendo perto do centro de Omega Centauri eram maiores do que o esperado. Mas não estava claro se isso era causado por um buraco negro de "massa intermediária" (IMBH), pesando cem mil vezes a massa do sol, ou um aglomerado de buracos negros de "massa estelar", cada um pesando apenas algumas vezes a massa do sol.

Espera-se que um aglomerado de buracos negros se forme no centro de Omega Centauri como resultado da evolução estelar. Mas os astrônomos achavam que a maioria deles seria ejetada por interações de estilingue com outras estrelas. Como tal, um buraco IMBH começou a parecer cada vez mais com a solução preferida. Isso pareceu ainda mais provável quando novas evidências surgiram recentemente de estrelas em movimento rápido perto do centro de Omega Centauri que podem exigir interações com um IMBH para atingir velocidades tão altas.

Buracos negros de massa intermediária (IMBHs) são empolgantes para os astrônomos porque podem ser o "elo perdido" entre buracos negros de massa estelar e buracos negros supermassivos. Buracos negros de massa estelar se formam a partir da morte de estrelas massivas e já foram encontrados por meio de uma variedade de técnicas diferentes. Buracos negros supermassivos são encontrados nos centros de grandes galáxias e podem pesar milhões a bilhões de vezes a massa do sol.

Atualmente, não sabemos como buracos negros supermassivos se formam ou se eles começam suas vidas como buracos negros de massa estelar. Encontrar um IMBH poderia resolver esse quebra-cabeça cósmico.

A nova pesquisa envolvendo a Universidade de Surrey olhou novamente para as velocidades anômalas de estrelas no centro de Omega Centauri, mas, desta vez, usou um novo pedaço de dados. Os pesquisadores combinaram os dados de velocidade anômala com novos dados para as acelerações de pulsares pela primeira vez.

Pulsares, como buracos negros, são formados a partir de estrelas moribundas. Pesando até duas vezes a massa do sol, eles têm apenas 20 km de diâmetro e podem girar até 700 vezes por segundo. Conforme giram, eles emitem ondas de rádio ao longo de seu eixo de rotação , processando como um pião. O feixe de rádio passa pela Terra como um farol, permitindo que os detectemos.

Pulsares são relógios naturais, quase tão precisos quanto os relógios atômicos da Terra. Medindo cuidadosamente a mudança na taxa de seu giro, os astrônomos podem calcular como os pulsares estão acelerando, sondando diretamente a força do campo gravitacional no centro de Omega Centauri.

Combinando essas novas medições de aceleração com as velocidades estelares, pesquisadores de Surrey, do Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC, Espanha) e do Annecy-le-Vieux Laboratoire de Physique Théorique LAPTh em Annecy (França) foram capazes de dizer a diferença entre um IMBH e um aglomerado de buracos negros, favorecendo o último. O trabalho foi publicado no periódico Astronomy & Astrophysics .

O professor Justin Read, coautor do estudo da Universidade de Surrey, disse: "A busca por buracos negros de massa intermediária elusivos continua. Ainda pode haver um no centro de Omega Centauri, mas nosso trabalho sugere que ele deve ter menos de cerca de seis mil vezes a massa do sol e viver ao lado de um aglomerado de buracos negros de massa estelar. Há, no entanto, todas as chances de encontrarmos um em breve. Mais e mais acelerações de pulsar estão chegando, permitindo-nos espiar os centros de densos aglomerados de estrelas e caçar buracos negros com mais precisão do que nunca."

Andrés Bañares Hernández, autor principal do estudo do IAC, disse: "Há muito tempo sabemos sobre buracos negros supermassivos em centros de galáxias e buracos negros menores de massa estelar dentro de nossa própria galáxia. No entanto, a ideia de buracos negros de massa intermediária, que poderiam preencher a lacuna entre esses extremos, permanece sem comprovação.

"Ao estudar Omega Centauri — um remanescente de uma galáxia anã — conseguimos refinar nossos métodos e dar um passo à frente na compreensão se tais buracos negros existem e qual papel eles podem desempenhar na evolução de aglomerados estelares e galáxias. Este trabalho ajuda a resolver um debate de duas décadas e abre novas portas para futuras explorações.

"A formação de pulsares também é um campo ativo de estudo porque um grande número deles foi detectado recentemente. Omega Centauri é um ambiente ideal para estudar modelos de sua formação, o que conseguimos fazer pela primeira vez em nossa análise."

Fonte: phys.org

O que são essas estruturas misteriosas que o Hubble encontrou perto de um buraco negro gigante?

 Será que um debate de décadas sobre os movimentos misteriosos das estrelas em Ômega Centauri, o maior aglomerado estelar da Via Láctea, finalmente poderá ser resolvido? 

Crédito: Universidade de Surrey

Omega Centauri é um aglomerado estelar massivo com quase dez milhões de estrelas localizado na constelação Centaurus. Por muito tempo, pesquisadores notaram que as velocidades das estrelas se movendo perto do centro de Omega Centauri eram maiores do que o esperado. Mas não estava claro se isso era causado por um buraco negro de "massa intermediária" (IMBH), pesando cem mil vezes a massa do sol, ou um aglomerado de buracos negros de "massa estelar", cada um pesando apenas algumas vezes a massa do sol.

Espera-se que um aglomerado de buracos negros se forme no centro de Omega Centauri como resultado da evolução estelar. Mas os astrônomos achavam que a maioria deles seria ejetada por interações de estilingue com outras estrelas. Como tal, um buraco IMBH começou a parecer cada vez mais com a solução preferida. Isso pareceu ainda mais provável quando novas evidências surgiram recentemente de estrelas em movimento rápido perto do centro de Omega Centauri que podem exigir interações com um IMBH para atingir velocidades tão altas.

Buracos negros de massa intermediária (IMBHs) são empolgantes para os astrônomos porque podem ser o "elo perdido" entre buracos negros de massa estelar e buracos negros supermassivos. Buracos negros de massa estelar se formam a partir da morte de estrelas massivas e já foram encontrados por meio de uma variedade de técnicas diferentes. Buracos negros supermassivos são encontrados nos centros de grandes galáxias e podem pesar milhões a bilhões de vezes a massa do sol.

Atualmente, não sabemos como buracos negros supermassivos se formam ou se eles começam suas vidas como buracos negros de massa estelar. Encontrar um IMBH poderia resolver esse quebra-cabeça cósmico.

A nova pesquisa envolvendo a Universidade de Surrey olhou novamente para as velocidades anômalas de estrelas no centro de Omega Centauri, mas, desta vez, usou um novo pedaço de dados. Os pesquisadores combinaram os dados de velocidade anômala com novos dados para as acelerações de pulsares pela primeira vez.

Pulsares, como buracos negros, são formados a partir de estrelas moribundas. Pesando até duas vezes a massa do sol, eles têm apenas 20 km de diâmetro e podem girar até 700 vezes por segundo. Conforme giram, eles emitem ondas de rádio ao longo de seu eixo de rotação , processando como um pião. O feixe de rádio passa pela Terra como um farol, permitindo que os detectemos.

Pulsares são relógios naturais, quase tão precisos quanto os relógios atômicos da Terra. Medindo cuidadosamente a mudança na taxa de seu giro, os astrônomos podem calcular como os pulsares estão acelerando, sondando diretamente a força do campo gravitacional no centro de Omega Centauri.

Combinando essas novas medições de aceleração com as velocidades estelares, pesquisadores de Surrey, do Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC, Espanha) e do Annecy-le-Vieux Laboratoire de Physique Théorique LAPTh em Annecy (França) foram capazes de dizer a diferença entre um IMBH e um aglomerado de buracos negros, favorecendo o último. O trabalho foi publicado no periódico Astronomy & Astrophysics .

O professor Justin Read, coautor do estudo da Universidade de Surrey, disse: "A busca por buracos negros de massa intermediária elusivos continua. Ainda pode haver um no centro de Omega Centauri, mas nosso trabalho sugere que ele deve ter menos de cerca de seis mil vezes a massa do sol e viver ao lado de um aglomerado de buracos negros de massa estelar. Há, no entanto, todas as chances de encontrarmos um em breve. Mais e mais acelerações de pulsar estão chegando, permitindo-nos espiar os centros de densos aglomerados de estrelas e caçar buracos negros com mais precisão do que nunca."

Andrés Bañares Hernández, autor principal do estudo do IAC, disse: "Há muito tempo sabemos sobre buracos negros supermassivos em centros de galáxias e buracos negros menores de massa estelar dentro de nossa própria galáxia. No entanto, a ideia de buracos negros de massa intermediária, que poderiam preencher a lacuna entre esses extremos, permanece sem comprovação.

"Ao estudar Omega Centauri — um remanescente de uma galáxia anã — conseguimos refinar nossos métodos e dar um passo à frente na compreensão se tais buracos negros existem e qual papel eles podem desempenhar na evolução de aglomerados estelares e galáxias. Este trabalho ajuda a resolver um debate de duas décadas e abre novas portas para futuras explorações.

"A formação de pulsares também é um campo ativo de estudo porque um grande número deles foi detectado recentemente. Omega Centauri é um ambiente ideal para estudar modelos de sua formação, o que conseguimos fazer pela primeira vez em nossa análise."

Fonte: phys.org

A Grande Tempestade de Meteoros de 1833

 

 Crédito da imagem: Gravura: Adolf Vollmy ; Arte original: Karl Jauslin

Foi uma noite de 100.000 meteoros. A Grande Tempestade de Meteoros de 1833 foi talvez o evento de meteoros mais impressionante da história recente. Mais visível sobre o leste da América do Norte durante as horas que antecedem o amanhecer de 13 de novembro, muitas pessoas — incluindo um jovem Abraham Lincoln — foram acordadas para ver o céu explodir em listras e flashes . Centenas de milhares de meteoros brilharam no céu, aparentemente saindo da constelação do Leão ( Leo ).

A imagem em destaque é uma digitalização de uma gravura em madeira que foi baseada em uma pintura de um relato em primeira pessoa. Sabemos hoje que a Grande Tempestade de Meteoros de 1833 foi causada pela Terra se movendo através de uma parte densa da trilha de poeira expelida pelo Cometa Tempel-Tuttle . A Terra se move através desta corrente de poeira todo mês de novembro durante a chuva de meteoros Leônidas . No final desta semana, você pode ter um gostinho da intensidade daquela tempestade de meteoros de 1833 ao testemunhar a chuva anual de meteoros Geminídeas .

Apod.nasa.gov

Webb encontra surpresas no campo do protoaglomerado Spiderweb

  Usando o Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA, uma equipe internacional de astrônomos encontrou novas galáxias no protoaglomerado Spiderweb. Suas características lançam luz sobre o crescimento de galáxias nessas grandes cidades cósmicas, com a descoberta de que as interações gravitacionais nessas regiões densas não são tão importantes quanto se pensava anteriormente.

 Centenas de galáxias aparecem nesta vista, que é definida contra o fundo preto do espaço. Há muitos objetos sobrepostos em várias distâncias. Eles incluem grandes estrelas azuis em primeiro plano, algumas com oito picos de difração, e galáxias espirais e elípticas brancas e rosas. Numerosos pequenos pontos laranja aparecem por toda a cena. Crédito: ESA/Webb, NASA e CSA, H. Dannerbauer

Os astrônomos exploram populações de galáxias e descobrem suas características físicas em estruturas de larga escala para entender melhor a formação de galáxias e como seus ambientes moldam sua montagem. O protoaglomerado Spiderweb é um objeto bem estudado no Universo primitivo. Sua luz viajou mais de 10 bilhões de anos para chegar até nós, e nos mostra um aglomerado de galáxias em formação, composto por mais de cem galáxias conhecidas.

Com o uso das capacidades do Webb, os astrônomos agora buscam entender melhor esse protoaglomerado e revelar novas galáxias dentro dele. A luz infravermelha passa mais livremente pela poeira cósmica do que a luz visível, que é espalhada pela poeira. Como o Webb consegue ver a luz infravermelha muito bem, os cientistas a usaram para observar regiões da Spiderweb que antes estavam escondidas para nós pela poeira cósmica, e para descobrir até que ponto essa poeira as obscurece.

“Estamos observando a construção de uma das maiores estruturas do Universo, uma cidade de galáxias em construção”, explicou Jose M. Pérez-Martínez do Instituto de Astrofísica de Canarias e da Universidad de La Laguna na Espanha. “Sabemos que a maioria das galáxias em aglomerados de galáxias locais (as maiores metrópoles do Universo) são velhas e não muito ativas, enquanto neste trabalho estamos observando esses objetos durante sua adolescência. À medida que essa cidade em construção cresce, suas propriedades físicas também serão afetadas. Agora, Webb está nos dando novos insights sobre a construção dessas estruturas pela primeira vez.”

Webb permitiu que a equipe estudasse o gás hidrogênio usando um poderoso rastreador de diagnóstico que não pode ser estudado a partir de observações terrestres. Isso permitiu que a equipe revelasse novas galáxias fortemente obscurecidas pertencentes ao aglomerado e estudasse o quanto elas estavam obscurecidas. Isso foi realizado usando apenas cerca de 3,5 horas do tempo de observação de Webb.

“Como esperado, encontramos novos membros do aglomerado de galáxias, mas ficamos surpresos ao encontrar mais do que o esperado”, explicou Rhythm Shimakawa da Universidade Waseda no Japão. “Descobrimos que membros de galáxias previamente conhecidos (semelhantes às galáxias típicas formadoras de estrelas como nossa galáxia Via Láctea) não são tão obscurecidos ou cheios de poeira quanto o esperado anteriormente, o que também foi uma surpresa.”

“Isso pode ser explicado pelo fato de que o crescimento dessas galáxias típicas não é desencadeado principalmente por interações ou fusões de galáxias que induzem a formação de estrelas”, acrescentou Helmut Dannerbauer do Instituto de Astrofísica de Canarias na Espanha. “Agora imaginamos que isso pode ser explicado pela formação de estrelas que é alimentada por gás acumulado em diferentes locais por toda a estrutura de grande escala do objeto.”

Os novos resultados usaram observações NIRCam de Webb (programa Ciclo 1 # 1572 , PIs: H. Dannerbauer e Y. Koyama) e são apresentados em dois artigos que foram publicados hoje no  Astrophysical Journal . A equipe está planejando estudar os (novos) membros do aglomerado de galáxias em mais detalhes e confirmar sua existência com observações espectroscópicas usando Webb.

Fonte: esawebb.org

IXPE da NASA detalha formas de estruturas em buraco negro recém-descoberto

 Em 2023, a Administração Nacional da Aeronáutica e do Espaço (NASA) revelou a detecção de um buraco negro no sistema estelar binário Swift J1727.8-1613, realizada por meio da sonda espacial Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE). 

Esta ilustração mostra a nave espacial IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) da NASA, em baixo à esquerda do centro, a observar à distância o recém-descoberto sistema binário Swift J1727.8-1613. No centro está um buraco negro rodeado por um disco de acreção, representado a amarelo e laranja, e uma coroa quente e instável, representada a azul. O buraco negro está a sugar gás da sua estrela companheira, vista atrás do buraco negro como uma esfera vermelha. Jatos de partículas superaquecidas e em movimento rápido fluem de ambos os polos do buraco negro.Crédito: Marie Novotná

Segundo a agência espacia, trata-se do primeiro buraco negro de massa estelar com essas características observado pelo IXPE. A equipe do IXPE publicou alguns estudos sobre o tema nas revistas científicas The Astrophysical Journal e Astronomy & Astrophysics.

A partir das observações, os pesquisadores conseguiram compreender melhor o disco de material cósmico que gira ao redor do buraco negro, além da região de plasma conhecida como coroa. Essas estruturas são essenciais para a dinâmica de um buraco negro, e o estudo pode proporcionar uma compreensão mais aprofundada sobre o tema.

A pesquisa indica que a região permaneceu, por algum tempo, mais brilhante do que a Nebulosa do Caranguejo, uma estrutura cósmica utilizada como referência para a medição do padrão de emissão de raios X.

Essas emissões foram causadas pela explosão de uma das estrelas; apesar de raramente apresentem um brilho tão intenso, não são incomuns em sistemas binários.

“Essa explosão evoluiu incrivelmente rápido. Desde nossa primeira detecção da explosão, o Swift J1727 levou apenas alguns dias para atingir o pico. Naquela época, o IXPE e vários outros telescópios e instrumentos já estavam coletando dados. Foi emocionante observar a explosão durante todo o seu retorno à inatividade”, disse a astrofísica Alexandra Veledina, pesquisadora da Universidade de Turku, na Finlândia.

O sistema binário Swift J1727.8-1613 e o buraco negro estão localizados a aproximadamente 8.800 anos-luz da Terra, uma distância relativamente próxima para o brilho da explosão.

Mas o que aconteceu exatamente? Quando sistemas binários possuem estrelas em diferentes estágios do ciclo de vida, a estrela mais velha passa por um processo em que o combustível em seu núcleo se esgota, o que a faz explodir em uma supernova.

Como resultado, podem surgir um buraco negro, uma anã branca ou uma estrela de nêutrons. No caso de Swift J1727, foi formado o buraco negro recém-descoberto. O estudo aponta que o brilho permaneceu intenso até o final de 2023.

A alta emissão de raios X ocorreu devido ao material que o buraco negro arrancou da outra estrela. Esse material também criou um disco de acreção e uma coroa, uma região de plasma extremamente quente; esse processo desempenha um papel crucial na emissão de raios X.

"Como a luz em si não consegue escapar da gravidade deles, não conseguimos ver buracos negros. Podemos apenas observar o que está acontecendo ao redor deles e tirar conclusões sobre os mecanismos e processos que ocorrem lá. O IXPE é crucial para esse trabalho", Veledina acrescenta.

Gostou do conteúdo? Então, fique por dentro de mais assuntos sobre astronomia aqui no TecMundo e aproveite para descobrir quantos buracos negros estelares existem na Via Láctea.

Fonte:  NASA

Câmera de Energia Escura espia os arredores da galáxia giratória do Pinwheel do Sul

 Messier 83, também conhecida como galáxia Pinwheel do Sul, é uma das galáxias espirais mais proeminentes no céu noturno. Ela recebeu esse nome por sua semelhança com a galáxia Pinwheel e se estende por cerca de 50.000 anos-luz, o que a torna muito menor do que a Via Láctea, embora tenha uma taxa maior de formação de estrelas, como evidenciado pelas impressionantes explosões de rosa em seus braços espirais. Essa exibição de intensa atividade de explosão estelar provavelmente resulta de uma fusão passada com outra galáxia. 

Doze milhões de anos-luz de distância está a obra-prima galáctica Messier 83, também conhecida como a galáxia Southern Pinwheel. Seus braços espirais giratórios exibem uma alta taxa de formação de estrelas e hospedam seis supernovas detectadas. Esta imagem foi capturada com a Dark Energy Camera fabricada pelo Departamento de Energia, montada no Telescópio de 4 metros Víctor M. Blanco da National Science Foundation dos EUA no Observatório Interamericano Cerro Tololo no Chile, um programa do NSF NOIRLab. Crédito: CTIO/NOIRLab/DOE/NSF/AURA Processamento de imagem: TA Rector (University of Alaska Anchorage/NSF NOIRLab), D. de Martin (NSF NOIRLab) e M. Zamani (NSF NOIRLab) 

Esta imagem foi capturada com a Câmera de Energia Escura (DECam) fabricada pelo Departamento de Energia, montada no telescópio de 4 metros Víctor M. Blanco da Fundação Nacional de Ciências dos EUA no Observatório Interamericano de Cerro Tololo (CTIO), um programa do NSF NOIRLab.

Entre 1750 e 1754, o astrônomo francês Nicolas-Louis de Lacaille estudou o céu noturno com o objetivo de determinar as distâncias até os planetas. Durante esse período, ele observou e catalogou 10.000 estrelas e identificou 42 objetos nebulosos, incluindo Messier 83, que ele descobriu em 1752 durante sua expedição ao Cabo da Boa Esperança.

Em 1781, Charles Messier a adicionou ao seu famoso catálogo, descrevendo-a como uma "nebulosa sem estrelas", refletindo o conhecimento limitado sobre galáxias na época. Foi somente no século XX, através do trabalho de Edwin Hubble, que os astrônomos perceberam que objetos como Messier 83 são, na verdade, outras galáxias muito além da Via Láctea.

Esta imagem mostra os braços espirais bem definidos de Messier 83 , cheios de nuvens rosas de gás hidrogênio onde novas estrelas estão se formando. Intercalados entre essas regiões rosas estão aglomerados azuis brilhantes de estrelas quentes e jovens cuja radiação ultravioleta soprou para longe o gás ao redor.

No núcleo da galáxia, uma protuberância central amarela é composta de estrelas mais velhas, e uma barra fraca conecta os braços espirais através do centro, canalizando gás das regiões externas em direção ao núcleo. A alta sensibilidade da DECam captura o halo estendido da Messier 83, e uma miríade de galáxias mais distantes no fundo.

Assim como Messier 83 é preenchida com inúmeras estrelas recém-formadas, a galáxia também é anfitriã de muitas estrelas moribundas. No século passado, astrônomos testemunharam um total de seis explosões estelares, chamadas supernovas, em Messier 83 — um número igualado por apenas duas outras galáxias.

E embora tenhamos detectado apenas essas seis mortes estelares, estima-se que a galáxia esteja preenchida com centenas de milhares de "fantasmas" de estrelas mortas, chamadas remanescentes de supernovas.

Em 2006, uma característica misteriosa de Messier 83 foi descoberta pelo astrônomo Ruben Diaz, do NSF NOIRLab, e uma equipe internacional de astrônomos usando o telescópio Gemini Sul, metade do Observatório Internacional Gemini.

No coração desta galáxia, eles descobriram uma concentração de massa nunca vista antes, assemelhando-se a um segundo núcleo, provavelmente o remanescente de outra galáxia que está sendo consumida por Messier 83 em uma colisão em andamento — possivelmente a mesma colisão responsável pela atividade starburst. Espera-se que os dois núcleos, que provavelmente contêm buracos negros , se fundam para formar um único núcleo em outros 60 milhões de anos.

Fonte: phys.org

Sabemos realmente o que se torna uma supernova Tipo Ia?

 Muitas coisas no universo podem causar uma supernova, do colapso gravitacional de uma estrela massiva à colisão de anãs brancas. Mas a maioria das supernovas que observamos estão em outras galáxias, distantes demais para que possamos ver os detalhes do processo. 

Desenho esquemático mostrando dois canais de fusões de anãs brancas que podem plausivelmente levar a SNe Ia do código de síntese de população binária StarTrack (Belczynski et al. 2008). Crédito: arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2412.01766

Então, em vez disso, as supernovas são categorizadas por características observadas, como as curvas de luz de como elas brilham e desaparecem e os tipos de elementos identificados em seus espectros. Embora isso nos dê alguma ideia da causa subjacente, ainda há coisas que não entendemos inteiramente. Isso é particularmente verdadeiro para um tipo particular de supernova conhecido como Tipo Ia.

Uma visão geral dos diferentes progenitores propostos de supernovas do Tipo Ia foi publicada no servidor de pré-impressão arXiv .

Você provavelmente já ouviu falar de supernovas do Tipo Ia porque elas são centrais para nossa compreensão da cosmologia. Elas têm uma característica importante de ter um brilho máximo uniforme. Isso significa que podemos observar seu brilho aparente, compará-lo com seu brilho real e calcular sua distância.

Por esse motivo, elas são frequentemente chamadas de velas padrão e foram a primeira maneira de aprendermos que o universo não está apenas se expandindo; ele está acelerando sob a influência da energia escura.

A partir dos espectros dessas supernovas, podemos ver que o brilho inicial é alimentado pelo decaimento radioativo do níquel-56, enquanto muito do brilho posterior vem do decaimento do cobalto-56. Também vemos a presença de silício ionizado perto do pico de brilho, o que nenhum outro tipo de supernova tem. Isso nos diz que as supernovas do Tipo Ia não são causadas pelo colapso do núcleo de uma estrela, mas sim por algum tipo de efeito de fuga térmica.

O modelo mais popular para supernovas do Tipo Ia é que elas são causadas pelo colapso de uma anã branca. Quando uma anã branca faz parte de um binário próximo com uma gigante vermelha envelhecida, a anã branca pode capturar parte da camada externa da companheira. Com o tempo, a anã branca captura massa suficiente para cruzar o limite de Chandresekhar, o que desencadeia a supernova.

Como o limite de Chandrasekhar está sempre em 1,4 massas solares, isso explicaria por que as supernovas do Tipo Ia sempre têm o mesmo brilho máximo.

Mas, à medida que observamos cada vez mais supernovas, aprendemos que as supernovas do Tipo Ia nem sempre têm o mesmo brilho máximo. Há algumas que são particularmente mais brilhantes, com linhas de silício mais fracas em seus espectros e linhas de ferro mais fortes. Há algumas que são muito mais fracas do que o normal, com fortes linhas de absorção de titânio.

Isso não impede seu uso como velas padrão, já que podemos identificá-las pelos espectros e ajustar nossos cálculos de brilho adequadamente, mas sugere que o modelo de progenitor único é incompleto.

Uma possibilidade é que algumas supernovas do Tipo Ia sejam causadas por colisões de anãs brancas. Dado o número calculado de sistemas binários de anãs brancas, as colisões não podem ser responsáveis ​​por todas as supernovas desse tipo, mas colisões estelares são conhecidas por ocorrerem, e elas não seriam limitadas pelo limite de Chandresekhar, permitindo assim supernovas que são mais brilhantes ou mais fracas do que o normal.

Também é possível que algumas supernovas do Tipo Ia sejam causadas pela acreção de uma companheira próxima, mas a supernova resultante não destrói a anã branca, o que poderia explicar os subtipos mais escuros dessas supernovas.

No momento, há muitas possibilidades, e simplesmente não temos dados suficientes para identificar as causas. Mas a boa notícia é que, com novos observatórios e pesquisas do céu, como o Observatório Rubin, que entrarão em operação em breve, coletaremos uma riqueza de dados observacionais, particularmente de supernovas que ocorrem dentro de nossa própria galáxia. Isso nos fornecerá as informações de que precisamos para finalmente resolver esse problema astronômico de longa data.

Fonte: phys.org

Meteorito encontrado na Terra pode ter novas pistas sobre água e vida em Marte

  A análise de um mineral presente em um meteorito marciano que caiu na Terra revelou vestígios de água em Marte que datam de 4,45 bilhões de anos atrás, segundo uma nova pesquisa. O grão de zircão pode conter a evidência direta mais antiga de água quente no planeta vermelho, o que significa que é possível que já tenham existido em Marte ambientes como fontes termais, associadas ao surgimento da vida na Terra.

A descoberta abre novos caminhos para entender se Marte já foi habitável em seu passado antigo. Também adiciona mais suporte às observações já coletadas pela frota de naves espaciais orbitando e explorando o planeta vermelho, que detectaram evidências de onde rios e lagos existiram na superfície marciana.  No entanto, questões-chave permanecem, como quando exatamente a água apareceu em Marte e como ela evoluiu – e desapareceu – ao longo do tempo. 

Cientistas analisaram uma amostra do meteorito "Beleza Negra" ("Black Beauty", em inglês), também conhecido como NWA 7034, encontrado no Deserto do Saara em 2011. O meteorito foi ejetado da superfície marciana após outro objeto celeste atingir o planeta entre 5 milhões e 10 milhões de anos atrás, e seus fragmentos têm servido como fonte fundamental para estudar o Marte antigo por anos. O novo estudo, publicado na revista Science Advances em 22 de novembro, focou em um único grão do mineral zircão encontrado dentro do meteorito.

A análise da equipe mostra que a água estava presente apenas 100 milhões de anos após a formação do planeta, o que sugere que Marte pode ter sido capaz de sustentar vida em algum momento de sua história.

"Nossos dados sugerem a presença de água na crosta de Marte em um período comparável às primeiras evidências de água na superfície da Terra, cerca de 4,4 bilhões de anos atrás", disse o autor principal do estudo, Jack Gillespie, pesquisador da Faculdade de Geociências e Meio Ambiente da Universidade de Lausanne, na Suíça, em um comunicado.

"Esta descoberta fornece novas evidências para compreender a evolução planetária de Marte, os processos que ocorreram nele e seu potencial para ter abrigado vida", acrescentou ele. Minerais como cápsulas do tempo As rochas podem conter as respostas para algumas das maiores questões remanescentes sobre Marte, incluindo quanta água estava presente e se a vida já existiu no planeta. É por isso que meteoritos como o Beleza Negra são de tanto interesse para os cientistas.

Carl Agee, professor e diretor do Instituto de Meteorítica da Universidade do Novo México, apresentou pela primeira vez a rocha espacial à comunidade científica em 2013. "[O meteorito Beleza Negra] contém centenas de fragmentos de rochas e minerais, cada um com uma parte diferente dos 4,5 bilhões de anos da história marciana", disse o coautor do estudo Dr. Aaron Cavosie, cientista planetário e professor sênior do Centro de Ciência e Tecnologia Espacial da Universidade Curtin, por e-mail.

 "Ele é a única fonte de peças para o quebra-cabeça geológico do Marte pré-Noachiano." O período Noachiano ocorreu de 4,1 a 3,7 bilhões de anos atrás, e pouco se sabe a partir de medições diretas datando do período pré-Noachiano em Marte, entre 4,5 bilhões e 4,1 bilhões de anos atrás, embora seja crucial entender porque ele serve como a primeira página no livro da história de Marte, disse Cavosie. 

Mas o Beleza Negra revelou alguns de seus segredos. Muitos dos fragmentos de rocha que o meteorito contém mostram que a crosta marciana suportou vários impactos, causando uma quantidade massiva de agitação na superfície do planeta, ele disse. A rocha espacial também contém as peças mais antigas conhecidas de Marte, incluindo os zircões mais antigos, disse Cavosie.

O zircão, usado em produtos como joias, azulejos cerâmicos e implantes médicos, é um mineral resistente que pode ajudar os cientistas a olhar para o passado e determinar as condições presentes quando cristalizou, incluindo a temperatura na época e se o mineral interagiu com água. "O zircão contém traços de urânio, um elemento que atua como um relógio natural", disse Gillespie, que era pesquisador de pós-doutorado na Escola de Ciências da Terra e Planetárias da Universidade Curtin na época do estudo.

"Este elemento se decompõe em chumbo ao longo do tempo a uma taxa precisamente conhecida. Ao comparar a proporção de urânio com chumbo, podemos calcular a idade da formação do cristal." O zircão encontrado no Beleza Negra não foi alterado por sua viagem à Terra nem por sua entrada ardente na atmosfera do nosso planeta antes de cair no Saara, pois estava protegido por sua localização no interior do meteorito, explicou Cavosie. 

Durante a análise do grão de zircão, a equipe de estudo detectou quantidades incomuns de ferro, sódio e alumínio, sugerindo que fluidos ricos em água deixaram esses traços no zircão quando ele se formou há 4,45 bilhões de anos.

Tais elementos geralmente não são encontrados em zircão cristalino, mas os estudos em escala atômica dos pesquisadores mostraram que os elementos foram incorporados à estrutura cristalina e alinhados como barracas de frutas em um mercado, disse Cavosie.

"Pudemos perceber pelos padrões de como [o ferro, alumínio e sódio] são encontrados dentro do zircão que eles foram incorporados ao grão conforme ele crescia, como camadas em uma cebola", explicou ele. Na Terra, zircões de sistemas hidrotermais — que se formam quando a água é aquecida por atividade vulcânica subsuperficial, como o fluxo ascendente de magma quente — têm padrões semelhantes aos encontrados no Beleza Negra.

Se sistemas hidrotermais existiam na crosta marciana há 4,45 bilhões de anos, é provável que água líquida tenha chegado à superfície. "Nossa experiência na Terra mostra que a água é essencial para habitats capazes de sustentar vida", disse Cavosie.

"Muitos ambientes na Terra hospedam vida em sistemas de água quente, incluindo fontes termais e respiradouros hidrotermais. Tais ambientes podem ter dado origem às primeiras formas de vida na Terra. Nosso novo estudo mostra que a crosta de Marte estava quente e úmida no período pré-Noachiano, significando que ambientes habitáveis podem ter existido naquela época.

" Conhecendo Marte um pouco melhor Cavosie está curioso para determinar se sistemas hidrotermais como fontes termais eram prevalentes quando o magma estava ajudando a formar a crosta do planeta vermelho entre 4,48 bilhões e 4,43 bilhões de anos atrás ou se eram mais pontuais.

"Se os sistemas hidrotermais eram uma característica estável no início de Marte, isso indicaria que condições habitáveis podem ter persistido por um período considerável", disse Cavosie.

"Esta é agora uma hipótese testável que pode ser abordada coletando mais dados de zircões marcianos." Até que amostras possam ser retornadas diretamente de Marte, o meteorito Beleza Negra é uma das melhores janelas para entender como a crosta marciana se formou e como era a superfície inicial de Marte, disse Briony Horgan, co-investigadora da missão do rover Perseverance e professora de ciência planetária na Universidade Purdue em West Lafayette, Indiana. Horgan não participou deste estudo.

Encontrar evidências de sistemas hidrotermais no subsolo a partir de um minúsculo grão de zircão alinha-se com teorias científicas sobre a quantidade de água e atividade vulcânica que existia em Marte antigo, ela disse.

E esses primeiros ambientes potencialmente habitáveis teriam sido protegidos da radiação por um forte campo magnético planetário, que Marte não possui hoje, acrescentou Horgan. Os cientistas ainda estão tentando explicar como o planeta vermelho perdeu seu campo magnético protetor. Atualmente, o rover Perseverance está subindo a borda da Cratera Jezero em Marte, um antigo lago que já foi preenchido com água há 3,7 bilhões de anos.

Algumas das rochas que o rover encontrou podem ter sido formadas por sistemas hidrotermais, disse Horgan. O rover coletará amostras das rochas porque elas podem preservar evidências de antiga vida microbiana.

"Por mais que os meteoritos possam nos dizer, podemos fazer ainda melhor com uma amostra de rocha cuidadosamente selecionada e intacta de um local conhecido em Marte com bom contexto geológico", disse Horgan. "Então este artigo é uma ótima motivação para trazer nossas amostras de Marte de volta à Terra para estudar com o mesmo nível de detalhe nos próximos anos."

CNN BRASIL

As conchas e jatos da galáxia Centaurus A

 

Crédito da imagem: Rolf Olsen

Qual é a galáxia ativa mais próxima do planeta Terra? Seria Centaurus A , catalogada como NGC 5128, que está a apenas 12 milhões de anos-luz de distância. Forjada em uma colisão de duas galáxias normais, Centaurus A mostra várias características distintas, incluindo uma faixa de poeira escura em seu centro, camadas externas de estrelas e gás e jatos de partículas saindo de um buraco negro supermassivo em seu centro. A imagem em destaque captura tudo isso em uma série composta de imagens de luz visível totalizando mais de 310 horas capturadas nos últimos 10 anos com um telescópio caseiro operando em Auckland , Nova Zelândia . O brilho do centro de Cen A, de ondas de rádio de baixa energia a raios gama de alta energia, fundamenta sua designação como uma galáxia ativa .

Apod.nasa.gov

O telescópio James Webb, levado aos seus limites, descobre essas estruturas incrivelmente antigas

 Os astrônomos podem ter descoberto os objetos mais antigos já observados ao levar o telescópio espacial James Webb (JWST) aos seus limites. Essas estruturas incrivelmente distantes datam de apenas 200 milhões de anos após o Big Bang, um período em que o Universo ainda era jovem e estava em plena transformação. 

Esquema do fenômeno de lente gravitacional. Crédito: NASA/ESA/L. Calçada 

Essas galáxias, detectadas no âmbito do programa GLIMPSE, representam um marco importante. Sua luz viajou por 13,6 bilhões de anos para chegar até nós. Devido à expansão do Universo, elas estão atualmente a cerca de 34 bilhões de anos-luz, estabelecendo um novo recorde de distância potencial.

Essas galáxias são classificadas como de "alto desvio para o vermelho" ou "high z" (redshift) devido a um fenômeno onde a luz é esticada com a expansão do Universo. Quanto maior o desvio para o vermelho, mais antiga e distante é a galáxia. Essas novas candidatas, com desvios para o vermelho situados entre z=16 e z=18, superam os recordes anteriores.

Para observar essas galáxias extremamente tênues, os pesquisadores usaram uma "lente gravitacional". Esse fenômeno, previsto por Einstein, amplifica a luz de galáxias distantes através do efeito de curvatura do espaço-tempo por aglomerados massivos de galáxias, como o cluster Abell S1063.

Apesar dessas ferramentas poderosas, entender essas galáxias continua sendo um desafio. Elas são menores e menos luminosas em comparação com as descobertas anteriores. Os cientistas agora procuram confirmar sua natureza por meio de análises espectrais, o que pode fornecer pistas sobre sua composição e formação.

Essas descobertas podem revolucionar nossa visão do Universo primordial. Segundo os pesquisadores, formar galáxias tão brilhantes em tão pouco tempo após o Big Bang exige processos particularmente intensos, que ainda não são completamente compreendidos.

Os dados do projeto GLIMPSE, obtidos em apenas 150 horas de observação, demonstram o potencial extraordinário do telescópio Webb. Contudo, enxergar ainda mais longe no tempo exigiria esforços colossais, com objetos ainda mais tênues e difíceis de detectar.

Por enquanto, se essas galáxias forem confirmadas, elas ajudarão a responder questões fundamentais sobre os primeiros momentos do Universo. Os pesquisadores estão confiantes de que outras descobertas importantes enriquecerão este programa.

Fonte: techno-science.net

Hubble da NASA comemora década de rastreamento de planetas externos

 Ao encontrar Netuno em 1989, a missão Voyager da NASA completou a primeira exploração de perto da humanidade dos quatro planetas gigantes externos do nosso sistema solar. Coletivamente, desde seu lançamento em 1977, as naves espaciais gêmeas Voyager 1 e Voyager 2 descobriram que Júpiter, Saturno, Urano e Netuno eram muito mais complexos do que os cientistas imaginavam. Havia muito mais a ser aprendido.

Uma montagem de imagens do Telescópio Espacial Hubble dos quatro planetas gigantes do nosso sistema solar: Júpiter, Saturno, Urano e Netuno, tiradas pelo programa OPAL (Outer Planet Atmospheres Legacy) ao longo de 10 anos, de 2014 a 2024. 

Um programa de observação do Telescópio Espacial Hubble da NASA chamado OPAL (Outer Planet Atmospheres Legacy) obtém observações de base de longo prazo de Júpiter, Saturno, Urano e Netuno para entender sua dinâmica atmosférica e evolução.

"As Voyagers não contam a história completa", disse Amy Simon, do Centro de Voos Espaciais Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland, que conduziu observações de planetas gigantes com o OPAL.

A nitidez da imagem do Hubble é comparável às visões da Voyager quando elas se aproximavam dos planetas exteriores, e o Hubble abrange comprimentos de onda da luz ultravioleta à luz quase infravermelha. O Hubble é o único telescópio que pode fornecer alta resolução espacial e estabilidade de imagem para estudos globais de coloração de nuvens, atividade e movimento atmosférico em uma base de tempo consistente para ajudar a restringir a mecânica subjacente dos sistemas climáticos e de tempo.

Todos os quatro planetas exteriores têm atmosferas profundas e nenhuma superfície sólida. Suas atmosferas agitadas têm seus próprios sistemas climáticos únicos, alguns com faixas coloridas de nuvens multicoloridas e com tempestades misteriosas e grandes que surgem ou permanecem por muitos anos.

Cada planeta exterior também tem estações que duram muitos anos. (Os recursos infravermelhos do Telescópio Espacial James Webb serão usados ​​para sondar profundamente as atmosferas dos planetas exteriores para complementar as observações do OPAL.)

Seguir o comportamento complexo é semelhante a entender o clima dinâmico da Terra como seguido ao longo de muitos anos, bem como a influência do Sol no clima do sistema solar. Os quatro mundos distantes também servem como proxies para entender o clima e o clima em planetas semelhantes orbitando outras estrelas.

Cientistas planetários perceberam que qualquer dado anual do Hubble, embora interessante por si só, não conta a história completa dos planetas exteriores. O programa OPAL do Hubble tem observado rotineiramente os planetas uma vez por ano quando eles estão mais próximos da Terra. 

"Como o OPAL agora abrange 10 anos e continua contando, nosso banco de dados de observações planetárias está sempre crescendo. Essa longevidade permite descobertas fortuitas, mas também permite rastrear mudanças atmosféricas de longo prazo conforme os planetas orbitam o Sol. O valor científico desses dados é ressaltado pelas mais de 60 publicações até o momento que incluem dados do OPAL", disse Simon.

Essa recompensa continua sendo um enorme arquivo de dados que levou a uma série de descobertas notáveis ​​para compartilhar com astrônomos planetários ao redor do mundo. "O OPAL também interage com outros programas planetários baseados no solo e no espaço. Muitos artigos de outros observatórios e missões espaciais extraem dados do Hubble do OPAL para contexto", disse Simon.

A década de descobertas da equipe no programa OPAL do Hubble está sendo apresentada na reunião de dezembro da União Geofísica Americana em Washington, DC .

ALGUNS DESTAQUES:

JÚPITER

As faixas de nuvens de Júpiter apresentam um caleidoscópio de formas e cores em constante mudança. Há sempre tempo tempestuoso em Júpiter: ciclones, anticiclones, cisalhamento do vento e a maior tempestade do sistema solar, a Grande Mancha Vermelha (GRS). Júpiter é coberto com nuvens de cristal de gelo de amônia em grande parte no topo de uma atmosfera com dezenas de milhares de milhas de profundidade.

As imagens nítidas do Hubble rastreiam nuvens e medem ventos, tempestades e vórtices, além de monitorar o tamanho, a forma e o comportamento do GRS . O Hubble acompanha enquanto o GRS continua diminuindo de tamanho e seus ventos estão acelerando.

Dados do OPAL mediram recentemente a frequência com que misteriosas ovais escuras — visíveis apenas em comprimentos de onda ultravioleta — apareciam nas "capas polares" da névoa estratosférica. Ao contrário da Terra, Júpiter está inclinado apenas três graus em seu eixo (a Terra está 23,5 graus).

Mudanças sazonais podem não ser esperadas, exceto que a distância de Júpiter do Sol varia em cerca de 5% ao longo de sua órbita de 12 anos, e assim o OPAL monitora de perto a atmosfera para efeitos sazonais. Outra vantagem do Hubble é que os observatórios terrestres não podem visualizar Júpiter continuamente por duas rotações de Júpiter, porque isso soma 20 horas. Durante esse tempo, um observatório no solo teria entrado no dia e Júpiter não estaria mais visível até a noite seguinte.

SATURNO

Saturno leva mais de 29 anos para orbitar o Sol, então a OPAL o seguiu por aproximadamente um quarto de um ano saturniano (começando em 2018, após o fim da missão Cassini). Como Saturno é inclinado 26,7 graus, ele passa por mudanças sazonais mais profundas do que Júpiter. As estações saturninas duram aproximadamente sete anos.

Isso também significa que o Hubble pode ver o espetacular sistema de anéis de um ângulo oblíquo de quase 30 graus para ver os anéis inclinados de lado. De lado, os anéis quase desaparecem porque são relativamente finos como papel. Isso acontecerá novamente em 2025.

OPAL acompanhou mudanças nas cores da atmosfera de Saturno. A cor variável foi detectada pela primeira vez pelo orbitador Cassini, mas o Hubble fornece uma linha de base mais longa. O Hubble revelou pequenas mudanças de ano para ano na cor, possivelmente causadas pela altura das nuvens e ventos. As mudanças observadas são sutis porque OPAL cobriu apenas uma fração de um ano saturniano. Grandes mudanças acontecem quando Saturno progride para a próxima estação.

Os raios misteriosamente escuros dos anéis de Saturno , que cortam o plano dos anéis, são características transitórias que giram junto com os anéis. Sua aparência fantasmagórica persiste apenas por duas ou três rotações ao redor de Saturno. Durante os períodos ativos, raios recém-formados adicionam continuamente ao padrão. Eles foram vistos pela primeira vez em 1981 pela Voyager 2.

A Cassini também viu os raios durante sua missão de 13 anos, que terminou em 2017. O Hubble mostra que a frequência das aparições de raios é sazonalmente determinada, aparecendo pela primeira vez nos dados do OPAL em 2021. O monitoramento de longo prazo mostra que tanto o número quanto o contraste dos raios variam com as estações de Saturno.

URANO

Urano está inclinado de lado, de modo que seu eixo de rotação quase fica no plano da órbita do planeta. Isso faz com que o planeta passe por mudanças sazonais radicais ao longo de sua jornada de 84 anos ao redor do Sol. A consequência da inclinação do planeta significa que parte de um hemisfério fica completamente sem luz solar, por períodos de tempo que duram até 42 anos. OPAL seguiu o polo norte agora se inclinando em direção ao Sol.

Com o OPAL, o Hubble fotografou Urano pela primeira vez após o equinócio da primavera, quando o Sol estava brilhando diretamente sobre o equador do planeta pela última vez. O Hubble resolveu várias tempestades com nuvens de cristais de gelo de metano aparecendo em latitudes médias ao norte conforme o verão se aproxima do polo norte. O polo norte de Urano agora tem uma névoa fotoquímica espessada com várias pequenas tempestades perto da borda do limite.

O Hubble tem rastreado o tamanho da calota polar norte e ela continua a ficar mais brilhante ano após ano . Conforme o solstício de verão do norte se aproxima em 2028, a calota pode ficar ainda mais brilhante e será direcionada diretamente para a Terra, permitindo boas vistas dos anéis e do polo norte. O sistema de anéis aparecerá então de frente. Entender como Urano muda ao longo do tempo ajudará no planejamento da missão para o Uranus Orbiter e Probe propostos pela NASA.

NETUNO

Quando a Voyager 2 passou por Netuno em 1989, os astrônomos ficaram perplexos com uma grande mancha escura do tamanho do Oceano Atlântico pairando na atmosfera. Ela era tão duradoura quanto a Grande Mancha Vermelha de Júpiter? A questão permaneceu sem resposta até que Hubble conseguiu mostrar em 1994 que tais tempestades escuras eram transitórias, surgindo e desaparecendo ao longo de uma duração de dois a seis anos cada.

Durante o programa OPAL, Hubble viu o fim de uma mancha escura e o ciclo de vida completo de uma segunda — ambas migrando em direção ao equador antes de se dissiparem. O programa OPAL garante que os astrônomos não perderão outra.

As observações do Hubble revelaram uma ligação entre a abundância de nuvens em mudança de Netuno e o ciclo solar de 11 anos . A conexão entre Netuno e a atividade solar é surpreendente para os cientistas planetários porque Netuno é o planeta principal mais distante do nosso sistema solar. Ele recebe apenas cerca de 1/1000 da luz solar que a Terra recebe. No entanto, o clima nublado global de Netuno parece ser influenciado pela atividade solar. As estações do planeta também desempenham um papel?

Fonte: hubblesite.org