Primeiro fenômeno astronômico de 2025 será o alinhamento de seis planetas; descubra quando será

 

Os fenômenos astronômicos são uma das atrações para muitas pessoas, por isso, a cada ano, elas ficam ansiosas pelo que acontecerá de novo. Em 2025, o primeiro desses fenômenos astronômicos será o alinhamento de seis planetas: Marte, Júpiter, Vênus, Saturno, Urano e Netuno poderão ser vistos durante o pôr do sol ao longo de quase todo o mês de janeiro.

Embora no fenômeno pareça que as estrelas estão enfileiradas, na realidade não estão, pois é uma espécie de ilusão de ótica, mas parece real porque orbitam o Sol ao longo da eclíptica, que é uma linha imaginária que segue seu caminho pelo céu.

Este desfile planetário começará nos primeiros dias de janeiro de 2025, e estima-se que Marte, Vênus, Júpiter e Saturno possam ser observados a olho nu, mas será necessário um telescópio para ver Netuno e Urano. O melhor horário para observar o fenômeno será do pôr do sol às 20h30.

Esta não foi a primeira vez que estes planetas se alinham, já que o primeiro evento deste tipo ocorreu em junho de 2023, quando Mercúrio, Vênus, Marte, Júpiter e Saturno puderam ser observados a olho nu. Embora muitas cidades apresentem extensa poluição luminosa, é possível que este alinhamento planetário possa ser observado nestes locais a partir dos primeiros dias de janeiro de 2025, mais especificamente a partir do dia 21.

Os especialistas afirmaram que Mercúrio também se juntará a este desfile planetário, mas não desde o início e será criado um alinhamento de sete planetas, o que não acontecia há várias décadas. Esta é considerada uma grande oportunidade para amadores, astrônomos e profissionais de todo o mundo que poderão ver até seis planetas alinhados durante vários dias, já que o evento terá duração de quatro semanas.

História do Universo

  

Este gráfico oferece um vislumbre da história do universo, como o entendemos atualmente. O cosmos começou a se expandir com o Big Bang, mas cerca de 10 bilhões de anos depois, estranhamente começou a acelerar graças a um fenômeno teórico denominado energia escura. Crédito: NASA, Atribuição do tipo de licença(CC BY 4.0)

 Um dos maiores mistérios da ciência - a energia escura - não existe de fato, de acordo com pesquisadores que procuram resolver o enigma de como o universo está se expandindo.

Sua análise foi publicada na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters.

Nos últimos 100 anos, os físicos geralmente assumiram que o cosmos está crescendo igualmente em todas as direções. Eles empregaram o conceito de energia escura como um espaço reservado para explicar a física desconhecida que eles não conseguiam entender, mas a teoria controversa sempre teve seus problemas.

Agora, uma equipe de físicos e astrônomos da Universidade de Canterbury em Christchurch, Nova Zelândia, está desafiando o status quo, usando análises aprimoradas de curvas de luz de supernovas para mostrar que o universo está se expandindo de uma maneira mais variada e "mais lúlume".

A nova evidência apóia o modelo de expansão cósmica de "paisagem temporal", que não precisa de energia escura porque as diferenças no alongamento da luz não são o resultado de um universo em aceleração, mas sim uma consequência de como calibramos o tempo e a distância.

Ele leva em consideração que a gravidade retarda o tempo, então um relógio ideal no espaço vazio funciona mais rápido do que dentro de uma galáxia.

O modelo sugere que um relógio na Via Láctea seria cerca de 35% mais lento do que o mesmo em uma posição média em grandes vazios cósmicos, o que significa que bilhões de anos a mais teriam se passado em vazios. Isso, por sua vez, permitiria mais expansão do espaço, fazendo parecer que a expansão está ficando mais rápida quando esses vastos vazios vazios crescem para dominar o universo.

O professor David Wiltshire, que liderou o estudo, disse: "Nossas descobertas mostram que não precisamos de energia escura para explicar por que o universo parece se expandir a uma taxa acelerada.

"A energia escura é uma identificação errônea de variações na energia cinética de expansão, que não é uniforme em um universo tão irregular quanto aquele em que realmente vivemos."

Ele acrescentou: "A pesquisa fornece evidências convincentes que podem resolver algumas das questões-chave em torno das peculiaridades de nosso cosmos em expansão.

"Com novos dados, o maior mistério do universo pode ser resolvido até o final da década."

A energia escura é comumente considerada uma força antigravitacional fraca que age independentemente da matéria e compõe cerca de dois terços da densidade massa-energia do universo.

O modelo padrão Lambda Cold Dark Matter (ΛCDM) do universo requer energia escura para explicar a aceleração observada na taxa na qual o cosmos está se expandindo.

Os cientistas baseiam essa conclusão em medições das distâncias até explosões de supernovas em galáxias distantes, que parecem estar mais distantes do que deveriam estar se a expansão do universo não estivesse se acelerando.

No entanto, a atual taxa de expansão do universo está sendo cada vez mais desafiada por novas observações.

Em primeiro lugar, as evidências do brilho residual do Big Bang - conhecido como Fundo Cósmico de Microondas (CMB) - mostram que a expansão do universo primitivo está em desacordo com a expansão atual, uma anomalia conhecida como "tensão de Hubble".

Além disso, uma análise recente de novos dados de alta precisão pelo Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) descobriu que o modelo ΛCDM não se encaixa tão bem quanto os modelos nos quais a energia escura está "evoluindo" ao longo do tempo, em vez de permanecer constante.

Tanto a tensão de Hubble quanto as surpresas reveladas pelo DESI são difíceis de resolver em modelos que usam uma lei de expansão cósmica simplificada de 100 anos - a equação de Friedmann.

Isso pressupõe que, em média, o universo se expande uniformemente - como se todas as estruturas cósmicas pudessem ser colocadas em um liquidificador para fazer uma sopa sem características, sem estrutura complicada. No entanto, o universo atual na verdade contém uma complexa teia cósmica de aglomerados de galáxias em folhas e filamentos que cercam e enfiam vastos vazios vazios.

O professor Wiltshire acrescentou: "Agora temos tantos dados que no século 21 podemos finalmente responder à pergunta - como e por que uma simples lei de expansão média emerge da complexidade?

"Uma simples lei de expansão consistente com a relatividade geral de Einstein não precisa obedecer à equação de Friedmann."

Os pesquisadores dizem que o satélite Euclid da Agência Espacial Europeia, lançado em julho de 2023, tem o poder de testar e distinguir a equação de Friedmann da alternativa de tempo. No entanto, isso exigirá pelo menos 1.000 observações independentes de supernovas de alta qualidade.

Quando o modelo de tempo proposto foi testado pela última vez em 2017, a análise sugeriu que era apenas um ajuste ligeiramente melhor do que o ΛCDM como uma explicação para a expansão cósmica, então a equipe de Christchurch trabalhou em estreita colaboração com a equipe de colaboração do Pantheon +, que produziu meticulosamente um catálogo de 1.535 supernovas distintas.

Eles dizem que os novos dados agora fornecem "evidências muito fortes" para o timescape. Também pode apontar para uma resolução convincente da tensão de Hubble e outras anomalias relacionadas à expansão do universo.

Mais observações de Euclides e do Telescópio Espacial Nancy Grace Roman são necessárias para reforçar o apoio ao modelo de tempo, dizem os pesquisadores, com a corrida agora para usar essa riqueza de novos dados para revelar a verdadeira natureza da expansão cósmica e da energia escura.

Hubble revela a supernova que iluminou uma galáxia

 

O retrato da NGC 337 pelo Hubble revela uma galáxia viva com estrelas em diferentes estágios, desde estrelas experientes em seu núcleo até recém-chegadas em suas bordas, com destaque para a supernova SN 2014cx, uma fascinante explosão estelar monitorada mesmo anos após seu pico de brilho.

 Uma galáxia espiral barrada em um fundo escuro. A região central da galáxia é de cor pálida devido às estrelas mais velhas, contém alguns fios de poeira avermelhados pálidos e é mais brilhante ao longo de uma ampla barra horizontal no centro. Fora da barra saem vários braços espirais atarracados, fundindo-se na região externa do disco. É uma cor azul fria e contém algumas manchas azuis brilhantes e cintilantes, ambas indicando estrelas quentes jovens.

 O tema desta Fotografia da Semana do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA é a galáxia espiral NGC 337, situada a cerca de 60 milhões de anos-luz de distância na constelação da Baleia.

Esta imagem combina observações feitas em dois comprimentos de onda, destacando o centro dourado da galáxia e a periferia azul. O brilho central dourado vem de estrelas mais velhas, enquanto as bordas azuis cintilantes obtêm sua cor de estrelas jovens. Se o Hubble tivesse observado a NGC 337 há cerca de uma década, o telescópio teria detectado algo notável entre as estrelas azuis quentes ao longo da borda da galáxia: uma supernova brilhante.

A supernova, chamada SN 2014cx, é notável por ter sido descoberta quase simultaneamente de duas maneiras muito diferentes: por um prolífico caçador de supernovas, Koichi Itagaki, e pelo All Sky Automated Survey for SuperNovae (ASAS-SN). ASAS-SN é uma rede mundial de telescópios robóticos que varre o céu em busca de eventos repentinos como supernovas.

Os pesquisadores determinaram que a SN 2014cx era uma supernova do Tipo IIP. A classificação "Tipo II" significa que a estrela explosiva era uma supergigante pelo menos oito vezes mais massiva que o Sol. O "P" significa platô, o que significa que depois que a luz da supernova começou a desaparecer, o nível atingiu um platô, permanecendo com o mesmo brilho por várias semanas ou meses antes de desaparecer ainda mais. Esse tipo de supernova ocorre quando uma estrela massiva não consegue mais produzir energia suficiente em seu núcleo para evitar a pressão esmagadora da gravidade. Estima-se que a estrela progenitora da SN 2014cx tenha sido dez vezes mais massiva que o Sol e centenas de vezes mais larga. 

Embora tenha diminuído há muito tempo desde o seu brilho inicial, os investigadores ainda estão a acompanhar esta estrela que explodiu, sobretudo através do programa de observação do Hubble que produziu esta imagem.

Paradoxo do Buraco Negro

 

 Vista artística de um buraco negro tocando em um estado estável. Crédito: Yasmine Steele na Universidade de Illinois–Urbana Champaign

 O paradoxo da informação do buraco negro tem intrigado os físicos há décadas. Uma nova pesquisa mostra como as conexões quânticas no próprio espaço-tempo podem resolver o paradoxo e, no processo, deixar para trás uma assinatura sutil nas ondas gravitacionais.

Por muito tempo pensamos que os buracos negros, por mais misteriosos que fossem, não causavam nenhum problema. As informações não podem ser criadas ou destruídas, mas quando os objetos caem abaixo dos horizontes de eventos, as informações que eles carregam com eles ficam para sempre bloqueadas. Crucialmente, não é destruído, apenas escondido.

Mas então Stephen Hawking descobriu que os buracos negros não são totalmente negros. Eles emitem uma pequena quantidade de radiação e, eventualmente, evaporam, desaparecendo completamente da cena cósmica. Mas essa radiação não carrega nenhuma informação consigo, o que criou o famoso paradoxo: quando o buraco negro morre, para onde vão todas as suas informações?

Uma solução para esse paradoxo é conhecida como não-localidade não violenta. Isso tira proveito de uma versão mais ampla do emaranhamento quântico, a "ação assustadora à distância" que pode unir partículas. Mas no quadro mais amplo, aspectos do próprio espaço-tempo ficam emaranhados uns com os outros. Isso significa que o que quer que aconteça dentro do buraco negro está ligado à estrutura do espaço-tempo fora dele.

Normalmente, o espaço-tempo só é alterado durante processos violentos, como fusões de buracos negros ou explosões estelares. Mas esse efeito é muito mais silencioso, apenas uma impressão digital sutil no espaço-tempo em torno de um horizonte de eventos.

Se essa hipótese for verdadeira, o espaço-tempo ao redor dos buracos negros carrega pequenas perturbações que não são totalmente aleatórias; Em vez disso, as variações seriam correlacionadas com as informações dentro do buraco negro. Então, quando o buraco negro desaparece, a informação é preservada fora dele, resolvendo o paradoxo.

Em um artigo recente postado no servidor de pré-impressão arXiv, mas ainda não revisado por pares, dois pesquisadores da Caltech investigaram essa hipótese intrigante para explorar como poderíamos testá-la.

Os pesquisadores descobriram que essas assinaturas no espaço-tempo também deixam uma marca nas ondas gravitacionais quando os buracos negros se fundem. Essas impressões são incrivelmente pequenas, tão pequenas que ainda não somos capazes de detectá-las com experimentos de ondas gravitacionais existentes. Mas eles têm uma estrutura muito única que fica no topo do padrão de onda usual, tornando-os potencialmente observáveis.

A próxima geração de detectores de ondas gravitacionais, que pretende entrar em operação na próxima década, pode ter sensibilidade suficiente para detectar esse sinal. Se eles virem, seria tremendo, pois finalmente apontaria para uma solução clara do paradoxo preocupante e abriria uma nova compreensão da estrutura do espaço-tempo e da natureza da não-localidade quântica.

Cometas Escuros

Os cometas escuros voam pelo espaço, mas, ao contrário dos cometas, eles não têm caudas de poeira. Crédito: Adina Feinstein e Observatório da Terra da NASA

De acordo com o grupo de astrofísicos da Universidade de Tecnologia de Swinburne, o cometa escuro foi descoberto pela Nasa em 2017, tendo um formato muito semelhante a uma nave espacial. Porém, o grande destaque vem por suas diferenças com os cometas comuns, já conhecido pelos cientistas.

Enquanto o cometa comum é um corpo celeste feito de rochas, gelo, poeira e que conta com uma cauda brilhante, os descobertos recentemente não contam com essa cauda tem um formato diferente, lembrando mais um asteroide.

Entretanto, os autores destacam que existem algumas semelhanças. Por exemplo, os cometas escuros também têm uma trajetória elíptica e que vão em direção ao sol antes de seguir pela finitude do universo.

Cometas escuros podem nos dar respostas

Cometas como esse podem ser escuros por sua idade, composição e outros fatores. Isto, pois, com o passar dos anos de existência, os gases que deixam o cometa mais brilhante vão perdendo força. A cauda, por exemplo, que é formada por gases, costuma ir desaparecendo com o tempo.

Ainda não se sabe muito sobre esse tipo de cometa, pois os estudos e as classificações estão em fases iniciais. A única distinção clara, segundo o artigo do The conversation, é com relação ao tamanho tendo maiores e menores. A princípio, os cientistas esperam que esses cometas ajudem nos estudos astronômicos

Telescópio promete ajudar nas observações

Nosso conhecimento acerca desse tipo de cometa ainda é muito pequeno, tanto porque ele é muito discreto para ver a olho nu, tanto por ser pouco captado pelos telescópios atuais. A saber, a descoberta de 10 cometas negros só deu pelo potente telescópio chamado de DECam. Porém, a ideia é que isso mude rapidamente.Já que para 2025, um observatório no Chile promete a maior câmera digital já construída.

Essa nova tecnologia promete tirar fotos de maior qualidade do céu noturno, podendo ver objetos cada vez mais fracos. Assim, os cometas escuros serão mais encontrados e sua história pode ser desvendada, assim como a relação com o Sistema Solar.

Sonda Parker

 

📷 Esta imagem disponibilizada pela NASA mostra uma representação artística da Parker Solar Probe se aproximando do Sol. Ele foi projetado para suportar o castigo solar como nunca antes, graças ao seu revolucionário escudo térmico capaz de suportar 2.500 graus Fahrenheit (1.370 graus Celsius). Crédito: Steve Gribben / Johns Hopkins APL / NASA via AP, Arquivo

♦ A Parker Solar Probe da NASA fez com sucesso a aproximação mais próxima do sol, confirmou a agência espacial na sexta-feira.

No início desta semana, a espaçonave passou a um recorde de 3,8 milhões de milhas (6 milhões de quilômetros) da estrela escaldante. A NASA recebeu uma mensagem de Parker na noite de quinta-feira, confirmando que sobreviveu à viagem.

Lançado em 2018 para ver de perto o sol, o Parker desde então voou direto através de sua atmosfera externa em forma de coroa, ou coroa. Com seu pincel fechado completo, espera-se que a nave circule o sol a essa distância até pelo menos setembro.

É a espaçonave mais rápida construída por humanos e atingiu 430.000 mph (690.000 km / h) na aproximação mais próxima. Ele é equipado com um escudo térmico que pode suportar temperaturas escaldantes de até 2.500 graus Fahrenheit (1.370 graus Celsius).

Os cientistas esperam que os dados da Parker os ajudem a entender melhor por que a atmosfera externa do sol é centenas de vezes mais quente que sua superfície e o que impulsiona o vento solar, o fluxo supersônico de partículas carregadas constantemente explodindo para longe do sol.

O que são os arcos de galáxias, estruturas gigantescas que desafiam o que sabemos sobre o Universo

 

Em 2021, a estudante de PhD Alexia Lopez estava analisando a luz proveniente de quasares distantes quando fez uma descoberta surpreendente.

Ela encontrou um arco de galáxias gigante, quase simétrico, a 9,3 bilhões de anos-luz da Terra, na constelação do Boieiro.

Com imensos 3,3 bilhões de anos-luz de extensão, a estrutura cobre 1/15 do raio do Universo observável. Se pudéssemos vê-la da Terra, teria o tamanho de 35 luas cheias enfileiradas no céu.

Conhecida como o Arco Gigante, a estrutura questiona algumas das nossas concepções básicas do Universo.

Segundo o modelo padrão de cosmologia – a teoria na qual se baseia a nossa compreensão do Universo –, a matéria deveria ser distribuída de forma mais ou menos homogênea pelo espaço. Quando os cientistas observam o Universo em escalas muito grandes, eles não deveriam observar grandes irregularidades; tudo deveria ter a mesma aparência em todas as direções.

Mas o Arco Gigante não é o único exemplo da sua espécie. Essas imensas estruturas agora estão forçando os cientistas a redefinir sua teoria sobre a evolução do Universo.

'Acidente' espetacular

Lopez estudava para o seu mestrado na Universidade do Centro de Lancashire, no Reino Unido, quando seu orientador sugeriu que ela usasse um novo método para analisar estruturas em grande escala no Universo.

Ela usou quasares – galáxias distantes que emitem uma extraordinária quantidade de luz – para procurar sinais de magnésio ionizado, que são claros indícios da existência de nuvens de gás em volta de uma galáxia.

Quando a luz passa através desse magnésio ionizado, certas frequências são absorvidas, deixando "assinaturas" de luz exclusivas que podem ser detectadas pelos astrônomos.

"Um conjunto que observei era muito pequeno, mas quando o analisei no Magnésio II, havia essa interessante faixa densa de absorção de magnésio através do campo de visão”, ela conta.

"Foi assim que acabei descobrindo. Foi um feliz acidente e simplesmente tive a sorte de ter sido quem o encontrou."

O "feliz acidente" de Lopez trouxe uma descoberta espetacular. Observado através da constelação do Boieiro, um conjunto de cerca de 45 a 50 nuvens de gás, cada qual associada a pelo menos uma galáxia, parecia dispor-se em um arco com 3,3 bilhões de anos-luz de extensão. O tamanho é considerável, já que a amplitude do Universo observável é de 94 bilhões de anos-luz.

A pesquisadora sugere que ela pode ter sido formada por alguma razão na física natural do Universo que atualmente não conhecemos.

Suas descobertas desafiam diretamente uma faceta central do modelo cosmológico padrão, que é a melhor explicação que temos para explicar o início e a evolução do Universo.

Esta faceta é conhecida como o princípio cosmológico. Ela afirma que, em grande escala, o Universo deve ter aproximadamente a mesma aparência em toda parte, independentemente da sua posição ou da direção na qual você estiver olhando. Não deve haver estruturas gigantes e o espaço deve ser suave e uniforme.

Isso é conveniente, pois permite aos pesquisadores tirar conclusões sobre todo o Universo com base apenas no que vemos do nosso canto particular. Mas também faz sentido que, após o Big Bang, o Universo tenha se expandido para fora, lançando matéria simultaneamente em todas as direções.

É aqui que surge o problema. Segundo o modelo padrão, estruturas como o Arco Gigante simplesmente não teriam tido tempo de se formar.

"A ideia atual sobre como se formaram as estruturas no Universo é por meio de um processo conhecido como instabilidade gravitacional", segundo Subir Sarkar, professor de física teórica da Universidade de Oxford, no Reino Unido.

Cerca de um milhão de anos depois do Big Bang, quando o Universo estava se expandindo, minúsculas flutuações de densidade fizeram com que pedaços de matéria se acumulassem. Ao longo de bilhões de anos, a força da gravidade conseguiu fazer com que esses aglomerados formassem estrelas e galáxias.

Mas existe uma limitação de tamanho para este processo. Qualquer objeto com mais de cerca de 1,2 bilhão de anos-luz simplesmente não teria tido tempo suficiente para se formar.

"Para formar estruturas, você precisa que as partículas se reúnam entre si, para que ocorra o colapso gravitacional", explica Sarkar. "Estas partículas precisariam mover-se de fora para dentro da estrutura para chegar lá."

"Então, se a sua estrutura tiver 500 milhões de anos-luz de extensão, a luz levaria 500 milhões de anos para mover-se de uma extremidade para a outra", prossegue o professor.

"Mas estamos falando de partículas que estão se movendo muito mais lentamente que a luz, de forma que levaria bilhões de anos para criar uma estrutura desse tamanho – e o Universo existe apenas há cerca de 14 bilhões de anos."

Como ciência descobriu há 100 anos que Via Láctea não é a única galáxia do Universo

Cem anos atrás, em 23 de novembro de 1924, os leitores que folheassem a página 6 do jornal The New York Times encontrariam um interessante artigo, ao lado de diversos anúncios de casacos de pele.

A manchete dizia: "Nebulosas em espiral encontradas são sistemas estelares: o Dr. Hubbell [sic] confirma a informação de que elas são 'universos-ilhas', similares ao nosso próprio".

O astrônomo americano que gerou a reportagem, Edwin Powell Hubble (1889-1953), provavelmente terá ficado surpreso com o erro na grafia do seu sobrenome. Mas a história detalhava uma descoberta revolucionária.

Hubble havia descoberto que duas nebulosas em espiral, objetos compostos de gases e estrelas — que, até então, se acreditava que ficassem dentro da Via Láctea — na verdade, estão localizadas fora da nossa galáxia.

Estes objetos eram as galáxias de Andrômeda e Messier 33, as mais próximas da nossa Via Láctea. Atualmente, estima-se que trilhões de galáxias povoem o Universo, com base nas observações de dezenas de milhões delas.

Quatro anos antes do anúncio de Hubble, ocorreu um evento chamado "o grande debate" na capital dos Estados Unidos, Washington DC. Estavam reunidos os astrônomos americanos Harlow Shapley (1885-1972) e Heber Curtis (1872-1942).

Shapley havia demonstrado recentemente que a Via Láctea é maior do que as medições anteriores. Ele afirmava que a galáxia poderia acomodar nebulosas em espiral dentro dela. Mas Curtis defendia a existência de outras galáxias, além da Via Láctea.

Retrospectivamente e ignorando certos detalhes, Curtis venceu o debate. Mas o método adotado por Shapley para medir as distâncias ao longo da Via Láctea foi fundamental para a descoberta de Hubble — e foi derivado do trabalho de uma pioneira da astronomia americana, chamada Henrietta Swan Leavitt (1868-1921).

Milinovas

 

📷 Impressão artística de uma erupção de nova clássica. Crédito: Krzysztof Ulaczyk / Observatório Astronômico, Universidade de Varsóvia.

♦ Uma descoberta inovadora de uma equipe internacional de astrônomos revelou uma classe completamente nova de fontes cósmicas de raios-X.

Liderada por pesquisadores do Observatório Astronômico da Universidade de Varsóvia, esta descoberta, publicada no Astrophysical Journal Letters, está lançando luz sobre misteriosos fenômenos celestes.

🔹 FENÔMENOS CÓSMICOS DE RAIOS-X

A maioria das pessoas está familiarizada com raios-X de ambientes médicos, onde ajudam a produzir imagens de ossos ou diagnosticar condições como doenças pulmonares. Nesses casos, os raios-X são criados usando fontes artificiais.

O que muitos não percebem é que os objetos celestes também podem emitir radiação de raios-X. "Alguns fenômenos cósmicos produzem raios-X naturalmente", diz o Dr. Przemek Mróz, principal autor do estudo. "Por exemplo, os raios-X podem ser produzidos por um gás quente caindo sobre objetos compactos como anãs brancas, estrelas de nêutrons ou buracos negros. Os raios-X também podem ser gerados pela desaceleração de partículas carregadas, como elétrons.

🔹 DESCOBERTA DE OBJETOS CELESTES INCOMUNS

Uma equipe de pesquisadores descobriu 29 objetos incomuns nas Nuvens de Magalhães, duas galáxias satélites perto da Via Láctea. Esses objetos exibiram um comportamento surpreendente: durante explosões de longa duração, geralmente durando alguns meses, seu brilho aumentou de 10 a 20 vezes. Enquanto alguns desses objetos mostraram explosões recorrentes a cada poucos anos, outros explodiram apenas uma vez durante o período de observação.

A equipe descobriu esses objetos analisando mais de 20 anos de dados coletados pela pesquisa Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE), liderada por astrônomos da Universidade de Varsóvia.

🔹 CARACTERÍSTICAS E OBSERVAÇÕES DO OGLE-mNOVA-11

Um objeto detectado, chamado OGLE-mNOVA-11, iniciou uma explosão em novembro de 2023, proporcionando uma oportunidade única para um estudo detalhado.

"Observamos essa estrela com o Southern African Large Telescope (SALT), um dos maiores telescópios do mundo", diz o Dr. Mróz. "Seu espectro óptico revelou assinaturas de átomos ionizados de hélio, carbono e nitrogênio, indicando temperaturas extremamente altas."

A estrela também foi observada pelo Observatório Neil Gehrels Swift, que detectou raios-X correspondentes a uma temperatura de 600.000 graus Celsius. Dada a sua distância de mais de 160.000 anos-luz, OGLE-mNOVA-11 emitiu mais de 100 vezes a luminosidade do Sol.

🔹 A NATUREZA E O IMPACTO DAS MILINOVAS

As propriedades incomuns do objeto se assemelhavam muito a outro sistema, chamado ASASSN-16oh, descoberto em 2016 pelo All Sky Automated Survey for SuperNovae.

"Acreditamos que OGLE-mNOVA-11, ASASSN-16oh e os outros 27 objetos formam uma nova classe de fontes transitórias de raios-X", diz o Dr. Mróz. "Nós as chamamos de milinovas, pois seu brilho máximo é cerca de mil vezes menor do que o das novas clássicas."

Acredita-se que as milinovas sejam sistemas estelares binários que consistem em dois objetos orbitando um ao outro com um período de alguns dias. Uma anã branca - um remanescente denso de uma estrela outrora massiva - orbita de perto uma estrela subgigante que esgotou o hidrogênio em seu núcleo e se expandiu. A proximidade entre as duas estrelas permite que o material flua da subgigante para a anã branca.

🔹 EXPLICAÇÕES TEÓRICAS E IMPLICAÇÕES ASTROFÍSICAS

A fonte dos raios-X permanece um mistério, mas os cientistas propuseram duas explicações possíveis. De acordo com um cenário, os raios-X podem ser produzidos à medida que o material da subgigante cai na superfície da anã branca, liberando energia.

Alternativamente, os raios-X podem resultar de uma fuga termonuclear na superfície da anã branca. À medida que o material se acumula na anã branca, o hidrogênio se inflama, causando uma explosão termonuclear - mas não violenta o suficiente para ejetar material.

Se a última hipótese estiver correta, então as milinovas podem desempenhar um papel crucial na astrofísica. À medida que uma anã branca cresce em massa, ela pode eventualmente atingir um limite crítico (cerca de 1,4 massas solares), ponto em que pode explodir como uma supernova do Tipo Ia.

Os astrônomos usam supernovas do Tipo Ia como velas padrão para medir distâncias cósmicas. Em particular, as observações de supernovas do Tipo Ia levaram à descoberta da expansão acelerada do Universo, uma descoberta que ganhou o Prêmio Nobel de Física de 2011. No entanto, os progenitores exatos das supernovas do Tipo Ia permanecem desconhecidos.

Explosões do Cosmos

 

📷 Os pesquisadores estão desvendando os segredos da formação estelar seguindo as trilhas explosivas de estrelas moribundas. Essa nova abordagem pode provar que todas as estrelas, não importa onde estejam no universo, nascem da mesma maneira. Crédito: SciTechDaily

♦ Os cientistas descobriram uma nova maneira de descobrir como as estrelas são formadas, estudando suas mortes espetaculares.

Usando dados de estrelas explosivas como supernovas e explosões de raios gama, os pesquisadores agora podem calcular a massa de estrelas em regiões do universo muito distantes para serem observadas diretamente. Essa descoberta sugere um padrão universal de como as estrelas nascem, uma teoria que em breve será testada com telescópios de ponta como o JWST e o Euclid.

🔹 PESQUISA INOVADORA SOBRE FORMAÇÃO ESTELAR

Um artigo recente publicado na revista Universe descreve uma abordagem inovadora para estudar estrelas, traçando suas origens examinando suas mortes. Este método permite aos investigadores derivar a Função de Massa Inicial (IMF) - a distribuição das massas estelares após a sua formação - usando dados de supernovas e explosões de raios gama. Ao empregar uma técnica computacional amplamente utilizada para estimativa de parâmetros, os cientistas calcularam com sucesso o FMI em regiões distantes do cosmos, muito além do alcance da observação telescópica.

O estudo, conduzido por uma equipe da Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (SISSA) em Trieste, do Instituto Nacional de Física Nuclear (INFN), do Instituto de Física Fundamental do Universo (IFPU) e do Instituto Nacional de Astrofísica (INAF), descobriu que o FMI nessas regiões distantes se assemelha muito ao FMI observado em partes próximas do Universo.

🔹 EVIDÊNCIA DE UM FMI UNIVERSAL

Essa semelhança notável sugere a possibilidade de um FMI universal - um padrão consistente de formação de estrelas em todo o cosmos. Observações futuras de telescópios avançados como o Telescópio Espacial James Webb (JWST) e o Euclid testarão e potencialmente confirmarão essa hipótese intrigante.

"Todas as populações estelares observadas em nossa vizinhança parecem exibir uma função de massa inicial (IMF) surpreendentemente semelhante. Isso pode indicar que a FMI é uma constante universal de formação estelar em qualquer região do Universo. Infelizmente, limitações instrumentais impedem os cientistas de examinar populações estelares além do Universo local para testar a universalidade do FMI", explica Francesco Gabrielli, pesquisador e autor do estudo, juntamente com Andrea Lapi e Mario Spera.

A formação estelar é um dos processos mais fascinantes do Universo, ocorrendo em regiões internas densas de galáxias através do colapso e fragmentação de nuvens de gás molecular. Quando uma massa de gás se torna suficientemente quente e densa, ela começa a queimar hidrogênio e brilhar: é quando uma estrela nasce.

🔹 SUPERNOVAS E EXPLOSÕES DE RAIOS GAMA USADAS PARA CALCULAR O FMI

A nova pesquisa começou com um olhar para trás e, mais especificamente, com o conhecimento de que o curso da vida de uma estrela depende de sua massa. Estrelas massivas terminam suas vidas em explosões espetaculares chamadas supernovas. Acredita-se que algumas supernovas ejetem um jato de material de alta velocidade que emite raios gama em uma chamada "explosão de raios gama". Como a ocorrência de um tipo particular de explosão depende da massa da estrela, o número de tais explosões ocorrendo no Universo dependerá do número de estrelas que se formam com a massa certa - em outras palavras, do FMI.

Francesco Gabrielli explica: "O meu grupo e eu desenvolvemos um novo método, com base nestas considerações, para determinar o FMI para além do Universo local. Em particular, usamos um método computacional que é bastante comum, mas que agora foi usado pela primeira vez para reproduzir o número de supernovas e explosões de raios gama observadas no Universo. Como essas quantidades dependem estritamente do FMI, isso nos permitiu determinar com precisão a forma do FMI que melhor representa as observações."

🔹 TESTE POR OBSERVAÇÃO

Usando essa abordagem pela primeira vez, os pesquisadores conseguiram desenvolver uma nova metodologia para determinar o FMI. Uma descoberta particularmente fascinante foi que o FMI calculado para o Universo distante era surpreendentemente semelhante ao medido no Universo local, fornecendo possíveis evidências de um FMI universal.

Gabrielli conclui: "Este é um momento emocionante para os astrofísicos, com muitos novos telescópios, como o JWST e o Euclid, começando a fazer observações. Como resultado, um número excepcional de observações de supernovas e explosões de raios gama é esperado nos próximos anos. Será emocionante ver o que essa nova riqueza de dados pode nos dizer sobre o FMI e sua universalidade. Uma compreensão mais profunda do FMI levaria a avanços importantes em várias áreas da astrofísica, incluindo a formação e evolução de estrelas, o enriquecimento químico do Universo e a observação de ondas gravitacionais emitidas pela colisão de buracos negros.

Leda 22057 - Galáxia Espiral

 

📷 Uma galáxia espiral com dois braços finos e curvados lentamente, um mais fraco que o outro, saindo das pontas de uma região central brilhante e oval. O disco da galáxia também tem formato oval e está cheio de poeira difusa sob os braços. Possui alguns pontos brilhantes onde as estrelas estão concentradas, especialmente ao longo dos braços. O núcleo tem um brilho branco no centro e grossas faixas de gás ao seu redor. Uma supernova é visível como um ponto azul pálido perto do núcleo.

♦ Esta Fotografia da Semana do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA apresenta a galáxia LEDA 22057, que se situa a cerca de 650 milhões de anos-luz de distância na constelação de Gêmeos. Como o assunto da Foto da Semana da semana passada, a LEDA 22057 é o local de uma explosão de supernova. Esta supernova em particular, chamada SN 2024PI, foi descoberta por uma pesquisa automatizada em janeiro de 2024. O rastreio cobre toda a metade norte do céu noturno de dois em dois dias e catalogou mais de 10 000 supernovas.

A supernova é visível nesta imagem: localizada logo abaixo e à direita do núcleo galáctico, o pálido ponto azul da SN 2024PI se destaca contra os braços espirais fantasmagóricos da galáxia. Esta imagem foi tirada cerca de um mês e meio após a descoberta da supernova, então a supernova é vista aqui muitas vezes mais fraca do que seu brilho máximo.

SN 2024PI é classificada como uma supernova do Tipo Ia. Este tipo de supernova requer um objeto notável chamado anã branca, o núcleo cristalizado de uma estrela com uma massa inferior a cerca de oito vezes a massa do Sol. Quando uma estrela desse tamanho consome o suprimento de hidrogênio em seu núcleo, ela se transforma em uma gigante vermelha, tornando-se fria, inchada e luminosa. Com o tempo, pulsações e ventos estelares fazem com que a estrela perca suas camadas externas, deixando para trás uma anã branca e uma nebulosa planetária colorida. As anãs brancas podem ter temperaturas superficiais superiores a 100.000 graus e são extremamente densas, empacotando aproximadamente a massa do Sol em uma esfera do tamanho da Terra.

Embora quase todas as estrelas da Via Láctea um dia evoluam para anãs brancas - este é o destino que aguarda o Sol cerca de cinco bilhões de anos no futuro - nem todas elas explodirão como supernovas do Tipo Ia. Para que isso aconteça, a anã branca deve ser membro de um sistema estelar binário. Quando uma anã branca suga material de um parceiro estelar, a anã branca pode se tornar muito massiva para se sustentar. A explosão resultante de fusão nuclear descontrolada destrói a anã branca em uma explosão de supernova que pode ser vista a muitas galáxias de distância.

Estrutura 3D da Via Láctea

 

Usando dados da pesquisa APOGEE, astrônomos do Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam, da Universidade de Viena e do Observatório de Paris reconstruíram as propriedades de estrelas "escondidas" dentro do disco da nossa Via Láctea.

📷 As órbitas de algumas estrelas reais são ilustradas no topo da luz estelar total da Via Láctea. Crédito da imagem: S. Khoperskov / AIP.

♦ "Nossa compreensão da Via Láctea avançou a cada salto no número de estrelas", disse o Dr. Sergey Khoperskov, do Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam, e colegas.

"Desde as primeiras observações até telescópios espaciais e terrestres cada vez mais avançados, cada marco revelou novas camadas da complexa estrutura e movimento da galáxia."

"Enquanto os rastreios estelares continuam a expandir-se em volume, a nossa visão da Via Láctea permanece severamente obscurecida, com a grande maioria das estrelas que podemos estudar concentradas em torno do Sol."

"Essa discrepância se deve em grande parte a uma limitação fundamental de nossas observações, originada de nossa posição no plano central do disco da Via Láctea."

"Nossa localização limita o volume de estrelas potencialmente observáveis, dependendo de quão brilhantes elas aparecem, o que é ainda mais afetado por poeira e gás que podem bloquear ou escurecer sua luz, chamada extinção do meio interestelar."

Os autores desenvolveram um método inovador para preencher as lacunas em nossa compreensão da estrutura da Via Láctea.

"Em vez de confiar apenas em observações de estrelas individuais, as órbitas inteiras de estrelas reais podem ser usadas para representar a estrutura e a dinâmica da galáxia", explicaram.

"À medida que as estrelas se movem em torno do centro galáctico, elas servem como uma ferramenta para mapear regiões da galáxia que estão além do alcance direto de nossos telescópios, incluindo áreas do outro lado da Via Láctea."

"Usando um modelo para a distribuição de massa da Via Láctea e as posições e velocidades observadas das estrelas, não apenas calculamos as órbitas das estrelas, mas, mais importante, medimos quanta massa deve ser associada a cada órbita."

Usando uma nova técnica aplicada a uma grande amostra de estrelas com parâmetros espectroscópicos da pesquisa APOGEE, que faz parte do Sloan Digital Sky Survey, os pesquisadores mapearam a cinemática estelar em toda a Via Láctea.

Eles revelaram o intrincado movimento das estrelas na região da barra sem serem prejudicados por incertezas nas medições de distância.

Ao reconstruir órbitas estelares usando estrelas reais da Via Láctea com parâmetros determinados com precisão, os astrônomos quantificaram as abundâncias químicas ponderadas em massa da galáxia e a estrutura etária.

Essa abordagem contorna os desafios colocados pelas densas regiões internas e extinção do meio interestelar, fornecendo uma visão abrangente das populações estelares, incluindo áreas anteriormente não observáveis no lado oculto da Via Láctea.

"Podemos olhar para essa abordagem de uma perspectiva diferente", disse Khoperskov.

"Imagine que, para cada estrela que observamos, há uma grande amostra de estrelas que seguem exatamente a mesma órbita, mas, por várias razões, não foram capturadas pela pesquisa."

"O que estamos fazendo é reconstruir as posições, velocidades e parâmetros estelares dessas estrelas invisíveis, preenchendo as peças que faltam na estrutura da galáxia."

"Os novos dados sugerem fortemente que a Via Láctea foi formada em duas fases distintas, manifestadas por diferentes relações idade-abundância química."

"O disco interno, localizado bem dentro do raio do Sol, formou-se relativamente rápido durante os estágios iniciais da evolução da galáxia."

"Cerca de 6 a 7 bilhões de anos atrás, o disco externo começou a se montar, expandindo rapidamente a extensão radial da Via Láctea e moldando sua estrutura atual."

NGC 1270

 

 A NGC 1270 é apenas um membro do Aglomerado de Perseu, um grupo de milhares de galáxias que fica a cerca de 240 milhões de anos-luz da Terra, na constelação de Perseu. Essa imagem, tirada com o Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS) no telescópio Gemini North, uma metade do Observatório Internacional Gemini, que é apoiado em parte pela Fundação Nacional de Ciências dos EUA e operado pelo NSF NOIRLab, captura uma coleção deslumbrante de galáxias na região central desse enorme aglomerado.

Milhares de galáxias brilhantes reveladas em uma nova imagem DECam ultra profunda que mostra o Aglomerado Antlia

O NSF NOIRLab entra no Ano Novo com uma brilhante paisagem de galáxia capturada com a Câmera de Energia Escura fabricada pelo Departamento de Energia, montada no Telescópio de 4 metros Víctor M. Blanco da Fundação Nacional de Ciências dos EUA no Observatório Interamericano Cerro Tololo no Chile, um programa do NSF NOIRLab. Essa visão ultraprofunda do Aglomerado de Antlia revela uma variedade espetacular de tipos de galáxias entre as centenas que compõem sua população.

Os aglomerados de galáxias são algumas das maiores estruturas conhecidas no Universo. Os modelos atuais sugerem que essas estruturas maciças se formam como aglomerados de matéria escura e as galáxias que se formam dentro delas são unidas pela gravidade para formar grupos de dezenas de galáxias, que, por sua vez, se fundem para formar aglomerados de centenas ou até milhares. Um desses grupos é o Aglomerado Antlia (Abell S636), localizado a cerca de 130 milhões de anos-luz da Terra, na direção da constelação Antlia (a Bomba de Ar).

Essa imagem foi tirada com a Câmera de Energia Escura (DECam), de 570 megapixels, fabricada pelo Departamento de Energia, montada no Telescópio de 4 metros Víctor M. Blanco, da Fundação Nacional de Ciências (NSF) dos EUA, no Observatório Interamericano de Cerro Tololo, no Chile, um programa do NOIRLab da NSF. Ele captura apenas uma parte das 230 galáxias que até agora foram encontradas para compor o Aglomerado Antlia, bem como milhares de galáxias de fundo. A visão ultraprofunda da DECam mostra a variedade de tipos de galáxias dentro e fora do aglomerado com detalhes incríveis.

Vários programas do NOIRLab (NOAO antes de 2019) contribuíram com observações do Aglomerado de Antlia nos últimos 20 anos. Cientistas do Chile usaram tanto o telescópio Blanco (com sua câmera predecessora MOSAIC II) quanto o telescópio Gemini South, uma metade do Observatório Internacional Gemini, financiado em parte pela NSF e operado pelo NSF NOIRLab, para examinar o aglomerado por meio do Projeto Antlia Cluster. Em anos mais recentes, os pesquisadores investigaram o aglomerado a partir de observatórios espaciais e terrestres. Esses esforços combinados revelaram uma variedade dinâmica de tipos de galáxias mais raras dentro do aglomerado.

O Aglomerado Antlia é dominado por duas galáxias elípticas massivas - NGC 3268 (centro) e NGC 3258 (canto inferior direito). Essas galáxias centrais são cercadas por várias galáxias anãs fracas (veja este gráfico do localizador mostrando o Aglomerado de Antlia em uma orientação diferente). Os pesquisadores acreditam que essas duas galáxias estão em processo de fusão, com base em observações de raios X que revelaram uma "corda" de aglomerados globulares ao longo da área de pico de luz entre elas. Isso pode ser uma evidência de que o aglomerado Antlia é, na verdade, dois aglomerados menores que estão se combinando.

O aglomerado é rico em galáxias lenticulares - um tipo de galáxia em disco que tem pouca matéria interestelar e, portanto, pouca formação estelar em andamento - e também abriga algumas galáxias irregulares. Uma infinidade de galáxias anãs mais raras e de baixa luminosidade foi encontrada no aglomerado, incluindo anãs ultracompactas, elípticas compactas e anãs compactas azuis. O aglomerado também pode conter galáxias anãs esferoidais e o subtipo de galáxia ultradifusa, embora sejam necessárias mais investigações para confirmá-las.

Muitos desses tipos de galáxias só foram identificados nas últimas décadas devido aos avanços em equipamentos de observação e técnicas de análise de dados que podem capturar melhor a baixa luminosidade e o tamanho relativamente menor dessas galáxias. A avaliação dos tipos de galáxias permite que os astrônomos tracem os detalhes minuciosos da evolução das galáxias, e algumas galáxias ricas em matéria escura oferecem mais oportunidades para os astrônomos entenderem essa substância misteriosa que compõe 25% do Universo.

O desenvolvimento de câmeras maiores e mais altamente sensibilizadas, como a DECam, permite que os astrônomos vejam os detalhes mais fracos dessas superestruturas, como a luz difusa entre as galáxias do aglomerado, que é uma combinação de luz intraaglomerado - o brilho fraco das estrelas lançadas no campo gravitacional do aglomerado pela agitação das galáxias em interação - e a luz desbotada do Remanescente de Supernova Antlia, descoberto em 2002.

O próximo Legacy Survey of Space and Time do NSF-DOE Vera C. Rubin Observatory será o primeiro levantamento astronômico a fornecer aos cientistas os dados necessários para detectar a luz intracluster em milhares de aglomerados de galáxias, revelando pistas sobre a distribuição da matéria escura ao redor dos aglomerados de galáxias e a história evolutiva do Universo em grandes escalas.

MAIS INFORMAÇÕES

O NOIRLab da NSF, o centro da Fundação Nacional de Ciências dos EUA O NOIRLab, centro da Fundação Nacional de Ciências dos EUA para astronomia óptico-infravermelha baseada em terra, opera o Observatório Internacional Gemini (uma instalação da NSF, NRC-Canadá, ANID-Chile, MCTIC-Brasil, MINCyT-Argentina e KASI-República da Coreia), o Observatório Nacional Kitt Peak (KPNO) da NSF, o Observatório Interamericano Cerro Tololo (CTIO) da NSF, o Centro de Dados e Ciência Comunitária (CSDC) e o Observatório Vera C. Rubin do NSF-DOE (em cooperação com o Laboratório Nacional de Aceleração SLAC do DOE). Rubin Observatory (em cooperação com o SLAC National Accelerator Laboratory do DOE). Ele é gerenciado pela Associação de Universidades para Pesquisa em Astronomia (AURA) sob um acordo de cooperação com a NSF e tem sede em Tucson, Arizona.

A comunidade científica tem a honra de ter a oportunidade de realizar pesquisas astronômicas em I'oligam Du'ag (Kitt Peak), no Arizona, em Maunakea, no Havaí, e em Cerro Tololo e Cerro Pachón, no Chile. Reconhecemos o papel cultural muito importante e a reverência de I'oligam Du'ag (Kitt Peak) para a nação Tohono O'odham e de Maunakea para a comunidade Kanaka Maoli (nativos do Havaí).