Astrônomos descobrem ‘super-terra’ potencialmente habitável a apenas 18 anos-luz da Terra

 Uma equipe de astrônomos da Universidade da Califórnia em Irvine (UC Irvine) anunciou a descoberta de um exoplaneta rochoso que pode ter água líquida na superfície – o ingrediente mais importante que conhecemos para a existência de vida

Uma equipe internacional de cientistas apelidou o exoplaneta, chamado GJ 251 c, de

Batizado de GJ 251 c, esse mundo é uma chamada “super-Terra”: maior e mais massivo que o nosso planeta, mas ainda feito de rocha, e orbita bem na zona habitável da sua estrela, a região onde a temperatura permite que a água permaneça líquida.

O mais empolgante é a proximidade: a apenas 18 anos-luz de distância, o sistema fica praticamente “ao lado” em termos cósmicos, dentro da nossa própria Via Láctea. A estrela hospedeira, chamada GJ 251, é uma anã vermelha do tipo M – o tipo mais comum e mais antigo de estrela da galáxia. Essas estrelas são conhecidas por serem muito ativas, com manchas escuras e explosões intensas de energia (chamadas flares), o que muitas vezes dificulta a detecção de planetas, pois esses fenômenos podem imitar os sinais que os astrônomos procuram.

A descoberta foi possível graças a dois instrumentos de última geração que ajudam a “sentir” o leve balanço que um planeta causa na sua estrela: o Habitable-zone Planet Finder (HPF) e o NEID. Esses equipamentos medem variações mínimas na luz da estrela (técnica conhecida como velocidade radial) e trabalham principalmente no infravermelho, onde a “bagunça” causada pela atividade da estrela é menor.

“Já encontramos milhares de exoplanetas, então descobrir mais um não é tão surpreendente”, explica o coautor Paul Robertson, professor de física e astronomia da UC Irvine. “O que torna este especial é estar tão perto de nós. Em escala cósmica, é praticamente nosso vizinho.”

Por que esse planeta é tão promissor?

– Está na zona habitável: temperaturas adequadas para água líquida.

– É rochoso e maior que a Terra (super-Terra).

– Fica perto o suficiente para podermos estudá-lo com detalhes no futuro.

O próximo grande passo: vê-lo de verdade

Atualmente só conseguimos detectar GJ 251 c indiretamente, pelos efeitos que ele causa na luz da estrela. Para confirmar se realmente tem água ou até uma atmosfera, precisamos tirar uma foto direta dele – algo extremamente difícil porque o brilho da estrela “encobre? o planeta.

A esperança está no futuro Thirty Meter Telescope (TMT), um telescópio gigante em construção pela Universidade da Califórnia e parceiros. Com espelhos de 30 metros de diâmetro, o TMT será o único capaz de separar a luz fraca do planeta do brilho intenso da estrela.

“O TMT será o único telescópio do mundo com resolução suficiente para fazer imagens diretas de planetas como esse. Telescópios menores simplesmente não conseguem”, afirma Corey Beard, principal autor do estudo e ex-aluno de doutorado do grupo de Robertson.

O artigo científico foi publicado na revista The Astronomical Journal e reforça que, embora os dados sejam muito convincentes, ainda precisamos dessas imagens diretas para ter certeza absoluta sobre as características do planeta.

Os pesquisadores esperam que a descoberta motive a comunidade científica a priorizar GJ 251 c nos planos de observação dos novos telescópios gigantes. “Estamos na fronteira da tecnologia e dos métodos de análise”, diz Beard. “Precisamos do investimento da comunidade para transformar esse candidato em um dos mundos potencialmente habitáveis mais bem estudados que já encontramos tão perto de casa.”

Em resumo: a apenas 18 anos-luz, pode haver um planeta rochoso maior que a Terra, com chance real de oceanos líquidos – e, quem sabe, condições para a vida. Graças à proximidade e aos futuros telescópios gigantes, estamos mais perto do que nunca de descobrir se realmente não estamos sozinhos.

Terrarara.com.br

Como Titã poderia reescrever a história da vida no Universo

 As regras da química em Titã, a maior lua de Saturno, podem estar prestes a ser reescritas. E com isso, vem a reescrita da própria química da vida.

Vista de Titã, a maior lua de Saturno, além dos anéis do planeta. A pequena lua Epimeteu é visível em primeiro plano. Crédito: NASA/JPL/Space Science Institute. 

Uma descoberta inesperada revela como cristais congelados de um composto tóxico, o cianeto de hidrogênio, podem se misturar com hidrocarbonetos líquidos como metano e etano, formando estruturas estáveis ​​sob condições extremas. Essa interação , antes considerada impossível, abre novas perspectivas sobre a química pré-biótica no sistema solar e além.

Experimentos conduzidos no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, combinados com simulações computacionais realizadas pela Universidade de Tecnologia de Chalmers , na Suécia, permitiram aos pesquisadores observar esse fenômeno surpreendente. Eles trabalharam em temperaturas próximas às de Titã, aproximadamente -180°C, onde o cianeto de hidrogênio existe na forma de cristais sólidos.

Em laboratório, descobriram que o metano e o etano, apesar de serem apolares, conseguiam penetrar na estrutura cristalina do cianeto de hidrogênio, criando o que é conhecido como um "cocristal". Essa estabilidade inesperada desafia o princípio químico de que substâncias polares e apolares não se misturam.

O cianeto de hidrogênio é uma molécula polar, ou seja, possui uma extremidade com carga positiva e outra com carga negativa, o que normalmente favorece a formação de ligações com outras moléculas polares. Em contraste, o metano e o etano são hidrocarbonetos apolares, com uma distribuição simétrica de cargas elétricas. Na Terra, essa diferença explicaria por que o óleo e a água não se misturam. No entanto, em Titã, simulações mostraram que esses compostos podem se combinar, formando estruturas cristalinas híbridas estáveis ​​no ambiente gélido da lua.

Essa descoberta tem implicações importantes para a compreensão da química pré-biótica — as reações químicas que podem ter precedido o surgimento da vida. O cianeto de hidrogênio é um precursor fundamental dos aminoácidos, os blocos de construção das proteínas, e das nucleobases do RNA e do DNA. Embora seja tóxico para a vida hoje, pode ter desempenhado um papel crucial na formação das primeiras moléculas biológicas na Terra primitiva. Titã, com seus lagos de hidrocarbonetos e atmosfera rica, oferece um laboratório natural para o estudo desses processos.

A missão Dragonfly da NASA, com chegada prevista a Titã em 2034, verificará essas descobertas coletando amostras de gelo de cianeto de hidrogênio da superfície. Essa missão, equipada com um rotorcraft, explorará diversos locais para analisar a composição química dessa lua. Os pesquisadores esperam descobrir outras interações inesperadas entre moléculas polares e apolares, ampliando nossa compreensão dos ambientes gelados no Universo.

Moléculas polares e apolares

Moléculas polares, como o cianeto de hidrogênio, possuem uma distribuição desigual de cargas elétricas, criando um polo positivo e um negativo. Essa polaridade promove interações com outras moléculas polares por meio de atração eletrostática, o que explica por que elas frequentemente se dissolvem em solventes polares como a água.

Moléculas apolares, como o metano e o etano, possuem simetria de carga, o que as torna menos compatíveis com substâncias polares. Em geral, elas preferem se associar a outras moléculas apolares, um princípio resumido pelo ditado "semelhante atrai semelhante".

Em Titã, a descoberta de misturas entre esses dois tipos de moléculas desafia essa regra. As temperaturas extremamente baixas, em torno de -180 °C, permitem que o metano e o etano penetrem nos cristais de cianeto de hidrogênio, formando cocristais estáveis. Essa interação é facilitada pela estrutura cristalina, que pode acomodar moléculas apolares em seus interstícios.

Essa exceção abre caminho para novas pesquisas sobre mistura molecular em ambientes frios, como nuvens interestelares ou cometas, onde reações semelhantes poderiam ocorrer.

Química prebiótica e as origens da vida

A química pré-biótica estuda as reações químicas que podem ter levado ao surgimento da vida na Terra há aproximadamente 4 bilhões de anos. Ela se concentra na formação de moléculas orgânicas complexas a partir de compostos simples em condições naturais.

O cianeto de hidrogênio é considerado um precursor importante nesse processo. Ele pode reagir com outras moléculas para formar aminoácidos, os blocos de construção das proteínas, que são essenciais para a vida. Também desempenha um papel na síntese de nucleobases, componentes do RNA e do DNA.

Titã, com seus lagos de hidrocarbonetos e atmosfera rica em nitrogênio, assemelha-se a uma versão gelada da Terra primitiva. Interações entre cianeto de hidrogênio e hidrocarbonetos poderiam simular etapas-chave da química pré-biótica naquele planeta, apesar das temperaturas hostis.

Ao compreender esses mecanismos em Titã, os cientistas esperam esclarecer como a vida surgiu na Terra e se processos semelhantes são possíveis em outros lugares do universo, por exemplo, em exoplanetas ou outras luas geladas.

Techno-science.net

Almach: o sistema estelar quádruplo na constelação de andrômeda

 A constelação de Andrômeda, conhecida como a Dama Acorrentada, é famosa pela Galáxia de Andrômeda, mas há outro tesouro celeste que brilha em seus domínios: o sistema estelar múltiplo Almach, também chamado de Gamma Andromedae

A colorida estrela dupla telescópica Almach é, na verdade, composta por quatro estrelas. A componente mais tênue é, na realidade, um sistema estelar triplo. Imagem via Antonsusi/Wikipedia. 

Com um pequeno telescópio, é possível observar que Almach é uma das duplas estelares mais impressionantes do céu. Esse sistema revela duas estrelas de cores vibrantes: uma dourada e outra de um azul índigo marcante. Estudos mais aprofundados mostram que Almach não é apenas uma dupla, mas um sistema quádruplo, composto por quatro estrelas.

Para os amantes de estrelas duplas, as cores de Almach podem até superar a beleza da famosa Albireo, na constelação de Cisne, considerada por muitos a dupla estelar mais bela do céu. No outono do hemisfério norte, tanto Almach quanto Albireo estão visíveis, então vale a pena observá-las e decidir qual delas encanta mais. Experimente usar diferentes oculares no seu telescópio para encontrar a visão mais nítida e vibrante. Um truque interessante é desfocar ligeiramente o telescópio, o que pode realçar ainda mais as cores das estrelas.

Hoje, sabemos que a estrela azul menor é, na verdade, um sistema triplo, o que torna Almach um sistema de quatro estrelas no total. Esse sistema estelar está localizado a cerca de 350 anos-luz da Terra.

A Ciência por Trás do Sistema Estelar

O astrônomo alemão Johann Tobias Mayer foi o primeiro a identificar Almach como uma estrela dupla, em 1778. O sistema é formado por dois componentes principais: Gamma1 Andromedae (a estrela dourada) e Gamma2 Andromedae (o sistema triplo). No céu, essas duas partes parecem estar separadas por cerca de 10 segundos de arco, e orbitam uma à outra em um período de aproximadamente 4.700 anos.

A estrela mais brilhante, Gamma1 Andromedae, tem magnitude de +2,26 e é uma gigante do tipo K. Comparada ao nosso Sol, ela é 80 vezes maior em raio, tão grande que poderia alcançar a órbita de Vênus se estivesse no lugar do Sol. Sua temperatura superficial é de cerca de 4.500 K (aproximadamente 4.200 °C) e ela é 2.000 vezes mais luminosa que o Sol, com uma velocidade de rotação de 17 km/s.

Já Gamma2 Andromedae é um sistema mais complexo, formado por duas estrelas binárias espectroscópicas, Gamma Andromedae B e Gamma Andromedae C, que orbitam uma à outra em 63,7 anos, separadas por apenas 0,3 segundos de arco. Essa distância equivale a cerca de 33 unidades astronômicas (UA), semelhante à distância entre o Sol e Netuno. A estrela mais brilhante desse par, Gamma Andromedae B, é também um sistema binário, mas sua companheira só pode ser detectada por espectroscopia, com um período orbital de apenas 2,7 dias. Juntas, as três estrelas de Gamma2 têm uma massa combinada de 8,7 vezes a do Sol, consolidando Almach como um sistema quádruplo.

Gamma Andromedae, também conhecida como Almach, é uma estrela dupla (não visível nesta imagem de campo amplo) localizada na constelação de Andrômeda. Imagem via Alan Dyer/AmazingSKY.com. Usada com permissão. 

Como Encontrar Almach no Céu

Na mitologia celeste, Almach representa o pé esquerdo de Andrômeda. Para localizá-la, comece pelo Grande Quadrado de Pégaso, uma formação estelar característica do outono no hemisfério norte. A partir da estrela Alpheratz, no canto do quadrado, siga uma das duas correntes de estrelas que formam a constelação de Andrômeda. Almach está na terceira posição da corrente inferior. Com magnitude 2, ela brilha com intensidade semelhante às estrelas da Ursa Maior.

Almach também está relativamente próxima da famosa estrela variável Algol, na constelação de Perseu. Quando Algol atinge seu brilho máximo, ela iguala a intensidade de Almach, criando um belo par para observação.

Conclusão

À primeira vista, Almach parece uma estrela única, mas um pequeno telescópio revela sua verdadeira natureza: duas estrelas coloridas, uma dourada e outra azul. Estudos astronômicos mostram que o componente azul é, na verdade, um sistema triplo, totalizando quatro estrelas no sistema Almach. Observar esse sistema é uma experiência fascinante, que combina beleza visual com a maravilha da ciência estelar.

Terrarara.com.br

Astrônomos detectam a primeira ejeção de massa coronal de uma estrela alienígena – e isso é uma má notícia na busca por vida.

 "Os astrônomos desejavam detectar uma ejeção de massa coronal em outra estrela há décadas. Agora, conseguimos fazer isso pela primeira vez."

Representação artística de uma grande estrela vermelha emitindo uma explosão de luz brilhante. Padrões giratórios em tons de vermelho e laranja circundam a estrela, sugerindo intensa atividade. Ao fundo, um planeta azul menor aparece com um rastro tênue e difuso que se estende a partir dele, indicando que sua atmosfera está sendo expelida. (Crédito da imagem: Olena Shmahalo/Callingham et al.)

Graças à sonda espacial XMM-Newton da Agência Espacial Europeia (ESA), os astrônomos observaram pela primeira vez uma poderosa explosão de plasma emanando de uma estrela distante. Já vimos (e sentimos) muitas dessas ejeções de massa coronal (EMCs) do Sol, mas, embora já suspeitássemos há muito tempo que outras estrelas expelissem fluxos tão poderosos de gás superaquecido e campo magnético, os astrônomos nunca as haviam detectado de forma tão convincente.

Essa primeira ejeção de massa coronal (EMC) extra-solar, que irrompeu de uma estrela anã vermelha , também não foi uma explosão estelar qualquer. Essa EMC era densa o suficiente e carregava energia suficiente para remover a atmosfera de qualquer planeta em órbita próxima, com o material ejetado viajando a 2.400 quilômetros por segundo (5,4 milhões de milhas por hora). Essa velocidade, cerca de 3.500 vezes maior que a de um caça a jato Lockheed Martin F-16, é algo observado em apenas cerca de 1 em cada 2.000 EMCs provenientes do nosso Sol.

O potencial de remoção da atmosfera causado por essa explosão significa que a observação dessa Ejeção de Massa Coronal (EMC) pode ajudar os astrônomos a refinar a identificação de planetas extrassolares, ou exoplanetas , que orbitam estrelas distantes e são capazes de abrigar vida.

"Os astrônomos desejavam detectar uma Ejeção de Massa Coronal (EMC) em outra estrela há décadas", disse Joe Callingham, membro da equipe do Instituto Holandês de Radioastronomia (ASTRON), em um comunicado . "Descobertas anteriores inferiram que elas existem ou sugeriram sua presença, mas não confirmaram definitivamente que o material escapou para o espaço. Agora, conseguimos fazer isso pela primeira vez."

A pesquisa da equipe foi publicada na quarta-feira (12 de novembro) na revista Nature.

A descoberta dessa ejeção de massa coronal (EMC) extra-solar foi auxiliada pelo radiotelescópio LOFAR (Low-Frequency Array), capaz de detectar sinais de rádio criados por EMCs quando estas se propagam pelas camadas externas das estrelas e emergem no espaço interplanetário. Isso cria uma onda de choque e um sinal luminoso característico na região de ondas de rádio do espectro eletromagnético .

"Esse tipo de sinal de rádio simplesmente não existiria a menos que o material tivesse saído completamente da bolha de magnetismo poderoso da estrela", disse Callingham. "Em outras palavras, é causado por uma Ejeção de Massa Coronal (EMC)."

Esta ejeção de massa coronal (EMC) extra-solar foi detectada pela primeira vez em dados do LOFAR graças a uma nova técnica de processamento de dados. O XMM-Newton foi então usado para determinar a temperatura da estrela que a criou, sua velocidade de rotação e seu brilho em raios X. Isso revelou que esta anã vermelha, localizada a cerca de 130 anos-luz de distância, tem aproximadamente metade da massa do Sol, mas gira cerca de 20 vezes mais rápido que a nossa estrela e possui um campo magnético cerca de 300 vezes mais poderoso que o campo magnético solar.

"Precisávamos da sensibilidade e da frequência do LOFAR para detectar as ondas de rádio", explicou David Konijn, membro da equipe e estudante de doutorado na ASTRON. "E sem o XMM-Newton, não teríamos conseguido determinar o movimento da Ejeção de Massa Coronal (EMC) nem contextualizá-la em relação ao Sol, ambos fatores cruciais para comprovar nossas descobertas. Nenhum dos telescópios, sozinhos, teria sido suficiente – precisávamos dos dois."

Esta pesquisa também poderá nos ajudar a compreender melhor as ejeções de massa coronal (CMEs) lançadas pelo Sol e como elas influenciam o clima espacial ao redor da Terra.

"O XMM-Newton está nos ajudando a descobrir como as Ejeções de Massa Coronal (EMCs) variam de estrela para estrela, algo que é interessante não apenas para o nosso estudo de estrelas e do nosso Sol, mas também para a nossa busca por mundos habitáveis ​​ao redor de outras estrelas", disse Erik Kuulkers, cientista do projeto XMM-Newton da ESA. "Isso também demonstra o imenso poder da colaboração, que sustenta toda ciência bem-sucedida. A descoberta foi um verdadeiro esforço de equipe e resolve a busca de décadas por EMCs além do Sol."

Educação Médica Continuada e a busca pela vida

O fato de a ejeção de massa coronal (EMC) ter sido rápida e densa o suficiente para remover a atmosfera de um planeta também adiciona informações importantes aos critérios que definem o que é um planeta habitável .

"Este trabalho abre uma nova fronteira observacional para o estudo e a compreensão de erupções e clima espacial em torno de outras estrelas", disse Henrik Eklund, da ESA no Centro Europeu de Pesquisa e Tecnologia Espacial (ESTEC) em Noordwijk, Holanda. "Não estamos mais limitados a extrapolar nossa compreensão das ejeções de massa coronal (EMC) do Sol para outras estrelas. Parece que o clima espacial intenso pode ser ainda mais extremo em torno de estrelas menores – as principais hospedeiras de exoplanetas potencialmente habitáveis. Isso tem implicações importantes para a forma como esses planetas mantêm suas atmosferas e possivelmente permanecem habitáveis ​​ao longo do tempo."

Atualmente, para ser considerado habitável, um planeta precisa estar localizado na zona ao redor de sua estrela que não seja quente nem fria demais para sustentar água líquida, conhecida como zona habitável ou "zona Cachinhos Dourados" . Mas, se a estrela no centro dessa zona for particularmente ativa e estiver emitindo ejeções de massa coronal (EMC) violentas e frequentes, nem mesmo uma órbita estável na zona Cachinhos Dourados será suficiente para manter uma atmosfera e, consequentemente, as condições necessárias para o desenvolvimento da vida.

Essa é uma descoberta significativa, pois estrelas anãs vermelhas como essa são as mais comuns na Via Láctea. Portanto, é possível que mais estrelas desse tipo do que se acreditava anteriormente estejam removendo a atmosfera dos planetas que orbitam ao seu redor.

Correção 11/12: A estrela está localizada a cerca de 130 anos-luz de distância, e não a 40 anos-luz, e a velocidade estimada da Ejeção de Massa Coronal (EMC) é observada em apenas 1 em cada 2000 EMCs, e não em 1 em cada 20. Este artigo foi atualizado para refletir essa informação.

Space.com

Cientistas observam, pela primeira vez, a onda de choque de uma supernova atravessar uma estrela moribunda.

 A supernova foi a morte de uma estrela supergigante vermelha 500 vezes maior que o Sol, em uma galáxia a apenas 22 milhões de anos-luz de distância.

 Representação artística da erupção simétrica da supernova e do material circunstelar que a rodeia. (Crédito da imagem: ESO/L. Calçada.) 

Cientistas registraram pela primeira vez o momento em que a onda de choque de uma explosão de supernova irrompe pela superfície de uma estrela condenada, revelando o que parece ser uma detonação surpreendentemente simétrica.

Observar esse momento em detalhes era algo difícil até então, pois é raro uma supernova ser detectada com antecedência suficiente e telescópios serem apontados para ela — e quando isso aconteceu, a estrela em explosão estava muito distante.

Assim, quando a supernova 2024ggi explodiu em 10 de abril de 2024 na galáxia espiral relativamente próxima NGC 3621, que fica a 22 milhões de anos-luz de distância na constelação de Hydra, a Serpente de Água, o astrônomo Yi Yang, da Universidade Tsinghua, em Pequim, soube que precisava agir.

Ele e sua equipe internacional de colegas, da China, Europa, Oriente Médio e Estados Unidos, rapidamente solicitaram tempo de observação no Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO) no Chile para observar a supernova. Vinte e seis horas após a supernova ter sido descoberta pelas câmeras do Sistema Global de Alerta Final de Impacto Terrestre de Asteroides (ATLAS), o VLT já estava fornecendo dados. 

"As primeiras observações do VLT capturaram a fase durante a qual a matéria acelerada pela explosão perto do centro da estrela atravessou a superfície estelar", disse um desses colegas, Dietrich Baade, do ESO, em um comunicado . "Por algumas horas, a geometria da estrela e sua explosão puderam ser, e foram, observadas simultaneamente."

A estrela que explodiu em supernova era uma supergigante vermelha massiva, com massa entre 12 e 15 vezes a do nosso Sol . Essas estrelas morrem quando não conseguem mais produzir reações de fusão nuclear em seu núcleo, o que leva o núcleo a colapsar gravitacionalmente e formar uma estrela de nêutrons . As camadas da estrela ao redor do núcleo caem sobre ele e então ricocheteiam para fora, impulsionando uma explosão que despedaça a estrela.

A estrela, sendo dilacerada de dentro para fora, começou a brilhar dramaticamente, mas como uma supergigante vermelha é tão enorme, com um raio de 250 milhões de quilômetros (217 milhões de milhas), ou 500 vezes o raio do Sol, levou cerca de um dia para que essa onda de choque atravessasse sua superfície visível. 

Este era o momento que Yang, Baade e seus colegas esperavam. Se tivessem chegado um dia depois, teriam perdido. Presenciar o momento exato da explosão é fundamental para entender como uma estrela se despedaça.

Supernova SN 2024ggi, circulada, em NGC 3621.(Crédito da imagem: ESO/Y. Yang et al.)

Embora a supernova em si não pudesse ser resolvida como algo além de um ponto de luz, a polarização dessa luz continha pistas sobre a geometria da ruptura.

"A geometria de uma explosão de supernova fornece informações fundamentais sobre a evolução estelar e os processos físicos que levam a esses fogos de artifício cósmicos", disse Yang.

Utilizando o espectrógrafo FORS2 do VLT, a equipe empregou uma técnica de observação chamada espectropolarimetria para medir essa polarização.

"A espectropolarimetria fornece informações sobre a geometria da explosão que outros tipos de observação não conseguem fornecer porque as escalas angulares são muito pequenas", disse outro membro da equipe, Lifan Wang, da Universidade Texas A&M.

A medição mostrou que a forma da explosão inicial era achatada, semelhante a uma azeitona ou uva. Crucialmente, porém, a explosão propagou-se simetricamente e continuou a fazê-lo mesmo quando colidiu com um anel de material circunstelar.

"Essas descobertas sugerem um mecanismo físico comum que impulsiona a explosão de muitas estrelas massivas, o qual manifesta uma simetria axial bem definida e atua em grandes escalas", disse Yang.

As descobertas permitirão aos astrônomos descartar alguns modelos e fortalecer outros que descrevem o que impulsiona a onda de choque em uma explosão de supernova.

Em particular, alguns modelos sugerem que a onda de choque pode ganhar energia absorvendo partículas peculiares chamadas neutrinos à medida que se propaga do núcleo até a superfície da estrela. A absorção de neutrinos, no entanto, deveria levar a explosões altamente assimétricas, o que não parece ser o caso aqui. Em ocasiões em que explosões de supernovas foram observadas como assimétricas em um estágio posterior, a equipe de Yang propõe que poderiam ser os poderosos campos magnéticos, e não os neutrinos, que moldam a assimetria.

Os resultados da SN 2024ggi foram publicados em 12 de novembro na revista Science Advances, e o artigo está disponível no site da ESO .

Space.com

Uma dança de dois pares

 

 Crédito: J. Looten/ESO

Enquanto as duas maiores galáxias satélites da Via Láctea — as Nuvens de Magalhães — brilham sobre o deserto chileno, dois telescópios auxiliares que enviam luz para o Interferômetro do Very Large Telescope (VLTI) do ESO apontam para o céu, desvendando os mistérios do cosmos. Na Foto da Semana de hoje, o fotógrafo francês Julien Looten quis capturar a interação entre esses pares cósmicos e tecnológicos. 

As Nuvens de Magalhães são duas galáxias anãs que acompanham a nossa Via Láctea pelo cosmos. Culturas indígenas do hemisfério sul frequentemente as nomeavam em homenagem a poços de água. Ao mesmo tempo, os Telescópios Auxiliares são, de certa forma, companheiros dos Telescópios Unitários do VLT, explorando a vastidão do universo. Ao fundo, vemos o brilho atmosférico extremamente tênue, porém colorido, da Terra. 

Em conjunto, esta imagem mostra a “ imensidão do cosmos ”, como explica Looten, em contraste com a silhueta humana no lado direito da imagem. Ela nos lembra de quão pequenos somos como seres humanos em comparação com o tamanho dos objetos cósmicos e dos telescópios com os quais os observamos. Embora tenhamos a capacidade de estudar a grandeza do universo, nossa passagem pela Terra é fugaz — às vezes, tudo o que podemos ou devemos fazer é observar e admirar.

Eso.org

Dados não confirmam aceleração da expansão do Universo

  Universo não está acelerando

O Universo pode não estar acelerando, afinal de contas. Os cientistas agora calculam a expansão do Universo pode estar, na verdade, desacelerando, contestando uma das ideias mais fundamentais da cosmologia moderna.

Vislumbre da história do Universo, tal como o entendemos atualmente. O cosmos começou a expandir-se com o Big Bang, mas cerca de 10 bilhões de anos mais tarde começou a acelerar graças a um fenômeno teórico denominado energia escura. [Imagem: NASA]

A - agora pretensa - descoberta da aceleração da expansão do Universo é considerada uma das descobertas mais importantes da cosmologia moderna. Ela foi feita de forma independente e quase simultânea em 1998, por dois grupos de pesquisa: O Projeto Cosmologia Supernova, liderado por Saul Perlmutter, e a Equipe de Busca por Supernovas Alto-Z, liderada por Brian Schmidt e Adam Riess. A descoberta rendeu aos três cientistas o Prêmio Nobel de Física de 2011.

E foi a descoberta da aceleração da expansão do Universo que levou à criação do conceito de energia escura, uma força repulsiva misteriosa e até hoje não identificada que seria responsável por afastar as galáxias umas das outras a uma taxa cada vez maior. E ela também está na fonte do debate mais moderno conhecido como "tensão de Hubble".

Mas, contestando esse paradigma vigente nestas últimas décadas, Junhyuk Son e colegas da Universidade Yonsei, na Coreia do Sul, afirmam que não encontraram quaisquer evidências convincentes de que a expansão do Universo esteja acelerando.

"Nosso estudo mostra que o Universo já entrou em uma fase de expansão desacelerada na época atual e que a energia escura evolui com o tempo muito mais rapidamente do que se pensava anteriormente," disse o professor Young-Wook Lee, membro da equipe. "Se esses resultados forem confirmados, isso representará uma grande mudança de paradigma na cosmologia desde a descoberta da energia escura há 27 anos."

Marcadores de distância cósmicos

Desde os anos 1920, com os trabalhos pioneiros de Edwin Hubble e Georges Lemaitre, sabe-se que o Universo está em expansão. Mas a expectativa era que essa expansão fosse desacelerada pela gravidade ao longo do tempo.

Medir essa expansão - e, por decorrência, sua aceleração ou desaceleração - envolve medir o brilho de supernovas Ia, que ocorrem quando uma anã branca em um sistema binário suga matéria de sua companheira maior em quantidade suficiente para atingir uma massa equivalente a 1,4 vez a massa do nosso Sol, a chamada massa de Chandrasekhar. A densidade interna e a temperatura da anã branca atingem valores suficientes para iniciar uma explosão termonuclear, criando as maiores explosões do Universo.

A métrica consiste em comparar o brilho aparente das supernovas Ia com sua luminosidade intrínseca, o que permite calcular sua distância com grande precisão. A conclusão sobre a aceleração da expansão do Universo veio quando os cientistas concluíram que as supernovas Ia mais distantes (e, portanto, mais antigas) estavam mais fracas do que o esperado para um Universo em desaceleração. Isso significa que elas estavam mais longe do que se previa. Ora, se os objetos distantes estão mais longe do que o esperado, isso só poderia significar que o Universo se expandiu mais devagar no passado e, mais recentemente, sua expansão começou a acelerar.

A equipe coreana descobriu agora que, mesmo após padronizar o brilho, as supernovas originadas de estrelas mais jovens tendem a parecer mais fracas, enquanto as de estrelas mais velhas parecem mais brilhantes. Analisando dados de 300 galáxias hospedeiras, os pesquisadores confirmaram esse efeito da idade com um nível de confiança extraordinário (99,999%).

Isso significa que ao menos parte do escurecimento antes atribuído à aceleração cósmica na verdade resulta de diferenças na população estelar, e não da expansão do Universo.

Universo está desacelerando

Quando a equipe corrigiu esse viés relacionado à idade das supernovas, os dados deixaram de se ajustar ao modelo Lambda-CDM (Λ-CDM) padrão, que assume uma forma constante de energia escura.

Em vez disso, os dados passaram a se ajustar mais a um modelo mais recente, apoiado pelo projeto DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), que indica que a energia escura está "evoluindo" ao longo do tempo, em vez de permanecer constante - o DESI é um instrumento constituído por 5 mil fibras ópticas, cada uma delas funcionando como um telescópio controlado roboticamente, que ficam escaneando galáxias em alta velocidade.

Este modelo alternativo baseia-se nas chamadas oscilações acústicas bariônicas (OACs, ou BAOs: Baryon Acoustic Oscillations) - essencialmente ondas sonoras ancestrais do Big Bang - e em dados da radiação cósmica de fundo (CMB: Cosmic Microwave Background). Ambas as fontes sugerem que a energia escura não é constante, mas sim que ela enfraquece e se altera ao longo do tempo.

Quando os pesquisadores combinaram os dados corrigidos das supernovas com os resultados das BAOs e do CMB, as evidências se tornaram esmagadoras: o Universo não está acelerando, estando na verdade em uma fase de desaceleração da expansão.

Quem tem razão?

Para reforçar suas conclusões, a equipe já está trabalhando no que eles chamam de "teste livre de evolução". Essa abordagem examina apenas supernovas de galáxias jovens e coevas - aquelas com estrelas de idades semelhantes - em toda a faixa de desvio para o vermelho. Os resultados preliminares já estão validando a conclusão anunciada agora, mas o trabalho ainda está em andamento.

A médio prazo, novos dados ajudarão a reforçar a conclusão ou corrigi-la. 

"Nos próximos cinco anos, com o Observatório Vera C. Rubin descobrindo mais de 20.000 novas galáxias hospedeiras de supernovas, medições precisas de idade permitirão um teste muito mais robusto e definitivo da cosmologia das supernovas," disse o professor Chul Chung, membro da equipe.

Localizado no alto dos Andes chilenos, o Observatório Vera C. Rubin abriga a câmera digital mais potente do mundo. Suas operações científicas começaram este ano.

Também é importante salientar que esta não é a primeira vez que cientistas afirmam que a energia escura não existe ou mesmo que matéria escura e energia escura são apenas ilusão cósmica.

Inovação Tecnológica

Evidências de água subterrânea antiga revelam que Marte pode ter permanecido habitável por mais tempo do que se acreditava.

 Cientistas da Universidade de Nova York em Abu Dhabi (NYUAD) descobriram novas evidências de que a água já fluiu sob a superfície de Marte, revelando que o planeta pode ter permanecido habitável por muito mais tempo do que se pensava anteriormente.

Rover Curiosity. Crédito: NASA/JPL/Caltech 

O estudo, publicado no Journal of Geophysical Research—Planets , mostra que antigas dunas de areia na Cratera Gale, uma região explorada pelo rover Curiosity da NASA, gradualmente se transformaram em rocha após interagirem com água subterrânea bilhões de anos atrás.

Liderada por Dimitra Atri, Investigadora Principal do Laboratório de Exploração Espacial da NYUAD, com o assistente de pesquisa Vignesh Krishnamoorthy, a equipe de pesquisa comparou dados do rover Curiosity com formações rochosas no deserto dos Emirados Árabes Unidos que se formaram em condições semelhantes na Terra.

Eles descobriram que a água de uma montanha marciana próxima infiltrava-se nas dunas através de minúsculas fissuras, encharcando a areia por baixo e deixando para trás minerais como o gesso, o mesmo mineral encontrado nos desertos da Terra. Esses minerais podem reter e preservar vestígios de material orgânico, tornando-os alvos valiosos para futuras missões em busca de evidências de vida passada.

"Nossas descobertas mostram que Marte não passou simplesmente de úmido para seco", disse Atri. "Mesmo depois que seus lagos e rios desapareceram, pequenas quantidades de água continuaram a se mover no subsolo, criando ambientes protegidos que poderiam ter sustentado vida microscópica."

A descoberta oferece novas informações sobre como Marte evoluiu ao longo do tempo e destaca o potencial dos ambientes subterrâneos como locais promissores para a busca de sinais de vida antiga.

Phys.org

O membro mais excêntrico do trio de Leo

 A NGC 3628 é uma galáxia espiral e membro de um pequeno, porém notável grupo de galáxias localizado a cerca de 35 milhões de anos-luz de distância, na direção da constelação de Leão. Os outros membros ilustres dessa família, conhecida coletivamente como o Trio de Leão, são duas galáxias espirais proeminentes e bem conhecidas, Messier 65 e Messier 66 (não visíveis na imagem), ambas descobertas em 1780 pelo famoso caçador de cometas francês Charles Messier.

A NGC 3628 é a mais tênue do trio e escapou às observações de Messier com seu telescópio relativamente pequeno. Ela foi descoberta e catalogada por William Herschel apenas quatro anos depois. A NGC 3628 esconde sua estrutura espiral porque é vista perfeitamente de perfil, exatamente como observamos a Via Láctea em uma noite clara. Sua característica mais marcante é uma faixa escura de poeira que atravessa o plano do disco e que se distorce visivelmente para fora, como consequência da interação gravitacional entre a NGC 3628 e suas companheiras.

Esse bojo em forma de caixa ou "amendoim", visto como um tênue X, é formado principalmente por estrelas jovens, gás e poeira, que criam o bojo afastado do plano do restante da galáxia por meio de seus movimentos poderosos. Devido à sua aparência, a NGC 3628 foi catalogada como Arp 317 no Atlas de Galáxias Peculiares , publicado em 1966, que visava caracterizar uma grande amostra de objetos incomuns que não se enquadravam na classificação padrão de Hubble, para auxiliar na compreensão de como as galáxias evoluem.

A profundidade da imagem revela uma miríade de galáxias de diferentes formas e cores, algumas das quais se encontram muito mais distantes do que a NGC 3628. Particularmente notável é a mancha difusa bem no centro da imagem, que é uma galáxia satélite difusa. Vários aglomerados globulares podem ser vistos como manchas avermelhadas difusas no halo da galáxia. Também visíveis como pontos brilhantes perto da borda inferior da imagem (os dois objetos azuis semelhantes a estrelas abaixo da galáxia satélite) estão dois quasares, os motores centrais de galáxias distantes e muito energéticas, a bilhões de anos-luz de distância.

Esta imagem foi capturada com o instrumento FORS2, acoplado a um dos telescópios unitários do Very Large Telescope (VLT) do ESO. É uma combinação de exposições feitas com diferentes filtros (B, V e R), totalizando um tempo de exposição de pouco menos de uma hora. O campo de visão tem cerca de 7 minutos de arco de diâmetro, razão pela qual esta grande galáxia não cabe na imagem.

Eso.org

Um casulo para vida extraterrestre? Encélado emite calor em ambos os polos!

 Encélado, a lua gelada de Saturno, continua a revelar surpresas que estão revolucionando nossa compreensão dos mundos oceânicos. Um novo estudo mostrou que essa pequena lua irradia calor de ambos os polos, e não apenas do polo sul , como se pensava anteriormente.

Representação da atividade hidrotermal em Encélado com base em dados da missão Cassini-Huygens. Crédito: ESA

Os cientistas analisaram dados infravermelhos coletados pela sonda Cassini durante o inverno polar do norte de 2005 e o verão de 2015. Comparando essas observações, descobriram que a superfície do polo norte estava cerca de 7 graus Kelvin mais quente do que o esperado. Essa diferença só pode ser explicada por uma fonte de calor interna que ascende do oceano subterrâneo através da crosta gelada. O fluxo de calor detectado é equivalente a dois terços do calor que escapa através da crosta continental da Terra.

Esta descoberta revoluciona nossa compreensão do equilíbrio térmico de Encélado. Ao somar o calor do polo norte ao calor já conhecido do polo sul, a perda total de energia atinge aproximadamente 54 gigawatts. Esse valor corresponde perfeitamente às previsões de aquecimento de maré, onde a força gravitacional de Saturno deforma a lua e gera calor por meio do atrito interno. Esse equilíbrio sugere que o oceano subterrâneo pode permanecer líquido por períodos geológicos extremamente longos.

O estudo, publicado na revista Science Advances , foi conduzido por uma equipe internacional, incluindo pesquisadores da Universidade de Oxford e do Southwest Research Institute. Os cientistas explicam que essa estabilidade térmica é essencial para manter um ambiente propício à vida. O oceano global de Encélado contém água líquida, calor e elementos químicos essenciais, como o fósforo, criando condições semelhantes às das fontes hidrotermais terrestres, onde a vida prospera. Os dados térmicos também permitiram aos cientistas estimar a espessura da crosta de gelo: entre 20 e 23 quilômetros no polo norte e de 25 a 28 quilômetros em média em toda a lua.

Essa informação é inestimável para futuras missões que possam tentar perfurar esse gelo para alcançar o oceano oculto. Os pesquisadores enfatizam que essas descobertas só foram possíveis graças às missões Cassini de longa duração, ressaltando a importância das observações de longo prazo.

Estudo do fluxo de calor global de Encélado mostrando o equilíbrio entre a energia perdida (polos norte e sul) e a energia produzida pelos efeitos das marés. Crédito: Universidade de Oxford/NASA/JPL-CalTech/Instituto de Ciências Espaciais

O efeito das marés, o motor térmico das luas geladas

As forças de maré são um fenômeno físico no qual a atração gravitacional de um corpo celeste deforma outro corpo que orbita ao seu redor. No caso de Encélado, a imensa gravidade de Saturno estica e comprime a Lua ciclicamente durante sua revolução.

Essa deformação constante gera atrito interno nas rochas e no gelo, produzindo calor por meio da dissipação de energia. Esse processo é semelhante ao que acontece quando se dobra rapidamente um clipe de papel até que ele aqueça, mas em escala planetária.

A intensidade desse aquecimento depende de diversos fatores: a distância entre os dois corpos, a excentricidade da órbita e a composição interna da lua. Quanto mais elíptica a órbita e mais deformável a lua, mais forte o efeito de maré. Esse mecanismo explica por que algumas luas geladas, como Encélado e Europa (ao redor de Júpiter), mantêm oceanos líquidos apesar de sua distância do Sol.

Na Terra, o efeito de maré mais visível está relacionado aos oceanos, mas em luas sem atmosfera, é a deformação da própria crosta que produz a maior parte do calor. Esse processo pode manter temperaturas favoráveis ​​à vida por bilhões de anos.

Os mundos oceânicos do Sistema Solar

Mundos oceânicos são corpos celestes que abrigam vastos reservatórios de água líquida sob suas superfícies geladas. Encélado não é o único exemplo em nosso sistema solar: Europa (uma lua de Júpiter), Titã e Ganimedes também possuem oceanos subterrâneos.

Esses oceanos geralmente se mantêm líquidos por uma combinação de aquecimento radioativo natural e efeitos de maré. A espessa camada de gelo na superfície atua como isolante térmico, impedindo que a água congele completamente. A pressão exercida por esse gelo também pode reduzir o ponto de congelamento da água.

A composição desses oceanos varia de mundo para mundo. O oceano de Encélado contém sais dissolvidos e compostos orgânicos, enquanto o de Europa é considerado mais rico em sulfatos. As plumas observadas em Encélado permitem que os cientistas analisem diretamente a composição de seu oceano sem precisar perfurar o gelo.

A descoberta desses mundos oceânicos mudou radicalmente nossa abordagem na busca por vida extraterrestre. Em vez de procurar apenas por planetas na zona habitável de suas estrelas, os cientistas agora exploram esses ambientes isolados, mas potencialmente hospitaleiros.

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Como Titã poderia reescrever a história da vida no Universo

 As regras da química em Titã, a maior lua de Saturno, podem estar prestes a ser reescritas. E com isso, vem a reescrita da própria química da vida.

Vista de Titã, a maior lua de Saturno, além dos anéis do planeta. A pequena lua Epimeteu é visível em primeiro plano. Crédito: NASA/JPL/Space Science Institute.

Uma descoberta inesperada revela como cristais congelados de um composto tóxico, o cianeto de hidrogênio, podem se misturar com hidrocarbonetos líquidos como metano e etano, formando estruturas estáveis ​​sob condições extremas. Essa interação , antes considerada impossível, abre novas perspectivas sobre a química pré-biótica no sistema solar e além.

Experimentos conduzidos no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, combinados com simulações computacionais realizadas pela Universidade de Tecnologia de Chalmers , na Suécia, permitiram aos pesquisadores observar esse fenômeno surpreendente. Eles trabalharam em temperaturas próximas às de Titã, aproximadamente -180°C, onde o cianeto de hidrogênio existe na forma de cristais sólidos.

Em laboratório, descobriram que o metano e o etano, apesar de serem apolares, conseguiam penetrar na estrutura cristalina do cianeto de hidrogênio, criando o que é conhecido como um "cocristal". Essa estabilidade inesperada desafia o princípio químico de que substâncias polares e apolares não se misturam.

O cianeto de hidrogênio é uma molécula polar, ou seja, possui uma extremidade com carga positiva e outra com carga negativa, o que normalmente favorece a formação de ligações com outras moléculas polares. Em contraste, o metano e o etano são hidrocarbonetos apolares, com uma distribuição simétrica de cargas elétricas. Na Terra, essa diferença explicaria por que o óleo e a água não se misturam. No entanto, em Titã, simulações mostraram que esses compostos podem se combinar, formando estruturas cristalinas híbridas estáveis ​​no ambiente gélido da lua.

Essa descoberta tem implicações importantes para a compreensão da química pré-biótica — as reações químicas que podem ter precedido o surgimento da vida. O cianeto de hidrogênio é um precursor fundamental dos aminoácidos, os blocos de construção das proteínas, e das nucleobases do RNA e do DNA. Embora seja tóxico para a vida hoje, pode ter desempenhado um papel crucial na formação das primeiras moléculas biológicas na Terra primitiva. Titã, com seus lagos de hidrocarbonetos e atmosfera rica, oferece um laboratório natural para o estudo desses processos.

A missão Dragonfly da NASA, com chegada prevista a Titã em 2034, verificará essas descobertas coletando amostras de gelo de cianeto de hidrogênio da superfície. Essa missão, equipada com um rotorcraft, explorará diversos locais para analisar a composição química dessa lua. Os pesquisadores esperam descobrir outras interações inesperadas entre moléculas polares e apolares, ampliando nossa compreensão dos ambientes gelados no Universo.

moléculas polares e apolares

Moléculas polares, como o cianeto de hidrogênio, possuem uma distribuição desigual de cargas elétricas, criando um polo positivo e um negativo. Essa polaridade promove interações com outras moléculas polares por meio de atração eletrostática, o que explica por que elas frequentemente se dissolvem em solventes polares como a água.

Moléculas apolares, como o metano e o etano, possuem simetria de carga, o que as torna menos compatíveis com substâncias polares. Em geral, elas preferem se associar a outras moléculas apolares, um princípio resumido pelo ditado "semelhante atrai semelhante".

Em Titã, a descoberta de misturas entre esses dois tipos de moléculas desafia essa regra. As temperaturas extremamente baixas, em torno de -180 °C, permitem que o metano e o etano penetrem nos cristais de cianeto de hidrogênio, formando cocristais estáveis. Essa interação é facilitada pela estrutura cristalina, que pode acomodar moléculas apolares em seus interstícios.

Essa exceção abre caminho para novas pesquisas sobre mistura molecular em ambientes frios, como nuvens interestelares ou cometas, onde reações semelhantes poderiam ocorrer.

Química prebiótica e as origens da vida

A química pré-biótica estuda as reações químicas que podem ter levado ao surgimento da vida na Terra há aproximadamente 4 bilhões de anos. Ela se concentra na formação de moléculas orgânicas complexas a partir de compostos simples em condições naturais.

O cianeto de hidrogênio é considerado um precursor importante nesse processo. Ele pode reagir com outras moléculas para formar aminoácidos, os blocos de construção das proteínas, que são essenciais para a vida. Também desempenha um papel na síntese de nucleobases, componentes do RNA e do DNA.

Titã, com seus lagos de hidrocarbonetos e atmosfera rica em nitrogênio, assemelha-se a uma versão gelada da Terra primitiva. Interações entre cianeto de hidrogênio e hidrocarbonetos poderiam simular etapas-chave da química pré-biótica naquele planeta, apesar das temperaturas hostis.

Ao compreender esses mecanismos em Titã, os cientistas esperam esclarecer como a vida surgiu na Terra e se processos semelhantes são possíveis em outros lugares do universo, por exemplo, em exoplanetas ou outras luas geladas.

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