O que existe no espaço entre as galáxias? Por exemplo, no espaço entre a Via Láctea e Andrômeda, há apenas um imenso “nada”?

 Não existe definitivamente um "nada" no espaço existente entre as galáxias: o que acontece é que a distribuição de matéria neste campo é extremamente ínfima. Neste espaço, a média da quantidade de átomos em cada metro cúbico é estimado em pouquíssimas unidades! Sabemos que as galáxias são aglomerados de estrelas unificados gravitacionalmente, portanto podemos supor que existam algumas estrelas "vagando" sozinhas pelo frio e escuro vácuo intergaláctico.

Entretanto, somente 4% do universo é formado por matéria bariônica - ou seja, a matéria "convencional", formada sobretudo por prótons, nêutrons e elétrons. Além da matéria bariônica, o universo é preenchido por algumas manifestações obscuras: a matéria escura e energia escura.

Já abordei-as especificamente em uma outra resposta, mas, de forma resumida, a matéria escura é uma forma de matéria invisível e observada indiretamente através de análises gravitacionais de aglomerados galácticos. Por sua vez, a energia escura seria uma espécie de "anti-gravidade" que permitiria a expansão acelerada que observamos no universo observável!

Caso queira visualizar a minha resposta onde é abordado matéria e energia escuras, clique aqui para ver!

E não é só de matéria e energia escura que recheiam o espaço intergaláctico! Repentinamente, partículas e antipartículas podem colidirem-se, resultando no aniquilamento total de ambas… ou melhor, o conjunto partícula-antipartícula transforma-se em energia, cuja quantidade pode ser estipulada pela fórmula da equivalência massa-energia!

Já abordei antipartículas aqui no Quora. Confira-o clicando aqui, mas só se você quiser!

Realmente, o espaço intergaláctico tem MUITO mais do que nós imaginamos!

Centenas de milhões a mais são necessários para concluir o GMT, o futuro telescópio gigante.

  O Telescópio Gigante Magalhães (GMT) é um dos maiores telescópios já concebidos. No entanto, após anos de trabalho e mais de um bilhão de dólares já investidos, sua conclusão ainda depende de financiamento adicional.

Representação artística de como será o Telescópio Gigante Magalhães quando estiver concluído. Crédito: Telescópio Gigante Magalhães - GMTO Corporation

O projeto óptico do GMT é único. Em vez de um espelho gigante composto por inúmeros segmentos, como seus concorrentes, ele utiliza sete espelhos primários, cada um com 8,4 metros de diâmetro — os maiores já construídos. Essa configuração oferece uma grande vantagem para a óptica adaptativa, que corrige as distorções atmosféricas.

A óptica adaptativa utiliza sete espelhos secundários deformáveis, cada um com 1 metro de diâmetro e apenas 2 mm de espessura. Atrás de cada espelho, aproximadamente 700 pequenos ímãs, acionados por bobinas eletromagnéticas, mudam de forma milhares de vezes por segundo. Esse sistema elimina o desfoque atmosférico e produz imagens excepcionalmente nítidas.

Ilustração artística dos sete espelhos primários refletindo a luz das estrelas. Crédito: Telescópio Gigante Magalhães - Consórcio GMTO

Graças a essa tecnologia, o GMT poderá estudar exoplanetas na zona habitável de suas estrelas. O instrumento G-CLEF detectará seus trânsitos em frente às suas estrelas, enquanto o coronógrafo GMag-AOx bloqueará a luz estelar para analisar a luz dos planetas. No outro extremo, o observatório observará galáxias distantes, localizadas a 10 ou 11 bilhões de anos-luz de distância.

A astrônoma Gwen Rudie explica que o GMT permitirá, pela primeira vez, o mapeamento do gás ao redor dessas galáxias, ligando assim os locais de nascimento e morte das estrelas aos fluxos de gás. No canteiro de obras, as fundações já foram escavadas no Chile, enquanto em Illinois, a estrutura de suporte de 39 metros de altura e 2.600 toneladas está sendo montada. Mas o principal obstáculo é o financiamento.

A Fundação Nacional de Ciência (NSF) limitou seu orçamento para telescópios muito grandes a US$ 1,6 bilhão , insuficiente para financiar tanto o GMT quanto o Telescópio de Trinta Metros. O presidente do consórcio, Daniel Jaffe, indica que 40% dos componentes já estão sendo fabricados e que o consórcio precisa ser ampliado para arrecadar os mais de US$ 2 bilhões necessários.

Com um pouco de sorte, os três gigantes — GMT, ELT e TMT — estarão operacionais em meados da década de 2030. Em colaboração com observatórios como o Rubin e o Telescópio Espacial James Webb , eles prometem transformar nossa compreensão do Universo . Jaffe espera que o GMT inicie suas observações científicas na década de 2030, após a aprovação final do Congresso dos EUA.

Techno-science.net

A NASA descobre que estrelas jovens perdem brilho em raios X surpreendentemente rápido.

 Cientistas descobriram que estrelas jovens, primas do nosso Sol, estão se acalmando e perdendo brilho em raios X mais rapidamente do que se pensava anteriormente, de acordo com um novo estudo realizado com o Observatório de Raios X Chandra da NASA. Um artigo descrevendo os resultados foi publicado na segunda-feira no The Astrophysical Journal. 

Aglomerados abertos Trumpler 3 e NGC 2353Crédito: Raios-X: NASA/CXC/Penn State Univ/K. Getman; Óptico/Infravermelho: PanSTARRS; Processamento de imagem: NASA/CXC/SAO/N. Wolk

Diferentemente do que mostra o novo filme "Projeto Ave Maria", essa diminuição da atividade de estrelas jovens é um benefício para as perspectivas de vida em planetas que orbitam essas estrelas — e não uma ameaça.

Os astrônomos usaram o Chandra e outros telescópios para monitorar como a poderosa radiação de estrelas jovens — frequentemente na forma de raios X perigosos — pode atingir os planetas ao seu redor. Eles não sabiam, no entanto, por quanto tempo esse bombardeio de alta energia continuaria.

Este estudo recente analisou oito aglomerados de estrelas com idades entre 45 milhões e 750 milhões de anos. Os pesquisadores descobriram que as estrelas semelhantes ao Sol nesses aglomerados emitiram apenas cerca de um quarto a um terço dos raios X esperados.

"Enquanto a ficção científica imagina vida alienígena que diminui a emissão estelar consumindo sua energia — como os micróbios do Projeto Ave Maria — nossas observações reais revelam um 'silenciamento' natural de estrelas jovens semelhantes ao Sol em raios X", disse Konstantin Getman, autor principal do novo estudo da Universidade Estadual da Pensilvânia. "Isso não ocorre porque uma força externa está consumindo sua luz, mas sim porque sua geração interna de campos magnéticos se torna menos eficiente."

Na verdade, essa redução da atividade solar pode ser uma dádiva para a formação de vida em planetas ao redor de estrelas mais jovens que o nosso Sol. (Nosso Sol tem cerca de 4,6 bilhões de anos, sendo, portanto, significativamente mais velho que as estrelas semelhantes neste estudo.)

Isso ocorre porque grandes quantidades de raios X podem erodir a atmosfera de um planeta e impedir a formação de moléculas necessárias para a vida orgânica como a conhecemos. Em média, estrelas com três milhões de anos e massa igual à do Sol produzem cerca de mil vezes mais raios X do que o Sol atual. Enquanto isso, estrelas com 100 milhões de anos e massa solar são cerca de 40 vezes mais brilhantes em raios X do que o Sol atual.

“É possível que devamos nossa existência ao fato de o nosso Sol ter feito, há vários bilhões de anos, o mesmo que vemos essas estrelas jovens fazendo agora”, disse o coautor Vladimir Airapetian, do Centro de Voos Espaciais Goddard da NASA, em Greenbelt, Maryland. “Esse escurecimento no mundo real ecoa a dramática mudança estelar da ficção, mas pode ser ainda mais fascinante porque destaca a história real do nosso próprio Sol.” 

Os pesquisadores descobriram que estrelas com massa semelhante à do Sol se acalmaram relativamente rápido — após algumas centenas de milhões de anos — enquanto as de menor massa mantiveram seus altos níveis de emissão de raios X por mais tempo. Combinando isso com a diminuição da energia dos raios X e o desaparecimento de partículas energéticas, as estrelas do tamanho do Sol aparentemente são mais adequadas para abrigar planetas com atmosferas robustas e, possivelmente, vida em desenvolvimento do que se pensava anteriormente.

A equipe de pesquisa também utilizou dados do satélite Gaia da ESA (Agência Espacial Europeia) e dados de raios X da missão ROSAT (Satélite de Röntgen). Esses dados permitiram identificar as estrelas que pertenciam aos aglomerados (e não as estrelas de primeiro plano ou de fundo). Para medir a emissão de raios X das estrelas, eles realizaram novas observações com o Chandra em cinco aglomerados com idades entre 45 milhões e 100 milhões de anos, além de utilizar dados de arquivo do Chandra e do ROSAT para estudar três aglomerados mais antigos, com idades entre 220 e 750 milhões de anos.

Até então, os astrônomos não haviam conseguido estudar a emissão de raios X de estrelas nessa faixa etária com tanta precisão. A maioria dos astrônomos se baseava em dados escassos e em uma relação, obtida em trabalhos anteriores, entre a emissão de raios X produzida por estrelas jovens e suas idades e taxas de rotação. Estrelas mais velhas e com rotação mais lenta geralmente são mais fracas em raios X, mas a equipe descobriu que a emissão de raios X diminui cerca de 15 vezes mais rapidamente do que a relação prevê durante essa fase específica da adolescência.

“Só conseguimos ver o nosso Sol neste instante atual, então, para realmente entendermos o seu passado, precisamos observar outras estrelas com massa semelhante”, disse o coautor Eric Feigelson, também da Universidade Estadual da Pensilvânia. “Ao estudar os raios X de estrelas com centenas de milhões de anos, preenchemos uma grande lacuna em nossa compreensão da sua evolução.”

Embora ainda estejam investigando a causa dessa atividade mais lenta do que o esperado, os cientistas acreditam que o processo que gera campos magnéticos nessas estrelas pode estar se tornando menos eficiente. Isso levaria a uma diminuição mais rápida da emissão de raios X dessas estrelas à medida que envelhecem. Os pesquisadores continuarão a analisar essa e outras causas potenciais para o rápido escurecimento de estrelas jovens semelhantes ao Sol.

Chandra.cfa.harvard.edu

Conjunção do cometa R3 PanSTARRS e da Nebulosa de Órion

 

 Crédito da imagem e direitos autorais: Julien De Winter , Sascha Ebeler Texto: Keighley Rockcliffe ( NASA GSFC , UMBC CSST , CRESST II )

A imagem composta de hoje apresenta algo antigo , algo novo, algo emprestado e algo azul! O cometa R3 PanSTARRS , riscando a imagem à direita, provavelmente se originou na Nuvem de Oort , o que significa que é uma relíquia do Sistema Solar de bilhões de anos atrás. Sua cauda iônica brilhante e extensa emite um brilho azul à medida que o gás que escapa do núcleo do cometa é ionizado pela luz solar. Os astrônomos são fascinados por cometas por diversos motivos: a composição dos cometas é como uma cápsula do tempo intocada, contendo os blocos de construção dos planetas do Sistema Solar; os cometas podem ter trazido água para a Terra jovem; o comportamento das caudas cometárias lança luz sobre as interações entre o vento solar e a radiação. O mosaico de fundo, com a Nebulosa de Órion ( M42 ), foi obtido ao longo de duas noites de observação, com o cometa capturado na terceira noite. A Nebulosa de Órion é o nosso berçário estelar mais próximo e, com cerca de 2 milhões de anos , é o nosso algo (relativamente) novo! Agora, a cerca de 127,5 milhões de quilômetros da Terra , damos adeus ao cometa R3 PanSTARRS, que nos foi emprestado , enquanto ele deixa o Sistema Solar.

Apod.nasa.gov

Como uma única estrela pode remodelar uma galáxia inteira.

 Os astrônomos que simulam galáxias nem sempre obtêm o mesmo resultado, mesmo partindo de condições idênticas. Uma nova pesquisa da Universidade de Leiden mostra que isso não é uma falha, mas sim uma consequência do comportamento das galáxias — e de como elas são modeladas.

Duas simulações quase idênticas de uma galáxia. O ponto laranja e o ponto vermelho representam a mesma estrela em duas simulações que diferem minimamente entre si. Essa pequena diferença cresce ao longo do tempo, resultando em uma posição claramente divergente. Crédito: UL/Portegies Zwart/Asano. 

As descobertas oferecem, pela primeira vez, uma maneira de abordar uma questão antiga: quão caótica é realmente uma galáxia como a Via Láctea? As simulações computacionais de Tetsuro Asano e Simon Portegies Zwart (Observatório de Leiden) serão publicadas em breve na revista Astronomy & Astrophysics e já estão disponíveis no servidor de pré-publicações arXiv .

Os pesquisadores criaram centenas de modelos de galáxias semelhantes à Via Láctea: discos planos de estrelas, imersos em uma grande nuvem invisível de matéria escura que mantém o sistema unido. Em cada experimento, eles executaram duas simulações quase idênticas, diferindo apenas por um pequeno detalhe — por exemplo, uma pequena mudança na posição de uma única estrela. Com o tempo, essa pequena diferença se transforma em mudanças estruturais visíveis: os braços espirais se desenvolvem de maneira diferente e a barra central gira em outra direção.

Pequenas causas, grandes efeitos

Isso se assemelha ao conhecido efeito borboleta, onde pequenas causas podem levar a grandes consequências. Em astronomia, essa ideia entra em conflito com a visão tradicional. Uma galáxia contém centenas de bilhões de estrelas, então costuma-se assumir que ela se comporta como um sistema homogêneo no qual pequenas perturbações se anulam. Este estudo mostra que o oposto é verdadeiro: pequenas perturbações podem se transformar em diferenças perceptíveis.

"É bastante notável que a Via Láctea, com tantas estrelas que se esperaria que se comportasse de forma tranquila, ainda se mostre tão caótica", diz Portegies Zwart.

Essa tensão levou a resultados conflitantes em pesquisas anteriores. Algumas simulações sugeriram que as galáxias se tornam mais caóticas à medida que mais estrelas são incluídas, enquanto outras constataram o contrário. O novo trabalho de Asano e Portegies Zwart explica a origem dessa diferença.

Em muitas simulações, a gravidade a distâncias muito pequenas é "suavizada" para manter os cálculos estáveis ​​e controláveis. Como resultado, as estrelas são tratadas como pequenas nuvens em vez de pontos precisos, e as interações fortes e próximas que geram o caos são efetivamente atenuadas. Ao variar sistematicamente o grau dessa "suavização", os pesquisadores mostram quando uma simulação reflete com precisão uma galáxia real e quando não.

Uma Via Láctea imprevisível

Isso nos leva a uma importante constatação prática: nem todas as simulações são igualmente confiáveis ​​quando se trata de compreender os detalhes de uma galáxia. Algumas características sempre aparecem, como a formação de uma "barra" central de estrelas, que surge aproximadamente ao mesmo tempo em todas as simulações. Outras propriedades — como a forma exata dessa barra ou a estrutura dos braços espirais — acabam dependendo fortemente de pequenas diferenças.

"Na verdade, a Via Láctea torna-se imprevisível depois de cerca de um milhão de anos", diz Portegies Zwart.

Isso é extremamente curto em comparação com a idade da Via Láctea (cerca de dez bilhões de anos) — aproximadamente o equivalente a um único segundo na vida de um ser humano.

Um paradoxo resolvido

Ao mesmo tempo, o estudo mostra que essas pequenas diferenças não continuam crescendo indefinidamente; o efeito borboleta tem seus limites. Duas simulações podem acabar parecendo diferentes — com braços espirais diferentes ou uma barra com orientação diferente — mas ambas ainda permanecem reconhecíveis como galáxias espirais.

"Isso resolve o paradoxo de que as galáxias podem se comportar de forma suave e caótica ao mesmo tempo", diz Portegies Zwart. "Agora quantificamos como as escolhas em uma simulação determinam o quanto desse caos é observado. Isso não só explica como uma única estrela pode remodelar uma galáxia inteira, mas também como podemos modelar isso de forma confiável."

Phys.org

Por que as estrelas giram para trás ou para frente antes de morrerem?

 Quioto, Japão — Do nascimento à morte, as estrelas geralmente reduzem sua velocidade de rotação em 100 a 1000 vezes a sua velocidade inicial; em outras palavras, elas  diminuem sua rotação . O momento angular total do Sol diminui à medida que o material é gradualmente expelido de sua superfície pelo vento solar. Observando esse fenômeno, os astrônomos teorizaram que a interação entre campos magnéticos e o fluxo de plasma seja a maneira mais eficiente de diminuir a rotação das estrelas. 

Ilustração das regiões internas de uma estrela massiva durante a sua fase final de combustão das camadas de oxigénio (verde) e silício (verde-azulado), antes do colapso do núcleo de ferro (azul-escuro). A intensidade e a geometria do campo magnético, combinadas com as propriedades da convecção na região do oxigénio, podem fazer com que a velocidade de rotação aumente ou diminua. Crédito: Universidade de Quioto/Lucy McNeill

O porquê e o como disso acontece há muito tempo interessa aos astrônomos, e recentemente uma técnica de observação chamada  astrosismologia , que mede as frequências de oscilação natural de uma estrela,  tornou possível medir as taxas de rotação interna e os campos magnéticos de outras estrelas em nossa galáxia. A partir dessa enorme população, emergiu um panorama de como a rotação estelar diminui com a idade da estrela, um panorama que sugere que a teoria atual é insuficiente para explicar a drástica redução na rotação.

Fascinada pela astrosismologia e pelas simulações 3D da zona convectiva solar feitas por outros pesquisadores, uma equipe de cientistas da Universidade de Kyoto se inspirou a investigar como os campos magnéticos afetam a rotação dentro de estrelas massivas.

"Nossos coautores na Austrália e no Reino Unido já realizaram  simulações magnetohidrodinâmicas 3D para estrelas massivas antes do colapso do núcleo. Suspeitávamos que o fluxo dentro da zona convectiva da estrela massiva pudesse evoluir de forma análoga à zona convectiva solar", afirma o líder da equipe, Ryota Shimada.

Com uma simulação 3D de uma estrela massiva, os pesquisadores conseguiram investigar diretamente a complexa interação entre convecção violenta, rotação e campos magnéticos. Eles confirmaram que a rotação interna e o campo magnético coevoluem de forma semelhante ao  dínamo solar : o processo energético que sustenta o campo magnético do nosso Sol. Com essas equações em mãos, a equipe conseguiu prever matematicamente a evolução da rotação interna da estrela ao longo do tempo.

A simulação revela que a velocidade e a direção dos movimentos convectivos foram influenciadas pela rotação e pelos campos magnéticos em curtos períodos de tempo, o que, por sua vez, altera a rotação, fazendo com que ela diminua ou — em alguns casos — aumente sua velocidade. A equipe conseguiu formular a interação entre convecção, rotação e campos magnéticos como um modelo para o transporte radial de momento angular para fora e para dentro, mostrando que esse transporte nas fases posteriores da combustão está diretamente relacionado à geometria do campo magnético.

"Ficamos surpresos ao descobrir que algumas configurações dos campos magnéticos realmente aceleram a rotação do núcleo, sugerindo que a taxa de rotação final será única para as propriedades da estrela", diz a coautora Lucy McNeill. "A rotação lenta pode até ser proibida em algumas classes de estrelas massivas."

A descoberta do transporte de momento angular magnético durante fases avançadas de combustão sugere que a teoria desenvolvida para descrever a rotação em estrelas do tipo solar pode ser universal. Em seguida, a equipe planeja criar simulações de evolução estelar que representem toda a vida útil de várias estrelas, de baixa a alta massa, para prever suas taxas de rotação durante os diversos estágios evolutivos.

Universidade de Quioto

A NASA conecta pequenos pontos vermelhos com Chandra e Webb.

 Um objeto recém-descoberto pode ser a chave para desvendar a verdadeira natureza de uma classe misteriosa de fontes que os astrônomos encontraram no universo primitivo nos últimos anos. 

Ponto de raios X, 3DHST-AEGIS-12014 Crédito: Raios X: NASA/CXC/Max Plank Inst./R. Hviding et al.; Óptico/Infravermelho: NASA/ESA/STScI/HST; Processamento de imagem: NASA/CXC/SAO/N. Wolk

Um "ponto de raios X" descoberto pelo Observatório de Raios X Chandra da NASA pode explicar o que são esses objetos. Um artigo descrevendo os resultados foi publicado no The Astrophysical Journal Letters.

Pouco depois do início das observações científicas do Telescópio Espacial James Webb da NASA, surgiram relatos sobre uma nova classe de objetos misteriosos. Os astrônomos encontraram centenas de pequenos objetos vermelhos a cerca de 12 bilhões de anos-luz da Terra ou mais distantes, que ficaram conhecidos como "pequenos pontos vermelhos" (LRDs, na sigla em inglês).

Muitos cientistas acreditam que os buracos negros de baixa energia (LRDs) são buracos negros supermassivos imersos em nuvens de gás denso, que mascaram algumas das assinaturas típicas em diferentes tipos de luz — incluindo raios X — que os astrônomos geralmente usam para identificá-los. Isso os diferenciaria dos buracos negros supermassivos em crescimento típicos, que não estão imersos em gás denso, permitindo que a luz ultravioleta brilhante e os raios X do material que orbita os buracos negros escapem.

Devido a isso e às suas potenciais semelhanças com atmosferas estelares, os astrônomos denominaram esse cenário de "estrela com buraco negro" para as galáxias de baixa altitude.

Este novo "ponto de raios X" (oficialmente conhecido como 3DHST-AEGIS-12014), localizado a cerca de 11,8 bilhões de anos-luz da Terra, pode fornecer uma ponte crucial entre estrelas com buracos negros e buracos negros supermassivos em crescimento. Ele exibe a maioria das características de um ponto de raios X de baixa intensidade (LRD, na sigla em inglês), incluindo ser pequeno, vermelho e estar localizado a uma vasta distância, mas emite luz de raios X, diferentemente de outros LRDs.

“Os astrônomos vêm tentando descobrir o que são esses pequenos pontos vermelhos há vários anos”, disse o autor principal, Raphael Hviding, do Instituto Max Planck de Astronomia, na Alemanha. “Este único objeto de raios X pode ser — para usar uma expressão — o que nos permitirá conectar todos os pontos.”

A equipe encontrou esse objeto especial após comparar novos dados do Webb com um levantamento detalhado realizado anteriormente pelo Chandra.

“Se pequenos pontos vermelhos são buracos negros supermassivos em rápido crescimento, por que eles não emitem raios X como outros buracos negros desse tipo?”, questionou a coautora Anna de Graaff, do Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian, em Cambridge, Massachusetts. “Encontrar um pequeno ponto vermelho que parece diferente dos outros nos dá uma nova e importante visão sobre o que poderia alimentá-los.” 

Os pesquisadores sugerem que o ponto de raios X representa uma fase de transição de um ponto de baixa intensidade (LRD) para um buraco negro supermassivo típico em crescimento. À medida que a estrela com buraco negro consome o gás ao seu redor, surgem buracos irregulares nas nuvens de gás. Isso permite que os raios X do material que cai sobre o buraco negro os atravessem, sendo observados pelo Chandra. Eventualmente, todo o gás é consumido e a estrela com buraco negro deixa de existir.

Os dados do Chandra sobre o ponto de raios X também indicam variações no brilho desse elemento, o que corrobora a ideia de que o buraco negro está parcialmente obscurecido. À medida que a nuvem de gás gira, regiões de gás mais denso e menos denso podem se mover em direção ao buraco negro, causando alterações no brilho dos raios X.

“Se confirmarmos que o ponto de raios X é um pequeno ponto vermelho em transição, não só seria o primeiro do seu tipo, como também poderíamos estar vendo o interior de um pequeno ponto vermelho pela primeira vez”, disse o coautor Hanpu Liu, da Universidade de Princeton, em Nova Jersey. “Também teríamos a evidência mais forte até agora de que o crescimento de buracos negros supermassivos está no centro de alguns, senão de todos, os pequenos pontos vermelhos.”

Uma ideia alternativa para o ponto de raios X é que ele seja um tipo mais comum de buraco negro supermassivo em crescimento, porém envolto em um tipo exótico de poeira nunca antes observado pelos astrônomos. Observações futuras estão planejadas e deverão esclarecer a questão.

“O ponto de raios X estava presente nos dados do nosso levantamento Chandra há mais de dez anos, mas não tínhamos ideia de quão notável ele era antes da chegada do Webb para observar o campo”, disse o coautor Andy Goulding, de Princeton. “Este é um exemplo poderoso de colaboração entre dois grandes observatórios.”

O Centro de Voos Espaciais Marshall da NASA gerencia o programa Chandra. O Centro de Raios X Chandra do Observatório Astrofísico Smithsonian controla as operações científicas a partir de Cambridge, Massachusetts, e as operações de voo a partir de Burlington, Massachusetts.

Chandra.harvard.edu

Existe, por assim dizer, uma pequena semente escondida no centro da Terra.

 Cientistas descobriram que o núcleo interno da Terra contém uma pequena estrutura semelhante a uma semente em seu centro: uma zona distinta chamada "núcleo interno mais interno". 

Imagem: Argonne National Laboratory/ Flickr /CC 2.0

Livros de geologia explicam que a Terra é composta por quatro camadas: a crosta, o manto, o núcleo externo e o núcleo interno. Este núcleo interno, uma esfera sólida de ferro e níquel do tamanho de Plutão , está sujeito a temperaturas superiores a 5.000 °C. A hipótese de uma camada adicional no centro do núcleo interno foi proposta há várias décadas, mas os dados eram imprecisos demais para confirmá-la. 

Pesquisadores estão investigando essa estrutura inacessível usando ondas sísmicas de terremotos. Essas vibrações se propagam pela Terra em velocidades diferentes, dependendo dos materiais que encontram. Analisando décadas de dados sísmicos com um algoritmo avançado, uma equipe da Universidade Nacional Australiana (ANU) examinou milhares de modelos. Essa abordagem revelou uma mudança no comportamento das ondas a aproximadamente 650 km do centro da Terra, indicando um limite no núcleo interno.

 (a) Sismograma mostrando a chegada das fases PKPdf, PKPbc e PKPab. (b) Curvas teóricas de tempo de trânsito. (c) Trajetórias dos raios através da Terra. Crédito: Stephenson et al., Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 2020

A confirmação independente veio em 2023 com um estudo publicado na Nature Communications . Os pesquisadores usaram sinais sísmicos raros que reverberam múltiplas vezes pela Terra, alguns atravessando o núcleo até cinco vezes. Essas ondas repetidas revelaram uma região central distinta com diferenças semelhantes.

Essas descobertas podem explicar algumas anomalias observadas em experimentos e estudos anteriores. No entanto, os cientistas reconhecem limitações: a distribuição irregular de terremotos e estações de registro reduz a confiabilidade de alguns modelos. Estudos futuros ajudarão a preencher essas lacunas e aprimorar nossa compreensão de eventos ocultos nas profundezas do nosso planeta.

Techno-science.net

Novas descobertas sobre exoplanetas desafiam as teorias de formação planetária.

 Os planetas mais comuns em nossa galáxia não orbitam as estrelas mais comuns. Uma nova análise de pesquisadores da McMaster explora a lacuna criada por essa disparidade. 

Representações artísticas que contrastam super-Terras e sub-Netunos, os dois tipos mais comuns de planetas em nossa galáxia. (NASA Ames/JPL-Caltech) 

Os astrónomos estimam que exista pelo menos um planeta por cada estrela na nossa Galáxia. Denominados exoplanetas, orbitam estrelas para lá do nosso Sistema Solar. Mas uma nova investigação da Universidade McMaster revela uma reviravolta surpreendente: os planetas mais comuns na nossa Galáxia não existem em torno das estrelas mais comuns.

Em torno de estrelas como o nosso Sol, os planetas mais comuns são os sub-Neptunos - mundos que se pensa serem semelhantes a Neptuno, mas de tamanho menor - e as super-Terras, planetas rochosos que são até 10 vezes mais massivos do que a Terra. Há quase uma década que os astrónomos sabem que estes dois tipos de planetas estão amplamente espalhados em torno de estrelas semelhantes ao Sol por toda a Galáxia. Mas as estrelas semelhantes ao Sol constituem apenas uma minoria das estrelas da nossa Galáxia, deixando uma lacuna na nossa compreensão de como os planetas se formam.

Para preencher essa lacuna, os investigadores de McMaster examinaram planetas em órbita de anãs M de idade intermédia a avançada. Estas pequenas estrelas, com apenas 8 a 40 por cento do tamanho do nosso Sol, constituem a maioria das estrelas da Via Láctea. Devido à sua fraca luminosidade, têm sido historicamente difíceis de estudar.

O TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA mudou isso, proporcionando uma visão sem paralelo destas estrelas e dos seus sistemas planetários. Ao observar uma nova área do céu a cada 28 dias, o satélite estuda todo o céu ao longo de 26 meses.

Com base nos dados do TESS, a equipa de McMaster descobriu que as anãs M em idade intermédia a avançada albergam muitas super-Terras, mas praticamente nenhum sub-Neptuno, uma descoberta que desafia as teorias existentes acerca da formação planetária.

"Não nos limitámos a aperfeiçoar a imagem - alterámo-la. Em torno destas estrelas, os sub-Neptunos efetivamente desaparecem, o que significa que os mecanismos que moldam os planetas aqui são diferentes", afirma Erik Gillis, estudante de doutoramento no Departamento de Física e Astronomia.

Gillis realizou o trabalho sob a supervisão de Ryan Cloutier, professor assistente de Física e Astronomia.

Os astrónomos há muito que atribuem a distinção entre super-Terras e sub-Neptunos à fotoevaporação, um processo em que a intensa luz estelar despoja um planeta da sua atmosfera.

As anãs M em idade intermédia a avançada são extremamente ativas e deveriam ser capazes de evaporar atmosferas planetárias de forma eficaz, mas não ao ponto que estamos a observar aqui, explica Gillis. O facto de os sub-Neptunos existirem em números tão reduzidos em torno destas estrelas sugere que a formação planetária aqui pode favorecer mundos ricos em água, em vez de sub-Neptunos envoltos em gás.

"Se queremos compreender as origens dos planetas e as origens da vida, precisamos de uma visão completa de como os planetas se formam e de que são feitos. Esta investigação aproxima-nos desse objetivo", afirma Gillis. As descobertas, publicadas na revista The Astronomical Journal, surgem numa altura em que a ciência exoplanetária está a crescer rapidamente. Os primeiros exoplanetas foram descobertos há apenas 30 anos - um piscar de olhos em comparação com alguns outros campos da astronomia.

Desde então, os investigadores estudaram apenas uma pequena fração dos sistemas planetários, muitas vezes assumindo que os mesmos padrões se aplicam em todo o lado, porque os mesmos processos físicos moldam os planetas em toda a Galáxia.

"O nosso Sistema Solar era outrora o único exemplo que tínhamos. Agora, graças a missões como a TESS, podemos comparar milhares de sistemas e descobrir padrões que reescrevem as nossas suposições", afirma Cloutier.

"Já era surpreendente saber que os planetas mais comuns na nossa Galáxia não existem no nosso próprio Sistema Solar. Agora, com este trabalho recente, estamos a desenvolver uma imagem mais clara da origem destas super-Terras e sub-Neptunos".

Universidade McMaster

Descoberto pequeno objeto com atmosfera nos confins do Sistema Solar

  Plutino com atmosfera

Uma equipe de astrônomos amadores e profissionais do Japão detectou sinais de uma atmosfera ao redor de um pequeno corpo celeste nos confins do Sistema Solar. 

Concepção artística de uma sequência temporal da passagem de uma estrela atrás de um objeto transnetuniano com atmosfera. [Imagem: NAOJ]

O objeto é tão pequeno que ele não deveria ter gravidade suficiente para manter uma atmosfera, o que levanta questões sobre quando e como essa atmosfera se formou. Mas esses mistérios exigirão projetar cuidadosas observações para o futuro, para melhor caracterizar a atmosfera.

Nas regiões frias do Sistema Solar externo, há milhares de pequenos corpos celestes conhecidos como objetos transnetunianos (OTNs), por estarem localizados fora da órbita de Netuno. Plutão é o OTN mais famoso, e possui uma atmosfera tênue, mas observações de outros OTNs nunca revelaram indícios de nada flutuando ao seu redor - a maioria dos OTNs é tão frio e sua gravidade superficial tão fraca que não se espera que eles retenham atmosferas.

Mas o inesperado surgiu quando astrônomos amadores decidiram aproveitar um "experimento natural", conhecido como ocultação, para observar um pequeno corpo celeste conhecido como 2002 XV93. Esse objeto, que pertence a uma categoria chamada plutino, tem um diâmetro de aproximadamente 500 km - para comparação, o diâmetro de Plutão é de 2.377 km.

Acontece que, vista do Japão, a órbita do 2002 XV93 passou diretamente em frente a uma estrela no dia 10 de janeiro de 2024. À medida que a estrela desaparecia atrás do 2002 XV93, seu brilho foi diminuindo gradualmente, indicando que a luz está sendo atenuada ao passar por uma atmosfera tênue - o que se esperava era que a luz da estrela desaparecesse repentinamente ao passar por trás da superfície sólida do objeto transnetuniano.

Ocultação reveladora

Já em companhia de astrônomos profissionais do Observatório Astronômico de Ishigakijima, a equipe observou a estrela enquanto o 2002 XV93 passava em frente a ele a partir de vários locais no Japão. E os dados obtidos mostraram-se consistentes com a atenuação causada por uma atmosfera.

Os cálculos mostram que a atmosfera ao redor do 2002 XV93 é muito tênue, devendo durar menos de 1000 anos caso não exista por lá nenhum processo que permita renová-la. Se for assim, então a atmosfera deve ter sido criada ou renovada recentemente de algum modo ainda desconhecido. E observações de seguimento, feitas pelo Telescópio Espacial James Webb, não encontraram sinais de gases congelados na superfície do 2002 XV93, que poderiam sublimar e formar uma atmosfera.

Uma possibilidade é que algum evento tenha trazido gases congelados ou líquidos do interior do pequeno corpo celeste para a superfície. Outra possibilidade é que um cometa tenha colidido com o 2002 XV93, liberando gás que formou uma atmosfera temporária. Somente mais observações poderão distinguir entre esses dois cenários.

Inovação Tecnológica

O Universo está se expandindo mais rápido do que o esperado: a tensão do Hubble está piorando

 Nunca antes uma medição da expansão cósmica havia alcançado tamanha precisão. Ela revela que o Universo está se expandindo mais rápido do que o previsto pelo modelo padrão da cosmologia, exacerbando a famosa tensão de Hubble. Essa descoberta sugere que um elemento crucial está faltando em nossa compreensão atual do cosmos. 

Uma interpretação artística da escala de distâncias cósmicas — uma sucessão de métodos sobrepostos para medir distâncias no Universo, onde cada degrau da escala fornece informações para determinar as distâncias até o próximo degrau. Crédito: CTIO/NOIRLab/DOE/NSF/AURA/J. Pollard. Processamento de imagem: D. de Martin & M. Zamani (NSF NOIRLab)

Tradicionalmente, os pesquisadores utilizam dois métodos muito diferentes para determinar a taxa de expansão do Universo. Um deles se concentra em objetos relativamente próximos, medindo nossa distância de certas estrelas e galáxias. O outro remonta ao Universo primordial, utilizando a radiação cósmica de fundo em micro-ondas para estimar qual deveria ser a taxa de expansão atual, de acordo com o modelo padrão da cosmologia .

Em princípio, as duas abordagens deveriam concordar. Na prática, isso não acontece. Observações do Universo local indicam consistentemente uma taxa de expansão mais rápida — em torno de 73 quilômetros por segundo por megaparsec — enquanto estimativas baseadas no Universo primordial fornecem valores mais baixos, próximos de 67 ou 68.

Para refinar a medição, astrônomos combinaram décadas de observações em um único sistema coordenado. Esse esforço, liderado pela colaboração H0 Distance Network (H0DN), produziu a medição direta mais precisa da taxa de expansão local. Em um artigo publicado em 10 de abril na revista Astronomy & Astrophysics , a equipe relata uma constante de Hubble de 73,50 ± 0,81 quilômetros por segundo por megaparsec, alcançando uma precisão de pouco mais de 1%. Esse resultado não é apenas um novo valor; é uma estrutura construída pela comunidade científica que reúne décadas de medições de distância independentes de forma transparente e acessível.

Em vez de se basear em uma única técnica, a equipe criou uma "rede de distâncias" que conecta diversos métodos independentes para medir distâncias cósmicas. Esses métodos incluem estrelas variáveis ​​Cefeidas, estrelas gigantes vermelhas de luminosidade conhecida, supernovas do tipo Ia e certos tipos de galáxias. Essa rede permite que os cientistas verifiquem os resultados de diversas maneiras.

Enquanto isso, a taxa de expansão mais lenta medida depende do modelo padrão da cosmologia, que descreve como o Universo evoluiu desde o Big Bang. Se esse modelo estiver incompleto — por exemplo, se não capturar totalmente o comportamento da energia escura , partículas desconhecidas ou possíveis mudanças na gravidade — suas previsões para a taxa de expansão atual podem ser imprecisas.

Isso poderia, portanto, indicar que a tensão de Hubble é uma evidência de que nosso modelo atual do Universo está incompleto, faltando um elemento importante.

Techno-science.net

Estudo aponta possíveis sinais de uma galáxia extinta dentro da Via Láctea

  Evidências indicam que estrelas antigas vieram de uma galáxia anã que foi capturada pela Via Láctea. 

Estrelas encontradas na Via Láctea podem ter origem em uma galáxia anã que foi capturada e incorporada no passado.

Em ambientes dominados por múltiplas galáxias, interações gravitacionais e fusões são processos comuns ao longo da evolução cósmica. Galáxias mais massivas tendem a capturar sistemas menores, como galáxias anãs, que caem em seu potencial gravitacional. Durante esse processo, forças de maré fragmentam o sistema menor, dispersando suas estrelas ao longo de correntes estelares. Essas estruturas permanecem como assinaturas dinâmicas e químicas no halo e no disco da galáxia hospedeira.

A Via Láctea já passou por diversas interações ao longo de sua história evolutiva. Entre os exemplos mais conhecidos estão as Nuvens de Magalhães, que orbitam e interagem gravitacionalmente com a galáxia, gerando perturbações no disco. No futuro, está prevista a fusão com a Galáxia de Andrômeda, que resultará na formação de uma galáxia elíptica massiva. Esse evento ocorrerá em bilhões de anos e representa um estágio avançado da evolução galáctica.

Recentemente, um novo estudo mostrou novas evidências que sugerem que a Via Láctea pode ter engolido uma galáxia anã, chamada de Loki, cujos remanescentes estelares ainda são observáveis hoje. As estrelas associadas apresentam características químicas e dinâmicas distintas das formadas na Via Láctea. Muitas delas ocupam órbitas achatadas próximas ao plano galáctico, indicando um processo de redistribuição após a fusão. A análise desse grupo reforça a ideia de que parte das estrelas próximas pode ter origem extragaláctica.

Interações galácticas

Interações galácticas são governadas pela gravidade e ocorrem quando galáxias se aproximam o suficiente para influenciar mutuamente suas estruturas. Durante esses encontros, forças de maré redistribuem estrelas, gás e matéria escura, formando caudas de maré e correntes estelares. A compressão do gás pode desencadear surtos de formação estelar e até alimentar buracos negros supermassivos no centro.

Ao longo de bilhões de anos, esses processos podem transformar a morfologia galáctica, como discos evoluindo para sistemas mais esferoidais.

A Via Láctea apresenta evidências de interações passadas e atuais, especialmente com as Nuvens de Magalhães, que perturbam seu halo e disco. No futuro, a interação que irá afetar mais a estrutura da nossa Galáxia será com a galáxia de Andrômeda. Esse encontro resultará em uma fusão galáctica em bilhões de anos, com redistribuição de estrelas e gás em grande escala. O sistema final deverá evoluir para uma galáxia elíptica massiva.

Estrelas que não podem ser explicadas

Em Astronomia, elementos mais pesados que hidrogênio e hélio são chamados de “metais”, e estrelas pobres nesses elementos são consideradas relíquias do Universo jovem. Essas estrelas de baixa metalicidade se formaram antes que gerações de supernovas enriquecessem o meio interestelar com elementos pesados. Por isso, preservam assinaturas químicas das primeiras fases de formação estelar.

Modelos de formação da Via Láctea indicam que estrelas antigas e pobres em metais deveriam estar predominantemente no halo galáctico. Contudo, observações mostram que uma fração dessas estrelas se encontra em órbitas próximas ao plano galáctico, onde domina o disco. A presença dessas estrelas em regiões internas sugere processos dinâmicos adicionais, como migração radial ou fusões passadas com galáxias anãs.

A galáxia perdida

Para resolver esse problema, um grupo de astrônomos estudou cerca de 20 estrelas com essas propriedades. Com a análise, eles concluíram que é possível que a Via Láctea possa ter incorporado no passado uma galáxia anã, apelidada de “Loki”. Os pesquisadores analisaram um conjunto de estrelas próximas ao Sistema Solar com órbitas excêntricas e confinadas ao plano galáctico. Embora pareçam semelhantes a estrelas pobres em metais do halo, essas estrelas exibem padrões químicos parecidos entre si.

Essa homogeneidade sugere que não pertencem a uma população aleatória do halo galáctico. Em vez disso, indicam uma origem em um mesmo ambiente. Modelos dinâmicos indicam que uma galáxia anã poderia explicar a distribuição orbital e química observada. Durante a fase inicial de formação da Via Láctea, a captura de um sistema desse tipo poderia dispersar suas estrelas em órbitas tanto prógradas quanto retrógradas próximas ao plano.

Novas análises

Apesar das evidências iniciais, ainda é cedo afirmar que a Via Láctea incorporou uma galáxia anã como a galáxia hipotética “Loki”. A principal limitação está em poucas estrelas que foram analisadas. Amostras pequenas são mais suscetíveis a vieses observacionais e flutuações estatísticas. Embora os padrões químicos e dinâmicos observados já indiquem uma direção, eles ainda não constituem evidência robusta por si sós. Além disso, populações estelares do halo podem apresentar subestruturas.

Para consolidar a existência de uma galáxia progenitora como “Loki”, é necessário expandir o número de estrelas analisadas. Novos levantamentos espectroscópicos e astrométricos podem aumentar a amostra e permitir testes mais rigorosos. A identificação de um grupo maior com assinaturas químicas consistentes reforçaria a hipótese de origem comum. Além disso, a análise de órbitas em grande escala ajudaria a mapear a distribuição dinâmica dessa possível população.

Meteored Brasil

NASA detecta exoplaneta que lembra Mercúrio pela superfície

 Astrônomos conseguiram observar o exoplaneta LHS 3844 b graças ao Telescópio Espacial James Webb, da Administração Nacional da Aeronáutica e Espaço dos Estados Unidos (Nasa).

Mosaico mostra superfície de Mercúrio, com a qual o exoplaneta LHS 3844 b se parece 

De acordo com a agência de notícias Reuters, um estudo publicado em 4 de maio na Revista Nature Astronomy analisou dados coletados pelo Webb e identificou que o LHS 3844 b tem um diâmetro cerca de 30% maior que o da Terra.

A superfície do exoplaneta – que é um planeta que não pertence ao Sistema Solar – se assemelha à de Mercúrio. Ele orbita uma estrela menor e menos luminosa que o Sol, localizada a cerca de 49 anos-luz da Terra.

Em entrevista à agência inglesa de notícias Reuters, a astrônoma Laura Kreidberg, diretora-geral do Instituto Max Planck de Astronomia e uma das autoras do estudo, afirmou que o LHS 3844 b “não é um lugar agradável”.

– É uma rocha infernal e árida, muito mais parecida com Mercúrio do que com a Terra. Não há nenhum vestígio de atmosfera. Em vez disso, vemos uma superfície escura, provavelmente antiga. Imagine uma rocha nua viajando pelo espaço por bilhões de anos. Você não gostaria de ir para lá – disse Laura.

Segundo o estudo, a combinação entre a ausência de uma atmosfera perceptível e as temperaturas extremas – um lado registra até 725ºC enquanto o outro praticamente não recebe calor – indica que ele provavelmente é inabitável. A superfície é coberta por regolito escurecido, um material rochoso solto e fragmentado que recobre o leito rochoso sólido e resulta de eras de bombardeio contínuo por radiação estelar e impactos de micrometeoritos.

O exoplaneta também é chamado de Kua’kua, termo que significa “borboleta” em um dialeto indígena costa-riquenho.

Webb

Coletar essas informações só foi possível graças à capacidade de observação em infravermelho do Webb, que ajudou os cientistas a discernir a composição química e a dinâmica interna das atmosferas dos exoplanetas.

À Reuters, o astrônomo Sebastian Zieba, do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian e também autor do estudo, afirmou que o Webb permite aos cientistas estudar diretamente a geologia e a composição da superfície de exoplanetas, algo que antes era desafiador.

– É como se, de repente, tivéssemos limpado nossos óculos e pudéssemos ver os planetas com clareza pela primeira vez – acrescentou Laura.

Msn.com