Descoberta do sistema solar "invertido" pode fazer com que pesquisadores reavaliem as teorias atuais da formação planetária

 Um novo sistema planetário foi identificado cujo plano orbital dos planetas gira em sentido contrário à rotação da estrela central, uma configuração que até então era considerada extremamente rara. Pesquisadores responsáveis por essa descoberta perceberam que os planetas seguem trajetórias retrógradas, o que implica em um desalinhamento significativo entre o eixo de rotação estelar e o plano orbital dos corpos celestes. Essa constatação desafia as previsões dos modelos clássicos de formação planetária e aponta para processos dinâmicos mais complexos do que se imaginava.

Descoberta de sistema planetário com órbitas retrógradas surpreende astrônomos (Foto: Instagram) © Foto: Instagram 

A teoria padrão de formação de sistemas planetários baseia-se no colapso de uma nuvem molecular levando à formação de um disco protoplanetário, no qual o material gasoso e rochoso coalesce de maneira ordenada, preservando o momento angular inicial. Nesse cenário, tanto a estrela quanto os planetas formados tendem a girar e orbitar no mesmo sentido. A existência de um sistema invertido exige que sejam revistas hipóteses relacionadas a migrações planetárias, interações gravitacionais e possíveis eventos de captura ou troca de momento angular extremo ao longo do processo evolutivo.

Para confirmar o caráter retrógrado das órbitas, os pesquisadores combinaram técnicas de trânsito planetário e espectroscopia de velocidade radial, além de análise do efeito Rossiter–McLaughlin, que avalia o desvio espectral causado pelo bloqueio do disco estelar durante o trânsito do planeta. Esses métodos permitiram determinar com precisão a inclinação orbital e o ângulo de alinhamento entre o eixo de rotação estelar e o plano orbital. A aplicação integrada dessas técnicas representou um avanço na instrumentação e no refinamento de algoritmos de processamento de dados astronômicos.

As implicações desse achado são profundas para a astrofísica e a cosmologia planetária. Modelos que consideram apenas migração suave dentro de discos gasosos agora devem ser complementados por cenários envolvendo fortes interações dinâmicas, possivelmente provocadas por encontros próximos com outros corpos massivos ou até mesmo eventos de captura em sistemas múltiplos. Sistemas planetários com órbitas altamente inclinadas e retrógradas já haviam sido observados de forma isolada em exoplanetas gigantes, mas nunca se havia detectado um conjunto completo de planetas aderindo a esse padrão fora do nosso Sistema Solar.

O próximo passo será monitorar esse sistema invertido com telescópios de próxima geração e missões espaciais equipadas com espectrógrafos de alta resolução, a fim de caracterizar melhor a composição atmosférica desses planetas e mapear seu histórico dinâmico. Com mais dados em mãos, será possível calibrar modelos numéricos que expliquem tanto a frequência de sistemas retrógrados como os mecanismos que geram esse desalinhamento extremo. A descoberta reforça a necessidade de manter hipóteses flexíveis e de ampliar as simulações de formação planetária para incluir cenários de instabilidade dinâ­mica e trocas de momento angular de grande escala.

Msn.com

Universo Observável

Há pouco mais de 100 anos, em 1922, tudo o que conhecíamos no Universo cabia apenas em nossa galáxia. Desde a descoberta de outras galáxias por Edwin Hubble em 1923, nossa visão do cosmos de lá pra cá cresceu exponencialmente.

Se, hipoteticamente, o Sol desaparecesse, a Terra manteria sua órbita normal por mais 8 minutos?

 

Distância da Terra ao Sol ≈ 149.600.000 Km ou Uma Unidade Astronómica.

Distância da Terra ao Sol dividida pela Velocidade da Luz no vácuo ≈ aproximadamente 500 segundos ou 8 minutos e 20 segundos.

Este o tempo que um fotão (ondícula de luz) leva para viajar do Sol à Terra.

A gravidade tem a mesma velocidade.

Então a ausência da influência gravitica que mantém a Terra em órbita em torno do Sol levaria o mesmo tempo a ser sentida (ou deixar de ser sentida, no caso).

Assim, 8 minutos e 20 segundos após o hipotético desaparecimento do nosso Sol, a Terra sairia "disparada" em linha reta a 29,78 Km/s (107.208 Km/h)

Alguém já fez o calculo do peso da água levantada pela Lua em cada maré?

A gravidade da lua não eleva tanto a água, mas muda a forma da terra.

Isso se deve aos efeitos gravitacionais das marés e resulta do fato de que a lua exerce uma atração mais forte na superfície mais próxima da Terra do que no lado oposto mais distante. Isso estica a terra em uma forma muito leve de futebol (a lua está, na verdade, espalhando um pouco a terra). Não são apenas os oceanos, também existem as marés terrestres. Quando a lua passa por cima, o pedaço de terra em que você vive sobe e desce cerca de 30 centímetros ao longo de 6 horas ou mais, conforme a extensão da terra segue a lua ao redor do planeta. A razão pela qual associamos isso aos nossos oceanos é que, sendo líquidos, eles se adaptam à nova forma com muito mais facilidade do que a crosta terrestre e, portanto, é muito mais perceptível. É por isso que a lua não nos dá uma única maré alta quando está alta, mas outra maré alta no lado oposto do planeta ao mesmo tempo. Porque toda a terra é esticada nessa direção como um doce esticado.

Onde está localizada a estrela mais rápida da nossa galáxia?

 Não é exactamente uma coisa que se saiba, mas, das que conhecemos, há uma estrela que pode facilmente quebrar bastantes recordes de velocidade.

Isto é um timelapse de 20 anos das estrelas no centro da nossa galáxia. Aquela zona central onde se conseguem ver estrelas a rodar em torno de algo invisível está Sagittarius A* (Sgr A*), o buraco negro do centro da nossa galáxia.

Aquela estrela que acelera bastante quando está próxima do centro, atinge velocidades absurdas que só não são verdadeiramente perceptíveis porque estão muito longe, a quase 27000 anos luz.

E não é a que atinge maiores velocidades. Há outras que não se percebem bem no timelapse que passam ainda mais perto do buraco negro:

A S2, que é a estrela que se nota bem no timelapse chega a atingir os 7650 km/s, ou 2.55% da velocidade da luz, na sua aproximação ao buraco negro. Mas isto não é nada…

A estrela que bate recordes é a S4714 (não consta do gráfico e provavelmente nem será perceptível no timelapse) que chega a atingir 24000 km/s, que são uns impressionantes 8% da velocidade da luz. Só atinge essa velocidade quando passa perto de Sgr A*, mas diria que conta para a resposta.

Se a estrela que consta na tradução do Victor parece rápida com os seus 6 minutos entre a terra e a lua, esta faria a mesma distância em cerca de 16 segundos quando atinge a velocidade máxima. E provavelmente fará mesmo essa distância muito próxima dos 16 segundos na periapse da sua órbita.

Portanto, em resposta à pergunta, as estrelas mais rápidas estarão, muito provavelmente, localizadas em torno do buraco negro que se encontra no centro na nossa galáxia.

No nosso céu, está posicionado perto dos limites oficiais da constelação de Sagitário:

O Sol move-se em torno da Via Láctea?

Certamente, e a orbita é praticamente circular em torno da Via Láctea, sua velocidade de translação é de 225 km por segundo.

Para dar uma volta completa ao redor do centro da Galáxia, o Sol leva aproximadamente duzentos milhões de anos.

O Sol e mais de 200 bilhões de estrelas, giram também.

As estrelas que estão mais distantes do centro, movem-se a velocidades mais baixas, do que aquelas que estão mais próximas.

Como a idade da nossa estrela é de 4.5 bilhões de anos, podemos afirmar que desde que existe, o Sol já deu 22 voltas ao redor da Galáxia.

Atualmente, o Sol, ocupa uma posição na periferia da Via Láctea, conhecida como Braço de Orion, distante cerca de 27 mil anos-luz do centro galáctico.

Quão grande é a Via Láctea em comparação com outras galáxias?

Andrômeda (com a qual estamos em rota de colisão e nos "fundiremos" daqui a cerca de 5 bilhões de anos) é cerca de 50% maior do que nós; existem outras espirais que são um pouco menores.

Somos muito maiores do que a maioria das galáxias irregulares. Alguns deles estão muito próximos da Via Láctea, e alguns até orbitam nossa galáxia.

Também, há galáxias elípticas - elas podem conter muitos trilhões de estrelas e deixar a Via Láctea parecendo uma anã:

Se o nosso Sol fosse um grão de areia, qual seria o tamanho da Via Láctea?

 Se nosso Sol fosse do tamanho de um grão de poeira (muito menor que um grão de areia), então nosso sistema solar planetário (sem incluir o Cinturão de Kuiper e a Nuvem de Oort) teria aproximadamente o diâmetro de um pires de café.

O próximo sistema estelar planetário mais próximo, Proxima Centauri, seria outro pires de café colocado a cerca de um quarteirão de distância.

Isso lhe dá uma ideia aproximada de quão distantes os sistemas estelares estão uns dos outros em nossa galáxia.

Agora, se você colocasse 100 bilhões de pires de café em um plano, cada um a mais ou menos um quarteirão de distância de seus vizinhos, o coletivo de pires de café abrangeria toda a superfície do continente norte-americano (e não estamos mesmo falando sobre profundidade, apenas área de superfície).

Assim, a América do Norte representaria o disco aparente da Via Láctea.

Então, se o nosso Sol fosse do tamanho de um grão de poeira, e a Via Láctea fosse proporcionalmente do tamanho da América do Norte, então a próxima galáxia mais próxima (Andrômeda) estaria a cerca de metade da distância da Lua de nós.

Você pode seguir daí, tentando calcular o tamanho proporcional de aglomerados galácticos, superaglomerados e filamentos, mas então você está de volta em uma escala cósmica.

Mesmo no microcosmo, o universo é vasto além da compreensão humana.

Você está um algum lugar desta galaxia, mas seu sistema solar inteiro é menor que um átomo.

Outro Universo escondido

 

Popławski utilizou a teoria de Einstein-Cartan, que é uma extensão da Relatividade Geral que não se limita a olhar para a massa e para a energia, mas introduz o "spin" ou a torção do espaço-tempo na equação. Imagina que, quando uma estrela maciça num "universo pai" colapsa sobre si mesma, ela não desaparece num ponto de densidade infinita; a tal singularidade que tanto irrita os matemáticos porque nada faz sentido nela. Em vez disso, a torção atua como uma espécie de mola gravitacional, impedindo que a matéria se esmague infinitamente e forçando-a a expandir-se para o outro lado, por assim dizer.

Portanto, esse buraco negro pré-existente era um objeto físico num universo que já existia antes do nosso, e o nosso Big Bang foi o "salto" dessa matéria a ser cuspida para um novo espaço-tempo.

O que isto implica em termos do "antes" é algo que nos tira o tapete, pois sugere que o tempo não começou connosco. Se o nosso universo nasceu dentro de um buraco negro, então o "antes" é a história desse universo progenitor, com as suas próprias estrelas, as suas próprias galáxias e, possivelmente, as suas próprias leis físicas, ainda que ligeiramente diferentes.

É uma perspetiva que retira ao Big Bang aquele estatuto de momento místico de criação ex nihilo e o transforma num evento biológico, quase uma hereditariedade cósmica. E aqui a coisa fica verdadeiramente fascinante, porque se aceitares esta premissa, tens de aceitar a ideia de que o nosso próprio universo, ao criar buracos negros, está a plantar sementes para novos universos-bebé. Como uma matriosca infinita, onde cada horizonte de eventos é a porta de entrada para uma nova realidade que nós, deste lado, nunca conseguiremos observar.

Mas não te deixes seduzir apenas pela beleza da narrativa, porque a validade disto, comparada com a Inflação Cósmica de Alan Guth ou o Modelo Cíclico, ainda é tema de acesos debates nas academias.

A teoria da inflação tradicional explica muito bem por que razão o universo é tão uniforme, mas deixa a singularidade inicial ali pendurada, como um erro de sistema que ninguém sabe bem como apagar. Já esta hipótese do buraco negro — muitas vezes associada à Seleção Natural Cosmológica de Lee Smolin — resolve o problema da singularidade de forma elegante; ela simplesmente não existe, sendo substituída por um "salto" (um bounce).

É claro que, para a maioria dos físicos, isto ainda é visto com uma cautela extrema, quase como uma heresia que carece de provas observacionais diretas, as quais, como deves imaginar, são penosamente difíceis de obter quando o laboratório está do outro lado de um horizonte de eventos intransponível.

No fundo, o que verdadeiramente sabemos é que a Relatividade Geral de Einstein funciona maravilhosamente bem até chegarmos aos momentos iniciais do Big Bang, onde as contas deixam de bater certo com a mecânica quântica. O que é hipótese é esta ideia de que vivemos num interior de Schwarzschild; o que é teoria robusta é a expansão do espaço que observamos; e o que não pode ser descartado é que a nossa ignorância sobre o que se passa no coração de um buraco negro seja precisamente a chave para entendermos o nosso nascimento.

Mas repara na nuance: dizer que o Big Bang veio de um buraco negro não é o mesmo que dizer que o universo é um buraco negro. É dizer que o nosso espaço-tempo é o resultado da matéria que, ao ser sugada num universo pai, foi expelida num "buraco branco" que, para nós, pareceu ser o início de tudo.

Toda esta jornada, se a pensares bem, é como um capítulo num livro que estamos a ler do meio para o fim. O buraco negro anterior é o parágrafo que ficou na página que alguém arrancou, mas cuja marca da caneta ainda se sente no papel que temos nas mãos. Não é apenas uma questão de física, é uma questão de perspetiva sobre a nossa própria finitude. Se cada buraco negro que vemos no céu através de um telescópio for, potencialmente, o berço de um universo inteiro, com os seus próprios seres a perguntarem-se de onde vieram, então o cosmos não é um vazio frio, mas uma floresta densa e vibrante de realidades sobrepostas.

E isto, meu caro, é uma ideia muito mais sofisticada do que qualquer nada absoluto.

IC 2574: Nebulosa de Coddington

 

 Crédito da imagem e direitos autorais : Dane Vetter

As grandes galáxias espirais costumam receber toda a atenção, exibindo seus jovens e brilhantes aglomerados estelares azuis em belos braços espirais simétricos. Mas galáxias pequenas e irregulares também formam estrelas. De fato, a galáxia anã IC 2574 mostra evidências claras de intensa atividade de formação estelar em suas características regiões avermelhadas de gás hidrogênio brilhante. Assim como nas galáxias espirais, as turbulentas regiões de formação estelar em IC 2574 são agitadas por ventos estelares e explosões de supernovas que lançam material no meio interestelar da galáxia e desencadeiam ainda mais a formação de estrelas. A meros 12 milhões de anos-luz de distância, IC 2574 faz parte do grupo de galáxias M81, visível na direção da constelação boreal da Ursa Maior. Também conhecida como Nebulosa de Coddington, essa tênue, porém intrigante ilha de universo tem cerca de 50.000 anos-luz de diâmetro e foi descoberta pelo astrônomo americano Edwin Coddington em 1898.

Apod.nasa.gov

Uma nova teoria da gravidade modificada substitui a matéria escura por um "esquema infravermelho"

 As galáxias espirais giram a uma velocidade tão elevada que apenas a gravidade calculada a partir de suas estrelas visíveis não conseguiria impedir que se dispersassem. 

A galáxia Messier 33, mostrada com um halo de matéria escura (esquerda) e sem este componente (direita), ilustrando os modelos concorrentes. Crédito: ESO/S. Brunier

Para elucidar este enigma, os físicos postularam a existência de uma substância invisível, a matéria escura, que não emite nem absorve luz. Essa entidade hipotética, que compõe a maior parte da massa cósmica, forneceria a atração adicional necessária para manter as galáxias unidas. No entanto, este componente permanece indescritível, nunca tendo havido, até o momento, uma confirmação por observação direta.

Um estudo recente, conduzido por Naman Kumar do Instituto Indiano de Tecnologia e publicado na Physical Review Letters B, propõe um caminho diferente. Esta pesquisa questiona a necessidade de matéria escura, examinando a hipótese de uma gravidade que se comporta de maneira diferente nas escalas galácticas. A abordagem baseia-se em conceitos avançados de física teórica.

O pesquisador empregou a teoria quântica de campos para examinar a gravidade em escalas minúsculas, próximas do comprimento de onda da luz infravermelha. Neste quadro, denominado esquema infravermelho, a força gravitacional não seguiria mais estritamente a lei do inverso do quadrado da distância. Pelo contrário, exerceria uma influência mais duradoura a longas distâncias, o que poderia justificar a rotação rápida das galáxias.

Esta alteração das propriedades gravitacionais permitiria explicar as observações sem recorrer a halos de matéria escura. Assim, as altas velocidades das estrelas situadas na periferia das galáxias, um quebra-cabeça persistente, obteriam uma interpretação natural.

O modelo proposto por Naman Kumar terá, no entanto, que ser confrontado com outros conjuntos de dados, como os de lentes gravitacionais, onde a luz é desviada por grandes massas. Se for validado, poderá transformar a nossa visão da evolução cósmica e simplificar os modelos atuais.

Esta proposta incentiva assim a comunidade científica a examinar pistas alternativas e a reconsiderar certos conceitos bem estabelecidos, o que poderia levar a novos avanços em astrofísica.

A gravidade modificada: uma linha de investigação

As teorias de gravidade modificada propõem que as leis da gravitação podem não ser imutáveis e evoluir em função da escala considerada. Estes quadros permitem ajustes para dar conta de fenômenos observados.

A abordagem de Naman Kumar, baseada na teoria quântica de campos, indica que a força gravitacional poderia apresentar uma dependência da distância diferente daquela que resulta das equações atualmente utilizadas, com uma atração de alcance mais longo e mais forte.

Se esta concepção se verificar, poderá dar conta da rotação rápida das galáxias e de outras anomalias sem invocar a matéria escura. Isto ofereceria uma representação do Universo mais simples, reduzindo o número de entidades desconhecidas e ligando diretamente as observações às propriedades da gravidade.

Por ora, estas teorias precisam de ser rigorosamente testadas em todo o conjunto de dados disponíveis, desde experiências laboratoriais até observações cosmológicas.

Techno-science.net

Por que não existem mais exoplanetas como Tatooine em nossa galáxia, a Via Láctea? Os astrônomos podem ter a resposta.

  A teoria da relatividade geral de Albert Einstein ataca novamente.

Ilustração artística de um planeta semelhante à Terra orbitando um sistema binário de estrelas. (Crédito da imagem: NASA/JPL-Caltech) 

É uma das cenas mais instantaneamente reconhecíveis da história do cinema: Luke Skywalker contempla um pôr do sol duplo ao som melancólico de uma trompa. E embora "Star Wars" se passe em uma galáxia muito, muito distante, planetas orbitando estrelas binárias realmente existem na Via Láctea. No entanto, misteriosamente, não há tantos quanto os cientistas esperam — e uma nova pesquisa pode explicar o porquê.

Dos milhares de sistemas estelares isolados em nossa galáxia , cerca de 10% possuem planetas. Os cientistas, portanto, esperavam que cerca de 10% dos 3.000 sistemas binários conhecidos em nossa galáxia também os possuíssem. Mas, dos mais de 6.000 exoplanetas confirmados na Via Láctea , apenas 14 foram encontrados orbitando pares de estrelas .

Pesquisadores da Universidade da Califórnia, Berkeley, e da Universidade Americana de Beirute sugerem que o culpado pode ser a teoria da relatividade geral de Albert Einstein .

Na maioria dos sistemas estelares binários, duas estrelas orbitam uma à outra em trajetórias elípticas. Um planeta preso nessa órbita sente a força gravitacional de ambas as estrelas, fazendo com que sua orientação orbital gire lentamente em um processo conhecido como precessão. Enquanto isso, as órbitas das estrelas binárias também sofrem precessão devido às leis da relatividade geral. Com o passar do tempo, as forças de maré entre as estrelas podem aproximá-las, acelerando sua precessão e fazendo com que a precessão de um planeta em órbita diminua.

Quando as taxas de precessão se alinham, a órbita do planeta fica extremamente esticada. De acordo com o autor principal, Mohammad Farhat, da Universidade da Califórnia, Berkeley, essa ressonância pode desestabilizar a trajetória do planeta. "Ou o planeta se aproxima demais das estrelas e é despedaçado, ou sua órbita é tão perturbada que ele é ejetado do sistema", disse ele em um comunicado .

Os modelos da equipe sugerem que, em sistemas binários compactos — aqueles com períodos orbitais de uma semana ou menos — tais perturbações são comuns. Esses sistemas também são os mais propensos a serem monitorados por missões como Kepler e TESS da NASA , que detectam planetas observando o escurecimento da luz estelar quando um planeta passa em frente a elas. Isso poderia explicar, em parte, o número surpreendentemente baixo de planetas circumbinários nos dados observacionais.

Em última análise, pode haver centenas ou milhares de Tatooines na Via Láctea — só não sabemos ainda como procurá-las.

Space.com

Astrônomos podem ter descoberto um dos elos perdidos na evolução das galáxias

Uma equipe internacional de astrônomos, liderada pela Universidade de Massachusetts Amherst, anunciou uma descoberta que pode preencher uma importante lacuna na compreensão de como as galáxias evoluíram ao longo da história do universo

Dezoito das galáxias empoeiradas e formadoras de estrelas recentemente descobertas (em vermelho) se formaram há quase 13 bilhões de anos. Crédito: UMass Amherst 

Eles identificaram uma população de galáxias muito antigas, cheias de poeira e ainda ativas na formação de estrelas, que existiam quando o universo tinha apenas cerca de 1 bilhão de anos de idade – ou seja, aproximadamente 12,7 bilhões de anos atrás.

Essas galáxias representam um momento de transição crucial. Elas conectam duas fases já conhecidas da vida galáctica: de um lado, as galáxias extremamente distantes e brilhantes, detectadas recentemente pelo Telescópio Espacial James Webb (James Webb), que surgiram ainda mais cedo, cerca de 500 milhões de anos após o Big Bang; do outro, as galáxias “quiescentes”, que já haviam parado de formar estrelas de maneira intensa cerca de 2 bilhões de anos após o início do universo. Até agora, faltava exatamente esse “elo perdido? intermediário: galáxias massivas, ricas em metais e poeira, mas ainda em plena atividade de criação estelar nessa época intermediária.

O que torna essa descoberta especial é que essas galáxias são difíceis de observar com telescópios comuns, pois a enorme quantidade de poeira cósmica absorve a luz visível e ultravioleta que elas emitem. Para detectá-las, os pesquisadores usaram o poder do ALMA, o grande conjunto de antenas no deserto do Atacama, no Chile, que capta a radiação infravermelha liberada quando a poeira é aquecida pelas estrelas jovens.

Eles observaram cerca de 400 galáxias brilhantes e empoeiradas com o ALMA e, depois, refinaram a busca com imagens do James Webb no infravermelho próximo, chegando a cerca de 70 candidatas mais fracas e, na maioria, nunca vistas antes. Ao combinar e “empilhar? os dados do ALMA, a equipe confirmou que essas galáxias realmente pertencem a essa época tão remota.

Essa revelação sugere que a formação intensa de estrelas – e o crescimento rápido de galáxias massivas – aconteceu mais cedo do que muitos modelos teóricos previam. Se confirmada em estudos futuros, a descoberta indica que nossas ideias atuais sobre a história cósmica precisam ser ajustadas, pois mostra que estruturas complexas e ricas em elementos pesados já existiam quando o universo era ainda muito jovem. Em resumo, essas galáxias empoeiradas e ativas atuam como uma ponte essencial, ajudando a explicar como as galáxias passaram de objetos brilhantes e caóticos no início do cosmos para as estruturas mais calmas e evoluídas que vemos hoje.

Terrarara.com.br 

O telescópio James Webb estava quebrado? O verdadeiro culpado era um buraco negro monstruoso.

 Observações de um quasar distante revelam que buracos negros supermassivos podem suprimir a formação de estrelas em distâncias intergalácticas.

Conceito artístico de uma galáxia com um quasar brilhante – um buraco negro supermassivo ativo com milhões a bilhões de vezes a massa do Sol – em seu centro. Entre os objetos mais brilhantes do universo, os quasares se alimentam de matéria em queda e liberam torrentes de ventos e radiação, moldando as galáxias em que residem. Crédito: NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI) 

A poderosa radiação de buracos negros supermassivos ativos – que se acredita estarem no centro de quase todas as galáxias – pode fazer mais do que perturbar o ambiente ao seu redor. De acordo com uma nova pesquisa liderada por Yongda Zhu, pesquisador de pós-doutorado no Departamento de Astronomia da Universidade do Arizona e no Observatório Steward , essa energia também pode suprimir a formação de estrelas em galáxias localizadas a milhões de anos-luz de distância.

“Tradicionalmente, acreditava-se que, como as galáxias estão muito distantes umas das outras, elas evoluíam em grande parte sozinhas”, disse Zhu, o primeiro autor do artigo publicado no The Astrophysical Journal Letters . “Mas descobrimos que um buraco negro supermassivo muito ativo em uma galáxia pode afetar outras galáxias a milhões de anos-luz de distância, sugerindo que a evolução das galáxias pode ser mais um esforço coletivo.”

Zhu descreve esse conceito como um “ecossistema galáctico”, comparando-o aos ecossistemas interconectados da Terra. “Um buraco negro supermassivo ativo é como um predador faminto que domina o ecossistema”, disse ele. “Simplificando, ele engole matéria e influencia o crescimento das estrelas em galáxias próximas.”

Os buracos negros intrigam cientistas e o público desde que foram propostos pela primeira vez no início do século XX. Esses objetos estão entre as características mais extremas do universo. Sua gravidade é tão intensa que podem aprisionar matéria próxima e até mesmo luz. Alguns buracos negros, incluindo o que está no centro da Via Láctea , se enquadram na categoria de "supermassivos", o que significa que contêm milhões ou até bilhões de vezes a massa do nosso Sol.

Embora os buracos negros em si não possam ser vistos, eles podem se tornar extraordinariamente brilhantes quando se alimentam ativamente de gás e poeira ao seu redor. À medida que esse material espirala para dentro, forma um disco quente e giratório que libera vastas quantidades de energia. Durante essa fase, conhecida como fase de quasar, o buraco negro pode irradiar centenas de trilhões de vezes mais energia do que o Sol, às vezes brilhando mais intensamente do que toda a sua galáxia hospedeira.

Resolvendo um mistério

Os primeiros dados do Telescópio Espacial James Webb sugeriram que, surpreendentemente, poucas galáxias circundavam quasares extremamente massivos no universo jovem. Essa descoberta chamou a atenção porque galáxias grandes são tipicamente encontradas em regiões densamente povoadas, e não isoladas.

“Ficamos intrigados”, disse Zhu. “Será que o caro JWST estava quebrado?”, acrescentou, rindo. “Então percebemos que as galáxias poderiam realmente estar lá, mas difíceis de detectar porque sua formação estelar recente havia sido suprimida.”

Essa constatação suscitou uma nova questão. Será que buracos negros supermassivos extremamente brilhantes poderiam não apenas alterar suas próprias galáxias, mas também interferir na formação de estrelas em sistemas vizinhos?

Para explorar essa possibilidade, os pesquisadores se concentraram em um dos quasares mais brilhantes já descobertos, o J0100+2802. Ele é alimentado por um buraco negro supermassivo com cerca de 12 bilhões de vezes a massa do Sol. Como sua luz levou mais de 13 bilhões de anos para chegar à Terra, os astrônomos o observam como ele era quando o universo tinha menos de 1 bilhão de anos.

Usando o JWST, a equipe analisou as emissões de O III, uma forma ionizada de oxigênio que sinaliza a formação estelar recente. Níveis mais baixos de O III indicam que as nuvens de gás frio necessárias para a formação de novas estrelas foram perturbadas. Os cientistas encontraram uma diferença notável entre as galáxias localizadas a cerca de um milhão de anos-luz do quasar. Comparadas com galáxias mais distantes, aquelas mais próximas do quasar apresentaram emissão de O III mais fraca em relação à sua luz ultravioleta, um padrão consistente com a redução da formação estelar recente.

“Sabe-se que os buracos negros 'devoram' muita matéria, mas durante o processo ativo de absorção e em sua forma luminosa de quasar, eles também emitem radiação muito forte”, disse Zhu. “O calor e a radiação intensos dividem o hidrogênio molecular que compõe as vastas nuvens de gás interestelar, extinguindo seu potencial de se acumular e se transformar em novas estrelas.”

Formação Estelar em Escala Intergaláctica

As estrelas requerem condições muito específicas para se formarem, incluindo grandes reservas de hidrogênio molecular frio, que atua como o combustível básico para a formação estelar. Os cientistas já sabiam que os quasares, frequentemente localizados nos centros de galáxias jovens e em rápido crescimento, podem destruir esse gás dentro de suas próprias galáxias hospedeiras, interrompendo a formação estelar local. O que permanecia incerto, no entanto, era se essa influência destrutiva se estendia além da galáxia de origem do quasar. Ao usar o JWST para observar a luz de um quasar que existiu há mais de 13 bilhões de anos, a equipe encontrou evidências de supressão do crescimento estelar em uma escala muito maior.

“Pela primeira vez, temos evidências de que essa radiação impacta o universo em escala intergaláctica”, disse Zhu. “Os quasares não suprimem apenas as estrelas em suas galáxias hospedeiras, mas também em galáxias próximas, dentro de um raio de pelo menos um milhão de anos-luz.” 

Segundo Zhu, essa descoberta teria sido impossível com qualquer outro telescópio.

Isso ocorre porque, quando a luz de objetos tão distantes quanto o quasar J0100+2802 chega à Terra, a expansão do universo já estendeu seus comprimentos de onda para o infravermelho. Telescópios anteriores não conseguiam detectar claramente esses tênues sinais infravermelhos, tornando o JWST excepcionalmente capaz de observar fenômenos do universo primordial.

Nossa galáxia, a Via Láctea, provavelmente já teve seu próprio quasar. Ele não está ativo hoje, mas os pesquisadores se perguntam como esse quasar impactou a formação da nossa galáxia, bem como a de outras galáxias em seu entorno.

A equipe espera testar se o fenômeno é generalizado em múltiplos campos de quasares e entender melhor como as galáxias são afetadas por quasares vizinhos e se outros fatores, menos óbvios, estão em jogo, disse Zhu.

“Compreender como as galáxias se influenciaram mutuamente no início do universo nos ajuda a entender melhor como nossa própria galáxia surgiu”, disse ele. “Agora percebemos que os buracos negros supermassivos podem ter desempenhado um papel muito maior na evolução das galáxias do que pensávamos – atuando como predadores cósmicos, influenciando o crescimento de estrelas em galáxias próximas durante o início do universo.”

Scitechdaily.com

Um raio de energia bilhões de vezes mais poderoso que o da Estrela da Morte

 O que acontece quando uma estrela se aproxima perigosamente de um buraco negro supermassivo? Esse encontro produz um fenômeno cataclísmico: a estrela é literalmente despedaçada pelas forças gravitacionais. Recentemente, astrónomos capturaram as consequências de um tal confronto, que gerou um jato de partículas de potência excepcional.

Representação artística de um evento de ruptura por efeito de maré, onde um buraco negro despedaça uma estrela. Crédito: DESY, Science Communication Lab

Batizado de AT2018hyz, este episódio ocorreu numa galáxia a 665 milhões de anos-luz. Após a estrela ser absorvida, o buraco negro propulsionou um jato deslocando-se a uma velocidade que se aproxima da da luz.

Para ilustrar a sua intensidade, os cientistas estabeleceram uma comparação com a Estrela da Morte, a arma fictícia de Star Wars capaz de aniquilar planetas. O jato liberta entre um bilião e cem biliões de vezes mais energia do que essa construção cinematográfica. Qualquer planeta situado nas proximidades seria provavelmente pulverizado.

O evento AT2018hyz, contudo detetado inicialmente em 2018, permaneceu silencioso durante vários anos. O seu despertar súbito no domínio das ondas rádio em 2022 acabou por trair a presença do jato.

Este atraso poderá estar ligado ao tempo necessário para a matéria estelar se organizar num disco em volta do buraco negro. Posteriormente, os campos magnéticos canalizam uma parte dessa matéria num jato estreito e ultrarápido. Embora este mecanismo seja ainda imperfeitamente compreendido, é necessário para dar conta da energia colossal despendida.

Atualmente, o jato ganha amplitude e torna-se mais facilmente observável a partir do nosso planeta, o que explica por que o seu brilho não para de crescer. Tais jatos relativísticos são extremamente pouco frequentes, emergindo em apenas 1% dos eventos de ruptura por efeito de maré registados.

Em breve, instrumentos como o Square Kilometer Array deverão permitir detetar um maior número destes jatos. Esta perspetiva oferecerá aos investigadores novos elementos para compreender a influência dos buracos negros nas galáxias e na própria estrutura do cosmos.

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Qual a velocidade de expansão do universo? Uma supernova pode fornecer a resposta.

 Sabe-se há quase cem anos que o universo está em expansão, mas quão rápido? A taxa exata dessa expansão continua sendo objeto de intenso debate, chegando a desafiar o modelo padrão da cosmologia. Uma equipe de pesquisa da Universidade Técnica de Munique (TUM), da Universidade Ludwig Maximilians (LMU) e dos Institutos Max Planck (MPA e MPE) obteve imagens e modelou uma supernova excepcionalmente rara que pode fornecer uma nova maneira independente de medir a velocidade de expansão do universo. Os estudos foram publicados no servidor de pré-impressões arXiv . 

Supernova Winny. Crédito: Grupo de Pesquisa SN Winny 

A supernova é uma rara explosão estelar superluminosa , a 10 bilhões de anos-luz de distância, e muito mais brilhante do que as supernovas típicas. Ela também é especial de outra forma: a supernova única aparece cinco vezes no céu noturno, como fogos de artifício cósmicos, devido a um fenômeno conhecido como lente gravitacional. 

Duas galáxias em primeiro plano curvam a luz da supernova enquanto ela viaja em direção à Terra, forçando-a a percorrer trajetórias diferentes. Como essas trajetórias têm comprimentos ligeiramente diferentes, a luz chega em momentos diferentes. Ao medir os intervalos de tempo entre as múltiplas cópias da supernova, os pesquisadores podem determinar a taxa de expansão atual do universo, conhecida como constante de Hubble. 

Sherry Suyu, professora associada de Cosmologia Observacional na TUM e pesquisadora do Instituto Max Planck de Astrofísica, explica: "Apelidamos essa supernova de SN Winny, inspirados por sua designação oficial SN 2025wny. É um evento extremamente raro que pode desempenhar um papel fundamental na melhoria da nossa compreensão do cosmos.

A chance de encontrar uma supernova superluminosa perfeitamente alinhada com uma lente gravitacional adequada é menor que uma em um milhão. Passamos seis anos procurando por um evento assim, compilando uma lista de lentes gravitacionais promissoras, e em agosto de 2025, a SN Winny coincidiu exatamente com uma delas."

Grande telescópio binocular no Monte Graham, Arizona, EUA. Crédito: Dr. Christoph Saulder / MPE

Imagem colorida de alta resolução de uma supernova única.

Como as supernovas com lentes gravitacionais são tão raras, apenas algumas medições desse tipo foram tentadas até hoje. A precisão dessas medições depende muito da capacidade de determinar as massas das galáxias que atuam como lentes, pois essas massas controlam a intensidade com que a luz da supernova é curvada.

Para medir essas massas, os membros da equipe do MPE e da LMU obtiveram imagens com o Grande Telescópio Binocular no Arizona, EUA, usando seus dois espelhos de 8,4 metros de diâmetro e um sistema de óptica adaptativa que corrige o desfoque atmosférico. O resultado é a primeira imagem colorida de alta resolução desse sistema publicada até o momento.

As observações revelam as duas galáxias-lente em primeiro plano no centro e cinco cópias azuladas da supernova — que lembram a explosão de um fogo de artifício. Isso é bastante incomum, já que sistemas de lentes em escala galáctica normalmente produzem apenas duas ou quatro cópias. Usando as posições de todas as cinco cópias, Allan Schweinfurth (TUM) e Leon Ecker (LMU), pesquisadores juniores da equipe, construíram o primeiro modelo da distribuição de massa da lente.

"Até agora, a maioria das supernovas com lentes gravitacionais eram ampliadas por aglomerados de galáxias massivos, cujas distribuições de massa são complexas e difíceis de modelar", diz Schweinfurth.

"A supernova Winny, no entanto, é afetada pela lente gravitacional de apenas duas galáxias individuais. Encontramos distribuições de luz e massa suaves e regulares para essas galáxias, sugerindo que elas ainda não colidiram no passado, apesar de sua aparente proximidade. A simplicidade geral do sistema oferece uma oportunidade empolgante para medir a taxa de expansão do universo com alta precisão."

Dois métodos, dois resultados muito diferentes.

Até agora, os cientistas têm se baseado principalmente em dois métodos para medir a constante de Hubble, mas esses métodos produzem resultados conflitantes. Esse enigma é conhecido como a tensão de Hubble.

O primeiro método é o local, que mede as distâncias até as galáxias um passo de cada vez, como subir uma escada, onde cada degrau depende do anterior; por isso, é chamado de escada de distâncias cósmicas. Ele usa objetos com brilho bem conhecido para estimar as distâncias e, em seguida, compara essas distâncias com a velocidade com que as galáxias estão se afastando. Como esse método envolve muitas etapas de calibração, mesmo pequenos erros podem se acumular e afetar o resultado final.

O segundo método olha muito mais para trás no tempo. Ele estuda a radiação cósmica de fundo em micro-ondas, o tênue brilho residual do Big Bang, e usa modelos do universo primitivo para calcular a taxa de expansão atual. Essa abordagem é altamente precisa, mas depende muito de suposições sobre como o universo evoluiu, e essas suposições ainda são objeto de debate.

Uma nova abordagem, em uma única etapa, para a constante de Hubble.

Um terceiro método independente entra agora em cena: o uso de uma supernova com lente gravitacional. Stefan Taubenberger, membro importante da equipe do Professor Suyu e primeiro autor do estudo de identificação de supernovas , explica que, ao medir os atrasos temporais entre as múltiplas cópias da supernova e conhecendo a distribuição de massa da galáxia que causa a lente, os cientistas podem calcular diretamente a constante de Hubble: "Ao contrário da escada de distâncias cósmicas, este é um método de etapa única, com menos fontes de incertezas sistemáticas e completamente diferentes."

Atualmente, astrônomos do mundo todo estão observando a supernova Winny em detalhes, utilizando telescópios terrestres e espaciais. Os resultados obtidos fornecerão novas informações cruciais e ajudarão a esclarecer a antiga controvérsia em torno do Observatório de Hubble.

Phys.com