Um Sistema Solar em formação? Dois planetas foram detectados se formando em um disco ao redor de uma estrela jovem.

Astrônomos observaram a formação de dois planetas no disco ao redor de uma estrela jovem chamada WISPIT 2. Após a detecção de um planeta, a equipe utilizou telescópios do Observatório Europeu do Sul (ESO) para confirmar a presença de um segundo planeta. Essas observações, juntamente com a estrutura singular do disco ao redor da estrela, indicam que o sistema WISPIT 2 pode se assemelhar a um Sistema Solar jovem.

Imagens do VLT mostram dois planetas se formando ao redor da jovem estrela WISPIT 2. Crédito:  ESO/C. Lawlor, RF van Capelleveen et al. 

“ O WISPIT 2 é a melhor visão do nosso próprio passado que temos até hoje ”, diz Chloe Lawlor, estudante de doutorado na Universidade de Galway, na Irlanda, e principal autora do estudo publicado hoje no The Astrophysical Journal Letters . 

O sistema é apenas o segundo conhecido, depois do PDS 70 , onde dois planetas foram observados diretamente em processo de formação ao redor de sua estrela hospedeira. Ao contrário do PDS 70, no entanto, o WISPIT 2 possui um disco de formação planetária muito extenso, com lacunas e anéis distintos. " Essas estruturas sugerem que mais planetas estão se formando atualmente, os quais eventualmente detectaremos ", afirma Lawlor.

" O WISPIT 2 nos oferece um laboratório crucial não apenas para observar a formação de um único planeta, mas de um sistema planetário inteiro ", afirma Christian Ginski, coautor do estudo e pesquisador da Universidade de Galway. Com essas observações, os astrônomos pretendem compreender melhor como os sistemas planetários em formação se desenvolvem em sistemas maduros, como o nosso.

O primeiro planeta recém-nascido encontrado no sistema — chamado WISPIT 2b — foi detectado no ano passado, com uma massa quase cinco vezes maior que a de Júpiter e orbitando a estrela central a cerca de 60 vezes a distância entre a Terra e o Sol. “ Essa detecção de um novo mundo em formação realmente mostrou o incrível potencial de nossos instrumentos atuais ”, disse Richelle van Capelleveen, doutoranda do Observatório de Leiden, na Holanda, e líder do estudo anterior.

Após a identificação de um objeto adicional próximo à estrela, medições feitas com o Very Large Telescope ( VLT ) e o Interferômetro do VLT ( VLTI ) do ESO confirmaram sua natureza planetária. O novo planeta — WISPIT 2c — está quatro vezes mais perto da estrela central e tem o dobro da massa de WISPIT 2b. Ambos os planetas são gigantes gasosos, como os planetas externos do nosso Sistema Solar. 

Para confirmar a existência de WISPIT 2c, a equipe utilizou o instrumento SPHERE do VLT do ESO, que capturou uma imagem do objeto. Em seguida, a equipe usou o instrumento GRAVITY+ do VLTI para confirmar que o objeto era de fato um planeta. " Fundamentalmente, nosso estudo fez uso da recente atualização do GRAVITY+, sem a qual não teríamos conseguido uma detecção tão nítida do planeta tão próximo de sua estrela ", afirma Guillaume Bourdarot, coautor do estudo e pesquisador do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, em Garching, Alemanha. 

Os dois planetas em WISPIT 2 aparecem em lacunas nítidas dentro do disco de poeira e gás que orbita a jovem estrela. Essas lacunas resultam do desenvolvimento de cada planeta: partículas no disco se acumulam, sua gravidade atraindo mais material até que um planeta embrionário se forme. O material restante, ao redor de cada lacuna, cria anéis de poeira distintos no disco.

Além das lacunas onde os dois planetas foram encontrados, existe pelo menos uma lacuna menor mais distante no disco do WISPIT 2. " Suspeitamos que possa haver um terceiro planeta preenchendo essa lacuna ", diz Lawlor, " potencialmente com a massa de Saturno, devido à lacuna ser muito mais estreita e rasa ". A equipe está ansiosa para realizar observações de acompanhamento, com Ginski observando que " com o futuro Telescópio Extremamente Grande do ESO, poderemos obter imagens diretas de tal planeta "  .

Eso.org

Como duas anãs castanhas ténues se juntaram para brilhar intensamente

 As anãs castanhas têm má reputação no mundo estelar, sendo frequentemente rotuladas como "estrelas falhadas" devido à sua incapacidade de sustentar a fusão nuclear nos seus núcleos. A massa destes objetos situa-se entre a dos planetas e a das estrelas, variando entre 13 e 80 vezes a massa de Júpiter. Como não são suficientemente massivas para sustentar a fusão, são muito mais ténues e frias do que as suas congéneres estelares.

Os investigadores identificaram um par muito íntimo de anãs castanhas, denominado ZTF J1239+8347, em que uma está a extrair ativamente matéria da outra, tal como ilustrado nesta representação artística. Em última análise, espera-se que as anãs castanhas se fundam para formar uma nova estrela; alternativamente, a anã castanha que ganhar a massa extra irá inflamar-se para se tornar uma estrela. Seja como for, um par de estrelas falhadas terá criado uma estrela brilhante. Crédito: Caltech/R. Hurt (IPAC)

Agora, uma nova descoberta liderada por investigadores do Caltech mostra como estes corpos pouco luminosos podem unir-se para brilhar intensamente. Ao analisar observações de arquivo captadas pelo ZTF (Zwicky Transient Facility) no Observatório Palomar, os investigadores identificaram um par íntimo de anãs castanhas, no qual uma está ativamente a extrair material da outra.

Em última análise, espera-se que as anãs castanhas se fundam para formar uma nova estrela; alternativamente, a anã castanha que ganha a massa extra irá inflamar-se para se tornar uma estrela. Seja como for, um par de estrelas falhadas terá criado uma estrela brilhante. 

"As estrelas falhadas têm uma segunda oportunidade", afirma Samuel Whitebook, estudante do Caltech e autor principal de um novo estudo acerca das descobertas publicado na revista The Astrophysical Journal Letters. "As anãs castanhas não têm motores internos como as estrelas, mas este resultado mostra que podem apresentar uma física dinâmica muito interessante". 

Whitebook trabalha com dois orientadores: Tom Prince, professor de física, e Dimitri Mawet, professor de astronomia e investigador sénior no JPL da NASA. Tanto Prince como Mawet são coautores do estudo. 

A descoberta é inédita: até agora, este tipo de transferência de massa entre objetos binários só tinha sido observado em objetos muito mais pesados, como as anãs brancas, que são os cadáveres de estrelas como o nosso Sol. 

O par de anãs castanhas, denominado ZTF J1239+8347 (ou ZTF J1239, para abreviar), foi detetado depois de os cientistas terem analisado uma base de dados conhecida como ZVAR, ou ZTF Variability Archive, que é uma coleção de dados de todo o céu recolhidos repetidamente pelo ZTF desde 2017. A base de dados, que contém 2 mil milhões de objetos, revela como esses objetos mudam ao longo do tempo. No caso de ZTF J1239, verificou-se que o objeto mudava significativamente de brilho a cada 57 minutos. 

Uma análise mais aprofundada da fonte revelou que se trata de um par de anãs castanhas pouco luminosas que intimamente se orbitam uma à outra; na verdade, todo o sistema caberia na distância entre a Terra e a Lua. Os objetos, que têm aproximadamente 60 a 80 vezes a massa de Júpiter, encontram-se a cerca de 1000 anos-luz de distância, na direção da constelação da Ursa Maior. 

Os cientistas não têm a certeza de como os dois corpos celestes pouco luminosos se juntaram inicialmente; é possível que uma terceira estrela as tenha aproximado gravitacionalmente a partir de sistemas distintos. Uma vez juntas, as estrelas teriam entrado numa espiral, aproximando-se cada vez mais, até que uma das anãs castanhas aumentou de tamanho devido à influência gravitacional da outra, tornando-se menos densa. 

"Quando a gravidade de uma estrela é superada pela da outra, a matéria começa a fluir da estrela menos densa para a mais densa", diz Whitebook. "É como se a matéria escorresse através de um bocal". 

Este bocal direciona o material de uma anã castanha para um ponto fixo na outra, que então aquece e brilha com luz azul e ultravioleta. A rotação deste ponto quente, à medida que as duas anãs castanhas giram uma à volta da outra, levou à curva de luz periódica observada pelo ZTF. 

Embora se saiba que outros tipos de estrelas transferem massa entre si, esta é a primeira vez que tal acontece no mundo das anãs castanhas. "Estes são objetos muito exóticos", diz Prince. "Conversámos com alguns dos nossos colegas acerca deles, e não acreditaram que tal coisa existisse". 

Como o par recém-descoberto é pouco brilhante e está próximo da Terra, os cientistas estimam que existam muitos outros semelhantes por aí à espera de serem descobertos. 

"Esperamos que o Observatório Vera Rubin [um observatório terrestre no Chile] detete dúzias de outros objetos destes", afirma Whitebook. "Queremos encontrar mais para compreender a população e a sua frequência. Prevemos que isto aconteça com mais frequência do que se pensa".

Outros telescópios que contribuíram para o estudo incluem a missão Gaia da ESA, o Observatório W. M. Keck no Hawaii, o Telescópio Hale de 200 polegadas de Palomar, o WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) da NASA, o Telescópio Neil Gehrels Swift da NASA e o GTC (Gran Telescopio Canarias) nas Ilhas Canárias, Espanha. Os investigadores estão a planear futuras observações de ZTF J1239 com o Telescópio Espacial James Webb da NASA.

Astronomia OnLine

Clarões que traem a presença de buracos negros binários

 A detecção de buracos negros supermassivos em órbita um ao redor do outro poderá em breve passar do domínio teórico para o observacional, graças a um fenômeno óptico notável. Normalmente invisíveis, estes gigantes cósmicos poderiam se revelar através de surtos luminosos surpreendentes provenientes de estrelas localizadas atrás deles.

Impressão artística da luz de uma estrela (laranja) em segundo plano amplificada por um par de buracos negros supermassivos. Crédito: Max Planck Institute

Este mecanismo baseia-se na lente gravitacional, um efeito previsto por Einstein onde a gravidade de um objeto massivo curva o espaço-tempo e desvia a luz. Este efeito serve normalmente para observar galáxias distantes, mas com um sistema binário, ele ganha em intensidade.

Para um duo de buracos negros, a rotação em torno de um centro comum gera uma zona em forma de diamante, denominada curva cáustica, onde o efeito de lente é amplificado. Esta região varre o fundo espacial, e quando uma estrela se alinha por acaso nela, sua luz é brevemente, mas fortemente amplificada.

Estes alinhamentos produzem assim clarões luminosos periódicos, visíveis ao longo de vários anos, que seguem o período orbital dos buracos negros. Segundo os cientistas, esta assinatura é única e poderia permitir identificar tais duos, mesmo no coração de galáxias extremamente distantes onde as estrelas individuais permanecem muito fracas para serem percebidas.

Além disso, a órbita destes buracos negros não é fixa; ela reduz-se progressivamente porque dissipam energia sob a forma de ondas gravitacionais. Esta evolução modifica a curva cáustica, o que altera a frequência e a intensidade dos surtos luminosos, codificando assim dados sobre a massa dos objetos.

Observatórios de nova geração, como o Observatório Vera C. Rubin no Chile e o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman cujo lançamento está programado para 2027, possuirão a sensibilidade necessária para capturar estes eventos. A longo prazo, a missão LISA, um detector espacial de ondas gravitacionais, poderia colaborar com estes telescópios para realizar estudos ditos "multimensageiros".

Esta abordagem abre a possibilidade de observar sistemas binários bem antes da sua fusão final, combinando os sinais luminosos e gravitacionais. Os trabalhos que levaram a este avanço estão detalhados na revista Physical Review Letters.

Techno-science.net

Os Guardiões de Rapa Nui sob a Via Láctea

 

 Crédito da imagem e direitos autorais: Rositsa Dimitrova Texto: Keighley Rockcliffe ( NASA GSFC , UMBC CSST , CRESST II )

Nas palavras da astrofotógrafa Rositsa Dimitrova, "O que esses sentinelas silenciosos observaram cruzar o céu?" Os moai vulcânicos (estátuas) de Ahu Tongariki guardam Rapa Nui (Ilha de Páscoa), uma ilha polinésia (anexada pelo Chile em 1888) localizada a milhares de quilômetros da costa da América do Sul, no Oceano Pacífico. Devido ao isolamento da ilha, os moai , de costas para o oceano escuro, conseguem contemplar um céu noturno claro e vibrante. Na imagem , essas estátuas gigantescas observam a faixa brilhante da Via Láctea , parcialmente obscurecida por poeira interestelar e turva pelas nuvens da Terra. Sob céus noturnos tão claros, os habitantes de Rapa Nui construíram observatórios e utilizaram observações astronômicas para navegação, calibração do calendário, celebrações e muito mais . Imagens como esta nos lembram da importância dos céus escuros , da proteção da terra sob eles e da preservação da cultura que inspiram.

Um mapa 3D da luz oculta entre as galáxias

 Embora o céu noturno muitas vezes pareça vazio entre estrelas e galáxias, uma equipe de astrônomos revelou recentemente que essas regiões aparentemente escuras estão, na verdade, preenchidas por uma vasta luz difusa. Esse "mar" luminoso conecta as ilhas brilhantes do Universo. 

Uma seção do novo mapa 3D dos dados do HETDEX, mostrando as concentrações de hidrogênio excitado (luz Lyman-alfa) no espaço entre as galáxias, indicadas por estrelas. Crédito: Maja Lujan Niemeyer/Instituto Max Planck de Astrofísica/HETDEX, Chris Byrohl/Universidade de Stanford/HETDEX

Essa descoberta provém de um mapa tridimensional do Universo primitivo, criado a partir de dados coletados pelo Experimento de Energia Escura do Telescópio Hobby-Eberly. Os cientistas analisaram uma luz ultravioleta específica, chamada Lyman-alfa, produzida pelo hidrogênio quando estimulado pela radiação de estrelas jovens e quentes. O período mapeado, que data de 9 a 11 bilhões de anos atrás, corresponde a uma época de pico na formação de estrelas .

Para alcançar esse resultado, os pesquisadores utilizaram uma abordagem inovadora chamada mapeamento de intensidade de linha. Em vez de catalogar cada galáxia individualmente, eles mediram a luz combinada do hidrogênio em vastas extensões do céu. Esse método captura não apenas objetos brilhantes, mas também a tênue radiação do gás difuso e de pequenas galáxias que escapam às observações tradicionais .

O Telescópio Hobby-Eberly, localizado no Observatório McDonald, no Texas, forneceu uma quantidade impressionante de dados, com mais de 600 milhões de espectros analisados. Usando supercomputadores, a equipe reconstruiu a distribuição do hidrogênio em um imenso volume cósmico. A gravidade , que mantém a matéria unida , permitiu que eles interpretassem esse brilho de fundo usando as posições de galáxias já conhecidas.

Esse mapa revela a teia luminosa que conecta as estruturas cósmicas. Assim, ele fornece uma nova ferramenta para examinar como as galáxias se formaram e evoluíram em seu ambiente, interagindo com o gás intergaláctico.

O trabalho, publicado no The Astrophysical Journal , marca um ponto de virada na forma como mapeamos o cosmos. Isso abre caminho para um uso mais amplo do mapeamento de intensidade para sondar não apenas os objetos mais brilhantes, mas também toda a rede cósmica. Isso nos ajuda a entender melhor os processos em ação durante a era mais ativa do Universo.

A luz Lyman-alfa é uma assinatura do hidrogênio.

A luz Lyman-alfa é uma emissão ultravioleta produzida quando átomos de hidrogênio, o elemento mais abundante do Universo, são excitados. Essa excitação ocorre tipicamente sob a influência da intensa radiação emitida por estrelas jovens e muito quentes. Quando esses átomos retornam a um estado de energia mais baixo, eles liberam essa luz característica, que pode viajar distâncias cosmológicas.

Em astronomia, essa assinatura luminosa serve como um marcador valioso para rastrear a presença de hidrogênio, mesmo quando ele existe como um gás difuso e de baixa densidade. Ela é particularmente visível no Universo primordial, durante o período conhecido como "meio-dia cósmico", quando a formação estelar estava no auge. Telescópios modernos conseguem detectar esse brilho apesar da expansão do Universo, que estica a luz em direção a comprimentos de onda mais longos e avermelhados.

O estudo dessa emissão permite aos cientistas reconstruir a distribuição da matéria comum, que constitui apenas uma pequena fração do conteúdo do Universo. Isso nos ajuda a entender como o gás se uniu para formar as primeiras galáxias e como ele circula entre elas, alimentando o nascimento de novas estrelas ao longo do tempo cósmico.

Techno-science.net

Chandra explica por que os buracos negros freiam o crescimento.

  Astrônomos encontraram a resposta para um mistério antigo da astrofísica: por que o crescimento de buracos negros supermassivos é muito menor hoje do que no passado? Um estudo que utilizou o Observatório de Raios X Chandra da NASA e outros telescópios de raios X descobriu que os buracos negros supermassivos são incapazes de consumir matéria tão rapidamente quanto faziam em um passado distante. Os resultados foram publicados na edição de dezembro de 2025 do The Astrophysical Journal .

Imagens de raios X, ópticas e infravermelhas de J033225 e J033215. Crédito: Raio X: NASA/CXC/Penn State Univ./Z. Yu et al.; Óptica (HST): NASA/ESA/STScI; Infravermelho: NASA/ESA/CSA/STScI; Processamento de imagem: NASA/CXC/SAO/P. Edmonds, L. Frattare

Há dez bilhões de anos, houve um período que os astrônomos chamam de " meio-dia cósmico ", quando o crescimento de buracos negros supermassivos (aqueles com milhões a bilhões de vezes a massa do Sol) atingiu seu pico em toda a história do universo. Entre o meio-dia cósmico e agora, no entanto, os astrônomos observaram uma grande desaceleração na velocidade com que os buracos negros estão crescendo.

"Um mistério antigo tem sido a causa dessa grande desaceleração", disse Zhibo Yu, da Universidade Estadual da Pensilvânia, principal autor do novo estudo. "Com esses dados de raios X e observações complementares em outros comprimentos de onda, podemos testar diferentes hipóteses e restringir a resposta."

Quando gás cai em um buraco negro supermassivo, ele se aquece e produz grandes quantidades de radiação, incluindo raios X. Por décadas, o Chandra e outros telescópios de raios X têm demonstrado uma diminuição no crescimento dos buracos negros ao observá-los a diferentes distâncias pelo universo. Crucialmente, buracos negros que estão crescendo mais rapidamente produzem mais raios X.

Ilustração de cenários de crescimento de buracos negros supermassivos. Crédito: Penn State/Z.Yu

Novo levantamento por raios X revela desaceleração

Ao analisar observações de cerca de 1,3 milhão de galáxias e 8.000 buracos negros supermassivos em crescimento, feitas pelos telescópios Chandra, XMM-Newton da ESA e eROSITA (Extended ROentgen Survey with an Imaging Telescope Array, uma missão alemã e russa), a equipe conseguiu isolar o "porquê" dessa desaceleração dos buracos negros.

"Parece que o consumo de matéria pelos buracos negros diminuiu consideravelmente com a idade do universo", disse o coautor Niel Brandt, também da Universidade Estadual da Pensilvânia. "Isso provavelmente ocorre porque a quantidade de gás frio disponível para eles ingerirem diminuiu desde o meio-dia cósmico."

Neste estudo, os pesquisadores determinaram o brilho e a massa dos buracos negros, e quantas galáxias no levantamento possuem fontes de raios X, o que implica que elas contêm buracos negros supermassivos em crescimento. A equipe utilizou uma combinação de levantamentos, desde levantamentos superficiais de grandes regiões do céu até estudos extremamente longos de pequenos campos. Esse conjunto é frequentemente visualizado em camadas escalonadas que formam um desenho semelhante a um bolo de casamento.

Dados telescópicos em camadas constroem a imagem.

Nas observações, o XMM-Newton e o eROSITA forneceram os níveis intermediário e inferior com observações mais amplas, porém menos profundas. Enquanto isso, o Chandra contribuiu com o nível superior, com observações profundas que cobriram uma área relativamente pequena, permitindo a detecção de buracos negros em crescimento mais tênues e distantes.

"Ao combinar esses dados de diferentes telescópios de raios X, podemos construir uma imagem melhor de como esses buracos negros estão crescendo do que qualquer telescópio sozinho conseguiria", disse o coautor Fan Zou, da Universidade de Michigan. "Podemos descobrir por que, ao longo de dez bilhões de anos, o crescimento de buracos negros supermassivos passou de frenético para lento e, finalmente, para glacial."

Investigando por que os buracos negros estão desacelerando.

A equipe realizou testes dos três principais cenários possíveis atualmente em consideração para a desaceleração do crescimento dos buracos negros. Essas opções eram: a redução no crescimento dos buracos negros poderia ser causada por taxas de consumo menos eficientes, por massas típicas menores dos buracos negros ou por um número menor de buracos negros em crescimento ativo?

A análise dos dados, que abrangem bilhões de anos da história cósmica, levou os pesquisadores à conclusão de que os buracos negros, de fato, consomem matéria mais lentamente quanto mais recentes forem encontrados após o Big Bang. Os pesquisadores esperam que essa tendência de crescimento mais lento dos buracos negros continue no futuro.

Um desafio fundamental neste estudo é que tanto buracos negros mais massivos quanto buracos negros de crescimento mais rápido produzem emissões de raios X mais brilhantes. Observações em outros comprimentos de onda, incluindo dados ópticos e infravermelhos , foram usadas para estimar as massas dos buracos negros e separar esses dois fatores.

Phys.org

A galáxia do Triângulo vista de perto.

 

 A imagem da semana de hoje é um close da galáxia do Triângulo, também conhecida como Messier 33, localizada a cerca de 3 milhões de anos-luz de distância. Esta imagem de aspecto festivo, capturada pelo Very Large Telescope ( VLT ) do ESO, revela a diversidade e a complexidade do gás e da poeira entre as estrelas com grande detalhe.

As estrelas não são, como muitas vezes se imagina, esferas isoladas na escuridão, mas sim habitam ambientes ricos e complexos que elas próprias moldam ativamente. O estudo dessa interação cósmica nos revela como as estrelas se formam e como sua radiação afeta o material circundante, o que nos ajuda a compreender como as galáxias evoluem como um todo. 

A imagem foi apresentada em um novo estudo liderado por Anna Feltre, pesquisadora de pós-doutorado no Observatório Astrofísico INAF de Arcetri, Itália. A equipe utilizou dados coletados com o instrumento Multi Unit Spectroscopic Explorer ( MUSE ) do VLT. O grande diferencial do MUSE é sua capacidade de decompor a luz nas diferentes cores do arco-íris, permitindo à equipe examinar a composição química da matéria interestelar em todos os pontos de seu  campo de visão . 

As diferentes cores da imagem representam diferentes elementos: azul, verde e vermelho indicam a presença de oxigênio, hidrogênio e enxofre, respectivamente. O MUSE permitiu à equipe mapear a distribuição de muitos outros elementos, bem como seu movimento, fundamental para a compreensão da ligação entre as estrelas e seus arredores. Como Feltre bem coloca: “ Essa interação cósmica produz uma paisagem espetacular e dinâmica, revelando que os locais de nascimento das estrelas são muito mais belos e complexos do que jamais imaginamos ”.

Eso.org

A era mais estranha do magnetismo da terra

  Há cerca de 630 a 540 milhões de anos, durante o período Ediacarano, a Terra viveu uma fase muito diferente do que conhecemos hoje 

Imagem via NASA

Enquanto, na maior parte da história do planeta, as placas tectônicas se moviam de forma relativamente estável, o clima permanecia equilibrado e o campo magnético girava suavemente em torno dos polos (com inversões ocasionais), o Ediacarano foi marcado por mudanças extremas e irregulares nos sinais magnéticos preservados nas rochas. Isso intrigou os cientistas por décadas, pois tornava quase impossível reconstruir a posição e o movimento dos continentes daquela época usando os registros paleomagnéticos.

Muitos pesquisadores tentaram explicar esse mistério sugerindo que as placas tectônicas teriam se deslocado a velocidades incríveis ou que o planeta inteiro teria “virado? em relação ao seu eixo de rotação, um fenômeno chamado de deriva polar verdadeira. No entanto, uma nova pesquisa publicada na revista “Science Advances” propõe uma visão diferente: em vez de caos aleatório, aqueles sinais magnéticos podem ter seguido um padrão global com uma estrutura organizada.

Uma equipe liderada por cientistas de Yale analisou camadas de rochas vulcânicas muito bem preservadas na região do Anti-Atlas, no Marrocos. Eles coletaram amostras orientadas com cuidado e usaram instrumentos de alta precisão para medir as variações magnéticas camada por camada. Ao contrário de estudos anteriores, que assumiam que o campo magnético da Terra sempre se comportou como hoje, os pesquisadores adotaram uma abordagem nova e detalhada, combinada com datações precisas fornecidas por outros grupos de Dartmouth, Suíça e Alemanha.

Os resultados mostraram que as mudanças no campo magnético ocorreram ao longo de milhares de anos – e não de milhões “, o que descarta as explicações anteriores de movimentos rápidos de placas ou deriva polar. Além disso, as variações não eram totalmente aleatórias: elas seguiam um padrão incomum, mas estruturado. Com base nisso, a equipe desenvolveu um novo método estatístico para acompanhar o deslocamento dos polos magnéticos, sugerindo que eles se moviam pelo globo de forma mais complexa do que um simples balanço ao redor do eixo de rotação.

Segundo o professor David Evans, da Universidade de Yale, “estamos propondo um modelo que encontra estrutura na variabilidade do campo magnético, em vez de descartá-la como caos aleatório”. Esse avanço pode finalmente permitir criar mapas confiáveis dos continentes e oceanos do Ediacarano, conectando os registros geológicos antigos com os mais recentes e oferecendo uma visão contínua da história da tectônica de placas ao longo de bilhões de anos.

Essa descoberta representa um passo importante para decifrar um dos períodos mais enigmáticos da Terra, ajudando a entender melhor como nosso planeta evoluiu antes do surgimento da vida complexa que conhecemos. 

Terrarara.com.br

NGC 4535: Um turbilhão galáctico de formação estelar

 Os delicados braços espirais da NGC 4535 abrigam tanto estrelas jovens quanto as regiões que lhes dão origem. 

Crédito: ESA/Hubble e NASA, F. Belfiore, J. Lee e a equipe PHANGS-HST

O Aglomerado de Virgem abriga literalmente milhares de galáxias, muitas das quais são grandes, brilhantes e belas. A NGC 4535 preenche dois desses requisitos. Com um diâmetro aproximadamente igual ao da Via Láctea, ela está entre as maiores galáxias do universo local. E esta imagem do Hubble não deixa dúvidas quanto ao seu esplendor visual. Mas a galáxia está quase de frente para a Terra e tem um baixo brilho superficial, o que dificulta sua observação com pequenos telescópios. Isso levou o astrônomo amador americano Leland Copeland a apelidá-la de "Galáxia Perdida" na década de 1950. Felizmente, o espelho de 2,4 metros do Hubble não tem dificuldade em revelar os delicados braços espirais da NGC 4535, repletos de brilhantes aglomerados estelares azuis e das nebulosas de emissão rosa que os originam.

Astronomy.com

Buracos negros e estrelas de nêutrons: 218 fusões e contando

 

 Crédito da imagem: Ryan Nowicki , Bill Smith e Karan Jani Texto: Cecilia Chirenti ( NASA GSFC , UMCP , CRESST II )

Qual é o som de dois buracos negros se fundindo no espaço profundo? Ondas sonoras não se propagam no vácuo, mas ondas gravitacionais sim. Em 2015, conseguimos "ouvi-las" pela primeira vez e confirmar uma das previsões teóricas de Albert Einstein . Cada quadrado na grade da imagem em destaque representa uma das detecções de ondas gravitacionais anunciadas até o momento pela Colaboração LIGO - VIRGO - KAGRA . Esses gráficos mostram como o par binário acelera em sua órbita ao redor um do outro em direção à fusão: o efeito de aumento da frequência é chamado de " chirp ". Embora existam significativamente mais estrelas de nêutrons do que buracos negros , a maioria das detecções são fusões de buracos negros binários. Isso acontece porque os buracos negros são mais massivos e seus sinais são mais altos e podem ser vistos de mais longe, resultando em mais detecções. Esses eventos são raros e não esperamos ver um perto de nós em nossa Galáxia tão cedo. Mas eles estão acontecendo continuamente por todo o cosmos.

O motor magnético escondido do sol

 Cientistas finalmente conseguiram identificar onde fica o verdadeiro “motor” que gera o poderoso campo magnético do Sol

Diagrama da atmosfera interna e externa do Sol, mostrando o núcleo, as zonas radiativas e de convecção – separadas pela tacoclina – e características da superfície como manchas solares, erupções, a cromosfera e a coroa. Imagem via NASA

Esse mecanismo essencial, responsável pelo ciclo de atividade solar que dura cerca de 11 anos, não está perto da superfície visível, como muitos modelos anteriores imaginavam, mas bem mais fundo, a aproximadamente 200 mil quilômetros de profundidade – uma distância equivalente a cerca de 16 vezes o diâmetro da Terra alinhados um após o outro.

Pesquisadores do New Jersey Institute of Technology analisaram quase 30 anos de dados coletados por instrumentos da NASA e redes terrestres. Eles usaram a heliosseismologia, uma técnica que estuda as ondas sonoras produzidas pelo movimento turbulento do plasma dentro do Sol, como se fossem uma espécie de “ecografia” estelar.

Essas ondas viajam pelo interior da estrela e sofrem pequenas alterações de velocidade dependendo dos fluxos de material e da rotação em diferentes camadas. Com bilhões de medições acumuladas ao longo de três ciclos solares completos, a equipe mapeou padrões de movimento que formam faixas rotacionais em forma de borboleta – exatamente o mesmo formato que as manchas solares desenham na superfície ao longo do tempo.

O ponto central da descoberta é uma camada fina e especial chamada tacoclina, situada na fronteira entre a zona convectiva externa (onde o plasma quente sobe e desce de forma agitada) e a zona radiativa interna (mais estável). Nessa região, a velocidade de rotação do Sol muda bruscamente, criando forças de cisalhamento intensas que torcem e amplificam o campo magnético, funcionando como o verdadeiro dínamo solar.

Até agora, os cientistas suspeitavam que a tacoclina tinha um papel importante, mas faltavam provas observacionais diretas e claras. Com esses novos dados de longo prazo, ficou evidente que o “motor” magnético nasce ali embaixo. Os fluxos rotacionais começam nessa profundidade e demoram anos para chegar à superfície, o que explica por que há um atraso entre as mudanças internas e a aparição de manchas solares, erupções e outras manifestações visíveis.

Essa revelação ajuda a entender melhor como o Sol inverte sua polaridade magnética a cada 11 anos e como surgem os períodos de maior ou menor atividade. Além de avançar o conhecimento sobre nossa estrela, o estudo melhora as perspectivas de prever eventos de clima espacial – como grandes ejeções de massa coronal que podem perturbar satélites, redes elétricas, comunicações e sistemas de navegação aqui na Terra.

Embora ainda não permita previsões exatas de ciclos futuros, a descoberta reforça a necessidade de incluir toda a zona convectiva, especialmente a tacoclina, nos modelos computacionais atuais, que muitas vezes se limitavam às camadas mais superficiais. O trabalho também abre caminho para compreender ciclos magnéticos em outras estrelas da galáxia, já que o Sol serve como o melhor laboratório próximo que temos para estudar esses fenômenos.

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Espiando uma espiral através de uma lente cósmica

  Esta nova Imagem do Mês do Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA apresenta um raro fenômeno cósmico chamado anel de Einstein. O que à primeira vista parece ser uma única galáxia com formato peculiar são, na verdade, duas galáxias separadas por uma grande distância. A galáxia mais próxima, em primeiro plano, está no centro da imagem, enquanto a galáxia mais distante, ao fundo, parece estar envolvendo a galáxia mais próxima, formando um anel. 

No centro, vê-se uma galáxia elíptica, como um brilho oval em torno de um pequeno núcleo luminoso. Ao redor deste, estende-se uma ampla faixa de luz, assemelhando-se a uma galáxia espiral esticada e distorcida em um anel, com linhas azuis brilhantes traçadas através dela onde os braços espirais foram esticados em círculos. Alguns objetos distantes são visíveis ao redor do anel sobre um fundo preto.

Os anéis de Einstein ocorrem quando a luz de um objeto muito distante é curvada (ou " lenteada ") em torno de um objeto intermediário massivo (ou "lente gravitacional"). Isso é possível porque o espaço-tempo, a própria estrutura do Universo, é curvado pela massa e, portanto, a luz que viaja pelo espaço e pelo tempo também é curvada. Esse efeito é muito sutil para ser observado em escala local, mas às vezes torna-se claramente observável quando se lida com curvaturas da luz em escalas astronômicas enormes, como quando a luz de uma galáxia é curvada em torno de outra galáxia ou aglomerado de galáxias.

Quando o objeto lenteado e o objeto que causa a lente se alinham perfeitamente, o resultado é o formato característico do anel de Einstein, que aparece como um círculo completo (como visto aqui) ou um círculo parcial de luz ao redor do objeto que causa a lente, dependendo da precisão do alinhamento. Objetos como esses são o laboratório ideal para pesquisar galáxias muito tênues e distantes para serem vistas de outra forma.

A galáxia lente no centro deste anel de Einstein é uma galáxia elíptica, como pode ser visto pelo seu núcleo brilhante e corpo liso e sem características distintivas. Esta galáxia pertence a um aglomerado de galáxias chamado SMACSJ0028.2-7537. A galáxia lente que circunda a galáxia elíptica é uma galáxia espiral. Embora sua imagem tenha sido distorcida pela sua luz ao longo de sua trajetória, aglomerados estelares individuais e estruturas gasosas são claramente visíveis.

Os dados do Webb usados ​​nesta imagem foram obtidos como parte do levantamento Strong Lensing and Cluster Evolution (SLICE) (programa 5594 ), liderado por Guillaume Mahler na Universidade de Liège, na Bélgica, e composto por uma equipe internacional de astrônomos. Este levantamento visa traçar 8 bilhões de anos de evolução de aglomerados de galáxias, observando 182 aglomerados de galáxias com o instrumento Near-InfraRed Camera do Webb . Esta imagem também incorpora dados de dois instrumentos do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA: a Wide Field Camera 3 e a Advanced Camera for Surveys .

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Webb e Hubble compartilham a visão mais abrangente de Saturno até o momento.

 Observações em infravermelho e luz visível mostram camadas e tempestades na atmosfera do planeta anelado.

Saturno (imagens de 2024 do Webb e do Hubble, sem ruído) Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, A. Simon (NASA-GSFC), M. Wong (Universidade da Califórnia); Processamento de imagens: J. DePasquale (STScI) 

O Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA e o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA uniram forças para capturar novas imagens de Saturno, revelando o planeta de maneiras surpreendentemente diferentes.

Observando em comprimentos de onda complementares de luz, o Webb e o Hubble estão proporcionando aos cientistas uma compreensão mais rica e complexa da atmosfera do gigante gasoso. Ambos detectam a luz solar refletida pelas faixas de nuvens e névoas de Saturno, mas enquanto o Hubble revela sutis variações de cor por todo o planeta, a visão infravermelha do Webb detecta nuvens e substâncias químicas em diversas profundidades da atmosfera, desde as nuvens profundas até a tênue atmosfera superior.

Em conjunto, os cientistas conseguem "fatiar" a atmosfera de Saturno em múltiplas altitudes, como quem descasca as camadas de uma cebola. Cada telescópio revela uma parte diferente da história de Saturno, e as observações conjuntas ajudam os pesquisadores a compreender como a atmosfera de Saturno funciona como um sistema tridimensional interligado.

A imagem do Hubble aqui apresentada foi capturada em agosto de 2024 como parte de um programa de monitoramento com mais de uma década de duração, chamado OPAL ( Outer Planet Atmospheres Legacy ), enquanto a imagem do Webb foi capturada alguns meses depois, utilizando o Tempo Discricionário do Diretor.

As imagens recém-divulgadas destacam características da complexa atmosfera de Saturno.

Na imagem do Webb, uma corrente de jato de longa duração, conhecida como "onda em fita", serpenteia pelas latitudes médias do norte, influenciada por ondas atmosféricas indetectáveis ​​de outra forma. Logo abaixo, uma pequena mancha representa um remanescente da "Grande Tempestade da Primavera" de 2011-2012. Várias outras tempestades espalhadas pelo hemisfério sul de Saturno também são visíveis na imagem do Webb.

Todas essas características são moldadas por ventos e ondas poderosos sob a camada de nuvens visível, tornando Saturno um laboratório natural para o estudo da dinâmica de fluidos em condições extremas.

Diversas das pontas da icônica corrente de jato hexagonal de Saturno, em seu polo norte, descoberta pela sonda Voyager em 1981, também são vagamente visíveis em ambas as imagens. Ela permanece um dos padrões climáticos mais intrigantes do Sistema Solar. Sua persistência ao longo de décadas destaca a estabilidade de certos processos atmosféricos em larga escala em planetas gigantes. Provavelmente, estas serão as últimas imagens de alta resolução que veremos do famoso hexágono até a década de 2040, quando o polo norte entrará no inverno e mergulhará na escuridão por 15 anos.

Nas observações infravermelhas do Webb, os polos de Saturno aparecem com uma coloração cinza-esverdeada distinta, indicando emissão de luz em comprimentos de onda em torno de 4,3 micrômetros. Essa característica peculiar pode ser proveniente de uma camada de aerossóis em altas altitudes na atmosfera de Saturno, que dispersa a luz de maneira diferente nessas latitudes. Outra possível explicação é a atividade auroral, já que moléculas carregadas que interagem com o campo magnético do planeta podem produzir emissões luminosas próximas aos polos.

Hubble e Webb já exploraram as auroras de Saturno, forneceram informações sobre as espetaculares auroras de Júpiter também observadas com o Hubble , confirmaram as auroras de Urano vislumbradas em 2011 pelo Hubble e detectaram as auroras de Netuno pela primeira vez com o Webb .

Na imagem infravermelha do Webb, os anéis são extremamente brilhantes porque são feitos de gelo de água altamente refletivo. Em ambas as imagens, vemos a face iluminada dos anéis pelo Sol, um pouco menos na imagem do Hubble, daí as sombras visíveis por baixo no planeta.

Existem também características sutis nos anéis, como raios e estruturas no anel B (a região central espessa dos anéis), que aparecem de forma diferente entre os dois observatórios. O anel F, o anel mais externo, parece fino e nítido na imagem do Webb, enquanto apresenta apenas um leve brilho na imagem do Hubble.

A órbita de Saturno ao redor do Sol, combinada com a posição da Terra em sua órbita anual, determina nosso ângulo de visão variável da face e dos anéis de Saturno.

Essas observações de 2024, feitas com 14 semanas de intervalo, mostram o planeta se movendo do verão no hemisfério norte em direção ao equinócio de 2025. À medida que Saturno transita para a primavera no hemisfério sul e, posteriormente, para o verão no hemisfério sul na década de 2030, o Hubble e o Webb terão visões progressivamente melhores desse hemisfério.

As observações de Saturno feitas pelo Hubble ao longo de décadas construíram um registro da evolução de sua atmosfera. Programas como o OPAL, com seu monitoramento anual, permitiram que os cientistas rastreassem tempestades, padrões de faixas e mudanças sazonais ao longo do tempo. Agora, o Webb adiciona poderosos recursos de infravermelho a esse registro contínuo, ampliando o que os pesquisadores podem medir sobre a estrutura atmosférica e os processos dinâmicos de Saturno.

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Uma galáxia em forma de infinito intriga os astrônomos

 

 📸: NASA, European Space Agency, Canadian Space Agency, Space Telescope Science Institute, Pieter van Dokkum.

Observações recentes do James Webb Space Telescope revelaram um sistema galáctico com uma forma extremamente incomum. A estrutura lembra o símbolo do infinito e parece ter surgido após a colisão frontal entre duas galáxias, criando dois anéis brilhantes que se conectam em um formato raro no universo.

O que mais chama a atenção dos cientistas, porém, está no centro dessa estrutura. Em vez de um buraco negro localizado no núcleo de uma galáxia — como normalmente acontece — os dados sugerem que um buraco negro supermassivo pode estar se formando no espaço entre as duas galáxias.

Essa possibilidade levanta uma hipótese fascinante. Os pesquisadores acreditam que o fenômeno pode ser um exemplo raro de “colapso direto”, quando uma gigantesca nuvem de gás colapsa diretamente em um buraco negro sem passar primeiro pelo processo de formação de estrelas.

Se essa interpretação for confirmada, a descoberta pode ajudar a responder uma das maiores perguntas da astronomia: como buracos negros supermassivos surgiram tão rapidamente no início do universo.

Além disso, há indícios de que esse sistema possa conter até três buracos negros ativos ao mesmo tempo. Mais do que uma galáxia com um formato curioso, essa descoberta pode oferecer pistas valiosas sobre como alguns dos objetos mais poderosos do cosmos se formam e evoluem.

Segredos Do Espaço

Galáxia Elíptica Peculiar Centauro A

 

 Imagem Crédito e direitos autorais: Equipe do Observatório SADR : JC Dalouzy , P. Bazart, M. Dherbécourt, C. Humbert, G. Leroy, JP Quéau, H. Talbot e E. Valin

O que aconteceu com o centro desta galáxia? Faixas de poeira impressionantes atravessam o centro da incomum galáxia elíptica Centaurus A. Essas faixas de poeira são tão densas que quase obscurecem completamente o centro da galáxia na luz visível . Isso é particularmente incomum, já que as estrelas mais antigas e o formato oval de Cen A são características de uma galáxia elíptica gigante , um tipo de galáxia tipicamente pobre em poeira escura. Nesta imagem profunda, vemos uma complexa rede de gás e poeira em primeiro plano, bem como camadas de estrelas tênues e um jato projetando-se para o canto superior direito. Também conhecida como NGC 5128, Cen A é certamente o resultado de uma colisão galáctica onde muitas estrelas jovens, produtoras de poeira, foram formadas. No entanto, os detalhes da criação do centro excepcionalmente ativo de Cen A e das icônicas faixas de poeira centrais ainda estão sendo pesquisados . Cen A está localizada a apenas 13 milhões de anos-luz de distância, tornando-a a galáxia ativa mais próxima .

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Descoberta matemática interpreta atmosferas de exoplanetas

  Espectro de um planeta 

A matemática ataca novamente, desta vez resolvendo um problema fundamental que vinha atrapalhando as interpretações que os astrônomos tentam fazer sobre as atmosferas dos exoplanetas. 

Analisar os espectros dos planetas é crucial para entender o que há neles. Em cima, o espectro da Terra; embaixo, do exoplaneta WASP-39b. [Imagem: Gkouvelis - 10.3847/1538-4357/ae3246]

Saber "ler" a atmosfera de um planeta é crucial para entendê-lo, com um foco especial na busca por sinais da presença de vida, que precisa analisar os resultados em busca de compostos gerados por processos biológicos.

O problema é que analisar os dados colhidos de atmosferas reais até agora era considerado matematicamente intratável.

Por isso, há mais de 30 anos os modelos analíticos têm-se baseado em uma atmosfera "simplificada", já que o tratamento matemático completo exige a resolução de uma integral geométrica complexa na presença da opacidade dependente da altitude - um problema que só poderia ser encarado por supercomputadores rodando por meses. Mesmo os modelos não enfrentavam a questão de como a estrutura vertical de uma atmosfera altera os sinais observados pelos telescópios.

O professor Leonardos Gkouvelis, da Universidade de Munique, na Alemanha, descobriu como lidar matematicamente, de modo prático, com o efeito crucial, que envolve como a opacidade atmosférica varia com a pressão. A solução consiste na primeira teoria analítica de forma fechada da espectroscopia de transmissão.

Dados reais

O novo modelo conecta diretamente dados de física molecular de laboratório com observações astronômicas, melhorando significativamente a concordância com dados reais, tanto para a atmosfera da Terra quanto para observações de alta precisão de exoplanetas, feitas com telescópios de última geração.

De fato, avaliações iniciais mostraram que a nova forma de cálculo fornece informações essenciais sobre por que muitas atmosferas de exoplanetas apresentam características espectrais "atenuadas".

"Essa solução analítica abre caminho para uma nova geração de técnicas de análise e recuperação atmosférica muito mais rápidas, transparentes e realistas," disse Gkouvelis. "Elas serão essenciais para maximizar o retorno científico de missões atuais e futuras, como o JWST e o Ariel, e para avançar na caracterização detalhada de mundos potencialmente habitáveis além do Sistema Solar."

Inovação Tecnológica

A matéria escura pode não ser uma única coisa

  A matéria escura é um dos grandes enigmas do Universo 

Esta imagem composta, capturada usando o Telescópio Espacial Hubble e o Observatório de Raios-X Chandra da NASA, juntamente com o Telescópio Gigante Magalhães em terra, mostra o Aglomerado da Bala, um par de aglomerados de galáxias que colidiram. A matéria normal é mostrada em rosa no aglomerado, enquanto a lente gravitacional revela a matéria escura em azul. Esta observação forneceu um dos exemplos diretos mais claros de matéria escura. Raios-X: NASA/CXC/CfA/M.Markevitch, Mapa óptico e de lente gravitacional: NASA/STScI, Magellan/U.Arizona/D.Clowe, Mapa de lente gravitacional: ESO WFI

Ela não emite, não absorve e nem reflete luz, mas exerce uma forte influência gravitacional que ajuda formando e manter as galáxias, além de curvar a luz que vem de objetos distantes.

Durante décadas, os cientistas trabalharam com o modelo da “matéria escura fria”, que imagina partículas pesadas e lentas interagindo apenas pela gravidade. Esse modelo explica muitas observações cósmicas com sucesso, mas dados mais precisos recentes revelam problemas que ele não consegue resolver completamente.

Em algumas galáxias anãs, a matéria escura parece mais “difusa? do que o esperado, com densidade menor no centro. Ao mesmo tempo, observações de lentes gravitacionais fortes mostram aglomerados de matéria escura extremamente compactos e densos, muito mais concentrados do que as previsões tradicionais indicam. Essas diferenças criam um quebra-cabeça difícil de encaixar em uma única explicação.

Agora, um estudo recente de pesquisadores do Observatório da Montanha Roxa, da Academia Chinesa de Ciências, propõe uma solução interessante: a matéria escura pode não ser feita de um único tipo de partícula, mas de pelo menos duas, com massas diferentes.

Eles sugerem um modelo chamado “matéria escura autointeragente de dois componentes”. Nesse cenário, as partículas mais pesadas e as mais leves não se limitam a atrair-se pela gravidade: elas também colidem diretamente entre si. Com o tempo, ocorre um processo semelhante ao que acontece em aglomerados de estrelas, chamado segregação de massa. As partículas mais pesadas migram para o centro das galáxias, enquanto as mais leves se espalham para as regiões externas.

Simulações de alta resolução e análises teóricas mostraram que esse mecanismo consegue explicar as observações aparentemente contraditórias. Nas galáxias menores e mais fracas, ele cria núcleos com densidade mais baixa no centro, combinando com o que os telescópios veem. Em ambientes mais densos, forma regiões muito compactas capazes de produzir lentes gravitacionais fortes.

Além disso, o modelo aumenta a probabilidade de eventos de lentes em pequena escala, ajudando a resolver outra discrepância: as observações indicam mais estruturas pequenas atuando como “lentes? do que o modelo tradicional previa.

Os autores acreditam que várias anomalias em pequena escala, que pareciam conflitantes, podem na verdade ser sinais de que a matéria escura tem um comportamento interno mais complexo do que imaginávamos. Com o avanço das pesquisas astronômicas e das medições de lentes gravitacionais, será possível testar se a matéria escura realmente possui múltiplos componentes.

Esse trabalho, publicado na revista Science Bulletin, representa mais um passo para entender melhor a natureza escondida da maior parte da matéria do Universo.

Terrarara.com.br