O IAC está envolvido na confirmação da existência de um sistema multiplanetário em constante mudança.

 Uma equipe internacional de cientistas, incluindo pesquisadores do Instituto de Astrofísica das Ilhas Canárias (IAC), confirmou a existência de três corpos orbitando o dinâmico sistema exoplanetário TOI-201. São eles: uma super-Terra (TOI-201 d), um Júpiter quente (TOI-201 b) e uma anã marrom (TOI-201 c). O artigo foi publicado na revista Science Advances. 

Representação artística do sistema exoplanetário TOI-201

“O objetivo era caracterizar o sistema planetário TOI-201 para entender não apenas quais planetas estão lá, mas como eles interagem entre si dinamicamente”, disse Ismael Mireles, candidato a doutorado no Departamento de Física e Astronomia da UNM e primeiro autor do artigo. “Isso ajuda os cientistas a entender como sistemas planetários como o nosso Sistema Solar se formam e evoluem ao longo do tempo.”

Um laboratório para o estudo de sistemas planetários

A Super-Terra (TOI-201 d) é um planeta rochoso com aproximadamente 1,4 vezes o tamanho da Terra e cerca de 6 vezes a sua massa, completando uma órbita a cada 5,85 dias. Está muito perto de sua estrela e provavelmente é quente demais para a existência de água líquida.

Júpiter Quente (TOI-201 b) é um gigante gasoso com cerca de metade da massa de Júpiter, orbitando a Terra a cada 53 dias. Os "Júpiteres Quentes" situam-se entre os "Júpiteres Quentes" (órbitas de poucos dias) e os gigantes gasosos frios e distantes como Júpiter (órbitas de aproximadamente 12 anos). São cientificamente interessantes porque os astrônomos não compreendem completamente como chegaram às órbitas em que se encontram.

A anã marrom (TOI-201 c) é o corpo mais massivo do sistema, além da estrela, e descreve uma órbita ampla e altamente elíptica com duração aproximada de 8 anos. Sua influência gravitacional é responsável pela maior parte do comportamento dinâmico do sistema. TOI-201 c também é o objeto em trânsito com o período mais longo já descoberto.

“TOI-201 c é única devido ao seu período orbital extremamente longo (~7,9 anos) e à sua localização em um sistema com dois planetas internos”, diz Mireles. “A maioria das anãs marrons em trânsito conhecidas orbitam muito mais perto de suas estrelas.”

“Como a massa de TOI-201 c está próxima do limite que separa planetas massivos de anãs marrons, um mistério que este sistema apresenta é se este corpo se formou como um planeta ou como uma estrela”, explica Felipe Murgas, pesquisador do IAC e coautor do estudo.

Para colocar isso em perspectiva, uma anã marrom tem 13 vezes a massa de Júpiter, mas ainda é pequena demais para ser classificada como uma estrela verdadeira. Ela não consegue manter a fusão de hidrogênio em seu núcleo como o Sol.

“Este é um dos poucos sistemas em que as órbitas planetárias podem ser observadas em constante mudança em escalas de tempo humanas. Ele oferece uma rara janela em tempo real para a vida dinâmica dos sistemas planetários”, explica Mireles. De fato, em 200 anos, apenas dois dos três objetos ainda estarão em trânsito.

Quatro técnicas para desvendar o sistema

Os pesquisadores utilizaram uma combinação de quatro técnicas de observação para confirmar o sistema. A primeira é a espectroscopia (velocidades radiais), que mede a oscilação da estrela causada pelos planetas em órbita e ajuda a determinar suas massas. “Utilizamos vários espectrógrafos no Chile: CORALIE, HARPS e PFS. Também utilizamos dados de arquivo do espectrógrafo FEROS, no Chile, e do MINERVA-Australis, na Austrália”, explica Mireles.

A segunda técnica é a fotometria de trânsito, que consiste em registrar o leve escurecimento da estrela quando um planeta passa em frente a ela. Foram utilizados trânsitos do telescópio espacial TESS da NASA e observações terrestres do telescópio ASTEP na Antártica – um projeto liderado pelo Observatório da Côte d'Azur, em Nice, em parceria com a Universidade de Birmingham e a Agência Espacial Europeia.

Observações de trânsito da rede global de telescópios LCOGT, com base no Chile, Austrália e África do Sul, também foram incluídas e desempenharam um papel fundamental na análise. “A rede LCOGT permite um monitoramento mais eficiente dos trânsitos, utilizando telescópios robóticos em vários locais e em diferentes países. Isso aumenta nossas chances de coletar dados sobre esses tipos de sistemas exoplanetários”, afirma Murgas.

Arquitetura orbital do sistema TOI-201 comparada ao nosso Sistema Solar. O diagrama mostra as órbitas dos três companheiros conhecidos de TOI-201, desenhadas em escala, juntamente com os quatro planetas internos do Sistema Solar e Júpiter. As órbitas do Júpiter quente, TOI-201 b, e da super-Terra, TOI-201 d, estão ambas dentro da órbita de Mercúrio, enquanto a órbita altamente excêntrica da anã marrom, TOI-201 c, a aproxima mais do que Marte e a afasta mais do que Júpiter. Crédito: Tedi Vick

A terceira técnica incluiu as Variações de Tempo de Trânsito (TTVs, na sigla em inglês), que medem pequenos desvios no momento em que os trânsitos de um planeta ocorrem, sinalizando a presença da atração gravitacional de outro planeta. Os pesquisadores do IAC, Judith Korth e Hannu Parviainen , que também são coautores do estudo, realizaram a análise de TTV, que ajudou a caracterizar a arquitetura do sistema. Por fim, os pesquisadores utilizaram astrometria, que emprega dados das missões espaciais Hipparcos e Gaia para detectar pequenas mudanças na posição da estrela no céu causadas por um companheiro massivo invisível.

Trânsito que desaparece… e retorna

Mireles prossegue dizendo que as observações de exoplanetas geralmente mostram apenas um instantâneo da evolução de um sistema. De fato, a maioria dos sistemas só muda em escalas de tempo de milhões de anos. O que torna o TOI-201 especial é que os pesquisadores conseguem observar essa mudança em tempo real. "As órbitas dos planetas estão inclinadas umas em relação às outras e, por causa disso, eles estão lentamente se puxando para novas orientações", diz Mireles.

“Isso foi uma surpresa, porque se os planetas estão nascendo no plano do disco protoplanetário que existiu no início da vida da estrela, espera-se que eles tenham órbitas alinhadas, como os planetas do Sistema Solar. Então, a próxima pergunta a ser respondida para TOI-201 é como esses três objetos acabaram com órbitas tão inclinadas”, acrescenta Murgas.

Daqui a 200 anos, a Super-Terra deixará de transitar. Algumas centenas de anos depois, o Júpiter quente também deixará de transitar e, mais tarde, a anã marrom. No entanto, elas voltarão a transitar daqui a milhares de anos, pois passam por ciclos de configurações com e sem trânsito.

A próxima passagem de TOI-201 c está prevista para 26 de março de 2031, o que proporcionará uma oportunidade rara para observações de acompanhamento em todo o mundo, inclusive por cientistas cidadãos.

“Foi um verdadeiro esforço coletivo de vários anos para estudar este sistema. Cada nova observação de trânsito da ASTEP e da LCOGT e cada nova medição de velocidade radial gradualmente revelaram a arquitetura tridimensional do sistema TOI 201. E essa arquitetura única está no cerne das interações dinâmicas até então desconhecidas do sistema”, conclui Mireles.

Iac.es

Determinando a idade de uma anã castanha através de minúsculas pulsações estelares

 Os astrónomos recorreram ao Observatório W. M. Keck, em Maunakea, no Hawaii, para determinar uma das idades mais precisas até à data para uma estrela semelhante ao Sol que possui uma anã castanha como companheira. O resultado constitui um novo e importante teste sobre a forma como as anãs castanhas arrefecem e evoluem ao longo do tempo, ajudando a resolver um desafio de longa data na astrofísica.

Ilustração, gerada por IA, de uma estrela e de uma anã castanha num sistema binário. Crédito: ChatGPT/Universidade do Hawaii

O estudo centrou-se no sistema próximo HR 7672, que inclui uma estrela semelhante ao Sol e uma companheira anã castanha pouco brilhante. Utilizando o KPF (Keck Planet Finder) do Observatório Keck, a equipa detetou oscilações subtis na superfície da estrela, ondulações que revelaram que a sua idade é de 2,3 mil milhões de anos.

Como a anã castanha se formou juntamente com a estrela, esta idade estelar precisa serve de referência para a evolução da companheira, oferecendo uma oportunidade rara de testar diretamente modelos teóricos do arrefecimento das anãs castanhas.

"A incerteza de 18% quanto à idade estabelece o sistema HR7672 como uma referência valiosa para os próximos anos", afirmou Yaguang Li, autor principal e investigador da Universidade do Hawaii em Mānoa.

O estudo, liderado pelo Instituto de Astronomia da Universidade do Hawaii, foi publicado na revista The Astrophysical Journal.

Uma trajetória científica de duas décadas

O sistema HR 7672 tem desempenhado um papel histórico no estudo de objetos subestelares. A companheira, conhecida como HR 7672B, foi descoberta pela primeira vez pelo investigador Michael Liu, coautor e professor do Instituto de Astronomia da Universidade do Hawaii. HR 7672B foi a primeira anã castanha a ser diretamente fotografada em órbita de uma estrela semelhante ao Sol.

Utilizando o instrumento NIRC2 (Near-Infrared Camera) do Observatório Keck e o sistema de Ótica Adaptativa do telescópio para corrigir a distorção atmosférica, Liu obteve uma imagem mais nítida da anã castanha, que é 2000 vezes mais fraca do que a sua brilhante estrela hospedeira.

"As observações pioneiras com o Observatório Keck ajudaram a esclarecer o chamado 'deserto das anãs castanhas', a escassez de tais companheiras em torno de estrelas semelhantes ao Sol a distâncias pequenas", afirmou Liu.

Agora, mais de duas décadas depois, uma nova geração de instrumentos do Observatório Keck continua a avançar esse legado. Utilizando medições ultraprecisas da estrela hospedeira com o instrumento KPF (Keck Planet Finder), os astrónomos detetaram minúsculas pulsações estelares que revelam a estrutura interna e a idade da estrela com uma precisão sem precedentes.

"O modo especial de leitura rápida do Keck Planet Finder torna-o o único instrumento no hemisfério norte capaz de registar oscilações em escalas de tempo tão curtas", acrescentou Li.

Testando como as anãs castanhas arrefecem ao longo do tempo

As anãs castanhas são estrelas falhadas, demasiado pequenas para sustentar uma fusão de hidrogénio estável, pelo que arrefecem gradualmente e desvanecem-se à medida que envelhecem. O seu brilho, portanto, depende significativamente tanto da sua massa como da sua idade. No entanto, os astrónomos têm tido dificuldade em testar modelos teóricos deste arrefecimento, em parte porque raramente se dispõe de idades fiáveis.

Agora, com esta nova e precisa medição da idade, combinada com a luminosidade e massa bem conhecidas de HR 7672B, o sistema torna-se uma "referência" excecional para testar modelos evolutivos das anãs castanhas.

Comparando as observações com seis modelos teóricos de arrefecimento diferentes, a equipa encontrou a melhor concordância com os modelos mais recentes que incorporam física interior atualizada. Sem os novos dados, a equipa não teria sido capaz de distinguir este modelo das outras cinco possibilidades.

Estes resultados demonstram que idades estelares de alta precisão são essenciais para compreender a evolução subestelar - e mostram que a espetroscopia de precisão, com a próxima geração de observações, irá finalmente fornecer esta informação.

"A investigação de Yaguang tornou este objeto ainda mais valioso para a nossa compreensão teórica das anãs castanhas", afirmou Liu.

Como próximo passo, os investigadores planeiam generalizar este método a um conjunto mais vasto de sistemas de referência e testar modelos evolutivos de anãs castanhas em diferentes regimes.

Astronomia OnLine

Um estranho fenômeno nas luas de Júpiter explicado por... uma cavidade magnética

Júpiter e Saturno, esses dois gigantes gasosos, têm tamanhos semelhantes, mas apresentam um contraste impressionante: suas famílias de luas são muito diferentes. Enquanto Júpiter é cercado por uma infinidade de satélites, incluindo quatro grandes como Ganimedes, Titã, a lua de Saturno, supera em muito os demais. Por que essa divergência? 

Representação artística das simulações deste estudo. Júpiter (canto inferior esquerdo) possui um forte campo magnético que cria uma cavidade em seu disco circunplanetário. Saturno (canto superior direito) não possui um campo magnético forte , portanto seu disco evolui sem uma cavidade. Crédito: Yuri I. Fujii/L-INSIGHT [Universidade de Kyoto], Ilustração: Shinichiro Kinoshita

Equipes japonesas e chinesas, incluindo pesquisadores da Universidade de Kyoto, desenvolveram uma explicação unificada. Seu modelo se baseia em simulações numéricas detalhadas das estruturas internas dos planetas em seus estágios iniciais, rastreando a evolução das temperaturas e da intensidade magnética. Esses cálculos, realizados em um cluster de computadores no Japão, também representaram os discos circunplanetários, os reservatórios de matéria onde as luas se formam.

Os resultados mostram que a intensidade do campo magnético desempenhou um papel crucial. Júpiter, com seu campo poderoso, provavelmente formou uma cavidade magnética em seu disco. Essa região pode ter aprisionado e preservado luas como Io, Europa e Ganimedes. Por outro lado , Saturno, com seu campo inicialmente mais fraco, não gerou tal cavidade.

Este modelo fornece uma nova abordagem para examinar exoluas, os satélites que orbitam planetas distantes. Ele sugere que gigantes gasosos de tamanho comparável ou maior que Júpiter podem desenvolver sistemas compactos com múltiplas luas, enquanto aqueles do tamanho de Saturno tenderiam a abrigar apenas uma ou duas. Os cientistas planejam aplicar este trabalho a outros sistemas, incluindo aqueles além da nossa vizinhança imediata .

A influência dos campos magnéticos planetários

Os campos magnéticos dos planetas, produzidos pelo movimento de metais líquidos em seus núcleos, atuam como escudos invisíveis que interagem com o ambiente ao seu redor. Para gigantes gasosos como Júpiter, esse campo é muito poderoso, capaz de repelir o vento solar e moldar a matéria circundante. Essa força magnética pode gerar regiões específicas, como cavidades, nos discos de gás e poeira que circundam o jovem planeta .

Essas cavidades magnéticas servem como zonas de refúgio onde as partículas podem se acumular sem serem dispersas. Para a gênese das luas, isso significa que blocos de matéria podem se agregar e crescer mais facilmente, protegidos de perturbações. O modelo indica que essa proteção foi necessária para permitir que várias das grandes luas de Júpiter se mantivessem e evoluíssem.

Em contraste, um campo magnético mais fraco, como o de Saturno em seus estágios iniciais, não consegue estabelecer tal cavidade. Os materiais do disco circunplanetário ficam, então, mais expostos às forças que os levam a se dispersar. Isso reduz as chances de múltiplas luas grandes se formarem e persistirem. 

Os astrônomos agora podem procurar por assinaturas semelhantes nos discos observados ao redor de exoplanetas, abrindo caminho para a identificação de novos satélites extrassolares.

Techno-science.net

A NASA desligou um instrumento da Voyager 1 para manter a espaçonave em funcionamento.

 Em 17 de abril, engenheiros do Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da NASA, no sul da Califórnia, enviaram comandos para desligar um instrumento a bordo da Voyager 1 chamado Experimento de Partículas Carregadas de Baixa Energia (LECP, na sigla em inglês). A espaçonave, movida a energia nuclear, está com pouca energia, e desligar o LECP é considerado a melhor maneira de manter a primeira exploradora interestelar da humanidade em funcionamento.

Os engenheiros da missão no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, no sul da Califórnia, desligaram o experimento de Partículas Carregadas de Baixa Energia a bordo da Voyager 1 em 17 de abril de 2026. NASA/JPL-Caltech

O LECP opera praticamente sem interrupção desde o lançamento da Voyager 1 em 1977 — quase 49 anos. Ele mede partículas carregadas de baixa energia, incluindo íons, elétrons e raios cósmicos originários do nosso sistema solar e galáxia. O instrumento forneceu dados cruciais sobre a estrutura do meio interestelar, detectando frentes de pressão e regiões de densidade variável de partículas no espaço além da nossa heliosfera. As sondas gêmeas Voyager são as únicas espaçonaves suficientemente distantes da Terra para fornecer essas informações.

Assim como a Voyager 2, a Voyager 1 depende de um gerador termoelétrico de radioisótopos , um dispositivo que converte o calor do plutônio em decomposição em eletricidade. Ambas as sondas perdem cerca de 4 watts de energia por ano. Após quase meio século no espaço, as margens de energia tornaram-se extremamente reduzidas, exigindo que a equipe conserve energia desligando aquecedores e instrumentos, ao mesmo tempo que garante que as espaçonaves não fiquem tão frias a ponto de seus tubos de combustível congelarem.

Durante uma manobra de rotação de rotina planejada em 27 de fevereiro, os níveis de energia da Voyager 1 caíram inesperadamente. Os engenheiros da missão sabiam que qualquer queda adicional de energia poderia acionar o sistema de proteção contra falhas de subtensão da espaçonave, que desligaria os componentes automaticamente para proteger a sonda, exigindo a recuperação pela equipe de voo — um processo demorado que acarreta seus próprios riscos.

A equipe da Voyager precisava agir primeiro.

“Embora desligar um instrumento científico não seja a preferência de ninguém, é a melhor opção disponível”, disse Kareem Badaruddin, gerente da missão Voyager no JPL. “A Voyager 1 ainda possui dois instrumentos científicos operacionais — um que detecta ondas de plasma e outro que mede campos magnéticos. Eles ainda estão funcionando perfeitamente, enviando dados de uma região do espaço que nenhuma outra espaçonave feita pelo homem jamais explorou. A equipe continua focada em manter as duas Voyagers em funcionamento pelo maior tempo possível.”

Plano maluco

A escolha de qual instrumento desligar em seguida não foi tomada no calor do momento. Anos atrás, as equipes de ciência e engenharia da Voyager se reuniram e concordaram com a ordem em que desligariam partes da espaçonave, garantindo que a missão pudesse continuar realizando suas pesquisas científicas exclusivas. Dos 10 conjuntos idênticos de instrumentos que cada espaçonave carrega, sete já foram desligados. Para a Voyager 1, o LECP era o próximo da lista. A equipe desligou o LECP da Voyager 2 em março de 2025.

Como a Voyager 1 está a mais de 25 bilhões de quilômetros da Terra, a sequência de comandos para desligar o instrumento levará cerca de 23 horas para chegar à espaçonave, e o próprio processo de desligamento levará cerca de três horas e 15 minutos para ser concluído. Uma parte do LECP — um pequeno motor que gira o sensor em círculo para escanear em todas as direções — permanecerá ligada. Ela consome pouca energia (0,5 watts), e mantê-la funcionando dá à equipe a melhor chance de poder religar o instrumento algum dia, caso encontrem energia extra.

O que vem a seguir?

Os engenheiros estão confiantes de que o desligamento do LECP dará à Voyager 1 cerca de um ano de folga. Eles estão aproveitando esse tempo para finalizar uma solução mais ambiciosa de economia de energia para ambas as Voyagers, que chamam de "Big Bang", projetada para estender ainda mais as operações das sondas. A ideia é substituir um grupo de dispositivos energizados de uma só vez — daí o apelido —, desligando alguns equipamentos e substituindo-os por alternativas de menor consumo de energia para manter a espaçonave aquecida o suficiente para continuar coletando dados científicos.

A equipe implementará o Big Bang primeiro na Voyager 2, que tem um pouco mais de energia disponível e está mais próxima da Terra, tornando-a o sujeito de teste mais seguro. Os testes estão planejados para maio e junho de 2026. Se forem bem-sucedidos, a equipe tentará a mesma correção na Voyager 1 no mínimo em julho. Se funcionar, existe até a possibilidade de o LECP da Voyager 1 ser reativado.

Science.nasa.gov

Cometa R3 PanSTARRS atrás dos rastros do satélite.

 

 Crédito da imagem e direitos autorais: Uli Fehr

Você consegue encontrar o cometa? Em algum lugar nessa teia de rastros de satélites está o Cometa C/2025 R3 (PanSTARRS) , um visitante brilhante que está passando pelo Sistema Solar interno . Os satélites em órbita aparecem apenas como rastros devido à longa exposição da câmera, mais de 10 minutos neste caso. Ao contrário, a olho nu , os satélites aparecem como pontos que se movem lentamente pelo céu noturno e brilham refletindo a luz solar — principalmente logo após o pôr do sol e antes do nascer do sol. A imagem em destaque foi tirada pouco antes do nascer do sol, há duas semanas, na Baviera , Alemanha . Atualmente, o Cometa R3 PanSTARRS é difícil de ver por outro motivo: ele está muito próximo (angularmente) do Sol . Conforme o cometa se aproxima do Sol, ele será melhor visto nas próximas semanas no hemisfério sul , embora depois disso já esteja se dirigindo para o espaço interestelar e perdendo brilho. Se você ainda não encontrou o cometa, não se desespere ; observe com atenção logo acima do centro da imagem.

Apod.nasa.gov

Uma "estrela fracassada" pronta para realizar seu potencial

 Alguns objetos astronômicos parecem destinados a permanecer no limbo, relegados às sombras, como as anãs marrons. Massivas demais para serem planetas, mas não o bastante para se transformarem em estrelas, elas levam uma existência discreta. 

Fusão de duas anãs marrons. Crédito: Caltech/R. Hurt (IPAC)

No entanto, uma observação recente derrubou essa suposição, revelando que processos dinâmicos podem oferecer a elas uma oportunidade inesperada de se transformarem em estrelas verdadeiras.

As anãs marrons se formam de maneira semelhante às estrelas, a partir do colapso de nuvens de gás e poeira, mas não acumulam matéria suficiente para desencadear a fusão nuclear do hidrogênio em hélio em seu núcleo. Essa falta de reações nucleares as impede de brilhar como o Sol, o que às vezes lhes rende o apelido pouco lisonjeiro de estrelas falhas. Sua massa geralmente varia entre 13 e 80 vezes a de Júpiter, que é menor do que a de uma estrela típica.

Uma equipe de cientistas estudou dados coletados pelo Zwicky Transient Facility (FTF) do Observatório Palomar, o que permitiu identificar um sistema binário composto por duas anãs marrons em órbita muito próxima. Essa dupla, designada ZTF J1239+8347, está localizada a aproximadamente 1.000 anos-luz de distância, na constelação da Ursa Maior . Os dois objetos, cada um com uma massa de 60 a 80 vezes a de Júpiter, orbitam tão próximos um do outro que todo o sistema caberia entre a Terra e a Lua.

Nesse sistema, uma das anãs marrons está ativamente transferindo matéria para sua companheira, um processo que poderia permitir que a receptora atingisse a massa necessária para iniciar a fusão nuclear. Cada uma das duas anãs marrons está, de fato, muito próxima do limite de massa necessário para se tornar uma estrela verdadeira.

Essa interação gravitacional faz com que o objeto doador se expanda, com sua matéria fluindo para um ponto preciso na outra anã marrom, criando uma região aquecida e luminosa. Esta região emite uma variação detectável de brilho a cada 57 minutos , um sinal que chamou a atenção dos pesquisadores entre os bilhões de objetos analisados.

Esse tipo de transferência de massa nunca havia sido observado antes em um par de anãs marrons, tornando-se uma descoberta notável. De acordo com os pesquisadores, esses sistemas podem ser mais comuns do que se pensava anteriormente, e observações futuras com instalações como o Observatório Vera Rubin, no Chile, podem revelar dezenas de outros.

O trabalho da equipe, liderada por Samuel Whitebook, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, foi publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters .

Techno-science.net

Astrônomos detectam pela primeira vez a borda mais externa do disco da Via Láctea

  Análise da idade estelar permite mapear onde a formação de estrelas diminui gradualmente na Via Láctea e, com isso, a borda da Galáxia. 

Novos estudos indicam que o limite do disco da Via Láctea está a cerca de 40 mil anos-luz do centro galáctico. Crédito: NASA

A Via Láctea é uma galáxia espiral barrada composta por diferentes estruturas como o disco galáctico, o bojo e o halo. No disco galáctico está a maior parte das estrelas jovens, gás e regiões de formação estelar, localizadas em braços espirais. No centro, encontra-se o bojo, uma região densa e dominada por estrelas antigas. Envolvendo essas estruturas está o halo galáctico, composto por estrelas antigas, aglomerados globulares e matéria escura..

Determinar a extensão do disco da Via Láctea é um desafio porque ele não possui uma borda bem definida. Diferentemente de um limite físico abrupto, o disco se estende de forma difusa, com a densidade estelar diminuindo gradualmente com a distância ao centro. Esse decaimento contínuo dificulta saber onde o disco termina. Além disso, a presença de estrelas do halo complica a separação entre o que é do halo e o que é do disco.

Para contornar essas limitações, um grupo de pesquisadores usou a idade das estrelas como critério para mapear a extensão do disco da Via Láctea. A ideia é que regiões ativas de formação estelar concentram populações mais jovens, enquanto áreas externas apresentam estrelas mais antigas. Com base nessa análise, foi possível identificar uma transição na distribuição de idades estelares. Os resultados indicam que a maior parte da formação estelar ocorre dentro de aproximadamente 40 mil anos-luz do centro galáctico.

Disco galáctico

O disco galáctico é a componente mais conhecida em galáxias espirais como a Via Láctea, contendo a maior parte do gás interestelar, poeira e estrelas jovens. Ele é caracterizado por uma estrutura fina onde o material orbita o centro galáctico. É nesse ambiente que ocorre a maior parte da formação estelar que é impulsionada pela presença de nuvens moleculares que colapsam sob sua própria gravidade. O disco apresenta uma variação de composição química e idade estelar.

O disco da Via Láctea possui 4 braços espirais principais e, também, alguns braços menores.

O Sistema Solar está localizado em um desses braços, conhecido como Braço de Órion, a cerca de 26 mil anos-luz do centro galáctico. Esses braços não são estruturas fixas, mas padrões de densidade que se propagam ao longo do disco. Neles, o gás é comprimido, favorecendo o nascimento de novas estrelas. A presença de estrelas jovens e regiões HII é uma assinatura típica dessas áreas que contêm um processo ativo de formação estelar.

O final do disco

A determinação do limite externo do disco galáctico da Via Láctea sempre foi difícil, pois sua transição não é abrupta, mas gradual. A densidade estelar diminui progressivamente com a distância ao centro, criando uma borda difusa. No entanto, um estudo recente usou a idade estelar como um novo critério físico para mapear essa transição. Observou-se que, em geral, as estrelas tornam-se mais jovens à medida que se afastam do centro galáctico.

A análise mostrou que entre aproximadamente 35 mil e 40 mil anos-luz do centro da Via Láctea ocorre uma inversão no perfil de idades estelares. A partir dessa região, as estrelas voltam a ser mais antigas com o aumento da distância, indicando uma queda na formação estelar. Esse ponto de idade mínima foi interpretado como o limite do disco. Comparações com simulações de galáxias confirmam que essa assinatura está associada a uma transição real.

Por que tem estrelas além dessa borda?

Determinar a borda da Via Láctea é um desafio, já que seu disco não termina de forma abrupta, mas se dissipa gradualmente em uma região difusa. Crédito: Finkbeiner 2012

No entanto, ainda observamos estrelas presentes além do limite de 40 mil anos-luz, o que leva à pergunta do motivo da presença dessas estrelas. A resposta seria que elas não necessariamente se formaram nessas regiões externas. A principal explicação envolve o processo de migração radial, no qual estrelas se deslocam aos poucos para maiores distâncias ao longo do tempo. Esse movimento ocorre devido à interação com ondas de densidade associadas aos braços espirais da Via Láctea.

Estrelas podem trocar momento angular e migrar para órbitas mais externas. Esse processo não requer eventos violentos, sendo uma consequência natural da dinâmica interna do disco. Assim, regiões externas podem ser povoadas por estrelas que se formaram originalmente em áreas mais internas. Isso explica a presença estelar mesmo onde a formação já não é eficiente. A migração radial é um processo lento e estocástico, ocorrendo ao longo de bilhões de anos.

Estrelas interagem com diferentes padrões de ondas espirais em momentos distintos, o que resulta em trajetórias variadas e mais amplas. Como consequência, quanto mais distante do centro galáctico, maior tende a ser a idade média das estrelas encontradas. Esse padrão é consistente com observações que mostram populações mais antigas nas regiões externas do disco.

Msn.com

CG 30: Glóbulos Cometários

 

Crédito da Imagem e Direitos Autorais: Marcelo Salemme

São como picos de montanhas, mas estão formando estrelas. Formas onduladas com bordas brilhantes se agrupam perto do centro deste rico campo estelar, em direção às bordas das constelações náuticas do sul, Puppis e Vela . Composto de gás e poeira interestelar , o agrupamento de glóbulos cometários do tamanho de um ano-luz está a cerca de 1300 anos-luz de distância. A luz ultravioleta energética de estrelas quentes próximas moldou os glóbulos e ionizou suas bordas brilhantes. Os glóbulos também se afastam do remanescente de supernova Vela, o que pode ter influenciado suas formas alongadas. Dentro deles, núcleos de gás e poeira frios provavelmente estão colapsando para formar estrelas de baixa massa, cuja formação acabará por causar a dispersão dos glóbulos . De fato, o glóbulo cometário CG 30 (canto superior direito do grupo) exibe um pequeno brilho avermelhado em seu interior, um sinal revelador de jatos energéticos de uma estrela nos estágios iniciais de formação .

Apod.nasa.gov

As "primas pequenas" da Via Láctea podem conter pistas do Universo primitivo

 As galáxias anãs ultrafracas - minúsculas galáxias satélite que orbitam a Via Láctea - há muito que são consideradas fósseis cósmicos. Agora, um novo estudo publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society utiliza um conjunto sem precedentes de simulações para mostrar até que ponto estes sistemas ténues podem refletir as condições do Universo primitivo e explicar-nos por que razão algumas galáxias cresceram e outras não. 

(A) Distribuição da matéria escura na nossa vizinhança no Universo, o chamado Grupo Local de galáxias. Os dois grandes halos de matéria escura correspondem aos da Via Láctea e da galáxia de Andrómeda; (B) ampliação da matéria escura dentro e em torno de um pequeno halo, cerca de 700 milhões de anos após o Big Bang; (C) estrelas e gás no centro do pequeno halo de matéria escura numa das simulações. Crédito: J. Sureda/A. Fattahi/S. Brown

Podem também revelar como era o "clima" mais antigo do Universo - por exemplo, o nível de radiação e como isso influenciou a formação de estrelas e os locais onde estas se formaram.

As galáxias anãs são frequentemente descritas como primas pequenas da Via Láctea. Formam-se em pequenos halos de matéria escura, previstos pelo modelo padrão da cosmologia. Os exemplos mais ténues desses sistemas são extremos tanto em tamanho como em fragilidade, e situam-se na fronteira do nosso conhecimento acerca da formação de galáxias e da matéria escura.

"Neste trabalho, apresentámos um conjunto totalmente novo de simulações cosmológicas centradas nas galáxias mais ténues do Universo, com uma resolução sem precedentes. Esta é, de longe, a maior amostra de tais galáxias alguma vez simulada com estas resoluções", afirmou a professora Dra. Azadeh Fattahi, do OKC (Oskar Klein Centre) em Estocolmo, que liderou o novo estudo com a colaboração LYRA, em parceria com a Universidade de Durham e a Universidade do Hawaii.

"As galáxias mais pequenas são designadas por galáxias anãs ultrafracas, cuja massa é um milhão de vezes inferior à da Via Láctea ou ainda menos. Devido ao seu pequeno tamanho, estas galáxias têm-se revelado muito difíceis de modelar e simular". Este novo conjunto de simulações representa um grande passo em frente, permitindo uma visão sistemática de como estas galáxias se formam e evoluem.

Uma analogia prática

"Uma analogia útil... é com as plantas e as culturas e a forma como o seu crescimento é sensível às condições meteorológicas", afirmou Shaun Brown, que liderou o estudo enquanto trabalhava no OKC e na Universidade de Durham.

"Da mesma forma que o rendimento de uma colheita no verão pode, indiretamente, dizer-nos muito sobre como deve ter sido o tempo na primavera, as propriedades das galáxias anãs ténues de hoje podem dizer-nos muito sobre as condições, ou o clima, do Universo numa época muito anterior".

O que torna estes resultados especialmente oportunos é o facto de as simulações não se limitarem a reproduzir galáxias anãs pouco luminosas - sugerem que estes objetos locais podem servir como uma sonda para o "clima" mais primitivo do Universo. A equipa explorou de que forma diferentes pressupostos sobre o ambiente de radiação primitivo influenciam quais os pequenos halos de matéria escura que conseguem, de todo, formar estrelas.

"No artigo científico, estudámos duas hipóteses diferentes sobre as propriedades do Universo primitivo, quando tinha menos de 500 milhões de anos, para compreender o efeito nas propriedades destas pequenas galáxias hoje, quando o Universo tem 13 mil milhões de anos", explicou Brown.

"Descobrimos que estas pequenas galáxias ultrafracas são muito sensíveis a estas alterações, enquanto galáxias mais massivas, como a nossa Via Láctea, não são realmente afetadas", acrescentou. "Para as galáxias mais pequenas, as condições iniciais podem determinar se se tornam galáxias visíveis - ou se permanecem halos de matéria escura sem estrelas".

Investigação futura

Essa sensibilidade abre um caminho claro para testar a física do Universo primitivo com as próximas observações. "É emocionante pensar que, num futuro próximo, teremos dados do Observatório Vera C. Rubin, que será capaz de detetar muitas mais destas anãs ultrafracas em torno da Via Láctea", afirmou a Dra. Fattahi.

Muitos astrónomos esperam que o Rubin consiga fornecer um censo quase completo das galáxias satélites da Via Láctea - e estas simulações sugerem que este censo poderá conter informações que vão muito além da nossa vizinhança local.

"O nosso trabalho sugere que estas próximas observações do Universo muito local serão capazes de restringir a forma como o Universo se apresentava na sua infância, algo a que atualmente não podemos aceder diretamente com outras observações", acrescentou a Dra. Fattahi.

O resultado é particularmente relevante à luz das recentes descobertas, pelo Telescópio Espacial James Webb, de galáxias no Universo primitivo, algumas das quais são inesperadamente massivas e brilhantes.

Se o Universo primitivo está a revelar surpresas a grandes distâncias, então as relíquias locais da mesma época - anãs ultrafracas - podem constituir uma via adicional para compreender o que aconteceu.

No entanto, em investigações como esta, ainda há grandes desafios práticos a superar. "Executar estas simulações é um desafio extremamente dispendioso, tanto em termos de tempo como de recursos computacionais. No total, foram necessários mais de 6 meses para executar todas as simulações", acrescentou a Dra. Fattahi.

"A simulação também produz quantidades muito grandes de dados (no total, cerca de 300 terabytes). Isto significou que muitos dos algoritmos antigos, concebidos para quantidades mais pequenas de dados, precisaram de ser atualizados e melhorados para lidar eficazmente com esta nova e grande quantidade de dados". 

Olhando para o futuro, a equipe da Dra. Fattahi planeia utilizar o novo conjunto de ferramentas para abordar questões que ainda estão em aberto na formação moderna de galáxias e estruturas, tais como: onde podemos encontrar a primeira geração de estrelas formadas no Universo? Ou o que é que as propriedades das galáxias anãs ultrafracas nos dizem sobre a natureza da matéria escura?

Astronomia OnLine

A magnetosfera de Saturno está descentralizada, e isso pode ser um sinal de vida.

 A magnetosfera da Terra é uma bolha relativamente redonda e simétrica, quase perfeitamente alinhada com o eixo de rotação do planeta. A magnetosfera de Saturno, no entanto, está longe de ser tão bem estruturada. Ao analisar dados da sonda Cassini , pesquisadores descobriram que esse envelope protetor é altamente distorcido e descentralizado. 

Diagrama comparando a posição da cúspide magnética de Saturno com a da Terra. Crédito: SUSTech

Uma equipe internacional examinou seis anos de observações, com o objetivo de localizar com precisão uma região chamada "cúspide". É nesse ponto que as linhas do campo magnético mergulham em direção aos polos, canalizando partículas carregadas do vento solar para a atmosfera do planeta . A observação é clara: esse ponto de entrada das linhas do campo não está alinhado com o eixo de rotação de Saturno. Visto do Sol, ele está consistentemente deslocado para a direita.

Dois fenômenos parecem atuar em conjunto para explicar essa configuração. Por um lado, Saturno gira a uma velocidade excepcional, completando uma rotação completa em pouco mais de dez horas. Por outro lado, orbita dentro de um plasma denso, um gás ionizado que se origina, em grande parte, dos gigantescos gêiseres de sua lua gelada, Encélado. A combinação dessa rotação rápida e desse ambiente carregado estica e distorce as linhas do campo magnético, puxando-as para um lado.

Essa descoberta é de grande importância, especialmente considerando a atenção voltada para Encélado. Essa lua possui um oceano de água líquida sob sua superfície gelada , cujas plumas escapam para o espaço. Acredita-se que essas plumas expliquem, em parte, o formato da magnetosfera de Saturno .

Encélado está entre os locais mais promissores do Sistema Solar para a busca de sinais de habitabilidade, tornando-se um destino prioritário para uma futura missão espacial. Agora, foi estabelecida uma ligação entre o formato da magnetosfera de um planeta e a presença de uma lua potencialmente habitável.

Esses mecanismos identificados em torno de Saturno podem ser aplicáveis ​​a outros planetas. O trabalho deles, publicado na Nature Communications , sugere que a interação entre o vento solar e a magnetosfera pode obedecer a regras fundamentais. Este estudo fornece um ponto de referência útil para uma melhor compreensão dos ambientes dos gigantes gasosos, incluindo suas luas, estejam eles em nosso sistema solar ou orbitando outras estrelas.

Para obter esses resultados, os cientistas utilizaram medições de dois instrumentos da sonda Cassini, com 67 passagens distintas pela região da cúspide entre 2004 e 2010. Esses dados permitiram modelar o campo magnético global de Saturno.

Techno-science.net

Desvendando o grande mistério das jovens estrelas de Órion

 A NSF VLBA rastreia movimentos orbitais para pesar estrelas em um berçário estelar icônico. 

Representação artística de duas jovens estrelas a orbitarem-se uma à outra no interior do empoeirado complexo de formação estelar de Oríon. Como as nuvens de gás e poeira ocultam estes sistemas nos comprimentos de onda do visível e do infravermelho, os astrónomos utilizaram o VLBA (Very Long Baseline Array ) para os observar no rádio e medir diretamente o seu movimento orbital e as suas massas. Crédito: NSF/AUI/NRAO da NSF/M.Weiss

A massa de uma estrela determina toda a sua história de vida, desde o seu brilho até a sua morte. Para estrelas jovens envoltas em poeira, obter uma massa precisa tem sido um desafio constante... mas novas medições de rádio estão começando a mudar isso. Astrônomos estão ajudando a desvendar o mistério da massa de estrelas jovens no complexo de formação estelar de Órion, medindo suas massas com uma precisão sem precedentes. 

Estrelas leves, semelhantes ao Sol, queimam continuamente por 10 bilhões de anos, enquanto as massivas brilham brevemente antes de explodirem como supernovas em meros milhões de anos. A massa também determina quais elementos pesados ​​elas produzem, como carbono, oxigênio e ferro, que formam os blocos de construção dos planetas e da vida. Além disso, influencia os tipos de planetas que podem se formar ao seu redor.

Utilizando o Very Long Baseline Array (VLBA) da Fundação Nacional de Ciência dos EUA (NSF), uma rede de radiotelescópios espalhados pelos Estados Unidos que funcionam em conjunto como um único instrumento gigante, a equipe rastreou os movimentos orbitais de uma amostra de jovens sistemas estelares binários em Orion.

Estrelas binárias são pares que orbitam um centro de massa compartilhado, como parceiros de dança girando um ao redor do outro. Ao observar essas “danças” com extraordinária precisão em comprimentos de onda de rádio, os pesquisadores conseguiram calcular as massas reais das estrelas sem depender de modelos teóricos.

Como explica o pesquisador principal, Dr. Sergio Abraham Dzib Quijano, do Instituto Max Planck de Radioastronomia: “A massa estelar é a propriedade mais fundamental de uma estrela, mas é notoriamente difícil de medir em sistemas jovens e localizados no interior da galáxia.”

Estrelas jovens em Orion estão envoltas em densas nuvens de gás e poeira, bloqueando a luz visível e até mesmo a luz infravermelha de alcançar a maioria dos telescópios. O VLBA da NSF supera esse problema observando em comprimentos de onda de rádio (5 GHz), onde a poeira é transparente e a resolução extrema do conjunto (sub-miliarcosegundo) resolve sistemas binários compactos que se confundem em outros comprimentos de onda.

O VLBA da NSF também consegue detectar movimentos no céu menores que a espessura de um fio de cabelo humano, vistos a milhares de quilômetros de distância, demonstrando a notável conquista técnica por trás dessas medições de massa. Na prática, isso significa medir minúsculas variações na posição aparente de uma estrela no céu ao longo de meses e anos, usando observações repetidas para traçar sua trajetória. Cada radiotelescópio do VLBA da NSF registra as ondas de rádio recebidas com uma precisão temporal excepcional.

Combinando os sinais de antenas espalhadas pelo país, do Havaí às Ilhas Virgens, os astrônomos conseguem determinar a posição de uma estrela com precisão de miliarcosegundos, muito superior à possível com um único radiotelescópio. Comparando como essa posição muda de época para época, eles podem observar o sutil movimento orbital causado pela gravidade de uma estrela companheira e usar esse movimento para inferir a massa de cada estrela do sistema.

Nos sistemas em que as massas medidas puderam ser comparadas com modelos padrão de evolução de estrelas jovens, os resultados foram mistos: alguns foram bem reproduzidos, enquanto pelo menos um apresentou uma clara discrepância, sugerindo que os modelos ainda podem precisar de refinamento. As observações também revelaram companheiros próximos anteriormente ocultos e evidências de que forte atividade magnética pode persistir em estrelas jovens relativamente massivas.

Estrelas jovens em Órion são os blocos de construção de futuros sistemas planetários, muito parecidos com o nosso Sistema Solar. "Essas medições precisas de massa transformam Órion em um laboratório de precisão para testar como estrelas jovens se formam e evoluem", diz a Dra. Jazmin Ordonez-Toro, pesquisadora de pós-doutorado do programa Orquídeas no Observatório Astronômico da Universidade de Nariño, que co-liderou o estudo. "Essas medições expandem enormemente nossa compreensão de como vizinhanças estelares como a nossa são construídas."

Public.nrao.edu

O cometa interestelar 3i/atlas veio de um lugar extremamente frio do universo

 Um cometa que passou perto da Terra no ano passado, vindo de outra estrela, provavelmente nasceu em uma região muito fria e isolada da galáxia, antes mesmo de qualquer sistema solar se formar por lá. 

Ilustração artística do cometa interestelar 3I/ATLAS, com detalhe representando suas moléculas de água deuterada (HDO). (NSF/AUI/NSF NRAO/M.Weiss)

Essa é a conclusão de astrônomos que estudaram o objeto com cuidado e publicaram os resultados recentemente.

O cometa 3I/ATLAS é apenas o terceiro visitante interestelar confirmado que entrou no nosso Sistema Solar. Ele pode ser também o mais antigo de todos: os cientistas estimam que tenha até 11 bilhões de anos, mais que o dobro da idade do nosso Sol. Isso o transforma em uma espécie de cápsula do tempo cósmica, trazendo informações preciosas sobre as condições do Universo bilhões de anos atrás.

Uma equipe da Universidade de Michigan observou o cometa no outono passado usando o poderoso telescópio ALMA, no deserto do Atacama, no Chile. O objeto foi descoberto no verão anterior, o que deu tempo suficiente para que a NASA e a Agência Espacial Europeia apontassem vários telescópios espaciais para ele. O cometa passou perto de Marte em outubro e fez sua aproximação mais próxima da Terra em dezembro. Hoje, ele já está bem além de Júpiter, seguindo seu caminho para fora do nosso Sistema Solar, visível apenas para equipamentos profissionais.

O que chamou mais atenção dos pesquisadores foi a composição da água no cometa. Eles encontraram uma quantidade extremamente alta de deutério, também chamado de hidrogênio pesado. Essa forma de hidrogênio é muito mais rara no nosso Sistema Solar. A presença tão elevada de deutério indica que o cometa se formou em um ambiente bem mais frio do que o nosso, provavelmente antes mesmo que a estrela do seu sistema natal tivesse nascido.

A astrônoma Teresa Paneque-Carreno, da Universidade de Michigan, explica que, enquanto o nosso Sol se formava rodeado por outras estrelas jovens, a estrela de origem desse cometa pode ter sido mais solitária. Isso resultou em menos calor e temperaturas ainda mais baixas, favorecendo a preservação de moléculas como a água semi-pesada (HDO). Na verdade, o cometa 3I/ATLAS contém mais de 30 vezes a quantidade dessa água deuterada encontrada nos oceanos da Terra.

O lugar exato de onde ele veio ainda é desconhecido, mas os dados ajudam a montar um quebra-cabeça maior. Entender a origem desse cometa pode revelar como eram as condições para a formação de planetas nos primeiros tempos da galáxia. O núcleo do cometa tem entre 440 metros e 5,6 quilômetros de diâmetro, segundo observações do Telescópio Hubble, e ele viaja a impressionantes 220 mil km/h.

Para contextualizar, o primeiro objeto interestelar conhecido foi o Oumuamua, descoberto em 2017 por um telescópio no Havaí. Dois anos depois, em 2019, veio o cometa 2I/Borisov, encontrado por um astrônomo amador na Crimeia. O 3I/ATLAS é o mais recente dessa lista rara e valiosa.

Esses visitantes de outros sistemas estelares são oportunidades incríveis para a ciência. Eles carregam material que nunca passou pelo processo de formação do nosso próprio Sistema Solar e, por isso, nos ajudam a compreender melhor a história da Via Láctea e as diferentes formas como estrelas e planetas podem surgir no Universo. O estudo foi publicado na revista Nature Astronomy e abre novas portas para entender nosso lugar no cosmos.

Essa descoberta reforça que o Universo é vasto e diverso, com lugares onde as condições são completamente diferentes das que conhecemos aqui. O cometa 3I/ATLAS, agora seguindo seu caminho solitário, continua a nos ensinar mesmo enquanto se afasta para sempre.

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