7 de jan de 2014

Recém-descoberto planeta tem massa da Terra mas é gasoso

Impressão de artista de KOI-314c, o planeta mais leve até à data com a sua massa e tamanho físico medido. Tem a mesma massa que a Terra, mas é 60% maior em diâmetro.Crédito: C. Pulliam & D. Aguilar (CfA)
 
Uma equipe internacional de astrónomos descobriu o primeiro planeta com a massa da Terra que transita, ou passa em frente, da sua estrela-mãe. KOI-314c é o planeta mais leve a ter a sua massa e tamanho físico medido. Surpreendentemente, embora o planeta tenha a mesma massa que a Terra, é 60% maior em diâmetro, o que significa que deve ter uma atmosfera gasosa muito espessa. Este planeta pode ter a mesma massa que a Terra, mas certamente não é como a Terra," afirma David Kipping do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica (CfA), autor principal da descoberta. "Prova que não existe uma linha divisória clara entre os mundos rochosos como a Terra e os mundos de água ou gigantes gasosos."
 
Kipping apresentou ontem a sua descoberta durante uma conferência de imprensa da 223.ª reunião da Sociedade Astronómica Americana. A equipe obteve as características do planeta usando dados do telescópio Kepler da NASA. KOI-314c orbita uma anã vermelha ténue localizada a aproximadamente 200 anos-luz de distância. Completa uma volta a cada 23 dias. A equipa estima que a sua temperatura seja de 104 graus centígrados, demasiado quente para a vida como a conhecemos.KOI-314c é apenas 30% mais denso que a água. Isto sugere que o planeta está envolto por uma atmosfera de hidrogénio e hélio com centenas de quilómetros de espessura.
 
Poderia ter começado como um mini-Neptuno e perdido alguns dos seus gases atmosféricos ao longo do tempo, fervidos pela intensa radiação da sua estrela. É um desafio obter a massa de um planeta tão pequeno. Convencionalmente, os astrónomos medem a massa de um exoplaneta ao medir as pequenas oscilações da estrela induzidas pela gravidade do planeta. Este método de velocidade radial é extremamente difícil para um planeta com a massa da Terra. O anterior detentor deste recorde de menor massa medida (Kepler-78b) tem uma massa 70% superior à da Terra. Para KOI-314c, a equipa contou com uma técnica diferente conhecida como Variações no Tempo de Trânsito (TTV - Transit Timing Variations).
 
Este método apenas pode ser utilizado quando mais do que um planeta orbita a estrela. Os dois planetas exercem força um sobre o outro, mudando ligeiramente os tempos em que transitam a sua estrela hospedeira. "Em vez de olhar para a oscilação da estrela, essencialmente olhamos para a oscilação de um planeta," explica o segundo autor, David Nesvorny do Instituto de Pesquisa do Sudoeste (Southwest Research Institute - SwRI). "O Kepler viu dois planetas que transitavam continuamente em frente da mesma estrela. Ao medir com muito cuidado os tempos dos trânsitos, fomos capazes de descobrir que os dois planetas estão trancados numa dança intricada de pequenas oscilações, fornecendo as suas massas."
 
O segundo planeta no sistema, KOI-314b, tem mais ou menos o mesmo tamanho que KOI-314c mas é significativamente mais denso, com cerca de 4 vezes a massa da Terra. Orbita a estrela a cada 13 dias, o que significa que está numa ressonância de 5 para 3 com o planeta exterior. O TTV é um método muito jovem de descobrir e estudar exoplanetas, usado pela primeira vez em 2010. Esta nova medição mostra o poder potencial do TTV, particularmente quando se trata de planetas de baixa-massa difíceis de estudar usando técnicas tradicionais. "Estamos trazendo as Variações no Tempo de Trânsito até à maturidade," afirma Kipping. O planeta foi descoberto por acaso pela equipa enquanto vasculhavam os dados do Kepler, não em busca de exoplanetas, mas de exoluas.
 
O projecto HEK (Hunt for Exomoons with Kepler), liderado por Kipping, procura TTVs no tesouro planetário do Kepler, que também podem ser sinais da presença de exoluas. "Quando nos apercebemos que este planeta apresentava variações no tempo de trânsito, a assinatura era claramente devida a outro planeta no sistema e não uma lua. Ficámos desapontados ao início por não ser uma lua, mas rapidamente apercebemo-nos que era uma medição extraordinária," afirma Kipping.
Fonte: Astronomia On-Line

Super-terras têm pouca semelhança com nosso planeta, dizem cientistas

Em conferência, astrônomos afirmam que nosso planeta é 'único'. Já foram catalogados 3 mil exoplanetas com chance de vida extraterrestre.
Concepção artística de um exoplaneta passando perto de sua estrela (Foto: Nasa/ESA/G. Bacon)
 
Os astrônomos os chamam de super-terras e eles são abundantes fora do nosso sistema solar, mas quanto mais os cientistas aprendem sobre eles, mais nosso planeta parece um "estranho no ninho" quando comparado. Acredita-se que planetas do tamanho da Terra ou até quatro vezes maiores representem três quartos dos planetas candidatos a ter condições favoráveis à vida descobertos pelo telescópio espacial Kepler, da agência espacial americana (Nasa). Até agora, os astrônomos catalogaram cerca de 3.000 destes planetas na esperança de que possam indicar a existência de vida fora da nossa galáxia.
 
Mas especialistas reunidos em um encontro da Sociedade Astronômica Americana nos arredores de Washington afirmaram nesta segunda-feira (6) que embora os exoplanetas sejam comuns, eles têm pouca semelhança com a Terra. "Nosso sistema solar parece ser diferente. Todos estes planetas que a Kepler descobriu são estranhos", disse Yoram Lithwick, da Universidade Northwestern. "De 20% a 30% de todas as estrelas têm estes planetas malucos", acrescentou.
 
Excesso de gás

Super-terras e mini-Netunos que têm mais de duas vezes e meia o raio da Terra "devem ser cobertos com montes e montes de gás, o qual é o resultado mais surpreendente", afirmou Lithwick. Ele estudou cerca de 60 destes planetas e descobriu que provavelmente eles se formaram "muito rapidamente depois do nascimento de sua estrela, enquanto ainda havia um disco gasoso ao redor da estrela". "Em comparação, acredita-se que a Terra tenha sido formada muito depois de que o disco de gás desapareceu", acrescentou. Não apenas muitos destes planetas são mais quentes do que a Terra, com há uma quantidade de gás enorme cobrindo seu núcleo rochoso resultando em pressão atmosférica extrema. "Aqui na Terra seria como estar sob 10 oceanos", afirmou Geoff Marcy, da Universidade da Califórnia em Berkeley.
 
Vida fora da Terra?

 Consultado se seria possível encontrar vida nestas condições, Marcy disse aos jornalistas ter feito a mesma pergunta a alguns de seus amigos especialistas em biologia. Resumidamente, eles não têm certeza, afirmou. "Não é impossível", estimou. 'Nós sabemos muito pouco sobre como a vida começou e em quais ambientes pode florescer'. O telescópio Kepler foi lançado em 2009 em uma missão de busca de planetas similares à Terra ao observar seu trânsito ou ofuscamento diante da luz, à medida que passam em frente a suas estrelas. Ele não está mais completamente operacional, tendo perdido a tração em duas de suas quatro rodas de orientação no ano passado, mas astrônomos esperam que consiga continuar enviando observações limitadas de mundos distantes.
Fonte: G1

ALMA descobre fábrica de poeira em Supernova

Esta impressão de artista da Supernova 1987A tem por base dados reais e revela as regiões frias e interiores do resto da estrela que explodiu (em vermelho) onde tremendas quantidades de poeira foram detectadas e fotografadas pelo ALMA. Esta região interior contrasta com a concha exterior (círculos azuis e esbranquiçados), onde a onda de choque da supernova colide com o invólucro de gás expelido pela estrela antes da sua poderosa detonação. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Alexandra Angelich (NRAO/AUI/NSF)
 
Novas observações obtidas pelo ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) mostram pela primeira vez os restos de uma supernova recente a transbordar de poeira recentemente formada. Se uma quantidade suficiente desta poeira conseguir percorrer o difícil trajecto até ao espaço interestelar, poderemos ter a explicação de como muitas galáxias adquiriram uma aparência fusca e poeirenta. As galáxias podem ser locais bastante poeirentos. Pensa-se que as supernovas são a principal fonte dessa poeira, particularmente no Universo primordial. No entanto, evidências directas da capacidade das supernovas em formar poeira têm sido difíceis de observar, não tendo sido possível até agora explicar a enorme quantidade de poeira detectada nas galáxias jovens distantes.
 
 Observações obtidas com o ALMA começam, no entanto, a mudar este facto. Descobrimos uma quantidade notável de poeira concentrada na região central do material ejectado por uma supernova relativamente jovem e próxima," disse Remy Indebetouw, astrónomo no Observatório Nacional de Rádio astronomia (NRAO, National Radio Astronomy Observatory) e da Universidade de Virgínia, ambos em Charlottesville, EUA. "Esta é a primeira vez que conseguimos efectivamente obter uma imagem do local onde a poeira se forma, o que é um passo importante na compreensão da evolução das galáxias."
 
Uma equipa internacional de astrónomos utilizou o ALMA para observar os restos brilhantes da Supernova 1987A, situada na Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia anã que orbita a Via Láctea a uma distância de cerca de 160.000 anos-luz da Terra. SN 1987A é a explosão de supernova mais próxima jamais observada, depois da observação de Johannes Kepler de uma supernova que explodiu no interior da Via Láctea em 1604. Os astrónomos previram que, à medida que o gás arrefece depois da explosão, enormes quantidades de poeira formar-se-iam sob a forma de átomos de oxigénio, carbono e silício, ligados entre si nas regiões centrais frias do resto de supernova. No entanto, observações anteriores de SN 1987A obtidas com telescópios infravermelhos durante os primeiros 500 dias depois da explosão, revelaram apenas uma pequena quantidade de poeira quente.
 
Com a resolução e sensibilidade sem precedentes do ALMA, a equipa de investigação conseguiu obter imagens da muito mais abundante poeira fria, que brilha intensamente na radiação milimétrica e submilimétrica. Os astrónomos estimam que o resto de supernova contém agora cerca de 25% da massa do Sol em poeira recentemente formada. A equipa descobriu também que se formaram quantidades significativas de monóxido de carbono e de monóxido de silício.  SN 1987A é um lugar especial porque, uma vez que não se misturou com o meio circundante, o que lá se encontra é efectivamente o que se formou no local," disse Indebetouw. "Os novos resultados ALMA, que são os primeiros deste tipo, revelam um resto de supernova a transbordar de material que simplesmente não existia há algumas décadas atrás."
 
As supernovas podem, no entanto, tanto criar como destruir os grãos de poeira. À medida que a onda de choque da explosão inicial se propaga no espaço, produz anéis de matéria resplandecentes, já observados anteriormente com o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA. Ao atingir este envelope de gás, deixado pela estrela gigante vermelha no final da sua vida, uma parte desta enorme explosão ricocheteia de volta em direcção ao centro do resto de supernova. "A determinada altura, esta onda de choque que vem de volta colidirá com os amontoados de poeira recentemente formada," disse Indebetouw.
 
"É provável que alguma desta poeira seja destruída nessa altura. É difícil prever a quantidade que será destruída - talvez apenas um pouco, mas possivelmente cerca de metade ou mesmo dois terços." Se uma fracção razoável sobreviver e chegar ao espaço interestelar, poderá explicar a enorme quantidade de poeira que os astrónomos detectam no Universo primordial.  As galáxias muito primordiais são incrivelmente poeirentas e esta poeira desempenha um papel importante na evolução das galáxias, "disse Mikako Matsuura da University College London, no Reino Unido. "Hoje sabemos que a poeira pode ser criada de várias maneiras, mas no Universo primordial a maior parte deve ter tido origem nas supernovas. E agora temos finalmente uma evidência directa que apoia esta teoria."
Fonte: Astronomia On-Line

Uma pista para a verdadeira natureza da gravidade?

© NSF (pulsar e anãs brancas)
 
Uma equipe internacional de astrônomos usando o telescópio Green Bank (GBT) do National Science Foundation (NSF) descobriram um sistema estelar único que consiste em duas estrelas anãs brancas e um pulsar superdenso que podem fornecer uma pista chave para resolver um dos principais problemas pendentes de física fundamental, a verdadeira natureza da gravidade. Os pulsares são estrelas de nêutrons que emitem pulsos de ondas de rádio como um farol que varrem rapidamente através do espaço quando o objeto gira sobre seu eixo. O pulsar Boyles descoberto fica a cerca de 4.200 anos-luz da Terra, e gira a cerca de 366 vezes por segundo.
 
Tais pulsares que giram em rapidamente são chamados pulsares de milissegundo, e podem serem usados como ferramentas de precisão para estudar uma variedade de fenômenos, incluindo pesquisas das elusivas ondas de gravidade. Observações subsequentes mostraram que o pulsar está em uma órbita estreita com uma estrela anã branca, e que o par está em órbita com outra estrela anã branca mais distante. Após a descoberta, nós rotineiramente realizamos medições de acompanhamento do pulsar para caracterizar suas propriedades ", disse Jason Boyles, ex-aluno de pós-graduação da Universidade West Virginia, agora um membro do corpo docente da Western Kentucky University, que originalmente descobriu o pulsar em 2012, como parte de uma busca em grande escala para os pulsares com o GBT.
 
Neste caso, as medições da frequência de rotação revelou uma órbita complexa, que só poderia ser explicada invocando a presença de duas estrelas anãs brancas orbitando conjuntamente com o pulsar.
Este sistema triplo fornece um laboratório natural cósmico muito melhor do que qualquer coisa encontrada anteriormente para descrever exatamente como esses sistemas de três corpos trabalham e, potencialmente, para a detecção de problemas com a Relatividade Geral que os físicos esperam ver em condições extremas.
 
Os cientistas começaram um programa de observação intensiva usando o GBT, o radiotelescópio de Arecibo, em Porto Rico, e o radiotelescópio Westerbork Synthesis, na Holanda. Eles também estudaram o sistema usando os dados do Sloan Digital Sky Survey, do satélite GALEX, do telescópio WIYN em Kitt Peak, no Arizona, e o telescópio espacial Spitzer. Os pesquisadores observaram que as perturbações gravitacionais impostas a cada um dos membros desse sistema pelos outros são incrivelmente pura e forte. O pulsar de milissegundo serve como uma ferramenta extremamente poderosa para medir com precisão essas perturbações.
 
A pesquisa deste sistema utilizou técnicas que remontam aos utilizados por Issac Newton para estudar o sistema Terra-Lua-Sol, combinado com o método posterior da gravidade de Albert Einstein. Este sistema descoberto propicia aos cientistas a melhor oportunidade de descobrir a violação de um conceito chamado de Princípio da Equivalência.
 
Este princípio afirma que o efeito da gravidade sobre um corpo não depende da natureza ou estrutura interna desse corpo. Enquanto a Teoria da Relatividade Geral de Einstein foi até agora confirmada por cada experiência, não é compatível com a teoria quântica. Por causa disso, os físicos esperam que ele irá quebrar sob condições extremas. Este sistema triplo de estrelas compactas fornece uma grande oportunidade de obter a violação de uma forma específica do princípio da equivalência chamado de Princípio da Equivalência Forte.
 
Nesta condição, o efeito gravitacional da anã branca exterior seria idêntico tanto para a anã branca interior e da estrela de nêutrons. Se o Princípio da Equivalência Forte é inválido de acordo com as condições deste sistema, o efeito gravitacional da estrela exterior sobre a anã branca interior e da estrela de nêutrons seria um pouco diferente e o pulsar de alta precisão poderia facilmente mostrar isso.  Mais uma vez a Teoria da Relatividade Geral de Einstein está sendo testada. Será que a violação do Princípio da Equivalência Forte poderia explicar a existência da matéria escura?
Fonte:Astro News
West Virginia University

A Prima não muito distante da Via Láctea

A imagem abaixo é de uma galáxia próxima vista de perfil. 
As observações sugerem que a NGC 4945 é uma galáxia espiral muito parecida à nossa, com braços espirais luminosos e a região central em forma de barra. Excluindo estas semelhanças, a NGC 4945 tem um centro mais brilhante que a Via Láctea, albergando provavelmente um buraco negro supermassivo, que se encontra absorvendo enormes quantidades de matéria e lançando furiosamente energia para o espaço. Uma vez que a NGC 4945 se situa a apenas cerca de 13 milhões de anos-luz de distância na constelação de Centauro, um pequeno telescópio é suficiente para que esta galáxia extraordinária possa ser observada pelos assíduos observadores do céu.
 
A designação da NGC 4945 corresponde ao seu número de entrada no New General Catalogue (NGC), compilado pelo astrônomo dinamarquês/irlandês John Louis Emil Dreyer nos anos 80 do século XIX. É a James Dunlop, astrônomo escocês, que se deve a descoberta da NGC 4945 em 1826, na Austrália.
 
Vista a partir da Terra, a NGC 4945 aparece-nos com a forma de um charuto, mas na realidade a galáxia é um disco muitas vezes mais largo do que espesso, com bandas de estrelas e gás brilhante que se deslocam em movimentos espirais em torno do seu centro. Utilizando filtros ópticos especiais para isolar a cor da radiação emitida pelos gases quentes, tais como o hidrogênio, a imagem mostra intensos contrastes, que indicam zonas de formação estelar. Observações posteriores revelararam que a NGC 4945 possui um núcleo ativo, o que significa que o seu bojo central emite muito mais energia do que galáxias mais calmas, como, por exemplo, a Via Láctea.
 
Os cientistas classificam a NGC 4945 como uma galáxia de Seyfert, de acordo com o astrônomo americano Carl K. Seyfert que, em 1943 publicou um estudo descrevendo as estranhas assinaturas da radiação emitida por alguns núcleos galáticos.
 
Desde então, suspeita-se que um buraco negro supermassivo cause a intensa agitação no centro das galáxias de Seyfert. Os buracos negros atraem gravitacionalmente gás e poeira, acelerando e aquecendo esta matéria atraída até que ela emita radiação de alta energia, incluindo raios X e radiação ultravioleta. A maior parte das grandes galáxias espirais, incluindo a Via Láctea, alojam nos seus centros um buraco negro, embora muitos destes monstros escuros não estejam consumindo matéria ativamente nesta fase de desenvolvimento galáctico.
Fonte: ESO

Será que a Terra é circundada por um halo de Matéria Escura?

Matéria escura: a coisa que possui massa, e que resiste a interagir com a radiação, assim nós não podemos vê-la. Sua natureza tem eludido os cientistas por décadas, mas poderia existir um reservatório dessa coisa bem na nossa vizinhança – se as estranhas medidas feitas pelos satélites do Sistema de Posicionamento Global (GPS) provarem ser causadas por um halo da matérica chamada de não bariônica ao redor do nosso planeta. Durante uma apresentação no congresso da União Geofísica Americana (AGU) em San Francisco em Dezembro de 2013, o especialista em GPS, Ben Harris (da Universidade do Texas em Arlington) descreveu algumas medidas da massa da Terra feitas usando uma frota de satélites GPS que estão em órbita ao redor do nosso planeta.
 
Ele notou uma discrepância de massa quando comparou os resultados com as medidas oficiais de massa usadas pela União Astronômica Internacional (IAU). O legal sobre os satélites GPS é que nós sabemos suas órbitas muito, mas muito bem”, disse Harris. Esse conhecimento orbital ajudou Harris a calcular a estatística vital da Terra com alto grau de precisão. Depois de analisar 9 meses de dados do GLONASS, do GPS e do Galileo, ele encontrou um valor de massa da Terra que é 0.005 e 0.008 por cento maior do que as medidas anunciadas pela IAU. O que isso significa? Bem, isso poderia indicar um erro não forçado na coleta de dados para as análises, mas existe outra possibilidade intrigante.
 
Essa discrepância na massa da Terra poderia ser influência de um halo, ou anel, de matéria escura existente ao redor do nosso planeta. Harris explica suas medidas, dizendo que o halo planetário de matéria escura invisível precisaria estar localizado na região equatorial da Terra e teria uma espessura de 191 quilômetros, e uma largura de 70000 quilômetros. Como observado por Anil Ananthaswamy da New Scientist, Harris ainda levaria em conta os efeitos das interações gravitacionais e relativísticas com o Sol e com a Lua.
 
Essa pesquisa destaca o vazio de conhecimento que existe sobre a matéria escura. Acredita-se que 85% do universo seja composto por essa matéria não bariônica, mas nós ainda não a observamos diretamente, somente criada em imensos aceleradores de partículas como o LHC. Nós sabemos que ela está ali, contudo, permeando os aglomerados de galáxias e dobrando o espaço-tempo. Através de indicações indiretas, como as lentes gravitacionais e os movimentos orbitais, nós podemos detectar a coisa e essas medidas recentes de GPS fornecem outro significado tentador do entendimento do efeito sútil de massa numa potencial junção Terra-matéria escura.
 
De maneira interessante, a presença hipotética da matéria escura poderia ter outro efeito sutil na nossa vizinhança planetária. Durante os sobrevvos das sondas pela Terra, anomalias minúsculas na velocidade das sondas foram detectadas. Por exemplo, a sonda NEAR da NASA usou o nosso planeta para uma assitência na velocidade gravitacional em 1998. Durante o sobrevoo, em adição à velocidade extra fornecida pelo sobrevoo, aconteceu um acréscimo misterioso de 13 milímetros por segundo. Esse pequeno valor, tem sido registrado em outros sobrevoos de outras sondas, e é conhecido como anomalia de sobrevoo e é um dos fatores que contribuem para reforçar a evidência de que a gravidade exercida nas sondas é exercida por um halo invisível de matéria escura.
 
O sobrevoo mais recente, contudo, da sonda com destino a Júpiter da NASA, a Juno, ocorrido em Novembro de 2013, não revelou nenhuma anomalia de velocidade, só aumentando o mistério sobre a natureza das anomalias de sobrevoo.
Fonte:Cientec
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