10 de fev de 2014

Encontrado primeiro planeta em torno de uma gémea solar pertencente a um enxame estelar

Busca de seis anos efectuada com o HARPS descobre três novos planetas em Messier 67
Impressão artística de um exoplaneta em órbita de uma estrela no enxame Messier 67Créditos:

Os astrónomos utilizaram o detector de planetas HARPS do ESO, no Chile, assim como outros telescópios, para descobrir três planetas em torno de estrelas pertencentes ao enxame estelar aberto Messier 67. Embora mais de um milhar de planetas fora do Sistema Solar seja já conhecido, apenas alguns foram descobertos em enxames estelares. Curiosamente, um destes novos exoplanetas orbita uma estrela rara. Trata-se duma gémea solar - uma estrela que é, em todos os aspectos, praticamente idêntica ao Sol. Sabemos hoje que os planetas que orbitam estrelas fora do Sistema Solar são muito comuns.

Têm-se detectado planetas em torno de estrelas de várias idades e composições químicas, espalhados um pouco por todo o céu. No entanto, e até agora, têm-se encontrado muito poucos planetas no interior de enxames estelare, o que é relativamente estranho já que a maioria das estrelas nasce precisamente no seio destes enxames. Os astrónomos têm-se perguntado se este facto não significará que existe algo diferente na formação  planetária em enxames estelares que explique esta estranha escassez. Anna Brucalassi (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching, Alemanha), autora principal deste novo estudo, e a sua equipa quiseram investigar este assunto.

“No enxame estelar Messier 67 as estrelas têm todas a mesma idade e composição do Sol, o que torna este local um laboratório perfeito para estudar quantos planetas se formam num ambiente tão populado e investigar se se formam essencialmente em torno de estrelas de maior ou de menor massa. A equipa utilizou o instrumento HARPS, o detector de planetas montado no telescópio de 3,6 metros do ESO, no Observatório de La Silla. Os resultado foram complementados com observações efectuadas por outros observatórios do mundo. A equipa monitorizou cuidadosamente 88 estrelas seleccionadas no enxame Messier 67, durante um período de seis anos, procurando os pequeníssimos movimentos das estrelas, que se aproximam ou afastam da Terra, e que revelam a presença de planetas na sua órbita.

Este enxame situa-se a cerca de 2500 anos-luz de distância na constelação do Caranguejo e contém aproximadamente 500 estrelas. Muitas das estrelas do enxame são mais ténues do que as que são normalmente alvo de buscas de exoplanetas, por isso tentar detectar o sinal muito fraco dos possíveis planetas levou o HARPS aos seus limites. Foram descobertos três planetas, dois em órbita de estrelas semelhantes ao Sol e um em órbita de uma estrela gigante vermelha, mais evoluída e de maior massa. Os primeiros dois planetas têm ambos um terço da massa de Júpiter e orbitam as suas estrelas hospedeiras em sete e cinco dias, respectivamente. O terceiro planeta demora 122 dias a completar a sua órbita e possui mais massa que Júpiter.


O primeiro destes planetas mostrou estar em órbita de uma estrela extraordinária - uma das mais similares gémeas solares identificada até hoje, praticamente idêntica ao Sol
. Esta é a primeira gémea solar situada num enxame onde se encontrou um planeta em sua órbita. Dois dos três planetas são do tipo “Júpiter quente” - planetas comparáveis a Júpiter em termos de tamanho, mas muito mais próximo das suas estrelas progenitoras e consequentemente muito mais quentes. Os três planetas situam-se mais perto das suas estrelas do que a zona habitável, local onde pode existir água no estado líquido.

“Estes novos resultados mostram que os planetas nos enxames estelares abertos são tão comuns como em torno de estrelas isoladas - no entanto, não são fáceis de detectar,” acrescenta Luca Pasquini (ESO, Garching, Alemanha), co-autor do novo artigo científico que descreve este trabalho.
“Os novos resultados contrastam com trabalho anterior que não conseguiu detectar planetas em enxames, mas corrobora com algumas observações mais recentes. Vamos continuar a observar este enxame para descobrir como é que as estrelas, com e sem planetas, diferem em massa e composição química.”
Fonte: ESO

O mistério das galáxias ultra compactas

desenvolvimento das galáxias elípticas massivas
© NASA/ESA (desenvolvimento das galáxias elípticas massivas)

Astrônomos combinando o poder do telescópio espacial Hubble, e dos telescópios infravermelhos Spitzer e Herschel, com telescópios baseados na superfície da Terra, conseguiram montar uma imagem coerente da história de formação das estrelas mais massivas no Universo. A evolução ocorre desde a explosão inicial da formação violenta de estrelas, passando pela sua aparência como núcleos galácticos com alta densidade estelar e finalizando com o seu destino final como gigantes elípticas. Isso resolve um mistério que dura décadas sobre como as galáxias compactas de forma elípticas que existiam quando o Universo tinha somente 3 bilhões de anos de existência, ou seja, um quarto da idade atual do universo de 13,8 bilhões de anos, já tinham completado sua formação estelar.

Essas galáxias elípticas compactas têm sido agora definitivamente integradas diretamente com uma população anterior de galáxias de explosão de estrelas empoeiradas que vorazmente usaram o gás disponível para gerar estrelas de forma bem rápida. Então elas cresceram lentamente por meio de fusão à medida que a formação de estrelas nelas diminuía, e elas eventualmente tornaram-se galáxias elípticas gigantes.

“Essa é a primeira vez que alguém agrupa uma amostra espectroscópica representativa de galáxias ultra compactas, com a alta qualidade de imageamento infravermelho do Hubble”, disse Sune Toft do Dark Cosmology Center no Niels Bohr Institute em Copenhagen. Nós mostramos como essas galáxias compactas podem se formar, como isso aconteceu e quando isso aconteceu”, disse Toft. “Essa é basicamente a peça que faltava no entendimento sobre como as galáxias mais massivas se formaram, e como elas se desenvolveram tornando-se as gigantescas galáxias elípticas que observamos hoje. Esse tem sido um grande mistério por muitos anos pois apenas 3 bilhões de anos depois do Big Bang nós observamos que a maior parte das galáxias já haviam completado a sua formação de estrelas”.

Ainda mais surpreendente, essas galáxias massivas uma vez foram extremamente compactas, se comparadas com as galáxias elípticas similares vistas hoje no Universo próximo. Isso significa que as estrelas foram amontoadas de 10 a 100 vezes mais densas do que o que é observado nas galáxias atualmente. “Essa é uma densidade comparada à densidade de estrelas em aglomerados globulares, mas numa escala muito maior, de uma galáxia”, disse Toft.

Ao tentar criar uma sequência evolucionária conjunta para essas galáxias massivas compactas, Toft identificou seus progenitores como as galáxias altamente obscurecidas pela poeira submetidas a uma rápida formação de estrelas em taxas que são milhares de vezes mais rápidas do que na nossa Via Láctea. Explosões de estrelas nessas galáxias são provavelmente disparadas quando duas galáxias ricas em gás colidem. Essas galáxias são tão empoeiradas que elas são quase invisíveis em comprimentos de onda ópticos, mas são brilhantes em comprimentos de onda submilimétricos, onde elas foram identificadas, aproximadamente a duas décadas atrás pela câmera SCUBA (Submillimeter Common-User Balometer Array) acoplada ao Telescópio James Clerk Maxwell no Havaí.

A equipe de Toft, pela primeira vez agrupou amostras representativas de duas populações de galáxias usando o rico conjunto de dados no programa COSMOS (Cosmic Evolution Survey) do Hubble. Eles construíram a primeira amostra representativa das galáxias compactas com distâncias e tamanhos precisos (desvio para o vermelho espectroscópico) medidos dos programas CANDELS (Cosmic Assembly Near-Infrared Deep Extragalactic Legacy Survey) e 3D-HST do Hubble. O 3D-HST é uma pesquisa espectroscópica no infravermelho próximo feita pelo Hubble para estudar os processos físicos que formaram as galáxias no Universo distante.

Os astrônomos combinaram esses dados com observações do telescópio Subaru no Havaí e com dados do telescópio espacial Spitzer da NASA. Isso permitiu que os astrônomos conseguissem estimar de forma precisa a idade das estrelas, de onde eles concluíram que as galáxias se formaram em intensas explosões de estrelas entre 1 bilhão a 2 bilhões de anos antes, no Universo bem recente.

A equipe então fez a primeira amostra representativa das galáxias mais distantes submilimnétricas usando os ricos dados do COSMOS do Hubble, Spitzer, e do Herscehl, e de telescópios com base em solo terrestre como o Subaru, o James Clerk Maxwell e o Submillimeter Array. Essa informação multi-espectral, desde a luz óptica até os comprimentos de onda submilimétricos forneceu um conjunto completo de informações sobre os tamanhos, as massas estelares, as taxas de formação de estrelas, o conteúdo de poeira, e as distâncias precisas das galáxias escondidas na poeira presentes no início do Universo.

Quando a equipe de Toft comparou as amostras dessas duas populações galácticas, eles descobriram um elo entre as galáxias compactas elípticas e as galáxias submilimétricas observadas entre 1 bilhão e 2 bilhões de anos antes. Essas observações mostram que a atividade violenta de formação de estrelas nas galáxias anteriores tinham as mesmas características previstas para as progenitoras das galáxias elípticas compactas. A equipe também calculou que a intensa atividade de explosão de estrelas durou cerca de 40 milhões de anos antes que o suprimento de gás interestelar se exaurisse.
Fonte:Astro News
HubbleSite

Estudo aponta descoberta de estrela mais antiga do Universo

Corpo celeste tem 13,6 bilhões de anos e está a 6 mil anos-luz da Terra.Cientistas da Austrália anunciaram achado na revista 'Nature'.
Astrônomos da Austrália anunciaram neste domingo (9) a descoberta de uma estrela de 13,6 bilhões de anos, a mais antiga jamais avistada. Este corpo celeste formou-se 200 milhões de anos após o Big Bang, que deu origem ao Universo, informaram os especialistas, que publicaram estudo na revista científica "Nature". As estrelas que, até agora, aspiravam ao título de mais antiga do Universo -- dois corpos identificados por equipes europeias e americanas em 2007 e 2013, respectivamente -- têm cerca de 13,2 bilhões de anos. Em termos cósmicos, esta estrela está relativamente próxima da Terra, segundo Stefan Keller, da Universidade Nacional da Austrália.

Ela se encontra em nossa galáxia, a Via Láctea, a uma distância de cerca de 6 mil anos-luz da Terra, e foi catalogada como SMSS J031300.36-670839.3. "O que mostra que esta estrela é tão antiga é a ausência total de qualquer nível detectável de ferro no espectro de luz que emerge da mesma", explicou Keller. O Big Bang deu origem a um Universo cheio de hidrogênio, hélio e traços de lítio, assinalou o cientista. Os demais elementos que vemos atualmente vieram das estrelas, que nascem de nuvens de gás e pó deixados pelas supernovas, estrelas enormes que explodem ao fim de sua existência. Este processo de reciclagem sem fim proporciona uma ferramenta interessante para os astrofísicos.


Quantidade de ferro ajuda a determinar idade


 Uma forma de determinar a idade de uma estrela é o ferro. Quanto mais baixo o conteúdo de ferro no espectro de luz de uma estrela, mais antiga ela é. "O nível de ferro do Universo aumenta com o tempo, enquanto as sucessivas gerações de estrelas se formam e morrem", explicou Keller. "Podemos usar o nível de ferro de uma estrela como um relógio que nos indica quando ela se formou."

"No caso da estrela que identificamos, a quantidade de ferro presente é 60 vezes menor do que a de qualquer outra estrela conhecida. Isso indica que nossa estrela é a mais antiga já encontrada", afirmou. A estrela foi descoberta com a ajuda do telescópio SkyMapper, da Universidade Nacional da Austrália, que realiza uma pesquisa de cinco anos sobre o céu do sul. Ela foi criada a partir do material cósmico de uma supernova de baixa energia, aponta o estudo.
Fonte:G1

Anatomia de um asteroide

Esta imagem muito detalhada mostra o estranho asteróide em forma de amendoim Itokawa. Esta imagem foi obtida pela sonda japonesa Hayabusa durante a sua aproximação ao asteróide em 2005.Crédito: JAXA

Com o auxílio do New Technology Telescope (NTT) do ESO descobriu-se a primeira evidência de que os asteroides têm uma estrutura interna extremamente variada. Ao fazer medições muito precisas, astrônomos descobriram que partes diferentes do asteroide Itokawa têm densidades diferentes. Descobrir o que se encontra no interior dos asteroides, além de revelar segredos sobre a sua formação, pode também informar-nos sobre o que acontece quando corpos celestes colidem no Sistema Solar e dar-nos pistas sobre como se formam os planetas. Com observações muito precisas obtidas a partir do solo, Stephen Lowry (Universidade de Kent, RU) e colegas mediram a velocidade à qual o asteroide próximo da Terra (25143) Itokawa gira e como é que esta taxa de rotação varia com o tempo, combinando seguidamente estas observações com trabalho teórico inovador sobre como é que os asteroides irradiam calor.

Este pequeno asteroide é bastante intrigante uma vez que apresenta a estranha forma de um amendoim, como foi revelado pela sonda japonesa Hayabusa em 2005. Para investigar a sua estrutura interna, a equipe de Lowry utilizou, entre outras, imagens recolhidas entre 2001 e 2013 pelo NTT, instalado no Observatório de La Silla, no Chile, para medir a variação do brilho do objeto à medida que este gira. Além do NTT foram também utilizados nas medidas de brilho os seguintes telescópios: 

Telescópio de 60 polegadas do Observatório Palomar (Califórnia, EUA), Observatório Table Mountain  (Califórnia, EUA), Telescópio de 60 polegadas do Observatório Steward (Arizona, EUA),  Telescópio Bok de 90 polegadas do Observatório Steward (Arizona, EUA), Telescópio Liverpool de 2 metros (La Palma, Espanha), Telescópio Isaac Newton de 2,5 metros (La Palma, Espanha) e Telescópio Hale de 5 metros do Observatório Palomar (Califórnia, EUA). Estes dados foram depois usados para deduzir o período de rotação do asteroide de modo muito preciso e determinar como é que este período varia com o tempo. Esta informação, quando combinada com a forma do asteroide, permitiu explorar o seu interior revelando pela primeira vez a complexidade que se encontra no seu núcleo. Descobriu-se que a densidade do interior do asteroide varia de 1,75 a 2,85 gramas por centímetro cúbico. As duas densidades referem-se a duas partes distintas do Itokawa.

“Esta é a primeira vez que conseguimos determinar como é o interior de um asteroide”, explica Lowry. “Podemos ver que Itokawa tem uma estrutura extremamente variada; esta descoberta é importante para nossa compreensão dos corpos rochosos do Sistema Solar”. A rotação de um asteroide e de outros pequenos corpos no espaço pode ser afetada pela luz solar. Este fenômeno, conhecido por efeito Yarkovsky-O’Keefe-Radzievskii-Paddack (YORP), ocorre quando a radiação solar absorvida pelo objeto é re-emitida pela sua superfície sob a forma de calor. Quando a forma do asteroide é muito irregular, o calor não é irradiado de modo homogêneo, o que cria no corpo um torque, pequeno mas contínuo, que muda a sua taxa de rotação. Como analogia simples para o efeito YORP, se fizéssemos incidir uma luz intensa numa hélice, esta começaria a girar lentamente devido a um efeito semelhante. 

Lowry e colegas foram os primeiros a observar este efeito em ação num pequeno asteroide chamado 2000 PH5, agora conhecido por 54509 YORP. A equipe de Lowry determinou que a taxa à qual o asteroide gira está lentamente acelerarando devido ao efeito YORP. A variação na velocidade de rotação é minúscula, uns meros 0,045 segundos por ano, no entanto este resultado é muito diferente do esperado e apenas pode ser explicado se as duas partes do objeto em forma de amendoim tiverem densidades diferentes. Esta é a primeira vez que os astrônomos encontram evidências para uma estrutura interna dos asteroides extremamente variada. 

Até agora, as propriedades do interior dos asteroides apenas podiam ser inferidas através de medições globais aproximadas da densidade. Este resultado levou a muita especulação relativamente à formação de Itokawa. Uma possibilidade é que o asteroide se tenha formado a partir de duas componentes de um asteroide duplo depois de ter havido colisão e fusão dos dois objetos. Lowry acrescenta, “Descobrir que os asteroides não têm interiores homogêneos tem implicações importantes, particularmente para os modelos de formação de asteroides binários. Este resultado poderá igualmente ser aplicado em trabalhos que visam diminuir as colisões de asteroides com a Terra ou em planos para futuras viagens a estes corpos rochosos”.

Esta nova capacidade de sondar o interior de um asteroide é muito importante e pode ajudar-nos a desvendar muitos dos segredos destes objetos misteriosos. Este trabalho foi descrito no artigo científico intitulado “The Internal Structure of Asteroid (25143) Itokawa as Revealed by Detection of YORP Spin-up”, de Lowry et al., que será publicado na revista especializada Astronomy & Astrophysics.
Fonte: ESO

Supernova é descoberta na Galáxia do Charuto

Uma estrela que explodiu apareceu de maneira repentina no céu noturno, maravilhando os astrônomos que nunca haviam visto uma supernova tão perto do nosso Sistema Solar nos últimos 20 anos.
Uma supernova emergiu como uma luz brilhante na Messier 82 (M82), também conhecida como Galáxia do Charuto, localizada a aproximadamente 12 milhões de anos-luz de distância da Terra na direção da constelação de Ursa Maior. A supernova, que os astrônomos descreveram como um potencial Santo Graal para os cientistas, foi descoberta pela primeira vez, por estudantes no University College London. Posicionada entre os asterismo Big Dipper e Little Dipper, a nova supernova é um alvo fácil para os observadores do Hemisfério Norte, ela é brilhante o suficiente para ser observada com um pequeno par de binóculos, disse o astrônomo Brad Tucker, da Australian National University e da Universidade da Califórnia, Berkeley.

Mas, além de criar um espetáculo observável, o evento cósmico também dá aos astrônomos uma rara oportunidade para estudar um objeto que pode ajudar a entender a energia escura. A supernova, catalogada como SN 2014J, foi observada pela primeira vez no dia 21 de Janeiro de 2014 às 7:20 p.m. hora local, por um grupo de estudantes liderado por Steve Fossey no University College de Londres. O objeto pode ser a supernova mais próxima observada desde a intensa Supernova 1987A que foi registrada em Fevereiro de 1987 na Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia anã companheira da Via Láctea localizada a aproximadamente 168.000 anos-luz de distância da Terra.

Os astrônomos do Caltech confirmaram a supernova e classificaram como uma jovem e avermelhada supernova do Tipo Ia. Acredita-se que esses objetos se originem em sistemas binários próximos onde no mínimo, uma das estrelas é uma anã branca, ou seja, o pequeno e denso núcleo de uma estrela que parou de realizar suas reações nucleares. Se a anã branca arrancar muita massa de sua estrela companheira, uma reação nuclear começa dentro da estrela morta, levando à geração de uma brilhante supernova. Pelo fato de se acreditar que as supernovas do Tipo Ia brilharem com a mesma intensidade nos seus picos, elas são usadas como “velas padrões” para medir as distâncias através do Universo. De fato, medidas cuidadosas das supernovas do Tipo conduziram à outorga do prêmio Nobel com a descoberta de que a expansão do Universo está na verdade acelerando.

Mas, para se aprender mais sobre a causa da aceleração, referente à energia escura há a necessidade de medidas mais precisas. Os dois grandes problemas em usar as supernovas do Tipo Ia como medidores de distância, são as progenitoras, o que a estrela que explodiu realmente é, e como a poeira afeta essas medidas”, explica Tucker. “Assim o fato dessa supernova ser do Tipo Ia, e jovem, significa que nós temos uma boa chance de encontrar pistas da sua explosão”.

O telescópio espacial Hubble também captou imagens detalhadas da Galáxia do Charuto antes da estrela ter explodido, o que significa que é possível ver diretamente a estrela em observações passadas. Além disso, essa é uma supernova avermelhada, significando que ocorreu num ambiente empoeirado, propiciando analisar como a poeira está impactando nas cores da supernova e assim medir a distância, servindo de parãmetro para calibrar outras supernovas.

O Central Bureau for Astronomical Telegrams da União Astronômica Internacional tem listado alguns dos sinais de supernova sob a designação temporária de PSN J09554214+6940260, começando com uma observação de 22 de Janeiro de 2014 feita por um grupo de astrônomos amadores na Rússia. Imagens da supernova feitas com o telescópio robótico KAIT no Observatório Lick da Califórnia confirmam que o objeto não estava presente nas imagens recentes de 15 de Janeiro de 2014, significando que a supernova é muito recente.
Fonte: Space
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