7 de jun de 2017

Primeiros BURACOS NEGROS podem ter crescido em "SURTOS"

Usando dados do Chandra e do SDSS, cientistas descobriram evidências de que os buracos negros supermassivos no Universo primordial cresceram intermitentemente nos primeiros mil milhões de anos após o Big Bang.Crédito: raios-X - NASA/CXC/Universidade de Roma/E. Pezzulli et al.; ilustração - NASA/CXC/M. Weiss

Uma pergunta de longa data da astrofísica é: como e quando é que os buracos negros supermassivos surgiram e cresceram no início do Universo? Uma nova investigação, usando o Observatório de raios-X Chandra da NASA e o SDSS (Sloan Digital Sky Survey), sugere que a resposta a esta pergunta encontra-se na forma como os buracos negros gigantes podem consumir o material nos primeiros mil milhões de anos após o Big Bang.

Os astrónomos determinaram que o Big Bang ocorreu há cerca de 13,8 mil milhões de anos e têm evidências, graças ao SDSS, da existência de buracos negros supermassivos com massas mil milhões de vezes superiores à do Sol há 12,8 mil milhões de anos. Isto significa que os buracos negros supermassivos cresceram rapidamente nos primeiros mil milhões de anos após o Big Bang. No entanto, os cientistas têm lutado para encontrar sinais destes buracos negros gigantes em rápido crescimento.

"Os buracos negros supermassivos não nascem espontaneamente - precisam de ingerir vastas quantidades de material e isso leva tempo," comenta a autora principal Edwige Pezzulli, estudante de doutoramento da Universidade de Roma, Itália, membro do projeto "FIRST", fundado pelo Conselho Europeu de Investigação. "Estamos a tentar descobrir como é que o fizeram sem emitir muitos sinais indicadores deste crescimento."

Quando o material cai na direção de um buraco negro, torna-se aquecido e produz quantidades imensas de radiação eletromagnética, incluindo grandes quantidades de raios-X. Os buracos negros de rápido crescimento, no Universo primordial, devem ser detetáveis pelo Chandra. No entanto, estes buracos negros supermassivos em crescimento têm provado ser elusivos, pois apenas foram detetados alguns candidatos em observações muito longas do Chandra - como o "Chandra Deep Field-South", a imagem de raios-X mais profunda já obtida -, candidatos estes ainda à espera de confirmação.

Para abordar este enigma, Pezzulli e suas colegas examinaram diferentes modelos teóricos e testaram-nos contra dados óticos do SDSS e raios-X do Chandra. Os seus achados indicam que a alimentação dos buracos negros, nesta época, podia começar abruptamente e durar curtos períodos de tempo, o que significa que este crescimento pode ser difícil de detetar.

"No nosso modelo, apenas cerca de um-terço dos buracos negros estavam ativamente a consumir material e a crescer há 13 mil milhões de anos," afirma a coautora Rosa Valiante do INAF (Instituto Nacional de Astrofísica), Itália, membro da equipa FIRST. "Cerca de 200 milhões de anos antes, só 3% dos buracos negros estavam ativamente a comer. O 'timing', ao que parece, é o aspeto mais importante.

As investigadoras chegaram às suas conclusões depois de testar várias hipóteses, todas as quais assumiam que o crescimento dos buracos negros podia exceder o chamado limite de Eddington, onde a pressão externa da radiação oriunda do gás quente equilibra o puxo interno da gravidade do buraco negro.

Os resultados das autoras argumentam contra a possibilidade de que apenas uma pequena fração das galáxias, durante os primeiros mil milhões de anos do Universo, continha buracos negros supermassivos. Além disso, embora estes primeiros buracos negros estivessem, provavelmente, obscurecidos por nuvens espessas de material, as autoras descobriram que a maioria dos raios-X seria capaz de as penetrar.

O estudo é baseado na noção de que, quando nasceram, os primeiros buracos negros tinham apenas uma massa de mais ou menos 100 sóis. "Estes buracos negros 'leves' podiam ser os remanescentes da primeira geração de estrelas massivas formadas apenas algumas centenas de milhões de após o Big Bang," comenta a autora Maria Orofino, estudante de doutoramento da Scuola Normale Superiore na Itália.

As investigadoras, uma equipa feminina de cientistas, incluindo Simona Gallerani da Scuola Normale Superiore em Pisa e Tullia Sbarrato da Universidade Bicocca de Milão, Itália, descobriram que os buracos negros podem ganhar tanto "peso" durante os seus relativamente raros surtos de alimentação intensa, que estas "sementes leves" podem alcançar mil milhões de massas solares quando o Universo tinha apenas mil milhões de anos.

"A fim de saber se, em última análise, estamos corretas, vamos temos de observar maiores regiões do céu em raios-X para ver se podemos encontrar os primeiros 'banquetes' dos buracos negros que os nossos modelos previram," comenta Raffaella Schneider, da Universidade Sapienza, Itália, e líder do projeto europeu FIRST. "Os nossos resultados prometem."
Fonte: Astronomia OnLine

Planeta mais quente já descoberto é tão quente quanto estrela

Ilustração artística da estrela KELT-9 (esquerda) e do seu planeta superquente KELT-9b (direita).[Imagem: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (IPAC)]

Tamanho de planeta, temperatura de estrela
Nos últimos anos surgiram muitas dúvidas sobre a definição de planeta e estrela, à medida que foram descobertas estrelas tão frias quanto planetasAgora se percebeu que o inverso também é verdadeiro: há planetas tão ou até mais quentes do que estrelas.
É o caso do recém-descoberto KELT-9b, um planeta com uma temperatura de mais de 4.300º C durante o dia, mais quente do que a maioria das estrelas, e apenas cerca de 1.100º C mais frio do que o nosso próprio Sol.
O KELT-9b é um gigante de gás 2,8 vezes mais maciço do que Júpiter - nas classificações usadas até agora ele seria um "júpiter quente", apesar de ser muito mais quente do que qualquer planeta já visto até hoje. Mas ele tem apenas metade da densidade de Júpiter porque a radiação da sua estrela fez com que sua atmosfera inchasse como um balão.
E como ele está gravitacionalmente travado à sua estrela - como a Lua em relação à Terra - o lado do dia do planeta é continuamente bombardeado pela radiação estelar. Como resultado, ele é tão quente que moléculas como água, dióxido de carbono ou metano não conseguiriam se formar lá. As propriedades do lado da noite ainda são um mistério - as moléculas poderiam se formar no lado escuro, mas provavelmente apenas por curtos períodos.
"É um planeta por qualquer uma das definições típicas baseadas na massa, mas sua atmosfera é quase certamente diferente da de qualquer outro planeta que já vimos exatamente por causa da temperatura no lado do dia," disse Scott Gaudi, da Universidade Ohio, nos EUA, que liderou as observações.
Misto de planeta, estrela e cometa
O estranho KELT-9b orbita a estrela KELT-9, que é mais de duas vezes maior e quase duas vezes mais quente do que o nosso Sol.
KELT é uma abreviação de Kilodegree Extremely Little Telescope. Astrônomos das universidades do Estado de Ohio, Vanderbilt e Lehigh operam em conjunto dois KELTs, um no Hemisfério Norte (EUA) e outro no Hemisfério Sul (África do Sul), a fim de preencher uma lacuna nas tecnologias disponíveis para encontrar planetas extrassolares.
"A KELT-9 irradia tanta radiação ultravioleta que pode evaporar completamente o planeta," disse Keivan Stassun, outro membro da equipe. "Ou, se os planetas gigantes de gás como KELT-9b possuírem núcleos rochosos sólidos, como sugerem algumas teorias, o planeta pode ser reduzido a uma rocha estéril, como Mercúrio."
Isto é, se a estrela não crescer para envolvê-lo primeiro. "A KELT-9 inchará para se tornar uma estrela gigante vermelha em cerca de um bilhão de anos," disse Stassun.
Outra curiosidade, ainda por ser verificada observacionalmente, é que, dado que a atmosfera do planeta é constantemente varrida por altos níveis de radiação ultravioleta, o planeta pode estar deixando uma cauda de material planetário evaporado. Se isso for verdade, além de ter a massa de um planeta e a temperatura de uma estrela, o KELT-9b pode se parecer com um cometa.
Fonte: Inovação Tecnológica
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