6 de jul de 2017

Espiral deslumbrante com coração ativo

O Very Large Telescope do ESO (VLT) capturou esta bela imagem de face da galáxia espiral barrada Messier 77. A imagem faz justiça à beleza da galáxia, mostrando os seus cintilantes braços entrecortados por faixas de poeira, no entanto não consegue mostrar a natureza turbulenta deste objeto.
Esta pitoresca galáxia espiral parece ser muito tranquila. No entanto, a aparência não corresponde de modo nenhum à realidade, já que Messier 77 (também conhecida por NGC 1068) é uma das galáxias ativas mais próximas de nós. As galáxias ativas são os objetos mais energéticos e espetaculares do Universo, e os seus núcleos são frequentemente suficientemente brilhantes para ofuscar o resto do brilho da galáxia. As galáxias ativas estão entre os objetos mais brilhantes do Universo, emitindo radiação em quase todos, senão todos, os comprimentos de onda, desde os raios gama e raios X até às microondas e ondas rádio. Messier 77 foi classificada como uma galáxia Seyfert do Tipo II, caracterizada por ser particularmente brilhante nos comprimentos de onda infravermelhos.

Esta imensa luminosidade é causada pela radiação intensa emitida pelo seu “motor” central — um disco de acreção que rodeia o buraco negro supermassivo. O material que cai em direção ao buraco negro é comprimido e aquecido a temperaturas extremamente elevadas, o que o leva a emitir enormes quantidades de energia. Pensa-se que este disco de acreção se encontra rodeado por uma estrutura espessa em forma de rosquinha constituída por gás e poeira, o chamado “torus”. Observações de Messier 77 obtidas em 2003 conseguiram resolver tal estrutura com o auxílio do Interferômetro do VLT.

Esta imagem de Messier 77 foi obtida em quatro bandas diferentes de comprimentos de onda representadas pelas cores azul, vermelho, violeta e cor de rosa (hidrogênio alfa). Cada comprimento de onda mostra uma característica diferente: por exemplo, o hidrogênio alfa rosado destaca as estrelas mais quentes e jovens que se formam nos braços em espiral, enquanto o vermelho mostra as finas estruturas filamentares do gás que rodeiam Messier 77 [1]. Vemos também em primeiro plano uma estrela pertencente à Via Láctea, que mostra o efeito típico da difração. Adicionalmente, observam-se ainda muitas galáxias distantes, situadas depois dos braços espirais. Estes objetos aparecem-nos minúsculos e delicados quando comparados com a enorme galáxia ativa. 

Situada a 47 milhões de anos-luz de distância na constelação da Baleia, Messier 77 é uma das galáxias mais remotas do catálogo de Messier. Inicialmente, Messier acreditava que o objeto altamente luminoso que ele observava através do seu telescópio se tratava de um aglomerado de estrelas, mas à medida que a tecnologia foi avançando a verdadeira estrutura da galáxia acabou por ser revelada. Com aproximadamente 100 000 anos-luz de comprimento de uma ponta à outra, Messier 77 é também uma das maiores galáxias do catálogo de Messier — tão massiva que a sua gravidade faz com que as outras galáxias próximas se distorçam e deformem.

Esta imagem foi obtida com o instrumento FORS2 (FOcal Reducer and low dispersion Spectrograph 2) montado no Telescópio Principal 1 (Antu) do VLT, situado no Observatório do Paranal do ESO, no Chile. A imagem foi obtida no âmbito do programa Jóias Cósmicas do ESO, uma iniciativa de divulgação que visa obter imagens de objetos interessantes, intrigantes ou visualmente atrativos, utilizando os telescópios do ESO, para efeitos de educação e divulgação científica.
Fonte: ESO

Sonda JUNO passará diretamente por cima da grande mancha vermelha de JÚPITER no próximo dia 11


Este mosaico de Júpiter, a cores verdadeiras, foi construído a partir de imagens obtidas pela câmara de ângulo estreito da sonda Cassini no dia 29 de dezembro de 2000, durante a sua maior aproximação ao planeta gigante a uma distância de aproximadamente 10 milhões de quilómetros. Crédito: NASA/JPL/SSI

Poucos dias depois de comemorar o seu primeiro aniversário em órbita de Júpiter, a sonda Juno da NASA voará diretamente sobre a Grande Mancha Vermelha de Júpiter, a icónica tempestade com 16 mil quilómetros de largura do gigante gasoso. Esta será a primeira visão íntima da característica gigante pela Humanidade - uma tempestade monitorizada desde 1830 e que possivelmente existe há mais de 350 anos.
"A misteriosa Grande Mancha Vermelha de Júpiter é provavelmente a característica mais conhecida de Júpiter," comenta Scott Bolton, investigador principal da Juno no SwRI (Southwest Research Institute) em San Antonio. "Esta tempestade monumental 'enfurece' o maior planeta do Sistema Solar há séculos. Agora, a Juno e os seus instrumentos científicos penetrantes vão mergulhar para ver quão profundas são as raízes desta tempestade, e para nos ajudar a entender como é que funciona e o que a torna tão especial."
A recolha de dados da Grande Mancha Vermelha faz parte do sexto voo rasante científico da Juno por cima das misteriosas nuvens de Júpiter. O perijove (o ponto orbital mais próximo do centro de Júpiter) terá lugar terça-feira, dia 11 de julho, pelas 02:55 (hora portuguesa). Nessa altura, a Juno passará a cerca de 3500 km do topo das nuvens do planeta. Onze minutos e 33 segundos depois, a Juno terá coberto outros 39.771 quilómetros e estará diretamente por cima das rodopiantes nuvens carmesim da Grande Mancha Vermelha de Júpiter. 
A nave passará cerca de 9000 quilómetros acima das nuvens da enorme tempestade. Todos os oito instrumentos da sonda, bem como a sua câmara, JunoCam, estarão ligados durante o "flyby".  Às 03:30 (hora portuguesa) de dia 5 de julho, a Juno completará exatamente um ano em órbita de Júpiter. Aí, a nave terá totalizado, aproximadamente, 114,5 milhões de quilómetros em órbita do planeta gigante. 
O sucesso da recolha científica em Júpiter é testemunho da dedicação, criatividade e capacidades técnicas da equipa da NASA-Juno," realça Rick Nybakken, gestor do projeto Juno no JPL da NASA em Pasadena, no estado norte-americano da Califórnia. "Cada nova órbita aproxima-nos do coração da cintura de radiação de Júpiter, mas até agora a nave tem resistido à tempestade de eletrões que rodeiam Júpiter melhor do que alguma vez podíamos imaginar."
A Juno foi lançada no dia 5 de agosto de 2011, a partir de Cabo Canaveral, Flórida, EUA. Durante a sua missão de exploração, a Juno voa perto do topo das nuvens do planeta - até 3400 quilómetros. Nestes voos rasantes, a Juno sonda o interior da cobertura de nuvens e estuda as suas auroras para aprender mais sobre as origens, estrutura atmosfera e magnetosfera do planeta.
Os primeiros resultados científicos da missão Juno da NASA retratam o maior planeta do nosso Sistema Solar como um mundo turbulento, com uma estrutura interior intrigantemente complexa, uma aurora polar energética e grandes ciclones polares.
 Fonte: Astronomia OnLine

Descobertas evidências de duas populações distintas de planetas gigantes

Impressão artística que mostra a formação de um planeta gigante gasoso no disco de poeira que rodeia uma estrela jovem. Crédito: ESO/L. Caláada

Num estudo destacado hoje pela revista Astronomy & Astrophysics, uma equipe de investigadores do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA), descobriu provas observacionais da existência de duas populações distintas de planetas gigantes. 
Até hoje foram detetados mais de 3500 planetas a orbitar estrelas semelhantes ao Sol. Apesar de resultados recentes apontarem para que a maioria dos planetas na nossa galáxia sejam rochosos como a Terra, também foi detetada uma grande população de planetas gigantes, com massas que podem ir até 10 ou 20 vezes a massa de Júpiter (que tem uma massa equivalente a 320 vezes a massa da Terra).

Uma grande parte da informação disponível acerca de como estes planetas se formam vem da análise da relação entre os planetas e a sua estrela mãe. Os resultados obtidos anteriormente mostram, por exemplo, que há uma forte ligação entre a metalicidade4 da estrela e a frequência destes planetas. A massa da estrela parece também ter influência na eficiência da formação planetária.

Os mais recentes modelos de formação planetária sugerem que há duas grandes avenidas para a formação de gigantes gasosos. O chamado processo de acreção do núcleo diz que primeiro forma-se um núcleo de rocha/gelo, e que posteriormente este atrai para si o gás à sua volta, dando origem a um planeta gigante. O outro sugere que são instabilidades no disco protoplanetário5 que dão origem a bolas de gás, que por sua vez contraem até formar um planeta gigante.

Vardan Adibekyan (IA & Universidade do Porto) comenta: “A nossa equipe usou dados públicos de exoplanetas gigantes e obteve a interessante evidência observacional de que os planetas semelhantes a Júpiter e os seus primos de maior massa, com milhares de vezes a massa da Terra (dos quais não temos exemplo no Sistema Solar) se formam em ambientes diferentes, e compõem duas populações distintas.”

Objetos abaixo de 4 massas de Júpiter formam-se preferencialmente em estrelas ricas em metais. Já no regime entre 4 e 20 massas de Júpiter, as estrelas mãe tendem a ser mais massivas e pobres em metais, o que sugere que estes planetas gigantescos se formam através de um mecanismo diferente do dos seus irmãos de menor massa. Nuno Cardoso Santos (IA & Faculdade de Ciências da Universidade do Porto) acrescenta: “O resultado agora publicado sugere que ambos os mecanismos podem estar a atuar, o primeiro a formar planetas de menor massa, e o outro a ser responsável pela formação dos de maior massa.”

Por um lado, os planetas gigantes de menor massa parecem formar-se por acreção, à volta de estrelas ricas em metais, enquanto os planetas mais massivos parecem formar-se principalmente por instabilidade gravítica. Mas Adibekyan acrescenta ainda: “Apesar desta descoberta ser um passo importante para uma compreensão total da formação planetária, não foi o derradeiro passo. A nossa equipa continua a dedicar-se com entusiasmo a muitas outras questões em aberto:”

Para ajudar nesta compreensão, estão a ser feitas observações com o satélite GAIA (ESA), cuja sensibilidade permitirá a deteção de milhares de exoplanetas gigantes, em órbitas de longo período à volta de estrelas de diferentes massas. E no futuro próximo, missões como o CHEOPS e o PLATO, da ESA, ou o TESS, da NASA permitirão o estudo da relação massa-raio, que em conjunto com estudos da composição das atmosferas planetárias, com instrumentos como o ESPRESSO (VLT), o Telescópio Espacial James Webb (JWST) e o HIRES no ELT (ESO), irão estabelecer novas restrições aos processos de formação planetária.
Fonte: http://www.iastro.pt 

Alma revela nascimento turbulento de estrelas gémeas

Impressão de artista do sistema bebé IRAS 04191+1523.Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Usando o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), investigadores obtiveram uma pista crítica para um problema subjacente: como é que se formam os sistemas binários de grande separação? A equipa descobriu estrelas gémeas recém-nascidas, de massa muito baixa, com eixos de rotação desalinhados. Este desalinhamento indica que se formaram num par de nuvens de gás fragmentadas produzidas por turbulência, não através de evolução de gémeas bem próximas uma da outra. Este achado apoia fortemente a teoria de fragmentação turbulenta da formação de estrelas binárias até ao regime subestelar.
Uma equipa internacional de astrónomos, liderada por Jeong-Eun Lee da Universidade de Kyung Hee, Coreia, observou o sistema duplo bebé IRAS 04191+1523 com o ALMA. Graças à alta resolução do ALMA, a equipa observou com sucesso a rotação dos discos de gás em redor das estrelas gémeas de massa muito baixa e descobriu que os eixos de rotação das duas estrelas estão desalinhados.
"Esta revelação é particularmente interessante porque as massas das duas estrelas bebé, derivadas a partir dos nossos dados ALMA, correspondem a cerca de 10% da massa do Sol, o que é um valor muito baixo. Mas o nosso resultado é uma forte evidência de que os binários largos destas estrelas de massa muito baixa, e até as anãs castanhas, se podem formar da mesma maneira que as estrelas normais, via fragmentação turbulenta," comenta Lee.
Composição do sistema bebé IRAS 04191+1523. O ALMA revelou os discos em torno de duas estrelas (branco) e um invólucro gasoso comum (amarelo). O tom avermelhado mostra a distribuição de uma nuvem densa vista no infravermelho longínquo, pelo Observatório Espacial Herschel. Crédito: ALMA (ESO(NAOJ/NRAO), Lee et al., ESA/Herschel/PACS

Mais de metade das estrelas no Universo nascem aos pares ou em sistemas múltiplos. Portanto, a determinação do mecanismo de formação das estrelas duplas é crucial para uma compreensão abrangente da evolução estelar. Existem dois tipos de estrelas múltiplas: sistemas íntimos e sistemas amplamente separados. Os astrónomos testemunharam um sistema íntimo a ser formado através da fragmentação do disco de gás em torno das estrelas primogénitas. Por outro lado, não existem evidências claras de quão amplamente separados os sistemas se podem formar. Alguns investigadores assumem que um sistema íntimo evolui para um sistema amplo ao longo de milhões de anos devido a interações dinâmicas, mas outros acham que a turbulência numa nuvem de gás fragmenta a nuvem em secções mais pequenas e que se formam estrelas em cada uma das pequenas nuvens.
Com o objetivo de encontrar pistas sobre a formação de sistemas binários amplos, os cientistas selecionaram IRAS 04191+1523 como o alvo das suas observações com o ALMA. A separação das duas estrelas corresponde a mais ou menos 30 vezes a distância entre Neptuno e o Sol e tal valor classifica-as como um binário largo. Estima-se que a idade do sistema seja muito inferior a meio milhão de anos, sendo, portanto, um bom alvo para investigar a fase inicial da formação de binários amplos.
A equipa analisou o sinal das moléculas de dióxido de carbono nos discos para derivar o seu movimento e descobriu que os dois discos em redor das estrelas bebé não estão alinhados. O ângulo entre os eixos de rotação dos discos é de 77 graus. O sistema é demasiado jovem para o alinhamento dos eixos ter sido modificado pelas interações," realça Lee, "assim que concluímos que este sistema foi formado pela fragmentação turbulenta de uma nuvem, não pela fragmentação e migração do disco."
Se um sistema binário é formado através da fragmentação do disco, o momento de rotação do gás alinha os eixos das duas estrelas. Este alinhamento seria mantido mesmo que a separação entre as duas aumentasse via interações de maré. O desalinhamento dos eixos do sistema bebé IRAS 04191+1523 rejeita claramente este cenário.
Fonte: Astronomia OnLine

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