13 de set de 2017

Mundo infernal com céu de titânio

O VLT do ESO faz a primeira detecção de óxido de titânio num exoplaneta

Astrônomos usaram o Very Large Telescope do ESO para detectar pela primeira vez óxido de titânio na atmosfera de um exoplaneta. Esta descoberta feita em torno do planeta do tipo Júpiter quente chamado WASP-19b fez uso do poder do instrumento FORS2, tendo-nos fornecido informações únicas sobre a composição química e a estrutura de temperatura e pressão na atmosfera deste mundo quente e incomum. Os resultados foram publicados hoje na revista Nature. Uma equipe de astrônomos liderada por Elyar Sedaghati, um bolsista do ESO recentemente graduado pela TU Berlim, examinou a atmosfera do exoplaneta WASP-19b com o maior detalhe conseguido até hoje. Este planeta notável tem aproximadamente a mesma massa de Júpiter, mas encontra-se tão perto da sua estrela hospedeira que completa uma órbita em apenas 19 horas. Estima-se que a sua atmosfera tenha uma temperatura de cerca de 2000 graus Celsius.
Quando WASP-19b passa em frente da sua estrela hospedeira, parte da luz estelar atravessa a atmosfera do planeta, deixando assinaturas sutis na luz que chega eventualmente à Terra. Ao usar o instrumento FORS2 montado no Very Large Telescope, a equipe conseguiu analisar cuidadosamente esta luz e deduzir que a atmosfera contém pequenas quantidades de óxido de titânio, água e vestígios de sódio, além de uma forte neblina global de dispersão.
“A detecção de tais moléculas não é fácil,” explica Elyar Sedaghati, que passou dois anos como estudante do ESO trabalhando neste projeto. “Além de dados de qualidade excepcional, precisamos ainda realizar uma análise muito sofisticada. Usamos um algoritmo que explora muitos milhões de espectros, que cobrem uma grande variedade de composições químicas, temperaturas e propriedades de nuvens ou neblinas, de modo a tirar as nossas conclusões.”
O óxido de titânio é raramente visto na Terra. Sabe-se que existe em atmosferas de estrelas frias. Nas atmosferas de planetas quentes como WASP-19b, esta molécula atua como um absorvedor de calor. Se estiverem presentes em grandes quantidades, estas moléculas impedem o calor de entrar ou escapar da atmosfera, levando a uma inversão térmica — a temperatura apresenta-se mais elevada na atmosfera superior e mais baixa na inferior, ou seja, o contrário do que acontece numa situação normal. O ozônio desempenha um papel semelhante na atmosfera terrestre, causando uma inversão na estratosfera. 
“A presença de óxido de titânio na atmosfera de WASP-19b tem efeitos substanciais na estrutura da temperatura atmosférica e na circulação,” explica Ryan MacDonald, outro membro da equipe e astrônomo da Universidade de Cambridge, Reino Unido. ”Conseguir estudar exoplanetas com este nível de detalhe é muito promissor e excitante.”
Os astrônomos coletaram observações de WASP-19b durante um período de mais de um ano. Ao medir as variações relativas do raio do planeta em diferentes comprimentos de onda da luz que passa através da atmosfera do exoplaneta e comparando-as aos modelos atmosféricos, os pesquisadores puderam extrapolar diferentes propriedades, tais como o conteúdo químico da atmosfera do exoplaneta.
Esta nova informação sobre a presença de óxidos de metal, tais como o óxido de titânio e outras substâncias, permitirá uma modelagem muito melhor das atmosferas de exoplanetas. Olhando para o futuro, quando os astrônomos conseguirem observar atmosferas de planetas possivelmente habitáveis, estes modelos melhorados darão uma ideia muito melhor de como interpretar tais observações.
“Esta importante descoberta é o resultado de uma renovação do instrumento FORS2, feita exatamente para este efeito,”acrescenta o membro da equipe Henri Boffin do ESO, que liderou o projeto de renovação. “Desde essa altura, o FORS2 tornou-se o melhor instrumento para realizar este tipo de estudos a partir do solo.”
Fonte: ESO

Finalmente descobrimos porque as galáxias em todo o universo têm essa forma esquisita

Em 1926, o célebre astrônomo Edwin Hubble desenvolveu seu diagrama de classificação morfológica das galáxias. Este método as dividiu em três grupos básicos – elíptica, espiral e lenticular – com base em seus formatos. Desde então, os astrônomos dedicaram tempo e esforço consideráveis ​​na tentativa de determinar como as galáxias evoluíram ao longo de bilhões de anos, até se tornarem o que são.
Uma das teorias mais amplamente aceitas é a de que as galáxias se modificaram por fusão, onde pequenas nuvens de estrelas – ligadas pela gravidade mútua – se juntaram, alterando o tamanho e a forma de uma galáxia ao longo do tempo. No entanto, um novo estudo conduzido por uma equipe internacional de pesquisadores revelou que as galáxias poderiam realmente ter assumido o formato moderno através da formação de novas estrelas no interior de seus centros.

Pesquisa e procedimentos

O estudo, intitulado “Rotating Starburst Cores in Massive Galaxies at z = 2.5”, foi publicado recentemente na Astrophysical Journal Letters.  Liderada por Ken-ichi Tadaki – pesquisador pós-doutorado do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre e do Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ) – a equipe conduziu observações de galáxias distantes para obter uma melhor compreensão sobre as suas metamorfoses.
O procedimento envolveu o uso de telescópios terrestres para estudar 25 galáxias que estão a uma distância de cerca de 11 bilhões de anos-luz do nosso planeta. A essa distância, a equipe verificou como eram essas galáxias há 11 bilhões de anos, ou cerca de 3 bilhões de anos após o Big Bang. Essa época inicial coincide com o ápice do período de formação de galáxias no Universo, quando os fundamentos da maioria das galáxias se formaram. Como Tadaki indicou em um comunicado de imprensa emitido pelo NAOJ:
“Acredita-se que as galáxias elípticas maciças se formem a partir de colisões de galáxias em forma de disco. Mas não se tem certeza se todas elas experimentaram uma colisão de galáctica. Pode ter havido um caminho alternativo”.

Entre três telescópios

Capturar a luz pálida dessas galáxias distantes não foi uma tarefa fácil: a equipe precisou de três telescópios terrestres para resolver o problema adequadamente. Eles começaram utilizando o Telescópio Subaru de 8,2 m, da NAOJ, no Havaí, para selecionar as 25 galáxias da época.
Em seguida, eles se dirigiram a essas formações para conduzir estudos com o Telescópio Espacial Hubble da NASA / ESA (HST) e a Matriz do Atacama Large Millimeter/submillimeter (ALMA) no Chile.
Considerando que o HST capturou a luz das estrelas para discernir a forma das galáxias (como existiram há 11 bilhões de anos), a matriz ALMA observou ondas submilimétricas emitidas pelas nuvens frias de poeira e gás – onde novas estrelas estão se formando.
Ao combinar os equipamentos, eles conseguiram obter uma imagem detalhada de como essas galáxias se pareciam há 11 bilhões de anos, quando suas formas ainda estavam em processo evolutivo.

No princípio era o disco

O que eles encontraram foi bastante revelador. As imagens do HST indicaram que as galáxias iniciais eram dominadas por um componente de disco, em oposição à característica de protuberância central que associamos às galáxias espirais e lenticulares.
Enquanto isso, as imagens da matriz ALMA mostraram reservatórios maciços de gás e poeira próximos ao centro dessas galáxias, o que coincidiu com uma taxa muito elevada de formação estelar.
Para excluir a possibilidade alternativa de que esta intensa formação de estrelas seja originada por fusões, a equipe também usou dados do Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul – localizado no Observatório Paranal no Chile – para confirmar que não havia indícios de grande quantidade de colisões de galáxias ocorrendo na época.
Como Tadaki explicou:
“Aqui, obtivemos evidências sólidas de que os núcleos galácticos densos podem se formar sem colisões intergalácticas. Eles também podem se originar a partir da intensa formação de estrelas no coração da galáxia”.

Universo imprevisível

Essas descobertas podem levar os astrônomos a repensar suas teorias correntes sobre a evolução galáctica e como surgiram características tais como uma protuberância central e braços espirais. Isso também poderia levar a uma revisão dos nossos modelos em relação à evolução cósmica, bem como da história da própria galáxia.
Quem sabe? Isso pode até fazer com que os astrônomos repensem o que pode acontecer em alguns bilhões de anos, quando a Via Láctea deve colidir com a Galáxia Andrómeda.
Como sempre, quanto mais investigamos o Universo, mais ele se revela a nós. A cada revelação que não se encaixa às expectativas, nossas hipóteses nos forçam a submetê-las a uma revisão.
Este artigo foi publicado originalmente pelo Universe Today. 
Fonte: Hypescience.com

Saturno em Azul e Dourado


Porque é Saturno parcialmente azul? A imagem em destaque é uma aproximação do que um humano contemplaria pairando perto do "Senhor dos Anéis". A imagem foi captada em março de 2006 pela sonda robótica Cassini, atualmente em órbita de Saturno. Aqui, os majestosos anéis de Saturno aparecem diretamente e apenas como uma fina linha vertical. Os anéis mostram a sua complexa estrutura nas sombras escuras que criam à esquerda da imagem. Encélado, a lua "fonte" de Saturno, com apenas 500 km de diâmetro, pode ser vista como o pequeno círculo no plano dos anéis. O hemisfério norte de Saturno pode aparecer parcialmente azul pela mesma razão que os céus da Terra podem aparecer azuis - moléculas nas porções limpas de ambas as atmosferas dos planetas são mais eficientes a espalhar a luz azul do que a luz vermelha. No entanto, ao olhar profundamente para as nuvens de Saturno, a tonalidade natural e dourada das nuvens de Saturno torna-se dominante. Não se sabe por que o sul de Saturno não mostra a mesma tonalidade azul - uma hipótese afirma que as nuvens, aí, são mais altas. Também não sabemos porque é que as nuvens de Saturno são douradas. Este mês, a Cassini termina a sua missão com um dramático mergulho final na atmosfera de Saturno.
Crédito: Equipe de Imagem da CassiniSSIJPLESANASA

Ciência “Faça Você Mesmo” — será que Proxima c está escondido neste gráfico?

Esta Foto da Semana diferente mostra os dados mais recentes coletados pelo HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher), o caçador de exoplanetas do ESO, durante a campanha Pontos Vermelhos, que está em curso. Esta campanha foca-se na busca de planetas do tipo terrestre em torno das três estrelas anãs vermelhas mais próximas de nós: Proxima Centauri, Estrela de Barnard e Ross 154. A campanha foi lançada em junho deste ano, na sequência da descoberta de Proxima b, que se encontra em órbita da nossa vizinha estelar mais próxima, Proxima Centauri. A campanha Pontos Vermelhos foi concebida como uma experiência científica aberta, o que significa que o público tem acesso aos dados e pode inclusivamente contribuir com observações. Consegue ver um novo exoplaneta neste gráfico?

Ao seguir cuidadosamente o movimento de uma estrela ao longo do tempo, gráficos como este podem revelar as assinaturas de exoplanetas. Tal como uma estrela atrai gravitacionalmente um planeta que se encontra em sua órbita, também o planeta atrai a estrela, fazendo com que esta oscile e desloque o comprimento de onda da sua luz de uma quantidade pequena mas mensurável. Ao analisar estas variações repetitivas previsíveis, os astrônomos podem inferir a presença de um planeta. A parte superior esquerda do gráfico mostra os dados de 2016 que confirmaram a existência de Proxima b, mostrando como é que o planeta atua sobre a sua estrela hospedeira, Proxima Centauri, fazendo com que esta se aproxime e se afaste da Terra ao longo do tempo. A linha curva representa o sinal oscilante da estrela, com o padrão regular da variação da velocidade radial repetindo-se a cada 11,2 dias.

O gráfico superior direito mostra as novas medições obtidas com o HARPS durante a campanha Pontos Vermelhos. Os novos dados confirmam uma vez mais o sinal vindo de Proxima b (em amarelo), mas incluem igualmente padrões adicionais — visível como um declive decrescente tanto nos dados de 2016 como nos de 2017, por isso talvez haja algo mais a descobrir? Para se ter uma indicação mais concreta sobre o que pode estar causando estes padrões, os astrônomos têm que usar ferramentas matemáticas quantitativas.

Uma tal ferramenta matemática, chamada periodograma, procura nos dados sinais que se repetem — aqui apresentados como picos proeminentes — que indicam a presença de um planeta. O gráfico no painel inferior da imagem mostra o periodograma dos novos dados: o primeiro sinal corresponde ao planeta Proxima b. Os padrões obtidos produzem um segundo conjunto de períodos possível na região dos 200 dias (em vermelho). A presença de picos múltiplos de alturas semelhantes significa que o sinal não pode ser localizado de forma precisa e que a sua origem permanece incerta.

O projeto continuará a adquirir medições até o final de setembro desde ano. Você pode acompanhar a campanha à medida que esta se desenrola e até contribuir com observações através da página Pontos Vermelhos e das páginas nas redes sociais Facebook e Twitter.

Fonte: ESO

Depois da CASSINI: Ponderando o legado da missão a SATURNO

À medida que a sonda Cassini aproxima-se do final de uma grande viagem rica em feitos científicos e técnicos, já está a ter uma influência poderosa na exploração futura. Ao revelar que a lua de Saturno, Encélado, tem muitos dos ingredientes necessários para a vida, a missão criou os alicerces para a exploração de "mundos oceânicos" e tem cativado a ciência planetária ao longo da última década.
"A Cassini transformou o nosso pensamento de muitas maneiras, especialmente em relação a lugares surpreendentes no Sistema Solar onde a vida pode, potencialmente, existir," afirma Thomas Zurbuchen, administrador associado do Diretorado de Missões Científicas da NASA na sede da agência em Washington. "Parabéns a toda a equipa da Cassini!"

Para a frente, para Europa
A lua de Júpiter, Europa, tem sido um dos principais objetivos da exploração futura desde que a missão Galileo da NASA, no final da década de 1990, encontrou fortes evidências de um oceano global de água líquida por baixo da sua crosta gelada. Mas a revelação mais recente de que uma lua muito mais pequena como Encélado também poderia não só ter água líquida, como também energia química que, potencialmente, pode suportar biologia, foi avassaladora.
Muitas lições aprendidas durante a missão da Cassini estão a ser aplicadas à missão Europa Clipper da NASA, com lançamento planeado para a década de 2020. A Europa Clipper vai voar sobre a gelada lua oceânica dúzias de vezes a fim de investigar a sua potencial habitabilidade, usando um "tour" orbital derivado da maneira como a Cassini explorou Saturno. A missão Europa Clipper vai orbitar o planeta gigante - Júpiter, neste caso - usando assistências gravitacionais das suas grandes luas para manobrar a nave em repetidos encontros próximos com Europa. Isto é parecido com o modo como os desenhadores das viagens da Cassini usaram a gravidade da lua de Saturno, Titã, para moldar continuamente o percurso da sua nave.
Além disso, muitos engenheiros e cientistas da Cassini estão a trabalhar na Europa Clipper e a ajudar a desenvolver as suas investigações científicas. Por exemplo, vários membros dos instrumentos INMS (Ion and Neutral Mass Spectrometer) e CDA (Cosmic Dust Analyzer) da Cassini estão a desenvolver versões extremamente sensíveis e de próxima geração dos seus instrumentos para voar na Europa Clipper. O que a Cassini aprendeu sobre voar através da pluma de material expelido por Encélado vai ajudar a informar o planeamento da Europa Clipper, caso se confirme atividade de plumas em Europa.

Regressando a Saturno
A Cassini também realizou 127 "flybys" pela lua nublada Titã, mostrando que é uma fábrica extremamente complexa de produtos químicos orgânicos - um laboratório natural para a química pré-biótica. A missão investigou o ciclo de metano líquido entre as nuvens e os céus e os grandes mares à superfície. Ao puxar para trás o véu de Titã, a Cassini inaugurou uma nova era de oceanografia extraterrestre - encanando as profundezas de mares alienígenas - e forneceu um exemplo fascinante de processos tipo-terrestres que ocorrem com química e a temperaturas marcadamente diferentes do nosso planeta natal.
Nas décadas que agora se seguem à Cassini, os cientistas esperam regressar ao sistema saturniano e continuar as muitas descobertas da missão. Os conceitos atualmente em consideração incluem naves para navegar nos mares de metano de Titã e voar através das plumas de Encélado e recolher e analisar amostras à procura de sinais de biologia.

Atmosferas dos planetas gigantes
As sondas atmosféricas com destino a todos os quatro planetas exteriores há muito que são prioridade para a comunidade científica, e o mais recente Levantamento Decenal de Ciência Planetária continua a apoiar o interesse em enviar outra missão a Saturno. Ao "provar" diretamente a atmosfera superior de Saturno durante as suas órbitas e durante o mergulho final, a Cassini cria as bases para uma eventual sonda atmosférica de Saturno.
Mais longe no Sistema Solar, os cientistas há muito tempo que querem explorar Úrano e Neptuno. Até agora, cada um destes mundos só foi visitado, brevemente, por uma única nave (a Voyager 2, em 1986 e 1989, respetivamente). Coletivamente, Úrano e Neptuno são referidos como planetas "gigantes gelados" porque contêm grandes quantidades de material (como água, amónia e metano) que formam gelos nas profundezas frias do Sistema Solar exterior. Isto torna-os fundamentalmente diferentes dos gigantes gasosos como Júpiter e Saturno, compostos principalmente por hidrogénio e hélio, e dos planetas rochosos e mais interiores como a Terra ou Marte. 
Ainda não sabemos com clareza como e onde os gigantes gelados se formaram, o porquê dos seus campos magnéticos estarem estranhamente orientados e o que impulsiona a atividade geológica em algumas das suas luas. Esses mistérios fazem de Úrano e Neptuno alvos cientificamente importantes e esta importância é reforçada pela descoberta de que muitos planetas em torno de outras estrelas parecem ser semelhantes aos nossos próprios gigantes de gelo.
Uma variedade de potenciais conceitos foi discutida num estudo recentemente concluído, entregue à NASA em preparação do próximo Levantamento Decenal - incluindo orbitadores, passagens rasantes e sondas que mergulhariam na atmosfera de Úrano para estudar a sua composição. As futuras missões aos gigantes gelados podem explorar esses mundos usando uma abordagem semelhante à da missão Cassini.
Fonte: Astronomia OnLine

Formação estelar na galáxia NGC 5398

Essa imagem mostra a NGC 5398, uma galáxia espiral barrada, localizada a aproximadamente 55 milhões de anos-luz de distância da Terra. A galáxia é famosa por contem uma região HII especialmente extensa, uma grande nuvem composta de hidrogênio ionizado, ou HII, pronuncia-se H-dois, o H sendo o símbolo do hidrogênio e o II indicando que os átomos estão perdendo um elétron e se tornando ionizados. A nuvem da NGC 5398 é denominada de Tol 89 e pode ser vista na parte inferior esquerda terminal da barra central de estrelas da galáxia, uma estrutura que cortao núcleo galáctico e afunila o material para o centro para manter a formação de estrelas ativa ali.
A Tol 89 é a o único complexo massivo de formação de estrelas grande da galáxia, com uma extensão de aproximadamente entre 4000 e 5000 anos-luz. Esse complexo contém no mínimo sete aglomerados de estrelas jovens e massivos. Os dois aglomerados mais brilhantes dentro da Tol 89, que os astrônomos simplesmente chamam de A e B parecem estar sofrendo duas explosões de atividade de formação de estrelas, a 4 e 3 milhões de anos atrás respectivamente. Acredita-se que a Tol 89-A contenha um número grande de estrelas particularmente brilhantes e massivas conhecidas como estrelas Wolf-Rayet, que são conhecidas por suas altas temperaturas e seus extremos ventos estelares.
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