A história das primeiras estrelas e galáxias, de acordo com 20 anos de simulação do universo inicial

Você provavelmente conhece a teoria do Big Bang, o magnífico e explosivo nascimento do nosso universo. Mas o que aconteceu logo a seguir?

Cerca de 100 milhões de anos de escuridão.  Quando as primeiras estrelas se iluminaram, elas eram maiores e mais brilhantes do que as que se seguiram. Sua luz ultravioleta era tão intensa que transformava os átomos ao redor em íons.  De onde vieram essas estrelas? E como elas se tornaram as galáxias – o universo repleto de radiação e plasma – que vemos hoje? Essas são as nossas questões”, explicou o professor Michael Norman, diretor do San Diego Supercomputer Center e principal autor de um artigo publicado na revista científica Frontiers in Astronomy and Space Sciences.

Amanhecer Cósmico

O chamado “Amanhecer Cósmico” – que vai do surgimento da primeira estrela até a conclusão dessa “reionização cósmica” – durou cerca de um bilhão de anos. Pesquisadores como o professor Norman trabalham com equações matemáticas e simulações do universo para tentar compreender melhor este período. Ele e sua equipe passaram mais de 20 anos refinando um software para estudar o Amanhecer Cósmico.

A simulação

Os cientistas primeiro criaram um código que lhes permitiu modelar as primeiras estrelas do universo. Essas equações descrevem o movimento e as reações químicas dentro das nuvens de gás em um universo antes da luz, e a imensa força gravitacional de uma massa muito maior, mas invisível – a misteriosa matéria escura.

“Essas nuvens de hidrogênio puro e hélio desmoronaram sob a gravidade para incendiar estrelas únicas e massivas – centenas de vezes mais pesadas que nosso sol”, esclarece Norman.  Os primeiros elementos pesados se formaram nos núcleos de alta pressão das primeiras estrelas: apenas um pouquinho de lítio e berílio.  Com a morte de tais estrelas gigantes de vida curta, que entraram em colapso e explodiram em supernovas deslumbrantes, metais pesados como ferro foram finalmente criados em abundância e espalhados pelo espaço.

Oi, metais

Em um segundo momento da simulação, os pesquisadores adicionaram equações para modelar o enriquecimento de nuvens de gás com esses metais recém-formados, o que levou à formação de um novo tipo de estrela.

A formação de estrelas gigantes sem metal não parou totalmente – pequenas galáxias dessas estrelas deveriam existir em locais onde havia matéria escura suficiente para resfriar nuvens imaculadas de hidrogênio e hélio.

No entanto, sem uma enorme atração gravitacional, a intensa radiação das estrelas existentes aquece as nuvens de gás e rasga suas moléculas. Então, na maioria dos casos, o gás livre de metal colapsa inteiramente para formar um único buraco negro supermassivo.

Galáxias

“As novas gerações de estrelas que se formaram são menores e muito mais numerosas, por causa das reações químicas possíveis com os metais”, observa Norman. Neste estágio, já temos os primeiros objetos no universo que tpodem ser chamados de galáxias: uma combinação de matéria escura, gás enriquecido com metal e estrelas.

“As primeiras galáxias são menores do que o esperado porque a radiação intensa de estrelas jovens e massivas leva o gás denso para longe das regiões de formação de estrelas. Por sua vez, a radiação das menores galáxias contribuiu significativamente para a reionização cósmica”, sugere.

Essas galáxias são numerosas, mas difíceis de detectar. Elas poderiam nos informar a data exata do término do Amanhecer Cósmico – isto é, quando a reionização cósmica se completou. A transição foi rápida: em 30 milhões de anos, praticamente todas as novas estrelas foram enriquecidas com metais”, afirmou Norman.

Peças ainda fora do lugar

Outros grupos de pesquisa estão se envolvendo com a simulação, ajudando os cientistas a superarem limitações de computação, importando alguns de seus resultados ou simplificando partes de um modelo que são menos relevantes para os seus interesses de estudo. Esses métodos semi-analíticos já foram usados para determinar com mais precisão por quanto tempo as primeiras estrelas maciças e sem metal estavam sendo criadas, quantas ainda deveriam ser observadas, e a contribuição delas – bem como dos buracos negros e estrelas enriquecidas com metal – para a reionização cósmica”, explica Norman.

Os pesquisadores agora devem conduzir uma nova geração de simulações com códigos diferentes para elucidar pontos de incerteza.  Isso nos ajudará a entender o papel dos campos magnéticos, raios-X e poeira espacial no resfriamento de gás, e a identidade e comportamento da misteriosa matéria escura que impulsiona a formação de estrelas”, resume Norman.

Fonte: hypescience.com

[Phys]

Astrônomos encontram exoplanetas orbitando estrela a 500 anos-luz da Terra

Cientistas do Instituto de Astronomia da Universidade de Cambridge, na Inglaterra, descobriram quatro novos exoplanetas orbitando uma jovem estrela que está a cerca de 500 anos-luz da Terra. A estrela em questão é chamada de CI Tau e tem apenas dois milhões de anos. Segundo os astrônomos, ela ainda está cercada por um aglomerado de poeira e gás conhecido como disco protoplanetário.

No estudo, publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters, a equipe de pesquisadores conta ter observado o CI Tau e seu disco com uma rede de radiotelescópios localizada nos Andes chilenos. Eles detectaram três falhas adicionais no disco, com distâncias de 13, 39 e 100 unidades astronômicas (sendo cada unidade equivalente a 150 milhões de quilômetros) da estrela, o que indica a presença de três corpos celestes em sua órbita. Segundo a análise dos cientistas, o trabalho da equipe sugere que o mais interno dos três exoplanetas é tão grande quanto Júpiter, enquanto os dois mais externos têm tamanho semelhante a Saturno.

Os pesquisadores já haviam detectado um exoplaneta apelidado de CI Tau b em torno da estrela. Ele possui dez vezes o tamanho de Júpiter e foi o primeiro planeta quente desse tipo já descoberto orbitando uma estrela tão jovem. Com isso, no total, são quatro corpos na órbita do CI Tau.

Na pesquisa, os autores afirmam que nunca haviam detectado quatro planetas gigantes em torno de uma estrela tão recente. "Supõe-se que os planetas de massa parecida com a de Saturno se acumulem primeiro por meio de um núcleo sólido e depois trazendo uma camada de gás no topo, mas esses processos são muito lentos a grandes distâncias da estrela", escreveu Cathie Clarke, principal autora do estudo.

Fonte: Galileu

Descoberto o maior proto-superenxame de galáxias

Com o auxílio do Very Large Telescope do ESO os astrónomos descobriram um titã cósmico no Universo primordial

Uma equipe internacional de astrônomos usando o instrumento VIMOS do Very Large Telescope do ESO descobriu uma estrutura titânica no início do Universo. Este protó-superaglomerado de galáxias - que eles apelidaram de Hyperion - foi revelado por novas medições e um exame complexo de dados de arquivo. Esta é a maior e mais maciça estrutura já encontrada em tão remota distância e tempo - apenas 2 bilhões de anos após o Big Bang.

Uma equipe de astrónomos, liderada por Olga Cucciati do Istituto Nazionale di Astrofisica ( INAF ) de Bolonha, utilizou o instrumento VIMOS no Very Large Telescope (VLT) do ESO para identificar um gigantesco superaglomerado de galáxias formado no Universo primitivo, apenas 2,3 mil milhões. anos após o Big Bang. Essa estrutura, que os pesquisadores apelidaram de Hyperion, é a maior e mais massiva estrutura a ser encontrada tão cedo na formação do Universo. 

A enorme massa do proto-superaglomerado é calculada em mais de um milhão de bilhões de vezes a do Sol. Esta massa titânica é semelhante à das maiores estruturas observadas no Universo hoje, mas encontrar um objeto tão massivo no início do Universo surpreendeu os astrônomos.

" Esta é a primeira vez que uma estrutura tão grande foi identificada em um desvio para o vermelho tão alto, pouco mais de 2 bilhões de anos após o Big Bang ", explicou a primeira autora do trabalho de descoberta, Olga Cucciati. “ Normalmente, esses tipos de estruturas são conhecidos em redshifts inferiores, o que significa que o Universo teve muito mais tempo para evoluir e construir coisas tão grandes. Foi uma surpresa ver algo que evoluiu quando o Universo era relativamente jovem! "

Localizado no COSMOS campo na constelação de Sextans (O sextante), Hyperion foi identificado através da análise da vasta quantidade de dados obtidos a partir da VIMOS ultra-profundas exame conduzido por Olivier Le Fèvre (Aix-Marselha Université,  CNRS ,  CNES ). O VIMOS Ultra-Deep Survey fornece um mapa 3D sem precedentes da distribuição de mais de 10 000 galáxias no Universo distante.

A equipe descobriu que o Hyperion tem uma estrutura muito complexa, contendo pelo menos 7 regiões de alta densidade conectadas por filamentos de galáxias, e seu tamanho é comparável a superaglomerados próximos, embora tenha uma estrutura muito diferente.

“Os superaglomerados mais próximos da Terra tendem a uma distribuição de massa muito mais concentrada com características estruturais claras ” , explica Brian Lemaux, astrônomo da Universidade da Califórnia, Davis e LAM, e co-líder da equipe por trás desse resultado. “ Mas em Hyperion, a massa é distribuída de maneira muito mais uniforme em uma série de bolhas conectadas, povoadas por associações frouxas de galáxias. "

Esse contraste é provavelmente devido ao fato de que os superaglomerados próximos tiveram bilhões de anos para que a gravidade reúna a matéria em regiões mais densas - um processo que tem agido por muito menos tempo no muito mais jovem Hyperion.  Dado seu tamanho tão cedo na história do Universo, Hyperion deve evoluir para algo semelhante às imensas estruturas do Universo local, como os superaglomerados que compõem a Grande Muralha de Sloan ou o Superaglomerado de Virgem que contém nossa própria galáxia, a Via Láctea. Caminho. 

Compreender o Hyperion e como ele se compara a estruturas recentes semelhantes pode fornecer insights sobre como o Universo se desenvolveu no passado e evoluirá para o futuro, e nos permite a oportunidade de desafiar alguns modelos de formação de superaglomerados ” , concluiu Cucciati. “ Desenterrar esse titã cósmico ajuda a descobrir a história dessas estruturas de larga escala. "

Fonte: ESO

A história de antes do Big Bang

Segundo cientistas, o Universo apresenta “ecos” de eventos que aconteceram antes do Big Bang. Essas marcas podem ser vistas nas microondas de radiação que preenchem o Universo.

O cosmologista Roger Penrose afirma que os eventos parecem como “anéis” ao redor de aglomerados de galáxias. Ele criou o termo “aeon” para se referir a uma era do universo, como diferentes eras da história. Segundo Penrose, houve aeons antes do nosso, que culminaram no evento Big Bang e que deram início ao nosso aeon.

Para chegar a essa conclusão, Penrose e Vahe Gurzadyan (cientista da Universidade Yerevan, da Armênia) analisaram as temperaturas praticamente uniformes que preenchem os espaços vazios do Universo. Eles pesquisaram quase 11 mil lugares, especialmente galáxias que se fundiram e criaram buracos negros enormes.

Quando esses buracos negros são criados, há uma enorme liberação de energia. Se os mesmos eventos se repetem em diferentes aeons, ou seja, as mesmas coisas acontecem em diferentes períodos da história do universo, se repetindo infinitamente, essas energias de aeons passados poderiam ser encontradas.

A pesquisa mostrou 12 eventos em que há “anéis” de energia ao redor de estruturas espaciais, alguns com até cinco anéis de energia, mostrando que eventos massivos poderiam sair desses objetos mais de uma vez na história.

A descoberta é fascinante porque pode mostrar que tudo no universo é cíclico, incluindo a vida na Terra e nossa própria existência.

Fonte: https://hypescience.com

Qual é o menor buraco negro já encontrado no Universo?

Eles podem ser incrivelmente gigantes, mas qual é o tamanho mínimo que um buraco negro pode ter?

 Ilustração artística do menor buraco negro já encontrado, pertencente a um sistema binário.Créditos: NASA / CXC / A. Hobar

Ao que tudo indica, não existe um limite máximo para o tamanho de um buraco negro, e eles podem ter milhões de vezes a massa do nosso Sol. Mas qual é o limite mínimo? O menor buraco negro já encontrado foi descoberto em 2001, e sua massa é de apenas 3.8 vezes a massa do Sol. Seu tamanho? Apenas 25 km de diâmetro!

A revelação foi feita pelo astrofísico Nikolai Shaposhnikov, da NASA. O menor buraco negro, chamado XTE J1650-500 pertence a um sistema binário com uma estrela comum. Astrônomos já conheciam esse sistema binário há muitos anos, mas só recentemente novas medições mais precisas foram feitas utilizando o instrumento de raios-x RXTE, da NASA.

O buraco negro está a uma distância de 10.000 anos-luz na constelação austral Ara. Segundo os cientistas, esse é praticamente o limite mínimo de tamanho de um buraco negro. Os menores buracos negros possíveis devem ter entre 1.7 e 2.7 massas solares. Estrelas com massa menor do que isso que entram em colapso, darão origem a anãs brancas ou estrela de nêutrons ao invés de se tornarem buracos negros.

Apesar dos buracos negros serem invisíveis, eles normalmente são rodeados por um disco de gás e poeira. Isso acontece porque o buraco negro suga muita mateia muito rápido, criando um efeito parecido com quando despejamos muita água em uma pia, e um espiral se cria ao redor do ralo. Esse fenômeno prova um aquecimento do gás ao seu redor, o que libera torrentes de raios-x em intervalos regulares. Quanto menor é o buraco negro, mais estreito é o espiral, e portanto, a frequência de emissão de raios-x é maior.

Utilizando esse método junto com outras técnicas de medição de massa, a equipe acredita ter encontrado uma maneira eficaz de mensurar a massa de buracos negros. Ao aplicarem essas técnicas no objeto XTE J1650-500, eles descobriram que sua massa era de apenas 3.8 sóis. O recorde anterior era de um buraco negro com 6.3 massas solares chamado GRO 1655-40. 

A descoberta desses pequenos buracos negros é muito importante para uma melhor compreensão da física estelar e sua evolução, segundo os pesquisadores. Será que vai levar muito tempo para encontrarmos um ainda menor?

Fonte: galeriadometeorito.com

Qual é o aspecto de um buraco negro?

Imagem simulada de um buraco negro com acreção. O horizonte de eventos encontra-se no meio da imagem e a sombra pode ser vista com um disco de acreção em seu redor.Crédito: Bronzwaer/Davelaar/Moscibrodzka/Falcke/Universidade Radboud

No centro da nossa Galáxia encontra-se um buraco negro supermassivo rodopiante chamado Sagitário A* ou Sgr A*, para abreviar. Durante milhares de milhões de anos, o gás e poeira em redor têm caído na sua direção. E aproximadamente a cada 10.000 anos engole uma estrela próxima.

Sgr A* é o maior buraco negro do nosso céu noturno, mas não sabemos qual o seu aspeto porque nunca conseguimos tirar uma fotografia do objeto. Isto é verdade para todos os buracos negros. São omnipresentes no nosso Universo, mas são tão pequenos no céu que não temos imagens detalhadas de nenhum.

As fotos que vemos na internet ou em documentários televisivos são ilustrações ou simulações com base em evidências indiretas - observações da região do espaço em redor do buraco negro. Os cientistas não duvidam que os buracos negros existam, mas, sem uma imagem, não podem ter a certeza.

Mas tudo isto está prestes a mudar.

Nos últimos quatro anos, o professor de astrofísica John Wardle tem trabalhado com uma equipa de aproximadamente 200 cientistas e engenheiros para criar uma imagem de Sgr A* que será a primeira de um buraco negro. A iniciativa, de nome EHT (Event Horizon Telescope), terminou de recolher dados em abril de 2017. Os investigadores estão atualmente a analisá-los. Dependendo dos resultados, a imagem que produzirem de Sgr A* pode parecer-se com uma destas:

Simulações de computador das imagens que os investigadores do EHT esperam obter. As regiões brilhantes são gás quente em redor do buraco negro. A região escura e circular é uma sombra provocada pela forte gravidade do buraco negro. Crédito: EHT

Pode não parecer grande coisa, mas a criação desta imagem grosseira de Sgr A* é o equivalente a ler uma manchete de um jornal situado na Lua, a partir da Terra. De facto, é boa o suficiente para responder a algumas das nossas maiores dúvidas sobre um dos fenómenos mais misteriosos do Universo: qual o aspeto da luz e da matéria quando caem em direção a um buraco negro? Qual é a composição das correntes de energia que são expelidas dos buracos negros? Qual é o papel dos buracos negros na formação das galáxias?

Embora improvável, os resultados do EHT podem até exigir ajustes na teoria geral da relatividade de Einstein. Mas antes de sabermos se um dos maiores cientistas de todos os tempos não está completamente certo, temos que começar com o básico.

Os fatos

Normalmente, os buracos negros surgem quando uma estrela muito massiva queima o seu combustível nuclear e colapsa cataclismicamente num ponto incrivelmente denso, ou singularidade. Quando o gás, as estrelas e outros materiais chegam perto o suficiente do buraco negro, são atraídos para o seu horizonte de eventos, uma concha imaginária em redor da singularidade. Nada que atravesse o limiar do horizonte de eventos pode escapar à atração gravitacional do buraco negro. À medida que a matéria cai, o buraco negro torna-se mais massivo e o horizonte de eventos expande-se.

Os buracos negros estão por toda a parte. Os supermassivos encontram-se no centro da maioria das galáxias. Os buracos negros menos massivos são muito mais comuns. A nossa Galáxia, a Via Láctea, tem provavelmente uns 100 milhões de buracos negros, embora só tenhamos identificado algumas dúzias.

Quanto a Sgr A*, está a mais ou menos 26.000 anos-luz da Terra e tem uma massa equivalente a quatro milhões de vezes a massa do Sol. Isso torna-o "fraco" em comparação com outros buracos negros supermassivos, comenta Wardle. O outro buraco negro supermassivo que o EHT estuda, Messier 87 (M87), situado no centro do enxame galáctico de Virgem, tem uma massa de quase sete mil milhões de vezes a massa do Sol. O EHT escolheu Sgr A* e M87 porque são os maiores buracos negros supermassivos quando vistos da Terra. São os candidatos mais fáceis e acessíveis para estudo.

Mas como é que podemos tirar uma foto de um buraco negro quando este é, como o nome indica, negro?

Na realidade, os buracos negros são tão escuros quanto a escuridão do espaço. Qualquer luz que lá entre, nunca escapa. Mas, em redor de um buraco negro, existe luz de um redemoinho luminoso de matéria superaquecida que ainda não caiu no buraco negro. Quando a luz passa perto do horizonte de eventos, é dobrada e distorcida pela forte força da gravidade do buraco negro.

Este efeito delimita uma região escura chamada sombra do buraco negro. Pensa-se que o tamanho da sombra seja duas vezes e meia o tamanho do horizonte de eventos. O tamanho do horizonte de eventos é proporcional à massa do buraco negro. Para Sgr A*, o seu diâmetro ronda os 24 milhões de quilómetros. E o diâmetro de M87, o outro buraco negro que o EHT está a estudar, é mil vezes superior.

Ou seja: através do estudo da sombra do buraco negro, os investigadores do EHT podem descobrir muito sobre o buraco negro. De modo que, tecnicamente falando, os cientistas do EHT não vão produzir uma imagem de um buraco negro. Vão usar a informação sobre a sombra para deduzir informação sobre o buraco negro.

Mas já que fotografar um buraco negro não é uma opção (pelo menos no presente), os cientistas consideram uma imagem da sombra uma evidência conclusiva da existência de um buraco negro.

E é aqui que entra John Wardle. Quando Wardle começou a sua carreira em astrofísica, no final da década de 1960, analisando as ondas de rádio emitidas pelas galáxias, "os buracos negros eram apenas uma curiosidade que podia ou não existir," explica. "Era um campo mais ou menos desonroso para um astrónomo."

Mas, alguns anos mais tarde, o campo floresceu e, dado que os buracos negros libertam jatos energéticos que emitem ondas de rádio, ele foi naturalmente atraído na sua direção. Como parte do Grupo de Radioastronomia Brandeis, Wardle estuda as "galáxias ativas", um tipo relativamente raro de galáxia superluminosa com buracos negros supermassivos no seu centro.

A rede

Sgr A* é tão pequeno no céu que não temos um único telescópio na Terra que possa observá-lo com detalhe suficiente a fim de criar uma fotografia de alta-resolução. Os cientistas do EHT superaram este obstáculo ligando sete telescópios espalhados pelo globo através de uma técnica chamada VLBI (very long baseline interferometry). O resultado foi um "telescópio virtual" com o poder de resolução de um telescópio do tamanho do diâmetro da Terra.

Durante uma semana em abril de 2017, todos os sete telescópios do EHT captaram sinais de Sgr A*. Sete relógios atómicos registaram o tempo de chegada dos sinais em cada telescópio. A natureza dos sinais e o tempo de chegada em cada telescópio vai permitir com que os cientistas trabalhem para trás e construam uma imagem de Sgr A*. Isto vai demorar algum tempo. Os telescópios do EHT recolheram suficientes dados para encher 10.000 portáteis.

Grandes jatos

Wardle está especialmente interessado em descobrir mais sobre os enormes jatos de energia que fluem dos buracos negros. Os jatos formam-se quando a matéria fora de um buraco negro é aquecida a milhares de milhões de graus. Gira no que é chamado de disco de acreção. Parte passa pelo ponto de não retorno, o horizonte de eventos, e entra no buraco negro.

Mas os buracos negros produzem muita bagunça quando comem. Alguma da matéria é cuspida sob a forma de jatos bem focados (colimados). Os jatos viajam por milhares de anos-luz perto da velocidade da luz.

É possível que não existam atualmente jatos oriundos de Sgr A*. Não tem estado muito ativo nas últimas décadas. Mas caso existam, os telescópios do EHT terão captado os seus sinais de rádio. E a equipa científica pode usar a informação para tentar e responder ao que Wardle diz serem as grandes perguntas sobre os jatos:

De que são feitos? Eletrões e positrões, eletrões e protões, ou campos eletromagnéticos?

Como é que começam?

Como é que aceleram até perto da velocidade da luz?

Como é que permanecem tão focados?

E agora, finalmente, chegamos a Einstein

Até muito recentemente, as evidências em suporte da teoria da relatividade geral vieram de observações do nosso Sistema Solar. Mas as condições na nossa minúscula zona do Universo são muito calmas. As condições extremas encontradas perto de um buraco negro vão submeter a teoria da relatividade geral ao teste final.

A teoria da relatividade geral deve descrever com precisão como a luz se curva à medida que a enorme atração gravitacional do buraco negro curva o espaço-tempo e atrai tudo na sua direção. Os dados recolhidos pelo EHT vão fornecer medições deste fenómeno que podem então ser comparados com as previsões de Einstein.

As fórmulas da relatividade geral também sugerem que a sombra projetada pelo disco de acreção em redor de Sgr A* será quase circular. Se tiver a forma de um ovo, isso também nos dirá que algo está errado na teoria da relatividade geral.

Wardle pensa que a teoria da relatividade geral vai resistir aos testes. Ainda assim, há sempre a hipótese de "ter que ser ajustada", realça. "Estaremos então em 'maus lençóis', porque não podemos fazer alterações que estragam todas as outras partes que estão a funcionar. Isso seria muito excitante."

Fonte: Astronomia OnLine

4 Formas como os terráqueos poderiam encontrar seres alienígenas

1 – Por meio de lasers

Segundo os cientistas, os feixes de laser podem alcançar distâncias extraordinárias, portanto é possível que civilizações alienígenas façam uso da emissão de pulsos para se comunicar. O pessoal do SETI — organização focada na busca de formas de vida extraterrestre inteligente —já faz uso de equipamentos capazes de detectar um único fóton emitido com intervalos de frações de segundos e está conduzindo varreduras em regiões próximas ao Sistema Solar em busca de sinais.

Além do SETI, pesquisadores das Universidades de Princeton e Harvard também se uniram aos esforços — e, ao longo de vários anos, realizaram o monitoramento de mais de 10 mil estrelas semelhantes ao nosso Sol em busca de emissões de luz que apresentem padrões e indiquem a existência de seres alienígenas tentando se comunicar com a Terra. Infelizmente (ou não), nenhuma atividade extraterrestre foi identificada até o momento.

2 – Por meio de sondas espaciais

Assim como nós, terráqueos, já enviamos sondas espaciais para explorar o Sistema Solar e o cosmos, existem pesquisadores que acreditam que civilizações extraterrestres podem muito bem ter feito a mesma coisa. Inclusive há quem defenda que os equipamentos alienígenas continuam vagando aqui pela Via Láctea, mas não foram detectados ainda porque a nossa tecnologia é muito primitiva.

Nesse sentido, uma dupla de matemáticos da Universidade de Edimburgo, na Escócia, propôs que sondas extraterrestres capazes de se autorreplicar podem ter explorado a nossa vizinhança — e podem ainda estar xeretando por aqui — sem o nosso conhecimento. Segundo os cientistas, os dispositivos robóticos poderiam se reproduzir a partir de gases ou de poeira interestelar e se distribuir para vasculhar diferentes estrelas e planetas.

Conforme estimaram, se esses robozinhos pudessem viajar com aproximadamente 10% da velocidade da luz, uma frota deles poderia explorar a nossa galáxia inteira em cerca de 10 milhões de anos — o que, em escala astronômica, é considerando um tempo relativamente curto.

3 – Por meio da radiação

Não é porque nós, terráqueos, estamos em busca de alienígenas que eles vão estar interessados em contatar outras civilizações. Quem garante que eles não querem ficar quietinhos nos seus cantos? Nesse caso, uma boa maneira de encontrá-los seria procurar por grandes quantidades de radiação infravermelha — liberada como subproduto de estruturas hipotéticas que os cientistas chamam de “Esferas de Dyson”.  Propostas pelo físico teórico — e escritor de ficção científica — Freeman Dyson na década de 60, as esferas seriam megaestruturas construídas por civilizações tecnologicamente superavançadas e colocadas em órbita ao redor de estrelas para a obtenção de energia ilimitada de forma direta.

Acontece que, segundo Dyson, as esferas acabariam perdendo parte da energia coletada para o espaço na forma de radiação infravermelha. Sendo assim, vasculhar os confins da nossa galáxia em busca desse tipo de radiação poderia — hipoteticamente — levar à descoberta de formas de vida inteligente.

4 – Por meio da descoberta de um apocalipse

Em se tratando de encontrar criaturas em outros planetas, o mais lógico seria buscar sinais de vida, certo? No entanto, alguns cientistas propõem que, se a intenção é confirmar que não somos únicos no Universo, talvez possamos procurar por vestígios que indiquem a extinção de uma civilização.  Isso porque, segundo os pesquisadores, assim como a atividade produzida pela vida poderia ser detectada, os gases da decomposição de organismos, a existência de radiação liberada por guerras nucleares, a presença de fragmentos provenientes de um ataque bélico — ao melhor estilo “Estrela da Morte” de Star Wars — também poderiam ser identificados.

Fonte: Mega Curioso

Estrela moribunda "SUSSURRA"

Os três painéis representam momentos antes, durante e depois da ténue supernova iPTF 14gqr, visível no painel do meio, ter aparecido nas orlas de uma galáxia espiral situada a 920 milhões de anos-luz. A estrela massiva que morreu na supernova deixou para trás uma estrela de neutrões num sistema binário muito íntimo. Estes densos remanescentes estelares vão, em última análise, espiralar um para o outro e fundir-se numa espetacular explosão, libertando ondas gravitacionais e eletromagnéticas.Crédito: SDSS/Caltech/Keck

Uma equipe de investigadores do Caltech observou a morte peculiar de uma estrela massiva que explodiu como uma supernova surpreendentemente fraca e que rapidamente desvaneceu. Estas observações sugerem que a estrela tem uma companheira invisível, desvinculando gravitacionalmente a massa da estrela para deixar para trás uma estrela "despida" que explodiu como uma rápida supernova. Pensa-se que a explosão tenha resultado numa estrela de neutrões moribunda que orbita a sua companheira densa e compacta, sugerindo que, pela primeira vez, os cientistas testemunharam o nascimento de um sistema binário e compacto composto por estrelas de neutrões.

A investigação foi conduzida pelo estudante Kishalay De e está descrita num artigo publicado na edição de 12 de outubro da revista Science. O trabalho foi feito principalmente no laboratório de Mansi Kasliwal, professora assistente de astronomia. Kasliwal é a investigadora principal do projeto GROWTH (Global Relay of Observatories Watching Transients Happen), liderado pelo Caltech.

Quando uma estrela massiva - com pelo menos oito vezes a massa do Sol - fica sem combustível para queimar no seu núcleo, o núcleo colapsa sobre si próprio e depois rebate para fora numa poderosa explosão chamada supernova. Depois da explosão, todas as camadas exteriores da estrela foram destruídas, deixando para trás uma densa estrela de neutrões - mais ou menos do tamanho de uma cidade pequena, mas contendo mais massa do que o Sol. Uma colher de chá de uma estrela de neutrões pesaria tanto quanto uma montanha.

Durante uma supernova, a estrela moribunda repele todo o material nas suas camadas exteriores. Normalmente, corresponde a algumas vezes a massa do Sol. No entanto, o evento que Kasliwal e colegas observaram, denominado iPTF 14gqr, expeliu matéria com apenas um-quinto da massa do Sol.

"Nós observámos o colapso desta estrela massiva, mas vimos uma quantidade notavelmente pequena de massa ejetada," realça Kasliwal. "Chamamos a isto uma supernova de invólucro ultra-despojado e há muito que se previa a sua existência. Esta é a primeira vez que vimos, de forma convincente, o colapso do núcleo de uma estrela massiva que está tão desprovida de matéria."

O facto da estrela sequer ter conseguido explodir implica que devia estar previamente envolvida por uma grande quantidade de material, ou o seu núcleo nunca se teria tornado massivo o suficiente para colapsar. Mas onde estava então a massa perdida?

Os cientistas inferiram que a massa deve ter sido roubada - a estrela deve ter algum tipo de companheira densa e compacta, ou uma anã branca, uma estrela de neutrões ou um buraco negro - suficientemente perto para extrair gravitacionalmente a sua massa antes que explodisse. A estrela de neutrões que ficou para trás, aquando da supernova, deve então ter nascido em órbita daquela companheira densa. A observação de iPTF 14gqr foi na realidade a observação do nascimento de um sistema binário compacto composto por duas estrelas de neutrões. Dado que esta nova estrela de neutrões e a sua companheira estão tão perto uma da outra, eventualmente fundir-se-ão numa colisão semelhante ao evento de 2017 que produziu tanto ondas gravitacionais como ondas eletromagnéticas.

Não só iPTF 14gqr é um evento notável como o facto de sequer ter sido observado foi fortuito, uma vez que estes fenómenos são raros e de curta duração. De facto, foi somente através das observações das fases iniciais da supernova que os investigadores puderam deduzir as origens da explosão como uma estrela massiva.

"Precisamos de levantamentos de transientes rápidos e uma rede bem coordenada de astrónomos, espalhados pelo mundo, para realmente capturar a fase inicial de uma supernova," realça De. "Sem os dados na sua infância, não podíamos ter concluído que a explosão deve ter originado no núcleo em colapso de uma estrela massiva com um invólucro de aproximadamente 500 vezes o raio do Sol."

O evento foi visto pela primeira vez no Observatório de Palomar como parte do iPTF (intermediate Palomar Transient Factory), um levantamento noturno do céu que procura eventos cósmicos transitórios, ou de curta duração, como supernovas. Dado que o levantamento iPTF mantém um olhar tão atento no céu, iPTF 14gqr foi observado nas primeiras horas após a explosão. À medida que a Terra girava e o telescópio Palomar se movia para fora do campo de observação, os astrónomos de todo o mundo colaboraram para monitorizar iPTF 14gqr, observando continuamente a sua evolução com uma série de telescópios que hoje formam a rede GROWTH de observatórios.

O Complexo Transiente Zwicky, o sucessor do iPTF no Observatório Palomar, está a examinar o céu de forma ainda mais ampla e frequente na esperança de capturar mais destes eventos raros, que representam apenas 1% de todas as explosões observadas. Estes levantamentos, em parceria com redes de acompanhamento coordenado como o GROWTH, permitirá que os astrónomos entendam melhor como os sistemas binários evoluem a partir de estrelas binárias massivas.

Fonte: Astronomia OnLine

Composição dos planetas

Investigadores usaram bases de dados e ferramentas estatísticas para caracterizar exoplanetas e as suas atmosferas.Crédito: iStock.com/Arkadlusz Wargula

Investigadores da Universidade de Zurique analisaram a composição e estrutura de exoplanetas distantes usando ferramentas estatísticas. A sua análise indica se um planeta é parecido com a Terra, se é composto por rocha pura ou um mundo de água. Quanto maior o planeta, mais hidrogénio e hélio tem. 

Será que existe uma segunda Terra no espaço? O nosso conhecimento de sistemas planetários distantes está a evoluir constantemente, à medida que surgem novas tecnologias que continuam a melhorar as nossas observações astronómicas. Até à data já foram descobertos mais de 3700 planetas para lá do nosso Sistema Solar. As massas e os raios dos planetas podem ser usados para inferir a sua densidade média, mas não a sua composição e estrutura química exatas. A intrigante questão sobre o aspeto desses planetas está, portanto, ainda em aberto.

"Teoricamente, podemos assumir várias composições, como um mundo de água pura, um mundo de rocha pura, planetas com atmosfera de hidrogénio-hélio e explorar quais os raios esperados," explica Michael Lozovsky, candidato a doutoramento no grupo do professor Ravit Helled do Instituto de Ciência Computacional da Universidade de Zurique.

Limites para a composição planetária

Lozovksy e colaboradores usaram bases de dados e ferramentas estatísticas para caracterizar os exoplanetas e as suas atmosferas. Estes são bastante comuns e estão rodeados por uma camada volátil de hidrogénio e hélio. No entanto, os dados medidos anteriormente por via direta não permitem com que os cientistas determinem a estrutura exata, dado que diferentes composições podem levar à mesma massa e raio. Além da precisão dos dados relativos à massa e ao raio, a equipa de investigação também investigou a estrutura interna, a temperatura e a radiação refletida em 83 dos 3700 exoplanetas conhecidos, para os quais as massas e raios estão bem determinados.

"Usámos uma análise estatística para definir limites em possíveis composições. Usando uma base de dados de exoplanetas detetados, descobrimos que cada estrutura planetária teórica tem um 'limite de raio', um raio planetário acima do qual não existem planetas desta composição," explica Michael Lozovsky. A quantidade de elementos, na camada gasosa, mais pesados do que o hélio, a percentagem de hidrogénio e hélio, bem como a distribuição de elementos na atmosfera, são fatores importantes na determinação do limite de raio.

Super-Terras e mini-Netunos

Os investigadores do Instituto de Ciência Computacional descobriram que os planetas com um raio até 1,4 vezes o da Terra (6371 quilómetros) podem ser semelhantes à Terra, isto é, com uma composição semelhante à da Terra. Os planetas com raios acima deste limite têm uma maior proporção de silicatos ou outros materiais leves. A maioria dos planetas com um raio acima de 1,6 raios terrestres deve ter uma camada gasosa de hidrogénio-hélio ou água além do seu núcleo rochoso, enquanto aqueles com mais de 2,6 raios terrestres não podem ser mundos oceânicos e, portanto, devem estar rodeados por uma atmosfera. Espera-se que os planetas com raios superiores a 4 raios terrestres sejam muito gasosos e tenham, pelo menos, de 10% de hidrogénio e hélio, parecidos a Úrano e Neptuno.

As descobertas deste estudo fornecem novas informações sobre o desenvolvimento e diversidade desses planetas. Um limite particularmente interessante diz respeito à diferença entre grandes planetas terrestres - também conhecidos como super-Terras - pequenos planetas gasosos, também referidos como mini-Netunos. Segundo os cientistas, este limite situa-se num raio de três vezes o da Terra. Abaixo deste limite, é possível encontrar planetas semelhantes à Terra na vasta extensão da Galáxia.

Fonte: Astronomia OnLine

Toda missão da Nasa deve estar procurando por vida alienígena, dizem os cientistas

 De acordo com um novo relatório, a NASA melhoraria muito suas chances de detectar alienígenas em mundos distantes se buscasse por eles em cada uma de suas missões espaciais. Crédito: NASA Ames / JPL-Caltech / T. Pyle

A busca por sinais de vida alienígena deve fazer parte de todas as missões futuras da NASA, escreveram pesquisadores em um novo relatório. De autoria de 17 cientistas, o relatório encomendado pelo Congresso foi revelado em 10 de outubro pelas Academias Nacionais de Ciências, Engenharia e Medicina (NASEM). Enfatizou a importância de incluir a astrobiologia - o estudo de como a vida se originou na Terra e como ela poderia evoluir em outras partes do universo - em todas as fases de todas as missões da NASA destinadas ao espaço, "desde a concepção e conceituação até o planejamento e desenvolvimento". às operações. "

Porque agora? Nos últimos anos, os astrofísicos detectaram milhares de exoplanetas e os biólogos estão descobrindo novos insights sobre a complexidade e a diversidade da vida na Terra, disseram os autores  em um comunicado . Essas descobertas reforçam a possibilidade de que a vida possa existir em outros mundos e, portanto, todas as missões de exploração espacial devem incorporar tecnologia para encontrar vestígios de organismos alienígenas, de acordo com o relatório.

Nossa visão atual do universo está mais abarrotada de planetas do que antes; os 2.300 exoplanetas confirmados descobertos pela missão Kepler da NASA levaram a estimativas de que seis de cada 10 estrelas poderiam hospedar planetas semelhantes à Terra, disse Alan Boss, astrônomo do Instituto Carnegie para a Ciência em Washington, DC e co-autor do relatório. o briefing.

O grande número de exoplanetas conhecidos oferece oportunidades interessantes para encontrar bioassinaturas - marcadores químicos que indicam sinais de vida, explicou Boss.

A astrobiologia representa uma série de disciplinas científicas, como física, química, biologia, astronomia e ciência planetária, de acordo com o relatório. Individualmente e juntos, essas áreas de especialização ajudam a reunir o quebra-cabeça de como a vida poderia emergir e evoluir em mundos diferentes da Terra, e avanços recentes no campo - particularmente nos últimos três anos - exigem uma nova estratégia que fortaleça o papel da astrobiologia Nas missões da NASA, representantes do NASEM disseram em um comunicado .

No relatório, os cientistas recomendaram que a NASA acelere o desenvolvimento de tecnologias para detectar organismos microscópicos, citando a atual falta de um único "instrumento pronto para voar" que possa viajar para um mundo distante e medir a composição de seus elementos, minerais e matéria orgânica. .

O relatório também sugere que os sistemas de imagem direta que suprimem a luz das estrelas devem ser usados ​​fora do nosso sistema solar, para melhorar a detecção de bioassinaturas  de planetas que possam orbitar essas estrelas. A Nasa também pode planejar mais missões que espiem sob a superfície de exoplanetas - mundos rochosos, gelados ou oceânicos - para encontrar vida alienígena subterrânea, segundo o relatório.

No entanto, os esforços para localizar nossos vizinhos extraterrestres , seja em nosso próprio sistema solar ou a anos-luz de distância, tomarão mais do que apenas a tecnologia. Promover a colaboração e cooperação com agências espaciais internacionais, pessoas físicas e instituições filantrópicas será tão importante para a NASA quanto desenvolver e implementar recursos tecnológicos, e essas parcerias "têm o potencial de avançar rapidamente na busca por vida", escreveram cientistas no relatório.

Fonte: LIVE SCIENCE