8 de janeiro de 2018

Astrônomos revelam quantidade 'surpreendente' de estrelas com massa 30 vezes superiores a do Sol

Estudo publicado na revista 'Science' quinta-feira (4) sugere que existência de estrelas muito mais pesadas que o astro pode ter sido subestimada. A quantidade de estrelas maciças, com massa 30 vezes superior a do Sol, pode ser mais comum do que astrônomos pensavam, conclui estudo publicado na revista "Science" nesta quinta-feira. 

Ao observarem uma espécie de berçário no espaço, onde o nascimento de estrelas é comum, astrônomos encontraram 1.000 estrelas com massa entre 10 e 200 vezes superiores a do Sol. Atualmente estima-se que apenas 1% das estrelas tenha massa 10 vezes maiores a do astro. O "berçário de estrelas" observado é conhecido como 30 Doradus ou nebulosa de Tarântula e está a uma distância aproximada de 160 mil anos-luz da Terra.

A pesquisa também observou em detalhes cerca de 250 estrelas para tentar determinar a prevalência de estrelas maciças em 30 Doradus, numa variável conhecida como FMI (Função de Massa Inicial).

A importância do estudo das estrelas

- Estrelas são uma grande massa de gás formada nas nuvens do espaço conhecidas como nebulosas.
- Elas também são responsáveis pela distribuição de gases no universo (como carbono e nitrogênio).
- Como possuem características similares a dos sistemas planetários a qual pertencem, seu estudo é de fundamental importância para entender como o universo influencia a vida na Terra, por exemplo.

Com a análise, pesquisadores não só chegaram à conclusão que estrelas pesadas são mais comuns, mas também que é provável que a massa de uma estrela chegue a 300 massas solares -- antes, esse teto era estabelecido em torno de 200 massas solares.

O estudo dessa região do universo também mostra que a explosão que deu origem à formação de estrelas em 30 Dor deve ter ocorrido há menos de 10 milhões de anos.

A pesquisa teve como primeiro autor Fabian Schneider, pesquisador do Instituto Hintze que está realizando estudos no Departamento de Física da Universidade de Oxford (Reino Unido).

Observação foi feita com 'supertelescópio'

Para a observação, astônomos utilizaram o " Very Large Telescope", o maior instrumento óptico existente e propriedade do Laboratório Observatório Europeu do Sul (ESO). O estudo também integra projeto de pesquisa específico para a nebulosa de Tarântula.

Segundo autores, o estudo de estrelas maciças é importante porque esse tipo de estrela exerce grande influência ao seu redor. No final da vida, também formam alguns dos objetos mais exóticos do Universo, como estrelas de nêutrons (estrelas densas e compactas) e buracos negros. 

O achado, assim, eleva também a chance de que mais buracos negros existam. Cientistas ainda devem responder, no entanto, o quanto do resultado da observação numa região específica do universo pode ser extrapolado para todo o espaço.
Fonte: https://g1.globo.com

Uma visão profunda dos corações das estrelas



À primeira vista, parece impossível observar o interior de uma estrela. Uma equipa internacional de astrónomos, sob a orientação de Earl Bellinger e Saskia Hekker do Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar em Gotinga, Alemanha, determinou pela primeira vez a estrutura interna profunda de duas estrelas com base nas suas oscilações.

O nosso Sol, e a maioria das outras estrelas, têm "pulsações" que se espalham pelo interior estelar como ondas sonoras. As frequências dessas ondas são impressas na luz da estrela e podem mais tarde ser observadas pelos astrónomos aqui na Terra. Semelhante à forma como os sismólogos decifram a estrutura interna do nosso planeta através da análise de sismos, os astrónomos determinam as propriedades de estrelas a partir das suas oscilações - um campo chamado asterosismologia. Agora, pela primeira vez, uma análise detalhada destas vibrações permitiu que Earl Bellinger, Saskia Hekker e colegas medissem a estrutura interna de duas estrelas distantes.

As duas estrelas que analisaram fazem parte do sistema 16 Cygni (conhecidas como 16 Cyg A e 16 Cyg B) e ambas são muito parecidas com o nosso Sol. "Devido à sua pequena distância de apenas 70 anos-luz, estas estrelas são relativamente brilhantes e, portanto, ideais para a nossa análise," comenta o autor principal Eartl Bellinger. "Anteriormente, só era possível fazer modelos do interior das estrelas. Agora podemos medi-los."

Para fazer um modelo do interior de uma estrela, os astrofísicos variam os modelos de evolução estelar até que um deles encaixe no espectro de frequência observado. No entanto, as oscilações dos modelos teóricos diferem frequentemente daquelas das estrelas, provavelmente devido a alguma física estelar ainda desconhecida.

Bellinger e Hekker decidiram, portanto, usar o método inverso. Aqui, derivaram as propriedades locais do interior estelar a partir das frequências observadas. Este método depende menos dos pressupostos teóricos, mas requer uma excelente qualidade dos dados medidos e é matematicamente complexo.

Usando o método inverso, os investigadores analisaram mais de 500.000 km para o interior das estrelas - e descobriram que a velocidade do som nas regiões centrais é maior do que a prevista pelos modelos. "No caso de 16 Cyg B, estas diferenças podem ser explicadas corrigindo o que pensávamos ser a massa e o tamanho da estrela," explica Bellinger. No entanto, no caso de 16 Cyg A, a causa das discrepâncias não pôde ser identificada.

É possível que fenómenos físicos ainda desconhecidos não sejam suficientemente levados em consideração pelos modelos evolutivos atuais. "Os elementos que foram criados nos estágios iniciais da evolução da estrela podem ter sido transportados desde o núcleo da estrela até às suas camadas exteriores," acrescenta Bellinger. "Isso mudaria a estratificação interna da estrela, o que então afeta a forma como oscila."

Esta primeira análise estrutural das duas estrelas será seguida por mais. "Dez a vinte estrelas adicionais, adequadas para esta análise, podem ser encontradas nos dados do Telescópio Espacial Kepler," comenta Saskia Hekker, que lidera o Grupo de Investigação SAGE (Stellar Ages and Galactic Evolution) no Instituto Max Planck em Gotinga. No futuro, a missão TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA e o telescópio espacial PLATO (Planetary Transits and Oscillation of Stars) planeado pela ESA vão recolher ainda mais dados para este campo de pesquisa.

O método inverso fornece novas informações que ajudarão a melhor entender a física no interior das estrelas. Isto levará a melhores modelos estelares, que aperfeiçoarão a nossa capacidade de prever a evolução futura do Sol e de outras estrelas na nossa Galáxia.
Fonte: Astronomia OnLine

Humanidade pode superar o fim do Universo; veja como


Sabemos que mesmo que guerras nucleares, poluição ou doenças não acabem com a vida humana na Terra, o nosso planeta está fadado a ser destruído pelo próprio sol em cerca de 1,5 bilhão de anos. Neste ponto, de acordo com projeções do astrônomo Gregory Laughlin da Universidade de Yale (EUA) e do cientista ambiental Andrew Rushby, da Universidade de East Anglia (Inglaterra), o sol vai causar um superaquecimento da Terra. Os mares irão ferver e os tipos de vida complexos não vão sobreviver neste ambiente.

Era multiplanetária

Se a humanidade ainda existir, provavelmente nem estaremos mais vivendo por aqui. Com a tecnologia atual já seria possível estabelecer bases na lua ou em Marte, então em 1,5 bilhão de anos o sistema solar inteiro provavelmente estaria colonizado.

Conforme o sol for ficando mais quente, outros planetas pareceriam mais atraentes. Assim que a Terra estiver muito quente para nós, Marte estaria na temperatura ideal para nos receber. A pesquisadora Lisa Kaltenegger, da Universidade de Cornell, desenvolveu um modelo que mostra que o planeta vermelho deve ficar agradável por outros 5 bilhões de anos.

Daqui a 7,5 bilhões de anos, o sol vai terminar de queimar sua reserva de hidrogênio e vai passar a usar seu hélio. Isso vai fazer com que ele infle como um enorme gigante vermelho. Neste ponto, tanto a Terra quanto Marte estarão literalmente fritos. Por outro lado, as congelantes luas de Júpiter e Saturno serão local ideal para colônias humanas. Poderemos ficar ali por alguns milhões de anos.  Daqui a 8 bilhões de anos, até as luas desses planetas ficarão quentes demais para nós. Não existirá mais vida no nosso sistema solar.

Era multiestelar

Felizmente, ainda existem 200 bilhões de outras estrelas na Via Láctea, a maioria com planetas ao redor. Talvez neste ponto nossos descendentes serão especialistas em viagens na velocidade da luz. Seres humanos do futuro poderiam construir arcas interestelares, nas quais gerações de viajantes poderiam viver e morrer antes de levar seus herdeiros ao novo destino.

Poderemos escolher planetas ao redor de um sol amarelo de tamanho médio parecido com o nosso. Ali poderia ser nosso lar por alguns bilhões de anos, já que esse tipo de estrela leva cerca de 12 bilhões de anos para morrer. Mesmo que uma estrela morra, moderemos nos mudar para outras.  Mesmo que todas as estrelas amarelas morram, as anãs vermelhas também podem ser uma boa fonte de energia para planetas ao seu redor e poderiam ser um bom lar para os seres humanos até daqui 15 trilhões de anos.

A era gravitacional

Quando as anãs vermelhas morrerem, a única opção de nossos descendentes será explorar energia dos buracos negros. Esta seria a “Era gravitacional”. Neste futuro negro, poderemos construir estruturas que deixam massas serem puxadas para dentro do buraco negro para que seu empuxo gravitacional seja explorado da mesma forma como um relógio de peso faria.

Outra opção seria explorar as altas temperaturas do centro de planetas para gerar eletricidade. A interação gravitacional entre corpos celestiais cria atrito, que ajuda a manter os planetas quentes mesmo sem calor de estrelas.

Não imagine pessoas como nós vivendo nesses cenários. Tantos anos de evolução com certeza terão nos transformado completamente. Possivelmente estaremos em fusão com nossos computadores ou talvez nem teremos uma forma física. O único fator que nossos descendentes provavelmente terão em comum conosco é o conhecimento.
Fonte: hypescience.com
 [NBC News]

Buracos negros supermassivos controlam formação estelar em galáxias massivas

O poder de um buraco negro supermassivo pode ser visto nesta imagem de Centauro A, um dos núcleos galácticos ativos mais próximos da Terra. A imagem combina dados de vários telescópios em diferentes comprimentos de onda, mostrando jatos e lóbulos alimentados pelo buraco negro supermassivo no centro da galáxia. Crédito: ESO/WFI (ótico); MPIfR/ESO/APEX/A. Weiss et al. (submilímetro); NASA/CXC/CfA/R. Kraft et al. (raios-X)

As galáxias jovens resplandecem com novas estrelas brilhantes que se formam a um ritmo elevado, mas a formação estelar eventualmente para quando uma galáxia evolui. Um novo estudo, publicado dia 1 de janeiro na revista Nature, mostra que a massa do buraco negro no centro da galáxia determina quando a "extinção" de formação estelar ocorre.

Cada galáxia massiva tem um buraco negro supermassivo central, com mais de um milhão de vezes a massa do Sol, revelando a sua presença através dos efeitos gravitacionais nas estrelas da galáxia e por vezes alimentando a radiação energética de um núcleo galáctico ativo. Pensa-se que a energia que a galáxia recebe do núcleo galáctico ativo desliga a formação estelar através do aquecimento e dissipação do gás que, de outra forma, se condensaria em estrelas à medida que arrefecia.

Esta ideia já existe há décadas e os astrofísicos descobriram que as simulações da evolução galáctica devem incorporar feedback do buraco negro a fim de reproduzir as propriedades observadas das galáxias. Mas as evidências observacionais de uma ligação entre os buracos negros supermassivos e a formação estelar não existiam, até agora.

"Temo-nos debruçado no feedback para fazer com que as simulações funcionem, sem realmente saber como é que acontece," comenta Jean Brodie, professora de astronomia e astrofísica da Universidade da Califórnia em Santa Cruz, coautora do artigo. "Esta é a primeira evidência observacional direta onde podemos ver o efeito do buraco negro na história da formação estelar da galáxia."

Os novos resultados revelam uma interação contínua entre a atividade do buraco negro e a formação estelar ao longo da vida de uma galáxia, afetando todas as gerações de estrelas formadas à medida que a galáxia evolui.

Liderado pelo autor principal Ignacio Martín-Navarro, investigador pós-doutorado da mesma universidade norte-americana, o estudo focou-se nas galáxias massivas para as quais a massa do buraco negro central já foi medida em estudos anteriores através da análise dos movimentos das estrelas perto do centro da galáxia. Para determinar as histórias de formação estelar das galáxias, Martín-Navarro examinou os espectros detalhados da luz obtidos pelo Levantamento de Galáxias Massivas do Telescópio Hobby-Eberly.

A espectroscopia permite aos astrónomos separar e medir os diferentes comprimentos de onda da luz de um objeto. Martín-Navarro utilizou técnicas computacionais para analisar o espectro de cada galáxia e recuperar a sua história de formação estelar, encontrando a melhor combinação de populações estelares que mais se adequa aos dados espectroscópicos. "Diz-nos a quantidade de luz oriunda das várias populações estelares com idades diferentes," realça.

Quando comparou as histórias de formação estelar de galáxias com buracos negros de diferentes massas, encontrou diferenças marcantes. Estas diferenças só se correlacionaram com a massa do buraco negro e não com a morfologia, tamanho e outras propriedades galácticas.

"Para as galáxias com a mesma massa de estrelas, mas um buraco negro de massa diferente no centro, essas galáxias com buracos negros maiores 'apagaram-se' mais cedo e mais depressa do que aquelas com buracos negros mais pequenos. Portanto, a formação estelar durou mais tempo nas galáxias com buracos negros centrais menores," explica Martín-Navarro.

Outros investigadores procuraram correlações entre a formação estelar e a luminosidade dos núcleos galácticos ativos, sem sucesso. Martín-Navarro disse que tal pode ser devido às escalas de tempo serem tão diferentes, com a formação estelar ocorrendo ao longo de centenas de milhões de anos, enquanto as explosões dos núcleos galácticos ativos ocorrem em períodos mais curtos.

Um buraco negro supermassivo só é luminoso quando está engolindo ativamente matéria das regiões internas da sua galáxia hospedeira. Os núcleos galácticos ativos são altamente variáveis e as suas propriedades dependem do tamanho do buraco negro, da taxa de acreção de material que cai na sua direção e de outros fatores.

"Nós usámos a massa do buraco negro como 'proxy' para a energia lançada para a galáxia pelo núcleo galáctico ativo, porque a acreção em buracos negros mais massivos leva a um feedback mais energético dos núcleos galácticos ativos, o que extinguiria a formação estelar mais rapidamente," explica Martín-Navarro.

Segundo o coautor Aaron Romanowsky, astrónomo da Universidade Estatal de San Jose e dos Observatórios da Universidade da Califórnia, a natureza precisa do feedback do buraco negro que trava a formação estelar permanece incerta. 

"Existem várias maneiras pelas quais um buraco negro lança energia para a galáxia e os teóricos têm muitas ideias sobre o modo como esta extinção acontece, mas para encaixar estas novas observações nos modelos precisamos de continuar a trabalhar," conclui Romanowsky.
Fonte: Astronomia OnLine

Bolhas gigantes na superfície de estrela gigante vermelha

Com o auxílio do Very Large Telescope do ESO, astrônomos observaram diretamente pela primeira vez padrões de granulação na superfície de uma estrela fora do Sistema Solar — a gigante vermelha π1 Gruis. Esta nova imagem obtida com o instrumento PIONIER revela as células convectivas que constituem a superfície desta enorme estrela — com um diâmetro 350 vezes maior que o do Sol. Cada célula cobre mais de um quarto do diâmetro da estrela e tem cerca de 120 milhões de km de comprimento. Estes novos resultados foram publicados esta semana na revista Nature.

Situada a 530 anos-luz de distância da Terra na constelação do Grou, π1 Gruis é uma estrela gigante vermelha fria. Possui cerca da mesma massa do Sol, mas é 350 vezes maior e várias milhares de vezes mais brilhante. O nosso Sol irá também aumentar de tamanho, tornando-se uma gigante vermelha semelhante a esta, daqui a cerca de 5 bilhões de anos.

Uma equipe internacional de astrônomos liderada por Claudia Paladini (ESO) usou o instrumento PIONIER montado no Very Large Telescope do ESO para observar π1 Gruis com o maior detalhe conseguido até agora. A equipe descobriu que a superfície desta gigante vermelha tem apenas algumas células convectivas, ou grânulos, cada um com cerca de 120 milhões de km de dimensão — cerca de um quarto do diâmetro da estrela.  Para comparação, apenas um destes grânulos estenderia-se desde o Sol até depois da órbita de Vênus. As superfícies — chamadas fotosferas — de muitas estrelas gigantes encontram-se obscurecidas por poeira, o que dificulta as observações. No entanto, no caso da π1 Gruis, e apesar de haver poeira longe da estrela, este efeito não é significativo nas novas observações infravermelhas.

Quando π1 Gruis gastou todo o hidrogênio que tinha para queimar, há muito tempo atrás, esta estrela anciã terminou a primeira fase da sua fusão nuclear. A estrela diminuiu de tamanho quando ficou sem energia, o que fez com que aquecesse a uma temperatura de mais de 100 milhões de graus. Estas temperaturas extremas deram origem à próxima fase da estrela, que começou então a queimar hélio, transformando-o em átomos mais pesados como o carbono e o oxigênio. O núcleo intensamente quente expeliu as camadas mais externas da estrela, fazendo com que esta aumentasse o seu tamanho em centenas de vezes relativamente ao tamanho original. A estrela que vemos hoje é uma gigante vermelha variável. Até agora, a superfície de uma destas estrelas nunca tinha sido observada com tanto detalhe.

Em termos de comparação, a fotosfera do Sol contém cerca de 2 milhões de células convectivas, com diâmetros típicos de apenas 2000 km. A enorme diferença nas células convectivas destas duas estrelas pode ser explicada em parte pelas suas gravidades de superfície variáveis. π1 Gruis tem apenas 1,5 vezes a massa do Sol mas é muito maior, o que resulta numa gravidade de superfície muito menor e em apenas alguns grânulos extremamente grandes. 

Enquanto estrelas com massas maiores que 8 massas solares terminam as suas vidas em explosões de supernova, as estrelas com menos massa, como esta, expelem gradualmente as suas camadas exteriores, dando origem a bonitas nebulosas planetárias. Estudos anteriores de π1 Gruis tinham revelado uma concha de material a 0,9 anos-luz de distância da estrela central, que se pensa ter sido ejetada há cerca de 20 000 anos atrás. Este período relativamente curto da vida de uma estrela dura apenas algumas dezenas de milhares de anos — comparado com a vida total de cerca de vários bilhões — e por isso estas observações mostram um novo método para investigar esta fase efêmera das gigantes vermelhas.
Fonte: ESO
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