16 de novembro de 2018

Planetas são maiores do que os discos que os originam?

Esta é uma concepção artística de uma estrela jovem rodeada por um disco protoplanetário, no qual hipoteticamente os planetas se formariam. [Imagem: ESO/L. Calçada]

Formação dos planetas

Os astrônomos acreditam que os planetas se formam quando o material que restou da formação de uma estrela, e que fica circundando essa estrela, acaba se aglomerando. Ninguém sabe exatamente por meio de que processo ou mecanismo essa poeira se aglomera, já que é igualmente plausível propor que ela se esfacelaria cada vez mais à medida que os grânulos vão se chocando.

Assim, ao menos por enquanto, os cientistas se contentam em dizer que isso acontece "ao longo de milhões de anos", já que um bocado de coisas pode acontecer em um milhão de anos, ainda que não tenhamos conseguido imaginar exatamente o quê. Mas a coisa ficou um pouquinho mais complicada quando Carlo Manara e seus colegas do ESO (Observatório Europeu do Sul) se dispuseram justamente a tentar encontrar alguma pista sobre o que pode levar à formação planetária a partir de um disco protoplanetário.

Eles estavam fazendo isto invertendo a equação: Partindo da massa dos planetas, eles queriam calcular quanto de material deveria haver nos discos protoplanetários que lhes deram origem. Isso se tornou possível graças a telescópios como o ALMA, um gigantesco radiotelescópio de antenas móveis que funciona no Chile, e que conseguiu fazer as primeiras imagens de discos de formação de planetas, permitindo fazer cálculos sobre a massa desses discos - hoje já se conhecem muitos deles.

Procura-se teoria melhor

O problema é que a conta não fechou, mesmo depois que a equipe comparou as massas de centenas de exoplanetas e discos protoplanetários: A massa dos planetas é muito maior do que a massa dos discos. Ou seja, os discos protoplanetários não têm massa suficiente para dar origem aos planetas, indicando que os planetas podem estar se formando por processos que ainda nem conseguimos imaginar.

Os autores sugerem que uma de duas coisas poderia estar acontecendo: pode haver material nos discos que nossos instrumentos não conseguem enxergar, ou os discos são de alguma forma reabastecidos, pela própria estrela ou por estrelas vizinhas - estrelas geralmente se formam em grupos, nos chamados "berçários estelares.  Qualquer que seja o caso, as alternativas desafiam o paradigma atual da formação dos planetas.
Fonte: Inovação Tecnológica

Cientistas prevêem que um "furacão de matéria escura" colidirá com a Terra


Sim, aqui está a história do furacão da matéria escura - um evento cósmico que pode fornecer nosso primeiro vislumbre da misteriosa e invisível partícula.
Instituto de Ciências do Telescópio Espacial, NASA, ESA, Equipe Hubble SM4 ERO e ST-ECF

Não entre em pânico. 

Sim, astrônomos sugerem que é muito provável que um "furacão de matéria escura" bata na Terra à medida que passa pela Via Láctea - mas isso não deve causar nenhum dano. Na verdade, na busca pela misteriosa partícula (ou partículas) que compõe a matéria escura, o "furacão" pode fornecer nossa melhor chance de detecção.

Por toda a Via Láctea existem vários fluxos estelares, aglomerados de estrelas que antes eram galáxias anãs ou aglomerados. Na história antiga eles colidiram com a Via Láctea e foram dilacerados - deixando um fluxo de estrelas em órbita que circundam o centro galáctico. Um desses fluxos estelares, apelidado de S1 e descoberto no ano passado por cientistas que examinam dados do satélite Gaia da Agência Espacial Européia , passa diretamente pelo caminho do nosso sol.

À medida que o nosso sistema solar acelera através dos limites externos da Via Láctea, ele voa através da matéria escura a cerca de 230 quilômetros por segundo (cerca de 143 milhas por segundo). Um estudo , publicado em 7 de novembro e conduzido por pesquisadores da Universidade de Zaragoza, sugere que a matéria escura presente no córrego pode estar viajando a uma velocidade dupla - aproximadamente 500 km / s (cerca de 310 milhas por segundo) - uma chance muito melhor de detectar matéria escura.

É claro que não sabemos ao certo o que compõe a matéria escura, mas existem vários candidatos incluindo partículas massivas de interação fraca (WIMPs), partículas massivas que interagem gravitacionalmente (GIMPs) e axions - partículas elementares hipotéticas postuladas por físicos.

Como o fluxo estelar S1 viaja diretamente através do sistema solar, é provável que o furacão de matéria escura cruze o caminho de vários detectores espalhados pelo globo para detectar essas partículas hipotéticas. O estudo admite que as iterações atuais dos detectores WIMP provavelmente não verão matéria escura do fluxo S1. No entanto, esses são voltados para detectar "matéria escura axiônica", baseada em uma partícula hipotética conhecida como axion.

Como a matéria escura é teorizada para representar cerca de 85% da matéria no universo, a detecção da partícula ou das partículas que a compõem mudaria fundamentalmente a maneira como olhamos para o universo. Então, realmente, não há motivo para preocupação quando você ouve o termo "furacão de matéria escura" - na verdade, é uma coisa boa.
Fonte: cnet.com

Conheça Rigel, sapato de camurça azul da Orion


Uma imagem de Rigel brilhante (à esquerda) ao lado da nebulosa de reflexão IC 2118. Rigel b não é visível. Robert Gendler / ESO / CC por 4,0

Como um álbum de música de sucesso com vários hits no topo das paradas, Orion é uma constelação incrivelmente rica, abençoada com várias estrelas brilhantes e interessantes, qualquer uma delas seria suficiente para solidificar a reputação de Orion. Já visitamos Orion uma vez antes nesta série Conheça as Estrelas, quando exploramos a enorme Betelgeuse gigante da constelação . Nesta edição, veremos o Rigel menor, mas não menos interessante.  Rigel é uma supergigante branco-azulada, a cerca de 800 anos-luz de distância, mas luminosa o suficiente para ainda brilhar no céu como a sétima estrela mais brilhante.

 Ao discutir as estrelas, termos como "gigante" e "supergigante" são jogados tantas vezes que o conceito de "gigante" pode se tornar comum em nossas mentes e começar a perder seu impacto. No caso de Rigel em particular, é útil lembrar que esta estrela - embora menor que a sua vizinha Betelgeuse - ainda é incrivelmente grande, aproximadamente 75 vezes o diâmetro do Sol (que, é claro, é imensamente maior que a Terra).

Se nosso Sol e Rigel pudessem trocar de lugar, Rigel seria grande o suficiente para quase abranger a órbita do planeta Mercúrio. A razão por trás do imenso diâmetro de Rigel reside no fato de que ele extinguiu seu suprimento de hidrogênio e passou para a próxima fase de seu ciclo de vida, o que faz com que a estrela se expanda amplamente. Mas enquanto envelhece, Rigel permanece muito quente, e esta alta temperatura é a causa de sua cor azul.

Rigel não está sozinho. A estrela principal - a que chamamos de Rigel e que vemos brilhando com magnitude 018 - é tecnicamente designada como Rigel A. Acompanhando a estrela gigante a uma distância de cerca de 2.200 au (330 bilhões de quilômetros) e quase perdida no brilho de Rigel é o espectroscópico binário Rigel B. Um binário espectroscópico é um par de estrelas tão próximas que não podem ser vistas individualmente. Em vez disso, as observações Doppler revelam as velocidades de duas estrelas orbitando umas às outras.

O par de Rigel B é escuro - cerca de um quatrocentos o brilho de Rigel A - então identificar o sistema de acompanhamento requer uma boa ótica e condições claras, mas a recompensa de ver o binário obscuro contrastado com o brilhante Rigel A vale o esforço. Ambos os membros do binário Rigel B são estrelas da sequência principal e um pouco maiores que o Sol, então visualizá-los ao lado de sua supergigante companheira é uma ótima lição visual que ilustra a diferença colossal na saída de energia entre estrelas supergigantes e de sequência principal.

Origem / Mitologia

“Conectar os pontos” e rastrear imagens nas estrelas tem sido uma fascinação de longa data por parte de humanos em todo o mundo, mas a parte surpreendente é como várias culturas podem reproduzir independentemente a mesma ideia básica. As estrelas em Orion foram encontradas em um homem - às vezes um caçador, às vezes um gigante - em múltiplas culturas ao longo da história, mas é das tradições árabes que derivamos o nome de Rigel: “ Rijl Jauzah al Yusrā ”, que significa “a esquerda pé de Jauzá ”(o título árabe para Orion).

 Rigel senta-se na constelação de Orion e forma um triângulo brilhante com Betelgeuse e Sirius. D. Johnson

Como ver Rigel

Orion é o rei das constelações de inverno no hemisfério norte, mas isso significa que você pode ter que enfrentar uma noite fria ou duas para ver. Uma vez que você procura por Orion, ele é difícil de perder, já que a constelação é grande, proeminente e apenas a uma curta distância de Sirius, a estrela mais brilhante do céu .

Para uma agradável visão noturna, opte pelo final do outono ou início do inverno, quando Orion aparece no horizonte a leste pouco depois do anoitecer. Mais tarde, no início da primavera, você pode facilmente pegar Orion andando alto no céu do sul, logo após o pôr do sol. Este é também um bom momento para observar, com noites mais quentes e a constelação colocada no alto de um ar mais claro. 
A cor azul de Rigel é claramente visível sem auxílio óptico. Com um telescópio de 6 polegadas ou maior (ou 3 polegadas, se as condições forem excelentes), você pode tentar detectar Rigel B. Mesmo sob alta ampliação, Rigel A aparecerá como apenas um ponto de luz, mas tenha em mente que você está estudando um objeto verdadeiramente imenso. Finalmente, lembre-se de que Rigel é o pé esquerdo de Orion , portanto, quando visto de nossa perspectiva, está no lado inferior direito da constelação. Esta é uma grande estrela, então por que não ir ver isso hoje à noite?
Fonte: Skyandtelescope.com

Uma super-Terra orbita a Estrela de Barnard


Campanha Pontos Vermelhos descobre claras evidências da existência de um exoplaneta em órbita da estrela individual mais próxima do Sol

A estrela individual mais próxima do Sol alberga um exoplaneta com pelo menos 3,2 massas terrestres — um exoplaneta do tipo super-Terra. Uma das maiores campanhas de observação, que usou dados de uma grande quantidade de telescópios e instrumentos, incluindo o instrumento caçador de planetas HARPS do ESO, revelou este mundo gelado e fracamente iluminado. O planeta recém descoberto é o segundo exoplaneta conhecido mais perto da Terra, sendo a Estrela de Barnard a estrela que mais depressa se desloca no céu noturno. Foi detectado um planeta em órbita da Estrela de Barnard, a uns meros 6 anos-luz de distância da Terra.

Esta descoberta — anunciada num artigo publicado hoje na revista Nature — é o resultado das campanhas Pontos Vermelhos e CARMENES, cuja busca de planetas rochosos próximos revelou já um novo mundo em órbita da nossa vizinha mais próxima, a Proxima Centauri.  O planeta, designado Estrela de Barnard b, ocupa o lugar de segundo exoplaneta conhecido mais próximo da Terra. Os dados colectados indicam que o planeta pode ser uma super-Terra, com uma massa de, pelo menos, 3,2 vezes a massa da Terra, e que orbita a sua estrela hospedeira com um período de cerca de 233 dias.

A Estrela de Barnard é uma anã vermelha, ou seja, uma estrela fria de pequena massa que ilumina pouco o mundo agora descoberto. A luz da estrela dá ao seu planeta apenas 2% da energia que a Terra recebe do Sol. Apesar de se encontrar relativamente perto da sua estrela progenitora — a uma distância de apenas 0,4 vezes a distância entre a Terra e o Sol — o exoplaneta situa-se próximo da linha de neve, a região onde compostos voláteis, tais como a água, podem condensar-se em gelo sólido. Este mundo gelado e sombrio pode ter uma temperatura de -170º C, o que o tornaria hostil para a vida tal como a conhecemos.

Retirando o seu nome do astrónomo E. E. Barnard, a Estrela de Barnard é a estrela individual situada mais próximo do Sol. Apesar da estrela propriamente dita ser antiga — terá provavelmente o dobro da idade do Sol — e relativamente inativa, é na realidade a estrela com o movimento aparente mais rápido de todo o céu noturno . As super-Terras são o tipo mais comum de planeta que se forma em torno de estrelas de pequena massa como a Estrela de Barnard, o que dá credibilidade ao recentemente descoberto candidato a planeta.

 Adicionalmente, as atuais teorias de formação planetária prevêem que a linha de neve é o local ideal para a formação de tais planetas. Buscas anteriores de um planeta em torno da Estrela de Barnard tiveram resultados decepcionantes — esta descoberta foi agora possível apenas porque se combinaram medições de diversos instrumentos de alta precisão montados em telescópios de todo o mundo.

“Após uma análise cuidada, estamos 99% confiantes de que o planeta é real,” afirma o cientista líder da equipa, Ignasi Ribas (Instituto de Estudos Espaciais da Catalunha e Instituto de Ciências Espaciais, CSIC, Espanha). “No entanto, continuaremos a observar esta estrela rápida para excluir possíveis, mas improváveis, variações naturais do brilho estelar que poderiam ser confundidas com um planeta.”

Entre os instrumentos usados estão os famosos caçadores de planetas do ESO, os espectrógrafos HARPS e UVES. “O HARPS desempenhou um papel vital neste projeto. Combinámos dados de arquivo de outras equipas com medições novas da Estrela de Barnard obtidas por diferentes infraestruturas,” comentou Guillem Anglada-Escudé (Queen Mary University of London), cientista que co-líderou a equipa. “A combinação dos instrumentos foi crucial para verificarmos o nosso resultado.”

Os astrónomos usaram o efeito Doppler para encontrar o candidato a exoplaneta. À medida que o planeta orbita a estrela, a sua atração gravitacional faz com que a estrela oscile ligeiramente. Quando a estrela se afasta da Terra, o seu espectro desvia-se para o vermelho, ou seja, desloca-se para os maiores comprimentos de onda. Do mesmo modo, quando a estrela se aproxima da Terra, a sua luz é desviada para os comprimentos de onda menores, mais azuis.

Os astrónomos usam assim este efeito para medir, com uma precisão extraordinária, as variações na velocidade da estrela devido à existência de um planeta em sua órbita. O HARPS consegue detectar variações na velocidade de uma estrela tão pequenas quanto 3,5 km/hora — o que equivale à velocidade de passo de uma pessoa. Este método de procura de exoplanetas é conhecido por método das velocidades radiais e, até agora, nunca tinha sido usado para detectar um exoplaneta do tipo super-Terra numa órbita tão extensa em torno da sua estrela.

“Usámos observações de sete instrumentos diferentes, correspondentes a 20 anos de medições, o que faz desta a maior e mais extensa base de dados alguma vez utilizada no estudo de velocidades radiais muito precisas,” explica Ribas. “A combinação de todos os dados levou a 771 medições no total — uma quantidade de informação enorme!”
Fonte: Eso

A Dança das Galáxias Pequenas Que Rodeiam a Via Láctea


Os movimentos de 39 galáxias anãs. No fundo vemos a imagem construída a partir de fontes pontuais pelo Gaia. Só podemos ver as galáxias anãs mais brilhantes, e até elas são pouco visíveis. As galáxias estão legendadas com os seus nomes e as setas mostram a direção do seu movimento em relação ao centro da Via Láctea. A cor indica a direção radial: aquelas a azul são a aproximar-se do centro, aquelas a vermelho estão a afastar-se. Crédito: DPAC (Data Processing and Analysis Constium) do Gaia; A. Moitinho/AF Silva/M. Barros/C. Barata, Universidade de Lisboa, Portugal; H. Savietto, Investigação Fork, Portugal


Uma equipe internacional, liderada por investigadores do Instituto de Astrofísica das Canárias, usou dados do satélite Gaia da ESA para medir o movimento de 39 galáxias anãs. Estes dados fornecem informações sobre a dinâmica destas galáxias, as suas histórias e as suas interações com a Via Láctea. Em redor da Via Láctea existem muitas galáxias pequenas (anãs), que podem ser dezenas de milhares de vezes ou até milhões de vezes menos luminosas do que a Via Láctea. Em comparação com galáxias normais ou gigantes, as galáxias anãs contêm muito menos estrelas e, portanto, a sua luminosidade é menor.

Estas galáxias pequenas foram objeto de estudo por parte de uma equipe internacional de astrónomos liderada por Tobias K. Fritz e Giuseppina Battaglia, ambos do IAC (Instituto de Astrofísica das Canárias). Graças a dados obtidos pela missão espacial Gaia da ESA, que se tornaram disponíveis no seu segundo lançamento em abril de 2018, os cientistas puderam medir o movimento no céu de 39 galáxias anãs, determinando a sua direção e velocidade.

Antes do segundo lançamento de dados do satélite Gaia, não era possível realizar estas medições para 29 das galáxias analisadas pela equipe. Os investigadores descobriram que muitas delas estão a mover-se num plano conhecido como vasta estrutura polar. "Já se sabia que muitas das galáxias anãs mais massivas eram encontradas neste plano - diz Fritz, autor principal do artigo científico -, mas agora sabemos que também várias das galáxias anãs menos volumosas podem pertencer a essa estrutura."

Battaglia destaca que a origem da "vasta estrutura polar" não é ainda totalmente compreendida, mas as suas características parecem desafiar os modelos cosmológicos de formação galáctica. "A Grande Nuvem de Magalhães também pode ser encontrada nesta estrutura plana, o que pode significar uma ligação.

Através da análise dos dados relativos aos movimentos, a equipe descobriu que várias das galáxias anãs têm órbitas que as aproximam das regiões internas da Via Láctea. A atração gravitacional que a Via Láctea exerce sobre essas galáxias pode ser comparada à ação das marés. "É provável que algumas das galáxias anãs estudadas sejam perturbadas por essas marés, que as esticam como uma corrente." Dessa forma, poder-se-ia explicar as propriedades observadas de alguns destes objetos, como Hercules e Crater II," comenta Fritz. Por outro lado, surgem novas questões.

"Ao longo dos anos, observou-se que algumas galáxias têm características peculiares que podem, potencialmente, ter sido provocadas por perturbações de maré pela Via Láctea (por exemplo, Carina I) - indica Battaglia -, mas as suas órbitas não parecem confirmar esta hipótese. Talvez devêssemos postular que os encontros com outras galáxias anãs podem ser os culpados."

As órbitas determinadas permitiram com que os investigadores detetassem que a maioria das galáxias estudadas se encontram próximo do pericentro da sua órbita (o ponto mais próximo do centro da Via Láctea). No entanto, a física básica explica que devem passar a maior parte do tempo perto do apocentro (o ponto mais distante do centro da Via Láctea). "Isto sugere que devem existir muitas mais galáxias anãs que ainda precisam ser descobertas e que se escondem a grandes distâncias do centro da Via Láctea," afirma Fritz.

As galáxias anãs, além de serem interessantes por si só, são um dos poucos indicadores de matéria escura que podem usados nas partes mais externas da Via Láctea. Pensa-se que este tipo de matéria é responsável por cerca de 80% da massa total do Universo. No entanto, não pode ser observada diretamente, portanto, a sua deteção é difícil. Os movimentos de corpos celestes como as galáxias anãs podem ser usados para medir a massa total de matéria dentro de um volume. 

Para este objetivo, subtrai-se a massa desses objetos luminosos detetados e obtemos uma estimativa da quantidade de matéria escura. A partir desses dados, os investigadores podem inferir que a quantidade de matéria escura na Via Láctea é grande, aproximadamente 1,6 biliões de massas solares.
Fonte: Astronomia OnLine
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