3 de dezembro de 2018

Estudo produz novos modelos climáticos para os sete mundos de TRAPPIST-1


TRAPPIST-1 é uma estrela anã ultrafria na direção da constelação de Aquário e os seus sete planetas orbitam muito perto dela.Crédito: NASA/JPL-Caltech

Nem todas as estrelas são como o Sol, por isso nem todos os sistemas planetários podem ser estudados com as mesmas expetativas. Uma nova investigação por uma equipa liderada por astrónomos da Universidade de Washington forneceu modelos climáticos atualizados para os sete planetas em redor da estrela TRAPPIST-1.

O trabalho também poderá ajudar os astrónomos a estudar planetas mais eficazmente em redor de estrelas nada parecidas com o Sol, e a melhor utilizar os recursos limitados e dispendiosos do Telescópio Espacial James Webb, que deverá ser lançado em 2021.

"Estamos a modelar atmosferas desconhecidas, não apenas assumindo que as coisas que vemos no Sistema Solar vão ser iguais em torno de outra estrela," comenta Andrew Lincowski, estudante de doutoramento da Universidade de Washington e autor principal do artigo publicado no dia 1 de novembro na revista The Astrophysical Journal. "Nós realizámos esta investigação para mostrar o aspeto destes diferentes tipos de atmosferas."

Resumidamente, a equipa descobriu que, devido a uma fase estelar inicial extremamente brilhante e quente, todos os sete mundos da estrela podem ter evoluído como Vénus, com qualquer oceano primitivo a evaporar e a deixar para trás atmosferas densas e inabitáveis. No entanto, um planeta, TRAPPIST-1 e, poderá ser um mundo oceânico parecido com a Terra, que merece um estudo mais aprofundado, como já tinha sido indicado por investigações anteriores.

TRAPPIST-1, a 39 anos-luz de distância, é tão pequena quanto uma estrela pode ser e ainda ser uma estrela. Uma relativamente fria estrela "anã M" - o tipo mais comum no Universo - tem cerca de 9% da massa do Sol e aproximadamente 12% do seu raio. TRAPPIST-1 tem um raio apenas um pouco maior que o planeta Júpiter, embora tenha uma massa muito superior.

Todos os sete planetas de TRAPPIST-1 têm mais ou menos o tamanho da Terra e pensa-se que três deles - os planetas e, f e g - estejam na zona habitável, uma faixa do espaço em torno de uma estrela onde um planeta rochoso poderá ter água líquida à sua superfície, dando uma chance à vida. TRAPPIST-1 d percorre a orla interna da zona habitável, enquanto TRAPPIST-1 h, mais distante, orbita logo após a fronteira externa dessa zona.

"Esta é uma sequência inteira de planetas que nos podem fornecer informações sobre a evolução dos planetas, em particular em torno de uma estrela que é muito diferente da nossa, que emite radiação distinta," comenta Lincowski. "É apenas uma mina de ouro."

Trabalhos anteriores já haviam modelado os mundos de TRAPPIST-1, acrescenta Linkowski, mas ele a sua equipa de investigação "tentaram fazer a modelagem física mais rigorosa em termos de radiação e química - tentando fazer com que a física e a química fossem o mais correto possível."

O modelo químico e o modelo de radiação da equipa criam assinaturas espectrais, ou de comprimento de onda, para cada gás atmosférico possível, permitindo aos observadores melhor prever onde procurar tais gases em atmosferas exoplanetárias. Lincowski disse que quando forem detetados vestígios de gases pelo Telescópio Webb, ou outros, algum dia, "os astrónomos vão usar os impactos observados nos espectros para inferir quais os gases presentes - e compará-los com trabalhos como o nosso para dizer mais sobre a composição, ambiente e talvez sobre a história evolutiva do planeta."

Ele afirmou que as pessoas estão habituadas a pensar sobre a habitabilidade de um planeta em torno de estrelas parecidas com o Sol. "Mas as anãs M são muito diferentes, de modo que temos que pensar nos efeitos químicos na(s) atmosfera(s) e como essa química afeta o clima."

Através da combinação de modelos climáticos terrestres com modelos fotoquímicos, os cientistas simularam estados ambientais para cada um dos mundos de TRAPPIST-1.

A sua modelagem indica que:

TRAPPIST-1 b, o mais próximo da estrela, é um mundo ardente demasiado quente até para a formação de nuvens de ácido sulfúrico, como em Vénus;

Os planetas c e d recebem um pouco mais de energia da sua estrela do que Vénus e a Terra recebem do Sol e podem ser semelhantes a Vénus, com uma atmosfera densa e inabitável;

TRAPPIST-1 e é o mais provável dos sete para hospedar água líquida numa superfície temperada, e seria uma excelente escolha para estudos adicionais tendo a habitabilidade em mente;

Os planetas exteriores f, g e h podem ser parecidos com Vénus ou podem ser gelados, dependendo da quantidade de água formada no planeta durante a sua evolução;

Lincoski disse que, na verdade, qualquer um ou todos os planetas de TRAPPIST-1 podem ser parecidos com Vénus, com qualquer água ou oceanos "queimados" há muito tempo atrás. Ele explicou que quando a água evapora a partir da superfície de um planeta, a luz ultravioleta da estrela quebra as moléculas de água, libertando hidrogénio, que é o elemento mais leve e este pode escapar à gravidade de um planeta. Isto poderá deixar para trás muito oxigénio, que poderá permanecer na atmosfera e irreversivelmente remover água do planeta. Um tal planeta poderá ter uma espessa atmosfera de oxigénio - mas não gerada pela vida, diferente de qualquer uma já observada.

"Isto pode ser possível se estes planetas tivessem, inicialmente, mais água do que a Terra, Vénus ou Marte," realça. "Se o planeta TRAPPIST-1 e não perdeu toda a sua água durante esta fase, poderá hoje ser um mundo de água, completamente coberto por um oceano global. Neste caso, poderá ter um clima semelhante ao da Terra."

Lincowski disse que esta investigação foi feita mais com um olho na evolução climática do que para julgar a habitabilidade de um planeta. Ele planeia futuras pesquisas focadas mais diretamente na modelagem de planetas de água e nas suas hipóteses de vida.

"Antes de conhecermos este sistema planetário, as estimativas para a detetabilidade atmosférica para planetas do tamanho da Terra pareciam muito mais difíceis," afirma o coautor Jacob Lustig-Yaeger, estudante de doutoramento da Universidade de Washington.

A estrela, sendo tão pequena, tornará as assinaturas de gases (como dióxido de carbono) nas atmosferas dos planetas mais pronunciadas nos dados telescópicos.

"O nosso trabalho informa a comunidade científica do que podemos esperar ver dos planetas TRAPPIST-1 com o Telescópio Espacial James Webb."

A outra coautora de Lincowski é Victoria Meadows, professora de astronomia e diretora do Programa de Astrobiologia da Universidade de Washington. Meadows é também a investigadora principal do Laboratório Virtual Planetário do Instituto de Astrobiologia da NASA, com base na mesma instituição de ensino. Todos os autores são afiliados desse laboratório de investigação.

"Os processos que moldam a evolução de um planeta terrestre são críticos para a habitabilidade (ou não habitabilidade), bem como para a nossa capacidade de interpretar possíveis sinais de vida," comenta Meadows. "Este artigo sugere que em breve poderemos procurar sinais potencialmente detetáveis destes processos em mundos alienígenas."

TRAPPIST-1, na constelação de Aquário, tem o nome da instalação terrestre que, em 2015, encontrou evidências de planetas em seu redor (Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope).
Fonte: Astronomia OnLine

Encontramos um tipo especial de luz que poderia ser um ingrediente crucial para a vida no universo

Se a vida é uma faísca no Universo como na Terra, algumas coisas parecem ser necessárias, como uma atmosfera, camada de ozônio, água líquida e temperaturas habitáveis. Mas antes que chegue a esse ponto - antes mesmo que os planetas se formem - o próprio espaço precisa ser preparado, cortesia da luz ultravioleta e ótica que resplandece de estrelas massivas e recém-formadas.

De acordo com uma nova pesquisa, essa forma particular de luz estelar fornece um tipo de pressão que neutraliza a gravidade, o que retarda a taxa de formação estelar de uma galáxia.

"Se a formação de estrelas acontecesse rapidamente, todas as estrelas seriam unidas em aglomerados gigantescos, onde a intensa radiação e explosões de supernovas provavelmente esterilizariam todos os sistemas planetários, impedindo o surgimento da vida", explicou o astrofísico Roland Crocker, da Universidade Nacional da Austrália.

"As condições nesses aglomerados estelares possivelmente impediriam a formação de planetas em primeiro lugar."

A gravidade é vital para a formação de estrelas. A maioria das estrelas nasce em berçários estelares - nuvens moleculares densas no espaço que são ricas em pó e gás. À medida que os ventos interestelares e por vezes as ondas de choque gravitacionais se propagam , o material é empurrado para aglomerados mais densos, que depois colapsam sob a sua própria atração gravitacional.

Esses caroços colapsados ​​continuam a absorver o material circundante, crescendo rapidamente em massa até que a fusão nuclear os faça brilhar com a luz. De acordo com o artigo de Crocker e sua equipe, o próprio ato de emitir a luz das estrelas impulsiona o gás de protoplusters estelares densos e isolados, sofrendo uma taxa furiosa de formação estelar, impedindo que eles se aglutinem mais. 

A luz ultravioleta e óptica de novas estrelas massivas se espalha entre o gás. A absorção de fótons pelo gás cria uma pressão direta de radiação , enquanto os fótons absorvidos pelo gás e reemitidos como luz infravermelha criam uma pressão indireta de radiação.  Combinados, os dois tipos de pressão de radiação podem constituir uma fonte de feedback - o processo pelo qual a formação de estrelas é extinta. Isso também pode vir dos fortes ventos que se originam em torno de um buraco negro supermassivo ativo no núcleo de uma galáxia.

"O fenômeno que estudamos ocorre em galáxias e aglomerados estelares onde há muito gás empoeirado que está formando pilhas de estrelas com relativa rapidez", disse Crocker .

"Nas galáxias formando estrelas mais lentamente - como a Via Láctea - outros processos estão diminuindo a velocidade. A Via Láctea forma duas novas estrelas a cada ano, em média."

Este não é um processo recém-descoberto , mas a modelagem matemática realizada por Crocker e sua equipe colocaram um limite superior na rapidez com que novas estrelas podem se formar. Eles descobriram que é preciso muito mais da metade do material em uma nuvem molecular para ser convertido em estrelas para pressão direta de radiação para afastar o gás restante.

"Esta e outras formas de feedback ajudam a manter o Universo vivo e vibrante", disse Crocker
Fonte: Sciencealert.com

Estudo brasileiro calcula possibilidade de vida extraterrestre na galáxia


Há muitos pré-requisitos para que um planeta seja considerado apto a abrigar qualquer forma de vida. Por exemplo, a necessidade de existir atividade geológica e uma atmosfera em função da gravidade superficial e, além disso, sua órbita precisa estar na zona habitável do sistema planetário (ou seja, na região que permite a existência de água líquida na superfície do corpo celeste).

Apesar dessas limitações, tudo indica que podem existir muitos planetas candidatos a servir de residência para animais e plantas no universo. Nem precisa ir muito longe. Já há diversas possibilidades em nossa vizinhança, a Via Láctea. É o que constatou um grupo de cientistas do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe) que, ao lado de colaboradores internacionais, investigou o assunto em artigo publicado no periódico inglês Monthly Notices of Royal Astronomical Society (MNRAS).

Ao longo da pesquisa, os estudiosos analisaram um total de 53 gêmeas solares (estrelas com temperatura, gravidade e composição química superficiais próximos aos do Sol) por meio do uso de um espectrógrafo instalado em um telescópio de 3,6 metros do European Southern Observatory, no Chile. O espectrógrafo serve para registrar e analisar o espectro eletromagnético de cores dos corpos celestes, que vão desde os comprimentos de onda mais curtos (ultravioleta ou violeta) aos mais longos (a exemplo do infravermelho).

Os profissionais concluíram que planetas rochosos ao redor dessas gêmeas solares apresentam grandes probabilidades de possuírem tectonismo (isto é, um tipo de atividade geológica), o que aumenta significativamente a sua habitabilidade. A pesquisa revelou também que esses corpos apresentam condições geológicas favoráveis não só para a manutenção, mas para o surgimento da vida. Ademais, o estudo apontou que a vida pode estar espalhada pela galáxia e ter surgido, originalmente, em qualquer lugar.

Em conversa com VEJA, André Milone, um dos cientistas do INPE responsáveis pelo estudo, afirmou que esse trabalho possui algumas diferenças quando comparado aos que foram feitos anteriormente sobre o assunto. “Uma das principais inovações é que as estrelas analisadas cobrem uma gama ampla de idades (de 0,4 a 8,6 bilhões de anos), permitindo uma investigação desde a formação do disco da Galáxia”, disse o astrônomo.

O resultado foi alcançado depois que os pesquisadores descobriram uma abundância do elemento radioativo tório em estrelas gêmeas do Sol. O tório, assim como o urânio e o potássio, é uma substância muito relacionada ao tectonismo, e está presente, por exemplo, no manto terrestre. A convecção do manto é o que causa os movimentos tectônicos de placas, e a energia liberada por esses elementos as faz mexer. Assim, uma grande concentração desses compostos em um planeta rochoso podem preencher o critério de atividade geológica em um corpo, indicando a possível habitabilidade em sua superfície.

De acordo com Rafael Botelho, doutorando em Astrofísica do Inpe e orientando de Milone, a investigação inédita de gêmeas solares mais antigas abriu muitas portas. O maior exemplo é a descoberta de que o tório é abundante também nesses corpos antigos, o que significa que o universo pode estar repleto de seres vivos não só hoje, mas ao longo de muito tempo e por todo o espaço.

Apesar do sucesso da pesquisa, os profissionais tiveram que enfrentar alguns desafios, sobretudo de ordem técnica. “A grande dificuldade foi descobrir a abundância do tório nos lugares que analisamos”, explicou Botelho. Segundo ele, o obstáculo foi ainda maior devido ao fato de que esse elemento não era o mais presente nas regiões investigadas — ou seja, foi preciso encontrá-lo e separá-lo dos demais para só então medir a quantidade de tório existente. “Contudo, como estamos trabalhando com dados de alta resolução, o desafio se tornou um pouco menos complicado. Ainda assim, foi uma árdua tarefa”, concluiu.
Fonte: MSN

Em demanda das relíquias galácticas do Universo Primordial


Galáxias massivas ultracompactas (assinaladas com uma seta amarela, no centro das imagens) com massas estelares superiores a 80 mil milhões de sóis. Situam-se a distâncias entre 2 e 5 mil milhões de anos-luz. Imagens obtidas com o rastreio KiDS, realizado com o telescópio VST, do ESO. Crédito: Buitrago et al, 2018

São massivas, são muito pequenas e são extremamente raras, mas podem albergar os segredos de como as galáxias se formam e evoluem. Um novo estudo levanta a ponta do véu sobre a vida tímida das galáxias massivas ultracompactas. Foi publicado no dia 16 de novembro, na revista científica Astronomy & Astrophysics, e produzido por uma equipa internacional liderada por Fernando Buitrago, do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) e da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (FCUL). 

As galáxias massivas ultracompactas têm várias vezes mais estrelas do que a Via Láctea, mais do que o equivalente a 80 mil milhões de sóis, e são por isso muito brilhantes, mas as suas estrelas estão densamente empacotadas num tamanho muito menor do que o da nossa Galáxia. Os investigadores identificaram um novo conjunto de 29 galáxias com estas características, a distâncias entre os dois e os cinco mil milhões de anos-luz da Terra.

Sete destes modestos pesos pesados são de facto galáxias primordiais que permaneceram intactas, sem interagir com outras desde a sua formação, há mais de dez mil milhões de anos. Estas relíquias abrem janelas sobre o aspeto e a constituição das galáxias nas primeiras idades do Universo, embora estejam na nossa vizinhança galáctica.

"Quando estudamos objetos muito pequenos e os estudamos no Universo distante, é muito difícil dizer o que quer que seja sobre eles", diz Fernando Buitrago. "Como este conjunto de galáxias que estudámos está no Universo próximo e relativamente perto de nós, mesmo sendo verdadeiramente pequenas, temos melhores condições para as sondar."

Um dos avanços deste artigo agora publicado é a apresentação da densidade destas galáxias massivas ultracompactas no Universo, no seu conjunto, relíquias e as que o não são. Os investigadores encontraram apenas 29 no mais completo rastreio de galáxias no Universo local. "São tão raras que precisamos de um volume com quase 500 milhões de anos-luz de lado a lado para encontrar uma delas apenas", diz Ignacio Ferreras, o segundo autor do estudo.

Ferreras determinou a idade das estrelas nas galáxias, separando as galáxias vermelhas e antigas (as "relíquias") das azuis e jovens. Como puderam estas relíquias ser preservadas intactas através do tempo cósmico é algo ainda por compreender, diz Fernando Buitrago.

De acordo com o paradigma da formação e evolução das galáxias, estas relíquias ultracompactas só poderiam ser poupadas à fusão com outras galáxias e impedidas de evoluir se residissem em enxames galácticos sobrepovoados. Poderá soar contraintuitivo já que se esperaria que em tais ambientes elas mais facilmente interagissem e perdessem as suas propriedades originais, mas Buitrago explica: "Num lugar onde existem muitas galáxias, haverá também muita atração gravítica e as velocidades relativas das galáxias serão muito elevadas. Por isso, elas irão passar umas pelas outras sem tempo suficiente para interagirem significativamente."

"A surpresa surgiu quando nos apercebemos de que nem todas as galáxias do nosso conjunto vivem em tais ambientes", acrescenta Buitrago. "Descobrimo-las numa diversidade de ambientes, e para aquelas que vivem em vizinhanças subpovoadas, isso é muito difícil de explicar."

Neste estudo, os investigadores tentaram medir algumas das propriedades destes objetos, como os seus tamanhos e idades, mas estão a pedir tempo de observação com grandes telescópios para apontar diretamente para eles. De modo a compreender o seu passado, querem estudar em maior detalhe os lugares onde se encontram, as outras galáxias à sua volta, e as suas posições relativas no espaço.

"As galáxias massivas evoluem de forma acelerada quando comparadas com outras galáxias no Universo. Ao tentarmos entender as propriedades das galáxias mais massivas, poderemos vir a entender o eventual destino de todas as outras galáxias, incluindo o da própria Via Láctea", comenta Fernando Buitrago.
Fonte: Astronomia OnLine

Estrelas parecidas com cometas


Esta Fotografia da Semana foi criada a partir de dados obtidos com o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) no Chile, combinados com dados do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, e mostra um aglomerado de estrelas chamado Westerlund 1, um dos jovens aglomerados estelares mais massivos da nossa Via Láctea.

Curiosamente, a imagem mostra igualmente algumas “caudas” de matéria parecidas às dos cometas, que se estendem para o exterior de algumas estrelas gigantes do Westerlund 1. Estas caudas formaram-se nos ventos intensos soprados pelas residentes do aglomerado, levando a matéria para o exterior das estrelas.

Este fenômeno assemelha-se ao modo como os cometas obtêm as suas bonitas e famosas caudas. As caudas dos cometas no Sistema Solar são lançadas para fora do núcleo do seu cometa progenitor por um vento de partículas ejetado pelo Sol. Consequentemente, as caudas dos cometas apontam sempre no sentido contrário ao do Sol. Similarmente, as caudas das enormes estrelas vermelhas que vemos nesta imagem apontam no sentido contrário ao do núcleo do aglomerado, muito provavelmente resultado de poderosos ventos do aglomerado gerados por centenas de estrelas quentes e massivas que se situam na direção do centro de Westerlund 1.

Estas estruturas massivas cobrem grandes distâncias e mostram-nos o efeito dramático que o meio pode ter no modo como as estrelas se formam e evoluem.

Estas caudas parecidas às dos cometas foram detectadas durante um estudo que o ALMA fez do Westerlund 1, com o intuito de explorar as estrelas constituintes do aglomerado e descobrir como, e a que taxa, é que perdem massa. Este aglomerado é conhecido por abrigar uma enorme quantidade de estrelas massivas, muitas das quais são de tipo raro, o que o torna de grande interesse e utilidade para os astrônomos que procuram compreender a grande variedade de estrelas existentes na nossa Galáxia.
Fonte: ESO
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