28 de fevereiro de 2019

O começo do fim para o aglomerado de estrelas de Hyades


Novas medições do satélite Gaia da Agência Espacial Européia mostram que as jovens estrelas do aglomerado de Hyades estão começando a se afastar.
 Cinco estrelas brilhantes compõem o "V" das Hyades. (O gigante Aldebaran é na verdade uma estrela em primeiro plano.) Bob King

Olhe para cima no céu da noite esses dias e você verá um impressionante punhado de estrelas em forma de V conhecidas como Hyades - nomeadas pelas filhas de Atlas e irmãs das Plêiades mais famosas. É o mais próximo aglomerado de estrelas conhecido, a 150 anos-luz da Terra, e contém um tesouro de observações de prazeres, como Bob King escreveu algumas semanas atrás. 

As estrelas das Hyades têm "apenas" centenas de milhões de anos de idade - jovens em termos astronômicos -, de modo que lançam luz sobre o passado de nossa própria estrela. O Sol também nasceu em um agrupamento, cercado por seus irmãos estelares. Todos eles se formaram na mesma nuvem de poeira e gás antes que o tempo os separasse. Agora, as medições do satélite Gaia da Agência Espacial Européia mostram como o Sol passou a viver em sua atual solidão: as estrelas das Hyades também estão começando a seguir caminhos separados.

Deriva das Marés

Que aglomerados abertos , que contêm centenas ou talvez milhares de estrelas, devem se separar é um dado. A gravidade coletiva da Via Láctea deveria eventualmente separar aglomerados como esses. Mas até agora tem sido um jogo de teóricos: nós só testemunhamos as proeminentes correntes de estrelas extraídas de encontros estelares mais massivos, como aglomerados globulares ou galáxias anãs.

Gaia mapeou as posições das estrelas dentro da própria Hyades e aquelas que precedem e arrastam o aglomerado no céu (cada estrela é um ponto branco). A imagem de fundo mostra a visão panorâmica de Gaia da nossa galáxia. S. Röser / ESA / Gaia / DPAC

Graças aos dados extremamente precisos de Gaia, a equipe pôde identificar quais estrelas estavam se movendo com o cluster enquanto ele orbita nossa galáxia, e quais estrelas estavam se movendo um pouco mais rápido ou um pouco mais devagar à medida que a gravidade da Via Láctea os afastava do centro. 

Além de 501 estrelas dentro da própria Hyades, a Röser identificou 292 estrelas até 550 anos-luz em frente ao cluster e outras 237 estrelas atrasadas em até 230 anos-luz.  O estudo se estende além da eventual dissolução das Hyades. “Nossa descoberta mostra que é possível traçar as trajetórias de estrelas individuais da Via Láctea de volta ao seu ponto de origem em um aglomerado de estrelas”, explica Röser.

Agora, porém, os observadores têm o satélite Gaia da Agência Espacial Européia, que mapeia as posições, distâncias e movimentos de bilhões de estrelas desde 2013. Siegfried Röser (Universidade de Heidelberg, Alemanha) e colegas usaram o mais recente lançamento de dados de Gaia para identificar estrelas pertencente ao Hyades. 

Estes incluem não apenas as estrelas localizadas dentro do próprio cluster, mas também aquelas que se espalham nas chamadas caudas das marés a centenas de anos-luz do centro do cluster. Uma cauda precede o aglomerado em sua órbita ao redor da Via Láctea; a outra cauda segue.
Fonte: Skyandtelescope.com

Astrônomos estudam novo tipo misterioso de explosão cósmica


Quando os astrônomos descobriram uma explosão cósmica em uma galáxia a cerca de 200 milhões de anos-luz da Terra em 16 de junho passado, logo perceberam que era algo diferente. Enquanto ainda debatem os detalhes, os cientistas agora acreditam que podem ter tido seu primeiro vislumbre do nascimento de um poderoso fenômeno visto em todo o Universo.

A explosão foi descoberta pelo sistema de pesquisa ATLAS em todo o céu no Havaí e imediatamente chamou a atenção dos astrônomos. Primeiro, era excepcionalmente brilhante para uma explosão de supernova - uma fonte comum de tais explosões. Além disso, ele se iluminou e desapareceu muito mais rápido do que o esperado.

Meio ano depois, “apesar de ser um dos eventos cósmicos mais intensamente estudados da história, observado por astrônomos em todo o mundo, ainda não sabemos o que é”, disse Anna Ho, da Caltech, que liderou uma equipe usando o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), no Chile, entre outros telescópios. O objeto, apelidado de AT2018cow, "anuncia uma nova classe" de explosões cósmicas energéticas, acrescentou Ho.

As características incomuns da explosão “foram suficientes para deixar todo mundo empolgado”, disse Raffaella Margutti, da Northwestern University, que liderou uma equipe que utilizou telescópios que vão desde raios gama até ondas de rádio, incluindo o Very Large Array (VLA) da National Science Foundation. ), para estudar o objeto. "Além disso, a distância da AT2018cow de 200 milhões de anos-luz, está próxima, por padrões astronômicos", tornando-se um excelente alvo para estudo, disse Margutti.

Astrônomos estão apresentando suas descobertas sobre o objeto na reunião da American Astronomical Society em Seattle, Washington.

Depois de observar o objeto e medir suas características de mudança com uma coleção mundial de telescópios terrestres e orbitantes, os cientistas ainda não têm certeza do que é, mas têm duas explicações principais. Pode ser, suspeitam eles, uma supernova muito incomum, ou a destruição de uma estrela que passou muito perto de um enorme buraco negro, chamado de Tidal Disruption Event (TDE). Pesquisadores são rápidos em apontar, no entanto, que as características do objeto não combinam com exemplos previamente vistos de nenhum dos dois.

"Se é uma supernova, então é diferente de qualquer supernova que já vimos", disse Ho. A gama de cores do objeto, ou espectro, ela disse, “não parece uma supernova”. Além disso, era mais brilhante em ondas milimétricas - aquelas vistas pelo ALMA - do que qualquer outra supernova.

Também difere dos eventos de ruptura das marés previamente vistos.

“É descentralizado em sua galáxia hospedeira”, disse Deanne Coppejans, da Northwestern University, o que significa que não pode ser uma estrela desmembrada pelo buraco negro supermassivo no centro da galáxia. "Se é um TDE, então precisamos de um buraco negro de massa intermediário para fazer a trituração, e é esperado que eles se formem em aglomerados estelares", acrescentou Kate Alexander, membro da Einstein na Northwestern. O problema com isso, ela apontou, é que o fluxo de AT2018 parece estar dentro de um meio interestelar de alta densidade, que “é difícil de conciliar com a densidade do gás em aglomerados estelares”.

A maioria dos pesquisadores concorda que o comportamento da vaca-preta requer uma fonte central de energia contínua, ao contrário das outras explosões de supernovas. O melhor candidato, dizem eles, é um buraco negro que está atraindo material de seus arredores. O material de entrada forma um disco giratório em torno do buraco negro e esse disco irradia quantidades prolíficas de energia. Este é o tipo de "motor central" que alimenta os quasares e as galáxias de rádio em todo o Universo, bem como exemplos menores, como microquasars.

Quando uma estrela muito mais massiva que o Sol cessa a fusão termonuclear e colapsos de sua própria gravidade, produzindo uma explosão “normal” de supernova, nenhum mecanismo central é produzido. No entanto, nos casos extremos denominados hipnovas, que produzem rajadas de raios gama, esse mecanismo central produz os jatos super rápidos de material que geram os raios gama. Esse motor, no entanto, é muito curto, durando apenas alguns segundos.

Se um motor tão central alimentasse o AT2018, durou semanas, tornando esse evento distinto das explosões de supernovas induzidas pelo colapso e das explosões mais energéticas que produzem rajadas de raios gama. No caso de um TDE, o “motor” ganharia vida quando o buraco negro extraísse material da estrela retalhada por sua atração gravitacional.

Alternativamente, o "motor" resultante de uma explosão de supernova pode ser uma estrela de nêutrons de rotação rápida com um campo magnético extremamente poderoso - um magnetar.

“Sabemos, por teoria, que buracos negros e estrelas de nêutrons se formam quando uma estrela morre, mas nunca os vimos logo depois de nascerem. Nunca ”, disse Margutti.

"Isso é muito emocionante, já que seria a primeira vez que os astrônomos testemunharam o nascimento de um motor central", disse Ho.

No entanto, por causa do comportamento estranho da AT2018, o veredicto ainda não está claro, disseram os cientistas. A fonte central de energia pode ser uma poderosa onda de choque que atinge uma densa camada de material no núcleo do objeto. Ou a estranha supernova ou a explicação da TDE ainda é viável, disse a equipe de Ho.

Os astrônomos aguardam ansiosamente mais trabalho sobre o AT2018cow e para mais objetos como este.

"Durante as primeiras semanas, este objeto era muito brilhante em comprimentos de onda milimétricos, o que significa que, com o ALMA agora disponível, poderemos encontrar e estudar outros", disse Ho. “O pico de intensidade da emissão de rádio começa nos comprimentos de onda do ALMA e só se move para os comprimentos de onda do VLA após algumas semanas”, acrescentou ela.
Fonte: Almaobservatory.org

ALMA diferencia dois sinais de nascimento de uma única estrela


Imagem do ALMA da protoestrela MMS5/OMC-3. A protoestrela está localizada no centro e os fluxos de gás são ejetados para leste e oeste (esquerda e direita). O fluxo surge em cor laranja e o jato rápido em azul. Como se pode ver, os eixos do fluxo e do jato estão desalinhados. Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Matsushita et al.

Os astrónomos revelaram as origens enigmáticas de duas diferentes correntes de gás a sair de uma estrela bebé. Com a ajuda do ALMA, descobriram que o fluxo lento e o jato de alta velocidade que saem da protoestrela apresentam eixos não alinhados e que o primeiro começou a ser ejetado antes do segundo. As origens destes dois fluxos têm sido um mistério, mas estas observações dão sinais reveladores de que as duas correntes foram lançadas a partir de diferentes partes do disco em torno da protoestrela.

As estrelas têm uma ampla gama de massas, variando de centenas de vezes até menos de um décimo da massa do Sol. Para compreenderem a origem desta diversidade, os astrónomos estudam o processo de formação estelar, isto é, a agregação de gás e poeira cósmicos. As estrelas bebés acumulam gás devido à atração gravitacional, no entanto, parte do material é ejetado pelas protoestrelas. O material ejetado constitui um sinal do nascimento estelar que fornece pistas para compreender o processo de acumulação de massa.
Yuko Matsushita, estudante da Universidade Kyushu e sua equipa, usaram o ALMA para observar a estrutura detalhada do sinal de nascimento da estrela bebé MMS5/OMC-3 e descobriram dois fluxos de gás diferentes: um fluxo lento e um jato rápido. Foram observados alguns exemplos com dois fluxos em ondas de rádio, mas MMS5/OMC-3 é um exemplo excecional.
“Medindo o desvio Doppler das ondas de rádio, podemos estimar a velocidade e a vida útil dos fluxos de gás,” disse Matsushita, principal autora do trabalho de investigação publicado na revista Astrophysical Journal. “Descobrimos que o jato e o fluxo foram lançados há 500 e 1300 anos, respetivamente. Estes fluxos de gás são bem jovens ”.
Mais interessante ainda, a equipa descobriu que os eixos dos dois fluxos não estão alinhados fazendo entre eles um ângulo de 17 graus. O eixo dos fluxos pode ser alterado durante longos períodos de tempo devido à precessão da estrela central. Mas neste caso, considerando a extrema juventude dos fluxos de gás, os investigadores concluíram que o desalinhamento não é devido à precessão, mas está relacionado com processo de lançamento.

Ilustração da estrela bebé MMS5/OMC-3. As observações do ALMA identificaram duas correntes de gás partindo da protoestrela, um jato rápido colimado e um fluxo lento de grande ângulo, e descobriram que os eixos dos dois fluxos estão desalinhados. Crédito: NAOJ.

Existem dois modelos concorrentes para o mecanismo de formação dos fluxos e jatos protoestelares. Alguns investigadores consideram que as duas correntes se formam independentemente em diferentes partes do disco de gás em torno da estrela bebé central, outros propõem que o jato se forma primeiro, arrastando depois o material circundante para formar os fluxos mais lentos. Apesar da vasta investigação, os astrónomos não tinham chegado a uma resposta conclusiva.
No “modelo independente” poderia ocorrer um desalinhamento nos dois fluxos, mas tal seria mais difícil no modelo “de arrastamento”. Além disso, a equipa descobriu que o fluxo foi ejetado bem mais cedo que o jato, o que claramente apoia o “modelo independente”.
“A observação combina bem com o resultado da minha simulação,” disse Masahiro Machida, professor da Universidade de Kyushu. Há uma década, realizou estudos pioneiros de simulação usando um supercomputador operado pelo NAOJ (Observatório Astronómico Nacional do Japão). Na simulação, o fluxo de grande ângulo é ejetado a partir da área exterior do disco gasoso em torno de uma protoestrela, enquanto o jato colimado é lançado independentemente a partir da área interna do disco. “A observação de um desalinhamento entre os dois fluxos de gás pode indicar que o disco em torno da protoestrela está deformado,” acrescentou Machida.
“A alta sensibilidade do ALMA e a grande resolução angular irão permitir que encontremos sistemas de fluxo e jato mais jovens e energéticos, como MMS 5/OMC-3”, disse Satoko Takahashi, do NAOJ e do Joint ALMA Observatory, que tem a coautoria do artigo. “Eles irão fornecer pistas para compreender os mecanismos de condução de fluxos e jatos. Além disso, estudar tais objetos também nos irá dizer como funcionam os processos de acreção e ejeção de massa na fase inicial de formação de estrelas.”
Fonte: Portaldoastronomo.org
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