6 de março de 2019

Eta Carinae, estrela condenada


Eta Carinae pode estar prestes a explodir. Mas ninguém sabe quando - pode ser no próximo ano, pode ser daqui a um milhão de anos. A massa de Eta Carinae - cerca de 100 vezes a do nosso Sol - torna-a numa excelente candidata a supernova. Os registos históricos mostram que há cerca de 170 anos Eta Carinae passou por um surto invulgar que a tornou numa das estrelas mais brilhantes do céu do hemisfério sul. Eta Carinae, na Nebulosa do Buraco da Fechadura, é a única estrela atualmente conhecida a emitir luz LASER natural. 

Esta imagem realça detalhes na nebulosa invulgar que rodeia a estrela. Picos de difração, provocados pelo telescópio, são visíveis como riscos multicoloridos emanados do centro de Eta Carinae. Dois lóbulos distintos da Nebulosa de Homúnculo abrangem a região central quente, enquanto algumas faixas radiais estranhas são visíveis a vermelho, estendendo-se em direção à direita da imagem. Os lóbulos contêm correntes de gás e poeira que absorvem a luz azul e ultravioleta emitida perto do centro. As faixas radiais, no entanto, permanecem por explicar.
Crédito: NASA, ESA, Hubble; Processamento e Licença:Judy Schmidt
Fonte: NASA

As duas misteriosas populações da NGC 2419

Aglomerados globulares como o NGC 2419, visíveis nesta imagem tirada com o Telescópio Espacial Hubble da NASA / ESA , não são apenas belos, mas também fascinantes. Eles são grupos esféricos de estrelas que orbitam o centro de uma galáxia; no caso da NGC 2419, essa galáxia é a Via Láctea. A NGC 2419 pode ser encontrada a cerca de 300.000 anos-luz do Sistema Solar, na constelação de Lynx (o lince).

As estrelas que povoam os aglomerados globulares são muito semelhantes entre si, com propriedades semelhantes, como a metalicidade . A semelhança destes doppelgängers estelares é devido à sua formação no início da história da galáxia. Como as estrelas de um aglomerado globular se formam ao mesmo tempo, elas tendem a exibir propriedades razoavelmente homogêneas.  Acreditava-se que essa semelhança também se estendesse ao conteúdo de hélio estelar; isto é, pensava-se que todas as estrelas em um aglomerado globular conteriam quantidades comparáveis ​​de hélio.

No entanto, as observações de Hubble da NGC 2419 mostraram que nem sempre é esse o caso. Esse aglomerado globular surpreendente é formado por duas populações separadas de estrelas gigantes vermelhas, uma das quais é rara em termos de hélio. Outros elementos dentro das diferentes estrelas do NGC 2419 também variam - nitrogênio em particular. 

Além disso, essas estrelas ricas em hélio estavam predominantemente no centro do aglomerado globular e estavam em rotação. Essas observações levantaram questões sobre a formação de aglomerados globulares; Esses dois grupos de estrelas drasticamente diferentes se formaram juntos? Ou esse aglomerado globular surgiu por uma rota diferente?

Crédito: ESA / Hubble e NASA, S. Larsen et al. 
Fonte: Spacetelescope.org

Mais um suporte para o Planeta Nove

Esta ilustração mostra as órbitas dos distantes objetos da Cintura de Kuiper e do Planeta Nove. As órbitas renderizadas a roxo são controladas principalmente pela gravidade do Planeta Nove e exibem um agrupamento orbital íntimo. As órbitas verdes, por outro lado, estão ligadas a Neptuno e exibem uma dispersão orbital maior.Crédito: James Tuttle Keane/Caltech

Correspondendo ao terceiro aniversário do seu anúncio teorizando a existência de um nono planeta no Sistema Solar, Mike Brown e Konstantin Batygin do Caltech (Instituto de Tecnologia da Califórnia) publicaram um par de artigos que analisam as evidências da existência do Planeta Nove. Os artigos fornecem novos detalhes sobre a natureza e localização suspeita do planeta, que tem sido objeto de uma intensa busca internacional desde o anúncio de Batygin e Brown em 2016.

O primeiro artigo foi publicado no dia 22 de janeiro na revista The Astronomical Journal. A hipótese do Planeta Nove é baseada em evidências que sugerem que o agrupamento de objetos na Cintura de Kuiper, um campo de corpos gelados para lá de Neptuno, é influenciado pela atração gravitacional de um planeta ainda por avistar.  A questão da ocorrência desse agrupamento ainda está em aberto, ou se é meramente um artefacto resultante de um viés em como e onde os objetos da Cintura de Kuiper são observados.

Para avaliar se o viés de observação está realmente por trás do aparente agrupamento, Brown e Batygin desenvolveram um método para quantificar a quantidade de viés em cada observação individual, e depois calcularam a probabilidade do agrupamento não ser genuíno. Essa probabilidade, descobriram, é de aproximadamente uma em 500. Embora esta análise não diga nada, diretamente, sobre a existência do Planeta Nove, indica que a hipótese tem uma base sólida," diz Brown, professor de Astronomia Planetária.


Cálculos orbitais atualizados sugerem que o Planeta Nove tem aproximadamente cinco vezes a massa da Terra e reside numa órbita ligeiramente excêntrica com um período de mais ou menos 10.000 anos.Crédito: James Tuttle Keane/Caltech

O segundo artigo será publicado na próxima edição da revista Physics Reports. Fornece milhares de modelos computacionais da evolução dinâmica do Sistema Solar distante e uma visão atualizada da natureza do Planeta Nove, incluindo uma estimativa de que é menor e está mais próximo do Sol do que se suspeitava anteriormente. Com base nos novos modelos, Batygin e Brown - juntamente com Fred Adams e Juliette Becker da Universidade de Michigan - concluíram que o Planeta Nove tem uma massa aproximadamente cinco vezes a da Terra e um eixo orbital semi-maior na casa das 400 UA (Unidade Astronómica), tornando-o também potencialmente mais brilhante. Cada unidade astronómica é equivalente à distância entre o centro da Terra e o centro do Sol, cerca de 149,6 milhões de quilómetros.

"Com cinco vezes a massa da Terra, o Planeta Nove é provavelmente muito reminiscente de uma típica super-Terra exosolar," explica Batygin, professor assistente de ciência planetária. As super-Terras são planetas com uma massa maior que a da Terra, mas substancialmente menor que a de um gigante gasoso. "É o elo perdido da formação planetária do Sistema Solar. Ao longo da última década, os levantamentos exoplanetários revelaram que planetas de tamanho similar são muito comuns em torno de outras estrelas parecidas com o Sol. O Planeta Nove será o astro homólogo mais acessível para estudar as propriedades de um planeta típico da nossa Galáxia."

Batygin e Brown apresentaram a primeira evidência da existência de um planeta gigante que traçava uma órbita bizarra e altamente alongada no Sistema Solar exterior no dia 20 de janeiro de 2016. Nesse mês, Brown e Batygin forneceram mais detalhes, incluindo restrições observacionais na localização do planeta ao longo da sua órbita.

Nos dois anos seguintes, desenvolveram modelos teóricos do planeta que explicavam outros fenómenos conhecidos, como por exemplo o porquê de alguns objetos da Cintura de Kuiper terem uma órbita perpendicular em relação ao plano do Sistema Solar. Os modelos resultantes aumentaram a sua confiança na existência do Planeta Nove.

Após o anúncio oficial, astrónomos de todo o mundo, incluindo Brown e Batygin, começaram a procurar evidências observacionais do novo planeta. Embora Brown e Batygin tenham sempre aceite a possibilidade de o Planeta Nove não existir, dizem que quanto mais examinam a dinâmica orbital do Sistema Solar, mais fortes parecem ser as evidências que o sustentam.

"A minha característica favorita da hipótese do Planeta Nove é que é testável observacionalmente," diz Batygin. "A perspetiva de um dia vermos imagens reais do Planeta Nove é absolutamente eletrizante. Embora a descoberta do Planeta Nove, visualmente, seja um grande desafio, estou muito otimista de que o iremos ver na próxima década."
Fonte: Astronomia OnLine

Cientistas encontraram um buraco negro praticamente invisível


Esses resultados fornecem um novo método para procurar outros buracos negros ocultos e nos ajudar a entender o crescimento e a evolução dos buracos negros.

Os astrônomos detectaram um buraco negro furtivo de seus efeitos em uma nuvem de gás interestelar. Este buraco negro de massa intermediária é um dos mais de 100 milhões de buracos negros que se espera que estejam à espreita na nossa galáxia. Esses resultados fornecem um novo método para procurar outros buracos negros ocultos e nos ajudar a entender o crescimento e a evolução dos buracos negros.

Buracos negros são objetos com uma gravidade tão forte que tudo, incluindo a luz, é absorvido e não pode escapar. Como os buracos negros não emitem luz, os astrônomos devem inferir sua existência a partir dos efeitos que sua gravidade produz em outros objetos. Os buracos negros variam em massa de cerca de 5 vezes a massa do Sol a buracos negros supermassivos, milhões de vezes a massa do Sol. Os astrônomos pensam que pequenos buracos negros se fundem e gradualmente crescem, mas ninguém jamais encontrou um buraco negro de massa intermediária, centenas ou milhares de vezes a massa do Sol.

Uma equipe de pesquisadores liderada por Shunya Takekawa no Observatório Astronômico Nacional do Japão observou HCN-0.009-0.044, uma nuvem de gás que se move estranhamente perto do centro da galáxia, a 25.000 anos-luz da Terra, na constelação de Sagitário. Eles usaram o ALMA (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array) para realizar observações de alta resolução da nuvem e descobriram que ele está girando em torno de um objeto massivo invisível.

Takekawa explica: “Análises cinemáticas detalhadas revelaram que uma massa enorme, 30.000 vezes maior que a do Sol, estava concentrada em uma região muito menor do que o nosso Sistema Solar. Isso e a falta de qualquer objeto observado naquele local sugere fortemente uma massa intermediária. Ao analisar outras nuvens anômalas, esperamos expor outros buracos negros.”

Tomoharu Oka, professor da Keio University e chefe da equipe, acrescenta: “É significativo que esse buraco negro de massa intermediária tenha sido encontrado a apenas 20 anos-luz do buraco negro supermassivo no centro galáctico. No futuro, ele cairá no buraco negro supermassivo. Isso apóia o modelo de fusão do crescimento dos buracos negros. 
Fonte: Socientifica.com.br

Galáxia anémica revela deficiências na teoria da formação de galáxias ultra-difusas

DGSAT I (esquerda), uma galáxia ultra-difusa (UDG), vista ao lado de uma galáxia espiral normal (direita) para efeitos de comparação. Ambas são similares em tamanho, mas as UDGs como DGSAT I têm tão poucas estrelas, que podemos ver através delas, como por exemplo galáxias no plano de fundo.Crédito: A. Romanowsky/Observatórios da Universidade da Califórnia/D. Martinez-Delgado/ARI

Uma equipe de astrónomos liderada pelos Observatórios da Universidade da Califórnia estudou em grande detalhe uma galáxia tão ténue e em condições tão pristinas que age como uma cápsula do tempo, selada logo após o alvorecer do nosso Universo, apenas para ser desvendada pela mais recente tecnologia do Observatório W. M. Keck. Usando o instrumento KCWI (Keck Cosmic Web Imager), a equipa descobriu uma galáxia ultra-difusa (UDG, "ultra-diffuse galaxy") bizarra e solitária.

Esta galáxia fantasmagórica, de nome DGSAT I, contradiz a teoria atual da formação de UDGs. Todas as UDGs estudadas anteriormente encontram-se em enxames galácticos, que informaram a base para a teoria de que já foram galáxias "normais", mas que com o tempo tornaram-se "confusões felpudas" devido a eventos violentos dentro do aglomerado.

"Parecia haver uma imagem relativamente clara das origens das galáxias, das espirais às elípticas, e das gigantes às anãs," disse o autor principal Ignacio Martín-Navarro, académico pós-doutorado dos Observatórios da Universidade da Califórnia. "No entanto, a recente descoberta de UDGs levantou novas questões sobre o quão completa é esta imagem. Todas as UDGs já estudadas em detalhe, até agora, encontravam-se em enxame de galáxias: regiões densas de interações violentas onde as características das galáxias, durante o nascimento, foram misturadas por uma adolescência difícil."

Os resultados da equipa serão publicados na edição de 11 de abril de 2019 da revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society e está disponível online. Dado que DGSAT I é uma exceção rara de uma UDG descoberta longe de um enxame, pode fornecer uma janela mais clara para o passado. Não houve muita atividade em seu redor para manchar a sua composição e evolução. A fim de descobrir o que fez com que esta galáxia fosse tão esparsa no que toca à luz estelar, a equipa usou o KCWI para mapear a composição do objeto.

"A composição química de uma galáxia fornece um registo das condições ambientais aquando da sua formação, tal como os oligoelementos no corpo humano podem revelar uma vida inteira de hábitos alimentares e exposição a poluentes," disse o coautor Aaron Romanowsky, astrónomo dos Observatórios da Universidade da Califórnia e Professor Associado do Departamento de Física e Astronomia da Universidade Estatal de San José.

DGSAT I surpreendeu os investigadores com a sua composição química. As galáxias de hoje costumam ter elementos mais pesados, como ferro e magnésio, em comparação com as galáxias primitivas nascidas logo após o Big Bang. Mas o KCWI revelou que DGSAT I parece ser anémica; o teor de ferro da galáxia é notavelmente baixo, como se fosse formada a partir de uma nuvem de gás quase pristino, sem estar poluída pela morte de estrelas anteriores (supernovas). E, no entanto, os níveis de magnésio de DGSAT I são normais, consistentes com o que os astrónomos esperam encontrar nas galáxias modernas. Isto é estranho, porque ambos os elementos são libertados durante as explosões de supernova; normalmente não encontramos um sem o outro.

"Nós não compreendemos esta combinação de poluentes, mas uma das nossas ideias é que as explosões extremas das supernovas fizeram a galáxia pulsar em tamanho durante a sua adolescência, de modo que retém preferencialmente magnésio em relação ao ferro," disse Romanowsky.

As UDGs são uma classe relativamente nova de galáxias descobertas pela primeira vez em 2015. São tão grandes quanto a Via Láctea, mas têm entre 100 e 1000 vezes menos estrelas do que a nossa Galáxia, o que as torna pouco visíveis e difíceis de estudar. O instrumento KCWI está construído para superar este obstáculo graças à sua extrema sensibilidade e capacidade para capturar espetros de alta-resolução dos objetos mais fracos e mais distantes do nosso Universo como as UDGs.

"Há apenas um outro instrumento no mundo com as capacidades do KCWI que nos permite medir a composição química de galáxias com baixo brilho superficial," disse o coautor Jean Brodie, Professor de Astronomia e Astrofísica dos Observatórios da Universidade da Califórnia. "Mas esse está no hemisfério sul, onde não temos uma boa vista de DGSAT I, que fica no hemisfério norte."

O KCWI realiza um tipo de observação chamada espectroscopia de campo integral, que captura dados em 3D em vez de 2D. Tradicionalmente, havia duas maneiras dos astrónomos estudarem objetos celestes, seja por meio de imagens ou por espectroscopia. Este instrumento quebra a barreira entre os dois. Numa única observação, o KCWI captura a imagem, bem como o espectro de cada pixel na imagem, o que revela as propriedades físicas do objeto, como a composição, a temperatura, a velocidade e mais.

"São para estes tipos de observações que construímos o KCWI; para continuar a empurrar a fronteira de obter o máximo de informações dos objetos mais fracos," explicou John O'Meara, cientista-chefe do Observatório Keck. "Estamos muito animados para ver quantos objetos como DGSAT I podemos estudar com o Keck e para continuar a transformar a nossa compreensão de como as galáxias se formam e mudam com o tempo."

Os cientistas planeiam usar o KCWI novamente, desta vez para levar a cabo uma observação mais profunda de outra UDG parecida com DGSAT I; planeiam extrair a sua composição em maior detalhe na esperança de desvendar mais dados que possam ajudar os astrónomos a se concentrarem na origem das UDGs.

"Foram apresentadas várias ideias, desde as mais mundanas até às mais exóticas. Uma possibilidade intrigante é que algumas destas galáxias fantasmagóricas são fósseis vivos do alvorecer do Universo, quando as estrelas e as galáxias emergiram num ambiente muito diferente do de hoje", realçou Romanowsky. "O seu nascimento é realmente um mistério fascinante que a nossa equipa está a trabalhar para resolver."
Fonte: Astronomia OnLine
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