15 de março de 2019

Investigadores confirmam que estrelas de hipervelocidade foi expulsa do disco da Via Láctea

Usando um dos Telescópios Magalhães no Chile, bem como dados da missão espacial Gaia da ESA, os cientistas recriaram a trajetória de uma estrela massiva de hipervelocidade. A trajetória mostra que a estrela foi expelida do disco da Via Láctea, não do Centro Galáctico como se pensava anteriormente. Crédito: Kohei Hattori

De acordo com investigadores da Universidade de Michigan, uma estrela veloz pode ter sido ejetada do disco estelar da Via Láctea por um enxame de estrelas jovens. Os cientistas dizem que a estrela não teve origem no meio da Galáxia, como pensavam anteriormente.

"Esta descoberta muda drasticamente a nossa visão da origem das estrelas em movimento rápido," disse Monica Valluri, professora no Departamento de Astronomia da Faculdade de Literatura, Ciência e Artes da Universidade de Michigan. "O facto de que a trajetória desta estrela massiva e veloz tem origem no disco, e não no Centro Galáctico, indica que os ambientes muito extremos necessários para expelir estrelas em movimento rápido podem surgir noutros locais que não em redor de buracos negros supermassivos."

É necessária muita energia para produzir uma estrela em rápido movimento, normalmente situadas em ambientes extremos, disse Valluri.

A Via Láctea contém dezenas de milhares de milhões de estrelas, a maioria das quais encontram-se distribuídas numa estrutura semelhante a uma pizza chamada disco estelar. Em 2005, os astrónomos descobriram estrelas em movimento rápido que se movem duas vezes mais depressa que a maioria das outras estrelas - a 500 km/s, em comparação com o resto da Galáxia onde as estrelas têm uma velocidade média de pouco mais de 200 km/s.

Até agora foram descobertas menos de 30 destas estrelas extremamente rápidas (geralmente chamadas "estrelas de hipervelocidade").

Quando estrelas binárias - um par de estrelas que se orbitam uma à outra enquanto se deslocam por uma galáxia - passam demasiado perto de um buraco negro, este captura uma das estrelas do binário e a outra é lançada numa "fisga gravitacional". A fim de produzir os tipos de velocidades que os astrónomos medem para as estrelas de hipervelocidade, o buraco negro tem que ser muito massivo.

Como existem evidências da existência de um buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea, muitos astrónomos pensam que a maioria das estrelas de hipervelocidade foram ejetadas por este buraco negro supermassivo.

Valluri e o investigador pós-doutorado Kohei Hattori, da mesma universidade, estavam interessados em traçar a trajetória de LAMOST-HVS1, uma estrela massiva e veloz que está mais perto do Sol do que qualquer outra estrela de hipervelocidade, para identificar o seu local de expulsão na Via Láctea. Usaram um dos Telescópios Magalhães no Chile para determinar a distância e a velocidade da estrela.

Hattori juntou-se então a um grupo internacional de cientistas que se reuniram em Nova Iorque no ano passado para participar numa "hackatona" para fazer download, partilhar e analisar dados da missão espacial Gaia da ESA, uma missão de astrometria espacial que está a construir o maior e mais preciso mapa tridimensional da Via Láctea.

Usando a posição atual e a velocidade atual da estrela derivada a partir do Gaia e do Magalhães, os astrónomos conseguiram rastrear o seu percurso, ou órbita. Para sua surpresa, parece que a estrela foi ejetada do disco estelar, e não do centro da Via Láctea.

"Nós pensávamos que esta estrela vinha do Centro Galáctico. Mas se analisarmos a sua trajetória, fica claro que não está relacionada com o Centro Galáctico," disse Hattori. "Temos que considerar outras possibilidades para a origem da estrela."

Os autores teorizam que a expulsão desta estrela massiva, do disco estelar, pode ser o resultado de uma estrela que sofreu um encontro próximo com múltiplas estrelas massivas ou com um buraco negro de massa intermédia num enxame estelar.

Embora já se conheçam há muito tempo estrelas grandes e fugitivas, expulsas de enxames estelares com velocidades de 40-100 km/s, nenhuma tem a velocidade extrema de LAMOST-HVS1. Os modelos teóricos para estrelas fugitivas que incluem estrelas múltiplas e massivas também produzem muito raramente velocidades tão extremas, sugerindo uma possibilidade mais exótica - um buraco negro de massa intermédia.

O percurso calculado da estrela tem origem num local do braço espiral de Norma que não está associado a enxames estelares massivos anteriormente conhecidos. No entanto, caso este hipotético aglomerado estelar exista, pode estar escondido por trás da poeira no disco estelar. Se for encontrado, proporcionará a primeira oportunidade de descobrir diretamente um buraco negro de massa intermédia no disco estelar da Via Láctea.

Além disso, o facto de que esta estrela pode ter sido ejetada de um enxame massivo de estrelas sugere a possibilidade de que muitas outras estrelas em movimento rápido também possam ter sido expulsas deste tipo de objeto, dizem os cientistas.

Tanto a Via Láctea quanto a Grande Nuvem de Magalhães (uma pequena galáxia separada, em órbita da Via Láctea) são conhecidas por terem alguns enxames estelares que podem ter um papel importante na expulsão de estrelas velozes, contrariando a visão amplamente aceite de que foram expelidas por interações com os buracos negros centrais nestas galáxias.

Os investigadores dizem que isto também levaria a novas informações sobre as interações das estrelas e sobre a possível formação de buracos negros de massa intermédia em enxames estelares.
Fonte: Astronomia OnLine

A ultima foto do Opportunity de Marte

Antes que seus circuitos corressem frios à sombra de uma tempestade de poeira marciana, o Opportunity deu uma olhada em seus arredores e os salvou para a posteridade.  A imagem representa uma conclusão pungente da missão do rover; um panorama detalhado combinando as trilhas mais recentes de sua jornada de maratona com um vislumbre das areias que nunca tocaria.
A oportunidade não tinha a intenção de ser executada enquanto durasse. Apenas 90 dias se estenderam por 15 anos inteiros de rolamento sobre as areias marcianas, lançando instantâneos como um turista que se esqueceu de sua aposentadoria.
A imagem de 360 ​​graus foi tirada do local de descanso final do rover em maio do ano passado. Mais de 29 dias, o Opportunity absorveu seus arredores em uma série de 354 fotos individuais antes de levá-las de volta à NASA.
Enquanto a maioria deles proporcionava uma visão colorida da paisagem, o punhado de blocos pretos e brancos no canto era tomado pela energia que se desvanecia, negando ao Opportunity o tempo necessário para capturar o último da cena em tons de verde e violeta.
"Este panorama final incorpora o que tornou nosso Opportunity uma missão tão notável de exploração e descoberta", diz John Callas, do Laboratório de Propulsão a Jato da Nasa, em Pasadena, Califórnia.
"À direita do centro, você pode ver a borda da Cratera Endeavour se erguer à distância. À esquerda dela, as trilhas começam a descer do horizonte e seguem até as feições geológicas que nossos cientistas queriam examinar. perto.
"E à direita e à esquerda estão o fundo do Perseverance Valley e o chão da cratera Endeavour, intocada e inexplorada, à espera de visitas de futuros exploradores."
Quem quer que seja - ou o que for - esses futuros exploradores será deixado para ser visto.
Sem dúvida, um dia um futuro viajante espacial, seja do tipo humano ou robótico, se encontrará com o rover idoso e possivelmente até achará uma maneira de torná-lo operacional novamente.
Até lá, a imagem ficará na história com outros instantâneos famosos da exploração espacial, servindo como nossos olhos em outro mundo.
Fonte: Sciencealert.com

Buracos brancos podem ser demais para seu cérebro entender

Buracos negros são um dos objetos mais empolgantes do universo. Acredita-se que sejam os núcleos colapsados de estrelas mortas, elementos espaciais estranhos muito densos dos quais nada escapa, nem mesmo luz.

Mas talvez eles não sejam o único tipo de “buraco” no espaço.

Buracos brancos

Hipóteses matemáticas já descreveram algo chamado de “buraco branco” – uma singularidade sem massa. Como o nome indica, um buraco branco seria o oposto de um buraco negro. Os astrofísicos vêm “brincando” com esse conceito desde os anos 1970. Onde o horizonte de eventos de um buraco negro é o limite no qual sua força gravitacional impede que a luz atinja a velocidade de escape, o horizonte de eventos de um buraco branco impede que qualquer coisa entre. Em outras palavras, enquanto você não pode escapar de um buraco negro, não pode entrar em um branco. Onde um buraco negro suga matéria, um branco a expele.

Tais buracos brancos, se existissem, seriam incrivelmente brilhantes e enérgicos, lançando radiação no espaço a uma taxa furiosa.

Como se formam?

Hipoteticamente, um buraco branco seria como apertar um botão de “retrocesso” em um buraco negro. Temos modelos plausíveis de como os buracos negros se formam, mas não é como se pudéssemos realmente rebobinar o tempo no universo para transformá-los em buracos brancos. Sendo assim, os físicos acham que esses objetos provavelmente não existem.

Por exemplo, teríamos que começar com uma singularidade e “ir para trás”, vomitando matéria até que ela se “montasse” em uma estrela. Isso exigiria uma diminuição na entropia, o que violaria a segunda lei da termodinâmica.

“Não há razão para sugerir que o universo começou com singularidades prontas. Na verdade, seria bastante estranho se o fizesse”, explica a astrofísica Karen Masters.

Mesmo ignorando tudo isso por um segundo e assumindo que um buraco branco de alguma forma surgiu, de acordo com a matemática, ele provavelmente deixou de existir muito rapidamente.
Se o universo tivesse buracos brancos desde o início, eles teriam sido extintos bilhões de anos antes que a vida na Terra começasse a se contorcer nas profundezas do oceano primordial.

Teoria x evidências

Embora os buracos brancos sejam puramente teóricos nesse estágio, os buracos negros também já foram uma vez. De fato, há um tipo de evento que os cientistas colocaram como um candidato a buraco branco – uma explosão de raios gama. Estes são alguns dos eventos mais brilhantes e energéticos do universo, emitindo mais energia em 10 segundos do que o sol pode em 10 bilhões de anos.

Em 2017, os astrônomos observaram uma ocorrência causada pela famosa colisão entre duas estrelas de nêutrons, o evento GW170817. No entanto, em 2011, dois astrofísicos propuseram que um raio gama com propriedades incomuns poderia ter sido um buraco branco.

E há ainda a ideia de que o próprio Big Bang era um buraco branco supermassivo. Este conceito foi explorado matematicamente, mas também é altamente teórico, uma vez que não é muito consistente com a atual teoria dominante de que o universo não teria surgido a partir de uma explosão de um único ponto, mas sim inflado a partir desse ponto, passando 500 milhões de anos na escuridão.

Por fim, existe uma hipótese de que um buraco branco seja o que um buraco negro se transforma no final de sua vida útil. Buracos negros parecem bem duradouros, então é possível que o universo não seja velho o suficiente para uma dessas evoluções ter acontecido. Ou então, aconteceram, mas desapareceram antes de as vermos.

Por enquanto, estas hipóteses não passam de possibilidades no reino da matemática pura; o universo tem mania de nos surpreender, contudo. Quem sabe os cientistas se deparem com um buraco branco no futuro.
Fonte: Hypescience.com

Filosofia: O que é exatamente um Buraco Negro?

Impressionantes e desafiadores, os buracos negros bem podem ser considerados um "buraco negro" metafórico, onde cabem ideias de vários tipos. [Imagem: ESO/Gravity Consortium/L. Calçada]

Definição de buraco negro
O que é um buraco negro?
Faça essa pergunta a 10 físicos e você obterá umas 11 respostas diferentes - levando em conta que alguns dirão que buracos negros não existem.
Controvérsias à parte, um buraco negro é convencionalmente considerado como um objeto astronômico que consome irrevogavelmente toda a matéria e radiação que calhe de entrar em esfera de influência, conhecida como horizonte de eventos.
Fisicamente, um buraco negro é definido pela presença de uma singularidade, isto é, uma região do espaço, delimitada pelo horizonte de eventos, dentro da qual a densidade massa/energia se torna infinita e as leis da física, normalmente bem comportadas, não mais se aplicam.
No entanto, um artigo publicado na última edição da revista Nature Astronomy, o professor Erik Curiel, do Centro de Filosofia Matemática da Universidade Ludwig-Maximilians, afirma que estamos longe de contar com uma definição precisa e de comum acordo entre os cientistas desse estado "singular".
"As propriedades dos buracos negros são objeto de investigações em uma série de subdisciplinas da física - na física óptica, na física quântica e, é claro, na astrofísica. Mas cada uma dessas especialidades aborda o problema com um conjunto específico de conceitos teóricos.
"Fenômenos como os buracos negros pertencem a um reino inacessível à observação e à experimentação. Trabalhos baseados na suposição de que buracos negros existem, portanto, envolvem um nível de especulação que é incomum até para o campo da física teórica," escreveu Curiel.
Definição filosófica de buraco negro
Durante a preparação de sua análise filosófica do conceito de buracos negros descrita neste artigo, o autor conversou com físicos envolvidos em uma ampla gama de campos de pesquisa. No decorrer dessas conversas, ele recebeu diferentes definições de um buraco negro.
É importante ressaltar, no entanto, que cada definição foi usada de maneira consistente dentro dos limites da disciplina especializada em questão.
O próprio Curiel descreve essas discussões como "surpreendentes" e "reveladoras", com os conceitos "subdisciplinares" fazendo todo o sentido entre os estudiosos daquela subdisciplina, mas não necessariamente coerente com outras subdisciplinas.
Para o astrofísico Abraham Loeb, por exemplo, "um buraco negro é a prisão final: depois de fazer o check-in, você nunca poderá sair". Por outro lado, o físico teórico Domenico Giulini considera "conceitualmente problemático pensar nos buracos negros como objetos no espaço, coisas que podem se mover e ser empurradas".
Essa declaração pode parecer surpreendente, mas os físicos lidam com os buracos negros usando equações matemáticas bastante simplificadoras, dada a impossibilidade de observá-los diretamente.
No lado experimental, recentemente ganhou grande divulgação um experimento onde se usa ralos de pia para criar "análogos de buracos negros", com a água espiralando rumo ao ralo equivalendo à matéria e radiação caindo em direção ao buraco negro. Por válidos que sejam esses experimentos - é necessário começar de algum ponto e de forma pensadamente simplificada - e os insights que eles geram, os físicos sabem que um vórtice equivale a apenas um ponto - geometricamente falando - do corpo celeste em questão. 
Mas cada ponto do buraco negro geraria igualmente uma atração e seu próprio vórtice, com todos então entrando em interação uns com os outros, criando uma balbúrdia impossível de destrinchar - nem matemática temos ainda para isso.
Mas, quando se parte para uma discussão filosófica, é necessário avançar "daquilo que podemos conhecer" no estágio atual para o "conhecível", levando tudo em conta.
Cautela com a diversidade
Ouvidos os principais envolvidos, a mensagem final de Curiel é que a própria diversidade de definições de buracos negros é um sinal positivo, permitindo que os físicos abordem o fenômeno a partir de uma variedade de perspectivas físicas.
No entanto, a fim de fazer um uso produtivo dessa diversidade de pontos de vista, seria importante cultivar uma maior consciência das diferenças de ênfase entre eles, recomenda.
Afinal, cientistas de diferentes especialidades poderão estar falando "Sim, buracos negros existem", mas cada um pode estar falando de "objetos" diferentes, o que é particularmente problemático quando se tenta transferir conclusões de um campo de pesquisas para outro, escreveu Curiel.
Fonte: Inovação Tecnológica

O que os cientistas descobriram depois de peneirar poeira no sistema solar


Nesta ilustração, vários anéis de poeira rodeiam o Sol. Estes anéis formam-se quando as gravidades dos planetas puxam grãos de poeira para órbita em torno do Sol. Recentemente, os cientistas detetaram um anel de poeira na órbita de Mercúrio. Outros teorizam que a fonte do anel de poeira de Vénus é um grupo de asteroides co-orbitais ainda não detetados. Crédito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA/Mary Pat Hrybyk-Keith

Assim como a poeira se acumula nos cantos e nas estantes das nossas casas, a poeira também se acumula no espaço. Mas quando a poeira assenta no Sistema Solar, é muitas vezes em anéis. Existem vários anéis de poeira em torno do Sol. Os anéis traçam as órbitas dos planetas, cuja gravidade puxa a poeira para o espaço em redor do Sol, à medida que se desloca a caminho do centro do Sistema Solar. 

A poeira consiste de remanescentes esmagados da formação do Sistema Solar, há cerca de 4,6 mil milhões de anos - entulho de colisões de asteroides ou "migalhas" de cometas. A poeira encontra-se dispersada por todo o Sistema Solar, mas acumula-se em anéis granulosos sobrepostos às órbitas da Terra e Vénus, anéis que podem ser vistos com telescópios na Terra. Ao estudar esta poeira - a sua composição, origem e como se desloca pelo espaço - os cientistas procuram pistas para entender o nascimento dos planetas e a composição de tudo o que vemos no Sistema Solar.

Dois estudos recentes relatam novas descobertas de anéis de poeira no Sistema Solar interior. Um estudo usa dados da NASA para traçar evidências de um anel de poeira, em redor do Sol, na órbita de Mercúrio. Um segundo estudo da NASA identifica a provável fonte do anel de poeira na órbita de Vénus: um grupo de asteroides nunca antes detetados em co-órbita com o planeta.

"Não é todos os dias que descobrimos algo novo no Sistema Solar interior," comentou Marc Kuchner, autor do estudo de Vénus e astrofísico do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland. "Está na nossa vizinhança."

Outro anel em redor do Sol

Guillermo Stenborg e Russell Howard, ambos cientistas solares no Laboratório de Pesquisa Naval em Washington, DC, não se propuseram encontrar um anel de poeira. "Encontrámo-lo por acaso," disse Stenborg, rindo. Os cientistas resumiram as suas descobertas num artigo publicado na revista The Astrophysical Journal de dia 21 de novembro de 2018.


Os cientistas pensam que os planetas começam como meros grãos de poeira. Emergem a partir de discos gigantes de gás e poeira que rodeiam estrelas jovens. A gravidade e outras forças fazem com que o material dentro do disco colida a coalesça (ilustração).Crédito: NASA/JPL

Eles descrevem evidências de uma fina neblina de poeira cósmica sobre a órbita de Mercúrio, formando um anel com aproximadamente 15 milhões de quilómetros de largura. Mercúrio - com menos de 4880 km de diâmetro - percorre esta vasta trilha de poeira enquanto orbita o Sol.

Ironicamente, os dois cientistas tropeçaram no anel de poeira enquanto procuravam evidências de uma região livre de poeira perto do Sol. A certa distância do Sol, de acordo com uma previsão já com décadas, o poderoso calor da nossa estrela deveria vaporizar a poeira, varrendo completamente toda uma extensão do espaço. A determinação desta fronteira pode dizer aos cientistas mais sobre a composição da própria poeira e fornecer pistas de como os planetas se formaram no Sistema Solar jovem.

Até agora, não foi encontrada nenhuma evidência de espaço livre de poeira, mas isso é em parte porque seria difícil de detetar a partir da Terra. Independentemente de como os cientistas observem a partir da Terra, toda a poeira entre nós e o Sol fica no caminho, enganando-os a pensar que talvez o espaço mais perto do Sol possua mais poeira do que realmente tem.

Stenborg e Howard pensaram que podiam contornar este problema construindo um modelo baseado em imagens do espaço interplanetário obtidas pela missão STEREO (Solar and Terrestrial Relations Observatory).

Em última análise, os dois queriam testar o seu novo modelo em preparação para a Parker Solar Probe da NASA, atualmente numa órbita altamente elíptica em torno do Sol, passando cada vez mais perto do Sol ao longo dos próximos sete anos. Queriam aplicar a sua técnica às imagens que a Parker envia para a Terra e ver como a poeira perto do Sol se comporta.

Os cientistas nunca trabalharam com dados recolhidos neste território inexplorado, tão perto do Sol. Modelos como o de Stenborg e Howard fornecem um contexto crucial para a compreensão das observações da Parker Solar Probe, além de informar em que tipo de ambiente espacial a nave se encontra - limpo ou "sujo".

As imagens das STEREO mostram dois tipos de luz: luz da atmosfera externa do Sol - chamada coroa - e a luz refletida por toda a poeira que flutua no espaço. A luz solar refletida desta poeira, que orbita lentamente o Sol, é cerca de 100 vezes mais brilhante do que a luz coronal.

"Na verdade, não somos 'pessoas da poeira'," comentou Howard, que também é o líder científico das câmaras das STEREO e da Parker Solar Probe que tiram fotos da coroa. "A poeira perto do Sol aparece simplesmente nas nossas observações e, geralmente, descartamo-la." Os cientistas solares como Howard - que estudam a atividade solar para fins como previsão da meteorologia espacial iminente, incluindo gigantescas explosões de material solar que o Sol às vezes expele na nossa direção - passam anos a desenvolver técnicas para remover os efeitos desta poeira. Somente depois de removerem a leve contaminação da poeira, é que podem realmente ver o que a coroa está a fazer.

Os dois cientistas construíram o seu modelo como uma ferramenta para os outros se "livrarem" da poeira nas imagens da missão STEREO - e, eventualmente da Parker Solar Probe -, mas a previsão do espaço livre de poeira permanecia no fundo das suas mentes. Se pudessem inventar um modo de separar os dois tipos de luz e isolar o brilho da poeira, podiam descobrir quanta poeira existe realmente lá. Se descobrissem que toda a luz numa imagem vinha apenas da coroa, por exemplo, isso podia indicar que finalmente haviam encontrado uma região do espaço sem poeira.

O anel de poeira de Mercúrio foi um achado fortuito, um subproduto do trabalho de modelagem de Stenborg e Howard. Quando usaram a sua nova técnica nas imagens STEREO, notaram um padrão de brilho aprimorado ao longo da órbita de Mercúrio - mais poeira, isto é -, na luz que planeavam descartar.

"Não foi uma coisa isolada," disse Howard. "Em redor do Sol, independentemente da posição da nave, podíamos ver o mesmo aumento de 5% no brilho da poeira, ou densidade. Isso disse-nos que havia algo aqui, algo que rodeia todo o Sol."

Os cientistas nunca consideraram a existência de um anel ao longo da órbita de Mercúrio, talvez razão pela qual não tenha sido detetado até agora, realçou Stenborg. "As pessoas pensavam que Mercúrio, ao contrário da Terra ou de Vénus, era demasiado pequeno e estava demasiado perto do Sol para capturar um anel de poeira," disse. "Esperavam que o vento solar e as forças magnéticas do Sol 'soprassem' qualquer excesso de poeira na órbita de Mercúrio."

Com uma descoberta inesperada e uma nova ferramenta sensível, os investigadores ainda estão interessados na zona livre de poeira. À medida que a Parker Solar Probe continua a sua exploração da coroa, o seu modelo pode ajudar outras pessoas a revelar quaisquer outras regiões de poeira à espreita perto do Sol.

Asteroides escondidos na órbita de Vénus

Esta não foi a primeira vez que os cientistas encontraram um anel de poeira no Sistema Solar interior. Há 25 anos atrás, os cientistas descobriram que a Terra orbita o Sol no interior de um gigantesco anel de poeira. Outros descobriram um anel semelhante perto da órbita de Vénus, primeiro usando dados de arquivo das sondas Helios em 2007, e depois confirmando-o em 2013 com dados da missão STEREO.

Desde então, os cientistas determinaram que o anel de poeira na órbita da Terra vem em grande parte da cintura de asteroides, a vasta região em forma de donut entre Marte e Júpiter, onde vivem a maioria dos asteroides do Sistema Solar. Estes asteroides rochosos batem constantemente uns nos outros, soltando poeira que vagueia para mais perto do Sol, a menos que a gravidade da Terra coloque a poeira na órbita do planeta.

Os asteroides representam os blocos de construção dos planetas rochosos do Sistema Solar. Quando colidem, na cintura de asteroides, libertam poeira que é espalhada por todo o Sistema Solar, que os cientistas podem estudar em busca de pistas do início da história do Sistema Solar (ilustração).Crédito: Laboratório de Imagens Conceptuais do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA

Ao princípio, parecia provável que o anel de poeira de Vénus tivesse uma origem parecida ao anel da Terra, poeira produzida noutras partes do Sistema Solar. Mas quando o astrofísico Petr Pokorny, de Goddard, modelou a poeira que espirala em direção ao Sol a partir da cintura de asteroides, as suas simulações produziram um anel que combinava com as observações do anel da Terra - mas não com o de Vénus.

Esta discrepância fê-lo questionar: se não é a cintura de asteroides, então de onde vem a poeira em órbita de Vénus? Após uma série de simulações, Pokorny e o seu parceiro de investigação Marc Kuchner teorizaram que vem de um grupo de asteroides nunca antes detetados que orbitam o Sol ao lado de Vénus. O seu trabalho foi publicado na edição de 12 de março de 2019 da revista The Astrophysical Journal Letters.

"Eu acho que a coisa mais interessante sobre este resultado é que sugere uma nova população de asteroides que provavelmente contém pistas sobre a formação do Sistema Solar," disse Kuchner. Se Pokorny e Kuchner os puderem observar, esta família de asteroides poderá lançar luz sobre o início da história da Terra e de Vénus. Vistos com as ferramentas certas, os asteroides também podem desvendar pistas sobre a diversidade química do Sistema Solar.

Dado que está disperso ao longo de uma órbita maior, o anel de poeira de Vénus é muito maior do que o anel recém-detetado em Mercúrio. Com quase 26 milhões de quilómetros de espessura e quase 10 milhões de quilómetros de largura, o anel está repleto de poeira, cujos grãos maiores são aproximadamente do tamanho daqueles presentes na lixa (o papel usado para polir). Tem cerca de 10% mais densidade do que o espaço em redor. Ainda assim, é difuso - se juntássemos toda a poeira, só obteríamos um asteroide com pouco mais de 3 km em diâmetro.

Nesta ilustração, um asteroide é quebrado pela poderosa gravidade de LSPM J0207+3331, uma anã branca localizada a cerca de 145 anos-luz de distância. Os cientistas pensam que esta desintregração de asteroides alimenta os anéis de poeira em torno da estrela velha.Crédito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA/Scott Wiessinger

Usando uma dúzia de ferramentas de modelagem para simular como a poeira se move pelo Sistema Solar, Pokorny modelou todas as fontes de poeira que podia imaginar, procurando um anel de Vénus simulado que correspondesse às simulações. A lista de todas as fontes que tentou assemelha-se com uma lista de todos os objetos rochosos no Sistema Solar: asteroides da cintura principal, cometas da Nuvem de Oort, cometas da família de Júpiter, colisões recentes na cintura de asteroides.

"Mas nenhum deles funcionou," afirmou Kuchner. "De modo que começámos a criar as nossas próprias fontes de poeira."

Talvez, pensaram os dois cientistas, a poeira viesse de asteroides muito mais próximos de Vénus do que a cintura de asteroides. Poderia haver um grupo de asteroides co-orbitando o Sol com Vénus - o que significa que partilham a órbita de Vénus, mas ficam longe do planeta, muitas vezes do outro lado do Sol. Pokorny e Kuchner raciocinaram que um grupo de asteroides, na órbita de Vénus, podia ter passado despercebido até agora, porque é difícil apontar telescópios terrestres naquela direção, tão perto do Sol, sem a interferência da luz estelar.

Os asteroides em co-órbita são um exemplo do que é chamado de ressonância, um padrão orbital que bloqueia diferentes órbitas, dependendo de como as suas influências gravitacionais se encontram. Pokorny e Kuchner modelaram muitas ressonâncias potenciais: asteroides que orbitam o Sol duas vezes por cada três órbitas de Vénus, por exemplo, ou nove vezes por cada dez de Vénus, e uma para uma. De todas as possibilidades, apenas um grupo produziu uma simulação realista do anel de poeira de Vénus: um grupo de asteroides que ocupa a órbita de Vénus, correspondendo às viagens de Vénus em redor do Sol, uma a uma.

Mas os cientistas não podiam ficar com apenas uma solução hipotética. "Nós achámos que tínhamos descoberto esta população de asteroides, mas tínhamos que provar e mostrar que funcionava," explicou Pokorny. "Ficámos animados, mas depois pensámos: 'Ah, há muito trabalho a fazer.'"

Eles precisavam mostrar que a própria existência dos asteroides fazia sentido no Sistema Solar. Seria improvável, perceberam, que os asteroides nestas órbitas especiais e circulares perto de Vénus tivessem tido origem noutro lugar, como na cintura de asteroides. A sua hipótese faria mais sentido se os asteroides estivessem aí desde o início do Sistema Solar.

Os cientistas construíram outro modelo, desta vez começando com um aglomerado de 10.000 asteroides vizinhos de Vénus. Deixaram a simulação avançar rapidamente 4,5 mil milhões de anos de história do Sistema Solar, incorporando todos os efeitos gravitacionais de cada um dos planetas. Quando o modelo chegou ao presente, cerca de 800 dos seus asteroides simulados sobreviveram ao teste do tempo.

Pokorny considera esta taxa de sobrevivência como otimista. Indica que os asteroides podem ter-se formado perto da órbita de Vénus, no caos do início do Sistema Solar, e alguns podem ainda existir hoje em dia, alimentando o anel de poeira nas proximidades.

O próximo passo é descobrir e observar os asteroides elusivos. "Se existir algo aí, devemos ser capazes de os encontrar," disse Pokorny. A sua existência pode ser verificada com telescópios espaciais como o Hubble, ou talvez com naves espaciais interplanetárias como as STEREO. Os cientistas terão, então, mais perguntas para responder: quantos existem, e qual é o seu tamanho? Estão a libertar poeira constantemente, ou houve apenas um evento de desintegração?

Anéis de poeira em torno de outras estrelas

Os anéis de poeira que Mercúrio e Vénus pastoreiam estão a apenas um ou dois planetas de distância, mas os cientistas detetaram muitos outros anéis de poeira em sistemas estelares distantes. Vastos anéis de poeira podem ser mais fáceis de avistar do que os exoplanetas propriamente ditos, e podem ser usados para inferir a existência de planetas escondidos e até mesmo as suas propriedades orbitais.

Mas a interpretação de anéis de poeira extrassolares não é simples. "Para modelar e ler com precisão os anéis de poeira em redor de outras estrelas, primeiro temos que entender a física da poeira no nosso 'quintal cósmico'," comentou Kuchner. Com o estudo dos anéis vizinhos de poeira em Mercúrio, em Vénus e na Terra, onda a poeira traça os efeitos duradouros da gravidade no Sistema Solar, os cientistas podem desenvolver técnicas de leitura entre os anéis de poeira próximos e distantes.
Fonte: Astronomia OnLine
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