25 de março de 2019

Astrônomos pensam que podem ter descoberto as origens misteriosas de Júpiter

O tamanho anômalo e a localização de Júpiter em nosso Sistema Solar vêm intrigando os pesquisadores há anos, já que não se encaixam em nossa compreensão da formação planetária. Agora, os astrônomos pensam que descobriram como o gigante do gás acabou em sua posição curiosa.

De acordo com os modelos atuais, os planetas gigantes se formam nos limites externos de um sistema, migram para dentro e acabam muito próximos de sua estrela. O que não é o caso de Júpiter, um planeta enorme com mais de duas vezes a massa que o resto dos planetas do Sistema Solar combinados, mas orbitando praticamente no meio do sistema.

A nova pesquisa parece ter desmistificado a história de Júpiter. De acordo com simulações por computador, o gigante de gás se formou cerca de quatro vezes mais longe do que sua localização atual, apenas dentro da órbita atual de Urano, e lentamente chegou onde está hoje ao longo de 700.000 anos.

“Esta é a primeira vez que temos provas de que Júpiter se formou muito longe do Sol e depois migrou para sua órbita atual”, disse a astrônoma Simona Pirani, da Universidade de Lund, na Suécia.

A pesquisa foi baseada em asteroides chamados Trojans. Estes compartilham a órbita de Júpiter; um grupo de Trojans orbita na frente de Júpiter, e os outros atrás dele. Mas há um enigma: o grupo na frente de Júpiter contém cerca de 50% mais asteroides do que o grupo à direita. “A assimetria sempre foi um mistério no Sistema Solar”, disse Anders Johansen, astrônomo da Universidade de Lund.
Asteroides e Jupiter

Então a equipe fez simulações da formação de Júpiter para descobrir o que poderia ter causado esse desequilíbrio tão estranho. Eles testaram uma variedade de cenários, e descobriram que o que resulta nas populações de Trojans vistas hoje ocorre somente se Júpiter tivesse começado sua vida como um asteroide gelado a cerca de 18 unidades astronômicas do Sol, cerca de 4.5 bilhões de anos atrás.  

Dentro de 2-3 milhões de anos, ele teria começado a migrar para dentro de sua posição atual de 5,2 unidades astronômicas – e isso levou cerca de 700.000 anos. Ao iniciar essa jornada em espiral cada vez mais perto do Sol, puxada pela força gravitacional dos gases que se encontravam no Sistema Solar, o Júpiter bebê gravitacionalmente capturou os troianos, com mais no grupo principal do que no grupo que o seguia.

Onde Júpiter se formou têm sido uma grande questão que há muito incomoda os cientistas planetários, já que parece que gigantes gasosos não podem se formar perto de uma estrela. A gravidade intensa, a radiação estelar (incluindo o calor) e os poderosos ventos estelares em áreas próximas impediriam que o gás permanecesse unido por tempo suficiente para se aglutinar em um planeta.

E, claro, se as simulações da equipe estiverem corretas, os asteroides podem ser uma fonte útil para descobrir informações anteriormente desconhecidas sobre o gigante do gás. 
Fonte: ScienceAlert

Pulsar que viaja a 4 milhões de KM/H

(Remanescente de supernova CTB 1) NASA

Muitas estrelas viajam pelas galáxias que habitam, orbitando lentamente o núcleo galáctico. Nesse caso, trata-se de uma estrela de nêutrons chamada PSR J0002 + 6216 e está fugindo rapidamente pela Via Láctea em velocidades absolutamente alucinantes. Para ser preciso, ela está viajando a 1.130 km/s. Isso poderia nos levar da Terra para a Lua em 6 minutos. É uma das estrelas mais rápidas que já vimos.

PSR J0002 + 6216 (ou J0002, mas também conhecida como ‘Zoomy’) é um tipo de estrela de nêutrons chamada de pulsar. Uma estrela de nêutrons é o núcleo colapsado de uma estrela de uma certa massa depois que ela foi supernova – supernova, por sua vez, é um dos estágios finais da vida de uma estrela.

Os pulsares são estrelas de nêutrons altamente magnetizadas com uma taxa de rotação extraordinariamente rápida, que emitem jatos de radiação eletromagnética à medida que giram. Se esses jatos estiverem alinhados corretamente, girando para que a radiação pisque em direção a Terra, podemos vê-lo como um farol cósmico.

Zoomy, que fica a cerca de 6.500 anos-luz de distância, na constelação de Cassiopeia, fica a cerca de 53 anos-luz do centro de um remanescente de supernova em forma de bolha chamado CTB 1. A cauda, ​​observada no espectro de rádio, segue por 13 anos-luz entre a camada externa dos detritos da supernova e a estrela.

Isso funciona como uma espécie de flecha cósmica, apontando diretamente para o local de nascimento do pulsar. “Medir o movimento do pulsar e localizá-lo para trás mostra que ele nasceu no centro do remanescente, onde ocorreu a explosão da supernova”, disse o astrofísico Matthew Kerr, do Laboratório de Pesquisa Naval.

Os pesquisadores acham que a explosão da supernova que produziu a CTB 1 poderia ter sido assimétrica, o que, de alguma forma, acelerou o pulsar, enviando-o para o espaço. E quanto a explosão, a equipe foi capaz de determinar, e ocorreu cerca de 10.000 anos atrás. Zoomy alcançou a borda da bolha da supernova por volta de 5.000 anos atrás.

“Os restos da explosão no remanescente da supernova expandiram-se originalmente mais rápido que o movimento do pulsar”, disse o astrônomo Dale Frail, do Observatório Nacional de Radioastronomia. “No entanto, o entulho foi retardado pelo seu encontro com o material tênue no espaço interestelar, de modo que o pulsar foi capaz de alcançá-lo e ultrapassá-lo”, concluiu.

Ele está se movendo tão rápido que eventualmente será capaz de escapar da Via Láctea e continuar acelerando através do espaço intergaláctico. Outras estrelas de nêutrons também já foram observadas nessas velocidades incríveis – o mais rápido foi o RX J0822-4300, viajando a uma velocidade absolutamente impressionante de 1.500 quilômetros por segundo. Nosso amigo Zoomy ainda é um dos mais rápidos, com o pulsar médio viajando a cerca de 240 quilômetros por segundo.

Além disso, tem o sinal mais claro para o seu ponto de origem, o que torna esta uma descoberta surpreendente, porque poderia ajudar os astrônomos a entender a dinâmica que lança essas estrelas no espaço a velocidades tão tremendas. 
Uma hipótese é que instabilidades na estrela em colapso poderiam criar uma região de matéria em movimento lento que atrai gravitacionalmente a estrela de nêutrons, criando a aceleração. Até agora, Zoomy parece ser consistente com isso – embora, naturalmente, mais observações sejam necessárias. 
Fonte: ScienceAlert

MESSIER 11 - Patos cósmicos selvagens

Crédito:ESA / Hubble e NASA, P. Dobbie et al.
Esta imagem repleta de estrelas nos mostra uma porção do Messier 11 , um aglomerado estelar aberto na constelação do sul de Scutum (O Escudo) . O Messier 11 também é conhecido como o Wild Duck Cluster, já que suas estrelas mais brilhantes formam um formato em “V” que se assemelha a um bando de patos em vôo.
O Messier 11 é um dos clusters abertos mais ricos e compactos atualmente conhecidos. Investigando as estrelas mais brilhantes e mais quentes da seqüência principal no grupo, os astrônomos estimam que ela se formou há aproximadamente 220 milhões de anos. Os aglomerados abertos tendem a conter menos estrelas jovens do que seus primos globulares mais compactos , e o Messier 11 não é exceção: em seu centro estão muitas estrelas azuis, o mais novo e mais jovem dos poucos milhares de habitantes estelares do grupo.
O tempo de vida dos aglomerados abertos também é relativamente curto em comparação com os dos globulares; estrelas em aglomerados abertos estão mais afastadas e, portanto, não são tão fortemente ligadas umas às outras pela gravidade, fazendo com que sejam mais facilmente e rapidamente arrastadas por forças gravitacionais mais fortes. Como resultado, o Messier 11 provavelmente se dispersará em alguns milhões de anos à medida que seus membros forem ejetados um por um, afastados por outros objetos celestes nas proximidades.

Astrônomos encontram sinais de planeta 13 vezes maior que Júpiter


Astrônomos brasileiros identificaram sinais robustos da existência de um objeto gigante na constelação do Cisne, orbitando um sistema binário formado por uma estrela viva e outra morta.[Imagem: Leandro Almeida]

Binário evoluído

Nas últimas três décadas, foram descobertos quase 4 mil objetos semelhantes a um planeta situados fora do Sistema Solar - e por isso chamados de exoplanetas - orbitando estrelas isoladas. Já a partir de 2011, por meio do satélite Kepler, da agência espacial norte-americana (Nasa), foi possível observar os primeiros exoplanetas girando em torno de sistemas binários jovens, compostos por duas estrelas vivas, em cujos núcleos ainda há queima de hidrogênio.

Agora, um grupo de astrônomos brasileiros encontrou as primeiras evidências da existência de um exoplaneta ao redor de um sistema binário mais velho ou evoluído, em que uma das duas estrelas está morta.

"Conseguimos obter indicações bastante sólidas da existência de um exoplaneta gigante, com massa quase 13 vezes maior que a de Júpiter [maior planeta do Sistema Solar] em um sistema binário evoluído. É a primeira confirmação de um exoplaneta em um sistema desse tipo", disse Leonardo Andrade de Almeida, da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) e primeiro autor do estudo.

Esses planetas gigantes turvam a fronteira entre estrelas e planetas porque se considera que, a partir de cinco vezes a massa de Júpiter já seria possível que um corpo celeste sustente a fusão nuclear que caracteriza as estrelas.

Os pesquisadores encontraram sinais da existência de um exoplaneta em um sistema binário evoluído chamado KIC10544976, localizado na constelação do Cisne, no hemisfério celeste norte, o que foi indicado pela variação no tempo do eclipse - o período em que um das estrelas binárias passa na frente da outra - e o ciclo de atividade magnética da estrela viva do sistema binário.

Anã branca e anã vermelha

O sistema binário KIC10544976 é composto por uma anã branca - a estrela morta, menor e com alto brilho (capacidade de refletir a luz) devido à sua temperatura superficial elevada - e uma anã vermelha - a estrela viva, com massa pequena em comparação à do Sol e baixa luminosidade (capacidade de emitir luz). As duas estrelas foram monitoradas por telescópios terrestres entre 2005 e 2017 e pelo satélite Kepler entre 2009 e 2013, que geraram dados minuto a minuto.

"Esse sistema é único. Nenhum outro sistema similar possui dados suficientes que nos permitam calcular a variação do período orbital e o ciclo de atividade magnética da estrela viva," disse Leonardo.

Por meio dos dados obtidos pelo satélite Kepler foi possível estimar o ciclo magnético da estrela viva - a anã vermelha - pela frequência e energia das explosões nos campos magnéticos e pelas manchas na superfície da estrela associadas a essas ejeções de energia.

As análises dos dados indicaram que o ciclo de atividade magnética da anã vermelha é de 600 dias - o que está de acordo com os ciclos magnéticos medidos para estrelas isoladas de massa baixa. Já a variação do período orbital do sistema binário KIC10544976 foi de 17 anos.

"Isso afasta totalmente a hipótese de que a atividade magnética gere essa variação do período orbital. A explicação mais plausível é a presença de um planeta gigante ao redor desse sistema binário, com massa próxima a 13 vezes à de Júpiter," disse Leonardo.

Telescópio maior

Ainda não se sabe como o planeta em torno do sistema binário teria sido formado. Uma das hipóteses é a de que o objeto se desenvolveu ao mesmo tempo que as duas estrelas, há bilhões de anos. Nesse caso, seria um planeta de primeira geração. Outra hipótese é a de que foi gerado a partir do gás ejetado durante a morte da anã branca - sendo, portanto, um planeta de segunda geração e muito mais jovem.

A confirmação de que se trata de um planeta de primeira ou segunda geração e a sua detecção direta ao redor desse sistema poderão ocorrer quando entrar em operação a nova geração de telescópios gigantes com espelhos primários maiores do que 20 metros, entre eles, o Telescópio Gigante Magalhães (GMT, em inglês), no deserto do Atacama, no Chile, previsto para coletar sua primeira luz em 2024.

"Estamos sondando 20 sistemas com possibilidade de gravitar corpos externos, como o KIC10544976, e a maioria só é observável a partir do Hemisfério Sul. O GMT permitirá fazer a detecção direta desses objetos e obter respostas importantes sobre a formação, a evolução e a possibilidade de vida nesses ambientes exóticos", disse Leonardo.
Fonte: Inovação Tecnológica

Procurando pela vida? Tente ao redor de estrelas tipo k

A impressão artística de um planeta orbitando uma estrela anã-k. Essas estrelas podem ser os melhores alvos para identificar sinais de vida nas atmosferas dos seus planetas. [ESO / L. Calçada / Nick Risinger]

Sinais de vida em atmosferas planetárias são difíceis de detectar! Um novo estudo sugere que a melhor estratégia para descobri-los pode ser olhar planetas orbitando estrelas anãs-k.

A caça por impressões digitais

Existe vida além da Terra? Essa continua sendo uma das questões científicas mais profundas que os astrônomos estão atualmente posicionados para abordar, e o desenvolvimento de telescópios cada vez mais poderosos continua a nos aproximar de uma resposta.
Uma maneira que podemos esperar para usar esses telescópios para identificar a presença de vida em exoplanetas distantes é detectando bioassinaturas atmosféricas. Deixado sozinho, a atmosfera de um planeta deveria estar em equilíbrio químico. Mas quando a vida está presente, a atmosfera acumula o excesso de gases produzidos pelas impressões digitais que podemos esperar encontrar.

Assinaturas em metano

espectros estelares
Os espectros de vários tipos de estrelas usadas pelo autor em modelos, incluindo o Sol (um anão G2V) e três tipos de anões K. K anãs produzem menos radiação na faixa de 200–350 nm. [Adaptado de Arney 2019]
Um bom exemplo dessas impressões digitais é a presença simultânea de oxigênio e metano na atmosfera de um planeta - algo que não deveria ocorrer se a vida não estivesse lá. A busca por essa bioassinatura é complicada pelo fato de que o metano na presença de oxigênio é destruído por meio de reações químicas dirigidas pela luz estelar; Se muito do metano for removido por essas reações fotoquímicas, não seremos capazes de detectá-lo.
Há esperança, no entanto: alguns planetas podem ser mais propensos a manter o metano produzido na vida em suas atmosferas do que outros. A luz estelar na faixa de 200–350 nm desencadeia essa reação - então, quanto menos luz a estrela hospedeira de um planeta produz nessa faixa, mais tempo o metano pode sobreviver na atmosfera do planeta. Isso significa que o tipo de estrela hospedeira é importante: os anões G, como o Sol, destruirão o metano nos ambientes de seus planetas mais rápido do que os anões M menores e mais frios.
Espectros do planeta modelo
Espectros de dois dos planetas quase modernos modelados pelo autor: um em torno do Sol e um em torno de uma estrela K6V. Linhas laranja mostram os espectros com o metano removido, facilitando a visualização das características de absorção de metano. As características de absorção são muito mais evidentes no planeta em torno do anão K. [Adaptado de Arney 2019]
Infelizmente, os anões M têm outras complicações que impedem o potencial para a vida - incluindo altos níveis de atividade estelar que causam a perda atmosférica de seus planetas. Por essa razão, a cientista Giada Arney (NASA Goddard SFC e NASA NExSS Virtual Planetary Laboratory) explorou as vantagens de um tipo diferente de estrela: K anão.

A vantagem do K-Dwarf

K anões caem entre anões G e M em tamanho e temperatura, e são mais abundantes que anões G. Mais fraco que o G, os anões K fornecem melhores taxas de contraste planeta-a-estrela que facilitam a observação de potenciais mundos habitáveis. E eles são menos ativos do que os anões, proporcionando um ambiente mais hospitaleiro para seus planetas.
Além desses benefícios, as anãs K também produzem menos radiação na faixa de 200–350 nm do que os anões G. Usando um modelo climático fotoquímico unidimensional para simular uma variedade de atmosferas planetárias, Arney demonstra que um planeta orbitando uma estrela K6V pode suportar aproximadamente uma ordem de magnitude mais metano na presença de oxigênio em relação a um planeta equivalente em torno de um anão G2V como o sol.
starshade
A impressão do artista para uma configuração possível da missão HabEx proposta, na qual uma starshade poderia ser usada para ajudar a melhorar a imagem de exoplanetas distantes. [NASA / JPL / Caltech]
Mas isso é suficiente para produzir assinaturas que podemos detectar em breve? Arney usa espectros sintetizados para mostrar que, com as tecnologias propostas para potenciais futuras missões como LUVOIRou HabEx , temos uma boa chance de detectar as assinaturas simultâneas de metano e oxigênio em planetas que orbitam estrelas do K-anão próximas. Assim, a “vantagem K-anã” nos dá uma grande lista de alvos promissores para as próximas grandes missões espaciais!

Fonte: Aasnova.org
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