Descoberta uma “corda salva vidas” para a formação de planetas num sistema binário de estrelas

Esta concepção artística mostra o gás e poeira em torno do sistema binário GG Tauri A. Com o auxílio do ALMA, os pesquisadores detectaram gás na região entre os dois discos deste sistema estelar. Este fenômeno poderá permitir a formação de planetas no ambiente gravitacionalmente perturbado do sistema binário. Metade das estrelas do tipo solar nascem em sistemas binários e, por isso, esta descoberta tem consequências importantes na procura de exoplanetas. Crédito: © ESO/L. Calçada

 Com o auxílio do ALMA, astrônomos detectaram pela primeira vez, uma corrente de gás que flui desde um disco externo massivo até ao interior de um sistema binário de estrelas. Esta configuração, nunca observada até agora, pode ser responsável por manter um segundo disco de formação planetária, no qual, teria desaparecido completamente há muito tempo. 

 Metade das estrelas do tipo solar nascem em sistemas binários e, por isso, esta descoberta tem consequências importantes na procura de exoplanetas.Um grupo de pesquisa liderado por Anne Dutrey do Laboratório de Astrofísica de Bordeaux, na França, e CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique), utilizaram o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para observar a distribuição de gás e poeira num sistema estelar múltiplo chamado GG Tau A.

 Este objeto tem apenas alguns milhões de anos de idade e situa-se a cerca de 450 anos-luz de distância da Terra na Constelação de Touro. Tal como uma roda dentro de outra roda, GG Tau A contém um disco exterior maior, que circunda todo o sistema, e um disco interior menor que se situa em torno da estrela central.

 Este segundo disco tem uma massa equivalente à de Júpiter e a sua presença tem constituído um mistério para os astrônomos, uma vez que este objeto se encontra perdendo matéria para a estrela central a uma taxa tal que deveria já ter-se esgotado completamente há muito tempo.

Esta captura, mostra o céu em torno do sistema estelar múltiplo jovem GG Tauri, o qual aparece muito próximo do centro da imagem. Vemos também uma nuvem de poeira e evidências de formação estelar próximo do topo da imagem — do tipo de GG Tau — estruturas que também fazem parte do complexo da Nuvem Escura de Touro. Crédito: © ESO/Digitized Sky Survey 2. Reconhecimento: Davide De Martin

 Ao observar estas estruturas com o auxílio do ALMA, a equipe descobriu acúmulos de gás na região que se situa entre os dois discos. As novas observações sugerem que existe material sendo transferido do disco exterior para o disco interior, criando um tipo de corda de salvamento entre os dois.

 “Embora em simulações de computador já se tivesse previsto matéria fluindo na região entre os dois discos, é a primeira vez que tal fenômeno é efetivamente observado”.

 “O fato de termos detectado estas acumulações de matéria, indica-nos que o material se desloca entre os dois discos, permitindo que um se alimente do outro”, explica Dutrey.

 “Estas observações demonstram que o material do disco exterior consegue sustentar o disco interior durante muito tempo, fato este que tem consequências importantes na potencial formação planetária do sistema”.

 Os planetas nascem da matéria que sobra da formação da estrela. Trata-se de um processo lento, o que significa que a presença de um disco que se mantenha durante muito tempo é um pré-requisito para a formação de planetas.

 Se o processo de “alimentação” do disco interior agora observado pelo ALMA, ocorre em outros sistemas estelares múltiplos, esta descoberta aponta-nos para um vasto número de novas localizações potenciais para encontrar planetas no futuro.

Este vídeo baseado numa concepção artística mostra o gás e poeira em torno do sistema binário GG Tauri A. Com o auxílio do ALMA, os pesquisadores detectaram gás na região entre os dois discos deste sistema estelar. Este fenômeno poderá permitir a formação de planetas no ambiente gravitacionalmente perturbado. Metade das estrelas do tipo solar nascem em sistemas binários e, por isso, esta descoberta tem consequências importantes na procura de exoplanetas. Crédito: © ESO/L. Calçada. Música: movetwo

 A primeira fase da procura de exoplanetas foi dirigida a estrelas individuais, como o Sol. Mais recentemente mostrou-se que uma grande fração de planetas gigantes orbitam sistemas binários de estrelas.

 Agora, os pesquisadores começaram a investigar a possibilidade de planetas orbitarem estrelas individuais inseridas em sistemas estelares múltiplos. Esta nova descoberta apoia a possível existência de tais planetas, fornecendo aos “caçadores” de exoplanetas novos campos para explorar.

 Emmanuel Di Folco, coautor do artigo científico que descreve estes resultados, conclui: “Quase metade das estrelas do tipo solar nasceram em sistemas binários, o que significa que acabamos de descobrir um mecanismo para sustentar a formação planetária que pode ser aplicado a um número significativo de estrelas da Via Láctea”.

 “As nossas observações são um enorme passo em frente na verdadeira compreensão da formação planetária”. GG Tau A faz parte de um sistema estelar múltiplo mais complexo chamado GG Tauri. 

 Observações recentes de GG Tau A, obtidas com o VLT (Very Large Telescope), revelaram que uma das suas estrelas — GG Tau AB, a que não se encontra rodeada por um disco — é, ela própria, um sistema binário próximo, constituído pelas estrelas GG Tau AB1 e GG Tau AB2. 

 Este fato introduz uma quinta componente no sistema GG Tau. Um resultado anterior do ALMA mostrou um exemplo de estrela individual onde a matéria flui para o seu interior vindo de uma parte exterior do disco que rodeia a estrela.

 Uma vez que as órbitas em torno de estrelas binárias são mais complexas e menos estáveis, pensava-se que a formação de planetas nestes sistemas seria mais complicada do que em torno de estrelas individuais.

Artigo científico: 

‣ Fonte: ESO (European Southern Observatory)

Encontradas duas famílias de cometas em torno de estrela próxima

 Esta concepção artística mostra exocometas orbitando a estrela Beta Pictoris. Astrônomos analisaram observações de quase 500 cometas individuais, obtidas com o instrumento HARPS, no Observatório de La Silla do ESO, e descobriram duas famílias distintas de exocometas em torno desta estrela jovem. A primeira consiste em exocometas velhos que realizaram várias passagens próximas da estrela. A segunda família, que mostramos nesta ilustração, consiste em exocometas mais jovens que se deslocam na mesma órbita e que se formaram provavelmente da recente destruição de um ou mais objetos maiores. Crédito: © ESO/L. Calçada

 O instrumento HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher), em operação no Observatório de La Silla do ESO, no Chile, foi utilizado no censo mais completo registrado até hoje de cometas em torno de outra estrela.

 Uma equipe de astrônomos franceses estudou quase 500 cometas individuais que orbitam a estrela Beta Pictoris e descobriram que estes objetos pertencem a duas famílias distintas de exocometas: exocometas velhos que realizaram várias passagens próximas da estrela e exocometas mais jovens que se formaram provavelmente da recente destruição de um ou mais objetos maiores.

 Beta Pictoris é uma estrela jovem situada a cerca de 63 anos-luz de distância do Sol. Tem apenas 20 milhões de anos de idade e encontra-se rodeada por um disco de material enorme — um sistema planetário jovem muito ativo onde o gás e a poeira são produzidos tanto pela evaporação de cometas como pela colisão de asteroides.

 Esta imagem representa o meio circundante da estrela Beta Pictoris observado no infravermelho. Este meio circundante muito tênue apenas é revelado após a subtração extremamente cuidada do halo mais brilhante da estrela. A região mais exterior mostra a radiação refletida no disco de poeira, observada em 1996 com o instrumento ADONIS montado no telescópio de 3,6 metros do ESO; a região interior é a parte mais interna do sistema, observada a 3,6 mícrons com o instrumento NACO do Very Large Telescope (VLT). A fonte recentemente detectada é cerca de 100 vezes mais tênue do que Beta Pictoris, encontra-se alinhada com o disco e situa-se a uma distância projetada de oito vezes a distância da Terra ao Sol, o que corresponde a 0,44 segundos de arco no céu, ou ao ângulo obtido por uma moeda de 1 Real observada a uma distância cerca de 10 quilômetros. Uma vez que o planeta é ainda muito jovem e muito quente, com uma temperatura cerca de 1.200 graus Celsius. Ambas as partes que compõem a imagem foram obtidas com telescópios do ESO equipados com óptica adaptativa. Crédito: © ESO/A.-M. Lagrange et al.

 Flavien Kiefer (IAP/CNRS/UPMC), autor principal do novo estudo explica: “Beta Pictoris é um alvo muito interessante!”. “Observações detalhadas dos seus exocometas fornecem pistas que nos ajudam a compreender que processos ocorrem neste tipo de jovens sistemas planetários”.

 Durante quase 30 anos, os astrônomos observaram variações sutis na radiação emitida por Beta Pictoris, que se pensava serem ocasionadas pela passagem de cometas em frente da própria estrela. Os cometas são corpos pequenos — com alguns quilômetros de tamanho — ricos em gelo que se evapora quando o corpo se aproxima da estrela, produzindo enormes caudas de gás e poeira, que podem absorver radiação que passa através delas.

 A fraca luz emitida pelos exocometas é ofuscada pela radiação da brilhante estrela e por isso não se conseguem obter imagens diretas destes objetos a partir da Terra. Para estudar os exocometas de Beta Pictoris, a equipe analisou mais de 1.000 observações obtidas entre 2003 e 2011 com o instrumento HARPS, montado no telescópio de 3,6 metros do ESO.

 Astrônomos conseguiram pela primeira vez seguir diretamente o movimento de um exoplaneta à medida que este se desloca para o outro lado da sua estrela. O planeta apresenta a menor órbita observada até agora em imagens destes objetos, encontrando-se bastante próximo da sua estrela hospedeira como Saturno está do Sol. A equipe de astrônomos usou o instrumento NAOS-CONICA (ou NACO), montado num dos Telescópios Principais de 8,2 metros do Very Large Telescope do ESO, para estudar o meio circundante da estrela Beta Pictoris em 2003, 2008 e 2009. Em 2003 foi observada uma fonte tênue no interior do disco, mas não foi possível excluir a possibilidade de se tratar duma estrela de fundo. Em imagens novas, obtidas em 2008 e na primavera de 2009, a fonte tinha desaparecido! As observações mais recentes, obtidas no outono de 2009, revelaram o objeto do outro lado do disco depois de ter estado escondido ou por trás deste ou em frente à estrela. Este fato confirmou que a fonte se tratava realmente de um exoplaneta a orbitar a sua estrela hospedeira. Deu também indicações sobre o tamanho da órbita em torno da estrela. A imagem mostra no exterior, a radiação refletida no disco de poeira observada em 1996 com o instrumento ADONIS montado no telescópio de 3,6 metros do ESO. A parte central mostra as observações do planeta obtidas em 2003 e no outono de 2009 com o instrumento NACO. Está também assinalada a possível órbita do planeta, apesar do ângulo de inclinação ter sido exagerado. Crédito: © ESO/A.-M. Lagrange

 Os investigadores selecionaram uma amostra de 493 exocometas diferentes. Alguns deles foram observados por diversas vezes e durante algumas horas. Uma análise detalhada permitiu obter medições da velocidade e tamanho das nuvens de gás. Foram também deduzidas algumas das propriedades orbitais de cada um dos cometas, como a forma e orientação da sua trajetória e distância da estrela. Este tipo de análise efetuada em várias centenas de exocometas pertencentes a um único sistema exoplanetário.

 O trabalho revelou a presença de dois tipos distintos de famílias de exocometas: uma família de exocometas cujas suas órbitas são controladas por um planeta de grande massa e outra família, provavelmente originada pela destruição recente de um ou mais objetos maiores. Diferentes famílias de cometas existem igualmente no Sistema Solar.

 Os exocometas da primeira família apresentam uma variedade de órbitas e mostram uma atividade relativamente fraca com baixas taxas de produção de gás e poeira, o que sugere que estes cometas gastaram seu conteúdo em gelo durante múltiplas passagens perto de Beta Pictoris.

 Com apenas 12 milhões de anos de idade, ou menos de três milionésimos da idade do Sol, Beta Pictoris tem 75% mais massa que a nossa estrela progenitora. Situa-se a cerca de 60 anos-luz de distância na direção da Constelação do Pintor e é um dos melhores exemplos de uma estrela rodeada por um disco de poeira. Observações anteriores mostraram uma deformação no disco, um disco secundário inclinado com cometas atraídos pela estrela, sinais no qual, sugerem fortemente a presença de um planeta de grande massa. Observações obtidas com o instrumento NACO, montado no Very Large Telescope do ESO, em 2003, 2008 e 2009, mostraram a presença de um planeta em torno de Beta Pictoris, situado a uma distância entre 8 a 15 vezes a distância entre a Terra e o Sol — as chamadas Unidades Astronômicas (UA) — o que corresponde a aproximadamente a distância de Saturno ao Sol. O planeta tem uma massa cerca de nove vezes a massa de Júpiter, possuindo a massa e localização certas para explicar a deformação das partes internas do disco. Esta imagem foi criada a partir de dados do Digitized Sky Survey 2 e mostra uma região de aproximadamente 1,7 por 2,3 graus em torno de Beta Pictoris. Crédito: © ESO/Digitized Sky Survey 2

 Os exocometas da segunda família encontram-se muito mais ativos e deslocam-se em órbitas quase idênticas, o que sugere que os membros desta família têm todos a mesma origem: provavelmente a destruição de um objeto maior cujos fragmentos se encontram numa órbita rasante da estrela Beta Pictoris.

 Flavien Kiefer conclui: “Esta é a primeira vez que um estudo estatístico determina à física e órbitas de um grande número de exocometas”. “Este trabalho dá-nos um olhar fantástico sobre os mecanismos que estavam presentes no Sistema Solar logo após a sua formação, há cerca de 4,5 bilhões de anos atrás”.

 Um planeta gigante, Beta Pictoris B, foi descoberto em órbita a cerca de um bilhão de quilômetros da estrela e estudado através de imagens de alta resolução obtidas com ótica adaptativa. Mais ainda, as órbitas destes cometas (excentricidade e orientação) são exatamente as previstas para cometas capturados em ressonância orbital com um planeta de massa elevada.

 Esta sequência de vídeo baseia-se numa concepção artística de exocometas a orbitar a estrela Beta Pictoris. Astrônomos analisaram observações de quase 500 cometas individuais, obtidas com o instrumento HARPS, no Observatório de La Silla do ESO, e descobriram duas famílias distintas de exocometas em torno desta estrela jovem. A primeira consiste em exocometas velhos que realizaram várias passagens próximas da estrela. A segunda família, que mostramos nesta animação, consiste em exocometas mais jovens que se deslocam na mesma órbita e que se formaram provavelmente da recente destruição de um ou mais objetos maiores. Crédito: © ESO/L. Calçada/N. Risinger (skysurvey.org)

 As propriedades dos cometas da primeira família mostram que este planeta em ressonância deve estar a cerca de 700 milhões de quilômetros da estrela — perto do local onde o planeta Beta Pictoris B foi descoberto. O que os torna semelhantes aos cometas da família Kreutz do Sistema Solar, ou aos fragmentos do Cometa Shoemaker-Levy 9, que chocou com o planeta Júpiter em julho de 1994.

Artigo científico:

‣ Fonte: European Southern Observatory (ESO)

Outdoor Glance, um convite para uma espiada fora da caixa

Fotografia e edição: Matheus Gomes. Trilha sonora: Ludovico Einaudi – Divenire. Locais: Brasil/Campinas, Cunha, Parque Nacional de Itatiaia, Paraty, Pico do Itaguaré, Analândia, Ibitiura de Minas, Urubici, Jacutinga e Extrema. Chile/Torres del Paine. Argentina/El Chalten. Apoio: GOASA.

 Outdoor Glance (Vista Exterior), é um vídeo em time-lapse que reúne paisagens turísticas naturais de regiões do Brasil, Chile e Argentina. Rastros de estrelas até crepúsculos que encobrem todo o horizonte, os registros foram feitos no decorrer de dois anos.

 Nos instantes iniciais, os raios solares iluminam paisagens rochosas, posteriormente, as estrelas se tornam as protagonistas dos céus, em alguns momentos em conjunto com a majestosa Via Láctea, predominando todo o hemisfério celeste sul.

 “Nunca se tornou repetitivo, a mente não deixava ficar em um único pensamento e se abria de uma forma incrível”, disse o fotógrafo.

 O projeto foi desenvolvido a partir de um entusiasmo que surgiu pelo time-lapse (uma técnica fotográfica de captar movimentos), sempre que havia oportunidade de estar fotografando em novos locais, o autor separava um tempo para o time-lapse, o que tornou-se algo muito agradável, assim podendo aproveitar melhor o momento para contemplar a paisagem.

 “Ficar observando o céu e ver a leitosa Via Láctea com seus aglomerados de estrelas, era algo mágico”.

 Existiram dificuldades de início, várias complicações tanto de equipamentos como de condições físicas.

 Houve a necessidade de andar com um conjunto de limpeza e encarar situações desfavoráveis para limpar o sensor da câmera, noites sem dormir, caminhadas de longa duração com equipamentos, fome, frio, falta de água, climas adversos, situações inesperadas eram comuns.

 “Isso foi desanimador a princípio, mas não me fez desistir, todos esses obstáculos acabaram tornando esse desejo mais divertido e ajudaram a dar mais valor às coisas simples da vida”.

 Outdoor Glance é um convite para uma fuga do cotidiano, demonstrando que a vida é muito mais do que apenas “rotinas”.

 O observatório apresentado é o Observatório Municipal de Campinas Jean Nicolini, homenagem ao saudoso astrônomo brasileiro Jean Nicolini (1922-1991), é o primeiro observatório municipal do Brasil, inaugurado em 15 de janeiro de 1977.

Segredos de construção de uma metrópole galáctica

Esta impressão artística mostra a formação de um aglomerado de galáxias no Universo primordial. As galáxias formam vigorosamente novas estrelas e interagem umas com as outras. Esta imagem parece-se com a Galáxia da Teia de Aranha (conhecida pelo nome formal de MRC 1138-262) e seus arredores, cujo protoaglomerado é um dos mais estudados. Crédito: © ESO/M. Kornmesser

 Astrônomos utilizaram o telescópio APEX (Atacama Pathfinder EXperiment) para investigar um enorme aglomerado de galáxias, que está se formando no Universo primordial, e revelaram que boa parte da formação estelar que está ocorrendo, não apenas se encontra escondida pela poeira, mas também acontece em locais inesperados.

 Esta é a primeira vez que se realiza um censo completo da formação estelar em tais objetos. Os aglomerados de galáxias são os maiores objetos do Universo, unidos pela força da gravidade, no entanto a sua formação ainda não é completamente compreendida.

 A Galáxia da Teia de Aranha (conhecida pelo nome formal de MRC 1138-262), e seus arredores, é estudada há vinte anos, tanto com telescópios do ESO como com outros telescópios.

 Pensa-se que este objeto é um dos melhores exemplos de um protoaglomerado no processo de agrupamento das estrelas, há mais de dez bilhões de anos. No entanto, Helmut Dannerbauer (Universidade de Viena, Áustria) e a sua equipe suspeitavam que esta explicação estaria muito aquém da realidade.

Esta imagem APEX no submilímetro mostra a região em torno da Galáxia da Teia de Aranha — um protoaglomerado de galáxias no Universo primordial que rodeia uma rádio galáxia contendo um buraco negro supermassivo. Algumas das manchas na imagem correspondem a galáxias poeirentas, pertencentes ao protoaglomerado, que estão a formar estrelas e que não são visíveis na radiação óptica devido à absorção pela poeira. As manchas mais tênues são artefatos originados pelo complexo processamento de imagens APEX. Crédito: © ESO

 A equipe pretendia investigar o lado escuro da formação estelar e descobrir quanta formação estelar escondida por trás da poeira estava ocorrendo no aglomerado da Galáxia da Teia de Aranha.

 A equipe utilizou a câmera LABOCA (Large APEX BOlometer CAmera) montada no telescópio APEX no Chile, para observar durante 40 horas este aglomerado nos comprimentos de onda do milímetro — comprimentos de onda que são suficientemente longos para permitir espreitar através da maioria das espessas nuvens de poeira.

 A LABOCA tem um campo largo, tornando-se um instrumento perfeito para este tipo de rastreio.

 Carlos De Breuck (Cientista de Projeto do APEX no ESO e coautor do novo estudo) enfatiza: “Esta é uma das observações mais profundas executadas pelo APEX e que levou este telescópio aos seus limites tecnológicos, tendo levado igualmente aos limites a resistência do pessoal que trabalha no local do APEX a elevada altitude, 5.050 metros acima do nível do mar”.

Esta imagem, obtida pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, mostra a visão completa ACS da região em torno da Galáxia da Teia de Aranha (um pouco à direita do centro). A galáxia encontra-se no centro de um aglomerado de galáxias emergente, rodeada por centenas de outras galáxias do aglomerado. Crédito: © NASA, ESA, G. Miley and R. Overzier (Leiden Observatory), and the ACS Science Team Reconhecimento: Davide De Martin (ESA/Hubble).

 As observações APEX revelaram que existiam cerca de quatro vezes mais fontes na região da Teia de Aranha do que no meio circundante.

 Depois de comparar detalhadamente os novos dados com observações complementares obtidas a comprimentos de onda diferentes, a equipe pôde confirmar que muitas destas fontes se encontravam à mesma distância que o aglomerado de galáxias e por isso deviam fazer parte do aglomerado em formação.

 Helmut Dannerbauer explica: “As novas observações APEX acrescentaram a peça final que precisávamos para realizar um censo completo de todos os habitantes desta megacidade estelar”.

 “Estas galáxias estão no processo de formação e por isso, tal como um estaleiro na Terra, encontram-se muito empoeiradas”.

Esta imagem é uma composição a cores obtida a partir de várias exposições do Digitized Sky Survey 2 (DSS2). O tamanho do campo é 2,8 x 2,9 graus. Crédito: © Digitized Sky Survey 2 and ESA/Hubble. ESA/Hubble and Digitized Sky Survey 2. Reconhecimento: Davide De Martin (ESA/Hubble).

 Mas uma surpresa esperava a equipe quando foi investigado onde é que a nova formação estelar detectada estava ocorrendo.

 Os astrônomos esperavam encontrar estas regiões de formação estelar nos grandes filamentos que ligam as galáxias mas, em vez disso, encontraram-nas concentradas principalmente numa única região, sendo que esta região nem sequer se encontra centrada na Galáxia da Teia de Aranha, central no protoaglomerado.

 Helmut Dannerbauer conclui: “Esperávamos encontrar formação estelar escondida no aglomerado da Teia de Aranha — e conseguimos — no entanto, desenterramos ao mesmo tempo um novo mistério no processo; esta formação estelar não está acontecendo onde esperávamos! A megacidade está a desenvolver-se de modo assimétrico”.

Esta concepção artística mostra a formação de um aglomerado de galáxias no Universo primordial. As galáxias formam vigorosamente novas estrelas e interagem umas com as outras. Esta imagem parece-se com a Galáxia da Teia de Aranha (conhecida pelo nome formal de MRC 1138-262) e seus arredores, cujo protoaglomerado é um dos mais estudados. Crédito: © ESO/M. Kornmesser

 Para que esta história se desenvolva novas observações são necessárias — e o ALMA será o instrumento perfeito para dar os próximos passos no estudo destas regiões empoeiradas com muito mais detalhes.

 A Galáxia da Teia de Aranha contém um buraco negro supermassivo e é uma poderosa fonte de ondas rádio — precisamente o que chamou a atenção dos astrônomos inicialmente.

 Esta região tem sido observada extensivamente por uma quantidade de telescópios do ESO desde meados dos anos 1990. O desvio para o vermelho (e portanto a distância) da rádio galáxia MRC 1138-262 (a Galáxia da Teia de Aranha) foi medido pela primeira vez em La Silla.

 Observações FORS no primeiro modo de visitante no VLT descobriram o protoaglomerado e seguidamente foram feitas mais observações com os instrumentos ISAAC, SINFONI, VIMOS e HAWK-I.

 Os dados APEX LABOCA complementaram as bases de dados ópticos e infravermelhos obtidos pelos outros telescópios ESO. A equipe usou também uma imagem VLA de 12 horas para cruzar e identificar as fontes LABOCA nas imagens ópticas.

 Pensa-se que estas formações estelares explosivas poeirentas evoluam para galáxias elípticas, como as que são observadas atualmente em aglomerados de galáxias próximos de nós.

Artigo científico:

‣ Fonte: ESO (European Southern Observatory)

Hubble mapeia a temperatura e o vapor d’água de um exoplaneta extremo

Créditos: © NASA, ESA, and K. Stevenson, L. Kreidberg, and J. Bean (University of Chicago)

 Uma equipe de cientistas usando o Telescópio Espacial Hubble da NASA fez o mais detalhado mapa global já gerado de um planeta orbitando outra estrela, revelando segredos das temperaturas do ar e da água. O mapa fornece informações sobre as temperaturas em diferentes camadas da atmosfera desse mundo e traça a quantidade e a distribuição do vapor de água no planeta.

 As descobertas têm ramificações para o entendimento da dinâmica atmosférica e da formação de planetas gigantes como Júpiter.

 “Essas medidas têm aberto a porta para um novo tipo de planetologia comparativa”, disse o líder da equipe, Jacob Bean, da Universidade de Chicago.

 “Nossas observações são as primeiras desse tipo em termos de fornecer um mapa bidimensional da estrutura térmica do planeta que pode ser usado para restringir a circulação atmosférica e os modelos dinâmicos para exoplanetas quentes”, disse Kevin Stevenson, um dos membros da equipe, da Universidade de Chicago.

 As observações do Hubble mostram que o planeta, chamado de WASP-43b, não é um lugar para se chamar de lar. Ele é um mundo de extremos, onde ventos rasgam os céus na velocidade do som e cruzam o planeta que tem o lado do dia com temperaturas que chegam aos 1648,89 °C, capaz de derreter o aço e o lado noturno onde a temperatura cai drasticamente para 537,78 °C.

 Como uma bola quente constituída principalmente de gás hidrogênio, não existem feições na superfície do planeta, como oceanos ou continentes, que possam ser usadas para rastrear sua rotação.

 Somente as severas diferenças de temperatura entre o lado diurno e noturno do planeta podem ser usadas para que um observador remoto marque a passagem do dia nesse mundo. O WASP-43b está localizado a 260 anos-luz de distância da Terra e foi descoberto pela primeira vez em 2011.

O WASP-43b está muito longe para ser fotografado diretamente, mas devido a sua órbita estar de lado para a Terra, os astrônomos conseguem detectá-lo observando quedas regulares na luz da sua estrela enquanto o planeta passa na frente dela.

 O planeta tem o tamanho aproximado de Júpiter, mas é quase que duas vezes mais massivo. O planeta está tão próximo de sua estrela mãe, uma anã laranja que completa uma órbita em apenas 19 horas. O astro também está gravitacionalmente preso com a estrela, de modo que ele sempre mantém uma mesma face voltado para ela, do mesmo modo que a Lua mantém sempre o mesmo lado voltado para a Terra.

 Os cientistas combinaram dois métodos prévios de análise de exoplanetas e os integraram pela primeira vez para estudar a atmosfera do WASP-43b.

Créditos: © NASA, ESA, K. Stevenson, L. Kreidberg, and J. Bean (University of Chicago), and Z. Levay (STScI)

 A espectroscopia permite que os cientistas possam determinar a abundância de água e a estrutura de temperatura da atmosfera. Observando a rotação do planeta, os astrônomos foram também capazes de medir a abundância de água e de temperatura em diferentes longitudes.

 Pelo fato de não existir um planeta com essas condições no nosso Sistema Solar, a caracterização da atmosfera de um mundo bizarro como esse fornece um laboratório único para melhor entender a formação e a física planetária.

 “O planeta é tão quente que toda a água na sua atmosfera é vaporizada, ao invés de ser condensada nas nuvens congeladas como em Júpiter”, disse Laura Kreidberg, membro da equipe da Universidade de Chicago.

 “Acredita-se que a água tenha um papel importante na formação de planetas gigantes, já que corpos como cometas bombardeiam os planetas jovens, entregando a maior parte da água e de outras moléculas que nós podemos observar”, disse Jonathan Fortney, um membro da equipe da Universidade da Califórnia em Santa Cruz.

 Contudo, a abundância de água nos planetas gigantes do nosso Sistema Solar é mal conhecida, pois a água está presa distante como gelo que tem se precipitado fora de suas atmosferas superiores.

 Mas em exoplanetas, conhecidos como Júpiteres Quentes — ou seja, em planetas como Júpiter que tem uma temperatura superficial alta devido a sua órbita próxima da sua estrela mãe — a água em vapor que pode ser prontamente traçada. Kreidberg também enfatizou que a equipe não simplesmente detectou a água na atmosfera do WASP-43b, mas também mediu com precisão quanto e como dessa água está distribuída ao longo da longitude do planeta.

 Para entender como os planetas gigantes se formam, os astrônomos querem saber como eles são enriquecidos em diferentes elementos. A equipe descobriu que o WASP-43b tem aproximadamente a mesma quantidade de água que nós esperaríamos encontrar para um objeto com a mesma composição química como o Sol.

 Kreidberg disse que isso nos diz algo fundamental sobre como o planeta se formou. Pela primeira vez, os astrônomos foram capazes de observar três rotações completas do planeta, que ocorreram durante um período de quatro dias.

 Isso foi essencial para fazer essas medidas precisas de acordo como Jean-Michel Désert, da Universidade do Colorado em Boulder. O próximo objetivo da equipe é fazer medidas da abundância de água para diferentes planetas para explorar suas abundâncias químicas.

 O sucessor planejado do Hubble, o Telescópio Espacial James Webb, será capaz de não somente medir a abundância de água, mas também a abundância de monóxido de carbono, dióxido de carbono, amônia e metano dependendo da temperatura do planeta.

Artigo científico:

‣ Fonte (em inglês): HubbleSite
‣ Via: CiencTec

Patos selvagens levantam voo em aglomerado aberto

 As estrelas azuis no centro da imagem são as estrelas jovens e quentes do aglomerado. As vermelhas são estrelas de fundo mais velhas e frias. Crédito: © ESO

 O instrumento Wide Field Imager obteve esta bela imagem salpicada de estrelas azuis de um dos aglomerados abertos mais ricos em estrelas que se conhece atualmente — o Messier 11, também conhecido por NGC 6705 ou Aglomerado do Pato Selvagem.

 O Messier 11 é um aglomerado aberto, ou aglomerado galáctico como é algumas vezes referido, situado a cerca de 6.000 anos-luz de distância na Constelação do Escudo.

 Foi inicialmente descoberto pelo astrônomo alemão Gottfried Kirch no Observatório de Berlim em 1681, que o observou através do telescópio apenas como uma mancha difusa. Só em 1733 é que esta “mancha” foi pela primeira vez resolvida em estrelas separadas pelo Reverendo William Derham na Inglaterra, tendo Charles Messier adicionado este aglomerado ao seu famoso catálogo em 1764.

 Messier era um caçador de cometas e resolveu compilar um catálogo que o ajudasse a não confundir os cometas que pretendia descobrir e observar com outros objetos fixos e difusos (por exemplo, objetos que conhecemos hoje como sendo aglomerados, galáxias e nebulosas).

 Este mapa mostra a localização do aglomerado aberto NGC 6705, aqui designado por Messier 11 e assinalado com um círculo amarelo, na constelação austral do Escudo. O Escudo também acolhe o aglomerado aberto Messier 26 e a bem conhecida estrela Variável Delta Scuti. O Messier 11, embora seja praticamente invisível a olho nu, pode ser facilmente observado através de binóculos ou de um pequeno telescópio. Crédito: © ESO, IAU and Sky & Telescope

 Com estes objetos devidamente anotados e catalogados, evitava observá-los de modo acidental, não os confundindo assim com possíveis novos cometas. Este aglomerado estelar foi catalogado como o décimo primeiro de tais objetos — daí o nome Messier 11.

 Os aglomerados abertos encontram-se tipicamente nos braços em espiral das galáxias espirais ou em regiões densas de galáxias irregulares, onde a formação estelar ainda acontece.

 O Messier 11 é um dos aglomerados abertos mais compactos e ricos em estrelas, com uma dimensão de quase 20 anos-luz e acolhendo cerca de 3.000 estrelas. Os aglomerados abertos diferem dos aglomerados globulares, que tendem a ser muito densos, fortemente ligados pela gravidade e contêm centenas de milhares de estrelas muito velhas — algumas quase tão velhas como o próprio Universo.

 Estudar os aglomerados abertos é uma boa maneira de testar as teorias de evolução estelar, uma vez que as estrelas aí contidas se formam a partir da mesma nuvem inicial de gás e poeira e consequentemente são muito parecidas umas com as outras — têm todas aproximadamente a mesma idade, composição química e encontram-se todas à mesma distância da Terra.

 Esta sequência vídeo leva-nos numa viagem até ao aglomerado aberto Messier 11, tal como observado pelo instrumento Wide Field Imager montado no telescópio MPG/ESO de 2,2 metros, no Observatório de La Silla. Crédito: © ESO/N. Risinger (skysurvey.org)/J. Bohanon. Música: movetwo

 No entanto, cada estrela no aglomerado tem uma massa determinada, com as estrelas mais massivas a evoluírem muito mais depressa do que as de menor massa, uma vez que gastam todo o seu hidrogênio em muito menos tempo.

 Deste modo, comparações diretas entre os diferentes estágios de evolução podem ser feitas num mesmo aglomerado, por exemplo, será que uma estrela com 10 milhões de anos e com a mesma massa que o Sol evoluirá de maneira diferente de uma outra estrela com a mesma idade mas com metade da massa? Assim, os aglomerados abertos possuem o mais parecido que os astrônomos têm com “condições laboratoriais”.

 Uma vez que as estrelas no seio dos aglomerados abertos estão pouco ligadas entre si, cada estrela é mais susceptível de ser ejetada para fora do grupo principal devido ao efeito da gravidade de objetos celestes vizinhos.

  Este vídeo dá-nos uma vista panorâmica da imagem do aglomerado aberto Messier 11, obtida pelo instrumento Wide Field Imager. As estrelas azuis no centro da imagem são as estrelas jovens e quentes do aglomerado. As vermelhas são estrelas de fundo mais velhas e frias. Crédito: © ESO. Música: movetwo

 O NGC 6705 tem já pelo menos 250 milhões de anos de idade, por isso é provável que dentro de mais alguns milhões de anos esta formação de “patos selvagens” se disperse, separando-se o aglomerado e desaparecendo no meio circundante.

 Esta imagem foi obtida pelo instrumento Wide Field Imager, montado no telescópio MPG/ESO de 2,2 metros, no Observatório de La Silla no norte do Chile. Este nome alternativo e evocativo para o NGC 6705, Aglomerado do Pato Selvagem, teve origem no século XIX.

 Quando se observa este aglomerado através de um pequeno telescópio vemos as estrelas mais brilhantes a formar o padrão de um triângulo aberto no céu, que se assemelha a patos voando em formação.

‣ Fonte: European Southern Observatory (ESO)