Esta estrela é nova ou velha?

Esta imagem mostra um inesperado ciclo completo de uma estrela.

© ESO (Ve 7-27 e Vela Junior)

O objeto visto na imagem, Ve 7–27, foi durante muito tempo considerado uma nebulosa planetária, a fase final da vida de uma estrela semelhante ao Sol.

No entanto, o Very Large Telescope (VLT) do ESO revelou-nos agora que se trata, na verdade, de uma estrela recém formada. Durante anos, a verdadeira natureza desta nebulosa foi debatida, mas o instrumento MUSE montado no VLT captou agora a primeira imagem detalhada deste objeto, que mostra que a Ve 7-27 está lançando jatos energéticos, algo típico em estrelas recém nascidas.

Em vez de ser o “último suspiro” de uma estrela moribunda, a Ve 7-27 é uma estrela recém nascida. Há, no entanto, uma estrela morta real muito perto. A nuvem verde-amarelada compacta, que é vista no centro e um pouco à esquerda, abriga uma estrela de nêutrons criada quando uma estrela massiva explodiu sob a forma de supernova.

Esta nebulosa faz parte de uma nuvem maior ejetada durante a explosão, o resto da supernova Vela Junior. As observações do MUSE revelaram que a estrela recém nascida, a Ve 7-27, está incrustada no material expelido por esta supernova. A distância até à Vela Junior nunca tinha sido determinada anteriormente com precisão, mas agora sabe-se que este objeto se encontra muito perto da Ve 7-27. Uma vez que a Ve 7-27 está a cerca de 4.500 anos-luz de distância da Terra, o mesmo se aplica à Vela Junior.

Saber a distância a que se situa a Vela Junior implica que é possível finalmente determinar o seu tamanho, a velocidade a que está se expandindo e, por conseguinte, há quanto tempo a supernova explodiu, resolvendo-se assim décadas de inconsistências.

Portanto, esta descoberta fornece pistas não apenas sobre a estrela bebê muito energética, mas também sobre a verdadeira natureza da supernova Vela Junior, representando um caso notável de nascimento e morte estelares coexistindo lado a lado no mesmo meio.

Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: ESO

Hubble descobre o segredo das estrelas que desafiam a velhice

Algumas estrelas parecem desafiar o próprio tempo.

© Hubble (M70)

Aninhadas em aglomerados estelares antigos, são mais azuladas e mais luminosas do que as suas vizinhas, parecendo muito mais jovens do que a sua verdadeira idade. Conhecidas como estrelas retardatárias azuis, estas estrelas bizarras têm intrigado os astrônomos há mais de 70 anos.

Agora, novos resultados obtidos com o telescópio espacial Hubble estão finalmente revelando como estas estrelas "eternamente jovens" surgem e porque é que prosperam em vizinhanças cósmicas mais calmas. As estrelas retardatárias azuis destacam-se em aglomerados estelares antigos porque parecem mais quentes, mais massivas e mais jovens do que as estrelas que se deveriam ter formado há bilhões de anos. A sua própria existência contradiz as teorias padrão do envelhecimento estelar, levando a décadas de debate sobre se são criadas através de colisões estelares violentas ou através de interações mais sutis entre pares de estrelas.

Um novo estudo fornece algumas das evidências mais claras até agora de que as estrelas retardatárias azuis devem o seu aspecto jovem não a colisões, mas à vida em parcerias estelares íntimas e aos ambientes que permitem a sobrevivência dessas parcerias.

Astrônomos analisaram observações ultravioleta do Hubble de 48 aglomerados globulares na Via Láctea, reunindo o maior e mais completo catálogo de estrelas retardatárias azuis alguma vez produzido. A amostra inclui mais de 3.000 destes objetos enigmáticos.

Os seus aglomerados hospedeiros abrangem toda a gama de condições ambientais possíveis, desde sistemas muito soltos a sistemas muito densos. Este vasto conjunto de dados permitiu aos astrônomos investigar as ligações, há muito suspeitadas, entre as estrelas retardatárias azuis e o seu ambiente. Em vez de encontrarem mais estrelas retardatárias azuis nos aglomerados mais apinhados e propensos a colisões, a equipe ficou surpreendida ao descobrir o oposto: os ambientes densos abrigam menos estrelas retardatárias azuis. Estas estrelas são mais comuns em aglomerados de baixa densidade, onde as estrelas têm mais espaço e onde os sistemas binários frágeis têm mais probabilidades de sobreviver.

A equipe descobriu que as estrelas retardatárias azuis estão intimamente ligadas a sistemas estelares binários, nos quais duas estrelas se orbitam uma à outra. Nesses sistemas, uma estrela pode sugar material da sua parceira ou fundir-se com ela por completo, ganhando combustível novo e brilhando mais intensamente e em azul (reiniciando efetivamente o seu relógio estelar). 

No entanto, estas observações mostram que os ambientes mais densos abrigam menos binários, sugerindo que em aglomerados densamente povoados, os frequentes encontros próximos entre estrelas podem separar os binários antes de terem tempo para produzir uma estrela retardatária azul. Em ambientes mais calmos, as estrelas binárias sobrevivem e as estrelas retardatárias azuis florescem.

Esta descoberta assinala a primeira vez que se observam relações tão claras e opostas ao esperado entre as populações de estrelas retardatárias azuis e os seus ambientes. Confirma que as elas são um subproduto direto da evolução dos binários e realça a força com que o meio envolvente de uma estrela pode influenciar a sua história de vida.

A descoberta não só resolve um mistério astronômico de longa data, como também abrem novos caminhos para compreender como as estrelas interagem, envelhecem e, por vezes, encontram formas de se renovarem.

Um artigo foi publicado no periódico Nature Communications.

Fonte: ESA

Modelo de inteligência artificial analisa os dados do TESS

Os cientistas descobriram mais de 6.000 planetas que orbitam outras estrelas para além do nosso Sol.

© STScI (estrela TRAPPIST-1 com dois planetas em trânsito)

Mais de metade destes exoplanetas foram descobertos graças aos dados da missão Kepler, já aposentada, e da atual missão TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA. No entanto, o enorme tesouro de dados destas missões contém ainda muitos planetas por descobrir. Todos os dados de ambas as missões estão disponíveis publicamente nos arquivos da NASA e muitas equipes em todo o mundo utilizaram esses dados para encontrar novos planetas utilizando várias técnicas.

Em 2021, uma equipe do Ames Research Center da NASA, em Silicon Valley, na Califórnia, criou o ExoMiner, um software de código aberto que utilizou a inteligência artificial (IA) para validar 370 novos exoplanetas a partir dos dados do Kepler. Agora, foi criada uma versão do modelo treinado com os dados do Kepler e do TESS, denominado ExoMiner++. O novo algoritmo identificou 7.000 alvos como candidatos a exoplanetas a partir dos dados do TESS numa primeira tentativa.

Um candidato a exoplaneta é um sinal que é susceptível de ser um planeta, mas que para ser confirmado requer observações de acompanhamento com telescópios adicionais. O ExoMiner++ pode ser transferido gratuitamente a partir do website GitHub, permitindo a qualquer pesquisador utilizar a ferramenta para procurar planetas no crescente arquivo de dados públicos do TESS.

O ExoMiner++ analisa observações de possíveis trânsitos para prever quais os que são causados por exoplanetas e quais os que são causados por outros eventos astronômicos, como eclipses de estrelas binárias. O Kepler e o TESS funcionam de forma diferente; o TESS está observando quase todo o céu, principalmente à procura de planetas que transitam por estrelas próximas, enquanto o Kepler analisou uma pequena parte do céu mais profundamente do que o TESS. Apesar destas diferentes estratégias de observação, as duas missões produzem conjuntos de dados compatíveis, o que permite ao ExoMiner++ treinar os dados de ambos os telescópios e obter resultados sólidos.

A próxima versão do ExoMiner++ irá melhorar a utilidade do modelo e informar os futuros esforços de detecção de exoplanetas. Embora o ExoMiner++ possa atualmente identificar candidatos a planeta quando lhe é dada uma lista de possíveis sinais de trânsito, a equipe está também trabalhando para dar ao modelo a capacidade de identificar os próprios sinais a partir dos dados.

O futuro telescópio espacial Nancy Grace Roman da NASA irá captar dezenas de milhares de trânsitos de exoplanetas; e, tal como os dados do TESS, os dados do Roman estarão disponíveis gratuitamente, de acordo com o compromisso da NASA para com a ciência de qualidade e o compartilhamento de dados com o público.

Um artigo foi publicado no periódico The Astronomical Journal.

Fonte: NASA

Descoberta uma misteriosa barra de ferro na Nebulosa do Anel

Astrônomos da UCL (University College London) e da Universidade de Cardiff, no Reino Unido, descobriram uma misteriosa nuvem de ferro em forma de barra no interior da icônica Nebulosa do Anel.

© UCL (Nebulosa do Anel)

Na imagem o anel exterior brilhante é constituído por luz emitida por três íons diferentes de oxigênio, enquanto a barra no meio é devida à luz emitida por um plasma de átomos de ferro quatro vezes ionizados.

Os astrônomos utilizaram o instrumento WEAVE (WHT Enhanced Area Velocity Explorer) no telescópio William Herschel do grupo de telescópios Isaac Newton do Observatório Roque de los Muchachos em La Palma, nas Ilhas Canárias.. A nuvem de átomos de ferro, descrita pela primeira vez, tem a forma de uma barra: cabe exatamente dentro da camada interior da nebulosa de forma elíptica, conhecida de muitas imagens, incluindo as obtidas pelo telescópio espacial James Webb em comprimentos de onda infravermelhos.

O comprimento da barra é cerca de 500 vezes superior ao da órbita de Plutão em torno do Sol, e a sua massa de átomos de ferro é comparável à massa de Marte. A Nebulosa do Anel, também conhecida como Messier 57 ou NGC 6720, observada pela primeira vez em 1779 na direção da constelação de Lira, pelo astrônomo francês Charles Messier, é uma concha colorida de gás expelido por uma estrela quando esta termina a fase de queima de combustível nuclear. O nosso Sol irá expelir as suas camadas exteriores de uma forma semelhante dentro de alguns bilhões de anos.

Os pesquisadores dizem que a maneira como a barra de ferro se formou é atualmente um mistério. Para desvendar o que se está passando, serão necessárias observações mais detalhadas. Há dois cenários potenciais: a barra de ferro pode revelar algo de novo sobre a forma como a ejeção da nebulosa pela estrela central progrediu, ou o ferro pode ser um arco de plasma altamente esticado resultante da vaporização de um planeta rochoso apanhado na expansão anterior da estrela central.

A equipe está trabalhando num estudo de seguimento e planeja obter dados utilizando do WEAVE com uma resolução espectral mais elevada para compreender melhor como a barra se poderá ter formado. O WEAVE efetuará oito levantamentos nos próximos cinco anos, visando desde anãs brancas próximas a galáxias muito distantes.

Um artigo foi publicado no periódico Royal Astronomical Society.

Fonte: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

O buraco negro da Via Láctea esconde um passado explosivo

O buraco negro supermassivo da Via Láctea é famoso por ser um dos mais fracos do Universo. Os resultados de um novo telescópio espacial mostram que pode nem sempre ter sido esse o caso.

© STScI (imagem infravermelha de Sagitário B2)

Sagitário A*, localizado no centro da Via Láctea, parece ter-se inflamado dramaticamente em algum momento nas últimas centenas de anos, de acordo com as emissões de raios X observadas pelo telescópio espacial XRISM (X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission). Estas descobertas surpreendentes revelam novos pormenores sobre a evolução dos buracos negros supermassivos. Também ensinam aos astrônomos lições sobre a história do nosso lar cósmico.

Astrônomos mediram os raios X provenientes de uma nuvem gigante de gás perto do centro da Galáxia. As suas descobertas oferecem fortes evidências de que a nuvem está brilhando em resposta a um surto passado de Sagitário A*. 

Muitos buracos negros supermassivos são brilhantes porque o gás à sua volta aquece e emite radiação altamente energética. Em contraste, Sagitário A* quase não brilha. É um dos buracos negros mais tênues conhecidos no Universo, apenas visível porque está muito próximo da Terra. Várias grandes nuvens moleculares flutuam ao redor de Sagitário A* e podem atuar como espelhos cósmicos, refletindo os flashes de raios X do buraco negro. Os telescópios espaciais anteriores conseguiram detectar estes lampejos, mas não com resolução energética suficiente para examinar a sua estrutura fina ou determinar o que os produziu.

O XRISM mudou isso. O telescópio foi lançado em 2023 através de uma parceria entre a NASA e a JAXA. As suas primeiras observações são muito aguardadas porque representam uma grande melhoria em relação a todos os telescópios espaciais existentes em termos de resolução energética. A maioria dos telescópios espaciais de raios X consegue distinguir a energia de um fóton até cerca de uma parte em 10, ou mesmo 100. O XRISM consegue resolver uma parte em 1.000. As novas imagens são como passar de uma Polaroid para uma imagem tecnicolor de alta-definição.

© STScI (mapa maior do Centro Galáctico mostrando Sgr A*)

Os astrônomos fizeram zoom em duas linhas de emissão de raios X extremamente estreitas provenientes de uma das nuvens moleculares. Medindo as suas energias e formas com uma precisão inovadora, conseguiram determinar o movimento da nuvem e compará-lo com observações rádio anteriores. Também examinou características sutis no espectro para testar duas explicações diferentes para o brilho da nuvem. Esses pormenores excluíram a ideia de que os raios cósmicos eram os responsáveis e, em vez disso, mostraram que a nuvem está refletindo um surto de raios X de Sagitário A*, efetivamente um "eco de luz" do passado.

Estudando várias nuvens em diferentes distâncias do buraco negro, os astrônomos podem reconstruir uma linha temporal destas antigas erupções, tal como se usassem ecos atrasados para mapear a forma de uma gruta. Os dados mostram pela primeira vez como a resolução energética do XRISM pode medir características extremamente finas no Universo.

Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: Michigan State University

O núcleo da Galáxia do Compasso

A Galáxia do Compasso, uma galáxia a cerca de 13 milhões de anos-luz de distância, contém um buraco negro supermassivo ativo que continua influenciando a sua evolução.

© STScI (núcleo da Galáxia do Compasso)

Pensava-se que a maior fonte de luz infravermelha da região mais próxima do buraco negro eram os fluxos de matéria superaquecida que eram projetados para fora. Agora, novas observações do telescópio espacial James Webb, vistas aqui com uma nova imagem do telescópio espacial Hubble, fornecem evidências que invertem esta ideia, sugerindo que a maior parte do material quente e poeirento está alimentando o buraco negro central. A técnica usada para recolher estes dados também tem potencial para analisar os componentes de fluxo e acreção de outros buracos negros próximos.

Os buracos negros supermassivos, como o da Galáxia do Compasso, mantêm-se ativos consumindo a matéria circundante. O gás e a poeira em queda acumulam-se num anel em forma de rosquinha em torno do buraco negro, conhecido como toro. À medida que os buracos negros supermassivos recolhem matéria das paredes interiores do toro, formam um disco de acreção, semelhante a um remoinho de água em volta de um ralo. Este disco aquece por atrito, acabando por ficar suficientemente quente para emitir luz. Esta matéria incandescente pode tornar-se tão brilhante que a resolução de pormenores no centro da galáxia, com telescópios terrestres, é difícil. É ainda mais difícil devido à luz brilhante e oculta das estrelas no interior da Galáxia do Compasso. Além disso, como o toro é incrivelmente denso, a região interior do material em queda, aquecido pelo buraco negro, é obscurecida do nosso ponto de vista.

Desde a década de 1990 que não é possível explicar o excesso de emissões infravermelhas que provêm da poeira quente nos núcleos das galáxias ativas, o que significa que os modelos têm a maior parte da emissão perto do centro proveniente dos fluxos. Para testar esta teoria, os astrônomos precisavam de duas coisas: a capacidade de filtrar a luz das estrelas, que anteriormente impedia uma análise mais profunda, e a capacidade de distinguir as emissões infravermelhas do toro das dos fluxos.

Para olhar para o centro da Galáxia do Compasso, foi utilizada a ferramenta AMI (Aperture Masking Interferometer) do instrumento NIRISS (Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph) do Webb. Na Terra, os interferômetros assumem normalmente a forma de conjuntos de telescópios: espelhos ou antenas que funcionam em conjunto como se fossem um único telescópio, que possibilta reconstruir o tamanho, a forma e as características de objetos distantes com muito mais pormenor do que as técnicas não interferométricas. A ferramenta AMI permite que o Webb se transforme num conjunto de telescópios menores que trabalham em conjunto como um interferômetro, criando por si só estes padrões de interferência. Para tal, utiliza uma abertura especial composta por sete pequenos orifícios hexagonais que, tal como em fotografia, controlam a quantidade e a direção da luz que entra nos detectores do telescópio, duplicando a sua resolução numa área menor do céu.

Os dados mostraram que, contrariamente aos modelos que previam que o excesso de infravermelhos provinha dos fluxos, cerca de 87% das emissões infravermelhas da poeira quente na Galáxia do Compasso provêm das áreas mais próximas do buraco negro, enquanto menos de 1% das emissões provêm dos fluxos de poeira quente. Os restantes 12% provêm de distâncias mais afastadas que não podiam ser distinguidas anteriormente.

Embora o mistério do excesso de emissões da Galáxia do Compasso tenha sido resolvido, existem bilhões de buracos negros no nosso Universo. A equipe salienta que a existência de buracos negros com luminosidades diferentes pode influenciar o fato de a maior parte das emissões ser proveniente do toro de um buraco negro ou dos seus fluxos.

O estudo de outros alvos será essencial para a construção de um catálogo de dados de emissões que permita descobrir se os resultados da Galáxia do Compasso são únicos ou característicos de um padrão.

Um artigo foi publicado na revista Nature Communications.

Fonte: Space Telescope Science Institute

Encontrado o elo perdido dos planetas mais comuns da Galáxia

Uma das maiores surpresas recentes da astronomia é a descoberta de que a maior parte das estrelas como o Sol abrigam um planeta entre o tamanho da Terra e de Netuno dentro da órbita de Mercúrio, tamanhos e órbitas ausentes do nosso Sistema Solar.

© NINS (ilustração do sistema planetário V1298 Tau)

Estas "super-Terras" e "sub-Netunos" são os planetas mais comuns da Galáxia, mas a sua formação tem estado envolta em mistério. Agora, astrônomos encontraram um elo crucial em falta. Ao "pesar" quatro planetas recém-nascidos no sistema V1298 Tau, captaram uma rara visão de mundos no processo de se transformarem nos tipos de planetas mais comuns da Galáxia.

O estudo centrou-se em V1298 Tau, uma estrela com apenas cerca de 20 milhões de anos, um piscar de olhos no tempo cósmico em comparação com o nosso Sol com 4,5 bilhões de anos. Em órbita desta jovem e ativa estrela estão quatro planetas gigantes, todos com tamanhos entre Netuno e Júpiter, apanhados numa fase fugaz e turbulenta de rápida evolução. Este sistema parece ser um antepassado direto dos sistemas compactos e multiplanetários que se encontram por toda a Galáxia.

Tal como a Pedra de Roseta que ajudou na decifração dos hieróglifos egípcios, V1298 Tau ajuda-nos a descodificar como os planetas mais comuns da Galáxia surgiram. Durante uma década, a equipe utilizou um arsenal de telescópios terrestres e espaciais para medir com precisão o momento em que cada planeta passava em frente da estrela, um evento conhecido como trânsito. Ao cronometrar estes trânsitos, os astrônomos detectaram que as órbitas dos planetas não eram perfeitamente regulares. A sua configuração orbital e a gravidade fazem com que puxem uns pelos outros, acelerando ou abrandando ligeiramente a sua dança celeste.

Estas pequenas alterações de tempo, chamadas Variações de Tempo de Trânsito (VTTs), permitiram à equipe medir, pela primeira vez, a massa dos planetas de forma robusta. Ao usar as VTTs, é aplicada essencialmente a gravidade dos planetas uns contra os outros. O tempo exato em que eles puxam pelos seus vizinhos permitiu calcular as suas massas e evitar os obstáculos com esta jovem estrela.

Os planetas, apesar de terem 5 a 10 vezes o raio da Terra, têm massas de apenas 5 a 15 vezes a do nosso planeta. Isto torna-os incrivelmente pouco densos, mais parecidos com algodão doce do tamanho de um planeta do que com mundos rochosos. Os raios incomumente grandes dos planetas jovens levaram à hipótese de que têm densidades muito baixas e excepcionalmente "inchados". O seu inchaço ajuda a resolver um enigma de longa data na formação de planetas. Um planeta que simplesmente se forma e arrefece ao longo do tempo seria muito mais compacto. A análise da equipe revela que estes planetas devem ter sofrido uma transformação dramática no início das suas vidas, perdendo rapidamente grande parte das suas atmosferas iniciais e arrefecendo drasticamente quando o disco rico em gás ao redor da sua jovem estrela desapareceu.

Estes planetas já sofreram uma transformação dramática, perdendo rapidamente grande parte das suas atmosferas originais e arrefecendo mais depressa do que o esperado pelos modelos padrão. V1298 Tau é um elo crítico entre as nebulosas formadoras de estrelas e planetas que vemos por todo o céu e os sistemas planetários maduros que agora foram descobertos aos milhares. O sistema V1298 Tau serve agora como um laboratório crucial para compreender as origens dos planetas mais abundantes da Via Láctea, dando aos cientistas um vislumbre sem precedentes das vidas turbulentas e transformadoras de mundos jovens. Compreender sistemas como V1298 Tau pode também ajudar a explicar porque é que o nosso próprio Sistema Solar não tem as super-Terras e sub-Netunos que são tão abundantes em outras partes da Galáxia.

Um artigo foi publicado na revista Nature.

Fonte: National Astronomical Observatory of Japan