Descobertos três exoplanetas que podem abrigar vida, a 40 anos-luz da Terra

Impressão artística da estrela anã muito fria TRAPPIST-1 e dos seus três planetas Imagem: ESO

Qual o melhor local para procurar sinais de vida no Universo? Novos resultados obtidos por uma equipa internacional de astrónomos sugerem que devemos observar perto de estrelas anãs muito frias.

Estas estrelas são muito ténues, muito mais frias e vermelhas que o Sol e em termos de tamanho não são muito maiores que Júpiter. No entanto, são muito comuns, constituindo cerca de 15% das estrelas existentes na vizinhança do Sol.

A estrela 2MASS J23062928-0502285, também conhecida por TRAPPIST-1, é uma anã muito fria situada na constelação do Aquário.

Encontra-se a apenas 40 anos-luz da Terra, por isso apesar de ser muito ténue, os astrónomos conseguiram obter medições muito precisas com o telescópio TRAPPIST, instalado no Observatório de La Silla do ESO, no Chile.

Em órbita da estrela giram três planetas do tamanho da Terra, que podem ter regiões passíveis de sustentar vida. Estes são os primeiros planetas deste tipo que se descobriram em torno de uma anã muito fria e são o melhor alvo para telescópios futuros procurarem sinais de vida noutros locais do Universo.

VISTA descobre disco de estrelas jovens no bojo central da Via Láctea

Imagem: ESO

Com o auxílio do telescópio VISTA instalado no Observatório do Paranal do ESO, os astrónomos descobriram uma componente anteriormente desconhecida da Via Láctea.

Ao mapear a localização de uma classe de estrelas que variam em brilho chamadas Cefeides, foi descoberto um disco de estrelas jovens enterradas por detrás de espessas nuvens de poeira no bojo central.

O rastreio público do 'ESO VISTA Variables in the Vía Láctea' (VVV) usa o telescópio VISTA instalado no Observatório do Paranal para obter imagens múltiplas em épocas diferentes das regiões centrais da nossa galáxia nos comprimentos de onda do infravermelho.

O rastreio está a descobrir uma enorme quantidade de novos objectos, incluindo estrelas variáveis, enxames e estrelas em explosão (eso1101, eso1128, eso1141). Uma equipa de astrónomos, liderada por Istvan Dékány, da Pontificia Universidad Católica de Chile, utilizou dados deste rastreio, obtidos entre 2010 e 2014, para fazer uma descoberta notável — uma componente anteriormente desconhecida da Via Láctea.

 “Pensa-se que o bojo central da Via Láctea é constituído por imensas estrelas velhas. No entanto, os dados VISTA revelaram algo novo — e muito jovem em termos astronómicos!” diz Istvan Dékány, autor principal deste novo estudo.

Ao analisar os dados do rastreio, os astrónomos descobriram 655 candidatos a estrelas variáveis do tipo a que chamamos Cefeides. Estas estrelas expandem-se e contraem-se periodicamente, levando entre alguns dias a meses a completar um ciclo e apresentando variações significativas de brilho durante o ciclo.

O tempo que uma Cefeide leva a tornar-se muito brilhante e depois a desvanecer outra vez é maior para as estrelas que são mais brilhantes e menor para as que são mais ténues. Esta relação precisa notável, descoberta em 1908 pela astrónoma americana Henrietta Swan Leavitt, faz do estudo das Cefeides um dos meios mais eficazes de medir distâncias e mapear as posições de objectos distantes na Via Láctea e para além dela.

Centro da Via Láctea tem vivido reabastecimento de novas estrelas

No entanto, há um senão — as Cefeides não são todas iguais — pertencem a duas classes diferentes, uma muito mais jovem que a outra. Da amostra de 655 objectos observados, a equipa identificou 35 estrelas pertencentes ao sub-grupo das Cefeides clássicas — estrelas brilhantes e jovens, muito diferentes das mais velhas normalmente residentes no bojo central da Via Láctea.

A equipa recolheu informação sobre o brilho e período de pulsação destes objetos e deduziu as distâncias a estas 35 Cefeides clássicas. Os períodos de pulsação, que estão intimamente ligadas à idade, revelaram a juventude surpreendente destas Cefeides.

“As 35 Cefeides clássicas descobertas têm menos de 100 milhões de anos de idade. As Cefeides mais jovens podem mesmo ter apenas cerca de 25 milhões de anos, embora não possamos excluir a presença de Cefeides ainda mais jovens e brilhantes,” explica o segundo autor do estudo Dante Minniti, da Universidad Andres Bello, Santiago, Chile.

As idades destas Cefeides clássicas fornecem evidências sólidas de que tem havido um reabastecimento contínuo, não confirmado anteriormente, de estrelas recém-formadas na região central da Via Láctea nos últimos 100 milhões de anos. 

Esta não foi, no entanto, a única descoberta notável feita a partir desta base de dados do rastreio.

Disco de estrelas jovens descoberto ao logo do bojo galáctico

Ao mapear as Cefeides descobertas, a equipa traçou uma estrutura completamente nova na Via Láctea — um disco fino de estrelas jovens que se estende ao longo do bojo galáctico.

Esta nova componente da nossa galáxia tinha permanecido desconhecida e invisível em rastreios anteriores, uma vez que está enterrada por trás de espessas nuvens de poeira. A sua descoberta demonstra o poder único do VISTA, que foi precisamente concebido para estudar as estruturas profundas da Via Láctea através de imagens de grande angular de alta resolução nos comprimentos de onda do infravermelho.

“Este estudo é uma demonstração poderosa das capacidades inigualáveis do telescópio VISTA para investigar as regiões galácticas extremamente obscuras que não podem ser observadas por nenhuns outros rastreios atuais ou planeados.” comenta Dékány.

“Esta parte da galáxia era completamente desconhecida até o rastreio VVV a ter encontrado!” acrescenta Minniti.

Investigação subsequente é agora necessária para determinar se estas Cefeides nasceram próximo do local onde se encontram actualmente ou se tiveram origem noutro local. Compreender as suas propriedades fundamentais, interacções e evolução é crucial para compreender a evolução da Via Láctea e os processos da evolução galáctica como um todo.

ESO / VLT: O beijo fatal de duas estrelas

Com o auxílio do Very Large Telescope do ESO, uma equipa internacional de astrónomos descobriu a estrela dupla mais quente e mais massiva, com as duas componentes tão próximas que tocam uma na outra.

As duas estrelas no sistema extremo VFTS 352 podem estar a dirigir-se para um final dramático, no qual fusionam para formar uma única estrela gigante ou então dão origem um buraco negro binário.

O sistema de estrela dupla VFTS 352 situa-se a cerca de 160 mil anos-luz de distância na Nebulosa da Tarântula. Esta região extraordinária é a maternidade de estrelas jovens mais activa no Universo próximo.

Novas observações do VLT do ESO revelaram que este par de estrelas jovens se encontra entre os mais extremos e estranhos alguma vez descoberto. O VFTS 352 é composto por duas estrelas muito quentes, brilhantes e massivas que orbitam uma em torno da outra com um período pouco maior que um dia. Os centros das estrelas estão separados de apenas 12 milhões de quilómetros.

As estrelas estão tão próximas que as suas superfícies se sobrepõem, tendo-se formado uma ponte entre elas. O VFTS 352 não é apenas o binário mais massivo conhecido desta pequena classe de “binários em contacto” — tem uma massa combinada de cerca de 57 vezes a massa solar — mas também contém as componentes mais quentes — com temperaturas efetivas de cerca de 40 mil graus Celsius.

As estrelas extremas como as duas componentes do VFTS 352 desempenham um papel fundamental na evolução das galáxias e pensa-se que serão as principais produtoras de elementos como o oxigénio. Tais estrelas duplas estão também associadas ao comportamento exótico de “estrelas vampiras”, onde uma estrela companheira mais pequena “chupa” matéria da superfície da sua vizinha maior.

No entanto, e no caso do VFTS 352, as duas estrelas do sistema têm quase o mesmo tamanho. A matéria não é por isso chupada de uma para a outra, mas sim partilhada. Estima-se que as estrelas do VFTS 352 estejam a partilhar cerca de 30% da sua matéria.

Este tipo de sistemas é muito raro, já que esta fase da vida das estrelas é muito curta e por isso é difícil encontrá-las nesta altura das suas vidas. Como as estrelas estão tão próximo uma da outra, os astrónomos pensam que as fortes forças de maré fazem com que haja uma maior mistura de material nos seus interiores.

“O VFTS 352 é o melhor caso descoberto até à data de uma estrela dupla quente e massiva que pode ter este tipo de mistura interna,” explica o autor principal do trabalho Leonardo A. Almeida, da Universidade de São Paulo, Brasil. “Como tal, esta é uma descoberta importante e fascinante.”

Os astrónomos prevêem que o VFTS 352 sofrerá um fim cataclísmico, fim esse com duas possibilidades diferentes. A primeira possibilidade será a fusão das duas estrelas, que muito provavelmente dará origem a uma rotação rápida, e possivelmente a uma única estrela magnética gigante [magnétar].

“Se o objecto continuar a rodar rapidamente, poderá terminar a sua vida numa das explosões mais energéticas do Universo, uma explosão de raios gama de longa duração,” diz o cientista principal do projecto Hugues Sana, da Universidade de Louvain-la-Neuve, Bélgica.

A segunda possibilidade é explicada pela astrofísica teórica da equipa, Selma de Mink da Universidade de Amesterdão, Holanda: “Se as estrelas estiverem bem misturadas entre si, ambas permanecerão objectos compactos e o sistema VFTS 352 poderá evitar a fusão. Este efeito levará os objectos a outro caminho de evolução completamente diferente das predições da evolução estelar clássica. No caso do VFTS 352, as componentes acabarão as suas vidas em explosões de supernova, formando um sistema binário de buracos negros próximos. Um tal objecto seria uma intensa fonte de ondas gravitacionais.”

Comprovar a existência deste segundo caminho evolucionário seria um grande avanço observacional no campo da astrofísica estelar. No entanto, independentemente do fim do VFTS 352, este sistema já deu aos astrónomos importantes pistas sobre os processos de evolução pouco conhecidos de sistemas binários com estrelas massivas em contacto.

Texto e foto: ESO

Descobertas ondas misteriosas num disco de formação de um proto-planeta

Com o auxílio de imagens do Very Large Telescope do ESO e do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, os astrónomos descobriram estruturas únicas e totalmente inesperadas no seio do disco de poeira que rodeia a estrela AU Microscopii.

Este episódio do ESOcast mostra estas estruturas do tipo de ondas que se deslocam rapidamente, as quais não se parecem com nada que tenha sido observado, ou mesmo previsto, até à data.




Fonte: ESO (texto, fotos e vídeo)

A Nebulosa do Camarão (Gum 56) e como funciona a reciclagem cósmica

Nebulosa gigante GUM 56 Foto: ESO

Parte da nebulosa gigante Gum 56 domina esta imagem, iluminada por estrelas jovens quentes e brilhantes que nasceram no seu interior. Durante milhões de anos formaram-se estrelas a partir do gás desta nebulosa, material que é posteriormente devolvido à maternidade estelar quando as estrelas envelhecidas expelem a sua matéria lentamente para o espaço ou mais dramaticamente sob a forma de explosões de supernovas.

Esta imagem foi obtida pelo telescópio MPG/ESO de 2,2 metros no Observatório de La Silla no Chile, no âmbito do programa Jóias Cósmicas do ESO.

Profundamente embebidos nesta maternidade estelar gigante encontram-se três enxames de estrelas jovens quentes — com apenas alguns milhões de anos de idade — que brilham intensamente no ultravioleta. É a luz destas estrelas que faz com que as nuvens de gás da nebulosa resplandeçam.

A radiação arranca os electrões aos átomos — num processo chamado ionização — e quando estes se recombinam libertam energia sob a forma de luz. Cada elemento químico emite luz em determinada cor e as enormes nuvens de hidrogénio na nebulosa são a causa deste intenso brilho avermelhado.

A Gum 56 — também conhecida por IC 4628 ou Nebulosa do Camarão — retira o seu nome do astrónomo australiano Colin Stanley Gum que, em 1955, publicou um catálogo de regiões H II.

As regiões H II, tal como a Gum 56, são enormes nuvens de densidade baixa, que contêm uma grande quantidade de hidrogénio ionizado. Uma grande parte da ionização na Gum 56 é feita por duas estrelas do tipo O, que são estrelas quentes azuis-esbranquiçadas, também conhecidas por gigantes azuis devido à sua cor.

Este tipo de estrelas é raro no Universo, uma vez que a enorme massa destas gigantes azuis significa que não podem viver durante muito tempo. Após cerca de um milhão de anos apenas, as estrelas colapsam sobre si mesmas e terminam as suas vidas como supernovas, tal como muitas das outras estrelas massivas que se encontram no interior da nebulosa.

Para além de muitas estrelas recém nascidas aninhadas no interior da nebulosa, a região está ainda cheia de gás e poeira suficientes para criar uma geração ainda mais nova de estrelas. As regiões da nebulosa que estão a formar novas estrelas são visíveis na imagem como nuvens densas.

O material que forma estas novas estrelas inclui os restos das estrelas mais massivas da geração anterior, que já terminaram as suas vidas e ejectaram o seu material para o meio circundante sob a forma de explosões de supernovas. Assim, o ciclo de vida e morte das estrelas continua.

Dadas as duas gigantes azuis muito invulgares e a proeminência da nebulosa nos comprimentos de onda do infravermelho e do rádio, é talvez surpreendente que esta região tenha sido até agora comparativamente pouco estudada por astrónomos profissionais.

A Gum 56 tem um diâmetro de cerca de 250 anos-luz, mas apesar do seu enorme tamanho tem sido descurada por observadores visuais devido ao seu fraco brilho e porque a maioria da radiação que emite se situa em comprimentos de onda invisíveis ao olho humano.

A nebulosa está a uma distância de cerca de 6 mil anos-luz de distância da Terra e pode ser encontrada no céu na constelação do Escorpião, onde tem um tamanho projectado de quatro vezes o da Lua Cheia.

Texto e fotos: ESO 

O Observatório do ESO em La Silla, no Chile

Como as estrelas nascem e se desenvolvem nos enxames estelares

Foto: ESO

Os enxames estelares abertos como o que se vê nesta imagem não são apenas perfeitos para tirar bonitas fotografias. A maioria das estrelas forma-se no seu interior e estes enxames podem servir aos astrónomos como laboratórios para estudar como é que as estrelas evoluem e morrem.

Esta imagem, que foi obtida pelo instrumento Wide Field Imager (WFI) no Observatório de La Silla, mostra o enxame IC 4651 e as estrelas que nasceram no seu interior apresentam actualmente uma grande variedade de características.

O salpicado de estrelas que podemos ver nesta nova imagem do ESO é o enxame estelar aberto IC 4651, situado na Via Láctea na constelação do Altar, a cerca de 3.000 anos-luz de distância.

O enxame tem cerca de 1,7 mil milhões de anos — o que corresponde a uma idade média em termos de enxames.

Conhecem-se na Via Láctea mais de um milhar destes enxames abertos, no entanto pensa-se que existam muitos mais. Muitos destes objectos foram já estudados com grande detalhe. Observações de enxames estelares como este fizeram avançar o nosso conhecimento sobre a formação e evolução da Via Láctea e das estrelas individuais no seu interior. Permitem igualmente aos astrónomos testar modelos de evolução estelar.

As estrelas no IC 4651 formaram-se todas ao mesmo tempo a partir da mesma nuvem de gás. Estas estrelas irmãs estão apenas ligadas de forma ligeira pela atracção entre si e pelo gás entre elas. À medida que as estrelas no seio do enxame interagem com outros enxames e com nuvens de gás na galáxia e, à medida que o gás entre as estrelas é utilizado para formar mais estrelas ou é lançado para fora do enxame, a estrutura do enxame começa a modificar-se. Eventualmente, a massa restante no enxame torna-se suficientemente pequena para que as estrelas possam escapar.

Observações recentes do IC 4651 mostraram que o enxame contém uma massa de 630 vezes a massa solar e pensa-se que inicialmente teria pelo menos 8.300 estrelas, num total de 5.300 vezes a massa do Sol.

O nosso Sol poderá ter feito parte de um enxame estelar 

Como este enxame é relativamente velho, uma parte desta massa perdida é devida às estrelas mais massivas do enxame terem já atingido o final das suas vidas e terem explodido sob a forma de supernovas.

No entanto, a maioria das estrelas que se perderam não morreram mas apenas se deslocaram. Terão sido arrancadas ao enxame ao passar por uma nuvem gigante de gás ou após um encontro próximo com um enxame vizinho, ou simplesmente afastaram-se.

Uma fracção destas estrelas perdidas pode estar ainda gravitacionalmente ligada ao enxame, encontrando-se a rodeá-lo a grande distância.

As restantes estrelas perdidas terão migrado para longe do enxame e juntado-se a outros ou ter-se-ão instalado noutro local qualquer da Via Láctea.


Provavelmente, o Sol fez outrora parte de um enxame como o IC 4651 até que, tanto a nossa estrela como as suas irmãs, se separaram e gradualmente se espalharam pela Via Láctea.

Fonte: ESO
Vídeo: http://www.eso.org/public/portugal/videos/eso1534a/

Cientistas portugueses baptizam nova galáxia CR7, inspirados em Cristiano Ronaldo

Foto: ESO

Com o auxílio do Very Large Telescope (VLT) do ESO os astrónomos descobriram a galáxia mais brilhante observada até hoje no Universo primordial e encontraram provas fortes de que este objecto contém estrelas da primeira geração.

Estas estrelas massivas e brilhantes, puramente teóricas até agora, foram as criadoras dos primeiros elementos pesados na história — os elementos necessários à formação das estrelas que nos rodeiam actualmente, os planetas que as orbitam e a vida tal como a conhecemos.

A galáxia recentemente descoberta chamada CR7 (COSMOS Redshift 7) é três vezes mais brilhante do que a galáxia distante mais brilhante que era conhecida até agora. O nome foi inspirado no jogador de futebol português, Cristiano Ronaldo, que é conhecido por CR7.

Os astrónomos desenvolveram há muito a teoria da existência de uma primeira geração de estrelas - conhecidas por estrelas de População III — que teriam nascido do material primordial do Big Bang. Todos os elementos químicos mais pesados — como o oxigénio, azoto, carbono e ferro, que são essenciais à vida — formaram-se no interior das estrelas, o que significa que as primeiras estrelas se devem ter formado dos únicos elementos que existiam antes delas: hidrogénio, hélio e traços mínimos de lítio.

Estas estrelas de População III seriam enormes — várias centenas ou mesmo milhares de vezes mais massivas do que o Sol — extremamente quentes e transientes — e explodiriam sob a forma de supernovas após cerca de apenas dois milhões de anos. No entanto, e até agora, a busca de provas físicas da sua existência tinha-se revelado infrutífera.

Uma equipa liderada por David Sobral, do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade de Lisboa, e do Observatório de Leiden, Holanda, utilizou o VLT para observar o Universo primordial, no período conhecido por época da reionização, que ocorreu cerca de 800 milhões de anos após o Big Bang. Em vez de fazer um estudo profundo e direccionado a uma pequena área do céu, a equipa alargou o seu foco de estudo e produziu o maior rastreio de galáxias muito distantes alguma vez obtido.

Com a descoberta da CR7 e outras galáxias brilhantes, o estudo era já um sucesso, no entanto a investigação posterior produziu mais resultados ainda melhores. Com o auxílio dos instrumentos X-shooter e SINFONI montados no VLT, a equipa encontrou uma forte emissão de hélio ionizado na CR7 mas — crucial e surpreendentemente — nenhum traço de elementos mais pesados no seio da galáxia brilhante, o que constitui uma forte evidência da existência de enxames de estrelas de População III com gás ionizado, no seio de uma galáxia do Universo primordial.

“A descoberta superou, desde o início, todas as nossas expectativas,” disse David Sobral, “uma vez que não esperávamos encontrar uma galáxia tão brilhante. Seguidamente ao desvendarmos pouco a pouco a natureza da CR7, percebemos que não só tínhamos descoberto a galáxia distante mais brilhante conhecida até agora, como também que este objecto tinha todas as características que se esperam de estrelas de População III. Estas estrelas são as que formaram os primeiros átomos pesados que, em última análise, são os que nos permitem aqui estar. Este estudo revelou-se extremamente interessante.”

Jorry Matthee, segundo autor do artigo científico que descreve estes resultados, conclui: “Sempre me perguntei de onde é que nós vimos. Mesmo quando era pequeno queria saber donde vinham os elementos químicos: o cálcio dos meus ossos, o carbono dos meus músculos, o ferro do meu sangue. Descobri que estes elementos foram formados inicialmente no início do Universo, pela primeira geração de estrelas. Com esta descoberta estamos a ver, de facto, tais objectos pela primeira vez.” 

Graças a nova técnica de detecção de exoplanetas, Harps obtem imagem do espectro de 51 Pegasi b

Representação artística do exoplaneta 51 Pegasi b

Com o auxílio do instrumento HARPS, o principal “caçador” de exoplanetas instalado no Observatório de La Silla no Chile, os astrónomos detectaram pela primeira vez de forma directa o espectro visível reflectido por um exoplaneta.

Estas observações revelaram também novas propriedades deste objecto famoso, o primeiro exoplaneta a ser descoberto em torno de uma estrela normal: a 51 Pegasi b.

O resultado promete um futuro brilhante para a técnica utilizada, particularmente com o advento da nova geração de instrumentos, tais como o ESPRESSO, para o VLT, e futuros telescópios como o E-ELT.

O exoplaneta 51 Pegasi b situa-se a cerca de 50 anos-luz da Terra na constelação do Pégaso. Foi descoberto em 1995 e será recordado para sempre como o primeiro exoplaneta confirmado descoberto em órbita de uma estrela normal, como o Sol. É também considerado o arquétipo dos exoplanetas do tipo Júpiter quente - uma classe de planetas que se sabe agora serem bastante comuns, e que são semelhantes a Júpiter em termos de massa e de tamanho, mas com órbitas muito mais próximas das suas estrelas progenitoras.

Desde esta descoberta crucial, foi já confirmada a existência de mais de 1.900 exoplanetas em 1.200 sistemas planetários. No entanto, no ano em que a sua descoberta faz 20 anos, o 51 Pegasi b volta à cena para fazer avançar uma vez mais o estudo dos exoplanetas.

A equipa que fez esta nova detecção foi liderada por Jorge Martins do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) e da Universidade do Porto, que actualmente faz o seu doutoramento no ESO, no Chile.

A equipa utilizou o instrumento HARPS montado no telescópio de 3,6 metros do ESO no Observatório de La Silla, no Chile.

Existem agora tres técnicas de detecção

Actualmente, o método mais utilizado para estudar a atmosfera de um exoplaneta consiste em observar o espectro da estrela hospedeira quando este é filtrado pela atmosfera do planeta durante um trânsito - uma técnica chamada espectroscopia de transmissão.

Uma aproximação alternativa será observar o sistema quando a estrela passa em frente do planeta, o que dará essencialmente informação sobre a temperatura do exoplaneta.

A nova técnica não depende de um trânsito planetário, por isso pode potencialmente ser usada para estudar muito mais exoplanetas, e permite que o espectro planetário seja detectado directamente no visível, o que significa que características diferentes do planeta, que não são acessíveis através de outras técnicas, possam ser inferidas.

O espectro da estrela hospedeira é usado como modelo para procurar uma assinatura semelhante, que se espera que seja reflectida pelo planeta que a órbita. Trata-se de uma tarefa extremamente difícil já que os planetas são muitíssimo ténues quando comparados com as suas estrelas progenitoras resplandecentes.

O sinal emitido pelo planeta é também muito facilmente diluído por outros pequenos efeitos e fontes de ruído. Perante tal adversidade, o sucesso da técnica utilizada quando aplicada aos dados do HARPS relativos ao 51 Pegasi b, valida o conceito de forma muito valiosa.

Jorge Martins explica: “Este tipo de técnica de detecção tem uma grande importância científica, já que nos permite medir a massa real do planeta e a sua inclinação orbital, o que é essencial para compreendermos completamente o sistema. Permite-nos também estimar a reflectividade do planeta, ou albedo, o que pode ser depois usado para inferir a composição tanto da superfície do planeta como da sua atmosfera.”

Descobriu-se que o 51 Pegasi b tem uma massa de cerca de metade da de Júpiter e uma órbita com uma inclinação de cerca de nove graus na direcção da Terra. O planeta parece também ser maior que Júpiter em termos de diâmetro e extremamente reflectivo. Estas são propriedades típicas de um planeta do tipo Júpiter quente, que se encontra muito próximo da sua estrela progenitora e por isso exposto a intensa radiação estelar.

O HARPS foi essencial para o trabalho efectuado pela equipa, mas o facto do resultado ter sido obtido com o telescópio de 3,6 metros do ESO, que tem um limite de aplicação da técnica, constitui uma boa notícia para os astrónomos.

O equipamento que existe actualmente será ultrapassado por instrumentos muito mais avançados instalados em telescópios maiores, tais como o Very Large Telescope do ESO e o futuro European Extremely Large Telescope.

“Esperamos com impaciência a primeira luz do espectrógrafo ESPRESSO que será montado no VLT, com o qual faremos estudos mais detalhados sobre este e outros sistemas planetários,” conclui Nuno Santos, do IA e Universidade do Porto, co-autor do novo artigo científico que descreve estes resultados.

Fonte: ESO

Imagem em 3D revela pormenores nunca antes vistos dos Pilares da Criação

Com o auxílio do instrumento MUSE montado no Very Large Telescope do ESO, os astrónomos criaram a primeira imagem completa a três dimensões dos famosos Pilares da Criação na Nebulosa da Águia, ou Messier 16.

As novas observações mostram como é que os diferentes pilares de poeira deste objecto icónico estão distribuídos no espaço e revelam muitos detalhes novos - incluindo um jacto, nunca visto antes, lançado por uma estrela jovem.

A radiação intensa e os ventos estelares emitidos pelas estrelas brilhantes do enxame associado esculpiram os Pilares da Criação ao longo do tempo e deverão fazer com que estes desapareçam completamente dentro de cerca de três milhões de anos.

A imagem original dos famosos Pilares da Criação foi obtida pelo telescópio espacial Hubble da NASA/ESA há duas décadas atrás, tendo-se tornado imediatamente uma das imagens mais famosas e evocativas. Desde essa altura, estas nuvens, que se estendem ao longo de alguns anos-luz [1], têm espantado tanto cientistas como público em geral.

As estruturas salientes, assim como o enxame estelar próximo NGC 6611, fazem parte de uma região de formação estelar chamada Nebulosa da Águia, ou Messier 16.

A nebulosa e os restantes objectos associados situam-se a cerca de 7.000 anos-luz de distância da Terra, na constelação da Serpente.

Os Pilares da Criação são um exemplo típico de estruturas em forma de colunas que se desenvolvem em nuvens gigantes de gás e poeira, locais de nascimento de novas estrelas. As colunas surgem quando enormes estrelas azuis-esbranquiçadas do tipo O e B recentemente formadas emitem enormes quantidades de radiação ultravioleta e ventos estelares que sopram a matéria menos densa para longe da sua vizinhança.

As zonas de gás e poeira mais densas podem, no entanto, resistir a essa erosão por mais tempo. Por detrás de tais bolsas de poeira espessa, o material está protegido deste olhar intenso e devastador das estrelas O,B. Este “escudo” dá origem a “caudas” ou “trombas de elefante”, as quais observamos sob a forma de pilares de matéria poeirenta e que apontam em sentido contrário às estrelas brilhantes.

O instrumento MUSE do ESO montado no Very Large Telescope mostrou a evaporação constante a que estão sujeitos os Pilares da Criação com um detalhe sem precedentes, revelando a sua orientação.

O MUSE mostrou que a ponta do pilar da esquerda está virada para nós, por cima de um pilar que na realidade se situa por trás do NGC 6611, contrariamente aos outros pilares. É sobre esta ponta que incide a maior parte da radiação emitida pelas estrelas do NG 6611 e, consequentemente, parece-nos muito mais brilhante do que os pilares da esquerda em baixo, do centro e da direita, cujas pontas apontam na direcção contrária, relativamente a nós.

Os astrónomos esperam compreender melhor como é que as estrelas jovens do tipo O e B, como as que se encontram no NGC 6611, influenciam a formação das estrelas subsequentes. Estudos numerosos identificaram protoestrelas a formarem-se no interior destas nuvens - o que faz delas verdadeiros Pilares da Criação.

Este novo estudo mostra também evidências de duas estrelas em gestação nos pilares do centro e da esquerda, assim como um jacto lançado por uma estrela jovem que escapou detecção até agora. A formação de mais estrelas em meios como o dos Pilares da Criação, pressupõe a existência de uma verdadeira corrida contra o tempo, uma vez que a radiação intensa emitida pelas estrelas que já brilham continua a desfazer os pilares.

Ao medir a taxa de evaporação dos Pilares da Criação, o MUSE deu aos astrónomos uma janela de tempo para além da qual estas estruturas deixam de existir. Os pilares perdem cerca de 70 vezes a massa do Sol a cada um milhão de anos. Com base na sua massa actual, que é cerca de 200 vezes a massa solar, os Pilares da Criação terão uma duração de vida esperada de talvez mais uns três milhões de anos - um piscar de olhos no tempo cósmico. Assim, estas colunas cósmicas icónicas poderiam também aptamente chamar-se Pilares da Destruição.

Primeiros indícios: A matéria escura pode afinal não ser completamente escura

O enxame de galáxias Abell 3827 Foto: ESO

Podemos ter observado pela primeira vez matéria escura a interagir com matéria escura de uma maneira diferente do que através da força da gravidade. Observações de galáxias em colisão obtidas com o Very Large Telescope (VLT) do ESO deram-nos as primeiras pistas intrigantes acerca da natureza desta misteriosa componente do Universo.

Com o auxílio do instrumento MUSE montado no VLT do ESO, no Chile, e de imagens do Hubble, o telescópio espacial, uma equipa de astrónomos estudou a colisão simultânea de quatro galáxias do enxame de galáxias Abell 3827.

A equipa pôde traçar onde é que a massa se encontra no sistema e comparar a distribuição de matéria escura com as posições das galáxias luminosas.

Embora a matéria escura não possa ser observada, a equipa pôde deduzir a sua localização recorrendo a uma técnica chamada lente gravitacional. A colisão ocorreu por mero acaso mesmo em frente de uma fonte muito mais distante, sem relação nenhuma com estes objetos. A massa da matéria escura em torno das galáxias em colisão distorceu imenso o espaço-tempo, fazendo desviar o caminho percorrido pelos raios de luz emitidos pela galáxia distante que se encontra no campo de fundo - e distorcendo por isso a sua imagem em características formas de arcos.

O que sabemos actualmente é que as galáxias existem no seio de nodos de matéria escura. Sem o efeito confinante da gravidade da matéria escura, galáxias como a Via Láctea desfazer-se-iam à medida que rodassem. Para que tal não aconteça, 85 % da massa do Universo deve existir sob a forma de matéria escura, no entanto a sua verdadeira natureza permanece ainda um mistério.

Neste estudo, os astrónomos observaram as quatro galáxias a colidir e descobriram que um dos nodos de matéria escura parece estar a ficar para trás da galáxia que rodeia. A matéria escura encontra-se actualmente a 5.000 anos-luz (50 mil biliões de quilómetros) atrás da galáxia - a sonda espacial Voyager da NASA levaria 90 milhões de anos a chegar a uma tal distância da Via Láctea.

Um desvio entre a matéria escura e a sua galáxia associada é algo que se prevê que possa acontecer durante colisões se a matéria escura interagir consigo própria, mesmo que de forma ligeira, através de forças que não a gravidade. No entanto, nunca se observou anteriormente matéria escura a interagir de outro modo sem ser por acção da força da gravidade.

O autor principal do estudo Richard Massey da Universidade de Durham explica: “Pensávamos que a matéria escura estava apenas ali, não interagindo de outra forma que não fosse pelo efeito da gravidade. No entanto, se a matéria escura está a ficar lentamente atrasada durante esta colisão, isto pode ser a primeira evidência de uma física rica no sector escuro, ou seja, no Universo escondido que nos rodeia.”

Os investigadores dizem que precisam de investigar outros efeitos que poderiam também dar origem a este atraso. Terão que ser feitas observações semelhantes de outras galáxias e simulações de computador de colisões de galáxias.

Liliya Williams, membro da equipa da Universidade de Minnesota, acrescenta: “Sabemos que a matéria escura existe devido ao modo como interage gravitacionalmente, ajudando a moldar o Universo, mas sabemos ainda muito pouco sobre o que é que ela realmente é. As nossas observações sugerem que a matéria escura pode interagir através de forças sem ser a gravidade, o que significa que poderemos excluir algumas teorias chave sobre a sua natureza.”

Este resultado vem no seguimento de um resultado recente desta equipa, que observou 72 colisões de enxames de galáxias e descobriu que a matéria escura interage muito pouco consigo própria. O novo trabalho, no entanto, diz respeito ao movimento das galáxias individuais, em vez de tratar dos enxames de galáxias como um todo.

Os investigadores dizem que a colisão entre estas galáxias poderia ter durado mais tempo do que as colisões observadas no estudo anterior - permitindo que os efeitos de mesmo uma força de atrito minúscula crescessem com o tempo, dando origem a um desvio passível de ser medido.

Em conjunto, estes dois resultados limitam o comportamento da matéria escura pela primeira vez - ou seja, a matéria escura interage mais do que “isto”, mas menos do que “aquilo”. Massey acrescenta: “Estamos finalmente a chegar à matéria escura, vindos de cima e de baixo - ou seja, vamos confinando o nosso conhecimento nas duas direcções.”

Fonte: ESO

Estrelas em colisão explicam explosão enigmática do século XVII

Imagem: ESO/T. Kamiński.

Observações recentes obtidas com o APEX e outros telescópios revelaram que a estrela que os astrónomos europeus viram aparecer no céu em 1670 não era uma nova (estrela acabada de nascer), mas sim um tipo muito mais raro e violento de colisão estelar.

A explosão foi suficientemente espectacular para ser observada a olho nu durante a primeira fase, mas os traços que deixou eram tão fracos que foi necessário fazer análises muito detalhadas com telescópios submilimétricos, mais de 340 anos depois, para se conseguir desvendar o mistério. Os resultados foram publicados online na revista Nature, a 23 de Março de 2015.

Alguns dos maiores astrónomos do século XVII, incluindo Hevelius - o pai da cartografia lunar - e Cassini, documentaram detalhadamente o aparecimento de uma nova estrela no céu em 1670. Hevelius descreveu-a como nova sub capite Cygni - uma estrela nova por baixo da cabeça do cisne - mas os astrónomos conhecem-na actualmente pelo nome de Nova Vulpeculae 1670. Registos históricos de novas são raros, mas são também de grande interesse para os astrónomos modernos. A Nova Vul 1670 é a nova da qual temos o registo mais antigo e é, ao mesmo tempo, a mais ténue em observações posteriores.

O autor principal do novo estudo, Tomasz Kamiński (ESO e Instituto Max Planck de Rádio Astronomia, Bona, Alemanha) explica: “Durante muitos anos pensou-se que este objecto era uma nova, mas quanto mais o estudávamos menos ele se parecia com uma nova normal - ou até com qualquer tipo de estrela em explosão.”

Quando apareceu pela primeira vez no céu, a Nova Vul 1670 era facilmente visível a olho nu e foi variando de brilho durante dois anos. Seguidamente desapareceu e tornou a aparecer por duas vezes antes de finalmente deixar de ser vista de todo.

Embora bem documentada para a sua época, os intrépidos astrónomos da altura não tinham o equipamento necessário para resolver o mistério da atuação peculiar desta nova aparente.

Durante o século XX os astrónomos compreenderam que a maioria das novas podiam ser explicadas por um comportamento explosivo de estrelas binárias muito próximas uma da outra. No entanto, a Nova Vul 1670 não encaixava nada bem neste modelo e permaneceu um mistério.

Apesar do poder de telescópio cada vez melhor, pensou-se durante muito tempo que o evento não teria deixado rasto e foi apenas nos anos 1980 que uma equipa de astrónomos detectou uma nebulosa ténue a rodear o local onde se suponha que a estrela tinha estado. Apesar destas observações terem fornecido uma ligação óbvia com a estrela de 1670, não conseguiram, no entanto, desvendar a verdadeira natureza do evento observado nos céus da Europa cerca de 300 anos antes.

Tomasz Kamiński continua a contar: “Observámos agora esta região nos comprimentos de onda do milímetro e do submilímetro e descobrimos que o meio que circunda os restos da estrela está imerso num gás frio rico em moléculas, apresentando uma composição química muito invulgar.”

Para além do APEX, a equipa utilizou também o Submillimeter Array (SMA) e o rádio telescópio Effelsberg para determinar a composição química e medir as razões dos diferentes isótopos do gás. Com todos estes dados obteve-se um panorama muito detalhado da área, o que permitiu saber de onde é que este material poderia ter vindo.

O que a equipa descobriu foi que a massa do material frio era demasiado elevada para ser o produto de uma explosão de nova e, adicionalmente, as razões de isótopos que a equipa mediu em torno da Nova Vul 1670 eram diferentes dos esperados para uma nova. Mas, se não era uma nova, o que era então?

A resposta é uma espectacular colisão entre duas estrelas, mais brilhante que uma nova, mas menos que uma supernova, que produzem algo chamado transiente vermelha. Trata-se de um fenómeno muito raro no qual as estrelas explodem devido a uma fusão entre si, ejectando material do interior estelar para o espaço e deixando eventualmente para trás apenas um resto fraco envolto num ambiente frio, rico em moléculas e poeira. Esta nova classe reconhecida de estrelas eruptivas corresponde ao perfil da Nova Vul 1670 quase na perfeição.

O co-autor do trabalho Karl Menten (Instituto Max Planck de Rádio Astronomia, Bona, Alemanha) conclui: “Este tipo de descoberta é o mais divertido, pois trata-se de algo completamente inesperado!”

Fonte: ESO

Novos telescópios "caçadores" de exoplanetas no norte do Chile

Um novo e invulgar grupo de pequenos telescópios que recentemente viram a sua primeira luz no Observatório do Paranal do ESO (Observatório Europeu do Sul), no norte do Chile.

O Next-Generation Transit Survey (NGTS) procurará exoplanetas em trânsito - planetas que passam em frente da sua estrela, dando por isso origem a uma pequena diminuição do brilho estelar, a qual pode ser detectada por instrumentos muito sensíveis.

Os telescópios focar-se-ão na descoberta de planetas do tamanho de Neptuno e mais pequenos, com diâmetros entre duas e oito vezes o da Terra. O NGTS foi concebido para operar em modo robótico e irá monitorizar de forma contínua o brilho de centenas de milhar de estrelas comparativamente brilhantes do céu austral.

As descobertas NGTS, e as subsequentes observações por outros telescópios no solo e no espaço, constituirão um importante passo em frente no estudo de atmosferas e composições de pequenos planetas como a Terra.

Fonte: ESO

Nuvem escura obscurece centenas de estrelas no campo de fundo

 

Nesta intrigante nova imagem do ESO parecem faltar algumas das estrelas.

No entanto, o vazio negro que vemos neste campo estelar resplandecente não é na realidade um buraco, mas sim uma região do espaço cheia de gás e poeira, uma nuvem escura chamada LDN 483 (Lynds Dark Nebula 483). Tais nuvens são o local de nascimento de futuras estrelas.

O Wide Field Imager, um instrumento montado no telescópio ESO/MPG de 2,2 metros, instalado no Observatório de La Silla do ESO, no Chile, capturou esta imagem da nebulosa escura LDN 483 e do seu meio circundante.

A LDN 483 situa-se a cerca de 700 anos-luz de distância, na constelação da Serpente. A nuvem contém material poeirento em quantidade suficiente para bloquear por completo a radiação visível emitida pelas estrelas que se encontram no campo de fundo.

Nuvens moleculares particularmente densas, como é o caso da LDN 483, classificam-se como nebulosas escuras devido às suas propriedades de obscurecimento. A natureza sem estrelas da LDN 483, e de outras nuvens do mesmo estilo, poderia sugerir que estes são locais onde as estrelas não nascem nem crescem mas, de fato, passa-se exatamente o oposto: as nebulosas escuras oferecem um meio extremamente fértil a uma eventual formação estelar.

Os astrónomos que estudam a formação estelar na LDN 483 descobriram algumas das estrelas bebés mais jovens que se podem observar enterradas no interior oculto da nebulosa. Podemos pensar nestas estrelas em gestação como ainda dentro do “útero”, não tendo ainda nascido como estrelas imaturas mas já completas.

Nesta primeira fase do desenvolvimento estelar, a proto-estrela é apenas uma bola de gás e poeira que se contrai sob a força da gravidade no interior da nuvem molecular que a envolve. A proto-estrela está ainda muito fria - cerca de -250º Celsius - brilhando apenas nos comprimentos de onda longos do submilímetro.
No entanto, tanto a temperatura como a pressão começam a aumentar no núcleo da jovem estrela.

Este período mais inicial da formação estelar dura apenas alguns milhares de anos, um tempo bastante curto em termos astronômicos, tendo em conta que as estrelas vivem tipicamente durante milhões ou bilhões de anos. Nas fases seguintes, ao longo de vários milhões de anos, a protoestrela irá tornar-se cada vez mais quente e densa. A sua emissão aumentará em termos de energia, passando gradualmente da radiação fria do infravermelho longínquo, ao infravermelho próximo e finalmente à radiação visível. A anteriormente protoestrela muito tênue ter-se-á então transformado numa estrela completamente luminosa e resplandescente.

À medida que mais e mais estrelas forem emergindo das profundezas escuras da LDN 483, a nebulosa escura dispersar-se-á, perdendo a sua opacidade. As estrelas no campo de fundo que se encontram atualmente escondidas aparecerão - mas apenas após milhões de anos, e nessa altura serão ofuscadas pelas jovens estrelas brilhantes acabadas de nascer na nuvem

Fonte: ESO

ESO vai construir maior telescópio do mundo no deserto de Atacama, no Chile

Foto: ESO

O Observatório Europeu Austral (ESO, na sigla em inglês) deu luz verde no início do mês de Dezembro para iniciar a construção, no Chile, do chamado Telescópio Europeu Extremamente Grande (E-ELT, na sigla em inglês), o maior aparelho do tipo no mundo.

O E-ELT será "o maior olho do mundo para observar o céu", informou em comunicado o ESO, uma organização que conta com o apoio de 15 países europeus, incluindo Portugal (desde 2000, embora fosse país colaborador desde 1990), além do Brasil.

"A decisão adoptada pelo Conselho significa que podemos começar a construção do telescópio e que dispomos dos recursos necessários para realizar as principais obras de edificação industrial do E-ELT", disse o director-geral do ESO, Tim de Zeeuw, em comunicado.

A construção do E-ELT no deserto chileno do Atacama custará cerca de mil milhões e as primeiras observações são esperadas para 2024.

O telescópio, com 39 metros de diâmetro, ficará na cúpula do Monte Armazones, a 20 km do Monte Paranal, onde já está instalado o Telescópio Muito Grande (VLT), da ESO.

O novo aparelho "permitirá a caracterização inicial de exoplanetas com massa similar à da Terra, o estudo de populações estelares em galáxias próximas e observações ultra-sensíveis do universo profundo", indicou a ESO, que tem sede em Garching, perto de Munique (Alemanha).

VLT revela alinhamento entre eixos de buraco negros supermassivos (quasares) e estrutura a grande escala

Novas observações obtidas com o Very Large Telescope do ESO (VLT), no Chile, revelaram alinhamentos nas maiores estruturas descobertas no Universo até à data. Uma equipa de investigação europeia descobriu que os eixos de rotação dos buracos negros centrais supermassivos numa amostra de quasares encontram-se paralelos entre si ao longo de distâncias de milhares de milhões de anos-luz.

A equipa descobriu também que os eixos de rotação destes quasares tendem a alinhar-se com as enormes estruturas da rede cósmica onde residem. Os quasares são núcleos de galáxias onde existem buracos negros supermassivos muito ativos.

Estes buracos negros encontram-se rodeados de discos de matéria em rotação extremamente quente, que é muitas vezes ejetada na direção dos seus eixos de rotação. Os quasares podem brilhar mais intensamente que todas as estrelas da galáxia onde se encontram. Uma equipa liderada por Damien Hutsemékers da Universidade de Liège, na Bélgica, utilizou o instrumento FORS, montado no VLT, para estudar 93 quasares que se sabia formarem enormes grupos espalhados ao longo de milhares de milhões de anos-luz, e que são observados quando o Universo tinha cerca de um terço da sua idade atual.

“A primeira coisa estranha em que reparámos foi que alguns dos eixos de rotação dos quasares estavam alinhados uns com os outros - apesar destes quasares se encontrarem separados de milhares de milhões de anos-luz,” disse Hutsemékers.

A equipa foi mais longe e investigou se estes eixos de rotação estariam de algum modo ligados, não apenas entre si, mas também com a estrutura a larga escala do Universo nessa altura. Quando os astrónomos observaram a distribuição de galáxias em escalas de milhares de milhões de anos-luz, descobriram que estes objetos não se encontram uniformemente distribuídos, mas formam uma rede cósmica de filamentos e nodos em torno de enormes vazios onde as galáxias são mais escassas. Este intrigante arranjo de matéria é conhecido por estrutura a larga escala.

Os novos resultados do VLT indicam que os eixos de rotação dos quasares tendem a posicionar-se paralelamente às estruturas de larga escala, nas quais se encontram, ou seja, se os quasares se encontram num filamento comprido, os spins dos seus buracos negros centrais apontarão na direção do filamento. Os investigadores estimam que a probabilidade destes alinhamentos serem simplesmente um resultado aleatório é menor que 1%.

“A correlação entre a orientação dos quasares e a estrutura a que pertencem é uma importante previsão dos modelos numéricos de evolução do Universo. Estes dados dão-nos a primeira confirmação observacional deste efeito, em escalas muito maiores do que o que tem sido observado até à data em galáxias normais,” acrescenta Dominique Sluse do Argelander-Institut für Astronomie em Bona, Alemanha, e Universidade de Liège.

A equipa não conseguiu observar de forma direta os eixos de rotação ou os jactos dos quasares. Em vez disso, foi medida a polarização da radiação emitida por cada quasar e, para 19 deles, encontrou-se um sinal polarizado significativo. A direção desta polarização, combinada com outras informações, pôde ser utilizada para deduzir o ângulo do disco de acreção e consequentemente a direção do eixo de rotação do quasar.

“O alinhamento nos novos dados, em escalas ainda maiores do que as atuais previsões das simulações, poderá indicar que ainda falta um ingrediente nos nossos modelos do cosmos atuais,” conclui Dominique Sluse.

MUSE revela história de uma colisão galáctica

Imagem MUSE da galáxia ESO 137-01, na qual está a ser exercida uma pressão de varrimento Foto: ESO

O novo instrumento MUSE montado no Very Large Telescope (VLT) do ESO deu aos astrónomos a melhor imagem de sempre de uma colisão cósmica espetacular. As novas observações revelam, pela primeira vez, o movimento do gás à medida que é arrancado da galáxia ESO 137-001, quando esta entra a alta velocidade num enorme enxame de galáxias.

Os resultados contêm a chave para a solução de um mistério de longa data - porque é que a formação estelar se desliga em enxames de galáxias. Uma equipa de investigadores liderada por Michele Fumagalli do Grupo de Astronomia Extragaláctica e do Instituto de Cosmologia Computacional, da Universidade de Durham, esteve entre as primeiras a utilizar o instrumento do ESO Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE), montado no VLT.

Ao observar a ESO 137-001 - uma galáxia em espiral situada a 200 milhões de anos-luz de distância, na constelação do Triângulo Austral - a equipa conseguiu obter a melhor vista de sempre do que acontece exatamente à galáxia à medida que esta se precipita a alta velocidade no Enxame Norma. O MUSE dá aos astrónomos não apenas uma imagem, mas também um espectro - ou banda de cores - para cada pixel do campo.

Com este instrumento os investigadores colectam cerca de 90 000 espectros de cada vez que observam um objeto, e deste modo obtêm um mapa extremamente detalhado quer do movimento quer doutras propriedades dos objetos observados.

A ESO 137-001 está a ficar sem o seu material primário devido a um processo chamado pressão de varrimento, processo este que ocorre quando um objeto se move a alta velocidade num meio líquido ou gasoso. Trata-se de um fenómeno semelhante ao efeito do ar a soprar para trás o pelo de um cão quando o animal põe a cabeça fora da janela de um carro em movimento. Neste caso, o gás faz parte da vasta nuvem de gás ténue muito quente que envolve o enxame de galáxias, no qual a ESO 137-001 está a “cair” com uma velocidade de vários milhões de quilómetros por hora.

A galáxia está a ficar sem a maior parte do seu gás - o combustível necessário para dar origem às próximas gerações de estrelas jovens azuis. A ESO 137-001 encontra-se no meio deste processo e está precisamente a passar de uma galáxia azul rica em gás a uma galáxia vermelha pobre em gás. Os cientistas pensam que o processo agora observado irá ajudar a resolver um enigma científico de longa data.

“Uma das principais tarefas da astronomia moderna é descobrir como e por que é que as galáxias nos enxames evoluem de azuis para vermelhas num período de tempo muito curto,” diz Fumagalli. “Conseguir observar uma galáxia mesmo quando ela está nesta fase de transformação permite-nos investigar como é que isto acontece.”

Observar este espetáculo galáctico não é, no entanto, nada fácil. O Enxame Norma situa-se próximo do plano da nossa galáxia, a Via Láctea, e por isso está escondido por trás de enormes quantidades de poeira e gás galácticos. Com a ajuda do MUSE, montado num dos Telescópios Principais de 8 metros do VLT, no Observatório do Paranal, no Chile, os cientistas puderam não apenas detectar o gás na galáxia e em torno dela, mas também viram como é que este gás se desloca.

O novo instrumento é tão eficiente que uma única hora de observação permitiu obter uma imagem de alta resolução da galáxia e também a distribuição e movimento do seu gás. As observações mostram que a periferia da ESO 137-001 já não contém gás, o que se deve ao facto do gás existente no enxame - com um temperatura de milhões de graus - empurrar o gás mais frio para fora da ESO 137-001 à medida que esta avança em direção ao centro de enxame. O efeito dá-se primeiro nos braços em espiral, onde as estrelas e a matéria estão distribuídas de forma mais dispersa do que no centro e onde a gravidade tem um efeito relativamente fraco sobre o gás.

No centro da galáxia, no entanto, a força gravitacional é suficientemente forte para aguentar mais tempo este puxão cósmico e por isso ainda se observa gás nesta região. Eventualmente, todo o gás da galáxia será varrido ficando em longas faixas brilhantes por trás da ESO 137-001 - restos que mostram o efeito dramático deste fenómeno. O gás que é arrancado à galáxia mistura-se com o gás quente do enxame formando magníficas caudas que se estendem por mais de 200 000 anos-luz.

A equipa observou cuidadosamente estas correntes de gás, no intuito de compreender melhor a turbulência criada pela interacção. De forma surpreendente, as novas observações MUSE desta pluma de gás mostram que o gás continua a rodar do mesmo modo que a galáxia, mesmo depois de ter sido arrancado à galáxia e ter sido varrido para o espaço. Adicionalmente, os investigadores conseguiram determinar que a rotação das estrelas na ESO 137-001 permanece inalterada, o que nos dá evidências adicionais de que é o gás do enxame, e não a gravidade, o responsável por “despir” a galáxia.

Matteo Fossati (Universitäts-Sternwarte München e Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Alemanha) e co-autor do artigo científico que descreve estes resultados conclui: “Com os pormenores revelados pelo MUSE conseguimos compreender melhor os processos físicos que estão em jogo nestas colisões. Pudemos observar os movimentos da galáxia e do gás com todo o detalhe - algo que não seria possível sem este novo instrumento único que é o MUSE. Estas observações, e outras no futuro, ajudar-nos-ão a compreender melhor o processo de evolução das galáxias.”

ALMA revela génese de um planeta

Imagem composta ALMA/Hubble da região em torno da estrela jovem HL Tauri Foto: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), ESA/Hubble and NASA

Esta nova imagem obtida com o ALMA, o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, revela um detalhe extraordinário, nunca observado até hoje, de um disco de formação planetária em torno de uma estrela jovem.

Estas são as primeiras observações do ALMA feitas com a sua configuração quase final e as imagens mais nítidas obtidas até à data no submilimétrico. Os novos resultados constituem um enorme passo em frente no estudo do desenvolvimento de discos protoplanetários e formação de planetas.

Para as primeiras observações do ALMA no seu novo modo mais poderoso, os investigadores apontaram as antenas à HL Tauri - um estrela jovem, a cerca de 450 anos-luz de distância, que se encontra rodeada por um disco de poeira.

A imagem resultante excedeu todas as expectativas, já que revela um detalhe inesperado no disco de material que sobrou da formação da estrela, mostrando uma série de anéis brilhantes concêntricos separados por espaços.

“Estas estruturas são quase de certeza o resultado de jovens corpos do tipo planetário a formarem-se no disco. Este facto é algo surpreendente já que não se espera que tais estrelas jovens possuam na sua órbita corpos planetários suficientemente grandes, capazes de produzir as estruturas observadas na imagem,” disse Stuartt Corder, director adjunto do ALMA.

“Assim que vimos esta imagem ficámos estupefactos, sem palavras, com o nível de detalhe espetacular. A HL Tauri não tem mais do que um milhão de anos e, no entanto, parece que o seu disco está já repleto de planetas em formação.

Só esta imagem já é suficiente para revolucionar as teorias de formação planetária,” explica Catherine Vlahakis, Cientista de Programa Adjunta do ALMA e Cientista de Programa para a Campanha de Linha de Base Longa do ALMA. O disco da HL Tauri parece estar muito mais desenvolvido do que seria de esperar de um sistema com esta idade. Ou seja, a imagem ALMA sugere igualmente que o processo de formação planetária deve ser muito mais rápido do que o que supúnhamos até agora. 

Uma tal resolução apenas pode ser atingida com as capacidades de linha de base longa do ALMA, dando aos astrónomos informação que seria impossível obter com outra qualquer infraestrutura existente, incluindo o Telescópio Espacial Hubble.

”A logística e infraestruturas necessárias para colocar as antenas a tais distâncias requereu um trabalho de coordenação sem precedentes por parte de uma equipa internacional de engenheiros e cientistas," disse o director do ALMA, Pierre Cox.

"Estas linhas de base muito longas fazem com que o ALMA atinja um dos seus principais objetivos e assinalam um impressionante marco tecnológico, científico e de engenharia." Estrelas jovens como a HL Tauri nascem em nuvens de gás e poeira fina, em regiões que colapsaram devido ao efeito da gravidade e formaram núcleos densos e quentes, que eventualmente incendiar-se-ão dando origem a jovens estrelas. Estas estrelas estão inicialmente embebidas num casulo do gás e da poeira que restou da sua formação. É este material que dá origem ao chamado disco protoplanetário. É devido às muitas colisões que sofrem que as partículas de poeira se vão juntando, crescendo em nodos do tamanho de grãos de areia e pedrinhas.

Finalmente, asteróides, cometas e até planetas formar-se-ão no disco. Os jovens planetas quebram o disco, dando origem a anéis, espaços e buracos vazios, tais como os que observámos agora nas estruturas vistas pelo ALMA. A investigação destes discos protoplanetários é crucial no sentido de percebermos como é que a Terra se formou no Sistema Solar.

Observar os primeiros estádios de formação planetária em torno da HL Tauri pode mostrar-nos como é que o nosso próprio sistema planetário seria há mais de quatro mil milhões de anos atrás, aquando da sua formação.

“A maior parte do que sabemos hoje acerca da formação planetária baseia-se na teoria. Imagens com este nível de detalhe têm sido, até agora, relegadas para simulações de computador e impressões artísticas. Esta imagem de alta resolução da HL Tauri mostra-nos até onde o ALMA pode chegar quando estiver a operar com a sua maior configuração e dá início a uma nova era na exploração da formação de estrelas e planetas,” diz Tim de Zeeuw, director geral do ESO.

Nasce o maior instituto de investigação em astrofísica de Portugal

As duas maiores instituições portuguesas de investigação em astrofísica - o Centro de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Lisboa (CAAUL) e o Centro de Astrofísica da Universidade do Porto (CAUP) - anunciaram a 29 de Outubro a sua fusão, dando origem ao Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA).

Este é um passo fundamental na consolidação da investigação científica, formação e divulgação de astronomia e astrofísica em Portugal, e no reforço da participação nacional nos grandes projetos internacionais na área das ciências do espaço.

José Afonso (IA e Universidade de Lisboa), coordenador do Centro de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Lisboa (CAAUL) e do recém-formado IA comenta: “O Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço representa o culminar de uma colaboração de vários anos entre as duas instituições de referência na área em Portugal.”

Já para o director do Centro de Astrofísica da Universidade do Porto (CAUP), Pedro Avelino (IA e Universidade do Porto), “este passo tornará ainda mais robusta a investigação nacional na área das ciências do espaço, a área de investigação em que Portugal tem maior impacto internacional.”

As actividades do IA estão estruturadas em torno de três grandes grupos de investigação – Origem e Evolução de Estrelas e Planetas ; Galáxias, Cosmologia, e a Evolução do Universo e ainda Instrumentação e Sistemas.

A participação dos investigadores do IA, em alguns dos maiores projectos internacionais nestas áreas de vanguarda, tornará ainda mais importante o papel de Portugal junto das grandes instituições europeias, como a Agência Espacial Europeia (ESA) e o Observatório Europeu do Sul (ESO).

Por sua vez, a participação no desenvolvimento de tecnologias de ponta para a observação astronómica, no contexto dessas instituições internacionais, reforçará a colaboração já existente entre o IA e a indústria nacional.

O novo instituto tem também uma forte componente de divulgação científica na área das ciências do espaço, com um vasto leque de actividades dirigidas tanto às escolas como ao público em geral, centradas essencialmente no Planetário do Porto – Centro Ciência Viva e no Observatório Astronómico de Lisboa.

O IA integra ainda a rede de parceiros oficiais de divulgação do ESO, uma parceria exclusiva de instituições que colaboram regularmente com o ESO, em eventos e em projectos de divulgação ou educação informal.

Com o anúncio da criação do IA, é também lançada a iniciativa 30 dias IA. Ao longo do mês de
Novembro, será publicada nas suas redes sociais, informação diária sobre o novo instituto e o seu papel científico e tecnológico, tanto a nível nacional como internacional.

Encontradas duas famílias de cometas em torno da estrela Beta Pictoris

Impressão artística de exocometas em torno de Beta Pictoris Fonte: ESO

O instrumento HARPS em operação no Observatório de La Silla do ESO, no Chile, foi utilizado no censo mais completo feito até à data de cometas em torno de outra estrela.

Uma equipa de astrónomos 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 fizeram já várias passagens próximo da estrela e exocometas mais jovens que se formaram provavelmente da recente destruição de um ou mais objectos maiores.

Os novos resultados serão publicados na revista Nature a 23 de Outubro de 2014.

A 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 asteróides.

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

Durante quase 30 anos os astrónomos observaram variações subtis na radiação emitida pela Beta Pictoris, que se pensava serem causadas pela passagem de cometas em frente da própria estrela. Os cometas são corpos pequenos - com alguns quilómetros de tamanho - ricos em gelos que se evaporam quando o corpo se aproxima da estrela, produzindo enormes caudas de gás e poeira, que podem absorver alguma da radiação que passa através delas.

A fraca luz emitida pelos exocometas é ofuscada pela radiação da estrela brilhante e por isso não se conseguem obter imagens diretas destes objetos a partir da Terra. Para estudar os exocometas da Beta Pictoris, a equipa analisou mais de 1000 observações obtidas entre 2003 e 2011 com o instrumento HARPS, montado no telescópio de 3,6 metros do ESO, no Observatório de La Silla, no Chile.

Os investigadores seleccionaram uma amostra de 493 exocometas diferentes. Alguns exocometas foram observadas 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 órbita e a distância à estrela. Este tipo de análise efectuada em várias centenas de exocometas pertencentes a um único sistema exoplanetário é única.

O trabalho revelou a presença de dois tipos distintos de famílias de exocometas: uma família de exocometas cujas órbitas são controladas por um planeta de grande massa [1] 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 atividade relativamente fraca com baixas taxas de produção de gás e poeira, o que sugere que estes cometas gastaram já o seu conteúdo em gelo durante múltiplas passagens perto da Beta Pictoris.

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 a 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 mil milhões de anos atrás.”

Telescópio APEX investiga formação de enxame de galáxias,

Impressão artística de um protoenxame a formar-se no Universo primordial Fonte: ESA

Os astrónomos utilizaram o telescópio APEX para investigar um enorme enxame de galáxias, que se está a formar no Universo primordial, e revelaram que muita da formação estelar que está a ocorrer não apenas se encontra escondida pela poeira, mas também acontece em locais inesperados.

Esta é a primeira vez que se consegue realizar um censo completo da formação estelar em tais objectos. Os enxames de galáxias são os maiores objectos 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 objecto é um dos melhores exemplos de um protoenxame no processo de se juntar, há mais de dez mil milhões de anos atrás.

No entanto, Helmut Dannerbauer (Universidade de Viena, Áustria) e a sua equipa suspeitavam que esta explicação estaria muito aquém da realidade. A equipa pretendia investigar o lado escuro da formação estelar e descobrir quanta formação estelar escondida por trás de poeira estava a ocorrer no enxame da Galáxia da Teia de Aranha.

A equipa utilizou a câmara LABOCA montada no telescópio APEX no Chile, para observar durante 40 horas este enxame 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 no instrumento perfeito para este tipo de rastreio. Carlos De Breuck (Cientista de Projeto do APEX no ESO e co-autor 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, 5050 metros acima do nível do mar.”

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 equipa pôde confirmar que muitas destas fontes se encontravam à mesma distância que o enxame de galáxias e por isso deviam fazer parte do enxame 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 poeirentas.”

Mas uma surpresa esperava a equipa quando foi investigado onde é que a nova formação estelar detectada estava a ocorrer. Os astrónomos 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 protoenxame.

Helmut Dannerbauer conclui:” Esperávamos encontrar formação estelar escondida no enxame da Teia de Aranha - e conseguimos - no entanto, desenterrámos ao mesmo tempo um novo mistério no processo; esta formação estelar não está a ocorrer onde esperávamos! A megacidade está a desenvolver-se de modo assimétrico.” 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 poeirentas com muito mais pormenor.