Category Archives: Cosmologia

Astrônomos encontram o que pode ser uma das estrelas mais antigas do Universo

Uma pequena estrela localizada a cerca de 1.590 anos-luz da Terra pode ter até 13,53 bilhões de anos, o que faria dela uma das estrelas mais antigas já descobertas.

Astrônomos encontram o que pode ser uma das estrelas mais antigas do Universo

A pequena estrela “ultrapobre em metais” se chama 2MASS J18082002–5104378 B — aqui abreviada para J1808-5104 — e foi descoberta por uma equipe de astrônomos liderada por Kevin C. Schlaufman, da Universidade Johns Hopkins. Estimada em 13,53 bilhões de anos de idade, ela está entre a primeira geração de estrelas a terem aparecido depois do Big Bang, que aconteceu 13,7 bilhões de anos atrás. Não apenas ela é uma das estrelas mais antigas da Via Láctea como também pode estar entre as estrelas mais antigas de todo o Universo. Os detalhes dessa descoberta devem ser publicados em uma edição futura do periódico Astrophysical Journal, mas uma versão de pré-impressão foi publicada no arXiv.

“Esta estrela talvez seja uma em dez milhões”, disse Schlaufman em um comunicado. “Ela nos diz algo muito importante sobre as primeiras gerações de estrelas.”

De fato, a descoberta está desafiando noções preconcebidas de como eram as estrelas mais antigas e de onde elas estão localizadas.

A primeira geração de estrelas a aparecer depois do Big Bang era composta exclusivamente por elementos como hidrogênio, hélio e vestígios de lítio. Quando essas estrelas primordiais explodiram como supernovas, elas salpicaram o cosmos com elementos mais pesados, que foram incorporados na geração seguinte de estrelas. Portanto, o teor de metal, ou metalicidade, das estrelas aumentou à medida que o ciclo de morte e nascimento continuou ao longo das eras.

Até hoje, astrônomos já detectaram cerca de 30 estrelas antigas pobres em metais, que tendem a ser tão massivas quanto o Sol. Mas a J1808-5104 tem apenas 14% da massa do Sol, o que leva Schlaufman e seus colegas a especular que se trata de uma anã vermelha.

A estrela recém-descoberta, que os astrônomos analisaram com os telescópios Magalhães, o Observatório Las Campanas e o Observatório Gemini, é excepcionalmente pobre em metais. E, de fato, ela tem a menor quantidade de elementos pesados já observados em uma estrela, em torno do mesmo teor de elementos pesados que o planeta Mercúrio. A quantidade de elementos pesados na J1808-5104 é tão baixa que os pesquisadores dizem que ela pode estar a apenas uma geração do Big Bang. Antes da nova descoberta, a estrela de Caffau era considerada a mais pobre em metais — uma estrela apenas um pouco menor que o nosso sol.

Astrônomos encontram o que pode ser uma das estrelas mais antigas do Universo

A nova estrela tem apenas 14% da massa do Sol, contendo o menor complemento de elementos pesados entre qualquer estrela conhecida. Imagem: Kevin Schlaufman/JHU

Estrelas do tamanho do Sol vivem por cerca de dez bilhões de anos, mas estrelas com massas baixas como essa, em teoria, poderiam queimar por trilhões de anos.

“Estrelas diminutas como essas tendem a brilhar por muito tempo”, disse Schlaufman. “Essa estrela envelheceu bem. Tem a mesma aparência hoje que tinha quando se formou, 13,5 bilhões de anos atrás.”

A localização desta estrela na Via Láctea também é estranha; a J1808-5104 faz parte do “disco fino” da galáxia, que é onde o Sol também está localizado. Estrelas antigas e pobres em metais não deveriam estar localizadas ali, uma área ativa e lotada que contém estrelas muito mais jovens. A descoberta sugere que o disco fino da Via Láctea seja cerca de três bilhões de anos mais velho do que se pensava anteriormente.

A J1808-5104 é o membro menor de um sistema de duas estrelas. Medindo a “oscilação” da estrela maior, que é causada pela influência gravitacional da estrela menor, os astrônomos foram capazes de inferir a massa da J1808-5104. Foi usada espectroscopia óptica de alta resolução para identificar elementos como carbono, oxigênio, ferro e outros.

Embora fascinantes, essas descobertas são estranhas e inesperadas. Portanto, a pesquisa precisará ser replicada por outros astrônomos para garantir que Schlaufman e sua equipe não cometeram algum tipo de erro. Além disso, a descoberta da J1808-5104 sugere a presença de estrelas ainda mais antigas na Via Láctea. Conforme mais estrelas antigas são descobertas, podemos aprender ainda mais sobre o Universo durante seu período inicial.

[The Astrophysical Journal]

https://gizmodo.uol.com.br/astronomos-encontram-estrela-antiga-universo/

Objeto que cruzou sistema solar pode ser nave alienígena, diz estudo de Harvard

Astrônomos levantam possibilidade de corpo rochoso apelidado de Oumuamua ter sido enviado por civilização alienígena

Objeto que cruzou sistema solar pode ser nave alienígena, diz estudo de Harvard

Astrônomos levantam possibilidade de corpo rochoso apelidado de Oumuamua ter sido enviado por civilização alienígena

Um misterioso objeto rochoso em formato de charuto que cruzou nosso sistema solar no ano passado pode ser uma espaçonave alienígena, sugeriram astrônomos da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos.

Batizado de Oumuamua, que significa “mensageiro de muito longe que chega primeiro” em havaiano, o objeto espacial foi o primeiro a viajar de outro sistema planetário para o nosso. Foi descoberto pelo telescópio Pan-STARRS 1, instalado no Havaí, em outubro de 2017.

Desde a sua passagem, os cientistas têm dificuldade em explicar suas características incomuns e sua origem precisa. Inicialmente, os pesquisadores o classificaram como um cometa e, depois, como asteroide, antes de finalmente considerá-lo um novo tipo de “objeto interestelar”.

Agora, um novo estudo de pesquisadores do Harvard Smithsonian Center for Astrophysics, da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos, levanta a possibilidade de o objeto ter uma “origem artificial”.

“Oumuamua pode ser uma sonda totalmente operacional enviada intencionalmente à vizinhança terrestre por uma civilização alienígena”, escreveram os astrônomos no artigo, que foi submetido ao jornal científico americano Astrophysical Journal Letters.

Os autores da tese são Abraham Loeb, professor de astronomia, e Shmuel Bialy, um pós-doutor, ambos estudiosos de Harvard.

A teoria baseia-se na “aceleração excessiva” do objeto ou em seu aumento inesperado de velocidade, segundo os pesquisadores. A estrutura escura chegou a alcançar 315.000 quilômetros por hora e saiu do nosso sistema solar em janeiro de 2018.

Além disso, Oumuamua apresenta uma rotação rápida e uma variação de brilho de até dez vezes, bem mais intensa do que qualquer outra já observada.

Ainda segundo os astrônomos, a suposta nave espacial tem um formato semelhante ao da nave LightSail-1, um projeto de vela solar desenvolvido pela Sociedade Planetária, com sede nos Estados Unidos, e que se assemelha a uma pipa.

“A tecnologia light-sail pode ser usada de forma abundante para o transporte de cargas entre planetas ou entre estrelas”, dizem os cientistas.

Outro estudo publicado em maio por cientistas do Brasil e da França sugere uma tese diferente sobre a origem do Oumuamua. Com base em uma simulação computacional, a publicação indicou que ele foi formado naturalmente em outro sistema e capturado por forças gravitacionais quando nosso sistema solar se formou de uma nuvem de gás e poeira, há cerca de 4,5 bilhões de anos.

“Este é um forte candidato a objeto mais velho no sistema solar”, disse o astrônomo Fathi Namouni, do Observatório de Côte d’Azur, na França.

O estudo foi publicado na revista científica Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters. A pesquisa foi realizada por Fathi Namouni e Helena Morais, da Universidade Estadual Paulista (Unesp) em Rio Claro.

Segundo Morais, o Oumuamua não se instalou permanentemente na órbita solar porque sua velocidade é tão alta que a atração do Sol foi suficiente apenas para curvar sua trajetória, tornando sua órbita um pouco mais hiperbólica. “Precisaria ter vindo com menos velocidade para que a trajetória se tornasse elíptica e fosse assim capturado pelo sistema solar”, afirmou a cientista.

O asteroide com trajetória retrógrada teria sido atraído para o campo gravitacional de Júpiter no final da época de formação dos planetas.

“Esta descoberta nos conta que o sistema solar provavelmente pode ser lar de mais asteroides extrassolares e cometas capturados mais cedo em sua história. Alguns destes objetos podem ter colidido com a Terra no passado, possivelmente carregando água, biomoléculas ou até mesmo matéria orgânica”, acrescentou Morais.

Cientistas encontram luz misteriosa no espaço e não sabem identificá-la

Cientistas encontram luz misteriosa no espaço e não sabem identificá-la

Irradiada de estrela de nêutrons, iluminação pode ser um disco de poeira ou a presença de um vento energético

Cientistas encontram luz misteriosa no espaço e não sabem identificá-la

Com o auxílio do Telescópio Espacial Hubble, da NASA, pesquisadores da Universidade Estadual da Pensilvânia, nos Estados Unidos, detectaram uma estranha luz infravermelha emergindo de uma região ao redor da estrela de nêutrons RX J0806.4-4123. Eles acreditam que isso pode indicar a existência de características nunca antes vistas.

“Essa estrela de nêutrons pertence a um grupo de sete pulsares de raios-X próximos, apelidados de ‘os Sete Magníficos’, que são mais quentes do que deveriam ser, se considerarmos suas idades e reservatórios de energia disponíveis, fornecidos pela perda de energia de rotação”, disse em comunicado Bettina Posselt, líder do estudo. “Observamos uma extensa área de emissão de infravermelho ao redor desta estrela, cujo tamanho total se traduz em cerca de 200 unidades astronômicas na distância presumida do pulsar”.

Em um artigo publicado no Astrophysical Journal, os astrônomos propõem duas explicações para a misteriosa emissão infravermelha. A primeira é que há um disco de material, possivelmente feito de poeira, cercando a estrela. “Pode haver o que é conhecido como um ‘disco de retorno’ de material que se aglutinou ao redor da estrela de nêutrons após a supernova”, explicou Posselt. “Tal disco seria composto de matéria da estrela maciça progenitora. Sua interação subsequente com a estrela de nêutrons poderia ter aquecido o pulsar e retardado sua rotação.”

Segundo a pesquisadora, se essa hipótese for confirmada, isso poderá mudar a compreensão da astronomia de como as estrelas de nêutrons evoluíram.

A segunda explicação é que há um vento energético soprando da estrela de nêutrons que interage com o gás no espaço interestelar, criando uma característica conhecida como “nebulosa do vento pulsar”. Ventos pulsares são gerados quando as partículas são aceleradas no campo elétrico que é produzido pela rápida rotação de estrelas de nêutrons com um forte campo magnético.

Estrelas de nêutrons são produzidas quando estrelas massivas chegam ao fim de suas vidas e passam por supernovas, que expelem as camadas externas de material. Se a massa da estrela que explode é insuficiente para produzir um buraco negro, a região central que sobrou entra em colapso sob a força da gravidade e é espremida a tal ponto que prótons e elétrons se combinam para formar nêutrons.

Devido à densidade extremamente alta, elas também possuem poderosos campos gravitacionais. O campo gravitacional na superfície de uma estrela de nêutrons é em torno de 200 bilhões de vezes o da Terra. As estrelas também podem girar rapidamente, até centenas de vezes por segundo. Algumas estrelas de nêutrons, como a RX J0806.4-4123, por exemplo, emitem raios intensos de radiação, parecidos com os faróis interestelares.

Esses feixes tendem a ser estudados no espectro de raios-X, raios gama e ondas de rádio, mas para as últimas pesquisas, a equipe usou a visão infravermelha do Hubble para observar RX J0806.4-4123 – que foi a primeira estrela de nêutrons na qual um sinal estendido foi visto apenas em luz infravermelha.

Conheça Hyperion, a maior estrutura espacial já descoberta.

O Hyperion tem uma massa mais de um milhão de bilhões de vezes maior que a do Sol

O Hyperion tem uma massa mais de um milhão de bilhões de vezes maior que a do Sol

Uma equipe internacional de astrônomos anunciou nesta quarta-feira a descoberta da maior estrutura já encontrada no espaço, um superaglomerado ancestral de galáxias com massa de mais de um milhão de bilhões de vezes a do Sol. Hyperion, como foi batizada, é a maior estrutura já vista nos primeiros 5 bilhões de anos do Universo.

Para compreender isto, precisamos lembrar que há um consenso no meio astronômico de que o Big Bang, ou seja, a explosão fundamental que deu origem ao Universo, ocorreu entre 13,3 bilhões e 13,9 bilhões de anos atrás.

Quando os cientistas miram telescópios para os confins do espaço, eles estão sempre observando o passado – afinal, a luz viaja a uma velocidade de 300 mil quilômetros por segundo e, ao olhar para o céu, o que se vê é a luz emitida pelos astros, sempre com algum grau de “delay”.

Por exemplo: a luz do nosso Sol, que está “perto” – em termos astronômicos -, chega a nós com um atraso de 8 minutos, que é o tempo que a luz demora para percorrer a distância.

No caso de Hyperion, ela está tão distante que a imagem obtida pelos cientistas é um retrato de mais de 11 bilhões de anos atrás – calcula-se que o superaglomerado ancestral de galáxias seja de quando o Universo era um jovem de 2,3 bilhões de anos.

Hyperion recebeu este nome por causa de suas dimensões colossoais em referência a um dos titãs da mitologia grega. Em português, é também chamado de Hiperião, Hipérion ou Hiperíon.

A descoberta

Catorze instituição científicas europeias, americanas e asiáticas fizeram parte da pesquisa que culminou na descoberta. Os trabalhos foram liderados pela astrônoma Olga Cucciati, do Instituto Nacional de Astrofísica de Bolonha, Itália, e pelo astrofísico Brian Lemaux, da Universidade da Califórnia.

Eles utilizaram um instrumento chamado VIMOS, do Very Large Telescope do Observatório de Paranal, localizado em uma montanha de 2.635 metros de altura em pleno deserto do Atacama, no norte do Chile.

O Very Large Telescope é o maior telescópio em funcionamento do mundo. Seu espelho principal tem 8,2 metros de diâmetro. Ele é operado pelo European Southern Observatory (ESO), de um centro técnico-científico que fica em Munique, na Alemanha.

“Nosso levantamento teve como alvo cerca de 10 mil galáxias do início do Universo, para observações com o VIMOS. Esse instrumento é capaz de observar a luz visível de várias centenas de galáxias simultaneamente e dispersar essa luz em suas diferentes cores como um prisma, de modo que possamos estudar a intensidade da luz em cada cor”, explicou à BBC News Brasil o astrofísico Lemaux.

A descoberta empolga os estudiosos do espaço porque permite compreender melhor os primeiros bilhões de anos pós-Big Bang.

“Como estruturas tão grandes e complexas nunca haviam sido verificadas antes a tais distâncias, não estava claro se o Universo era capaz de criar estruturas assim tão cedo em sua história”, diz Lemaux.

“Como é uma distância em que a gravidade teve pouco tempo para agir – afinal, estamos falando de apenas 2 bilhões de anos do início do Universo -, ver uma estrutura deste tipo com toda a sua complexidade é algo muito surpreendente.”

“Normalmente, estruturas desse tipo são conhecidos a distâncias mais recentes, indicando que o Universo precisou de muito mais tempo para evoluir e construir coisas tão grandes”, completa Cucciati. “Foi uma surpresa ver que algo evoluiu assim quando o Universo era relativamente jovem.”

Lemaux ressaltou que a quantidade de massa do Hyperion também é algo impressionante. “Ao somar todas as galáxias e inferir a quantidade de matéria escura dentro de Hyperion – sendo esta última a matéria que não podemos ver e que apenas age gravitacionalmente – descobrimos que a sua massa já estava próxima da dos superaglomerados atuais de galáxias”, compara.

“Um dos objetivos de nossa pesquisa é agora usar Hyperion e outras estruturas semelhantes para confrontar teorias de como a estrutura da teia cósmica, nome dado à estrutura de grande escala do universo, se forma e evolui”, comenta o cientista.

Para entender a ‘teia cósmica’

Sendo um conceito relativamente novo, a teia cósmica seria uma rede formada por todas as galáxias existentes, composta por invisíveis filamentos. De acordo com essa ideia, essas conexões formam a maior parte da matéria sideral.

Já os superaglomerados foram descobertos pela primeira vez em 1953. Trata-se de um conjunto gigantesco de galáxias – o que, segundo os cientistas, comprova que a distribuição delas no espaço não ocorre de forma uniforme.

A maior parte da comunidade astronômica hoje concorda que as galáxias estão agrupadas em conjuntos de cerca de 50 e aglomeradas em grupos de milhares.

Os superaglomerados são, portanto, conjuntos impressionantemente maiores.

Como olhar para eles é olhar para o passado, os cientistas acreditam que Hyperion “é uma estrutura que provavelmente está destinada a se tornar das maiores e mais massivas do universo atualmente”, define Lemaux.

“Em outras palavras, sistemas como ele semearam as maiores coleções de galáxias que podemos ver hoje nas proximidades da Terra, como o superaglomerado de Virgem, uma imensa estrutura que contém, entre muitos outros, o Grupo Local, o lar de nossa Via Láctea.”

O Hyperion tem uma massa mais de um milhão de bilhões de vezes maior que a do Sol

O Hyperion tem uma massa mais de um milhão de bilhões de vezes maior que a do Sol

Mapeamento

Graças ao instrumento VIMOS, os cientistas conseguiram fazer uma mapeamento tridimensional de Hyperion. A equipe descobriu, por exemplo, que a estrutura tem pelo menos sete regiões de alta densidade, conectadas por filamentos de galáxias. E ele aparenta ser diferente dos superaglomerados mais próximos da Terra.

“Enquanto os mais próximos tendem a ter uma distribuição de massa mais concentrada, com características estruturais claras, Hyperion tem a massa distribuída de maneira muito mais uniforme, em uma série de bolhas conectadas, povoadas por associações de galáxias”, afirma o astrofísico.

Os pesquisadores apontam que essa diferença se dá justamente porque os superaglomerados mais velhos tiveram bilhões e bilhões de anos para que a gravidade agisse, aproximando a matéria e, assim, criando regiões mais densas. Se este raciocínio estiver certo, Hyperion deve evoluir da mesma forma.

“Compreendê-lo e entender como ele se compara a estruturas semelhantes pode nos fornecer insights sobre como o Universo se desenvolveu no passado e evoluirá para o futuro”, diz Cucciati.

“Desenterrar este titã cósmico ajuda a descobrir a história dessas estruturas de larga escala.”

Ele conta que os cientistas também identificaram um grande reservatório de gás hidrogênio difuso “e relativamente frio” e uma região que parece conter sinais de um aglomerado de galáxias em formação.

“Essa imensa atividade e diversidade tem sido prevista a partir de alguns modelos de formação de galáxias e estruturas”, comenta. “Mas, com Hyperion, é a primeira vez que conseguimos vê-la em um sistema.”

“Embora o destino de toda estrutura seja incerto, estamos desenvolvendo modelos para prever a evolução das galáxias”, acrescenta. “Nossa esperança é, no futuro, que tais conexões nos permitam entender como as galáxias crescem, amadurecem e, eventualmente, chegam ao fim de suas vidas.”

O que é preciso para ter vida fora da Terra? Estudo define mais um critério

Cientistas acreditam ter dado mais um passo na busca de vida fora da Terra. Em um universo com trilhões de milhões de planetas observáveis, é preciso definir filtros para direcionar a procura

O que é preciso para ter vida fora da Terra? Estudo define mais um critério

O que é preciso para ter vida fora da Terra? Estudo define mais um critério

– e um estudo publicado nesta quarta-feira (1º) propõe um critério para essa seleção: planetas com superfície rochosa, que recebam radiação ultravioleta (UV) suficiente para desencadear reações químicas como as que aconteceram por aqui.

Nos debates astronômicos atuais, já se fala em necessidade de água e de moléculas de carbono. Os pesquisadores agora defendem que se leve em conta também a quantidade de energia que o planeta recebe de seu sol para a produção de moléculas fundamentais para a vida.

Este trabalho nos permite ‘afunilar’ quais são os melhores lugares para procurar vida

Paul Rimmer, do Laboratório do Conselho de Pesquisa Médica de Biologia Molecular

Publicado na edição de hoje na revista científica Science Advances, o estudo foi desenvolvido por dois institutos do Reino Unido: o Laboratório do Conselho de Pesquisa Médica de Biologia Molecular e a Universidade de Cambridge.

O trabalho foi desenvolvido depois que Rimmer teve contato com as pesquisas do químico John Sutherland, que estuda como teriam ocorrido as reações responsáveis pelo surgimento da vida na Terra há bilhões de anos.

Sutherland e seu grupo acreditam que o carbono presente em meteoritos que se chocaram com o planeta interagiu com o nitrogênio da atmosfera. Na presença da luz UV proveniente do Sol, o cianeto que se formou passou a reagir com outros elementos da sopa primordial, como é chamada a mistura de compostos orgânicos da qual acredita-se que a vida se originou.

“O cianeto (HCN) tem três dos seis elementos que consideramos mais importantes, que seriam carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, fósforo e enxofre, e ter uma estrutura como essa poderia contribuir para a formação de moléculas mais complexas”, disse ao UOL Fabio Rodrigues, professor do Instituto de Química da USP.

A partir dessas reações, teriam se formado os compostos necessários para a produção do RNA, que, por conseguir catalisar reações e se auto-replicar, é tido como a primeira fonte de informação genética.

Para testar essa hipótese, os pesquisadores recriaram as reações em laboratório usando lâmpadas UV e verificaram a formação de precursores de lipídios, aminoácidos e nucleotídeos.

Rimmer soube do estudo e ficou intrigado com o tipo de luz empregada. Ele, então, começou a medir a quantidade de energia emitida pelas lâmpadas dos testes de Sutherland e decidiu fazer comparações com a radiação de estrelas.

Planetas que correspondam aos critérios

O grupo passou a medir em laboratório o tempo para que as reações acontecessem na presença ou na ausência da luz UV. Notou-se que, no escuro, formavam-se compostos inertes, incapazes de gerar as moléculas que compõem as células. Certos de que a luz era necessária, os cientistas passaram então a fazer comparações em busca de estrelas que emitiam a luz necessária e pesquisaram planetas que as orbitavam.

O grupo descobriu que estrelas com a mesma temperatura do Sol – aproximadamente 5,5 mil graus Celsius na superfície – emitiam luz suficiente para a formação das moléculas fundamentais para a vida na superfície de seus planetas.

Com conhecimento disso e da necessidade de água, eles determinaram um rol de planetas com as características necessárias para a presença de vida. Nessa lista estão exoplanetas descobertos por meio do telescópio Kepler, entre eles o Kepler-425b, identificado em 2015 e apelidado de “primo” da Terra.

Os cientistas afirmam que as características necessárias podem não ser suficientes para a formação de organismos – pode haver outros fatores no processo –, mas esperam que o estudo ajude a indicar os locais com maiores possibilidades.

Acharam vida?

Os pesquisadores esperam que o estudo ajude a indicar os locais com maiores possibilidades de presença de vida, mas reforçam que as características necessárias podem não ser suficientes para formar organismos.

“Ainda não se sabe o que é suficiente. Ter todas as condições necessárias pode não ser o bastante. Posso colocar todos os elementos necessários e, mesmo após muitos anos, nunca ter vida”, comenta Rodrigues.

Ele também afirma que outras formas de energia podem ser consideradas na busca pelos cenários capazes de abrigar organismos. “O que sabemos é que é mais provável que as estruturas tenham se desenvolvido em formas sequenciais, primeiro um sistema, depois outro, e que é preciso haver uma fonte de calor. A energia da estrela pode ser essa fonte, mas não é a única. Se pensarmos na Terra, por exemplo, temos as fontes hidrotermais do fundo do mar”.

“Um cenário baseado em UV gera um grupo de interesse, um cenário com vulcões pode gerar outro e assim vamos conhecendo melhor e tentando selecionar quais planetas são mais interessantes de estudar e quais teriam condições para o desenvolvimento de moléculas orgânicas. Daí, se vai haver vida, é outra pergunta”, finaliza.

Pesquisadores confirmam teoria da relatividade de Einstein ao estudar estrela orbitando em buraco negro

É a primeira vez que a teoria é confirmada na região perto de um buraco negro supermassivo. Medição foi feita por “super” telescópio no Chile.

Ilustração mostra trajetória da estrela nos últimos meses ao redor do buraco negro (Foto: M. KORNMESSER/ESO)

Ilustração mostra trajetória da estrela nos últimos meses ao redor do buraco negro (Foto: M. KORNMESSER/ESO)

ma única estrela, girando em torno do enorme buraco negro no centro da Via Láctea, forneceu aos astrônomos uma nova prova de que Albert Einstein estava certo sobre a gravidade.

Há mais de 100 anos, a teoria geral da relatividade de Einstein revelou que a gravidade é o resultado da curvatura espaço-tempo, criada pela presença de massa e energia. Agora, em um artigo publicado nesta quinta-feira (26) na “Astronomy & Astrophysics”, uma equipe de pesquisadores relata a observação de uma característica da relatividade geral conhecida como redshift gravitacional.

Observações feitas com o telescópio conhecido como “Very Large Telescope” (telescópio muito grande, em tradução livre), do Observatório do Sul Europeu (ESO), revelaram pela primeira vez os efeitos previstos pela relatividade geral de Einstein sobre o movimento de uma estrela que passa pelo campo gravitacional perto do buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea. Este resultado representa o ponto alto de uma campanha de observação de 26 anos usando os telescópios do ESO no Chile.

Buraco negro

Obscurecido pelas densas nuvens de poeira absorvente, o buraco negro supermassivo mais próximo da Terra está a 26.000 anos-luz de distância, no centro da Via Láctea. Com uma massa de quatro milhões de vezes a do Sol, o buraco negro é cercado por um pequeno grupo de estrelas que orbitam em torno dele em alta velocidade.

Esse ambiente extremo – o campo gravitacional mais forte de nossa galáxia – o torna o local perfeito para explorar a física gravitacional e, particularmente, testar a teoria geral da relatividade de Einstein.

A medição é a primeira vez que a relatividade geral foi confirmada na região perto de um buraco negro supermassivo.

À medida que a luz escapa de uma região com um forte campo gravitacional, suas ondas são esticadas, tornando a luz mais vermelha, em um processo conhecido como redshift gravitacional. Os cientistas, uma equipe conhecida como a colaboração GRAVITY, usaram o Very Large Telescope, localizado no deserto de Atacama, no Chile, para demonstrar que a luz da estrela foi deslocada para o vermelho pela quantidade prevista pela relatividade geral.

Os cientistas já tinha observado o redshift gravitacional antes. Na verdade, os satélites de GPS não funcionariam corretamente se o redshift gravitacional não fosse levado em consideração. Mas tais efeitos nunca foram vistos nas proximidades de um buraco negro, onde a gravidade é mais forte.

“Isso é completamente novo, e acho que é isso que torna emocionante – fazer esses mesmos experimentos não na Terra ou no sistema solar, mas perto de um buraco negro”, diz o físico Clifford Will da Universidade da Flórida em Gainesville.
A estrela S2
No “coração” da Via Láctea, esconde-se um enorme buraco negro supermassivo, com uma massa de cerca de 4 milhões de vezes a do sol. Muitas estrelas giram em torno deste buraco negro. Os pesquisadores se concentraram em uma estrela, conhecida como S2, que completa uma órbita elíptica ao redor do buraco negro a cada 16 anos.

Órbita é uma trajetória fechada que um astro faz em torno de outro. Órbita elíptica é o tipo de órbita feita, e nesse caso, a elipse é como um círculo achatado (e não circular). A órbita de todos os planetas do Sistema Solar é elíptica.

É a primeira vez que a teoria é confirmada na região perto de um buraco negro supermassivo. Medição foi feita por "super" telescópio no Chile.

Pesquisadores confirmam teoria da relatividade de Einstein ao estudar estrela orbitando em buraco negro

Em maio de 2018, a estrela ficou mais próxima do buraco negro, atingindo 3% da velocidade da luz – extremamente rápida para uma estrela. Nesse ponto, a estrela estava a apenas 20 bilhões de quilômetros do buraco negro. O que pode parecer distante, mas é apenas quatro vezes a distância entre o sol e Netuno.

Astrônomos captam imagem detalhada do aglomerado estelar a 5.500 anos luz da Terra

Foto mostra o aglomerado de estrelas RCW 38 e suas nuvens de gás brilhantes

Astrônomos captam imagem detalhada do aglomerado estelar a 5.500 anos luz da Terra

Uma equipe de astrônomos conseguiu captar uma imagem detalhada e colorida do aglomerado de estrelas RCW 38, situado na constelação de Vela, a 5.500 anos luz de distância da Terra, com ajuda do sistema de ondas infravermelhas HAWK-I, informou o Observatório Europeu do Sul (ESO, na sigla em inglês).

O dispositivo de ondas infravermelhas, instalado no telescópio de longo alcance (VLT, na sigla em inglês) situado em Paranal, no Chile, permitiu uma imagem nítida que mostra o aglomerado estelar jovem cercado de nuvens de gás, intensamente brilhante e detalhado, junto com traços de poeira escura em formato de videira em torno do núcleo.

A imagem revela uma região central tingida de azul e habitada por várias estrelas jovens, quentes e massivas, assim como estrelas que ainda estão em formação.

A radiação que as estrelas emitem faz com que o gás circundante brilhe de forma intensa, em contraste com as correntes de pó cósmico, mais frio, que atravessam a região e brilham em tons escuros de vermelho e laranja.

Apesar de existirem imagens anteriores dessa região, estas foram obtidas mediante longitudes de onda da categoria visível, o que proporciona imagens com menos corpos estelares, pois a poeira e o gás bloqueiam a visão do aglomerado.

O HAWK-I, pelo contrário, permite olhar através das camadas de poeira por intermédio de observações com infravermelho, o mesmo sistema utilizado para obter imagens de galáxias próximas, grandes nebulosas, estrelas individuais e exoplanetas.

Para conseguir uma imagem nítida, teve papel importante o módulo de óptica adaptativa GRAAL, que projeta quatro raios laser no céu noturno que atuam como estrelas artificiais de referência para corrigir os efeitos da turbulência atmosférica.

A imagem foi captada como parte de um conjunto de observações de teste, conhecido como verificação científica, de ambos os dispositivos, instalados no telescópio de longo alcance.

O Observatório Europeu do Sul é uma organização intergovernamental de ciência e tecnologia e opera a partir de três lugares que se destacam por sua qualidade para a observação no Deserto do Atacama chileno: La Silla, Paranal e Chajnantor.

O VLT é um conjunto de quatro “telescópios unitários”, cada um com um espelho primário de 8,2 metros de diâmetro, com os quais é possível obter imagens de corpos celestes apenas visíveis a uma magnitude de 30, o que equivale a ver objetos cuja luminosidade é 4 bilhões de vezes mais fraca que daqueles que podem ser vistos a olho nu.

Astrônomos captam a primeira imagem de um planeta recém-nascido

– Astrônomos alemães capturaram o exato momento em que um planeta nasce em torno da jovem estrela anã PDS 70. O planeta está visível como um ponto brilhante à direita do centro da imagem.

Astrônomos captam a primeira imagem de um planeta recém-nascido

Uma equipe de astrônomos, liderada por um grupo do Instituto Max Planck de Astronomia de Heidelberg, na Alemanha, captou a primeira imagem de um planeta jovem, chamado PDS 70b, formado ao redor do círculo de gás e pó de uma estrela.

A descoberta, publicada na revista “Astronomy & Astrophysics” e realizada com o telescópio de comprimento alcance (VLT) do Observatório Austral Europeu (ESO), conseguiu modelar o planeta através da matéria que circunda a estrela, e a partir da qual estes astros costumam se formar.

A detecção foi possível graças ao instrumento SPHERE instalado no VLT, que serve para estudar este tipo de corpos celestes com uma técnica de imagem de alto contraste.

Este método, junto com a ajuda de um cronógrafo – uma máscara que bloqueia a luz cegante da estrela central e permite detectar objetos planetários ao redor – facilitou a captação e medição do brilho do planeta, o que por sua vez permitiu conhecer melhor suas propriedades atmosféricas.

A imagem resultante reflete um ponto brilhante à direita de um centro escuro – consequência do uso do cronógrafo, situado aproximadamente a 3 bilhões de quilômetros da estrela central, uma distância equivalente à que há entre Urano e o sol.

A análise mostra ainda que o PDS 70b é um planeta gigante formado por gás com uma massa algumas vezes maior que a de Júpiter e uma temperatura na superfície de cerca de 1000 graus centígrados, muito mais quente que a de qualquer planeta do Sistema Solar.

“Depois de mais de uma década de enorme esforço para construir esta máquina de alta tecnologia, agora o SPHERE nos permite colher os frutos com a descoberta de planetas recém-nascidos!”, lembrou Thomas Henning, diretor do Instituto Max Planck de Astronomia e chefe das equipes.

Para Miriam Keppler, líder da equipe após a descoberta, apesar de os círculos das estrelas jovens serem os lugares onde nascem os planetas, “até agora apenas algumas observações tinham detectado indícios de planetas recém-nascidos neles”.

“Precisávamos de observar um planeta no disco de uma estrela jovem para compreender realmente os processos de formação planetária”, comentou outro dos autores, André Müller.

A descoberta já permitiu aprofundar os estudos a partir das observações iniciais, ao ponto de obter um espectro do planeta, o que permitiu concluir que sua atmosfera era turva.

Com os resultados obtidos e a análise das propriedades atmosféricas e físicas do planeta, os astrônomos poderão avançar nas explicações teóricas sobre o fenômeno da formação planetária no espaço.

Novas observações astronômicas reforçam teoria da relatividade

Novas observações astronômicas apresentaram provas adicionais que reforçam uma das premissas da teoria geral da relatividade, que dita que todos os objetos em queda livre em um campo gravitacional se aceleram de forma idêntica, segundo um trabalho publicado nesta quarta-feira na revista Nature.

Novas observações astronômicas reforçam teoria da relatividade

A teoria, desenvolvida por Albert Einstein em 1915, diz que a aceleração deve ser a mesma com independência do próprio campo gravitacional dos corpos que caem, inclusive se forem objetos tão maciços como uma estrela de nêutrons.

O princípio que Einstein usou na sua teoria já tinha sido defendido antes por cientistas como Galileu Galilei, no século 16, e diversos experimentos o demonstraram em vários ambientes.

Em 1971, o astronauta americano David Scott protagonizou uma das experiências mais conhecidas, ao deixar cair sobre a superfície da lua um martelo e uma pluma, que chegaram ao solo ao mesmo tempo.

Para pôr a toda prova esse prognóstico em um ambiente mais extremo, um grupo do Instituto Holandês de Radioastronomia (ASTRON) liderado por Anne Archibald estudou o movimento de um sistema estelar triplo, formado por uma estrela de nêutrons orbitada por uma anã branca, que por sua vez mantêm outra anã branca orbitando a uma distância maior.

Os físicos analisaram como a atração da estrela mais distante afeta o sistema binário interior, que também conta com um potente campo gravitacional.

Teoria quântica vence Einstein mais uma vez em estudo holandês

Os autores do estudo publicado na Nature calcularam que a diferença entre as acelerações detectadas na anã branca e a estrela de nêutrons é da ordem de apenas 2,6 milionésimos, o que apoia o princípio de equivalência postulado pela relatividade geral.

As observações de Archibald aprimoram as obtidas até o momento em testes similares, que tinham chegado a uma resolução de milésimos.

“Se a estrela de nêutrons e a anã branca interna caíssem com diferentes acelerações para a anã branca do exterior, seria perceptível uma ligeira deformação na órbita do sistema interior”, afirma o físico Clifford Will, da Universidade da Flórida, em artigo na “Nature” que acompanha o estudo do grupo holandês.

“Archibald e seus colegas apresentam uma análise baseada em cerca de seis anos de coleta de dados na qual não há provas dessa deformação”, descreve Will.

Astrônomos identificam origem de partícula que pode ajudar a contar a história do Universo

Equipe internacional de cientistas detecta fonte de neutrinos de alta energia; emissão das partículas subatômicas elementares encontradas no Polo Sul vem de um corpo celeste localizado a 3,7 bilhões de anos-luz da Terra, na Constelação de Órion.

Equipe internacional de cientistas detecta fonte de neutrinos de alta energia; emissão das partículas subatômicas elementares encontradas no Polo Sul vem de um corpo celeste localizado a 3,7 bilhões de anos-luz da Terra, na Constelação de Órion.

Astrônomos identificam origem de partícula que pode ajudar a contar a história do Universo

A cada segundo, cerca de 65 bilhões de neutrinos atravessam seu corpo e tudo o que está em volta na Terra sem deixar quase nenhum vestígio. Os cientistas já conheciam duas fontes dessa “partícula fantasma”: o Sol e as supernovas, que são as grandes explosões de estrelas gigantes. Agora, também foram detectados na Terra neutrinos vindos de um blazar –objeto celestial que concentra grande quantidade de energia e que está associado a um buraco negro.

Dois estudos publicados na revista Science nesta quinta-feira (12) trazem detalhes da descoberta. Os pesquisadores que participaram dos estudos analisaram dados coletados pelo observatório de neutrinos IceCube, localizado na Antártida.

Em 2013, o IceCube detectou um tipo de neutrino de alta energia. Os cientistas iniciaram então uma busca pela fonte dessa partícula. Em setembro de 2017, nova detecção revelou que a direção por onde chegavam os neutrinos na Terra é consistente com a posição do blazar TXS 0506+056. Esse objeto astronômico poderosamente energético produz um jato direcionado para a Terra enquanto seu material cai no buraco negro a ele associado.

Motivados por esta descoberta, os cientistas fizeram um levantamento de registros de neutrinos detectados pelo IceCube durante quase dez anos antes das recentes observações, encontrando diversos eventos vindos da direção onde está o blazar TXS 0506+056.

Partículas extremamente leves

Os neutrinos são partículas subatômicas muito mais leves que os elétrons e que interagem de maneira muito frágil com a matéria comum. Contudo, são abundantes no Universo. Além de se originarem no Sol, os neutrinos podem ser produzidos em reatores nucleares, em explosões atômicas e no decaimento de elementos radioativos.

No IceCube existem detectores de neutrinos enterrados em profundidades entre 1,5 km e 2,5 km. O estudo dos neutrinos é importante para que se possa entender questões fundamentais da composição do Universo, como sua massa, por exemplo.

Uma nova era de pesquisas especiais se inaugura nesta quinta-feira (12). Isso porque uma equipe internacional de astrônomos descobriu a fonte de neutrinos de alta energia encontrados no Polo Sul – e esta partícula misteriosa abre uma oportunidade para contar a história e esclarecer enigmas do próprio Universo.

A descoberta está na edição desta quinta da revista “Science” e foi divulgada em coletiva de imprensa na sede da National Science Foundation, em Alexandria, Virginia (EUA).

“Neutrinos de alta energia realmente nos fornecem uma nova janela para observar o Universo”, comenta o físico Darren Grant, da Universidade de Alberta, em entrevista à BBC News Brasil.

Astrônomos identificam origem de partícula que pode ajudar a contar a história do Universo

Cientistas acham fonte de “partículas fantasmas” que atravessam a Terra

Grant é um dos mais de 300 pesquisadores de 49 instituições que integram o grupo IceCube Collaboration – responsável pela descoberta. “As propriedades dos neutrinos fazem deles um mensageiro astrofísico quase ideal. Como eles viajam de seu ponto de produção praticamente desimpedidos, quando são detectados, podemos analisar que eles transportaram informações de sua origem.”

Os neutrinos são partículas subatômicas elementares, ou seja, não há qualquer indício de que possam ser divididas em partes menores. São emitidos por explosões estelares e se deslocam praticamente à velocidade da luz.

Instalado no Polo Sul e em operação desde 2010, o IceCube é considerado o maior telescópio do mundo – mede um quilômetro cúbico. Levou dez anos para ser construído e fica sob o gelo antártico.

O IceCube consiste em um conjunto de mais de 5 mil detectores de luz, dispostos em uma grade e enterrados no gelo. É um macete científico. Quando os neutrinos interagem com o gelo, produzem partículas que geram uma luz azul – e, então, o aparelho consegue detectá-los. Ao mesmo tempo, o gelo tem a propriedade de funcionar como uma espécie de rede, isolando os neutrinos, facilitando sua observação.

Partícula é segredo do Universo
Desde a concepção do projeto, os cientistas tinham a intenção de monitorar tais partículas justamente para descobrir sua origem. A ideia é que isso dê pistas sobre a origem do próprio Universo. E é justamente isso que eles acabam de conseguir.

Os pesquisadores já sabem que a origem de neutrinos observados na Antártica são um blazar, ou seja, um corpo celeste altamente energético associado a um buraco negro no centro de uma galáxia. Este corpo celeste está localizado a 3,7 bilhões de anos-luz da Terra, na Constelação de Órion.

“Eis a descoberta-chave”, explica Grant. “Trata-se das primeiras observações multimídia de neutrinos de alta energia coincidentes com uma fonte astrofísica, no caso, um blazar. Esta é a primeira evidência de uma fonte de neutrinos de alta energia. E fornece também a primeira evidência convincente de uma fonte identificada de raios cósmicos.”

Cientistas acham fonte de "partículas fantasmas" que atravessam a Terra

Astrônomos identificam origem de partícula que pode ajudar a contar a história do Universo

Conforme afirma o físico, a novidade é a introdução, no campo da astronomia, de uma nova habilidade para “ver” o universo. “Este é o primeiro passo real para sermos capazes de utilizar os neutrinos como uma ferramenta para visualizar os processos astrofísicos mais extremos do universo”, completa Grant.

“À medida que esse campo de pesquisa continua se desenvolvendo, também deveremos aprender sobre os mecanismos que impulsionam essa partículas. E, um dia, começaremos a estudar essa partícula fundamental da natureza em algumas das energias mais extremas imagináveis, muito além daquilo que podemos produzir na Terra.”

“Esta identificação lança um novo campo da astronomia de neutrinos de alta energia, e esperamos que traga avanços emocionantes em nossa compreensão do Universo e da física, incluindo como e onde essas partículas de energia ultra-alta são produzidas”, afirma o astrofísico Doug Cowen, da Universidade Penn State. “Por 20 anos, um dos nossos sonhos era identificar as fontes de neutrinos cósmicos de alta energia. Parece que finalmente conseguimos.”

Mapeando o desconhecido
Foram décadas em que astrônomos de todo o mundo procuraram detectar os chamados neutrinos cósmicos de alta energia, em tentativas frustradas de compreender onde e como essas partículas subatômicas são geradas com energias de milhares a milhões de vezes maiores do que as alcançadas no planeta Terra.

O IceCube conseguiu detectar pela primeira vez neutrinos do tipo em 2013. A partir de então, alertas eram disparados para a comunidade científica a cada nova descoberta. A partícula-chave, entretanto, só veio em 22 de setembro de 2017: o neutrino batizado de IceCube-170922A, com a impressionante energia de 300 trilhões de elétron-volts demonstrou aos cientistas uma trajetória.

“Apontando para um pequeno pedaço do céu na constelação de Órion”, relata a astrofísica Azadeh Keivani, da Universidade Penn State, coautora do artigo publicado pela Science. Tão logo a partícula foi identificada, de forma coordenada e automatizada, quatorze outros observatórios do mundo passaram a unir esforços para identificar sua origem, com telescópios de espectroscopia nuclear e observações de raio-X e ultravioleta.

Todos os dados gerados foram analisados pelo grupo internacional de cientistas até a conclusão de que a fonte era o buraco negro supermassivo a 3,7 bilhões de anos-luz da Terra.

Essa distância do planeta significa que as informações carregadas pelo neutrino são de 3,7 bilhões de anos atrás, supondo que o mesmo tenha viajado à velocidade da luz. Nesse ponto, compreender tais propriedades é como olhar para os confins do passado do Universo – atualmente, acredita-se que o Big Bang tenha ocorrido há 13,8 bilhões de anos.

Após concluir a origem do neutrino IceCube-170922A, os cientistas vasculharam os dados arquivados pelo detector de neutrinos e concluíram que outros 12 neutrinos identificados entre 2014 e 2015 também eram oriundos do mesmo blazar. Ou seja: há a possibilidade de comparar partículas com a mesma origem, aumentando assim a consistência da amostra.

De acordo com os cientistas do IceCube, essa detecção inaugura de forma incontestável a chamada “astronomia multimídia”, que combina a astronomia tradicional – em que os dados dependem da ação da luz – com novas ferramentas, como a análise dos neutrinos ou das ondas gravitacionais.

“É um campo novo, empolgante e veloz. Que proporciona aos pesquisadores novos insights sobre a maneira como o Universo funciona”, analisa o astrofísico Phil Evans, da Universidade de Leicester.