Esta semana no EurekAlert

ESO

Descoberto o primeiro planeta orbitando uma “gêmea” do Sol em um aglomerado estelar

 IMAGEM: Concepção artística de um dos três novos exoplanetas descobertos no aglomerado estelar Messier 67.

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O Observatório Europeu do Sul (ESO), no Chile, anunciou a descoberta de três planetas no aglomerado estelar Messier 67, um dos quais orbita uma estrela “gêmea” de nosso Sol.

Embora já se saiba que exoplanetas são comuns, pouquíssimos deles foram encontrados em aglomerados estelares, o que é até um pouco estranho, se considerarmos que a maioria das estrelas nasce dentro desses aglomerados..

Anna Brucalassi (do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, na Alemanha), principal autora do estudo diz: “No aglomerado Messier 67, as estrelas são todas da mesma idade e composição de nosso Sol. Isso faz desse aglomerado um laboratório perfeito para estudar quantos planetas podem se formar em um ambiente tão populoso e se eles tendem a se formar em torno de estrelas mais ou menos massivas”.

A equipe empregou o instrumento HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher = Buscador de Planetas [por meio da medição da] Velocidade Angular de Alta Precisão), montado no telescópio de 3,6m no Observatório La Silla, cujos resultados foram cotejados com vários outros dados de observatórios pelo mundo inteiro.

O aglomerado fica a cerca de 2500 anos-luz de distância, na direção da constelação de Câncer, e contem cerca de 500 estrelas. Muitas das estrelas do aglomerado são mais tênues do que aquelas onde usualmente se procura por exoplanetas, o que levou as capacidades do HARPS ao limite. Os três planetas descobertos – dois deles orbitando estrelas similares ao Sol e um que orbita uma mais massiva que já evoluiu para o estágio de gigante vermelha – os dois primeiros tem uma massa de cerca de um terço da massa de Júpiter e orbitam sua estrela-mãe em períodos de sete e cinco dias, respectivamente. O terceiro leva 122 dias para orbitar a estrela-mãe e é mais massivo do que Júpiter.

Links

Artigo que relata a pesquisa: “Three planetary companions around M67 stars”, por A. Brucalassi et al., a ser publicado em Astronomy & Astrophysics
(pré-publicação online: – http://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1402/eso1402a.pdf

Fotos do telescópio de 3,6m do ESO – http://www.eso.org/public/images/archive/search/?adv=&subject_name=3.6

 


California Institute of Technology

Himiko e a aurora do cosmo

 IMAGE: A composite color image of Himiko based on Hubble, Subaru, and Spitzer data. On the left is a Hubble image with the position of Himiko marked with a square. Top…Click here for more information.

Um dos mais fascinantes objetos descobertos pelo Telescópio Subaru – o telescópio de 8,2m operado pelo Observatório Astronômico Nacional do Japão, localizado no monte Mauna Kea no Hawaii – é uma “bolha espacial”, batizada de Himiko (uma lendária rainha do Japão antigo). Himiko apresenta três “bolhas” visíveis e foi identificada como uma enorme galáxia com um halo gasoso que cobre mais de 55.000 anos-luz. Himiko não só é enorme, como é muito distante e a imagem que vemos é de uma época cerca de 800 milhões de anos após o Big Bang, quando o universo tinha apenas 6% de seu tamanho atual e as estrelas e galáxias estavam apenas começando a se formar.

Em busca da resposta para como uma galáxia tão primeva poderia ter energia suficiente para aquecer uma nuvem de gás tão grande, uma equipe de astrofísicos da CalTech, da Universidade de Tóquio e do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica combinou os resiltados de observações do Telescópio Espacial Hubble e do novo rádio-telescópio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). E, junto com a resposta à pergunta inicial, obtiveram mais uma surpresa.

As imagens do Hubble – que detecta luz visível e utra-violeta – mostravam três aglomerados estelares que cobriam um espaço de 20.000 anos-luz cada; portanto, três galáxias típicas da época de Himiko, em processo de fusão, todas elas com intensa formação de estrelas que, somadas, equivalem a uma centena de massas solares por ano – o que é mais do que suficiente para explicar Himiko e seu halo gasoso. A tripla fusão de galáxias é, por si só, um evento raro.

A surpresa apareceu com os dados do ALMA. Embora Himiko estivesse brilhando nas faixas da luz visível e no ultra-violeta, nas faixas que o ALMA observa – submilimétrica e rádio-frequência – ela era quase apagada. Normalmente, regiões de intensa formação de estrelas criam nuvens compostas de carbono, oxigênio e silício (no jargão dos astrônomos, tudo mais massivo que hidrogênio e hélio é um “metal”) e essas nuvens quando aquecidas, reemitem a radiação ultra-violeta na faixa de rádio-frequência. Isso sugeria uma baixa “metalicidade” de Himiko.

A conclusão dos pesquisadores é que Himiko é tão antiga que é composta quase que exclusivamente por hidrogênio e hélio, elementos formados no próprio Big Bang. E antes de chegarem a esta conclusão, os cientistas tiveram que cuidadosamente descartar outras possibilidades, tais como a aparência de Himiko ser causada por um efeito tal como o de lente gravitacional ou por um gigantesco buraco negro no seu centro.

O artigo com os resultados é intitulado “An Intensely Star-Forming Galaxy at Z ~ 7 with Low Dust and Metal Content Revealed by Deep ALMA and HST Observations”, publicado na edição de 1/12/2013 do Astrophysical Journal

Estrelas de gerações diferentes andam por caminhos diferentes

O TELESCÓPIO HUBBLE DA NASA MOSTRA UMA LIGAÇÃO ENTRE AS IDADES DAS ESTRELAS E SUAS ÓRBITAS

Original escrito por: 

J.D. Harrington, Quartel-General da NASA, Washington 
Donna Weaver / Ray Villard do Instituto de Ciências do Telescópio Espacial, Baltimore, Maryland 

Globular Cluster 47 Tucanae
Source: Hubblesite.org

Aglomerado globular 47 Tucanae

Astrônomos empregando o Telescópio Espacial Hubble da NASA conseguiram, pela primeira vez, estabelecer uma ligação entre duas populações distintas de um velho aglomerado globular e suas diferentes dinâmicas orbitais, o que fornece uma boa prova de que as estrelas não nasceram na mesma data.

A análise do aglomerado globular 47 Tucanae mostra que as duas populações são separadas por menos de 100 milhões de anos. O glomerado fica aproximadamente a 16.700 anos-luz de distância na direção da constelação do Tucano, visível nos céus do Sul.

Os pesquisadores, liderados por Harvey Richer da Universidade da Colúmbia Britânica em Vancouver, combinaram observações recentes do Hubble com oito anos de dados dos arquivos do telescópio para estabelecer os movimentos das estrelas neste aglomerado.

Estudos espectroscópicos anteriores revelaram que muitos aglomerados globulares contêm estrelas de composições químicas variadas, o que sugere vários episódios de nascimento de estrelas. Esta análise dos dados do Hubble, entretanto, vai um passo adiante, adicionando os movimentos orbitais das estrelas à análise.

“Quando se analisa os movimentos das estrelas, quanto mais longo for o período de observações, mais precisamente se pode medir seus movimentos”, explica Richer. “Estes dados são tão bons que relamente podemos ver, pela primeira vez, os movimentos individuais das estrelas dentro do aglomerado. Os dados fornecem indícios detalhados que nos permitem compreender com as várias populações de estrelas se formaram no aglomerado”.

Evolution of 47 Tuc Stellar Populations
Source: Hubblesite.org

Evolução das populações estelares de 47 Tuc

Os aglomerados globulares da Via Láctea são as relíquias sobreviventes da época da formação de nossa galáxia. Eles oferecem um vislumbre do início da história de nossa galáxia. O aglomerado 47 Tucanae tem 10,5 bilhões de anos de idade e é um dos mais brilhantes dentre os mais de 150 aglomerados globulares dela. O aglomerado mede cerca de 120 anos-luz de diâmetro.

Richer e sua equipe usaram a Câmera Avançada para Pesquisas do Hubble em 2010 para observar o aglomerado. Eles combinaram estas observações com 754 imagens do arquivo para medir com precisão as mudanças de posição de mais de 30.000 estrelas. De posse destes dados, eles puderam discernir a rapidez do movimento das estrelas. E a equipe também mediu as luminosidades das estrelas, assim como suas temperaturas.

Esta arqueologia estelar identificou as duas populações distintas de estrelas. A primeira é composta por estrelas mais avermelhadas que são mais velhas, com menor riqueza de elementos químicos e descrevem órbitas aleatórias mais circulares. A segunda população é composta de estrelas mais azuladas que são mais jovens, com maior riqueza de elementos químicos e descrevem órbitas mais elípticas.

“A geração avermelhada, que é deficiente em elementos mais pesados, reflete os movimentos iniciais que formaram o aglomerado”, diz Richer. “Essas estrela retiveram a memória de sua movimentação inicial”.

47 Tucanae — Hubble
Source: Hubblesite.org

Aglomerado 47 Tucanae – Hubble


Depois que as estrelas mais massivas dessa população completaram seu ciclo de evolução, expeliram gases enriquecidos com elementos mais pesados de volta ao aglomerado. Estes gases vieram a colidir com outros gases e formaram uma segunda geração, de composição química mais rica, de estrelas concentradas na direção do centro do aglomerado. Lentamente, ao longo do tempo, estas estrela começaram a se mover para fora, o que as colocou em órbitas mais radiais.

Esta não é a primeira descoberta do Hubble que revela várias gerações de estrelas em aglomerados globulares. In 2007, os pesquisadores do Hubble descobriram três gerações de estrelas no aglomerado globular massivo NGC 2808. A equipe de Richer porém conseguiu ligar diferentes dinâmicas estelares às populações diferentes, pela primeira vez. A descoberta de múltiplas gerações estelares em aglomerados globulares tem profundas implicações para a cosmologia. Os astrônomos precisam resolver os futuros enigmas dessas múltiplas gerações, a fim de compreender melhor como as estrelas de formaram nas galáxias distantes no início da existência do universo.

Os resultados da equipe foram publicados na edição de 1 de julho de The Astrophysical Journal Letters.

SOFIA andando de avião para ver estrelas

Sofia_Tacavity

Concepção artística do Telescópio SOFIA. Imagem da Wikimedia Commons, cortesia da NASA.

Apesar do nome feminino, SOFIA (do grego σοφία = “sabedoria”), este aqui é o SOFIA, o acrônimo para  Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (Observatório Estratosférico para Astronomia em Infravermelho). É um telescópio refletor de 2,5m , montado a bordo de um Boeing 747SP, especialmente adaptado com uma “janela” em seu compartimento de carga que se abre acima dos 12.000 pés (mais ou menos 12 km) de altitude, o que o coloca acima da maior parte do vapor d’água na atmosfera e em condições quase ideais para observações na faixa do infravermelho e muito eficaz para observações na faixa da luz visível também.

SOFIA é um programa conjunto da NASA e do Centro Aeroespacial Alemão (DLR), administrado do lado americano pela Associação de Universidades para Pesquisa Espacial (USRA, na sigla em inglês) e, do lado alemão, pelo Deutsches SOFIA Institut. Desde 26 de maio de 2010, o SOFIA substituiu o Kuiper Airborne Observatory da NASA, aposentado em 1995.

Recentemente, a NASA divulgou uma série de resultados obtidos com o SOFIA, incluindo um aglomerado de estrelas em processo de formação, o W3A, de outros dois aglomerados em formação, próximos do buraco negro no centro de nossa Via Láctea (o Anel Circum-nuclear e o Aglomerado dos Quíntuplos), e do berçário de estrelas Messier 42 (M 42) na Nebulosa de Orion. Vou repassar algumas das imagens divulgadas pela NASA.

Aglomerado estelar W3A

This mid-infrared image of the W3A star cluster in the inset was captured by the FORCAST camera on theSOFIA flying observatory in 2011.Esta imagem em infravermelho intermediário do Aglomerado W3A em destaque foi capturada pela câmera FORCAST do observatório aerotransportado SOFIA em 2011. Ela está sobreposta a uma imagem em infravermelho próximo da região berçário de esdtrelas W3 obtida pelo Telescópio Espacial Spitzer. A imagerm do SOFIA  mede 150 x 100 arcosegunsdos e as cores vermelha, verde e azul representam os comprimentos de onda de 37, 20 e 7 μm. As cores vermelha, verde e azul na imagem de fundo do Spitzer representam os comprimentos de onda de 7,9, 4,5 e 3,6 μm. (Imagem do SOFIA – equipe NASA / DLR / USRA / DSI / FORCAST; imagem do Spitzer – NASA / Caltech – JPL.) › Link para a imagem ampliada

O recém-nascido Aglomerado W3A, com suas estrelas massivas, é visto nesta imagem camuflado por entre a grande nuvem de poeira e gases a partir da qual vem se formando. A imagem de fundo mostra a estrutura geral da região W3 que fica a 6.400 anos-luz de distância na direção da constelação Perseu, vista pelo Telescópio Espacial Spitzer. A imagem em destaque foi composta a partir dos dados obtidos pelo SOFIA nos comprimentos de onda do infravermelho intermediário e dão um zoom sobre as violentas interações que acontecem em torno do aglomerado de estrelas massivas em formação.

A energética radiação e os fortes ventos vindos dessas estrelas vão eventualmente romper e dispersar a nuvem de onde elas nasceram, possivelmente causando a formação de mais estrelas em nuvens adjacentes. A maioria das estrelas da Via Láctea, inclusive nosso Sol, provavelmente se formaram em ambientes violentos assim. Os processos em curso são difíceis de seguir porque a luz produzidas por essas estrelas quentes, nas faixas de ultravioleta e luz visível, não consegue escapar das nuvens circundantes de material interestelar. A luz dessas estrelas em curtos comprimentos de ondas é absorvido pelas pequenas partículas de poeira e grandes moléculas e fazem brilhar as nuvens interestelares nos comprimentos de onda mais longos do infravermelho que o SOFIA observa, o que permite aos astrônomos bisbilhotar dentro dessas nuvens e estudar as estruturas internas e os processos que lá se dão.

As observações do SOFIA foram feitas com o uso da Câmera Infravermelha para Objetos Esmaecidos do Telscópio SOFIA (Faint Object Infrared Camera for the SOFIA Telescope = FORCAST), cujo principal investigador é Terry Herter da Universidade Cornell. Os dados foram analisados e interpretados pela equipe FORCAST que inclui Francisco Salgado e Alexander Tielens do Observatório Leiden na Holanda, juntamente com o cientista do staff do SOFIA James De Buizer. Estes dados são o assunto de artigos apresentados no encontro de inverno de 2012 da American Astronomical Society em Austin, Texas, e artigos submetidos para publicação no The Astrophysical Journal.

As observações do SOFIA revelam a presença de umas 15 estrelas massivas em vários estágios de gestação. Na esquerda da imagem em destaque, a seta aponta para uma pequena bolha onde a estrela mais massiva deste aglomerado já limpou seu setor de todo gás e poeira. Esta bolha é circundada por uma densa casca de material, exibido na cor verde, na qual parte da poeira e todas as moléculas grandes foram destruídas. Esta casca é cercada por material quase intocado da nuvem, rastreado pela emissão vermelha da poeira mais fria. Os astrônomos têm indícios de que a expansão de tais bolhas em volta de estrelas massivas recém-nascidas acabam por comprimir o material próximo e desencadeia a formação de mais estrelas.

SOFIA espiona o coração da Nebulosa de Órion

 

This graphical representation from the SOFIA Science Center compares two infrared images of the heart of the Orion nebula captured by the FORCAST camera on the SOFIA airborne observatory's telescope with a wider image of the same area from the Spitzer space telescope.Esta representação gráfica do Centro de Ciências SOFIA compara duas imagens em infravermelho do coração da Nebulosa de Órion: uma – em destaque – capturada com a câmera FORCAST a bordo do Observatório Aerotransportado SOFIA e outra – a maior, no fundo – da mesma área capturada pelo Telescópio Espacial Spitzer. (Imagem do SOFIA – James De Buizer / NASA / DLR / USRA / DSI / FORCAST; Imagem do Spitzer – NASA/JPL) › Link para a imagem ampliada

Esta imagem do SOFIA exibe a complexa distribuição de poeira interestelar e estrelas na Nebulosa de Órion. A poeira interestelar, composta principalmente por silício, carbono e outros elementos pesados, aos quais os astrônomos se referem genericamente como “metais”, juntamente com algumas moléculas de gelo e outras orgânicas, é parte da matéria prima da qual se formam novas estrelas e planetas.

As duas imagens em destaque exibem imagens em infravermelho intermediário que mostram partes da região berçário de estrelas da Nebulosa de Órion, também conhecida como Messier 42 (M42).  As imagens do SOFIA foram produzidas pelo cientista do SOFIA James De Buizer e seus colaboradores a partir de dados obtidos entre maio e junho de 2011, durante o programa de ciência básica do SOFIA. As observações foram feitas com o uso da câmera FORCAST, cujo principal investigador é Terry Herter da Universidade Cornell. Essas observações são o assunto de artigos científicos a serem submetidos para publicação no The Astrophysical Journal.

O grande telescópio do SOFIA é capaz de individualizar diversas proto-estrelas e estrelas jovens, assim como nodos de poeira e gás que podem estar iniciando o processo de contração gravitacional para se tornarem estrelas. A massiva proto-estrela conhecida como o Objeto BN (Becklin-Neugebauer), se destaca como a fonte de luz azul dentro da imagem destacada com a borda em vermelho. A região BN/KL de Órion tira seu nome das iniciais dos pioneiros astrônomos em infravermelho Eric Becklin, Gerry Neugebauer, Doug Kleinmann e Frank Low que a mapearam no final da década de 1960 e início da década de 1970, usando os primeiros detectores de infravermelho astronômicos. Nesta imagem, os comprimentos de onda da luz infravermelha de 20, 31 e 37 microns, simbolizados respectivamente pelo azul, verde e vermelho, são visualizados como vindos da poeira interestelar relativamente fria, com temperaturas na faixa de 100 a 200°K.

A imagem do SOFIA no destaque com a borda em azul, mostra a Nebulosa de Ney-Allen, uma região de intensa emissão de infravermelho que foi descoberta em torno das estrelas luminosas do Trapézio pelos astrônomos Ed Ney e David Allen. Algumas das características compactas que aparecem na foto são discos de poeira e gás em torno de jovens estrelas com massas solares que podem ser sistemas planetários em processo de formação. Nesta imagem, as cores azul, verde e vermelho simbolizam, respectivamente, as faixas de 8, 20 e 37 microns, vindas de material com temperaturas da ordem de 500ºK.

A imagem de fundo, maior, é composta a partir de dados do Telescópio Espacial Spitzer, na qual os comprimentos de onda de 7.9, 4.5 e 3.6 microns (representados respectivamente pelas cores vermelho, verde e azul) são emitidos por poeira e gás aquecidos pelas estrelas em seu interior e pelas próprias estrelas. A região BN/KL é tão brilhante que fica superexposta na imagem do Spitzer.

As duas imagens do SOFIA foram feitas a partir de combinações de comprimentos de onda e de resoluções angulares, não disponíveis para qualquer outro observatório em Terra ou no espaço. As imagens do SOFIA e do Spitzer em conjunto fornecem uma visão abrangente dos estágios de formação de estrelas a partir de frias nuvens interestelares até estrelas em pleno funcionamento.

Fontes: New Star Cluster W3A Images Captured by SOFIA ObservatorySOFIA Observatory Peers Into Heart of Orion Nebula

(mais para seguir…)

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