DIA 16/09: 259.º DIA DO CALENDÁRIO GREGORIANO
NESTE DIA ACONTECEU...
Em 1996, lançamento da missão STS-79 do vaivém Atlantis. HOJE, NO COSMOS:
Vega passa agora o zénite cerca de 50 minutos após o pôr-do-Sol, para observadores a latitudes médias norte. Quão cedo a consegue discernir ao lusco-fusco? Torna-se mais visível passado pouco tempo.
Vega é maior, mais quente e 50 vezes mais brilhante do que o nosso Sol. Mas, a uma distância de 25 anos-luz, está 1,6 milhões de vezes mais longe.
DIA 17/09: 260.º DIA DO CALENDÁRIO GREGORIANO
NESTE DIA ACONTECEU...
Em 1789, William Herschel descobre a Lua de Saturno, Mimas.
Em 1976, era apresentado pela NASA o primeiro Space Shuttle (ou vaivém espacial), Enterprise. HOJE, NO COSMOS:
Já observou o enxame globular M2 em Aquário? Com magnitude 6,6, é visível com uns bons binóculos sob um céu razoavelmente escuro. É fácil de localizar a oeste de Alpha Aquarii e para norte de Beta Aquarii se memorizar a forma do triângulo que faz com estas duas estrelas de terceira magnitude.
DIA 18/09: 261.º DIA DO CALENDÁRIO GREGORIANO
NESTE DIA ACONTECEU...
Em 1959, a Vanguard 3 é lançada para órbita terrestre.
Em 1977, a Voyager 1 tira a primeira fotografia da Terra e da Lua juntas.
Em 1980, a Soyuz 38 transporta 2 cosmonautas (1 cubano) para a estação espacial Salyut 6.
Em 2013, lançamento da Cygnus Orb-D1. HOJE, NO COSMOS:
Configure o seu alarme para acordar mais cedo nesta noite de 18 para 19: à sua espera está uma linda conjunção entre a Lua e Vénus, antes do amanhecer de dia 19, baixos no céu a este-sudeste. Como extra deste "espetáculo", a estrela Régulo de Leão, logo abaixo do planeta Vénus.
Webb observa um imenso jato estelar na periferia da nossa Via Láctea
O Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA captou recentemente um jato estelar extremamente grande na periferia da nossa Galáxia, a Via Láctea, no protoenxame Sh2-284. Este objeto de Herbig-Haro (HH), jatos de plasma disparados por estrelas recém-formadas, tem 8 anos-luz de diâmetro. Isto é cerca do dobro da distância do nosso Sol ao seu sistema estelar vizinho mais próximo, Alpha Centauri.
A sua deteção fornece evidências de que os jatos HH escalam com a massa das suas estrelas progenitoras - quanto mais massivo for o motor estelar que impulsiona o plasma, maior será o jato resultante.
Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, Y. Cheng (NAOJ), J. DePasquale (STScI)
Bem longe, no limite da nossa Galáxia, a Via Láctea, uma jovem estrela ainda em formação está a enviar um comunicado de nascimento ao Universo sob a forma de um fogo de artifício. Estes jatos gémeos de gases quentes estão a fervilhar ao longo de 8 anos-luz - o dobro da distância entre o nosso Sol e o sistema estelar mais próximo. Os gases sobreaquecidos que caem sobre a estrela massiva são lançados para o espaço ao longo do eixo de rotação da estrela e poderosos campos magnéticos confinam os jatos em feixes estreitos. O Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA testemunhou o espetáculo em luz infravermelha. Os jatos estão a penetrar na poeira e no gás interestelares, criando detalhes fascinantes captados apenas pelo Webb.
O Webb captou um "maçarico" de gases em erupção a partir de uma estrela monstruosa em crescimento vulcânico. Estendendo-se por 8 anos-luz, o comprimento da erupção estelar é aproximadamente o dobro da distância entre o nosso Sol e o vizinho sistema Alpha Centauri. Os investigadores dizem que o tamanho e a força deste jato estelar em particular, conhecido como Sharpless 2-284 (Sh2-284), qualifica-o como raro.
O jato atravessa o espaço a centenas de milhares de quilómetros por hora. A protoestrela central, com uma massa equivalente a dez dos nossos sóis, está localizada a 15.000 anos-luz de distância, nos confins da nossa Galáxia.
A descoberta do Webb ocorreu por acaso. "Antes da observação, não sabíamos que existia uma estrela massiva com este tipo de superjato. Um fluxo tão espetacular de hidrogénio molecular, de uma estrela massiva, é raro noutras regiões da nossa Galáxia", disse o autor principal Yu Cheng do NAOJ (National Astronomical Observatory of Japan).
Esta classe única de fogos de artifício estelares, designada por objetos de Herbig-Haro (HH), são jatos de plasma altamente colimados expelidos por estrelas em formação. Estes jatos são o espetacular "comunicado de nascimento" de uma estrela para o Universo. Parte do gás em queda, que se acumula em torno da estrela central, é projetado ao longo do eixo de rotação da estrela, provavelmente sob a influência de campos magnéticos.
Atualmente, já foram observados mais de 300 objetos de HH, mas principalmente em estrelas de baixa massa. Estes jatos em forma de fuso oferecem pistas sobre a natureza das estrelas em formação. A energia, a pequena espessura e as escalas temporais evolutivas dos objetos de HH servem para restringir os modelos do ambiente e das propriedades físicas do jovem objeto estelar que alimenta o fluxo.
"Fiquei realmente surpreendido com a ordem, simetria e tamanho do jato quando o observámos pela primeira vez", disse o coautor Jonathan Tan da Universidade da Virgínia em Charlottesville, EUA, e da Universidade Técnica Chalmers em Gotemburgo, Suécia.
A sua deteção fornece evidências de que os jatos de HH devem aumentar com a massa da estrela que os alimenta. Quanto mais massivo for o motor estelar que impulsiona o plasma, maior será o tamanho do jato.
A detalhada estrutura filamentar do jato, captada pela nítida resolução infravermelha do Webb, é evidência de que o jato está a atravessar poeira e gás interestelares. Isto cria nós separados, choques em arco e cadeias lineares.
As pontas do jato, situadas em direções opostas, encapsulam a história da formação da estrela. "Originalmente, o material estava perto da estrela, mas ao longo de 100.000 anos as pontas foram-se propagando para fora, e o material por trás é um fluxo mais jovem", disse Tan.
"Outlier"
A uma distância do Centro Galáctico quase duas vezes superior à do nosso Sol, o protoenxame hospedeiro do voraz jato encontra-se na periferia da nossa Galáxia, a Via Láctea.
No interior do enxame ainda se estão a formar algumas centenas de estrelas. Estar perto da periferia galáctica significa que as estrelas são deficientes em elementos mais pesados do que o hidrogénio e o hélio. Isto é medido como metalicidade, que aumenta gradualmente ao longo do tempo cósmico, à medida que cada geração estelar expulsa os produtos finais da fusão nuclear através de ventos e supernovas. A baixa metalicidade de Sh2-284 é um reflexo da sua natureza relativamente pristina, tornando-o um análogo local para os ambientes do Universo primitivo que também eram deficientes em elementos mais pesados.
"Os dados requintados do Webb também nos mostraram que relativamente mais estrelas parecem formar-se com massas mais baixas em Sh2-284 do que em enxames mais próximos e mais ricos em metais", disse o coautor Morten Andersen, do ESO, e autor principal de um segundo artigo científico acerca dos dados do Webb. "Este enxame é uma excelente região para nos ajudar a compreender a formação estelar em todo o Universo".
"As estrelas massivas, como a que se encontra neste enxame, têm influências muito importantes na evolução das galáxias. A nossa descoberta está a lançar luz sobre o mecanismo de formação de estrelas massivas em ambientes de baixa metalicidade, pelo que podemos usar esta estrela como um laboratório para estudar o que se passou no início da história cósmica", acrescentou Cheng.
Desenrolando a tapeçaria estelar
Os jatos estelares, que são alimentados pela energia gravitacional libertada à medida que uma estrela cresce em massa, codificam a história da formação da protoestrela.
"As novas imagens do Webb dizem-nos que a formação de estrelas massivas nestes ambientes pode ocorrer através de um disco relativamente estável à volta da estrela, o que é esperado nos modelos teóricos de formação estelar conhecidos como acreção do núcleo", disse Tan. "Quando encontrámos uma estrela massiva a lançar estes jatos, percebemos que podíamos usar as observações do Webb para testar teorias de formação de estrelas massivas. Desenvolvemos novos modelos teóricos de acreção do núcleo que foram ajustados aos dados, para nos dizer basicamente que tipo de estrela está no centro. Estes modelos implicam que a estrela tem cerca de 10 vezes a massa do Sol e que ainda está a crescer e que tem estado a alimentar este fluxo".
Há mais de 30 anos que os astrónomos discordam sobre a forma como as estrelas massivas se formam. Alguns pensam que uma estrela massiva requer um processo muito caótico, chamado acreção competitiva.
No modelo de acreção competitiva, o material cai de muitas direções diferentes, de modo que a orientação do disco muda ao longo do tempo. O fluxo é lançado perpendicularmente, acima e abaixo do disco, e por isso também parece torcer e girar em direções diferentes.
"No entanto, o que vimos aqui, porque temos toda a história - uma tapeçaria da história - é que os lados opostos dos jatos estão quase a 180 graus de distância um do outro. Isso diz-nos que este disco central se mantém estável e valida uma previsão da teoria da acreção do núcleo", disse Tan.
Onde há uma estrela massiva, pode haver outras nesta fronteira exterior da Via Láctea. Outras estrelas massivas podem ainda não ter atingido o ponto de disparar fluxos tipo fogos de artifício em vela romana. Dados do ALMA (Atacama Large Millimeter Array), no Chile, também apresentados neste estudo, encontraram outro núcleo estelar denso que poderá estar numa fase anterior de construção.
O artigo científico foi aceite para publicação na revista The Astrophysical Journal.
"Acidente" celeste lança luz sobre enigma de Júpiter e Saturno
Esta ilustração mostra uma anã castanha - um objeto maior do que um planeta, mas não suficientemente massivo para iniciar a fusão no seu núcleo, como uma estrela. As anãs castanhas são quentes quando se formam e podem brilhar como esta na imagem, mas com o tempo aproximam-se, em temperatura, dos planetas gigantes gasosos como Júpiter.
Crédito:
NOIRLab/NSF/AURA/R. Proctor
Porque é que o silício, um dos elementos mais comuns no Universo, passou praticamente despercebido nas atmosferas de Júpiter, Saturno e de planetas de gás que orbitam outras estrelas? Um novo estudo que utiliza observações do Telescópio Espacial James Webb da NASA lança luz sobre esta questão, centrando-se num objeto peculiar que os astrónomos descobriram por acaso em 2020 e a que chamaram "O Acidente".
Os resultados foram publicados no passado dia 4 de setembro na revista Nature.
O Acidente é uma anã castanha, uma bola de gás que não é bem um planeta nem uma estrela. Mesmo entre as suas congéneres já difíceis de classificar, O Acidente tem uma mistura intrigante de características físicas, algumas das quais só se viam anteriormente em anãs castanhas jovens e outras só em anãs antigas. Devido a essas características, escapou aos típicos métodos de deteção antes de ser descoberta há cinco anos por um cidadão cientista que participava no programa Backyard Worlds: Planet 9. O programa permite que pessoas de todo o mundo procurem novas descobertas nos dados do NEOWISE (Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer) da NASA, que foi gerido pelo JPL da NASA no sul do estado da Califórnia.
O Acidente é tão ténue e estranha que os investigadores precisaram do mais poderoso observatório espacial da NASA, o Telescópio James Webb, para estudar a sua atmosfera. Entre várias surpresas, encontraram indícios de uma molécula que não conseguiram identificar inicialmente. Trata-se de uma simples molécula de silício chamada silano (SiH4). Há muito que os investigadores esperavam - mas não conseguiam - encontrar silano não só nos gigantes gasosos do nosso Sistema Solar, mas também nos milhares de atmosferas pertencentes às anãs castanhas e aos gigantes gasosos que orbitam outras estrelas. O Acidente é o primeiro objeto onde esta molécula foi identificada.
Como se pode ver nesta imagem, as anãs castanhas podem ser muito mais massivas do que os grandes planetas gasosos como Júpiter e Saturno. No entanto, tendem a não ter a massa que dá início à fusão nuclear nos núcleos das estrelas, fazendo-as brilhar.
Crédito:
NASA/JPL-Caltech
Os cientistas estão bastante confiantes de que o silício existe nas atmosferas de Júpiter e Saturno, mas que está escondido. Ligado ao oxigénio, o silício forma óxidos, como o quartzo, que podem semear nuvens em gigantes gasosos quentes, à semelhança das tempestades de poeira na Terra. Em gigantes gasosos mais frios como Júpiter e Saturno, este tipo de nuvens afundar-se-ia muito abaixo das camadas mais leves de vapor de água e de nuvens de amoníaco, até que quaisquer moléculas contendo silício estivessem nas profundezas da atmosfera, invisíveis até às naves espaciais que estudaram estes dois planetas de perto.
Alguns investigadores também postularam que moléculas mais leves de silício, como o silano, deveriam ser encontradas mais acima nestas camadas atmosféricas, deixadas para trás como vestígios de farinha na mesa de um padeiro. O facto de tais moléculas não terem aparecido em lado nenhum, exceto numa única e peculiar anã castanha, sugere algo sobre a química que ocorre nestes ambientes.
"Por vezes, são os objetos extremos que nos ajudam a compreender o que se passa nos objetos mais comuns", disse Faherty, investigador do Museu Americano de História Natural, em Nova Iorque, e principal autor do novo estudo.
Feliz Acidente
Localizada a cerca de 50 anos-luz da Terra, O Acidente formou-se provavelmente há 10 a 12 mil milhões de anos, o que a torna uma das anãs castanhas mais antigas já descobertas. O Universo tem cerca de 14 mil milhões de anos e, na altura em que O Acidente se desenvolveu, o cosmos continha sobretudo hidrogénio e hélio, com vestígios de outros elementos, incluindo o silício. Ao longo dos éones, elementos como o carbono, o azoto e o oxigénio foram-se formando nos núcleos das estrelas, pelo que os planetas e as estrelas que se formaram mais recentemente possuem mais desses elementos.
As observações do Acidente pelo Webb confirmam que o silano se pode formar nas atmosferas de anãs castanhas e de planetas. O facto de o silano parecer estar ausente noutras anãs castanhas e planetas gigantes gasosos sugere que, quando o oxigénio está disponível, liga-se ao silício a uma taxa tão elevada e tão facilmente que praticamente não sobra silício para se ligar ao hidrogénio e formar silano.
A anã castanha, apelidada de "O Acidente", pode ser vista em movimento no canto inferior esquerdo deste vídeo, que mostra dados do NEOWISE (Near-Earth Object Wide-Field Infrared Survey Explorer) da NASA, agora aposentado, lançado em 2009 com o nome de WISE.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/Dan Caselden
Então, porque é que existe silano n'O Acidente? Os autores do estudo supõem que é porque havia muito menos oxigénio no Universo quando a antiga anã castanha se formou, resultando em menos oxigénio na sua atmosfera para absorver todo o silício. O silício disponível ter-se-ia ligado ao hidrogénio, dando origem ao silano.
"Não procurávamos resolver um mistério sobre Júpiter e Saturno com estas observações", disse Peter Eisenhardt do JPL, cientista de projeto da missão WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer), que mais tarde foi readaptada como NEOWISE. "Uma anã castanha é uma bola de gás como uma estrela, mas sem um reator de fusão interno, fica cada vez mais fria, com uma atmosfera como a dos planetas gigantes gasosos. Queríamos ver porque é que esta anã castanha é tão estranha, mas não estávamos à espera de silano. O Universo continua a surpreender-nos".
As anãs castanhas são muitas vezes mais fáceis de estudar do que os exoplanetas gigantes gasosos, porque a luz de um planeta distante é normalmente abafada pela estrela que orbita, ao passo que as anãs castanhas geralmente estão sozinhas. E as lições aprendidas com estes objetos estendem-se a todos os tipos de planetas, incluindo os que se encontram fora do nosso Sistema Solar e que podem apresentar potenciais sinais de habitabilidade.
"Para ser claro, não estamos a encontrar vida nas anãs castanhas", disse Faherty. "Mas a um nível elevado, ao estudar toda esta variedade e complexidade de atmosferas planetárias, estamos a preparar os cientistas que um dia terão de fazer este tipo de análise química para planetas rochosos, potencialmente semelhantes à Terra. Pode não envolver especificamente o silício, mas eles vão obter dados complicados e confusos que não encaixam nos seus modelos, tal como nós. Terão de analisar todas essas complexidades se quiserem responder a essas grandes questões".
Uma equipa liderada pelo SwRI usou observações do Webb (a branco) para detetar gás metano no distante planeta anão Makemake. Picos de emissão acentuados perto dos 3,3 micrómetros revelam metano na fase gasosa acima da superfície de Makemake. Um modelo contínuo (a ciano) é sobreposto para comparação; os picos de emissão de gás são identificados onde o espetro observado se eleva acima do contínuo. Uma representação artística da superfície de Makemake é vista em segundo plano.
Crédito:
S. Protopapa, I. Wong/SwRI/STSCI/NASA/ESA/CSA
Uma equipa liderada pelo SwRI (Southwest Research Institute) anunciou a primeira deteção de gás no distante planeta anão Makemake, utilizando o Telescópio Espacial James Webb da NASA. Esta descoberta faz de Makemake apenas o segundo objeto trans-Neptuniano, depois de Plutão, onde foi confirmada a presença de gás. O gás foi identificado como metano.
"Makemake é um dos maiores e mais brilhantes mundos gelados para lá de Neptuno, e a sua superfície é dominada por metano congelado", disse a Dra. Silvia Protopapa do SwRI, autora principal de um novo artigo científico que será publicado em breve na revista The Astrophysical Journal Letters mas que já está disponível para consulta no site de pré-impressão arXiv. "O telescópio Webb revelou agora que o metano também está presente na sua fase gasosa acima da superfície, uma descoberta que torna Makemake ainda mais fascinante. Isto mostra que Makemake não é um remanescente inativo do Sistema Solar exterior, mas um corpo dinâmico onde o gelo de metano ainda está a evoluir".
A emissão espetral observada do metano é interpretada como fluorescência excitada pelo Sol, que é a reemissão da luz solar absorvida pelas moléculas de metano. De acordo com Protopapa e os seus coautores, isto pode indicar uma atmosfera ténue em equilíbrio com os gelos à superfície - semelhante a Plutão - ou uma atividade mais transiente, como uma sublimação tipo cometa ou plumas criovulcânicas. Ambos os cenários são fisicamente plausíveis e consistentes com os dados atuais, dado o nível de ruído e a limitada resolução espetral das medições.
Com cerca de 1430 km de diâmetro e dois-terços do tamanho de Plutão, Makemake tem sido uma fonte de interesse científico. As ocultações estelares sugeriam que não tinha uma atmosfera global substancial, embora não se pudesse excluir a existência de uma atmosfera fina. Entretanto, os dados infravermelhos de Makemake - incluindo as medições do Webb - sugeriam anomalias térmicas intrigantes e características invulgares do seu gelo de metano, o que levantava a possibilidade de pontos quentes localizados na sua superfície e de potencial desgaseificação.
"Embora a tentação de ligar as várias anomalias espetrais e térmicas de Makemake seja forte, estabelecer o mecanismo que conduz à atividade volátil continua a ser um passo necessário para interpretar estas observações num quadro unificado", disse o Dr. Ian Wong, cientista do STScI (Space Telescope Science Institute) e coautor do artigo científico. "As futuras observações do Webb, com maior resolução espetral, ajudarão a determinar se o metano provém de uma fina atmosfera vinculada ou de uma emissão semelhante à das plumas".
"Esta descoberta levanta a possibilidade de Makemake ter uma atmosfera muito ténue sustentada pela sublimação do metano", disse o Dr. Emmanuel Lellouch do Observatório de Paris, outro coautor do estudo. "Os nossos melhores modelos apontam para uma temperatura do gás de cerca de 40 K (-233º C) e uma pressão à superfície de apenas cerca de 10 picobars - ou seja, 100 mil milhões de vezes inferior à pressão atmosférica da Terra e um milhão de vezes mais ténue do que a de Plutão. Se este cenário se confirmar, Makemake juntar-se-á ao pequeno punhado de corpos do Sistema Solar exterior onde as trocas superfície-atmosfera ainda hoje estão ativas".
"Outra possibilidade é que o metano está a ser libertado em erupções semelhantes a plumas", acrescentou Protopapa. "Neste cenário, os nossos modelos sugerem que o metano pode ser libertado a um ritmo de algumas centenas de quilogramas por segundo, comparável ao das vigorosas plumas de água na lua de Saturno, Encélado, e muito superior ao ténue vapor observado em Ceres".
A investigação da equipa mostra a ligação entre as observações do Webb e a detalhada modelação espetral, oferecendo novos conhecimentos sobre o comportamento de superfícies ricas em voláteis na região trans-Neptuniana.
(clique na imagem para ver versão maior)
Crédito: Ian Moehring e Kevin Roylance
É uma das maiores nebulosas do céu - porque é que não é mais conhecida? Com aproximadamente o mesmo tamanho angular da Galáxia de Andrómeda, a Grande Nebulosa do Lagarto pode ser encontrada na direção da constelação, claro está, de Lagarto. A nebulosa de emissão é difícil de ver com binóculos de grande campo porque é muito ténue, mas também é normalmente difícil de ver com um grande telescópio porque tem um ângulo muito grande - cerca de três graus. A profundidade, amplitude, ondas e beleza da nebulosa - catalogada como Sharpless 126 (Sh2-126) - pode ser melhor vista e apreciada com uma exposição de longa duração. A imagem em destaque é uma dessas exposições combinadas - neste caso, tirada ao longo de três noites em agosto, no céu escuro de Moses Lake, Washington, EUA. O hidrogénio gasoso na Grande Nebulosa do Lagarto brilha a vermelho porque é excitado pela luz da brilhante estrela 10 Lacertae, uma das estrelas azuis e brilhantes mesmo à esquerda do centro da nebulosa. A maior parte das estrelas e da nebulosa estão a cerca de 1200 anos-luz de distância.
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