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  Arquivo | CCVAlg - Astronomia
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  Astroboletim #2037  
  15/09 a 18/09/2023  
     
 
EFEMÉRIDES

DIA 15/09: 258.º DIA DO CALENDÁRIO GREGORIANO
NESTE DIA ACONTECEU...

Em 1968, lançamento da soviética Zond 5, tornando-se a primeira sonda a dar uma volta à Lua e a re-entrar na atmosfera da Terra.
Em 2017, termina a missão da sonda Cassini em Saturno, fragmentando-se na atmosfera do planeta.

HOJE, NO COSMOS:
Aquela estrela de primeira magnitude, bem alta a sul após o anoitecer, é Altair. Para confirmar que a está a observar, procure a pequena Tarazed, de mangitude 3, logo para cima e para a direita de Altair.
A cerca de um punho à distância do braço esticado para cima e para a esquerda de Altair está a pequena constelação de Golfinho.
E não tão longe, mas para cima de Altair, está a pequena e mais ténue constelação de Seta.

 

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:
Os últimos dias de verão (o equinócio chega no dia 23) veem sempre o "bule de chá" de Sagitário mover-se para oeste [de sul] durante a noite e inclinando-se cada vez para a direita, como se "derramasse" o que resta da estação.

 

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:
Olhe muito baixo a oeste-sudoeste, ao lusco-fusco, em busca de uma fina Lua Crescente. À medida que anoitece, consegue ver Espiga a piscar 3 ou 4º abaixo do nosso satélite natural? Use binóculos.

 

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:
Observe a Lua novamente e repare que se deslocou em relação às estrelas (nomeadamente Espiga). Está agora mais para a esquerda e um pouco mais alta no céu.

 
 
   
Webb descobre metano e dióxido de carbono na atmosfera de K2-18 b

Uma nova investigação realizada por uma equipa internacional de astrónomos, utilizando dados do Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA, sobre K2-18 b, um exoplaneta 8,6 vezes mais massivo do que a Terra, revelou a presença de moléculas de carbono, incluindo metano e dióxido de carbono. A descoberta vem juntar-se a estudos recentes que sugerem que K2-18 b poderá ser um exoplaneta Hiceano, um exoplaneta com potencial para possuir uma atmosfera rica em hidrogénio e uma superfície coberta de oceanos de água.

 
Esta ilustração mostra o possível aspeto do exoplaneta K2-18 b com base em dados científicos. K2-18 b, um exoplaneta 8,6 vezes mais massivo do que a Terra, orbita a estrela anã fria K2-18 na zona habitável e situa-se a 120 anos-luz da Terra. Uma nova investigação com o Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA revelou a presença de moléculas de carbono, incluindo metano e dióxido de carbono. A abundância de metano e dióxido de carbono, e a escassez de amoníaco, apoiam a hipótese de que pode existir um oceano por baixo de uma atmosfera rica em hidrogénio.
Crédito: NASA, CSA, ESA, J. Olmstead (STScI), N. Madhusudhan (Universidade de Cambridge)
 

A primeira visão sobre as propriedades atmosféricas deste exoplaneta na zona habitável veio de observações com o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, o que levou a estudos adicionais que desde então mudaram a nossa compreensão do sistema. Foram feitas novas observações com o instrumento NIRISS, com contribuição canadiana, e o instrumento NIRSpec, com contribuição europeia, a bordo do Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA.

K2-18 b orbita a estrela anã fria K2-18 na zona habitável e situa-se a 120 anos-luz da Terra, na direção da constelação de Leão. Exoplanetas como K2-18 b, que têm tamanhos entre os da Terra e os de Neptuno, são diferentes de tudo o que existe no nosso Sistema Solar. Esta falta de planetas análogos nas proximidades significa que estes "sub-Neptunos" são mal compreendidos e a natureza das suas atmosferas é uma questão de debate ativo entre os astrónomos. A sugestão de que o sub-Neptuno K2-18 b poderia ser um exoplaneta Hiceano é intrigante, uma vez que alguns astrónomos pensam que estes mundos são ambientes promissores para procurar evidências de vida.

"As nossas descobertas sublinham a importância de considerar ambientes habitáveis diversos na procura de vida noutros lugares", explicou Nikku Madhusudhan, astrónomo da Universidade de Cambridge e principal autor do artigo científico que anuncia estes resultados. "Tradicionalmente, a procura de vida em exoplanetas tem-se concentrado principalmente em planetas rochosos mais pequenos, mas os maiores mundos Hiceanos são significativamente mais propícios a observações atmosféricas."

A abundância de metano e dióxido de carbono em K2-18 b, bem como a escassez de amoníaco, apoiam a hipótese de que pode existir um oceano por baixo de uma atmosfera rica em hidrogénio. Estas observações iniciais do Webb também permitiram a deteção de uma molécula chamada sulfureto de dimetilo (ou dimetilsulfureto, DMS). Na Terra, esta molécula só é produzida por vida. A maior parte do DMS na atmosfera da Terra é emitida pelo fitoplâncton em ambientes marinhos.

A inferência de DMS é menos robusta e requer validação adicional. "As próximas observações do Webb devem ser capazes de confirmar se a molécula DMS está de facto presente na atmosfera de K2-18 b em níveis significativos", explicou Madhusudhan.

Embora K2-18 b se encontre na zona habitável e se saiba agora que alberga moléculas com carbono, isto não significa necessariamente que o planeta possa suportar vida. A grande dimensão do planeta - com um raio 2,6 vezes superior ao da Terra - significa que o seu interior contém provavelmente um grande manto de gelo a altas pressões, como Neptuno, mas com uma atmosfera mais fina rica em hidrogénio e uma superfície oceânica. Prevê-se que os mundos hiceanos tenham oceanos de água. No entanto, também é possível que o oceano seja demasiado quente para ser habitável ou líquido.

"Embora este tipo de planeta não exista no nosso Sistema Solar, os sub-Neptunos são o tipo de planeta mais comum conhecido até agora na Galáxia", explicou Subhajit Sarkar, membro da equipa da Universidade de Cardiff. "Obtivemos o espetro mais detalhado de um sub-Neptuno da zona habitável até à data, o que nos permitiu determinar as moléculas que existem na sua atmosfera."

 
O espetro de K2-18 b, obtido com o NIRISS (Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph) e o NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) do Webb, mostra uma abundância de metano e dióxido de carbono na atmosfera do exoplaneta, bem como a possível deteção de uma molécula chamada sulfureto de dimetilo (DMS). A deteção de metano e dióxido de carbono, e a escassez de amoníaco, são consistentes com a presença de um oceano por baixo de uma atmosfera rica em hidrogénio. K2-18 b, 8,6 vezes mais massivo que a Terra, orbita a estrela anã fria K2-18 na zona habitável e fica a 120 anos-luz da Terra.
Crédito: NASA, CSA, ESA, J. Olmstead (STScI), N. Madhusudhan (Universidade de Cambridge)
 

A caracterização das atmosferas de exoplanetas como K2-18 b - ou seja, a identificação dos seus gases e condições físicas - é uma área muito ativa na astronomia. No entanto, estes planetas são ofuscados - literalmente - pelo brilho das suas estrelas-mãe muito maiores, o que torna a exploração das atmosferas dos exoplanetas particularmente difícil.

A equipa contornou este desafio analisando a luz da estrela-mãe de K2-18 b à medida que esta atravessava a atmosfera do exoplaneta. K2-18 b é um exoplaneta em trânsito, o que significa que podemos detetar uma queda de brilho à medida que passa pela face da sua estrela hospedeira. Foi assim que o exoplaneta foi descoberto pela primeira vez. Isto significa que durante os trânsitos uma pequena fração da luz estelar passa pela atmosfera do exoplaneta antes de chegar a telescópios como o Webb. A passagem da luz da estrela pela atmosfera exoplanetária deixa vestígios que os astrónomos podem juntar para determinar os gases da atmosfera do exoplaneta.

"Este resultado só foi possível devido à gama alargada de comprimentos de onda e à sensibilidade sem precedentes do Webb, que permitiu a deteção robusta de características espectrais com apenas dois trânsitos," continuou Madhusudhan. "Para comparação, uma observação de trânsito com o Webb forneceu uma precisão comparável à de oito observações com o Hubble realizadas ao longo de alguns anos e numa gama de comprimentos de onda relativamente estreita".

"Estes resultados são o produto de apenas duas observações de K2-18 b, com muitas mais a caminho", explicou o membro da equipa Savvas Constantinou da Universidade de Cambridge. "Isto significa que o nosso trabalho aqui é apenas uma demonstração inicial do que o Webb pode observar em exoplanetas na zona habitável."

A equipa tenciona agora realizar uma investigação de seguimento com o MIRI (Mid-InfraRed Instrument) do telescópio, que esperam venha a validar ainda mais as suas descobertas e a fornecer novos conhecimentos sobre as condições ambientais em K2-18 b.

"O nosso objetivo final é a identificação de vida num exoplaneta habitável, o que transformaria a nossa compreensão do nosso lugar no Universo", concluiu Madhusudhan. "As nossas descobertas são um passo promissor para uma compreensão mais profunda dos mundos Hiceanos nesta busca".

Os resultados da equipa foram aceites para publicação na revista The Astrophysical Journal Letters.

// ESA (comunicado de imprensa)
// NASA (comunicado de imprensa)
// ESA/Webb (comunicado de imprensa)
// STScI (comunicado de imprensa)
// Universidade de Cambridge (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (arXiv.org)
// Moléculas à base de carbono encontradas num exoplaneta oceânico (Universidade de Cambridge via YouTube)

 


Quer saber mais?

CCVAlg - Astronomia:
27/08/2021 - Nova classe de exoplanetas habitáveis representa um grande passo em frente na busca por vida
28/02/2020 - Grande exoplaneta pode ter as condições ideais para a vida
13/09/2019 - Hubble encontra, pela primeira vez, vapor de água num exoplaneta na zona habitável da sua estrela
12/12/2017 - Duas super-Terras em redor de K2-18

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Exoplanetas:
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Lista de exoplanetas potencialmente habitáveis (Wikipedia)
Lista de extremos (Wikipedia)
Lista de exoplanetas candidatos a albergar água líquida (Wikipedia)
Open Exoplanet Catalogue
NASA
Exoplanet.eu

JWST (Telescópio Espacial James Webb):
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Webb confirma a exatidão do ritmo de expansão do Universo medido pelo Telescópio Hubble e aprofunda o mistério da Tensão de Hubble

O ritmo de expansão do Universo, a que se dá o nome constante de Hubble, é um dos parâmetros fundamentais para compreender a evolução e o destino final do cosmos. No entanto, observa-se uma diferença persistente, designada por "Tensão de Hubble", entre o valor da constante medido com uma vasta gama de indicadores de distância independentes e o seu valor previsto a partir do brilho remanescente do Big Bang.

 
Observações combinadas do instrumento NIRCam (Near-Infrared Camera) do Webb e do WFC3 (Wide Field Camera 3) do Hubble mostram a galáxia espiral NGC 5584, que se encontra a 72 milhões de anos-luz da Terra. Entre as estrelas brilhantes de NGC 5584 encontram-se estrelas pulsantes chamadas variáveis Cefeidas e supernovas do Tipo Ia, uma classe especial de estrelas em explosão. Os astrónomos utilizam as variáveis Cefeidas e as supernovas do Tipo Ia como marcadores de distância fiáveis para medir o ritmo de expansão do Universo.
Crédito: NASA, ESA, CSA e A. Riess (STSCI)
 

O Telescópio Espacial James Webb da NASA fornece novas capacidades para analisar e aperfeiçoar algumas das mais fortes evidências observacionais desta tensão. Adam Riess, da Universidade Johns Hopkins e do STScI (Space Telescope Science Institute), laureado com o Prémio Nobel, apresenta o seu trabalho recente e o dos seus colegas, utilizando observações do Webb para melhorar a precisão das medições locais da constante de Hubble.

"Alguma vez se esforçou por ver um sinal que estava no limite da sua visão? O que é que ele diz? O que é que significa? Mesmo com os telescópios mais potentes, os 'sinais' que os astrónomos querem ler são tão pequenos que também temos dificuldade em vê-los.

"O sinal que os cosmólogos querem ler é um sinal cósmico de limite de velocidade que nos diz a que velocidade o Universo se está a expandir - um número chamado constante de Hubble. O nosso sinal está escrito nas estrelas de galáxias distantes. O brilho de certas estrelas nessas galáxias diz-nos a que distância estão e, portanto, durante quanto tempo esta luz viajou até chegar a nós, e os desvios para o vermelho das galáxias dizem-nos quanto o Universo se expandiu durante esse tempo, indicando-nos assim o ritmo de expansão.

 
Este diagrama ilustra o poder combinado dos telescópios espaciais Hubble e Webb da NASA na determinação de distâncias exactas a uma classe especial de estrelas variáveis que é utilizada na calibração do ritmo de expansão do Universo. Estas estrelas variáveis Cefeidas são observadas em campos estelares muito povoados. A contaminação da luz pelas estrelas circundantes pode tornar a medição do brilho de uma Cefeida menos precisa. A visão infravermelha mais nítida do Webb permite que um alvo Cefeida seja mais claramente isolado das estrelas circundantes, como se vê no lado direito do diagrama. Os dados do Webb confirmam a exatidão de 30 anos de observações de Cefeidas pelo Hubble, que foram fundamentais para estabelecer o degrau inferior da escada da distâncias cósmicas para medir o ritmo de expansão do Universo. À esquerda, NGC 5584 é vista numa imagem composta do instrumento NIRCam (Near-Infrared Camera) do Webb e do WFC3 (Wide Field Camera 3) do Hubble.
Crédito: NASA, ESA, A. Riess (STScI), W. Yuan (STScI)
 

"Uma classe particular de estrelas, as variáveis Cefeidas, tem-nos dado as medições de distância mais precisas desde há mais de um século, porque estas estrelas são extraordinariamente brilhantes: são estrelas supergigantes, com uma luminosidade cem mil vezes superior à do Sol. Além disso, elas pulsam (isto é, expandem-se e contraem-se) durante um período de semanas que indica a sua luminosidade relativa. Quanto mais longo for o período, mais brilhantes são intrinsecamente. São a ferramenta de referência para medir as distâncias de galáxias a cem milhões de anos-luz de distância ou mais, um passo crucial para determinar a constante de Hubble. Infelizmente, as estrelas nas galáxias estão amontoadas num pequeno espaço a partir do nosso ponto de vista distante e, por isso, muitas vezes não temos a resolução necessária para as separar das suas vizinhas na linha de visão.

"Uma das principais justificações para a construção do Telescópio Espacial Hubble foi a resolução deste problema. Antes do lançamento do Hubble em 1990 e das subsequentes medições das Cefeidas, o ritmo de expansão do Universo era tão incerto que os astrónomos nem sabiam se o Universo se estava a expandir há 10 mil milhões ou há 20 mil milhões de anos. Isto porque um ritmo de expansão mais rápido leva a uma idade mais jovem do Universo e um ritmo de expansão mais lento a uma idade mais velha do Universo. O Hubble tem uma melhor resolução [no comprimento de onda visível] do que qualquer telescópio terrestre porque está situado acima dos efeitos de desfocagem da atmosfera da Terra. Como resultado, pode identificar variáveis Cefeidas individuais em galáxias que estão a mais de cem milhões de anos-luz de distância e medir o intervalo de tempo durante o qual mudam de brilho.

"No entanto, também temos de observar as Cefeidas na parte do infravermelho próximo do espectro, para ver a luz que passa incólume através da poeira (a poeira absorve e dispersa a luz visível azul, fazendo com que os objetos distantes pareçam ténues e fazendo-nos crer que estão mais longe do que estão). Infelizmente, a visão da luz vermelha do Hubble não é tão nítida como a da luz azul, pelo que a luz das estrelas Cefeidas que vemos está misturada com outras estrelas no seu campo de visão. Podemos ter em conta a quantidade média desta mistura, estatisticamente, da mesma forma que um médico calcula o peso subtraindo o peso médio das roupas à leitura da balança, mas isso acrescenta ruído às medições. As roupas de algumas pessoas são mais pesadas do que outras.

"No entanto, a visão nítida no infravermelho é um dos superpoderes do Telescópio Espacial James Webb. Com o seu grande espelho e ótica sensível, consegue separar facilmente a luz das Cefeidas das estrelas vizinhas com pouca mistura. No primeiro ano de operações do Webb, com o nosso programa de Observadores Gerais 1685, recolhemos observações de Cefeidas encontradas pelo Hubble em dois passos ao longo do que é conhecido como a escada de distâncias cósmicas. O primeiro passo envolve a observação de Cefeidas numa galáxia com uma distância geométrica conhecida que nos permite calibrar a verdadeira luminosidade das Cefeidas. Para o nosso programa, essa galáxia é NGC 4258. O segundo passo é observar Cefeidas nas galáxias hospedeiras de supernovas recentes do Tipo Ia. A combinação dos dois primeiros passos transfere o conhecimento da distância às supernovas para calibrar as suas verdadeiras luminosidades. O terceiro passo é observar essas supernovas a uma grande distância, onde a expansão do Universo é aparente e pode ser medida comparando as distâncias inferidas a partir da sua luminosidade e os desvios para o vermelho das galáxias hospedeiras das supernovas. Esta sequência de passos é conhecida como a escada de distâncias.

"Obtivemos recentemente as nossas primeiras medições Webb dos passos um e dois, o que nos permite completar a escada de distâncias e comparar com as medições anteriores do Hubble. As medições do Webb reduziram drasticamente o ruído nas medições das Cefeidas devido à resolução do observatório nos comprimentos de onda do infravermelho próximo. Este tipo de melhoria é o sonho dos astrónomos! Observámos mais de 320 Cefeidas nas duas primeiras etapas. Confirmámos que as anteriores medições do Telescópio Espacial Hubble eram exatas, embora mais ruidosas. Também observámos mais quatro hospedeiras de supernovas com o Webb e verificámos um resultado semelhante para toda a amostra.

 
Comparação das relações período-luminosidade das Cefeidas utilizadas para medir distâncias. Os pontos vermelhos são do Webb da NASA e os pontos cinzentos são do Hubble da NASA. O painel superior é para NGC 5584, a hospedeira da supernova de Tipo Ia, com a inserção a mostrar selos de imagem da mesma Cefeida vista por cada telescópio. O painel inferior é para NGC 4258, uma galáxia com uma distância geométrica conhecida, com a inserção a mostrar a diferença nos módulos de distância entre NGC 5584 e NGC 4258, medida com cada telescópio. Os dois telescópios estão em excelente concordância.
Crédito: NASA, ESA, A. Riess (STScI) e G. Anand (STScI)
 

"O que os resultados ainda não explicam é porque é que o Universo parece estar a expandir-se tão rapidamente! Podemos prever o ritmo de expansão do Universo observando a sua imagem de bebé, a radiação cósmica de fundo em micro-ondas e depois utilizar o nosso melhor modelo de como cresce ao longo do tempo para nos dizer a que velocidade o Universo deverá estar a expandir-se atualmente. O facto de a medida atual do ritmo de expansão exceder significativamente a previsão é um problema que já dura há uma década, chamado "A Tensão de Hubble". A possibilidade mais excitante é que a Tensão seja uma pista sobre algo que nos está a faltar na nossa compreensão do cosmos.

"Pode indicar a presença de energia escura exótica, matéria escura exótica, uma revisão da nossa compreensão da gravidade, ou a presença de uma partícula ou campo único. A explicação mais mundana seria a existência de múltiplos erros de medição que conspiram na mesma direção (os astrónomos excluíram a possibilidade de um único erro utilizando passos independentes), por isso é que é tão importante refazer as medições com maior fidelidade. Com o Webb a confirmar as anteriores medições do Hubble, são as evidências mais fortes até agora de que os erros sistemáticos na fotometria das Cefeidas pelo Hubble não desempenham um papel significativo na atual Tensão do Hubble. Como resultado, as possibilidades mais interessantes permanecem em cima da mesa e o mistério da Tensão aprofunda-se".

// NASA (blog)
// STScI (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (arXiv.org)

 


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Universo:
A expansão acelerada do Universo (Wikipedia)
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O movimento das estrelas perto do buraco negro central da Via Láctea só é previsível até algumas centenas de anos

As órbitas de 27 estrelas que orbitam muito perto do buraco negro no centro da nossa Via Láctea são tão caóticas que os investigadores não conseguem prever com confiança onde estarão daqui a 462 anos. É o que revelam as simulações efetuadas por três astrónomos dos Países Baixos e do Reino Unido. Os investigadores publicaram as suas conclusões em dois artigos científicos.

 
Simulação dos movimentos das estrelas em torno do buraco negro no centro da Via Láctea. À esquerda estão representadas as órbitas das estrelas. Estas órbitas foram calculadas durante 10.000 anos. Parece que as estrelas não divergem das suas órbitas. O painel da direita é uma ampliação perto do centro do enxame. Revela que as estrelas têm variações consideráveis ao longo das suas órbitas. A órbita amarela, por exemplo, flutua nesses 10.000 anos num intervalo de quarenta vezes a distância da Terra ao Sol.
Crédito: Simon Portegies Zwart et al.
 

Simular 27 estrelas e as suas interações entre si e com o buraco negro é mais fácil de dizer do que de fazer. Durante séculos, por exemplo, foi impossível prever os movimentos de mais de duas estrelas, planetas, rochas ou outros objetos em interação. Só em 2018 é que investigadores de Leiden desenvolveram um programa de computador em que os erros de arredondamento já não desempenhavam qualquer papel nos cálculos. Com isto, conseguiram calcular os movimentos de três estrelas imaginárias. Agora os investigadores expandiram o seu programa para lidar com 27 estrelas que, segundo os padrões astronómicos, se movem perto do buraco negro no centro da Via Láctea.

As simulações das 27 estrelas massivas e do buraco negro resultaram numa surpresa. Embora as estrelas permaneçam nas suas órbitas em torno do buraco negro, as interações entre as estrelas mostram que as órbitas são caóticas. Isto significa que pequenas perturbações provocadas pelas interações subjacentes alteram as órbitas das estrelas. Estas alterações crescem exponencialmente e, a longo prazo, tornam as órbitas das estrelas imprevisíveis.

Buraco negro proporciona um choque

"Só passados 462 anos, já não conseguimos prever as órbitas com confiança. É um período surpreendentemente curto", afirma o astrónomo Simon Portegies Zwart (Universidade de Leiden, Países Baixos). Ele compara-o com o nosso Sistema Solar, que já não é previsível com confiança ao fim de 12 milhões de anos. "Por isso, a vizinhança do buraco negro é 30 mil vezes mais caótica do que a nossa, e não estávamos à espera disso. Claro, o Sistema Solar é cerca de 20.000 vezes mais pequeno, contém milhões de vezes menos massa e tem apenas oito objetos relativamente leves em vez de 27 massivos, mas, se me tivessem perguntado antes, isso não deveria ter tido tanta importância".

De acordo com os investigadores, o caos surge de cada vez mais ou menos da mesma forma. Há sempre duas ou três estrelas que se aproximam muito umas das outras. Isto provoca um empurrar e puxar mútuo entre as estrelas. O que, por sua vez, leva a órbitas estelares ligeiramente diferentes. O buraco negro em torno do qual essas estrelas orbitam é então ligeiramente afastado, o que, por sua vez, é sentido por todas as estrelas. Desta forma, uma pequena interação entre duas estrelas afeta todas as 27 estrelas do grupo central.

Ampliando a órbita

"Executamos a nossa simulação durante 10.000 anos de cada vez. De uma perspetiva aérea, as órbitas estelares parecem permanecer inalteradas com o tempo", diz Tjarda Boekholt (ex-aluno de Portegies Zwart em 2015 e atualmente a trabalhar na Universidade de Oxford, Reino Unido). "Só quando se começa a fazer zoom num segmento de uma órbita é que as variações caóticas se tornam visíveis. Estas variações podem atingir grandes valores, até quarenta unidades astronómicas, que é quarenta vezes a distância da Terra ao Sol".

Os investigadores gostam de comparar o caos no buraco negro com andar de bicicleta por uma cidade. Sabe-se aproximadamente quanto tempo demora, mas é impossível prever exatamente quanto tempo demora. Se uma ponte estiver aberta, ou se alguém saltar para a frente da nossa bicicleta, podemos chegar minutos mais tarde. "E é mais ou menos assim que funciona com as estrelas à volta do buraco negro", diz Portegies Zwart. "Sabemos que ocorrem regularmente acontecimentos inesperados, que provocam uma mudança exponencial, que agora podemos medir. Mas a implicação é que o centro da Via Láctea, com o buraco negro e as 27 estrelas que o orbitam, já não é previsível com confiança ao fim de 462 anos. Já não podemos prever de forma fiável as posições e velocidades dessas estrelas".

Para Portegies Zwart e colegas, não são tanto os 462 anos que interessam. "462 anos é obviamente muito curto, mas o que queremos dizer é que, como astrónomos, temos de olhar de forma diferente do que fazíamos antes para o que acontece na vizinhança de um buraco negro", disse Portegies Zwart. "E temos de encontrar novas palavras para o efeito. Por exemplo, comecei a construir um glossário de definições com Tjarda Boekholt, simplesmente porque não existiam termos que captassem com precisão este novo tipo de comportamento caótico que estávamos a observar."

Caos pontuado

Os investigadores denominaram o fenómeno de "caos pontuado". O termo é inspirado na biologia evolutiva, onde ocorre o oposto: o chamado equilíbrio pontuado. Trata-se da evolução no interior das espécies, em que existe frequentemente um equilíbrio a longo prazo que é interrompido apenas muito esporadicamente por um acontecimento chocante.

"Antes desta investigação, não se sabia se o caos nas simulações tinha uma origem física ou se provinha de erros de arredondamento e outros problemas com os cálculos", diz o coautor Douglas Heggie, matemático e astrónomo reformado, mas ainda ativo, da Universidade de Edimburgo (Reino Unido) e pioneiro no domínio do problema dos n-corpos. "Pusemos as simulações e os cálculos subjacentes à prova de muitas maneiras. Os nossos resultados mantêm-se sólidos. Agora podemos fazer afirmações reais sobre o comportamento caótico de sistemas com múltiplas estrelas. Isso é ótimo".

// NOVA (comunicado de imprensa)
// Artigo científico #1 (International Journal of Modern Physics D)
// Artigo científico #1 (arXiv.org)
// Artigo científico #2 (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)
// Artigo científico #2 (arXiv.org)

 


Quer saber mais?

Enxame estelar de Sagitário A*:
Wikipedia

Sagitário A*:
Wikipedia

Problema dos n-corpos:
Wikipedia

 
   
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Álbum de fotografias
Enxame de Galáxias Abell 370 e Mais Além

(clique na imagem para ver versão maior)
Crédito: NASAESA, Jennifer Lotz e Equipa HFF (STScI)
 
A cerca de 4 mil milhões de anos-luz de distância, o enorme enxame de galáxias Abell 370 foi captado nesta imagem nítida pelo Telescópio Espacial Hubble. O enxame galáctico parece ser dominado por apenas duas galáxias elípticas gigantes e infestado de arcos ténues. Na realidade, os arcos azulados fracos e dispersos, juntamente com o dramático arco em forma de dragão para baixo e para a esquerda do centro, são imagens de galáxias que se situam muito além de Abell 370. A mais ou menos o dobro da distância, a sua luz, de outra forma não detetável, é ampliada e distorcida pela enorme massa gravitacional do enxame, dominada na sua esmagadora maioria por matéria escura invisível. Este efeito, conhecido como lente gravitacional, proporciona um vislumbre tentador de galáxias no início do Universo. Consequência da deformação do espaço-tempo, as lentes gravitacionais foram previstas pela primeira vez por Einstein há quase um século. Muito além da estrela "pontiaguda" da Via Láctea em baixo e à direita, Abell 370 pode ser visto na direção da constelação de Baleia. Foi o último de seis enxames galácticos fotografados no projeto Frontier Fields.
 
   
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