Problemas ao ver este e-mail?
Veja no browser

 
 
  Arquivo | CCVAlg - Astronomia
Com o apoio do Centro Ciência de Tavira
   
 
  Astroboletim #2062  
  12/12 a 14/12/2023  
     
 
EFEMÉRIDES

DIA 12/12: 346.º DIA DO CALENDÁRIO GREGORIANO
NESTE DIA ACONTECEU...

Em 1901, Marconi envia o primeiro sinal transatlântico de rádio (a letra "S" em código Morse), percursor das telecomunicações que hoje se utilizam no espaço.
Em 1970, lançamento do satélite Uhuru, o primeiro desenhado especificamente com o propósito de fazer astronomia em raios-X.

A missão terminou em março de 1973. Levou a cabo o primeiro estudo intensivo de todo o céu em busca de fontes raios-X, com uma sensibilidade de aproximadamente 0,001 vezes a intensidade da Nebulosa do Caranguejo. 
Em 2012, a Coreia do Norte lança com sucesso o seu primeiro satélite, a Unidade 2 do Kwangmyŏngsŏng-3, usando um foguetão Unha-3.
HOJE, NO COSMOS:
Lua Nova, pelas 23:32.

 

DIA 13/12: 347.º DIA DO CALENDÁRIO GREGORIANO
NESTE DIA ACONTECEU...

Em 1867, nascia Kristian Birkeland, cientista norueguês, conhecido por ter sido o primeiro a elucidar a natureza da Aurora Boreal.
Em 1920, era medido o primeiro diâmetro estelar (Betelgeuse), por Francis Pease com um interferómetro no Mt. Wilson.
Em 1962, lançamento do Relay 1 da NASA, primeiro satélite de comunicações em órbita.
Em 1972, Eugene Cernan e Harrison Schmitt fazem o seu terceiro e último passeio lunar com o rover, durante a missão Apollo 17.

HOJE, NO COSMOS:
Assim que as estrelas começarem a ficar visíveis, o padrão em forma de "W" de Cassiopeia apoia-se de lado (no seu lado mais fraco) alto a nordeste. Observe a constelação a rodar para se tornar num "M" achatado, mais alto a norte, com o passar da noite.
E assim que Cassiopeia fica alta a norte-nordeste depois do cair da noite, a Ursa Maior está baixa a norte-nordeste. Se viver no sul de Portugal, está quase toda escondida por trás do horizonte.
À meia-noite a Ursa Maior já se encontra apoiada na sua "pega" a nordeste - enquanto Cassiopeia desceu a noroeste para se apoiar novamente de lado (desta vez, no lado mais brilhante).

 

DIA 14/12: 348.º DIA DO CALENDÁRIO GREGORIANO
NESTE DIA ACONTECEU...

Em 1546 nascia Tycho Brahe.

Nascido em Knudstrup, o astrónomo dinamarquês estabeleceu o primeiro observatório moderno e alterou muitas teorias Copernianas. Deu a Kepler o seu primeiro trabalho de campo.
Em 1782, o primeiro balão dos irmãos Montgolfier levanta voo no seu primeiro teste. 
Em 1962, a sonda americana Mariner 2 encontra Vénus e torna-se na primeira sonda interplanetária bem-sucedida.
Em 1972, Eugene Cernan torna-se na última pessoa a pisar a Lua, após ele e Harrison Schmidt completarem o terceiro e último EVA (atividade extra-veicular) da missão Apollo 17.
HOJE, NO COSMOS:
Pico da chuva de meteoros das Geminídeas (noite de 13 para 14).
Já alguma vez viu o nascer de Sirius? Encontre um local com o horizonte desimpedido a este-sudeste e observe o nascer de Sirius a cerca de dois punhos à distância do braço esticado por baixo da cintura de Orionte. Sirius nasce pelas 20:30, dependendo do local onde o observador vive.
Cerca de 15 minutos antes do nascer de Sirius, uma estrela mais fraca nasce logo à direita de onde Sirius vai nascer: Beta Canis Majoris ou Mirzam. O seu nome árabe significa "arauto", e o que Mirzam anuncia é Sirius. Não é fácil confundi-las; o arauto de segunda magnitude tem apenas 1/20 do brilho de Sirius, que nasce pouco depois.
Quando uma estrela está muito baixa tende a piscar lentamente, muitas vezes em cores vívidas. Sirius é brilhante o suficiente para mostrar bem esses efeitos, especialmente através de binóculos.

 
 
   
Investigadores surpreendidos com a nova observação de alta definição do Webb de uma explosão estelar
 
Uma nova imagem de alta definição do instrumento NIRCam (Near-Infrared Camera) do Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA revela pormenores intrincados do remanescente de supernova Cassiopeia A (Cas A) e mostra a expansão da concha de material que choca com o gás libertado pela estrela antes de explodir.
Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, D. Milisavljevic (Universidade Purdue), T. Temim (Universidade de Princeton), I. De Looze (Universidade de Gent)
 

Como um ornamento redondo e brilhante, pronto a ser colocado no sítio perfeito da árvore de Natal, o remanescente de supernova Cassiopeia A (Cas A) brilha numa nova imagem do Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA. No entanto, esta cena não é a proverbial noite feliz - nem tudo está calmo.

A imagem de Cas A obtida pelo instrumento NIRCam (Near-Infrared Camera) do Webb mostra uma explosão muito violenta com uma resolução anteriormente inalcançável nestes comprimentos de onda. Esta imagem de alta resolução revela pormenores intrincados da concha de material em expansão que embate no gás libertado pela estrela antes desta explodir.

Cas A é um dos remanescentes de supernova mais bem estudados em todo o cosmos. Ao longo dos anos, os observatórios terrestres e espaciais, incluindo o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, reuniram coletivamente uma imagem de vários comprimentos de onda dos restos esfarrapados do objeto.

No entanto, os astrónomos entraram agora numa nova era no estudo de Cas A. Em abril de 2023, o MIRI (Mid-Infrared Instrument) do Webb deu início a esta história, revelando características novas e inesperadas no interior da concha interna do remanescente de supernova. Mas muitas dessas características são invisíveis na nova imagem do NIRCam, e os astrónomos estão a investigar a razão disso.

A luz infravermelha é invisível aos nossos olhos, pelo que os processadores de imagem e os cientistas representam estes comprimentos de onda de luz com cores visíveis. Nesta imagem mais recente de Cas A, foram atribuídas cores aos diferentes filtros do NIRCam, e cada uma dessas cores indica uma atividade diferente que ocorre no interior do objeto.

À primeira vista, a imagem do NIRCam pode parecer menos colorida do que a imagem MIRI. No entanto, isso não significa que haja menos informação: simplesmente, trata-se dos comprimentos de onda em que o material do objeto está a emitir a sua luz.

 
Esta imagem destaca várias características interessantes do remanescente de supernova Cassiopeia A (Cas A), tal como observada com o NIRCam (Near-Infrared Camera) do Webb.
1) A resolução requintada do NIRCam é capaz de detetar pequenos nós de gás, compostos por enxofre, oxigénio, árgon e néon da própria estrela. Alguns filamentos de detritos são demasiado pequenos para serem resolvidos, mesmo pelo Webb, o que significa que são comparáveis ou inferiores a 16 mil milhões de quilómetros de diâmetro (cerca de 100 unidades astronómicas). Os investigadores consideram que isto representa a forma como a estrela se estilhaçou como vidro quando explodiu;
2) Buracos circulares visíveis na imagem MIRI dentro do Monstro Verde, um laço de luz verde na cavidade interior de Cas A, são fracamente delineados por emissão branca e púrpura na imagem NIRCam - isto representa gás ionizado. Os investigadores pensam que isto se deve ao facto de os detritos da supernova empurrarem e esculpirem o gás deixado pela estrela antes desta explodir;
3) Este é um dos poucos ecos de luz visíveis na imagem do NIRCam de Cas A. Um eco de luz ocorre quando a luz da explosão da estrela há muito tempo atingiu, e está a aquecer, poeira distante, que brilha à medida que arrefece;
4) O NIRCam captou um eco de luz particularmente intrincado e grande, apelidado de Cas A Bebé pelos investigadores. Na realidade, está localizado a cerca de 170 anos-luz atrás do remanescente de supernova.
Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, D. Milisavljevic (Universidade Purdue), T. Temim (Universidade de Princeton), I. De Looze (Universidade de Gent)
 

As cores mais visíveis na mais recente imagem do Webb são os aglomerados de cor de laranja brilhante e rosa claro que constituem o invólucro interior do remanescente de supernova. A visão nítida do Webb consegue detetar os mais pequenos nós de gás, compostos por enxofre, oxigénio, árgon e néon da própria estrela. Neste gás está incorporada uma mistura de poeira e moléculas, que acabarão por ser incorporadas em novas estrelas e sistemas planetários. Alguns filamentos de detritos são demasiado pequenos para serem resolvidos, mesmo pelo Webb, o que significa que são comparáveis ou inferiores a 16 mil milhões de quilómetros de diâmetro (cerca de 100 unidades astronómicas). Em comparação, a totalidade de Cassiopeia A estende-se por 10 anos-luz, ou cerca de 9,5x10^13 quilómetros.

Quando se compara a nova imagem no infravermelho próximo de Cas A pelo Webb com a imagem no infravermelho médio, a sua cavidade interior e a camada mais exterior estão curiosamente desprovidas de cor. Os arredores da camada interior principal, que apareciam como um laranja e vermelho profundos na imagem MIRI, parecem agora o fumo de uma fogueira. Isto marca o local onde a onda de explosão da supernova está a embater no material circunstelar circundante. A poeira no material circunstelar é demasiado fria para ser detetada diretamente nos comprimentos de onda do infravermelho próximo, mas ilumina-se no infravermelho médio.

Os investigadores concluíram que a cor branca é a luz da radiação sincrotrão, que é emitida em todo o espetro eletromagnético, incluindo no infravermelho próximo. É gerada por partículas carregadas que se deslocam a velocidades extremamente elevadas e que se movimentam em espiral em torno de linhas de campo magnético. A radiação sincrotrónica é também visível nas conchas em forma de bolha na metade inferior da cavidade interna.

Igualmente invisível no infravermelho próximo, o "loop" de luz verde na cavidade central de Cas A que brilhava no infravermelho médio, apropriadamente apelidado de Monstro Verde pela equipa de investigação. Esta característica foi descrita como "difícil de compreender" pelos investigadores na altura da sua primeira observação.

 
Esta imagem apresenta uma comparação lado a lado do remanescente de supernova Cassiopeia A (Cas A), tal como captado pelos instrumentos NIRCam (Near-Infrared Camera) e MIRI (Mid-Infrared Instrument) do Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA.
À primeira vista, a imagem NIRCam do Webb parece menos colorida do que a imagem MIRI. Mas isto deve-se apenas ao facto do material do objeto emitir luz em muitos comprimentos de onda diferentes. A imagem NIRCam parece um pouco mais nítida do que a imagem MIRI devido à sua maior resolução.
Os arredores da camada interna principal, que apareciam como um laranja e vermelho profundos na imagem MIRI, parecem fumo de uma fogueira na imagem NIRCam. Isto marca o local onde a onda de explosão da supernova está a embater no material circunstelar circundante. A poeira no material circunstelar é demasiado fria para ser detetada diretamente nos comprimentos de onda do infravermelho próximo, mas ilumina-se no infravermelho médio.
Também não se vê no infravermelho próximo o laço de luz verde na cavidade central de Cas A que brilha no infravermelho médio, apelidado de Monstro Verde pela equipa de investigação. Os buracos circulares visíveis na imagem MIRI dentro do Monstro Verde, no entanto, são fracamente delineados em emissão branca e púrpura na imagem NIRCam.
Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, D. Milisavljevic (Universidade Purdue), T. Temim (Universidade de Princeton), I. De Looze (Universidade de Gent)
 

Embora o "verde" do Monstro Verde não seja visível no NIRCam, o que resta no infravermelho próximo nessa região pode dar uma ideia do misterioso fenómeno. Os buracos circulares visíveis na imagem MIRI são ligeiramente delineados por emissões brancas e púrpuras na imagem NIRCam - isto representa gás ionizado. Os investigadores pensam que isto se deve ao facto de os detritos da supernova empurrarem e esculpirem o gás deixado pela estrela antes desta explodir.

Os investigadores ficaram também absolutamente espantados com uma caraterística fascinante no canto inferior direito do campo de visão da NIRCam. Chamam a essa mancha grande e estriada Cas A Bebé - porque parece ser uma "cria" da supernova principal.

Isto é um eco de luz. A luz da explosão da estrela há muito tempo atingiu, e está a aquecer, a poeira distante, que brilha à medida que arrefece. A complexidade do padrão de poeira, e a aparente proximidade de Cas A Bebé com a própria Cas A, são particularmente intrigantes para os investigadores. Na realidade, Cas A Bebé está localizada a cerca de 170 anos-luz atrás do remanescente de supernova.

Há também vários outros ecos de luz mais pequenos espalhados pelo novo retrato do Webb.

O remanescente de supernova Cassiopeia A está localizado a 11.000 anos-luz de distância, na direção da constelação de Cassiopeia. Estima-se que tenha explodido há cerca de 340 anos, do nosso ponto de vista.

// NASA (comunicado de imprensa)
// ESA/Webb (comunicado de imprensa)
// STScI (comunicado de imprensa)

 


Quer saber mais?

Cassiopeia A:
Wikipedia

Remanescente de supernova:
NASA
Wikipedia
CCVAlg - Astronomia

Supernova:
Wikipedia

JWST (Telescópio Espacial James Webb):
NASA
STScI
STScI (website para o público)
ESA
ESA/Webb
Wikipedia
Facebook
X/Twitter
Instagram
Blog do JWST (NASA)
Programas DD-ERS do Webb (STScI)
Ciclo 2 GO do Webb (STScI)
NIRISS (NASA)
NIRCam (NASA)
MIRI (NASA)
NIRSpec (NASA)

 
   
Dúvidas gigantescas sobre exoluas gigantes
 
Impressão de artista de uma exolua em torno de um exoplaneta.
Crédito: NASA/ESA/L. Hustak
 

Tal como se pode assumir que as estrelas da nossa Via Láctea têm planetas em órbita, as luas em torno destes exoplanetas não devem ser invulgares. Isto torna ainda mais difícil a sua deteção. Até agora, apenas dois dos mais de 5300 exoplanetas conhecidos tinham luas. Uma nova análise de dados demonstra agora que as afirmações científicas raramente são pretas ou brancas, que por detrás de cada resultado há um maior ou menor grau de incerteza e que o percurso para uma afirmação se assemelha muitas vezes a um thriller.

Nas observações dos planetas Kepler-1625b e Kepler-1708b efetuadas pelos telescópios espaciais Kepler e Hubble, os investigadores descobriram pela primeira vez vestígios de tais luas. Um novo estudo levanta agora dúvidas sobre estas afirmações anteriores. Como referem cientistas do Instituto Max Planck para a Investigação do Sistema Solar e do Observatório Sonnenberg, ambos na Alemanha, na revista Nature Astronomy, as interpretações "apenas planetárias" das observações são mais conclusivas. Para a sua análise, os investigadores utilizaram o algoritmo informático Pandora, recentemente desenvolvido, que facilita e acelera a procura de exoluas. Também investigaram que tipo de exoluas podem ser encontradas, em princípio, nas modernas observações astronómicas espaciais. A resposta é bastante chocante.

No nosso Sistema Solar, o facto de um planeta ser orbitado por uma ou mais luas é mais a regra do que a exceção: para além de Mercúrio e Vénus, todos os outros planetas têm companheiras deste tipo; no caso do gigante gasoso Saturno, os investigadores encontraram 140 satélites naturais até à data. Por isso, os cientistas consideram provável que planetas em sistemas estelares distantes também tenham luas. Até agora, no entanto, só foram encontradas evidências de tais exoluas em dois casos: Kepler-1625b e Kepler-1708b. Este baixo rendimento não é surpreendente. Afinal de contas, os satélites distantes são naturalmente muito mais pequenos do que os planetas a que pertencem - e, por isso, muito mais difíceis de encontrar. E passar a pente fino os dados observacionais de milhares de exoplanetas, à procura de vestígios de luas, requer muito tempo.

Para tornar a pesquisa mais fácil e rápida, os autores do novo estudo baseiam-se num algoritmo de pesquisa que eles próprios desenvolveram e otimizaram para a procura de exoluas. Publicaram o seu método no ano passado e o algoritmo está disponível para todos os investigadores como código aberto. Quando aplicado aos dados observacionais de Kepler-1625b e de Kepler-1708b, os resultados foram surpreendentes. "Gostaríamos de ter confirmado a descoberta de exoluas em torno de Kepler-1625b e Kepler-1708b", diz o primeiro autor do novo estudo, o cientista Dr. René Heller. "Mas, infelizmente, as nossas análises mostram o contrário", acrescenta.

O jogo às escondidas de uma exolua

O planeta Kepler-1625b, semelhante a Júpiter, fez manchetes há cinco anos. Investigadores da Universidade de Columbia, em Nova Iorque, relataram fortes indícios da existência de uma lua gigante em órbita, que faria parecer pequenas todas as luas do Sistema Solar. Os cientistas tinham analisado dados do telescópio espacial Kepler da NASA, que observou mais de 100.000 estrelas durante a sua primeira missão, entre 2009 e 2013, e descobriu mais de 2000 exoplanetas. No entanto, nos anos que se seguiram à alegação de descoberta de 2018, o candidato a exoplaneta forçou os astrónomos a jogar uma versão cósmica das escondidas. Primeiro, desapareceu depois dos dados do Kepler terem sido limpos do ruído sistemático. No entanto, foram novamente encontradas pistas em observações posteriores com o Telescópio Espacial Hubble. E então, no ano passado, este extraordinário candidato a exolua ganhou companhia: de acordo com os investigadores de Nova Iorque, outra lua gigante muito maior do que a Terra orbita o planeta Kepler-1708b, do tamanho de Júpiter.

A combinação certa

"As exoluas estão tão distantes que não as podemos ver diretamente, mesmo com os telescópios modernos mais potentes", explica o Dr. René Heller. Em vez disso, os telescópios registam as flutuações do brilho de estrelas distantes, cuja série temporal se designa por curva de luz. Os investigadores procuram então sinais de luas nestas curvas de luz. Se um exoplaneta passa em frente da sua estrela, a partir da perspetiva da Terra, escurece a estrela por uma pequena fração. Este evento chama-se trânsito e repete-se regularmente com o período orbital do planeta em torno da estrela. Uma exolua, a acompanhar o planeta, teria um efeito de escurecimento semelhante. O seu vestígio na curva de luz, no entanto, não seria apenas significativamente mais fraco. Devido ao movimento da lua e do planeta em torno do seu centro mútuo de gravidade, este escurecimento adicional na curva de luz seguiria um padrão bastante complicado. E há outros efeitos a considerar, como os eclipses planeta-lua, as variações naturais de brilho da estrela e outras fontes de ruído geradas durante as medições telescópicas.

No entanto, para detetar as luas, tanto os investigadores de Nova Iorque como os seus colegas alemães começaram por calcular muitos milhões de curvas de luz "artificiais" para todos os tamanhos, distâncias mútuas e orientações orbitais possíveis de planetas e luas. Um algoritmo compara depois estas curvas de luz simuladas com a curva de luz observada e procura a melhor correspondência. Os investigadores de Gotinga e Sonneberg utilizaram o seu algoritmo de código aberto Pandora, que está otimizado para a procura de exoluas e pode resolver esta tarefa várias ordens de grandeza mais depressa do que os algoritmos anteriores.

Sem vestígios das luas

No caso do planeta Kepler-1708b, a dupla alemã descobriu agora que os cenários sem lua podem explicar os dados observacionais com a mesma exatidão que os cenários com lua. "A probabilidade de uma lua em órbita do Kepler-1708b é claramente menor do que a registada anteriormente", afirma Michael Hippke, do Observatório de Sonneberg e coautor do novo estudo. "Os dados não sugerem a existência de uma exolua em torno de Kepler-1708b", continua Hippke.

Há muito a sugerir que Kepler-1625b também não tem uma companheira gigante. Os trânsitos deste planeta, em frente da sua estrela, foram observados anteriormente com os telescópios Kepler e Hubble. Os investigadores alemães argumentam agora que a variação instantânea do brilho estelar ao longo do seu disco, um efeito conhecido como escurecimento do limbo estelar, tem um impacto crucial no sinal proposto da exolua. O limbo do disco solar, por exemplo, parece mais escuro do que o centro. No entanto, dependendo do facto de se olhar para a estrela natal de Kepler-1625b através do telescópio Kepler ou do Hubble, este efeito de escurecimento do limbo parece diferente. Isto acontece porque o Kepler e o Hubble são sensíveis a diferentes comprimentos de onda da luz que recebem. Os investigadores de Gotinga e Sonneberg argumentam agora que a sua modelação deste efeito explica os dados de forma mais conclusiva do que uma exolua gigante.

As suas novas e extensas análises mostram também que os algoritmos de procura de exoluas produzem frequentemente falsos positivos. Uma e outra vez, "descobrem" uma lua quando na realidade é apenas um planeta a transitar pela sua estrela hospedeira. No caso de uma curva de luz como a de Kepler-1625b, a taxa de resultados falsos é provavelmente de cerca de 11%. "A anterior alegação exolunar dos nossos colegas de Nova Iorque foi o resultado de uma busca de luas em torno de dúzias de exoplanetas", diz Heller. "De acordo com as nossas estimativas, um falso positivo não é de todo surpreendente, mas quase expetável", acrescenta.

Satélites estranhos

Os investigadores também utilizaram o seu algoritmo para prever os tipos de exoluas reais que poderiam ser claramente detetáveis nas curvas de luz de missões espaciais como a do Kepler. De acordo com a sua análise, apenas as luas particularmente grandes que orbitam o seu planeta numa órbita larga são detetáveis utilizando a tecnologia atual. Comparadas com as luas familiares do nosso Sistema Solar, seriam todas esquisitas: pelo menos com o dobro do tamanho de Ganimedes, a maior lua do Sistema Solar e, portanto, quase tão grande como a Terra. "As primeiras exoluas que serão descobertas em futuras observações, como as da missão PLATO, serão certamente muito invulgares e, por isso, excitantes de explorar", diz Heller.

// Instituto Max Planck (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature Astronomy)
// Artigo científico (arXiv.org)

 


Quer saber mais?

CCVAlg - Astronomia:
18/01/2022 - Uma superlua para lá do nosso Sistema Solar
15/06/2021 - Água líquida em exoluas de planetas "fugitivos"
20/09/2019 - Lenta aniquilação de exolua pode explicar mudanças no brilho da estrela de Tabby, a estrela mais misteriosa do Universo
03/09/2019 - Indícios de uma exolua vulcanicamente ativa
05/10/2018 - Astrónomos descobrem primeiras evidências de possível lua para lá do nosso Sistema Solar
01/06/2018 - Luas distantes podem abrigar vida
11/04/2014 - Lua distante ou estrela fraca? Encontrada possível exolua
20/12/2013 - Pode ter sido descoberta a primeira exolua

Notícias relacionadas:
SPACE.com
science alert
PHYSORG
Space Daily

Kepler-1625b:
NASA
Exoplanet.eu
Wikipedia
Kepler-1625b I (Wikipedia)

Kepler-1708b:
NASA
Exoplanet.eu
Wikipedia
Kepler-1708b I (Exoplanet.eu)
Kepler-1708b I (Wikipedia)

Exoluas:
Wikipedia

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

Telescópio Espacial Kepler:
NASA
NASA - 2
Wikipedia

Telescópio Espacial Hubble:
Hubble, NASA 
ESA
Hubblesite
STScI
SpaceTelescope.org
Base de dados do Arquivo Mikulski para Telescópios Espaciais
Arquivo de Ciências do eHST

PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars):
ESA
Wikipedia

 
   
Estrelas antigas produziam elementos extraordinariamente pesados
 
A região extremamente populada do Centro Galáctico.
Crédito: NASA, JPL-Caltech, Susan Stolovy (SSC/Caltech) et al.
 

Quão pesado pode ser um elemento? Uma equipa internacional de investigadores descobriu que as estrelas antigas eram capazes de produzir elementos com massas atómicas superiores a 260, mais pesados do que qualquer elemento da tabela periódica que se encontra naturalmente na Terra. A descoberta aprofunda a nossa compreensão da formação de elementos nas estrelas.

Nós somos, literalmente, feitos de material estelar. As estrelas são fábricas de elementos, onde os elementos estão constantemente a fundir-se ou a separar-se para criar outros elementos mais leves ou mais pesados. Quando nos referimos a elementos leves ou pesados, estamos a falar da sua massa atómica. Em termos gerais, a massa atómica é baseada no número de protões e neutrões no núcleo de um átomo desse elemento.

Sabe-se que os elementos mais pesados só são criados em estrelas de neutrões através do processo de captura rápida de neutrões, ou processo r. Imagine um único núcleo atómico a flutuar numa sopa de neutrões. De repente, um grupo desses neutrões fica preso ao núcleo num período de tempo muito curto - normalmente em menos de um segundo - e depois sofre algumas alterações internas de neutrão para protão, e voilá! Forma-se um elemento pesado, como o ouro, a platina ou o urânio.

Os elementos mais pesados são instáveis ou radioativos, o que significa que decaem com o tempo. Uma das formas de o fazer é por divisão, um processo chamado fissão.

"O processo r é necessário se quisermos produzir elementos mais pesados do que, por exemplo, o chumbo e o bismuto", afirma Ian Roederer, professor associado de física na Universidade Estatal da Carolina do Norte e principal autor da investigação. Roederer trabalhou anteriormente na Universidade de Michigan.

"É preciso adicionar muitos neutrões muito rapidamente, mas o problema é que é preciso muita energia e muitos neutrões para o fazer", diz Roederer. "E o melhor lugar para encontrar ambos é no nascimento ou na morte de uma estrela de neutrões, ou quando as estrelas de neutrões colidem e produzem a matéria-prima do processo.

"Temos uma ideia geral de como o processo r funciona, mas as condições do processo são bastante extremas", diz Roederer. "Não temos uma boa noção de quantos tipos diferentes de locais no Universo podem gerar o processo r, não sabemos como termina o processo r e não podemos responder a perguntas como: quantos neutrões se podem adicionar? Ou, quão pesado pode ser um elemento? Por isso, decidimos olhar para os elementos que poderiam ser produzidos por fissão em algumas estrelas antigas bem estudadas, para ver se podíamos começar a responder a algumas destas perguntas".

A equipa analisou de novo as quantidades de elementos pesados em 42 estrelas bem estudadas da Via Láctea. As estrelas eram conhecidas por terem elementos pesados formados pelo processo r em gerações anteriores de estrelas. Ao analisar as quantidades de cada elemento pesado coletivamente encontrado nestas estrelas, em vez de individualmente como é mais comum, identificaram padrões anteriormente não reconhecidos.

Esses padrões indicavam que alguns elementos listados perto do meio da tabela periódica - como a prata e o ródio - eram provavelmente os restos da fissão de elementos pesados. A equipa conseguiu determinar que o processo r pode produzir átomos com uma massa atómica de pelo menos 260 antes de se fissionarem.

"Este valor de 260 é interessante porque não detetámos anteriormente nada tão pesado no espaço ou naturalmente na Terra, nem mesmo em testes de armas nucleares", diz Roederer. "Mas vê-los no espaço dá-nos orientações sobre como pensar em modelos e na fissão - e pode dar-nos uma ideia de como surgiu a rica diversidade de elementos."

O trabalho aparece na revista Science e foi apoiado em parte pela NSF (National Science Foundation) e pela NASA (National Aeronautics and Space Administration).

// Universidade Estatal da Carolina do Norte (comunicado de imprensa)
// Universidade de Michigan (comunicado de imprensa)
// Laboratório Nacional de Los Alamos (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Science)

 


Quer saber mais?

Processo r:
Wikipedia

Fissão:
Wikipedia

Tabela periódica:
Wikipedia

Estrelas de neutrões:
Wikipedia
Universidade de Maryland

 
   
Também em destaque
  Desvendando as anomalias da rotação das estrelas de neutrões (via Universidade de Innsbruck)
Uma colaboração entre físicos quânticos e astrofísicos, liderada por Francesca Ferlaino e Massimo Mannarelli, conseguiu um avanço significativo na compreensão das falhas das estrelas de neutrões. Conseguiram simular numericamente este enigmático fenómeno cósmico com átomos dipolares ultrafrios. Esta investigação estabelece uma forte ligação entre a mecânica quântica e a astrofísica e abre caminho à simulação quântica de objetos estelares a partir da Terra. Ler fonte
 
   

Álbum de fotografias
"Pic du" Plêiades

(clique na imagem para ver versão maior)
Crédito: Jean-Francois Graffand
 
Perto do amanhecer de 19 de novembro, as Plêiades estavam num céu escuro e imóvel sobre os Pirenéus franceses. Mas pouco antes do nascer do Sol, um momento fortuito foi captado nesta exposição única de 3 segundos; um brilhante rasto de meteoro parecia perfurar o coração do enxame de estrelas. Da perspetiva da câmara, o enxame estelar e o meteoro estavam posicionados diretamente acima do observatório no topo da montanha de nome Pic du Midi de Bigorre. E embora os astrónomos possam considerar que as Plêiades estão relativamente perto, o grão de poeira que se evaporou ao atravessar a atmosfera superior do planeta Terra não atingiu o íntimo grupo de estrelas jovens por cerca de 400 anos-luz. Durante a gravação de um "timelapse" do céu noturno, a câmara e a teleobjetiva foram fixadas a um tripé nas encostas do Col du Tourmalet, a cerca de 5 quilómetros do Pic du Midi.
 
   
Arquivo | CCVAlg - Astronomia | Feed RSS | Contacte o Webmaster | Remover da lista
 
         
         
   
Centro Ciência Viva do Algarve
Rua Comandante Francisco Manuel
8000-250, Faro
Portugal
Telefone: 289 890 922
Telemóvel: 962 422 093
E-mail: info@ccvalg.pt
Centro Ciência Viva de Tavira
Convento do Carmo
8800-311, Tavira
Portugal
Telefone: 281 326 231
Telemóvel: 924 452 528
E-mail: geral@cvtavira.pt
   

Os conteúdos das hiperligações encontram-se na sua esmagadora maioria em Inglês. Para o boletim chegar sempre à sua caixa de correio, adicione noreply@ccvalg.pt à sua lista de contactos. Este boletim tem apenas um caráter informativo. Por favor, não responda a este email. Contém propriedades HTML e classes CSS - para vê-lo na sua devida forma, certifique-se que o seu cliente de webmail suporta este tipo de mensagem, ou utilize software próprio, como o Outlook ou outras apps para leitura de mensagens eletrónicas.

Recebeu esta mensagem por estar inscrito na newsletter de Astronomia do Centro Ciência Viva do Algarve e do Centro Ciência Viva de Tavira. Se não a deseja receber ou se a recebe em duplicado, faça a devida alteração clicando aqui ou contactando o webmaster.

Esta mensagem destina-se unicamente a informar e está de acordo com as normas europeias de proteção de dados (ver RGDP), conforme Declaração de Privacidade e Tratamento de dados pessoais.

2023 - Centro Ciência Viva do Algarve | Centro Ciência Viva de Tavira

ccvalg.pt cvtavira.pt