1290: Celacanto, o espécime marinho ressuscitado após 60 milhões de anos

CIÊNCIA/PALEONTOLOGIA

Na década de 1930, soou a notícia a partir da África do Sul. Fora capturado um exemplar de celacanto, uma classe de peixes que se julgava extinta há mais de 60 milhões de anos, assim o ditavam os registos fósseis. Nas décadas seguintes, iniciou-se a procura de um segundo exemplar nas águas do Oceano Índico.

A chamada telefónica agitou de curiosidade a jovem naturalista sul-africana Marjorie Courtenay-Latimer. Do outro lado da linha soava a voz do capitão Hendrik Goosen, a partir das margens do rio Chalumna. Nas redes de pesca agitava-se um peixe de escamas iridescentes, mais de um metro de comprimento e com perto de 50 Kg.

Marjorie, então com 24 anos, laborava desde 1931 no modesto Museu de East London, no sueste da África do Sul, onde ingressara fruto da grande paixão que, desde a infância, dedicava ao mundo natural, em particular às aves.

Goosen, capitão numa embarcação de pesca de arrasto, tinha indicações de Marjorie para soar o alerta sempre que capturada uma espécie marinha incomum. A 22 de Dezembro de 1938, nas margens do rio Chalumna, Marjorie teve o seu primeiro encontro com uma criatura saída de um compêndio de paleontologia.

Sobre a mesma escreveria, mais tarde, a naturalista na carta que remeteu ao ictiólogo sul-africano James Smith: “afastei o lodo para revelar o peixe mais belo que já vi. De um azul-malva pálido, com leves tons esbranquiçados. Nele há um brilho iridescente de prata, azul-esverdeado. O espécime cobre-se de escamas duras, apresenta quatro barbatanas semelhantes a membros e uma barbatana caudal semelhante à de um cão”.

O espécime aquático que a naturalista transportou num táxi até ao museu onde laborava pertencia a uma classe de peixes com barbatanas lobadas que se considerava extinta há mais de 60 milhões de anos.

Até à primeira metade do século XX, do celacanto apenas se conheciam registos fósseis, os mais antigos a remontarem ao período Devoniano, há cerca de 400 milhões de anos. Súbito, no Cretáceo Superior, as espécies celacantiformes, desapareceram dos registos fósseis, presumindo-se extintas no evento cataclísmico que eclipsou os dinossauros.

Na manhã de 22 de Dezembro de 1938, Marjorie Courtenay-Latimer desconhecia o facto de transportar um exemplar de um peixe ósseo, na época considerado um parente próximo dos primeiros seres a saírem da água, o que deu origem a um novo grupo de vertebrados terrestres, os tetrápodes, dotados de quatro membros.

Gravado nas rochas devonianas, os exemplares de celacanto intrigavam a comunidade científica nas primeiras décadas do século XIX. Coube ao suíço Louis Agassiz, naturalista e geólogo, apadrinhar de nome e descrever o celacanto na sua obra de 1839, Poissons Fossiles, um peixe com a presença de barbatanas pares, peitorais e pélvicas, semelhantes a membros dos tetrápodes, que se agitariam no seio marinho em movimentos idênticos aos daquelas criaturas.

Intrigada face ao exemplar que carregara para o museu, Marjorie pesquisou, sem sucesso, nos arquivos da instituição, o que a levou a procurar a ajuda de James Smith, químico orgânico, amador de ictiologia, professor na Universidade de Rhodes, na África do Sul.

Ausente, em Londres, o académico recebeu de Marjorie uma carta com um tosco esboço do exemplar na posse do Museu de East London. Volviam dois meses sobre a data da descoberta da criatura que enfrentava o risco de apodrecimento. A naturalista entregara o ser marinho aos cuidados de um taxidermista.

Na capital inglesa, a 10.000 Km de East London, em Fevereiro de 1939, James Smith colocou pela primeira vez a hipótese de se estar perante um exemplar de uma classe de peixes cuja linha evolutiva mergulhava directamente 400 milhões de anos no passado. “Era como se um dinossauro tivesse ganho novamente vida à minha frente”, escreveu Smith na resposta à missiva da jovem colega sul-africana.

Havia, contudo, que provar a linhagem do exemplar então capturado que, especulava John Smith, viria de águas quentes mais a norte, tresmalhado do seu habitat natural. No seu país natal, John Smith iniciou uma busca que superaria uma década, a de encontrar um segundo exemplar de celacanto. Para isso, o ictiólogo criou uma rede de informadores em diferentes países da orla do Oceano Índico.

Em 1952, ecoou o alerta desde o arquipélago das Comores, a leste do continente africano. Um segundo exemplar de celacanto fora capturado. O tempo urgia, havia que examinar o animal antes de se dar a degradação das suas vísceras. A missão mobilizou um avião militar sul-africano.

As atribulações da nave para sobrevoar o espaço aéreo de Moçambique, ali aterrar no intuito de reabastecer e a premência de reivindicar para a África do Sul a descoberta do celacanto, são-nos descritas no livro de 1999, A Fish Caught in Time: The Search for the Coelacanth, da jornalista inglesa Samantha Weinberg.

O celacanto foi oficialmente apresentado à comunidade científica na década de 1950, estudados os seus hábitos de vida e características morfológicas. Senhor de uns imponentes dois metros de comprimento, em extremo, e até de 90 Kg, o celacanto pode aproximar-se do século de vida, com a maturidade aos 55 anos.

O período de gestação, estima-se, dura até cinco anos, a originar uma prole de dezenas de crias. A criatura, habitante de profundidades entre os 100 e os 700 metros, reúne-se em cardumes ao abrigo de grutas submarinas. Na dieta entram peixes, enguias, lulas e polvos.

Ao contrário do inicialmente especulado por John Smith, o celacanto habita uma extensa área geográfica, no Oceano Índico, com populações na África do Sul, Comores e Indonésia. Neste último território foi descoberta uma segunda espécie de celacanto em 1998, descrita em 1999.

Entre as décadas de 1950 e 1970, o frenesim de capturas de celacantos com fins científicos nas águas ao largo das Comores, pôs em risco a espécie, até que em 1975, o Governo do arquipélago índico aprovou legislação proteccionista. Na década seguinte, Hans Fricke, etólogo e explorador, desceu no submersível Jago às profundidades marinhas das Comores para captar as primeiras imagens em filme do celacanto no seu habitat.

Actualmente, a União Internacional para a Conservação da Natureza, na sua Lista Vermelha de Espécies Ameaçadas, classifica o celacanto do Índico Ocidental como “criticamente em perigo”, enquanto a espécie do Índico Oriental é tida como “vulnerável”.

Marjorie Courtenay-Latimer manteria a sua ligação ao Museu de East London até 1973, data em que se reformou. Faleceu em 2004, deixando o seu nome talhado na posteridade nas duas espécies de celacanto identificadas pela ciência: Latimeria chalumnae e Latimeria menadoensis.

Diário de Notícias
Jorge Andrade
27 Junho 2022 — 07:00


 

1251: Astrónomos encontram evidências do mais poderoso pulsar em galáxia distante

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

À medida que a concha de detritos da explosão de super-nova se expande ao longo de algumas décadas, torna-se menos densa e acaba por se tornar suficientemente fina para que as ondas de rádio do interior possam escapar. Isto permitiu observações do VLASS (VLA Sky Survey) para detectar emissões de rádio brilhantes criadas à medida que o poderoso campo magnético da estrela de neutrões que gira rapidamente varre o espaço circundante, acelerando as partículas carregadas. Este fenómeno é chamado uma nebulosa de vento pulsar.
Crédito: Melissa Weiss, NRAO/AUI/NSF

Astrónomos que analisavam dados do VLASS (VLA Sky Survey) descobriram uma das estrelas de neutrões mais jovens conhecidas – o remanescente super-denso de uma estrela massiva que explodiu como uma super-nova. Imagens do VLA (Karl G. Jansky Very Large Array) da NSF (National Science Foundation) indicam que a emissão brilhante de rádio alimentada pelo campo magnético do pulsar giratório só recentemente surgiu por detrás de uma densa concha de detritos da explosão de super-nova.

O objecto, chamado VT 1137-0337, encontra-se numa galáxia anã a 395 milhões de anos-luz da Terra. Apareceu pela primeira vez numa imagem VLASS feita em Janeiro de 2018. Não apareceu numa imagem da mesma região feita pelo levantamento FIRST do VLA em 1998. Continuou a aparecer em observações VLASS posteriores em 2018, 2019, 2020 e 2022.

“O que mais provavelmente estamos a ver é uma nebulosa de vento pulsar”, disse Dillon Dong, estudante no Caltech que vai começar uma bolsa de pós-doutoramento no NRAO (National Radio Astronomy Observatory) no final deste ano. Uma nebulosa de vento pulsar é criada quando o poderoso campo magnético de uma estrela de neutrões em rápida rotação acelera as partículas carregadas em redor até quase à velocidade da luz.

“Com base nas suas características, este é um pulsar muito jovem – possivelmente tão jovem quanto apenas 14 anos, mas não com mais de 60 a 80 anos,” disse Gregg Hallinan, orientador de doutoramento de Dong no Caltech.

Os cientistas relataram as suas descobertas na reunião da Sociedade Astronómica Americana em Pasadena, no estado norte-americano da Califórnia.

Dong e Hallinan descobriram o objecto em dados do VLASS, um projecto do NRAO que começou em 2017 para pesquisar todo o céu visível a partir do VLA – cerca de 80% do céu. Ao longo de um período de sete anos, o VLASS está a realizar um scan completo do céu três vezes, sendo um dos objectivos o de encontrar objectos transitórios. Os astrónomos encontraram VT 1137-0337 na primeira varredura VLASS de 2018.

Comparando esta análise VLASS com dados de um levantamento anterior do VLA, chamado FIRST, revelou 20 objectos transientes particularmente luminosos que poderiam estar associados a galáxias conhecidas.

“Este destacou-se porque a sua galáxia está a passar por um surto de formação estelar e também por causa das características da sua emissão de rádio,” disse Dong. A galáxia, chamada SDSS J113706.18-033737.1, é uma galáxia anã contendo cerca de 100 milhões de vezes a massa do Sol.

Ao estudar as características de VT 1137-0337, os astrónomos consideraram várias explicações possíveis, incluindo uma super-nova, um GRB (“gamma ray burst”, em português explosão de raios-gama) ou um evento de ruptura de maré em que uma estrela é triturada por um buraco negro super-massivo. Eles concluíram que a melhor explicação é uma nebulosa de vento pulsar.

Neste cenário, uma estrela muito mais massiva do que o Sol explodiu como super-nova, deixando para trás uma estrela de neutrões. A maior parte da massa da estrela original foi expelida para fora como uma concha de destroços. A estrela de neutrões gira rapidamente e à medida que o seu poderoso campo magnético varre o espaço circundante, acelera as partículas carregadas, provocando uma forte emissão de rádio.

Inicialmente, a emissão de rádio foi bloqueada pela concha de detritos da explosão. À medida que esse invólucro se expandia, tornou-se progressivamente menos denso até que eventualmente as ondas de rádio da nebulosa de vento pulsar puderam passar através dele.

“Isto aconteceu entre a observação FIRST em 1998 e a observação VLASS em 2018,” disse Hallinan.

Provavelmente o exemplo mais famoso de uma nebulosa de vento pulsar é a Nebulosa do Caranguejo (M1) na direcção da constelação de Touro, o resultado de uma super-nova que brilhou intensamente no ano 1054. M1 é facilmente visível hoje em dia através de telescópios pequenos.

“O objecto que encontrámos parece ser aproximadamente 10.000 vezes mais energético do que a Nebulosa do Caranguejo, com um campo magnético mais forte,” disse Dong. “É provável que seja um ‘super Caranguejo’ emergente”, acrescentou.

Apesar de Dong e Hallinan considerarem VT 1137-0337 como sendo muito provavelmente uma nebulosa de vento pulsar, também é possível que o seu campo magnético seja suficientemente forte para que a estrela de neutrões se qualifique como um magnetar – uma classe de objectos super-magnéticos. Os magnetares são um dos principais candidatos à origem dos misteriosos FRBs (Fast Radio Bursts), agora sob intenso estudo.

“Nesse caso, este seria o primeiro magnetar apanhado no ato de aparecer e isso, também, é extremamente excitante,” disse Dong.

De facto, verificou-se que alguns FRBs foram associados a fontes de rádio persistentes, cuja natureza também é um mistério. Têm fortes semelhanças, nas suas propriedades, com VT 1137-0337, mas não mostraram evidências de uma forte variabilidade.

“A nossa descoberta de uma fonte muito semelhante a ‘ligar-se’ sugere que as fontes de rádio associadas aos FRBs também podem ser nebulosas luminosas de vento pulsar”, disse Dong.

Os astrónomos planeiam fazer observações adicionais para aprender mais sobre o objecto e para monitorizar o seu comportamento ao longo do tempo.

Astronomia On-line
21 de Junho de 2022


 

1250: Astrónomos descobrem um sistema multi-planetário próximo

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Ilustração dos dois recém-descobertos exoplanetas rochosos que podem ser ideais para observações atmosféricas de acompanhamento.
Crédito: NASA/JPL-Caltech

Astrónomos de várias instituições descobriram um novo sistema multi-planetário na nossa vizinhança solar situado a apenas 10 parsecs, ou cerca de 33 anos-luz, da Terra, tornando-o um dos sistemas multi-planetários conhecidos mais próximos do nosso.

No coração do sistema encontra-se uma pequena e fria estrela anã M, chamada HD 260655, e os astrónomos descobriram que alberga pelo menos dois planetas terrestres do tamanho da Terra. Os mundos rochosos provavelmente não são habitáveis, pois as suas órbitas são relativamente íntimas, expondo os planetas a temperaturas demasiado elevadas para sustentar água líquida à superfície.

No entanto, os cientistas estão entusiasmados com este sistema porque a proximidade e o brilho da sua estrela vão dar-lhes uma visão mais detalhada das propriedades dos planetas e dos sinais de qualquer atmosfera que possam conter.

“Ambos os planetas neste sistema são, cada um, considerados dos melhores alvos para estudo atmosférico devido ao brilho da sua estrela,” diz Michelle Kunimoto, pós-doutorada do Instituto Kavli para Astrofísica e Investigação Espacial do MIT e uma das principais cientistas da descoberta.

“Será que existe uma atmosfera rica e volátil em torno destes planetas? E será que existem sinais de espécies à base de água ou de carbono? Estes planetas são testes fantásticos para estas explorações.”

O poder dos dados

O novo sistema planetário foi inicialmente detectado pelo TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA, uma missão liderada pelo MIT que foi concebida para observar as estrelas mais próximas e brilhantes e detectar quedas periódicas na luz, quedas estas que poderiam assinalar a passagem de um planeta.

Em Outubro de 2021, Kunimoto, membro da equipa científica do TESS no MIT, estava a monitorizar os dados que estavam a ser transmitidos pelo TESS quando reparou num par de mergulhos periódicos na luz estelar, ou trânsitos, na estrela HD 260655.

Ela correu as detecções através do “pipeline” de inspecção científica da missão e os sinais foram logo classificados como dois objectos de interesse TESS, ou TOI (TESS Objects of Interest) – objectos assinalados como potenciais planetas. Os mesmos sinais também foram encontrados independentemente pelo SPOC (Science Processing Operations Center), o “pipeline” oficial da busca exoplanetária do TESS, com sede no Centro Espacial Ames da NASA.

Os cientistas normalmente fazem observações de acompanhamento, com outros telescópios, para confirmar que os objectos são de facto planetas.

O processo de classificação e posterior confirmação de novos planetas pode muitas vezes demorar vários anos. Para HD 260655, esse processo foi encurtado significativamente com a ajuda de dados de arquivo.

Logo após Kunimoto ter identificado os dois potenciais planetas em torno de HD 260655, Avi Shporer, também do MIT, procurou ver se a estrela tinha sido observada anteriormente por outros telescópios.

Por sorte, HD 260655 estava listada num levantamento de estrelas realizado pelo HIRES (High Resolution Echelle Spectrometer), um instrumento que opera como parte do Observatório Keck no Hawaii. O HIRES tinha vindo a monitorizar a estrela, juntamente com uma série de outras estrelas, desde 1998, e os investigadores puderam ter acesso aos dados do levantamento disponíveis ao público.

HD 260655 também estava listada como parte de outro levantamento independente pelo CARMENES, um instrumento que funciona como parte do Observatório de Calar Alto na Espanha. Como estes dados eram privados, a equipa contactou membros tanto do HIRES como do CARMENES com o objectivo de combinar o poder dos seus dados.

“Estas negociações são por vezes bastante delicadas,” observa Shporer. “Felizmente, as equipas concordaram em trabalhar em conjunto. Esta interacção humana é quase tão importante na obtenção de dados [como as observações propriamente ditas].”

Atracção planetária

No final, este esforço colaborativo confirmou rapidamente a presença de dois planetas em torno de HD 260655 em cerca de seis meses.

Para confirmar que os sinais do TESS eram, de facto, de dois planetas em órbita, os investigadores examinaram os dados da estrela tanto do HIRES como do CARMENES. Ambos os levantamentos medem a oscilação gravitacional de uma estrela, também conhecida como velocidade radial.

“Cada planeta em órbita de uma estrela vai exercer um pequeno puxão gravitacional na sua estrela,” explica Kunimoto. “O que procuramos é qualquer movimento ligeiro dessa estrela que possa indicar que um objecto de massa planetária está a puxá-la.”

A partir dos dois conjuntos de dados de arquivo, os investigadores encontraram sinais estatisticamente significativos de que os sinais detectados pelo TESS eram, de facto, dois planetas em órbita.

“Foi aí que soubemos que tínhamos encontrado algo muito excitante,” diz Shporer.

A equipa analisou então mais de perto os dados do TESS para determinar as propriedades de ambos os planetas, incluindo os períodos orbitais e tamanhos. Determinaram que o planeta interior, apelidado HD 260655b, orbita a estrela a cada 2,8 dias e é cerca de 1,2 vezes maior que a Terra. O segundo planeta exterior, HD 260655c, completa uma órbita a cada 5,7 dias e tem 1,5 vezes o tamanho da Terra.

A partir dos dados de velocidade radial do HIRES e do CARMENES, os cientistas conseguiram calcular a massa dos planetas, que está directamente relacionada com a amplitude pela qual cada planeta “puxa” a estrela. Descobriram que o planeta interior tem cerca do dobro da massa da Terra, enquanto que o planeta exterior tem cerca de três massas terrestres.

A partir do seu tamanho e massa, a equipa estimou a densidade de cada planeta. O planeta interior, mais pequeno, é ligeiramente mais denso do que a Terra, enquanto que o planeta exterior, maior, é um pouco menos denso. Ambos os exoplanetas, com base na sua densidade, são provavelmente terrestres, ou rochosos em termos de composição.

Os investigadores também estimam, com base nas suas órbitas curtas, que a superfície do planeta interior tem uma temperatura de cerca de 710 K, enquanto o planeta exterior ronda os 560 K.

“Consideramos essa gama de temperaturas fora da zona habitável, demasiado quente para que exista água líquida à superfície,” disse Kunimoto.

“Mas podem existir mais planetas no sistema,” acrescenta Shporer. “Há muitos sistemas multi-planetários que albergam cinco ou seis planetas, especialmente em torno de estrelas pequenas como esta. Esperamos encontrar mais, e um deles poderá estar na zona habitável. É um pensamento optimista.”

Astronomia On-line
21 de Junho de 2022


 

1214: Hubble determina massa de buraco negro isolado que vagueia pela Via Láctea

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Impressão de artista de um buraco negro à deriva pela nossa Galáxia, a Via Láctea. O buraco negro é o remanescente esmagado de uma enorme estrela que explodiu como uma super-nova. O núcleo sobrevivente tem várias vezes a massa do nosso Sol. O buraco negro “prende” a luz devido ao seu intenso campo gravitacional. O buraco negro distorce o espaço à sua volta, o qual distorce imagens de estrelas de fundo alinhadas quase directamente atrás dele. Este efeito de “lente” gravitacional fornece a única evidência indicadora da existência de buracos negros solitários que vagueiam pela nossa Galáxia, dos quais pode haver uma população de 100 milhões de habitantes. O Telescópio Espacial Hubble vai à caça destes buracos negros, procurando a distorção na luz estelar à medida que os buracos negros se deslocam em frente das estrelas de fundo.
Crédito: ESA/Hubble, DSS, Nick Risinger (skysurvey.org), N. Bartmann

Os astrónomos estimam que 100 milhões de buracos negros vagueiam entre as estrelas da nossa Galáxia, a Via Láctea, mas nunca identificaram de forma conclusiva um buraco negro isolado. Após seis anos de meticulosas observações, o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA forneceu, pela primeira vez, evidências directas de um buraco negro isolado a vaguear pelo espaço interestelar através de uma medição precisa da massa do objecto fantasmagórico.

Até agora, todas as massas de buracos negros têm sido inferidas estatisticamente ou através de interacções em sistemas binários ou nos núcleos de galáxias. Os buracos negros de massa estelar são normalmente encontrados com estrelas companheiras, o que torna este invulgar.

O buraco negro errante recentemente detectado encontra-se a cerca de 5000 anos-luz de distância, no braço espiral Carina-Sagitário da nossa Galáxia. No entanto, a sua descoberta permite aos astrónomos estimar que o buraco negro de massa estelar isolado mais próximo da Terra possa estar a cerca de 80 anos-luz de distância. A estrela mais próxima do nosso Sistema Solar, Proxima Centauri, está a pouco mais de 4 anos-luz de distância.

Os buracos negros que vagueiam a nossa Galáxia nascem a partir de estrelas raras e monstruosas (que correspondem a menos de um-milésimo da população estelar da Galáxia) que são pelo menos 20 vezes mais massivas do que o nosso Sol.

Estas estrelas explodem como super-novas e o núcleo remanescente é esmagado pela gravidade num buraco negro. Dado que a detonação não é perfeitamente simétrica, o buraco negro pode “levar um pontapé” e ser impelido para a Galáxia como uma bola de canhão.

Os telescópios não conseguem fotografar um buraco negro errático porque não emite qualquer luz. No entanto, um buraco negro distorce o espaço, que depois desvia e amplifica a luz estelar de qualquer coisa que momentaneamente se alinhe exactamente atrás dele.

Os telescópios terrestres, que monitorizam o brilho de milhões de estrelas nos ricos campos estelares em direcção ao bojo central da nossa Via Láctea, procuram um súbito aumento de brilho de uma delas quando um objecto massivo passa entre nós e a estrela. Depois o Hubble acompanha os acontecimentos mais interessantes.

Duas equipas utilizaram dados do Hubble nas suas investigações – uma liderada por Kailash Sahu do STScI (Space Telescope Science Institute) em Baltimore, no estado norte-americano de Maryland; e a outra por Casey Lam da Universidade da Califórnia, Berkeley. Os resultados das equipas diferem ligeiramente, mas ambos sugerem a presença de um objecto compacto.

A deformação do espaço devido à gravidade de um objecto em primeiro plano que passa em frente de uma estrela localizada muito atrás dele irá momentaneamente curvar e ampliar a luz da estrela de fundo à medida que este passa em frente dela. Os astrónomos usam o fenómeno, chamado micro-lente gravitacional, para estudar estrelas e exoplanetas nos cerca de 30.000 eventos vistos até agora na nossa Galáxia.

A assinatura de um buraco negro em primeiro plano destaca-se como única entre outros eventos de micro-lente. A gravidade muito intensa do buraco negro prolonga a duração do evento de lente gravitacional por mais de 200 dias.

Além disso, se o objecto interveniente fosse ao invés uma estrela em primeiro plano, isso provocaria uma mudança transitória de cor na luz estelar medida, porque a luz da estrela em primeiro plano e da estrela de fundo ficariam momentaneamente misturadas. Mas não foi vista nenhuma mudança de cor no evento do buraco negro.

De seguida, o Hubble foi utilizado para medir a quantidade de desvio da imagem da estrela de fundo pelo buraco negro. O Hubble é capaz da extraordinária precisão necessária para tais medições. A imagem da estrela foi desviada da sua posição normal por cerca de um milésimo de segundo de arco. Isto equivale a medir a altura de um humano adulto deitado na superfície da Lua a partir da Terra.

Esta técnica de micro-lente forneceu informações sobre a massa, distância e velocidade do buraco negro. A quantidade de deflexão pela intensa distorção do espaço do buraco negro permitiu à equipa de Sahu estimar que tem cerca de sete vezes a massa do Sol.

A equipa de Lam relata um intervalo de massa ligeiramente inferior, o que significa que o objecto pode ser ou uma estrela de neutrões ou um buraco negro. Eles estimam que a massa do objecto compacto e invisível tem entre 1,6 e 4,4 vezes a massa do Sol. No limite superior deste intervalo, o objecto seria um buraco negro; no limite inferior, seria uma estrela de neutrões.

“Por muito que gostássemos de dizer que se trata definitivamente de um buraco negro, devemos reportar todas as soluções permitidas. Isto inclui tanto buracos negros de massa baixa como possivelmente até uma estrela de neutrões”, disse Jessica Lu da equipa de Berkeley.

“O que quer que seja, o objecto é o primeiro remanescente estelar escuro descoberto a vaguear pela Galáxia, sem estar acompanhado por outra estrela”, acrescentou Lam.

Esta foi uma medição particularmente difícil para a equipa porque existe outra estrela brilhante que está extremamente próxima em termos de separação angular da estrela de origem. “Portanto, é como tentar medir o pequeno movimento de um pirilampo ao lado de uma lâmpada brilhante,” disse Sahu. “Tivemos de subtrair meticulosamente a luz da estrela brilhante próxima para medir precisamente a deflexão da fonte fraca.”

A equipa de Sahi estima que o buraco negro isolado está a viajar através da Galáxia a 160.000 km/h (depressa o suficiente para viajar da Terra à Lua em menos de três horas). É mais rápido do que a maioria das outras estrelas vizinhas naquela região da nossa Galáxia.

“A micro-lente astrométrica é conceptualmente simples, mas observacionalmente muito complexa,” disse Sahu. “A técnica de micro-lente é a única disponível para identificar buracos negros isolados”.

Quando o buraco negro passou em frente de uma estrela de fundo localizada a 19.000 anos-luz de distância no bojo da Via Láctea, a luz estelar que vinha em direcção à Terra foi ampliada durante 270 dias à medida que o buraco negro passava.

No entanto, foram necessários vários anos de observações do Hubble para seguir como a posição da estrela de fundo parecia ser deflectida pela curvatura da luz pelo buraco negro em primeiro plano.

A existência de buracos negros de massa estelar é conhecida desde o início da década de 1970, mas todas as suas medições de massa – até agora – têm sido feitas em sistemas estelares binários.

O gás da estrela companheira cai no buraco negro e é aquecido a temperaturas tão elevadas que emite raios-X. Cerca de duas dúzias de buracos negros tiveram as suas massas medidas em binários de raios-X através do efeito gravitacional que exercem nas companheiras.

As estimativas de massa variam de 5 a 20 massas solares. Os buracos negros detectados noutras galáxias graças às ondas gravitacionais libertadas a partir de fusões entre buracos negros e objectos companheiros chegaram a atingir 90 massas solares.

“As detecções de buracos negros isolados proporcionarão novos conhecimentos sobre a população destes objectos na Via Láctea,” disse Sahu. Ele espera que o seu programa venha a revelar mais buracos negros isolados dentro da nossa Galáxia. Mas é como procurar uma agulha num palheiro. A previsão é que apenas um em poucas centenas de eventos de micro-lente sejam provocados por buracos negros isolados.

No seu artigo de 1916 sobre a relatividade geral, Albert Einstein previu que a sua teoria poderia ser testada observando o desvio na posição aparente de uma estrela de fundo provocado pela gravidade do Sol.

Isto foi testado por uma colaboração liderada pelos astrónomos Arthur Eddington e Frank Dyson durante um eclipse solar no dia 29 de Maio de 1919. Eddington e colegas mediram um desvio da posição de uma estrela de fundo de 2 segundos de arco, validando as teorias de Einstein.

Estes cientistas dificilmente poderiam imaginar que, mais de um século depois, esta mesma técnica seria utilizada – com um melhoramento então inimaginável de mil vezes em termos de precisão – para procurar buracos negros espalhados pela nossa Galáxia.

Astronomia On-line
14 de Junho de 2022


 

1193: Rover Curiosity da NASA descobriu formas bizarras em Marte

CIÊNCIA/TECNOLOGIA/MARTE

Marte é um planeta ainda misterioso, pouco conhecido e cheio de locais com muito interesse. Os habitantes do planeta, os robôs da Terra, palmilham lentamente e descobrem formas bizarras que o tempo esculpiu no solo. Há dias vimos uma porta escavada nas rochas e agora o rover da NASA, o Curiosity, descobriu umas formas bizarras, uma escultura em forma de espigões, que acicatam a curiosidade dos investigadores.

Estas novas formas naturais levantam algumas questões que ajudam a perceber o que se passou no planeta, em tempos que se suspeitava ter água em abundância.

Estranhos espigões brotam do solo de Marte

O rover Curiosity da NASA detectou mais formações rochosas estranhas em Marte, desta vez com a forma de caules de plantas sinuosas, de acordo com uma fotografia recente publicada na base de dados de imagens em bruto da missão.

O rover fotografou as esculturas marcianas naturais a 15 de maio, apenas uma semana depois de ter encontrado uma bizarra fractura rochosa que provocou um espanto mediático porque se assemelha a uma porta alienígena.

Os “espigões” estreitos de rocha na nova imagem são provavelmente “os preenchimentos cimentados de fracturas antigas numa rocha sedimentar”, segundo o Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI) Institute, uma organização de investigação sem fins lucrativos fundada para caçar vida extraterrestre.

Estes recheios são as últimas partes remanescentes de uma estrutura rochosa maior que tem sofrido erosão ao longo dos anos, disse o instituto num tweet.

NASA: Curiosity continua a sua missão para descobrir o planeta vermelho

A recente inundação de imagens interessantes extraterrestres é um lembrete de que o Curiosity ainda faz novas descobertas à medida que sobe a encosta de uma montanha marciana, quase dez anos depois de ter aterrado no planeta vermelho.

Para além deste rover, Marte é o lar de duas outras missões de superfície operacionais da NASA: Perseverance, outro rover que está actualmente a recolher amostras que, segundo se espera, serão devolvidas à Terra um dia, e o InSight, um terrestre que provavelmente irá morrer em breve.

A China também está a explorar a superfície marciana com o seu rover Zhurong, que também já encontrou a sua quota-parte de rochas estranhas desde que aterrou no planeta no ano passado.

Pplware
Autor: Vítor M.


 

1157: Astrónomos identificam 116.000 novas estrelas variáveis

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Um telescópio do ASAS-SN que ajuda os astrónomos a descobrir novas estrelas.
Crédito: ASAS-SN

De acordo com um novo artigo científico, astrónomos da Universidade Estatal do Ohio identificaram cerca de 116.000 novas estrelas variáveis.

Estes corpos celestes foram encontrados pelo levantamento ASAS-SN (All-Sky Automated Survey for Supernovae), uma rede de 20 telescópios espalhados por todo o mundo que pode observar todo o céu cerca de 50.000 vezes mais profundamente do que o olho humano. Os investigadores da universidade acima mencionada operam o projecto há quase uma década.

Agora, num artigo publicado no site de pré-impressão arXiv, os investigadores descrevem como utilizaram técnicas de aprendizagem de máquina para identificar e classificar estrelas variáveis – objectos celestes cujo brilho aumenta e diminui com o tempo, especialmente se observados a partir da nossa perspectiva da Terra.

As alterações que estas estrelas sofrem podem revelar informações importantes sobre a sua massa, raio, temperatura e mesmo a sua composição. De facto, até o nosso Sol é considerado uma estrela variável. Levantamentos como o ASAS-SN são uma ferramenta especialmente importante para encontrar sistemas que possam revelar as complexidades dos processos estelares, disse Collin Christy, o autor principal do artigo e analista do ASAS-SN na Universidade Estatal do Ohio.

“As estrelas variáveis são como um laboratório estelar,” disse. “São lugares realmente engraçados no Universo onde podemos estudar e aprender mais sobre como funcionam realmente as estrelas e sobre as pequenas complexidades que têm.”

Mas para localizar mais destas entidades elusivas, a equipa teve primeiro que ir buscar dados anteriormente não utilizados do projecto. Durante anos, o ASAS-SN olhou para o céu utilizando filtros de banda V, lentes ópticas que só conseguem identificar estrelas cuja luz cai no espectro de cores visíveis a olho nu. Mas em 2018, o projecto passou a utilizar filtros de banda g – lentes que podem detectar mais variedades de luz azul – e a rede passou de poder observar cerca de 60 milhões de estrelas de cada vez para mais de 100 milhões.

Mas ao contrário da campanha de ciência cidadã do ASAS-SN, que depende de voluntários para filtrar e classificar dados astronómicos, o estudo de Christy exigiu a ajuda da inteligência artificial.

“Se se quiser olhar para milhões de estrelas, é impossível que alguns humanos o façam sozinhos. Vai levar uma eternidade,” disse Tharindu Jayasinghe, co-autor do artigo, estudante de doutoramento em astronomia e bolseiro na mesma universidade. “Por isso tivemos de trazer algo criativo para a mistura, como técnicas de aprendizagem de máquina.”

O novo estudo centrou-se em dados do Gaia, uma missão para traçar um mapa tridimensional da nossa Galáxia, bem como em dados do 2MASS e AllWISE. A equipa de Christy usou um algoritmo de aprendizagem de máquina para gerar uma lista de 1,5 milhões de estrelas variáveis candidatas a partir de um catálogo de 55 milhões de estrelas isoladas.

Posteriormente, os investigadores reduziram ainda mais o número de candidatas. Das 1,5 milhões de estrelas que estudaram, quase 400.000 revelaram-se estrelas variáveis verdadeiras. Mais de metade já eram conhecidas da comunidade astronómica, mas 116.027 delas revelaram-se ser novas descobertas.

Embora o estudo precisasse de aprendizagem de máquina para ser concluído, a equipa de Christy diz que ainda há um papel para os cientistas cidadãos. De facto, os voluntários da campanha de ciência cidadã já começaram a identificar dados de lixo, disse. “Ter pessoas a dizer-nos quão maus os nossos dados são é deveras útil, porque inicialmente, o algoritmo olharia para os dados maus e tentaria fazer sentido dos mesmos,” disse Christy.

Mas a utilização de um conjunto de treino de todos estes dados maus permite à equipa modificar e melhorar o desempenho global do seu algoritmo. “Esta é a primeira vez que estamos realmente a combinar a ciência cidadã com técnicas de aprendizagem de máquina no campo da astronomia das estrelas variáveis,” disse Jayasinghe. “Estamos a expandir os limites do que se pode fazer quando estes dois se juntam.”

Astronomia On-line
3 de Junho de 2022


 

1103: Uma pergunta antiga e fundamental sobre os dinossauros pode finalmente ter uma resposta

CIÊNCIA/PALEONTOLOGIA/DINOSSAUROS

Predadores temíveis como o T. rex e dinossauros gigantes com pescoço de telescópio, como o Braquiossauro, eram criaturas de sangue quente da mesma forma que pássaros e mamíferos, de acordo com um novo estudo inovador.

© Reprodução/Pixabay O T. rex e dinossauros gigantes com pescoço de telescópio, como o Braquiossauro, eram criaturas de sangue quente da mesma forma que pássaros e mamíferos Reprodução/Pixabay

A questão de saber se o sangue que corria pelas estruturas gigantes dos dinossauros era quente ou frio, como o dos répteis, é uma questão de longa data que tem irritado os paleontólogos. Conhecer essa informação fundamental poderia iluminar a vida das criaturas pré-históricas de maneiras significativas.

Animais de sangue quente têm uma alta taxa metabólica – eles absorvem muito oxigénio e precisam de muitas calorias para manter a temperatura corporal, enquanto animais de sangue frio respiram e comem menos.

“Isso é realmente emocionante para nós como paleontólogos – a questão de saber se os dinossauros eram de sangue quente ou frio é uma das questões mais antigas da paleontologia, e agora achamos que temos um consenso de que a maioria dos dinossauros era de sangue quente”. disse a principal autora do estudo, Jasmina Wiemann, pesquisadora de pós-doutorado no Instituto de Tecnologia da Califórnia, em um comunicado à imprensa.

Tentativas anteriores anteriores de responder a essa pergunta sugeriram que os dinossauros eram de sangue quente, mas essas descobertas, que envolveram a análise de anéis de crescimento ou sinais de isótopos químicos nos ossos, eram ambíguas porque a fossilização pode alterar esses marcadores. Além disso, essas técnicas de análise danificam os fósseis, dificultando a construção de um grande conjunto de dados.

Wiemann e seus colegas, no entanto, criaram um novo – e na opinião deles, mais definitivo – método para avaliar o metabolismo de um dinossauro.

Resposta definitiva?

Os pesquisadores analisaram os resíduos que se formam quando o oxigénio é inalado no corpo e reage com proteínas, açúcares e lipídios. A abundância dessas moléculas de resíduos, que aparecem como manchas de cor escura em fósseis, escala de acordo com a quantidade de oxigénio absorvida e é um indicador se um animal é de sangue quente ou frio.

As moléculas também são extremamente estáveis ​​e não se dissolvem na água, o que significa que são preservadas durante o processo de fossilização.

Wiemann e sua equipe analisaram um fémur – osso da coxa – de 55 criaturas diferentes, incluindo 30 animais extintos e 25 modernos. Entre as amostras estavam ossos pertencentes a dinossauros, répteis voadores gigantes chamados pterossauros, répteis marinhos como os plesiossauros e aves, mamíferos e lagartos modernos.

Os cientistas usaram uma abordagem chamada espectroscopia de infravermelho, que visa as interacções entre moléculas e luz. Esta técnica permitiu-lhes quantificar o número de moléculas de resíduos nos fósseis. A equipe então comparou essas descobertas com as taxas metabólicas conhecidas dos animais modernos e usou esses dados para inferir as taxas metabólicas das criaturas extintas.

O que eles encontraram

Gerações anteriores de paleontólogos agruparam dinossauros com répteis, levando a uma suposição de uma aparência e estilo de vida reptilianos. Hoje, a maioria dos paleontólogos concorda que os dinossauros eram muito mais parecidos com pássaros após a descoberta na década de 1990 de fósseis emplumados, o que levou à compreensão de que os pássaros modernos descendem directamente dos dinossauros.

O estudo, publicado na quarta-feira na revista Nature , descobriu que as taxas metabólicas dos dinossauros eram tipicamente altas e, em muitos casos, mais altas do que os mamíferos modernos – que normalmente têm uma temperatura corporal de cerca de 37 graus Celsius (98,6 graus Fahrenheit) – e mais. como pássaros, que têm temperaturas corporais médias de cerca de 42 graus Celsius (107,6 graus Fahrenheit).

“Com nossa nova evidência de um metabolismo de nível aviário ancestral de todos os dinossauros e pterossauros, todos os dinossauros de sangue quente provavelmente tinham altas temperaturas corporais, comparáveis ​​às das aves modernas”, disse Wiemann por e-mail.

No entanto, houve excepções notáveis. Dinossauros classificados como ornitísquios – uma ordem caracterizada por quadris semelhantes a lagartos que inclui criaturas instantaneamente reconhecíveis como Triceratops e Stegosaurus – evoluíram para ter baixas taxas metabólicas comparáveis ​​às dos animais modernos de sangue frio.

“Lagartos e tartarugas se sentam ao sol e se aquecem, e podemos ter que considerar a termo-regulação ‘comportamental’ semelhante em ornitísquios com taxas metabólicas excepcionalmente baixas. pode ter sido um factor selectivo para onde alguns desses dinossauros poderiam viver”, disse Wieman.

Ter uma alta taxa metabólica foi proposto como uma das razões pelas quais as aves sobreviveram à extinção em massa que eliminou os dinossauros há 66 milhões de anos. No entanto, Wiemann disse que este estudo indicou que isso não era verdade: muitos dinossauros com capacidades metabólicas excepcionais semelhantes a pássaros foram extintos.

A pesquisa “mudará drasticamente” como a biologia e o comportamento de muitos animais extintos são interpretados, disse Jingmai O’Connor, curador associado de répteis fósseis no Field Museum de Chicago. Ela não estava envolvida no estudo.

“Considero esses resultados bastante definitivos. Os métodos de Wiemann são meticulosos e foram exaustivamente testados”, disse ela.

“Alguns dinossauros eram de sangue quente, este era o estado ancestral, mas outros evoluíram secundariamente para serem ectotérmicos (sangue frio). A próxima pergunta a ser feita é por que e o que isso significa sobre seu comportamento, ecologia e evolução.”

MSN Notícias
Da redacção
26.05.2022


 

1053: Rover da NASA, o Curiosity, descobriu uma “porta” em Marte… uma porta???

CIÊNCIA/MARTE/DESCOBERTAS

Marte ainda é um planeta desconhecido, misterioso, vítima de muitas fantasias e enigmas. Contudo, ao longo destas últimas décadas, os robôs que vagueiam pelo solo e as naves que passaram na órbita do planeta vermelho, conseguiram muitas imagens incríveis. Claro, há fotografias que não deixaram ninguém indiferente, como, por exemplo, uma captada no dia 7 de Maio, que nos mostra uma “porta”.

Tem aspecto de porta, dimensões de porta, portanto… será mesmo uma porta?

Podemos deixar-nos levar pela imaginação e extrapolar que finalmente foi captada a prova que no planeta Marte existe uma civilização inteligente de marcianos. Bom, esta é uma das abordagens que levou já milhares de pessoas a ter nos mais convencionais locais de debate.

Calma, a verdade é que esta não é a primeira vez que vemos algo assim e, infelizmente, é altamente improvável que esta porta seja a entrada para um rústico santuário marciano.

Uma porta que não é uma porta

O epicentro do debate está na rede social Reddit. Lá, os utilizadores apresentam todo o tipo de teorias para explicar esta imagem enigmática, que pode ser vista por qualquer pessoa na plataforma de imagem panorâmica GigaPan. As ideias mais extremas falam de vida extraterrestre, enquanto as mais razoáveis argumentam que a “porta marciana” é o produto da actividade geológica.

(NASA link in comments) This image was taken by NASA’s Mars rover Curiosity on Sol 3466 from nasa

A NASA, a agência espacial por detrás da missão Mars Curiosity Rover, não se pronunciou sobre este assunto. Contudo, há pelo menos duas explicações possíveis para esta imagem enigmática. Uma delas é que a “porta” poderia ter sido formada por uma fractura de cisalhamento, produzida pelo efeito do stress sobre a rocha após um terramoto.

Como temos visto, os sismos são bastante comuns em Marte e um exemplo disso aconteceu no passado dia 4 de maio. Foi captado o maior terramoto de que há registo no planeta. De acordo com dados da plataforma InSight Mars da NASA, o movimento foi considerável para o planeta vermelho, embora na Terra teria sido de magnitude intermédia.

Outra explicação, que complementa a anterior, é a paridolia. Este é um fenómeno psicológico descrito por Jeff Hawkins na sua teoria de previsão da memória, onde uma imagem aleatória é erroneamente percebida como uma forma reconhecível.

Lembra-se da misteriosa cabana detectada pelo rover Yutu-2 chinês na Lua? Bem, não era uma cabana, mas sim uma pequena rocha. Isto significa que se nos deixarmos levar pelo que pensamos ver, acabamos por ver objectos onde não há nenhum. Em qualquer caso, desde que o rover Curiosity aterrou em Marte em 2012, tem feito um trabalho espectacular.

Este caríssimo equipamento humano já permitiu descobrir que as nuvens do planeta são cinzentas, brilhantes e surpreendentemente semelhantes às nossas. Também nos divertimos com as suas selfies, e até conseguimos construir um panorama interactivo para explorar a superfície.

Pplware
Autor: Vítor M


Astrónomos encontram estrela “padrão de ouro” na Via Láctea

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/VIA LÁCTEA

HD 222925 é uma estrela de magnitude 9 localizada na direcção da constelação do hemisfério sul de Tucano.
Crédito: STScI Digitized Sky Survey

No nosso bairro solar da Via Láctea, está uma estrela relativamente brilhante, e nela, os astrónomos têm sido capazes de identificar a mais vasta gama de elementos até agora encontrados numa estrela para lá do Sistema Solar.

O estudo, liderado pelo astrónomo Ian Roederer da Universidade de Michigan, identificou 65 elementos na estrela HD 222925. Quarenta e dois dos elementos identificados são elementos pesados que estão listados ao longo da parte inferior da tabela periódica de elementos.

A identificação destes elementos numa única estrela vai ajudar os astrónomos a compreender o que se chama de “processo rápido de captura de neutrões”, ou uma das principais formas pelas quais os elementos pesados do Universo foram criados. Os seus resultados foram publicados no site arXiv e foram aceites para publicação na revista The Astrophysical Journal Supplement Series.

“Tanto quanto sei, é um recorde para qualquer objecto para lá do nosso Sistema Solar. E o que torna esta estrela tão única é que tem uma proporção relativa muito elevada dos elementos listados ao longo dos dois-terços inferiores da tabela periódica. Até detectámos ouro,” disse Roederer. “Estes elementos foram feitos através do processo rápido de captura de neutrões. É o que estamos realmente a tentar estudar: a física na compreensão de como, onde e quando esses elementos foram feitos.”

O processo, também chamado “processo r”, começa com a presença de elementos mais leves, como o ferro. Depois, rapidamente – na ordem de um segundo – neutrões são adicionados aos núcleos dos elementos mais leves. Isto cria elementos mais pesados tais como selénio, prata, telúrio, platina, ouro e tório, do tipo encontrado em HD 222925, e todos eles raramente são detectados em estrelas, segundo os astrónomos.

“São necessários muitos neutrões que sejam livres e um conjunto de condições muito energéticas para os libertar e adicioná-los aos núcleos de átomos,” disse Roederer. “Não há muitos ambientes em que isso possa acontecer – dois, talvez.”

Um destes ambientes foi confirmado: a fusão de estrelas de neutrões. As estrelas de neutrões são os núcleos colapsados de estrelas super-gigantes e são os objectos celestes mais pequenos e mais densos conhecidos. A colisão de pares de estrelas de neutrões provoca ondas gravitacionais e, em 2017, os astrónomos detectaram pela primeira vez ondas gravitacionais da fusão de estrelas de neutrões. Outra forma de o processo r poder ocorrer é após a morte explosiva de estrelas massivas.

“Este é um importante passo em frente: reconhecer onde o processo r pode ocorrer. Mas é um passo muito maior dizer, “O que é que esse evento realmente fez? O que foi produzido lá?” disse Roederer. “É aí que entra o nosso estudo.”

Os elementos que Roederer e a sua equipa identificaram em HD 222925 foram produzidos ou numa super-nova massiva ou numa fusão entre estrelas de neutrões muito cedo no Universo. O material foi ejectado e atirado de volta para o espaço, onde mais tarde foi reformado para a estrela que Roederer está hoje a estudar.

Esta estrela pode então ser usada como um substituto para o que um desses eventos teria produzido. Qualquer modelo desenvolvido no futuro que demonstre como o processo r ou a natureza produz elementos nos dois-terços inferiores da tabela periódica deve ter a mesma assinatura que HD 222925, explica Roederer.

Crucialmente, os astrónomos utilizaram um instrumento no Telescópio Espacial Hubble que pode recolher espectros ultravioletas. Este instrumento foi fundamental para permitir aos astrónomos recolher luz na secção ultravioleta do espectro – luz que é fraca, proveniente de uma estrela fria como HD 222925.

Os astrónomos também utilizaram um dos telescópios Magellan – um consórcio do qual a Universidade de Michigan é parceira – no Observatório Las Campanas no Chile para recolher a luz de HD 222925 na parte óptica do espectro de luz.

Estes espectros codificam a “impressão digital química” de elementos dentro das estrelas e a leitura destes espectros permite aos astrónomos não só identificar os elementos contidos na estrela, mas também a quantidade de um elemento que a estrela contém.

Anna Frebel é co-autora do estudo e professora de física no MIT (Massachusetts Institute of Technology). Ela ajudou na interpretação geral do padrão de abundância de elementos de HD 222925 e na forma como este informa a nossa compreensão da origem dos elementos no cosmos.

“Conhecemos agora a produção detalhada, elemento a elemento, de algum evento de processo r que aconteceu no início do Universo,” disse Frebel. “Qualquer modelo que tente compreender o que se passa com o processo r tem de ser capaz de reproduzir isso.”

Muitos dos co-autores do estudo fazem parte de um grupo chamado “R-Process Alliance”, um grupo de astrofísicos dedicados a resolver as grandes questões do processo r. Este projecto marca um dos principais objectivos da equipa: a identificação de quais os elementos, e em que quantidades, foram produzidos no processo e com um nível de detalhe sem precedentes.

Astronomia On-line
13 de Maio de 2022


Pelas vítimas do genocídio praticado
pela União Soviética de Putin, na Ucrânia
For the victims of the genocide practiced
by the Soviet Union of Putin, in Ukraine


996: Super-nova revela segredos a equipa de astrónomos

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

A super-nova conhecida como SN 2014C teve lugar há oito anos – mas os cientistas ainda estão a observar e a aprender com as suas consequências. A explosão, muito pouco visível, é mostrada no círculo vermelho.
Crédito: SDSS (Sloan Digital Sky Survey)

Uma equipa internacional de astrónomos liderada por Benjamin Thomas da Universidade do Texas em Austin utilizou observações do HET (Hobby-Eberly Telescope) no Observatório McDonald da mesma universidade para desvendar um mistério intrigante sobre uma explosão estelar descoberta há vários anos e que ainda está a evoluir. Os resultados, publicados na revista The Astrophysical Journal, vão ajudar os astrónomos a compreender melhor o processo de como as estrelas massivas vivem e morrem.

Quando uma explosão estelar é detectada pela primeira vez, os astrónomos de todo o mundo começam a segui-la com telescópios à medida que a luz que emite muda rapidamente ao longo do tempo. Eles veem a luz de uma super-nova ficar mais brilhante, eventualmente com o seu pico, e depois começa a escurecer. Ao observar os tempos destes picos e vales no brilho da luz, chamado “curva de luz”, bem como os comprimentos de onda característicos da luz emitida em diferentes momentos, podem deduzir as características físicas do sistema.

“Penso que o que é realmente interessante neste tipo de ciência é que estamos a olhar para a emissão que vem da matéria que foi lançada do sistema progenitor antes de explodir como uma super-nova,” disse Thomas. “E assim isto torna-se numa espécie de máquina do tempo.”

No caso da super-nova 2014C, a progenitora era uma estrela binária, um sistema em que duas estrelas se orbitavam uma à outra. A estrela mais massiva evoluiu mais rapidamente, expandiu-se e perdeu o seu manto exterior de hidrogénio para a estrela companheira. O núcleo interno da primeira estrela continuou a queimar elementos químicos mais leves em elementos mais pesados, até ficar sem combustível. Quando isso aconteceu, a pressão externa do núcleo, que tinha aguentado a grande massa da estrela, caiu. O núcleo da estrela entrou em colapso, provocando uma explosão gigantesca.

Isto produz um tipo de super-nova que os astrónomos chamam de “Tipo Ib”. Em particular, as super-novas do Tipo Ib caracterizam-se por não apresentarem qualquer hidrogénio no seu material ejectado, pelo menos no início.

Thomas e a sua equipa têm seguido SN 2014C com telescópios no Observatório McDonald desde a sua descoberta nesse ano. Muitas outras equipas de todo o mundo também a estudaram com telescópios no solo e no espaço, e em diferentes tipos de luz, incluindo ondas de rádio com o VLA (Very Large Array), no infravermelho e em raios-X pelo Observatório de raios-X Chandra.

Mas os estudos de SN 2014C de todos os vários telescópios não se traduziram numa imagem coesa de como os astrónomos pensavam que uma super-nova de Tipo Ib se deveria comportar.

Por um lado, a assinatura óptica pelo HET mostrou que SN 2014C continha hidrogénio – um achado surpreendente que também foi descoberto independentemente por outra equipa utilizando um telescópio diferente.

“Para uma super-nova do Tipo Ib começar a mostrar hidrogénio, é completamente estranho,” disse Thomas. “Há apenas uma mão-cheia de eventos que se têm demonstrado serem semelhantes.”

Por outro, o brilho óptico (curva de luz) desse hidrogénio estava a comportar-se de forma estranha.

A maioria das curvas de luz de SN 2014C – rádio, infravermelho e raios-X – seguiram o padrão esperado: ficaram mais brilhantes, atingiram um pico e depois começaram a cair. Mas a luz óptica do hidrogénio manteve-se estável.

“O mistério com que lutámos foi ‘como encaixamos as nossas observações HET do hidrogénio e das suas características com a imagem [do Tipo Ib]?’,” disse J. Craig Wheeler, professor da Universidade do Texas em Austin e membro da equipa.

O problema, percebeu a equipa, foi que os modelos anteriores deste sistema assumiram que a super-nova tinha explodido e enviado a sua onda de choque de uma forma esférica. Os dados do HET mostraram que esta hipótese era impossível – algo mais deve ter acontecido.

“Apenas não caberia numa imagem esférica simétrica,” disse Wheeler.

A equipa propõe um modelo onde os invólucros de hidrogénio das duas estrelas no sistema binário progenitor se fundiram para formar uma “configuração de invólucro comum”, em que ambos estavam contidos numa única concha de gás. O par então expulsou esse invólucro numa estrutura em expansão, em forma de disco e em torno das duas estrelas. Quando uma das estrelas explodiu, o seu material expelido a alta velocidade colidiu com o disco de movimento lento, e também deslizou da superfície do disco a uma “camada de fronteira” de velocidade intermédia.

A equipa sugere que esta camada limite é a origem do hidrogénio que detectaram e depois estudaram durante sete anos com o HET.

Assim, os dados HET revelaram-se a chave que desvendou o mistério da super-nova SN 2014C.

“Num sentido amplo, a questão de como as estrelas massivas perdem a sua massa é a grande questão científica que estávamos a perseguir,” disse Wheeler. “Quanta massa? Onde está? Quando foi ejectada? Por que processo físico? Essas eram as grandes perguntas que procurávamos.

“E 2014C acabou por ser um acontecimento único realmente importante que está a ilustrar o processo,” disse Wheeler.

Astronomia On-line
3 de Maio de 2022


Pelas vítimas do genocídio praticado
pela União Soviética de Putin, na Ucrânia
For the victims of the genocide practiced
by the Soviet Union of Putin, in Ukraine