1221: A teia cósmica da Tarântula: astrónomos mapeiam formação estelar em nebulosa fora da nossa Galáxia

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Com o auxílio do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), os astrónomos revelaram detalhes intrincados de 30 Doradus, uma região de formação estelar também conhecida por Nebulosa da Tarântula. Numa imagem de alta resolução divulgada hoje pelo Observatório Europeu do Sul (ESO), que inclui dados ALMA, vemos a nebulosa numa nova luz, com nuvens de gás que nos mostram como é que as estrelas massivas dão forma a esta região.

Estes fragmentos podem ser os restos de nuvens, anteriormente grandes e que foram despedaçadas pelas enormes energias emitidas por estrelas jovens massivas, num processo a que chamamos feedback,” disse Tony Wong, que liderou o trabalho de investigação sobre 30 Doradus apresentado hoje no Encontro da Sociedade Astronómica Americana (American Astronomical Society, AAS) e publicado na revista da especialidade The Astrophysical Journal.

Os astrónomos pensavam inicialmente que o gás existente nestas regiões estivesse demasiado disperso e sobrecarregado por este feedback turbulento para que a gravidade o conseguisse aglomerar para formar novas estrelas.

No entanto, os novos dados revelaram também filamentos muito densos onde o papel da gravidade é significativo. “Os nossos resultados mostram que, até na presença de feedbacks muito fortes, a gravidade consegue exercer uma influência forte, permitindo a continuação da formação estelar,” acrescenta Wong, professor da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign, EUA.

Situada na Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia satélite da nossa própria Via Láctea, a Nebulosa da Tarântula é uma das regiões de formação estelar mais brilhantes e activas da nossa vizinhança galáctica, a cerca de 170 000 anos-luz de distância da Terra. No seu coração encontram-se algumas das estrelas mais massivas conhecidas, algumas com mais de 150 vezes a massa do nosso Sol, o que faz desta região o local ideal para estudar como é que as nuvens de gás colapsam sob a acção da gravidade para formar novas estrelas.

O que torna a 30 Doradus única é o facto de se encontrar suficientemente perto de nós para podermos estudar com todo o detalhe como é que as estrelas se formam e, no entanto, as suas propriedades são semelhantes àquelas encontradas em galáxias muito distantes, quando o Universo era jovem,” explica Guido De Marchi, cientista na Agência Espacial Europeia (ESA) e co-autor do artigo que apresenta estes resultados. “Graças a 30 Doradus, podemos estudar como é que as estrelas se formavam há 10 mil milhões de anos atrás, na época em que nasceram a maioria das estrelas do Universo.

Apesar da maior parte dos estudos anteriores relativos à Nebulosa da Tarântula se terem focado essencialmente em regiões do seu centro, os astrónomos já sabiam desde há muito que a formação de estrelas massivas ocorre também noutros lados. Para compreender melhor este processo, a equipa levou a cabo observações de alta resolução que cobrem uma grande região da nebulosa.

Com o auxílio do ALMA, os investigadores fizeram medições da emissão de monóxido de carbono gasoso, conseguindo assim mapear as enormes nuvens de gás frio da nebulosa que colapsam para dar origem a novas estrelas — e observar como é que se vão modificando à medida que enormes quantidades de energia vão sendo libertadas por essas novas estrelas.

Estávamos à espera de descobrir que as partes da nebulosa mais próximas das estrelas jovens massivas mostrassem os sinais mais claros da gravidade a ser ultrapassada pelo feedback,” disse Wong. “Em vez disso, descobrimos que a gravidade continua a desempenhar um papel importante mesmo nas regiões da nebulosa que estão muito expostas ao feedback — pelo menos nas partes suficientemente densas.”

Na imagem divulgada hoje pelo ESO, vemos os novos dados ALMA sobrepostos a uma imagem infravermelha da mesma região que mostra estrelas brilhantes e nuvens de gás quente cor-de rosa claras, obtida anteriormente com o Very Large Telescope (VLT) e o Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA), ambos do ESO. A imagem composta mostra uma forma distinta de teia nas nuvens de gás da Nebulosa da Tarântula, o que deu precisamente origem ao seu nome. Os novos dados ALMA correspondem aos traços brilhantes vermelhos e amarelos que vemos na imagem: gás denso muito frio que pode um dia colapsar e formar estrelas.

A nova investigação dá-nos pistas importantes sobre como é que a gravidade se comporta nas regiões de formação estelar da Nebulosa da Tarântula, no entanto o trabalho está longe de chegar ao fim. “Há ainda muito trabalho a fazer com este conjunto de dados e é por isso mesmo que estamos a divulgá-lo publicamente de modo a que outros investigadores possam levar a cabo os seus próprio estudos,” conclui Wong.

Informações adicionais

Este trabalho de investigação está a ser apresentado no 240º Encontro da American Astronomical Society (AAS) na conferência de imprensa intitulada “Stars, Their Environments & Their Planets” (Quarta-feira, 15 de Junho de 2022, 18:15 hora de Portugal Continental). Os jornalistas podem ver a live stream da conferência de imprensa, divulgada publicamente no canal do YouTube do Gabinete de imprensa da AAS: https://www.youtube.com/c/AASPressOffice.

O trabalho foi também descrito num artigo científico “The 30 Doradus Molecular Cloud at 0.4 Parsec Resolution with ALMA: Physical Properties and the Boundedness of CO Emitting Structures” publicado na revista da especialidade The Astrophysical Journal.

A equipa é composta por T. Wong (Astronomy Department, University of Illinois, USA [Illinois]), L. Oudshoorn (Observatório de Leiden, Universidade de Leiden, Países Baixos [Leiden]), E. Sofovich (Illinois), A. Green (Illinois), C. Shah (Illinois), R. Indebetouw (Department of Astronomy, University of Virginia, EUA e National Radio Astronomy Observatory, EUA [NRAO]), M. Meixner (SOFIA-USRA, NASA Ames Research Center, EUA), A. Hacar (Departamento de Astrofísica, Universidade de Viena, Áustria), O. Nayak (Space Telescope Science Institute, EUA [STSci]), K. Tokuda (Departamento da Terra e Ciências Planetárias, Faculdade de Ciências, Universidade de Kyushu, Japão e Observatório Astronómico Nacional do Japão, Institutos Nacionais de Ciências Naturais, Japão e Departamento de Física, Escola Superior de Ciências, Universidade Metropolitana de Osaka, Japão [Osaka]), A. D. Bolatto (Department of Astronomy and Joint Space Science Institute, University of Maryland, EUA e Astrónomo Visitante do NRAO), M. Chevance (Astronomisches Rechen-Institut, Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Alemanha), G. De Marchi (Centro Europeu de Investigação Espacial e Tecnologia, Países Baixos), Y. Fukui (Departamento de Física, Universidade de Nagoya, Japão), A. S. Hirschauer (STSci), K. E. Jameson (CSIRO, Space and Astronomy, Austrália), V. Kalari (International Gemini Observatory, NSF’s NOIRLab, Chile), V. Lebouteiller (AIM, CEA, CNRS, Université Paris-Saclay, Université Paris Diderot, França), L. W. Looney (Illinois), S. C. Madden (Departement d’Astrophysique AIM/CEA Saclay, França), Toshikazu Onishi (Osaka), J. Roman-Duval (STSci), M. Rubio (Departamento de Astronomía, Universidad de Chile, Chile) e A. G. G. M. Tielens (Department of Astronomy, University of Maryland, EUA e Leiden).

O Observatório Europeu do Sul (ESO) ajuda cientistas de todo o mundo a descobrir os segredos do Universo, o que, consequentemente, beneficia toda a sociedade. No ESO concebemos, construimos e operamos observatórios terrestres de vanguarda — os quais são usados pelos astrónomos para investigar as maiores questões astronómicas da nossa época e levar ao público o fascínio da astronomia — e promovemos colaborações internacionais em astronomia. Estabelecido como uma organização intergovernamental em 1962, o ESO é hoje apoiado por 16 Estados Membros (Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Irlanda, Itália, Países Baixos, Polónia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça), para além do Chile, o país de acolhimento, e da Austrália como Parceiro Estratégico. A Sede do ESO e o seu centro de visitantes e planetário, o Supernova do ESO, situam-se perto de Munique, na Alemanha, enquanto o deserto chileno do Atacama, um lugar extraordinário com condições únicas para a observação dos céus, acolhe os nossos telescópios. O ESO mantém em funcionamento três observatórios: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera o Very Large Telescope e o Interferómetro do Very Large Telescope, assim como dois telescópios de rastreio: o VISTA, que trabalha no infravermelho, e o VLT Survey Telescope, concebido para mapear o céu no visível. Ainda no Paranal, o ESO acolherá e operará o Cherenkov Telescope Array South, o maior e mais sensível observatório de raios gama do mundo. Juntamente com parceiros internacionais, o ESO opera o APEX e o ALMA no Chajnantor, duas infraestruturas que observam o céu no domínio do milímetro e do submilímetro. No Cerro Armazones, próximo do Paranal, estamos a construir “o maior olho do mundo voltado para o céu” — o Extremely Large Telescope do ESO. Dos nossos gabinetes em Santiago do Chile, apoiamos as nossas operações no país e trabalhamos com parceiros chilenos e com a sociedade chilena.

O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), uma infraestrutura astronómica internacional, surge no âmbito de uma parceria entre o ESO, a Fundação Nacional de Ciências dos Estados Unidos (NSF) e os Institutos Nacionais de Ciências da Natureza (NINS) do Japão, em cooperação com a República do Chile. O ALMA é financiado pelo ESO em prol dos seus Estados Membros, pela NSF em cooperação com o Conselho de Investigação Nacional do Canadá (NRC) e o Ministério de Ciência e Tecnologia (MOST) e pelo NINS em cooperação com a Academia Sinica (AS) da Taiwan e o Instituto de Astronomia e Ciências do Espaço da Coreia (KASI). A construção e operação do ALMA é coordenada pelo ESO, em prol dos seus Estados Membros; pelo Observatório Nacional de Rádio Astronomia dos Estados Unidos (NRAO), que é gerido pela Associação de Universidades, Inc. (AUI), em prol da América do Norte; e pelo Observatório Astronómico Nacional do Japão (NAOJ), em prol do Leste Asiático. O Observatório Conjunto ALMA (JAO) fornece uma liderança e gestão unificadas na construção, comissionamento e operação do ALMA.

ESO – European Southern Observatory
eso2209pt — Foto de Imprensa
15 de Junho de 2022


 

954: Astrónomos descobrem micro-novas, um novo tipo de explosão estelar

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/MICRO-NOVAS

Esta imagem artística mostra um sistema binário onde podem ocorrer micro-novas. O disco azul rodopiante em torno da anã branca brilhante, no centro, é composto de matéria, principalmente hidrogénio, “roubado” à sua estrela companheira (amarela). No centro deste disco, a estrela anã branca, devido aos seus fortes campos magnéticos, encaminha o hidrogénio na direcção dos pólos. Ao cair na superfície quente da anã branca, a matéria dá origem a uma explosão de micro-nova, explosão esta contida pelos campos magnéticos de um dos pólos da estrela.
Crédito: ESO/M. Kornmesser, L. Calçada

Com o auxílio do VLT (Very Large Telescope) do ESO, uma equipa de astrónomos observou um novo tipo de explosão estelar — uma micro-nova. Estas explosões ocorrem na superfície de certas estrelas e podem queimar cerca de 3,5 mil milhões de Grandes Pirâmides de Gizé de material estelar em apenas algumas horas.

“Descobrimos e identificámos pela primeira vez algo a que estamos a chamar micro-nova,” explica Simone Scaringi, astrónomo na Universidade de Durham, Reino Unido, que liderou o estudo sobre estas explosões publicado anteontem na revista Nature. “O fenómeno desafia o nosso entendimento de como é que as explosões termo-nucleares ocorrem nas estrelas. Pensávamos que já sabíamos isso, mas esta descoberta propõe-nos um modo completamente novo disto acontecer,” acrescenta.

As micro-novas são eventos extremamente poderosos, no entanto são também eventos pequenos à escala astronómica; são muito menos energéticos que as explosões estelares conhecidas como novas, as quais os astrónomos conhecem desde há séculos. Ambos os tipos de explosões ocorrem em anãs brancas, estrelas “mortas” com uma massa comparável à do nosso Sol, mas tão pequenas como a Terra em termos de tamanho, o que significa que são objectos muito densos.

Uma anã branca num sistema binário pode “roubar” material, essencialmente hidrogénio, à sua estrela companheira se ambas estiveram suficientemente próximas uma da outra. À medida que este gás vai caindo na superfície muito quente da estrela anã branca, os átomos de hidrogénio vão-se fundindo em hélio de modo bastante explosivo. Nas novas, estas explosões termo-nucleares ocorrem em toda a superfície estelar. “Tais detonações fazem com que toda a superfície da anã branca arda e brilhe intensamente durante várias semanas,” explica a co-autora do estudo, Nathalie Degenaar, astrónoma na Universidade de Amesterdão, Países Baixos.

As micro-novas são explosões semelhantes, mas mais pequenas em escala e mais rápidas, durando apenas algumas horas. Ocorrem em algumas anãs brancas com campos magnéticos fortes, onde o material é encaminhado em direcção aos pólos magnéticos da estrela. “Vimos pela primeira vez que a fusão do hidrogénio também se pode dar de maneira localizada. O hidrogénio fica contido na base dos pólos magnéticos de algumas anãs brancas, de tal maneira que a fusão ocorre apenas nesses pólos magnéticos,” disse Paul Groot, co-autor do estudo e astrónomo na Universidade de Radbound, Países Baixos.

“Isto leva a que bombas de micro-fusão expludam, com cerca de um-milionésimo da força de uma explosão de uma nova; daí o nome de micro-nova,” continua Groot. Apesar do “micro” implicar que estes eventos são pequenos, não nos devemos deixar enganar: apenas uma destas explosões pode queimar aproximadamente 20.000.000 biliões de kg de matéria, ou seja, o correspondente a cerca de 3,5 mil milhões de Grandes Pirâmides de Gizé.

Estas novas micro-novas desafiam a compreensão dos astrónomos no que concerne às explosões estelares, podendo ser mais abundantes do que o que se pensava anteriormente. “Isto mostra bem como o Universo é dinâmico. Estes eventos podem ser, de facto, bastante comuns, mas como são extremamente rápidos acabam por ser difíceis de apanhar no momento do ato,” explica Scaringi.

A equipa descobriu inicialmente estas micro-explosões misteriosas quando estava a analisar dados do satélite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA. “Ao analisarmos os dados astronómicos recolhidos pelo TESS, descobrimos algo invulgar: um clarão de luz visível brilhante com a duração de apenas algumas horas. Ao investigarmos o fenómeno mais atentamente, descobrimos vários outros sinais semelhantes,” diz Degenaar.

A equipa observou três micro-novas com o TESS: duas em anãs brancas conhecidas e uma terceira que necessitou de mais observações, recolhidas com o instrumento X-shooter montado no VLT do ESO, para se confirmar que se tratava também de uma anã branca.

“Com a ajuda do VLT, descobrimos que todos estes clarões de luz visível eram produzidos por anãs brancas,” diz Degenaar. “Esta observação foi crucial para interpretarmos os nossos resultados e para a descoberta das micro-novas,” acrescenta Scaringi.

A descoberta de micro-novas junta-se ao repertório de explosões estelares conhecidas. A equipa quer agora capturar mais destes eventos elusivos, o que requer rastreios de larga escala e medições de seguimento rápidas. “Uma resposta rápida por telescópios como o VLT ou o NTT (New Technology Telescope) do ESO e respectivos complementos de instrumentos disponíveis, permitir-nos-á investigar com mais detalhe o que são na realidade estas misteriosas micro-novas,” conclui Scaringi.

Astronomia On-line
22 de Abril de 2022


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


 

902: Telescópio do ESO captura variações surpreendentes nas temperaturas de Neptuno

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Com o auxílio de vários telescópios terrestres, incluindo o Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO), uma equipa internacional de astrónomos analisou as temperaturas atmosféricas de Neptuno durante um período de 17 anos e descobriu que existe uma diminuição surpreendente nas temperaturas globais do planeta seguida de um aquecimento drástico do seu pólo sul.

Estas variações são inesperadas,” disse Michael Roman, um investigador em pós-doutoramento na Universidade de Leicester, Reino Unido, e autor principal do estudo publicado hoje na revista da especialidade The Planetary Science Journal. “Estamos a observar Neptuno desde o início do seu verão austral e esperávamos que as temperaturas fossem gradualmente subindo e não descendo.

Tal como na Terra, existem estações em Neptuno à medida que o planeta orbita em torno do Sol, com a diferença de que uma estação em Neptuno dura cerca de 40 anos terrestres e um ano tem uma duração de 165 anos terrestres. É verão no hemisfério sul do Neptuno desde 2005 e os astrónomos estavam desejando de ver como é que as temperaturas variavam a seguir ao solstício do verão austral.

Os astrónomos analisaram quase uma centena de imagens infravermelhas térmicas de Neptuno, capturadas durante um período de 17 anos, para compreenderem as tendências gerais na temperatura do planeta com mais detalhe do que o conseguido até à data.

Os dados mostraram que, apesar do começo do verão austral, a maioria do planeta tem vindo a arrefecer gradualmente nas últimas duas décadas. A temperatura média global de Neptuno desceu 8º C entre 2003 e 2018.

Os astrónomos ficaram também surpreendidos ao descobrir um aquecimento drástico no pólo sul de Neptuno nos últimos dois anos, altura em que as temperaturas subiram rapidamente, ou seja, 11º C entre 2018 e 2020. Apesar do vórtice polar quente de Neptuno ser já conhecido desde há muitos anos, nunca tinha sido observado anteriormente um aquecimento polar tão rápido.

Os nossos dados cobrem menos de metade de uma estação de Neptuno e por isso não estávamos nada à espera de encontrar variações tão grandes e rápidas,” disse o co-autor Glenn Orton, investigador no Jet Propulsion Laboratory (JPL), Caltech, nos EUA.

Os astrónomos mediram a temperatura de Neptuno com o auxílio de câmaras térmicas, instrumentos que medem a radiação infravermelha emitida por objectos astronómicos. Para a sua análise, a equipa combinou todas as imagens de Neptuno que foram capturadas por telescópios terrestres ao longo das últimas duas décadas. Os astrónomos analisaram a radiação infravermelha emitida por uma camada da atmosfera de Neptuno chamada estratosfera, o que lhes permitiu traçar um quadro da temperatura de Neptuno e suas variações durante parte do seu verão austral.

Uma vez que Neptuno se encontra a cerca de 4,5 mil milhões de distância e é muito frio — sendo que a temperatura média do planeta pode chegar a cerca de -220º C — medir a sua temperatura a partir da Terra é extremamente complicado. “Este tipo de estudo só é possível graças a imagens infravermelhas sensíveis obtidas por grandes telescópios tais como o VLT, que consegue observar Neptuno muito nitidamente, mas este tipo de telescópios só se tornaram disponíveis mais ou menos nos últimos 20 anos,” disse o co-autor Leigh Fletcher, professor na Universidade de Leicester.

Cerca de um terço de todas as imagens foram obtidas pelo instrumento VISIR (VLT Imager and Spectrometer for mid-InfraRed) montado no VLT do ESO, no deserto chileno do Atacama. Devido ao tamanho do espelho do telescópio e à altitude, as imagens têm uma resolução muito elevada e uma grande qualidade, sendo as imagens mais nítidas de Neptuno alguma vez obtidas. A equipa utilizou também dados do Telescópio Espacial Spitzer da NASA e imagens obtidas com o telescópio sul Gemini no Chile, assim como dos Telescópios Subaru, Keck e telescópio norte Gemini, todos instalados no Hawai.

Como as variações da temperatura de Neptuno são tão inesperadas, os astrónomos não sabem ainda qual a sua origem. Poderão ser devidas a variações na química estratosférica de Neptuno, ou padrões climáticos aleatórios ou até ao ciclo solar. Serão necessárias mais observações durante os próximos anos para explorar as razões destas flutuações. Telescópios terrestres futuros, tais como o Extremely Large Telescope (ELT) do ESO, poderão observar variações de temperatura como estas com maior detalhe, enquanto o Telescópio Espacial James Webb das NASA/ESA/CSA fornecerá novos mapas das temperaturas e da química da atmosfera de Neptuno.

Acho Neptuno muito intrigante porque, na realidade, sabemos ainda muito pouco sobre ele,” diz Roman. “Estes resultados apontam para um quadro bastante complexo da atmosfera de Neptuno e das suas variações com o tempo.

Informações adicionais

Este trabalho de investigação foi descrito num artigo científico intitulado “Sub-Seasonal Variation in Neptune’s Mid-Infrared Emission” publicado hoje na revista da especialidade The Planetary Science Journal (doi:10.3847/PSJ/ac5aa4).

A equipa é composta por M. T. Roman e L. N. Fletcher (School of Physics and Astronomy, University of Leicester, Reino Unido), G. S. Orton (Jet Propulsion Laboratory/California Institute of Technology, California, EUA), T. K. Greathouse (Southwest Research Institute, San Antonio, TX, USA), J. I. Moses (Space Science Institute, Boulder, CO, EUA), N. Rowe-Gurney (Department of Physics and Astronomy, Howard University, Washington DC, EUA; Astrochemistry Laboratory, NASA/GSFC, Greenbelt, MD, EUA; Center for Research and Exploration in Space Science and Technology, NASA/GSFC, Greenbelt, MD, EUA), P. G. J. Irwin (University of Oxford Atmospheric, Oceanic, and Planetary Physics, Department of Physics Clarendon Laboratory, Oxford, Reino Unido), A. Antuñano (UPV/EHU, Escuela Ingernieria de Bilbao, Espanha), J. Sinclair (Jet Propulsion Laboratory/California Institute of Technology, California, EUA), Y. Kasaba (Planetary Plasma and Atmospheric Research Center, Graduate School of Science, Universidade de Tohoku, Japão), T. Fujiyoshi (Subaru Telescope, National Astronomical Observatory of Japan, HI, EUA), I. de Pater (Department of Astronomy, University of California at Berkeley, CA, EUA) e H. B. Hammel (Association of Universities for Research in Astronomy, Washington DC, EUA).

O Observatório Europeu do Sul (ESO) ajuda cientistas de todo o mundo a descobrir os segredos do Universo, o que, consequentemente, beneficia toda a sociedade. No ESO concebemos, construimos e operamos observatórios terrestres de vanguarda — os quais são usados pelos astrónomos para investigar as maiores questões astronómicas da nossa época e levar ao público o fascínio da astronomia — e promovemos colaborações internacionais em astronomia. Estabelecido como uma organização intergovernamental em 1962, o ESO é hoje apoiado por 16 Estados Membros (Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Irlanda, Itália, Países Baixos, Polónia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça), para além do Chile, o país de acolhimento, e da Austrália como Parceiro Estratégico. A Sede do ESO e o seu centro de visitantes e planetário, o Super-nova do ESO, situam-se perto de Munique, na Alemanha, enquanto o deserto chileno do Atacama, um lugar extraordinário com condições únicas para a observação dos céus, acolhe os nossos telescópios. O ESO mantém em funcionamento três observatórios: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera o Very Large Telescope e o Interferómetro do Very Large Telescope, assim como dois telescópios de rastreio: o VISTA, que trabalha no infravermelho, e o VLT Survey Telescope, concebido para mapear o céu no visível. Ainda no Paranal, o ESO acolherá e operará o Cherenkov Telescope Array South, o maior e mais sensível observatório de raios gama do mundo. Juntamente com parceiros internacionais, o ESO opera o APEX e o ALMA no Chajnantor, duas infra-estruturas que observam o céu no domínio do milímetro e do submilímetro. No Cerro Armazones, próximo do Paranal, estamos a construir “o maior olho do mundo voltado para o céu” — o Extremely Large Telescope do ESO. Dos nossos gabinetes em Santiago do Chile, apoiamos as nossas operações no país e trabalhamos com parceiros chilenos e com a sociedade chilena.

ESO – European South Observatory
eso2206pt — Nota de Imprensa Científica
11 de Abril de 2022


Pelas vítimas do genocídio praticado
pela União Soviética na Ucrânia



 

665: Sistema “com buraco negro mais perto de nós” não contém afinal buraco negro nenhum

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/ESO

Em 2020 uma equipa liderada por astrónomos do Observatório Europeu do Sul (ESO) anunciou a descoberta do buraco negro mais próximo da Terra, situado a apenas 1000 anos-luz de distância no sistema HR 6819. No entanto, estes resultados foram contestados por outros grupos de investigadores, entre eles uma equipa internacional sediada na KU Leuven, Bélgica. Num artigo publicado hoje, as duas equipas uniram-se para anunciar que, de facto, não existe nenhum buraco negro em HR 6819, que é, em vez disso, um sistema “vampiro” de duas estrelas num estágio raro e de curta duração da sua evolução.

O estudo original de HR 6819 recebeu especial atenção por parte tanto da imprensa como dos cientistas. Thomas Rivinius, astrónomo do ESO no Chile e autor principal do artigo na época, não ficou surpreendido com a reacção da comunidade astronómica à sua descoberta do buraco negro. “Não só é normal, como é desejável que os resultados sejam bem escrutinados,” disse ele, “e um resultado que chega a notícia de primeira página ainda mais.

Rivinius e colegas estavam convencidos que a melhor explicação para os dados que tinham obtido, com o telescópio MPG/ESO de 2,2 metros, era que HR 6819 fosse um sistema triplo, com uma estrela a orbitar um buraco negro a cada 40 dias e uma segunda estrela numa órbita muito mais afastada. No entanto, um estudo liderado por Julia Bodensteiner, enquanto estudante de doutoramento na KU Leuven, Bélgica, propôs uma explicação diferente para os mesmos dados: HR 6819 podia ser também um sistema com apenas duas estrelas numa órbita de 40 dias e sem nenhum buraco negro. Este cenário alternativo necessitaria que uma das estrelas estivesse “despida”, ou seja, que numa fase anterior, tivesse perdido uma enorme fracção da sua massa para a outra estrela.

Tínhamos chegado ao limite dos dados existentes, por isso tivemos que nos virar para uma estratégia observacional diferente para decidir entre os dois cenários propostos pelas duas equipas,” disse a investigadora da KU Leuven, Abigail Frost, que liderou o novo estudo publicado hoje na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics.

Para resolver este mistério, as duas equipas trabalharam em conjunto no sentido de obterem dados mais nítidos de HR 6819, usando para isso o Very Large Telescope (VLT) do ESO e o Interferómetro do VLT (VLTI). “O VLTI era a única infra-estrutura que nos podia dar dados conclusivos necessários para distinguir entre os dois cenários,” disse Dietrich Baade, autor tanto do estudo original de HR 6819 como do novo artigo na Astronomy & Astrophysics. Uma vez que não fazia sentido pedir a mesma observação duas vezes, as duas equipas juntaram-se, o que permitiu que partilhassem competências e conhecimentos entre si com o objectivo de descobrirem a verdadeira natureza deste sistema.

Os cenários que procurávamos eram bastante claros, diferentes e facilmente distinguíveis usando o instrumento certo,” disse Rivinius. “Concordávamos que havia duas fontes de luz no sistema, por isso a questão era saber se orbitavam em torno uma da outra descrevendo órbitas próximas, como no cenário da estrela “despida”, ou se, pelo contrário, se encontrariam afastadas uma da outra, como no cenário do buraco negro.

Para distinguir entre as duas hipóteses, os astrónomos usaram os instrumentos GRAVITY, montado no VLTI, e MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer), do VLT do ESO.

O MUSE confirmou que não existe nenhuma companheira brilhante numa órbita mais afastada, enquanto a resolução espacial do GRAVITY foi capaz de distinguir duas fontes brilhantes separadas por apenas um terço da distância entre a Terra e o Sol,” disse Frost. “Assim, estes dados provaram ser a peça final do puzzle e permitiram-nos concluir que HR 6819 é um sistema sem buraco negro.

A nossa melhor interpretação até à data é que estamos a observar este sistema binário pouco tempo depois de uma das estrelas ter “sugado” a atmosfera da sua estrela companheira. Trata-se de um fenómeno comum em sistemas binários próximos referido por “vampirismo estelar”,” explica Bodensteiner, actualmente bolseira do ESO, na Alemanha, e membro da equipa que levou a cabo o novo estudo. “Ao mesmo tempo que a estrela dadora se viu “despida” de algum do seu material, a estrela receptora começou a girar mais rapidamente.

Observar tal fase de pós-interacção é extremamente difícil, já que a sua duração é muito curta,” acrescenta Frost. ”É isso que torna a nossa descoberta tão interessante, apresentando-nos um candidato perfeito para estudar como é que este tipo de vampirismo afecta a evolução de estrelas massivas e, por sua vez, a formação de fenómenos associados, incluindo ondas gravitacionais e explosões de super-nova violentas.

A nova equipa conjunta recém formada, Leuven-ESO, planeia agora monitorizar mais de perto o sistema HR 6819 com o auxílio do instrumento GRAVITY do VLTI. Os investigadores levarão a cabo um estudo conjunto do sistema ao longo do tempo para compreender melhor a sua evolução, constranger a suas propriedades e usar este conhecimento para aprender mais sobre outros sistemas binários.

Relativamente à procura de buracos negros, a equipa permanece optimista. “Os buracos negros de massa estelar continuam a ser muito elusivos devido à sua natureza,” disse Rivinius. “No entanto, estimativas por alto preveem que existam dezenas a centenas de milhões de buracos negros só na nossa Via Láctea,” acrescenta Baade. Trata-se apenas de uma questão de tempo até os astrónomos os encontrarem.

Informações adicionais

Este trabalho de investigação foi descrito num artigo científico intitulado “HR 6819 is a binary system with no black hole: Revisiting the source with infrared interferometry and optical integral field spectroscopy” (DOI: 10.1051/0004-6361/202143004) publicado na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics.

Este projecto foi financiado pelo Conselho de Investigação Europeu (ERC) no âmbito do programa de investigação e inovação Horizonte 2020 da União Europeia (bolsa nº 772225: MULTIPLES; PI: Hugues Sana).

A equipa é composta por A. J. Frost (Instituto de Astronomia, KU Leuven, Bélgica [KU Leuven]), J. Bodensteiner (Observatório Europeu do Sul, Garching, Alemanha [ESO]), Th. Rivinius (Observatório Europeu do Sul, Santiago, Chile [ESO Chile]), D. Baade (ESO), A. Mérand (ESO), F. Selman (ESO Chile), M. Abdul-Masih (ESO Chile), G. Banyard (KU Leuven), E. Bordier (KU Leuven, ESO Chile), K. Dsilva (KU Leuven), C. Hawcroft (KU Leuven), L. Mahy (Observatório Real da Bélgica, Bruxelas, Bélgica), M. Reggiani (KU Leuven), T. Shenar (Instituto de Astronomia Anton Pannekoek, Universidade de Amesterdão, Países Baixos), M. Cabezas (Instituto Astronómico, Academia de Ciências da República Checa, Praga, República Checa [ASCR]), P. Hadrava (ASCR), M. Heida (ESO), R. Klement (The CHARA Array of Georgia State University, Mount Wilson Observatory, Mount Wilson, EUA) e H. Sana (KU Leuven).

O Observatório Europeu do Sul (ESO) ajuda cientistas de todo o mundo a descobrir os segredos do Universo, o que, consequentemente, beneficia toda a sociedade. No ESO concebemos, construimos e operamos observatórios terrestres de vanguarda — os quais são usados pelos astrónomos para investigar as maiores questões astronómicas da nossa época e levar ao público o fascínio da astronomia — e promovemos colaborações internacionais em astronomia.

Estabelecido como uma organização intergovernamental em 1962, o ESO é hoje apoiado por 16 Estados Membros (Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Irlanda, Itália, Países Baixos, Polónia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça), para além do Chile, o país de acolhimento, e da Austrália como Parceiro Estratégico. A Sede do ESO e o seu centro de visitantes e planetário, o Supernova do ESO, situam-se perto de Munique, na Alemanha, enquanto o deserto chileno do Atacama, um lugar extraordinário com condições únicas para a observação dos céus, acolhe os nossos telescópios.

O ESO mantém em funcionamento três observatórios: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera o Very Large Telescope e o Interferómetro do Very Large Telescope, assim como dois telescópios de rastreio: o VISTA, que trabalha no infravermelho, e o VLT Survey Telescope, concebido para mapear o céu no visível. Ainda no Paranal, o ESO acolherá e operará o Cherenkov Telescope Array South, o maior e mais sensível observatório de raios gama do mundo.

Juntamente com parceiros internacionais, o ESO opera o APEX e o ALMA no Chajnantor, duas infra-estruturas que observam o céu no domínio do milímetro e do sub-milímetro. No Cerro Armazones, próximo do Paranal, estamos a construir “o maior olho do mundo voltado para o céu” — o Extremely Large Telescope do ESO. Dos nossos gabinetes em Santiago do Chile, apoiamos as nossas operações no país e trabalhamos com parceiros chilenos e com a sociedade chilena.

ESO-European South Observatory
eso2204pt — Nota de Imprensa Científica
2 de Março de 2022