Notícias Astronômicas - 24 de Outubro de 2022
Sopa orgânica em cometa, Mercúrio ativo, buraco negro de massa intermediária, super-Terra sem atmosfera e sistema solar nascido em bolha de estrela extremamente massiva
SONDA ROSETTA DESCOBRIU QUE O COMETA 67P/CHURYUMOV-GERASIMENKO POSSUI UMA RICA VARIEDADE DE MOLÉCULAS ORGÂNICAS
O cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko é o lar de uma rica, mas congelada sopa de moléculas orgânicas semelhantes às encontradas em nuvens onde as estrelas nascem, de acordo com nova análise de dados registrado pela missão Rosetta da Agência Espacial Européia.
A Rosetta juntou-se ao cometa 67P para o seu passeio ao redor do Sol enquanto o cometa atingia o seu periélio em agosto de 2015. O aumento do aquecimento solar liberou grandes quantidades de poeira da superfície do cometa. À medida que a poeira emergia a luz do sol foi aquecendo cada vez mais a superfície do cometa, liberando moléculas orgânicas maiores que haviam sido escondidas até então na poeira congelada. O termo orgânico, neste sentido, refere-se a moléculas compostas por átomos de hidrogênio e carbono, entre outros. Anteriormente, a Rosetta havia descoberto o aminoácido glicina no 67P, e a pequena sonda Philae que pousou no cometa havia detectado 16 tipos diferentes de molécula na superfície. No entanto, as moléculas liberadas pelo Sol durante o aquecimento aquecimento da poeira que escapou do cometa, foram maiores do que as detectadas anteriormente. “Encontramos, por exemplo, o naftaleno, responsável pela cheiro característico de naftalina”, diz Nora Hänni, da Universidade de Bern, que liderou a pesquisa publicada na Nature Communications”. Nós também encontraram ácido benzóico, um componente natural do incenso, [e] benzaldeído, amplamente utilizado para conferir sabor de amêndoa aos alimentos.”
Se a Rosetta tivesse nariz, ela seria capaz de cheirar essas moléculas adicionando um odor perfumado ao cometa. Os achados são semelhantes à riqueza de moléculas orgânicas encontradas em alguns meteoritos, e também à chuva de moléculas orgânicas que caem dos anéis de Saturno em direção ao planeta.
Muitas das moléculas orgânicas encontradas no cometa também estão presentes nas nuvens moleculares que servem como berçário de novas estrelas. As descobertas dos pesquisadores confirmam que os cometas de fato podem transportar material originados muito tempo antes da formação do próprio Sistema Solar.
Fonte:
https://www.nature.com/articles/s41467-022-31346-9
SONDA MESSENGER REVELA QUE A SUPERFÍCIE DE MERCÚRIO É MUITO MAIS ATIVA DO QUE SE PENSAVA
Comparadas com a Terra, as superfícies da maioria dos outros objetos do sistema solar parecem em grande parte estáticas. Os cientistas planetários há muito acreditam que os impactos de detritos espaciais são a principal fonte de mudança nessas superfícies e que a taxa de tais impactos vem diminuindo com o tempo. As estimativas de idade para praticamente todas as superfícies além da Terra e da Lua dependem dessa “taxa de crateras”.
A taxa de formação de crateras varia com a distância do Sol. É mais pobremente restrito para Mercúrio, cuja posição perto do Sol tornou desafiadora a aquisição de imagens de alta resolução. A espaçonave MESSENGER (Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry, and Ranging) da NASA, que orbitou Mercúrio de 2011 a 2015, forneceu as melhores imagens até hoje, com resoluções espaciais tão baixas quanto 5 metros por pixel em algumas regiões.
Para melhorar a estimativa da taxa de formação de crateras para Mercúrio, Speyerer et al. examinou 58.552 pares de imagens MESSENGER com cobertura de superfície sobreposta em busca de características de superfície recém-colocadas. Ao comparar as imagens “antes” e “depois”, eles identificaram mudanças na superfície e calcularam a taxa anual implícita de mudança por quilômetro quadrado.
Os autores identificaram 20 novas feições em seu conjunto de dados. Dessas, 19 são estruturas quase circulares com diâmetros entre 400 metros e 1.9 quilômetros, uma das quais é cercada pelos raios radiais típicos das crateras de impacto em Mercúrio.
Dezenove novas crateras de impacto durante os 4 anos da missão da MESSENGER implicam uma taxa de formação de crateras para pequenos impactadores que é 1.000 vezes maior do que o valor atualmente aceito. Os pesquisadores rejeitam uma revisão tão extrema da taxa de formação de crateras e, em vez disso, avançam uma hipótese alternativa de que muitas dessas características representam mudanças geológicas endógenas.
Uma formação característica da superfície de Mercúrio em pequena escala é a cavidade , uma depressão arredondada sem uma borda afiada, semelhante a uma cratera. Essas cavidades foram observadas anteriormente ocorrendo principalmente nas porções menos reflexivas da superfície do planeta, bem como em regiões modificadas por grandes crateras de impacto. Comparando suas 19 feições com unidades geológicas mapeadas anteriormente, os autores descobriram que 12 estão em regiões de superfície de baixa refletância ou muito próximas. Seis estão nas proximidades de crateras com outras cavidades conhecidas.
Independentemente da origem das feições, essas observações mostram que a superfície de Mercúrio está passando por uma evolução significativa. Se a taxa de alteração implícita nessas 20 características for consistente com a média de longo prazo, 99% da superfície do planeta poderá mudar nos próximos 25 milhões de anos. Essa taxa de mudança excede em muito o que foi imaginado anteriormente para Mercúrio, sugerindo que as características recém-observadas provavelmente serão um foco da missão BepiColombo da Agência Espacial Europeia , que está atualmente a caminho do planeta. ( Cartas de Pesquisa Geofísica , https://doi.org/10.1029/2022GL100783 , 2022)
Fonte:
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1029/2022GL100783
PROCURANDO BURACOS NEGROS DE MASSA INTERMEDIÁRIA ATRAVÉS DE SIMULAÇÕES DOS EVENTOS DE RUPTURA DE MARÉ
Escondidos nos cantos profundos do universo podem estar buracos negros de massa intermediária : o elo perdido entre buracos negros supermassivos , que ficam no centro da maioria das galáxias , e buracos negros de massa estelar , que resultam de supernovas. Será que as anãs brancas poderiam ajudar os astrônomos a encontrar esses buracos negros enigmáticos?
Embora buracos negros de massa intermediária tenham sido difíceis de encontrar, eles podem se revelar quando rasgam uma anã branca e causam uma explosão de nucleossíntese, o processo que transforma elementos leves em elementos mais pesados. A modelagem da interação de buracos negros de massa intermediária com anãs brancas pode nos dar pistas sobre como é a assinatura eletromagnética desses eventos, que podemos procurar com telescópios.
No entanto, as simulações 3D que idealmente usaríamos para este trabalho são computacionalmente caras. A modelagem dessas interações requer a análise de escalas de tempo de microssegundos a horas para capturar a física nuclear detalhada e os fluxos de acreção maciços. Também precisamos modelar escalas de comprimento de dezenas de metros a milhares de quilômetros para estudar os pontos quentes de ignição nuclear, bem como rastrear a anã branca ao longo de sua órbita. Embora as simulações em 3D possam capturar a física com mais precisão, trabalhar em 2D reduz o custo computacional e elimina fatores que podem não ser vitais para a compreensão do sistema como um todo. Uma equipe liderada por Peter Anninos (Lawrence Livermore National Laboratory) simulou essas anãs brancas em 2D para testar o quão bem essas simulações se comparam às suas contrapartes 3D.
A equipe simulou a interação de uma anã branca de hélio de 0.15 massa solar e uma anã branca de carbono-oxigênio de 0.6 massa solar com buracos negros de massa intermediária em várias distâncias - que correspondem a várias forças de maré - e observou as condições que desencadearam nucleossíntese em encontros de anãs brancas com hélio e carbono-oxigênio.
Depois de definir as condições iniciais em uma ampla gama de escalas espaciais, os autores correram o tempo para ver quando elementos específicos foram formados e quando ocorreu a detonação (o início da nucleossíntese). Nos vários cenários, o hélio foi queimado em carbono antes da detonação ocorrer, e o aumento da temperatura do gás desencadeou uma onda de detonação que queimou carbono , oxigênio e seus subprodutos em níquel e ferro.
Anninos e colaboradores encontraram pequenas diferenças entre os processos que desencadeiam a nucleossíntese nas diferentes interações de força. No geral, eles concluíram que a detonação da nucleossíntese é desencadeada principalmente pela compressão adiabática – compressão sem mudança no calor. Seus testes entre anãs brancas de hélio e carbono-oxigênio mostraram muito pouca diferença em seu comportamento.
O trabalho dos autores revela que as simulações 2D são comparáveis às em 3D, especificamente para os perfis modelados de densidade e temperatura. Compreender o início da nucleossíntese nos eventos de ruptura das marés de anãs brancas nos permite prever a assinatura de um buraco negro de massa intermediária, que pode finalmente levar à detecção desses objetos misteriosos.
Fonte:
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac7b87/pdf
SUPER-TERRA ULTRA QUENTE PODE NÃO TER ATMOSFERA
O exoplaneta conhecido como GJ 1252 b, é uma "super-Terra" rochosa e terrestre descoberta em 2020, e que foi submetida a uma análise mais detalhada, pois os astrônomos descobriram que o exoplaneta poderia ter uma atmosfera mínima ou possivelmente nenhuma atmosfera.
O planeta, que orbita uma estrela do tipo M, é “o menor exoplaneta até agora para o qual temos restrições tão rígidas em sua atmosfera”, disse o principal autor Ian Crossfield, astrônomo e professor assistente da Universidade do Kansas.
Os astrônomos geralmente descobrem e estudam exoplanetas observando quanta luz os planetas bloqueiam quando passam na frente de suas estrelas hospedeiras, uma técnica conhecida como "método de trânsito". O GJ 1252 b, um exoplaneta a cerca de 65 anos-luz de distância com um raio 1.18 vezes o raio da Terra, foi descoberto com este método pelo Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) da NASA em 2020. Os astrônomos neste novo estudo observaram o exoplaneta com o Spitzer Space Telescope antes de se aposentar e poder observar mais de perto o planeta e sua atmosfera.
Com o Spitzer, a equipe detectou um eclipse secundário, que ocorre quando um planeta passa por trás de uma estrela e a luz do planeta, que vem de sua própria radiação infravermelha (ou calor), bem como a luz refletida pela estrela, é bloqueada.
Os astrônomos em busca de sinais de vida no cosmos se concentram em vários detalhes diferentes em exoplanetas. Muitos desses detalhes servem de comparação entre o exoplaneta e a Terra, já que a Terra continua sendo o único planeta onde confirmamos a presença de vida.
O GJ 1252 b não é muito maior que a Terra, mas é muito mais quente, pois está mais perto de sua estrela e, como os astrônomos descobriram neste estudo, não tem muita atmosfera.
“Estamos apenas começando a aprender com que frequência e sob quais circunstâncias os planetas rochosos podem manter suas atmosferas”, disse a astrônoma e coautora do estudo Laura Kreidberg, diretora da Atmospheric Physics of Exoplanets (APEx Department at the Max Planck Institute). "Esta medição é uma indicação de que, para os planetas mais quentes, é improvável que as atmosferas espessas normalmente sobrevivam."
Para determinar como a atmosfera do exoplaneta (se houver) poderia ser, os astrônomos mediram a radiação infravermelha do GJ 1252 b quando sua luz foi obscurecida durante um eclipse secundário. Essas observações revelaram a escaldante temperatura diurna do planeta, que se estima chegar a 2242 graus Fahrenheit (1228 graus Celsius). Na verdade, o GJ 1252 b é tão quente que o ouro, a prata e o cobre derreteriam no planeta.
As temperaturas esperadas do exoplaneta, quando comparadas com os modelos atmosféricos, sugerem que ele provavelmente tem uma pressão de superfície inferior a 10 bar (para referência, a pressão da superfície da Terra é de aproximadamente 1 bar), para ser estável por muito tempo, é possível que esse exoplaneta tenha uma atmosfera com densidade como a da Terra, uma atmosfera até 10 vezes mais densa que a da Terra, ou mesmo nenhuma atmosfera.
Dadas suas temperaturas extremas e baixa pressão na superfície, os astrônomos desta equipe previram que GJ 1252 b provavelmente não tem atmosfera. Este é atualmente o menor exoplaneta para o qual os cientistas têm uma ideia tão clara de sua atmosfera.
O GJ 1252b é um exoplaneta que foi detectado pela primeira vez com o TESS e depois investigado mais detalhadamente com o Spitzer antes da missão do telescópio terminar em 2020. Com mais exploração com o Telescópio Espacial James Webb (JWST), a equipe poderia colocar restrições ainda mais rígidas atmosfera deste planeta, uma possibilidade excitante.
“Na época, o Spitzer era a única instalação no universo conhecido que podia fazer esse tipo de medição. Agora, o Spitzer foi desligado, mas o JWST está lá e nesses comprimentos de onda é muito mais sensível do que o Spitzer. Então, o que fizemos com dificuldade com o Spitzer, agora podemos começar a fazer facilmente e para um número maior de planetas rochosos com JWST”, disse Crossfield.
“As observações do JWST no infravermelho têm o potencial de revelar as propriedades da superfície de planetas quentes e rochosos como este. Diferentes tipos de rocha têm diferentes assinaturas espectrais, então podemos aprender de que tipo de rocha GJ 1252b é feito”, acrescentou Kreidberg.
Estudar o GJ 1252 b ainda mais com JWST representa uma possibilidade excitante para os cientistas, pois seria interessante confirmar uma atmosfera em um exoplaneta tão pequeno e quente, pois também seria fascinante explorar a composição de um planeta como este sem atmosfera alguma.
Falando em vida que é o que interessa, esse tipo de estudo pode colocar restrições a respeito do tipo e tamanho de planetas onde a vida pode ocorrer, quanto mais exoplanetas são descobertos e mais exoplanetas são caracterizados da forma mais completa possível os astrônomos podem criar uma imagem mais completa de onde a vida poderia proliferar no universo.
Fonte:
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ac886b/pdf
SERÁ QUE O SISTEMA SOLAR SE FORMOU EM UMA BOLHA AO REDOR DE UMA ESTRELA GIGANTE?
Apesar das muitas descobertas impressionantes que os humanos fizeram sobre o universo, os cientistas ainda não têm certeza sobre a história do nascimento do nosso sistema solar.
Cientistas da Universidade de Chicago apresentaram uma teoria abrangente de como nosso sistema solar poderia ter se formado nas bolhas sopradas pelo vento em torno de uma estrela gigante e morta há muito tempo. O estudo aborda um incômodo mistério cósmico sobre a abundância de dois elementos em nosso sistema solar em comparação com o resto da galáxia.
A teoria geral predominante é que nosso sistema solar se formou há bilhões de anos perto de uma supernova. Mas o novo cenário começa com um tipo gigante de estrela chamada estrela Wolf-Rayet, que é mais de 40 a 50 vezes o tamanho do nosso próprio sol. Eles queimam a mais quente de todas as estrelas, produzindo toneladas de elementos que são lançados da superfície em um intenso vento estelar. À medida que a estrela Wolf-Rayet perde sua massa, o vento estelar atravessa o material que estava ao seu redor, formando uma estrutura de bolha com uma casca densa.
“A concha de tal bolha é um bom lugar para produzir estrelas”, porque poeira e gás ficam presos dentro de onde podem se condensar em estrelas, disse o coautor Nicolas Dauphas, professor do Departamento de Ciências Geofísicas. Os autores estimam que 1% a 16% de todas as estrelas semelhantes ao Sol podem ser formadas nesses berçários estelares.
Essa configuração difere da hipótese da supernova para dar sentido a dois isótopos que ocorrem em proporções estranhas no início do sistema solar, em comparação com o resto da galáxia. Meteoritos que sobraram do sistema solar primitivo nos dizem que havia muito alumínio-26. Além disso, estudos, incluindo um de 2015 de Dauphas e um ex-aluno , sugerem cada vez mais que tínhamos menos isótopo ferro-60.
Isso acaba com os cientistas, porque as supernovas produzem ambos os isótopos. “Isso levanta a questão de por que um foi injetado no sistema solar e o outro não”, disse o coautor Vikram Dwarkadas, professor associado de pesquisa em Astronomia e Astrofísica.
Isso os levou às estrelas Wolf-Rayet, que liberam muito alumínio-26, mas nenhum ferro-60.
“A ideia é que o alumínio-26 lançado da estrela Wolf-Rayet seja transportado para fora em grãos de poeira formados ao redor da estrela. Esses grãos têm impulso suficiente para perfurar um lado da casca, onde são principalmente destruídos – prendendo o alumínio dentro da casca”, disse Dwarkadas. Eventualmente, parte da casca colapsa para dentro devido à gravidade, formando nosso sistema solar.
Quanto ao destino da estrela gigante Wolf-Rayet que nos abrigou: sua vida terminou há muito tempo, provavelmente em uma explosão de supernova ou um colapso direto em um buraco negro. Um colapso direto em um buraco negro produziria pouco ferro-60; se fosse uma supernova, o ferro-60 criado na explosão pode não ter penetrado nas paredes da bolha ou ter sido distribuído de forma desigual.
Fonte: