1072px-MarsTransitionV-1016x1024-1

De água em Marte a ondas gravitacionais: 5 artigos da Nature que redefiniram a astronomia e astrofísica

A revista Nature é um dos periódicos científicos mais antigos e respeitados do mundo. Fundada em 1869, ela se tornou sinônimo de excelência acadêmica ao publicar descobertas que marcaram a história da ciência em diversas áreas, como biologia, física, química e, especialmente, astronomia.

Ter um artigo aceito pela Nature é uma validação poderosa do rigor e da relevância de um estudo. No campo da astronomia e astrofísica, essa visibilidade é ainda mais crucial, já que as descobertas frequentemente envolvem cooperação internacional, investimentos bilionários e implicações filosóficas e tecnológicas de grande alcance.

Ao longo das últimas décadas, o periódico serviu como vitrine para descobertas que mudaram a forma como enxergamos o Universo. Hoje nós vamos conhecer os cinco artigos mais influentes publicados pela Nature no campo dos estudos da astronomia e astrofísica.

5 maiores descobertas da astronomia e astrofísica publicadas na revista Nature

No campo dos estudos sobre nosso Universo, a astronomia é a ciência que estuda os corpos celestes, como planetas, estrelas, galáxias, cometas e o próprio Universo como um todo. Ela investiga suas posições, movimentos, estruturas, origens e evoluções.

Desde os tempos antigos, a astronomia tem sido uma ferramenta fundamental para a humanidade entender seu lugar no cosmos, ajudando na criação de calendários, na navegação e no desenvolvimento de teorias físicas e matemáticas.

Já a astrofísica é um ramo da própria astronomia que se concentra em entender os processos físicos e químicos que regem o funcionamento desses corpos celestes. Assim, enquanto a astronomia é mais ampla e abrange a descrição e a observação do Universo, a astrofísica se aprofunda nos mecanismos internos e nas causas dos fenômenos cósmicos.

Evidência de água líquida em Marte (2018)

Em julho de 2018, cientistas publicaram na Nature um artigo intitulado “Evidence for Liquid Water on Mars from Radar Observations”, que relatava a identificação de um lago subterrâneo de água líquida sob a calota polar sul de Marte. A descoberta foi feita com base em dados do instrumento MARSIS, um radar embarcado na sonda europeia Mars Express, que analisa o subsolo marciano usando ondas de rádio.

Terraformação de Marte. Crédito: Daein Ballard – Wikimedia Commons (domínio público)

Os dados mostraram reflexões compatíveis com o acúmulo de água salgada a cerca de 1,5 km abaixo da superfície. Isso indicava não apenas a presença de gelo, mas de água em estado líquido, uma condição rara e extremamente importante em Marte, onde a baixa pressão e temperatura geralmente impedem esse estado físico.

A importância dessa descoberta é gigantesca. Água líquida é um ingrediente essencial para a vida como conhecemos, o que reacendeu o interesse por investigações sobre possíveis formas de vida microbiana no planeta.

Além disso, reforçou a urgência de futuras missões robóticas e humanas que explorem a subsuperfície marciana, tanto para fins científicos quanto como estratégia de sobrevivência para futuras colônias humanas.

Uma estrela orbitando perto de um buraco negro (2002)

Publicado em 2002, o artigo “A Star Orbiting Close to the Galactic Centre Black Hole” trouxe uma das evidências mais sólidas da existência de um buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea, conhecido como Sagitário A*. A equipe, liderada por Reinhard Genzel, observou a estrela S2 orbitando muito próxima do centro galáctico, completando uma volta a cada 16 anos.

Imagem real do buraco negro supermassivo central da Via Láctea, batizado de Sagitário A*. Crédito: Colaboração do Event Horizon Telescope

As medições extremamente precisas da órbita de S2 permitiram calcular a massa do objeto invisível ao redor do qual ela girava cerca de 4 milhões de vezes a massa do Sol e determinar sua localização com alta precisão. Esse foi um dos primeiros estudos a mostrar de forma incontestável que o núcleo da nossa galáxia abriga um buraco negro supermassivo.

Leia mais:

A importância da descoberta vai além da confirmação do buraco negro. Ela abriu portas para testar os limites da Teoria da Relatividade Geral de Einstein em condições extremas de gravidade, além de fornecer um laboratório natural para o estudo de astrofísica de alta energia. As observações dessa região continuam sendo feitas com telescópios como o VLT e o GRAVITY, levando a descobertas cada vez mais detalhadas.

Ondas gravitacionais da colisão de dois buracos negros (2016)

A publicação do artigo “Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger” em 2016 marcou um dos momentos mais históricos da física moderna. Ele anunciava a primeira detecção direta de ondas gravitacionais, pequenas ondulações no tecido do espaço-tempo previstas por Albert Einstein há mais de um século.

Ondas gravitacionais geradas por estrelas de nêutrons pouco antes de sua colisão – Créditos: LIGO/MIT

As ondas foram captadas em setembro de 2015 pelos detectores do LIGO nos Estados Unidos, vindas da fusão de dois buracos negros com cerca de 30 massas solares cada. Esse evento ocorreu a mais de um bilhão de anos-luz da Terra e liberou mais energia em poucos segundos do que todas as estrelas do Universo visível combinadas naquele instante.

O impacto foi imenso: inaugurou a chamada astronomia de ondas gravitacionais, permitindo aos cientistas “ouvir” o Universo, e não apenas o observar com luz. Desde então, dezenas de eventos foram detectados, inclusive colisões de estrelas de nêutrons, que ajudaram a explicar a origem de elementos pesados como o ouro e a platina.

Primeiro exoplaneta orbitando uma estrela (1995)

Em 1995, Michel Mayor e Didier Queloz publicaram o artigo “A Jupiter-mass companion to a solar-type star”, no qual descreveram a detecção do primeiro exoplaneta orbitando uma estrela parecida com o Sol: o 51 Pegasi b. Usando a técnica de velocidade radial, os cientistas perceberam que a estrela oscilava de forma periódica, indicando a presença de um planeta gigante gasoso muito próximo dela.

Imagem: NASA / JPL-Caltech / R. Hurt, K. Miller (Caltech / IPAC)

Essa descoberta foi revolucionária. Até então, exoplanetas eram apenas especulações. O artigo comprovou sua existência, desencadeando uma corrida científica global para detectar e caracterizar outros mundos. Desde então, milhares de exoplanetas já foram descobertos por missões como Kepler e TESS, levando à criação de um novo ramo científico: a exoplanetologia.

O estudo abriu novas questões sobre a formação de sistemas planetários, a diversidade de mundos e, principalmente, a busca por vida fora da Terra.

Pulsos de rádio ultrarrápidos e o magnetar

Em 2020, cientistas publicaram na Nature o artigo “A bright millisecond-duration radio burst from a Galactic magnetar”, que estabeleceu, pela primeira vez, uma ligação direta entre um fast radio burst (FRB) e uma estrela de nêutrons extremamente magnetizada, conhecida como magnetar.

Representação artística 3D de um magnetar. Crédito: orin – Shutterstock

FRBs são pulsos de rádio ultrarrápidos e intensos detectados desde 2007, com origens até então desconhecidas. A associação com um magnetar dentro da nossa galáxia, chamado SGR 1935+2154, foi um passo crucial para entender esses eventos. Mostrou que pelo menos parte dos FRBs pode ser gerada por processos de alta energia em magnetares, como rearranjos de seus campos magnéticos ou terremotos estelares.

Essa descoberta ajudou a restringir os modelos teóricos sobre a origem dos FRBs e direcionou as observações para objetos compactos altamente energéticos. Além disso, impulsionou o desenvolvimento de novos radiotelescópios dedicados exclusivamente ao monitoramento desses sinais, como o CHIME, no Canadá.

O post De água em Marte a ondas gravitacionais: 5 artigos da Nature que redefiniram a astronomia e astrofísica apareceu primeiro em Olhar Digital.

estrela-barnard-planetas-1024x548

Quatro “mini-Terras” são descobertas orbitando estrela solitária próxima

Em outubro do ano passado, o Olhar Digital noticiou a descoberta de uma “mini-Terra” em torno da estrela solitária mais próxima do Sistema Solar. Agora, uma equipe de astrônomos acaba de confirmar que esse mundo, chamado Barnard b, tem mais três pequenos vizinhos: Barnard c, Barnard d e Barnard e.

Localizada a apenas 6 anos-luz da Terra, a Estrela de Barnard não é a mais próxima de nós – esse título pertence ao sistema Alpha Centauri, que inclui Proxima Centauri. A diferença é que ela é uma estrela única, enquanto Alpha Centauri é um sistema múltiplo.

Astrônomos buscam planetas ao redor da Estrela de Barnard há anos, já que anãs vermelhas, como ela, são as estrelas mais comuns da Via Láctea. Além disso, planetas rochosos pequenos são mais fáceis de detectar orbitando essas estrelas, pois sua luz fraca torna as oscilações gravitacionais mais perceptíveis.

Entretanto, essa anã vermelha possui menos elementos pesados do que o Sol, o que pode dificultar a formação de planetas rochosos. Ela também é menor e mais fria, com temperatura superficial de 2.800°C, enquanto a do Sol chega a 5.600°C. 

Planetas não foram detectados por método tradicional

Existem pouquíssimos planetas menores que a Terra, o que torna rara essa descoberta ao redor da Estrela de Barnard. Os pequenos mundos detectados completam suas órbitas extremamente rápido: o mais próximo leva apenas 2,3 dias, enquanto o mais distante precisa de 6,7 dias. Devido à proximidade com a estrela hospedeira, são quentes demais para abrigar água líquida.

As massas mínimas dos planetas variam entre 20% e 34% da massa da Terra – entre o dobro e o triplo da massa de Marte. Análises indicam que planetas maiores que 57% da massa da Terra não existem na zona habitável da estrela. Isso reduz as chances de que qualquer um desses mundos tenha condições adequadas para a vida.

Representação artística dos quatro planetas rochosos descobertos na órbita da Estrela de Barnard. Crédito: Observatório Internacional Gemini / NOIRLab / NSF / AURA / P. Marenfeld

“É uma descoberta realmente emocionante – a Estrela de Barnard é nossa vizinha cósmica, e ainda sabemos muito pouco sobre ela”, afirmou Ritvik Basant, pesquisador da Universidade de Chicago e autor principal do estudo, em um comunicado. Para ele, essa descoberta mostra o avanço das novas gerações de instrumentos astronômicos.

Os astrônomos não detectaram esses mundos pelo tradicional método de trânsito, que ocorre quando um deles passa diante da estrela e bloqueia parte da luz. Em vez disso, sua presença foi identificada por meio da análise de pequenas oscilações na estrela causadas pela atração gravitacional. O planeta mais distante é o menor já encontrado com essa técnica.

Leia mais:

Instrumentos avançados confirmam “mini-Terras” na órbita da Estrela de Barnard

A confirmação desses planetas foi um desafio. Durante o último século, diversos estudos sugeriram que a Estrela de Barnard poderia ter planetas, mas as evidências eram inconclusivas. Agora, com instrumentos avançados como o MAROON-X, no telescópio Gemini Norte, no Havaí, e o ESPRESSO, no Very Large Telescope (BLT), no Chile, foi possível comprovar sua existência.

“Observamos em momentos distintos da noite, sem coordenação entre nossas equipes no Chile e no Havaí”, explicou Basant. “Isso nos dá confiança de que esses sinais não são apenas ruídos nos dados”.

Os resultados estudo foram descritos em um artigo publicado este mês no periódico científico The Astrophysical Journal Letters.

O post Quatro “mini-Terras” são descobertas orbitando estrela solitária próxima apareceu primeiro em Olhar Digital.

superearth-7-1024x576

Exoplaneta rochoso pode ter explodido a própria atmosfera

Astrônomos identificaram um mundo alienígena que pode ter perdido sua atmosfera em um processo incomum. Designado TOI-512b, o exoplaneta foi detectado pelo satélite TESS, da NASA, e teve suas características confirmadas pelo instrumento ESPRESSO, instalado no Very Large Telescope (VLT), no Chile

A descoberta pode ajudar a explicar um mistério da astronomia: a falta de planetas com raios entre 1,8 e 2,4 vezes o tamanho da Terra, conhecida como “Deserto de Netunos Quentes”.

O TOI-512b é classificado como uma superterra, um tipo de exoplaneta maior que a Terra, mas menor que Netuno. Esses corpos podem ter composições diversas, desde mundos rochosos até planetas com atmosferas espessas. No caso do TOI-512b, ele parece ter perdido grande parte de sua camada gasosa.

Representação artística de um planeta superterra. Crédito: NASA

Localizado a 218 anos-luz, esse exoplaneta orbita sua estrela a cada 7,1 dias, a apenas 9,8 milhões de quilômetros. Isso o expõe a uma intensa radiação estelar, fazendo com que ele seja extremamente quente. TOI-512b tem um raio 1,54 vez maior que o da Terra e uma massa 3,57 vezes superior. Sua densidade média, de 5,62 gramas por centímetro cúbico, é um pouco maior que a da Terra, sugerindo uma composição rochosa.

Os cientistas acreditam que ele pode ter sido um planeta maior e gasoso, semelhante a Netuno, mas que perdeu grande parte de sua atmosfera ao longo do tempo. Existem duas principais hipóteses para explicar esse fenômeno. A primeira sugere que a radiação da estrela pode ter “soprado” os gases, deixando para trás um núcleo menor e mais denso. A segunda aponta que o calor interno do planeta pode ter aquecido sua camada gasosa, facilitando sua dissipação.

Leia mais:

Exoplanetas podem perder suas atmosferas por mecanismos diversos

Os cálculos indicam que o TOI-512b tem um pequeno núcleo representando 13% de sua massa, um manto de 69% e uma camada de água de 16%. Sua fina camada gasosa corresponde a apenas 2% da massa total, o que sugere que ele perdeu grande parte de sua atmosfera original. 

Caso a radiação estelar fosse a única responsável por essa perda, não haveria mais vestígios de água. No entanto, como ainda há indícios, os cientistas acreditam que a perda de massa alimentada pelo núcleo seja a explicação mais plausível.

Exoplaneta TOI-512b orbita a estrela TOI-512 a cada 7,1 dias, a apenas 9,8 milhões de km de distância. Crédito: Stellarcatalog

Esse processo pode levar bilhões de anos, o que se encaixa com a idade estimada do planeta, de 8,2 bilhões de anos. No entanto, os pesquisadores alertam que diferentes planetas podem perder suas atmosferas por mecanismos variados. Alguns podem ser mais afetados pela radiação estelar, enquanto outros podem passar por ambos os processos simultaneamente.

O estudo também descartou a presença de um segundo planeta que havia sido sugerido em observações anteriores do TESS (sigla em inglês para Satélite de Pesquisa de Exoplanetas em Trânsito). Para obter mais informações sobre a composição do TOI-512b, os astrônomos esperavam utilizar o Telescópio Espacial James Webb (JWST), mas ele pode não ser adequado para esse tipo de análise. Em vez disso, futuras observações podem ser feitas pelo espectrômetro ANDES (Espectrógrafo Echelle de Alta Dispersão ArmazoNes), que será instalado no Extremely Large Telescope (ELT), atualmente em construção no Chile.

Relatada em um artigo publicado este mês na revista Astronomy & Astrophysics, a descoberta do TOI-512b fornece pistas valiosas sobre a evolução dos exoplanetas e ajuda a entender por que alguns mundos desaparecem da categoria de planetas gasosos. 

O post Exoplaneta rochoso pode ter explodido a própria atmosfera apareceu primeiro em Olhar Digital.

exoplaneta-netuno-quente-1024x717

James Webb detecta clima extremo em planeta raro do tamanho de Netuno

Um estudo publicado na revista Nature Astronomy revela novas descobertas sobre a atmosfera do exoplaneta LTT 9779 b, também conhecido como Cuancoá. Usando o Telescópio Espacial James Webb (JWST), da NASA, os autores conseguiram estudar esse mundo, que é semelhante a Netuno – porém com características bem peculiares. 

Descoberto em 2020, Cuancoá tem 29 vezes a massa da Terra e orbita sua estrela em apenas 19 horas, o que o coloca em uma categoria rara, com poucos exemplos conhecidos, chamada “Deserto de Netunos Quentes” (planetas com o tamanho e a massa de Netuno, mas com um período de menos de quatro dias ao redor de suas estrelas). 

Com temperaturas extremas de até 2.000°C em seu lado diurno, o LTT 9779 b oferece uma janela única para entender a evolução de planetas em condições tão extremas. Em um comunicado, Louis-Philippe Coulombe, estudante de pós-graduação da Université de Montréal, no Canadá, comparou a descoberta a encontrar algo inesperado em um ambiente hostil, “como uma bola de neve que não derrete em um incêndio”. 

Um exoplaneta do tipo Netuno quente é semelhante ao gigante gelado Netuno em tamanho e massa, mas orbita mais perto de sua estrela, tornando-se extremamente quente. Crédito: Nazarii_Neshcherenskyi – Shutterstock

O estudo dessa diversidade de sistemas planetários pode oferecer insights valiosos sobre a formação e evolução de mundos semelhantes.

Instrumento do James Webb enxerga luz invisível ao olho humano

Para essa pesquisa, a equipe utilizou o modo Espectroscopia Sem Fenda de Objeto Único (SOSS) do Webb, que detecta radiação no infravermelho próximo, uma faixa de luz invisível ao olho humano. Essa tecnologia é especialmente útil para analisar atmosferas de exoplanetas, permitindo aos cientistas detectar detalhes antes inacessíveis. Ao observar o LTT 9779 b, os pesquisadores conseguiram identificar vapor d’água e estudar a luz refletida pelas nuvens presentes no planeta, formadas em sua face exposta ao dia.

Devido à rotação bloqueada por maré, um dos lados do LTT 9779 b está constantemente voltado para sua estrela, enquanto o outro se mantém na escuridão permanente. Isso cria um grande contraste térmico entre os dois lados do planeta, com a face diurna experimentando temperaturas escaldantes. Esse fenômeno gera uma circulação atmosférica peculiar, em que o ar quente sobe no lado iluminado e o ar mais frio desce no lado noturno, criando correntes de convecção e influenciando o clima do planeta.

Por causa da rotação bloqueada por maré, um lado do exoplaneta LTT 9779 b fica sempre exposto à estrela hospederia, tornando-se muito quente, enquanto o outro fica permanentemente na escuridão. Crédito: Nazarii_Neshcherenskyi – Shutterstock

As descobertas indicam que a alta refletividade de LTT 9779 b, provavelmente devido à presença de nuvens espessas, tem impacto na sua distribuição de energia. As nuvens, formadas devido à diferença de temperatura entre os lados diurno e noturno, ajudam a refletir parte da luz estelar, o que pode afetar a dinâmica atmosférica e os padrões climáticos do exoplaneta.

Leia mais:

Hubble vai ajudar a investigar planeta raro

A pesquisa também revelou a presença de vapor d’água, confirmando que a atmosfera do LTT 9779 b é complexa o suficiente para que cientistas estudem não apenas sua composição, mas também os efeitos de suas condições extremas. A equipe continua a refinar seus modelos e utilizar observações adicionais, como as do Telescópio Espacial Hubble, para entender melhor como as nuvens se formam e persistem em um ambiente tão hostil.

Com o progresso das observações, os cientistas esperam descobrir mais sobre a dinâmica atmosférica de planetas como o LTT 9779 b. Esse estudo é uma etapa importante para entender melhor a evolução de planetas em zonas de alta radiação, como as que existem em torno de estrelas semelhantes ao Sol.

O post James Webb detecta clima extremo em planeta raro do tamanho de Netuno apareceu primeiro em Olhar Digital.

estrela-de-barnard-sistema

“Mini-Terra” é descoberta perto do Sistema Solar

Astrônomos identificaram um exoplaneta ao redor da estrela solitária mais próxima do Sistema Solar. Chamado Barnard b, o mundo alienígena recém-descoberto orbitando a Estrela de Barnard, tem metade da massa de Vênus e é classificado como uma “Mini-Terra”.

Barnard b completa uma órbita em torno da estrela-hospedeira a cada três dias terrestres, a cerca de 2,4 milhões de km de distância, o que representa apenas 5% da distância entre o Sol e Mercúrio. Apesar da proximidade, o planeta não está na zona habitável.

Planetas ao redor da Estrela de Barnard. Crédito: Eyes on Planets/Sicence/NASA

“Barnard b é um dos exoplanetas de menor massa já descobertos, mas está muito perto de sua estrela, o que torna improvável a presença de água líquida”, explica Jonay González Hernández, do Instituto de Astrofísica das Canárias, em um comunicado. “Mesmo sendo uma estrela mais fria que o Sol, ainda é quente demais para permitir condições favoráveis à vida na superfície do planeta”.

Como a mini-Terra foi detectada

A descoberta foi feita usando o Very Large Telescope (VLT), um conjunto de telescópios no deserto do Atacama, no Chile. Os astrônomos identificaram o planeta analisando pequenas oscilações na Estrela de Barnard, causadas pela atração gravitacional do objeto em seu entorno. Os dados foram coletados pelo instrumento ESPRESSO e confirmados pelo HARPS, ambos especializados na busca por planetas fora do Sistema Solar. Os resultados foram relatados em um artigo publicado na revista Astronomy & Astrophysics.

Localizada a apenas 6 anos-luz do Sistema Solar, a Estrela de Barnard não é a mais próxima de nós – esse título pertence ao sistema Alpha Centauri, que inclui Proxima Centauri. A diferença é que ela é uma estrela solitária, enquanto Alpha Centauri é um sistema múltiplo.

Leia mais:

Estrelas anãs vermelhas são as mais comuns da Via Láctea

A busca por planetas ao redor da Estrela de Barnard tem sido uma prioridade para astrônomos, já que estrelas anãs vermelhas, como ela, são os tipos mais comuns da Via Láctea. Além disso, exoplanetas rochosos de baixa massa são mais fáceis de detectar orbitando essas estrelas.

Esse objeto é menor e mais frio que o Sol, com temperatura superficial em torno de 2.800°C, enquanto a do Sol chega a 5.600°C. Além disso, acredita-se que essa anã vermelha tenha menos elementos pesados, o que pode dificultar a formação de planetas rochosos em sua órbita.

Mesmo assim, a equipe de González Hernández segue analisando a região em busca de outros planetas. Os cientistas têm especial interesse em mundos que possam estar na zona habitável da estrela, onde a temperatura permitiria a presença de água líquida. Essa região oferece condições nem muito quentes nem muito frias para um planeta potencialmente abrigar vida.

A Estrela de Barnard é 80% menor que o Sol e tem uma temperatura de superfície de cerca de 2.800 graus Celsius, enquanto a solar é de 5.600 graus Celsius. Crédito: IEEC/Science-Wave – Guillem Ramisa

“Levamos tempo para encontrar Barnard b, mas sempre tivemos confiança de que algo estava lá”, disse Hernández. A equipe também identificou sinais de outros três possíveis exoplanetas ao redor da Estrela de Barnard, que serão investigados em pesquisas futuras.

“Precisamos continuar monitorando a estrela para confirmar esses sinais”, disse Alejandro Suárez Mascareño, também do Instituto de Astrofísica das Canárias. “A descoberta de Barnard b, junto com outros planetas como Proxima b e d, mostra que nossa vizinhança cósmica está repleta de mundos de baixa massa”.

O post “Mini-Terra” é descoberta perto do Sistema Solar apareceu primeiro em Olhar Digital.

HR-8799-james-webb-1024x1024

James Webb captura imagens diretas de CO2 fora do Sistema Solar pela primeira vez

Um artigo publicado nesta segunda-feira (17) no periódico científico The Astrophysical Journal relata que o Telescópio Espacial James Webb (JWST), da NASA, registrou, pela primeira vez, imagens diretas de dióxido de carbono (CO2) em um planeta fora do Sistema Solar

A descoberta foi feita no sistema HR 8799, localizado a 130 anos-luz da Terra, que é um dos mais estudados para entender a formação planetária. De acordo com as observações, os quatro planetas gigantes desse sistema se formaram de maneira semelhante a Júpiter e Saturno, acumulando lentamente núcleos sólidos antes de capturar gás ao redor. 

Em poucas palavras:

  • O Telescópio James Webb registrou CO₂ diretamente em exoplanetas pela primeira vez;
  • A detecção se deu nos planetas gigantes de HR 8799, que se formaram por acreção de núcleo, como Júpiter;
  • Também foi analisado o sistema 51 Eridani, para comparar formações planetárias;
  • O JWST usa coronógrafos para bloquear a luz estelar e estudar atmosferas;
  • A imagem direta é mais precisa que métodos baseados em trânsitos estelares.
A visão mais nítida no infravermelho já feita do sistema planetário HR 8799. O ícone de estrela marca a localização do sol desse sistema, cuja luz foi bloqueada pelo coronógrafo. Na imagem, a cor azul é atribuída à luz de 4,1 mícrons, o verde à luz de 4,3 mícrons e o vermelho à luz de 4,6 mícrons. Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, W. Balmer (JHU), L. Pueyo (STScI), M. Perrin (STScI)

Dados do James Webb podem ajudar a entender a formação do Sistema Solar

Os dados confirmam a capacidade do observatório de analisar diretamente a composição química das atmosferas dos exoplanetas, sem depender apenas da luz estelar refletida.

“Detectamos fortes sinais de dióxido de carbono, o que sugere a presença de elementos pesados, como carbono, oxigênio e ferro, nas atmosferas desses planetas”, explicou William Balmer, astrofísico da Universidade Johns Hopkins e autor principal do estudo, em um comunicado. “Isso reforça a ideia de que eles se formaram por acreção de núcleo, um achado significativo para planetas que conseguimos observar diretamente”.

A pesquisa também analisou outro sistema estelar, 51 Eridani, localizado a 96 anos-luz da Terra. Assim como HR 8799, ele apresenta planetas gigantes jovens que ainda brilham intensamente em luz infravermelha, permitindo que os cientistas estudem sua formação e comparem com a de estrelas e anãs marrons.

Planetas gigantes podem surgir de duas formas principais: pela acreção de núcleo, em que uma estrutura sólida atrai gás gradualmente, ou pelo colapso repentino do disco de matéria ao redor de uma estrela jovem. Determinar qual desses processos é mais comum ajuda os astrônomos a entender a diversidade dos sistemas planetários e sua relação com o nosso próprio Sistema Solar.

“Nosso objetivo é compreender o lugar da Terra no Universo, comparando nosso Sistema Solar com outros sistemas planetários”, disse Balmer. “Queremos saber se há padrões universais na formação dos planetas ou se nosso sistema é uma exceção”.

Eridani 51 b, um exoplaneta jovem e frio que orbita 18 bilhões de quilômetros de sua estrela, observado pelo Webb. A imagem inclui filtros que representam a luz de 4,1 mícrons em vermelho. Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, W. Balmer (JHU), L. Pueyo (STScI), M. Perrin (STScI)

Imagens diretas de exoplanetas representam grande desafio

A obtenção de imagens diretas de exoplanetas ainda é um grande desafio. Normalmente, esses objetos são ofuscados pela luz intensa de suas estrelas, tornando sua observação complexa. No entanto, o JWST possui coronógrafos que bloqueiam essa luz, permitindo que os astrônomos detectem o brilho infravermelho dos planetas e analisem detalhes de suas atmosferas.

“Esses planetas gigantes possuem mais elementos pesados do que imaginávamos, um indício de que se formaram por acreção de núcleo, como os gigantes gasosos do nosso Sistema Solar”, explicou Laurent Pueyo, astrônomo do Instituto de Ciência de Telescópios Espaciais (STScI) e coautor do estudo.

Os pesquisadores também detectaram dióxido de carbono no planeta 51 Eridani b, localizado a 4,1 micrômetros de comprimento de onda. Essa descoberta comprova a sensibilidade do Webb para identificar exoplanetas fracos em meio ao brilho de suas estrelas.

Leia mais:

Webb já detectou indiretamente CO2 em outro planeta

O telescópio já havia detectado dióxido de carbono em outro exoplaneta, WASP-39 b, em 2022, mas por meio de um método indireto, analisando como a luz da estrela era filtrada pela atmosfera do planeta durante um trânsito. Agora, com a técnica de imagem direta, a análise se torna mais precisa.

“Sabíamos que o Webb poderia medir as cores dos exoplanetas, mas precisávamos confirmar se sua tecnologia permitiria acessar planetas internos em sistemas de imagem direta”, destacou Rémi Soummer, especialista do STScI. “Agora temos essa resposta e podemos explorar ainda mais esses mundos distantes”.

Os cientistas pretendem ampliar as observações para outros planetas gigantes, comparando sua composição com modelos teóricos. Segundo Balmer, entender a formação desses corpos celestes pode ter implicações importantes para a habitabilidade de planetas rochosos como a Terra.

“Planetas gigantes podem influenciar drasticamente a estabilidade e a evolução de sistemas planetários”, explicou. “Se eles se movem de forma desordenada, podem perturbar ou até proteger planetas menores, afetando diretamente suas chances de abrigar vida”.

O post James Webb captura imagens diretas de CO2 fora do Sistema Solar pela primeira vez apareceu primeiro em Olhar Digital.

planeta-Hycean-1024x576

Essa pode ser a chave para detectar vida em outros planetas

Um artigo publicado esta semana no periódico científico Astrophysical Journal Letters apresenta uma nova estratégia para detectar vida em outros planetas. Cientistas da Universidade da Califórnia em Riverside (UCR), EUA, destacam a importância de gases pouco explorados na busca por bioassinaturas, ampliando a pesquisa para mundos muito diferentes da Terra.

A proposta foca nos haletos de metila, gases formados por um átomo de carbono ligado a três átomos de hidrogênio e a um halogênio, como cloro ou bromo. Na Terra, essas substâncias são produzidas por algas, bactérias, fungos e algumas plantas. Se forem encontrados em outros planetas, podem indicar a presença de formas de vida microscópicas.

Em poucas palavras:

  • Cientistas propõem detectar vida com haletos de metila, gases produzidos por microrganismos;
  • Esses gases são mais fáceis de identificar que o oxigênio em exoplanetas;
  • Planetas Hycean, com atmosferas ricas em hidrogênio, tornam mais clara a detecção;
  • O Telescópio James Webb pode encontrar esses gases em poucas horas de observação;
  • Isso pode mudar nossa visão sobre a vida no Universo.

O grande desafio é que exoplanetas parecidos com a Terra são pequenos e difíceis de observar com o Telescópio Espacial James Webb (JWST), da NASA. Para contornar essa limitação, os cientistas propõem analisar mundos maiores, chamados de planetas Hycean. Eles têm oceanos profundos, atmosferas ricas em hidrogênio e orbitam estrelas anãs vermelhas.

Representação artística de um planeta Hycean, onde os gases de iodetos de metila seriam detectáveis na atmosfera. Crédito: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted / STScI

Embora não sejam habitáveis para humanos, esses planetas podem abrigar micróbios adaptados a condições extremas. Em um comunicado, Eddie Schwieterman, astrobiólogo da UCR e coautor do estudo, disse que os mundos Hycean oferecem sinais atmosféricos mais claros do que os rochosos, facilitando a detecção de possíveis bioassinaturas.

James Webb leva 13 horas para identificar esses gases em exoplanetas

A pesquisadora Michaela Leung, autora principal do estudo, explica que o oxigênio, uma bioassinatura tradicional, ainda é muito difícil de identificar em exoplanetas. Os haletos de metila, por outro lado, têm características de absorção de luz infravermelha mais fortes, tornando sua detecção viável com a tecnologia atual.

Além disso, o JWST pode detectar esses gases em apenas 13 horas de observação, um tempo comparável ou até menor do que o necessário para encontrar metano ou oxigênio. Isso torna a busca mais eficiente e reduz os custos das missões astronômicas.

Leia mais:

Na Terra, os haletos de metila estão presentes em baixas concentrações. No entanto, em um planeta Hycean, sua composição atmosférica distinta pode permitir o acúmulo desses gases em níveis detectáveis a anos-luz de distância. Se confirmados, poderiam indicar processos biológicos semelhantes aos das bactérias anaeróbicas terrestres.

O estudo se baseia em pesquisas anteriores sobre gases de bioassinatura, como o sulfeto de dimetila, outro possível indicador de vida. No entanto, os haletos de metila se destacam pelo seu alto potencial de detecção e pela possibilidade de estarem mais concentrados em atmosferas ricas em hidrogênio.

Embora o JWST seja a ferramenta mais avançada disponível atualmente, novos telescópios (como o LIFE, uma missão europeia proposta para a década de 2040) poderão facilitar ainda mais essas buscas. 

Se esses gases forem encontrados em vários planetas, isso pode indicar que a vida microbiana é comum no Universo, mudando nossa compreensão sobre sua distribuição e origem. Segundo Leung, a confirmação de bioassinaturas em múltiplos mundos poderia revolucionar nossa visão sobre a existência de vida além da Terra.

O post Essa pode ser a chave para detectar vida em outros planetas apareceu primeiro em Olhar Digital.

nebulosa-da-hlice

Misterioso sinal do espaço pode ter origem revelada após décadas

Astrônomos identificaram um possível caso de destruição planetária na Nebulosa da Hélice, a cerca de 650 anos-luz da Terra. A responsável seria WD 2226-210, uma anã branca localizada no centro dessa nebulosa. Essa descoberta pode explicar um enigma que intriga cientistas há mais de 40 anos: um sinal persistente de raios-X vindo dessa região.

Um estudo aceito para publicação pelo periódico científico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society sugere que esses raios-X podem ser resultado de detritos de um planeta sendo puxados pela anã branca. A pesquisa analisou dados dos telescópios espaciais Chandra, da NASA, e XMM-Newton, da Agência Espacial Europeia (ESA), e encontrou evidências de que a estrela central pode ter dilacerado um planeta que chegou perto demais.

Em poucas palavras:

  • Astrônomos detectaram sinais de destruição planetária na Nebulosa da Hélice;
  • A anã branca WD 2226-210 pode estar puxando detritos de um planeta destruído;
  • Raios-X intensos persistentes há quatro décadas na região indicam material caindo sobre a estrela;
  • O planeta pode ter migrado e sido dilacerado pela gravidade da anã branca;
  • Dados mostram variação cíclica nos raios-X a cada 2,9 horas;
  • Descoberta sugere uma nova classe de anãs brancas que destroem planetas.
WD 2226-210 e a Nebulosa da Hélice. Em cerca de 5 bilhões de anos, nosso Sol ficará sem combustível e se expandirá, possivelmente engolindo a Terra – como é o caso analisado pelo estudo. Crédito: Raio-X: NASA/CXC/SAO/Univ México/S. Estrada-Dorado et al.; Ultravioleta: NASA / JPL; Óptica: NASA / ESA / STScI (M. Meixner) / NRAO (TA Reitor); Infravermelho: ESO/VISTA/J. Emerson; Processamento de imagem: NASA/CXC/SAO/K. Arcand

A Nebulosa da Hélice é o que resta de uma estrela semelhante ao Sol que, ao final de sua vida, perdeu as camadas externas, deixando apenas seu núcleo denso e quente – a anã branca. Essa estrela remanescente normalmente não emitiria raios-X intensos, o que levou os astrônomos a investigar a origem desse sinal incomum.

Fonte de raio-X permanece um mistério há 40 anos

Segundo um comunicado da NASA, desde a década de 1980, missões espaciais como o Observatório Einstein e o telescópio alemão ROSAT registraram emissões altamente energéticas no centro da nebulosa. No entanto, a fonte desse fenômeno permaneceu um mistério. 

Com as novas observações, os cientistas sugerem que restos de um planeta, destruído pelas forças gravitacionais da anã branca, estão caindo sobre sua superfície e gerando essa radiação.

O estudo também indica que o planeta não estava originalmente tão próximo da anã branca. Ele pode ter migrado para dentro ao interagir gravitacionalmente com outros corpos do sistema. Uma vez suficientemente perto, a intensa atração da anã branca teria rasgado parcial ou completamente sua estrutura, formando um disco de detritos ao redor da estrela.

A equipe analisou dados de satélites entre 1992 e 2002 e notou que a emissão de raios-X permaneceu relativamente constante, mas com uma leve variação cíclica a cada 2,9 horas. Esse padrão pode indicar a presença de material orbitando muito próximo da estrela, reforçando a hipótese da destruição planetária.

Leia mais:

Observação inédita de destruição planetária completa por uma anã branca

Estudos anteriores já haviam identificado um planeta do tamanho de Netuno orbitando WD 2226-210 em menos de três dias. Os novos dados sugerem que um planeta ainda maior, possivelmente semelhante a Júpiter, pode ter existido e sido despedaçado pela força gravitacional da anã branca.

Esse caso pode ser um exemplo extremo de um fenômeno observado em outras anãs brancas. Algumas estrelas desse tipo já foram vistas puxando material de planetas próximos, mas sem destruí-los tão rapidamente. A descoberta sugere que pode existir uma nova classe de estrelas variáveis, caracterizadas pela interação intensa com planetas próximos.

O estudo foi conduzido por uma equipe internacional de cientistas, composta por pesquisadores da Universidade Nacional Autônoma do México, do Instituto de Astrofísica da Andaluzia (Espanha) e da Academia Sinica (Taiwan). Os resultados reforçam a ideia de que sistemas planetários podem sofrer transformações dramáticas mesmo após a morte de suas estrelas centrais.

O post Misterioso sinal do espaço pode ter origem revelada após décadas apareceu primeiro em Olhar Digital.

PDS70

Astrônomos capturam detalhes inéditos de planetas em formação

Pesquisadores da Universidade do Arizona, nos EUA, obtiveram imagens sem precedentes de planetas extremamente jovens ao redor de uma estrela localizada a 370 anos-luz da Terra. A observação foi feita com o instrumento Magellan Adaptive Optics Xtreme (MagAO-X), um sistema avançado que corrige a turbulência da atmosfera terrestre.

Com apenas 5 milhões de anos, a estrela PDS 70 é um bebê cósmico se comparado ao Sol, que tem mais de 4,5 bilhões de anos. Em torno dela, foram detectados dois planetas em formação, que receberam os nomes de PDS 70 b e PDS 70 c. As imagens revelaram anéis compactos de poeira ao redor deles, que podem dar origem a luas.

A equipe também registrou mudanças inesperadas no brilho dos planetas, uma característica da juventude agitada do sistema. Essas variações sugerem um intenso processo de crescimento, com os planetas acumulando material ao seu redor. O estudo foi publicado no periódico científico The Astronomical Journal.

Como o MagAO-X consegue imagens tão nítidas de planetas distantes?

O MagAO-X funciona de maneira semelhante aos fones de ouvido com cancelamento de ruído, mas aplicado à óptica. Ele utiliza um espelho deformável que se ajusta duas mil vezes por segundo para corrigir as distorções causadas pela atmosfera terrestre. Isso permite que um telescópio no solo registre imagens tão nítidas quanto as de telescópios espaciais.

Esse instrumento foi acoplado ao Telescópio Magalhães, de 6,5 metros, que fica no Observatório Las Campanas, no Chile. Com essa tecnologia, os astrônomos puderam enxergar detalhes incríveis dos planetas em formação. 

Diagrama dos discos de poeira no sistema PDS 70. Crédito: Emmeline Close e Laird Close

Sistema Solar pode ter sido parecido com isso no passado

Os astrônomos acreditam que, há bilhões de anos, o Sistema Solar pode ter se parecido com o sistema PDS 70. A estrela é cercada por um vasto disco de gás e poeira, que apresenta uma grande lacuna. Essa região livre de poeira pode indicar a presença de planetas massivos que, como “aspiradores cósmicos”, varrem e reorganizam o material ao redor.

Planetas tão jovens como esses são extremamente raros de serem encontrados. Entre os mais de cinco mil exoplanetas conhecidos, PDS 70 b e c estão entre os poucos cuja formação ainda pode ser observada diretamente. Para os cientistas, estudar esses objetos pode ajudar a entender melhor como planetas e luas se formam.

Leia mais:

Planetas ainda estão em desenvolvimento

Apesar de já serem várias vezes mais massivos que Júpiter, os planetas PDS 70 b e c ainda estão acumulando material de sua “nuvem de nascimento”. Esse processo acontece por meio de quedas de gás hidrogênio em suas atmosferas, um fenômeno que faz com que eles brilhem em um comprimento de onda chamado H-alfa.

O MagAO-X conseguiu detectar esse brilho e distinguir as estruturas ao redor dos planetas. As imagens revelaram, pela primeira vez, anéis de poeira iluminados pela luz da estrela central. Esse material provavelmente formará luas no futuro.

Além disso, os astrônomos notaram mudanças rápidas no brilho dos planetas. Em apenas três anos, PDS 70 b perdeu 80% de seu brilho, enquanto PDS 70 c ficou duas vezes mais luminoso. A explicação mais provável é que a quantidade de gás sendo absorvida por cada planeta mudou drasticamente nesse curto intervalo de tempo.

“É como se um dos planetas tivesse entrado em dieta enquanto o outro estivesse se banqueteando com hidrogênio”, brincou o pesquisador Laird Close, em um comunicado. No entanto, os cientistas ainda não sabem ao certo o que está causando essas variações extremas.

A equipe pretende continuar investigando protoplanetas ao redor de outras estrelas jovens usando o MagAO-X. Mesmo no limite das capacidades atuais, novas melhorias tecnológicas devem tornar essas descobertas mais comuns nos próximos anos.

O astrônomo Jared Males, líder do projeto, destacou a importância de investir em telescópios terrestres cada vez maiores. “No solo, podemos construir telescópios muito maiores do que no espaço. Esse estudo mostra como instrumentos avançados podem permitir descobertas impressionantes a partir da Terra”.

O post Astrônomos capturam detalhes inéditos de planetas em formação apareceu primeiro em Olhar Digital.