ALMA OBSERVA POEIRA FRIA AO REDOR DE ESTRELA PRÓXIA

 
O Observatório da ALMA no Chile detectou poeira ao redor da estrela mais próxima do Sistema Solar, Proxima Centauri. Essas novas observações revelam o brilho proveniente de poeira fria em uma região entre uma a quatro vezes tão longe de Proxima Centauri como a Terra é do Sol. 
Os dados também sugerem a presença de um cinto de pó externo mais frio e podem indicar a presença de um sistema planetário elaborado. Essas estruturas são semelhantes aos cintos muito maiores do Sistema Solar e também se espera que sejam feitas de partículas de rocha e gelo que não conseguiram formar planetas.
Proxima Centauri é a estrela mais próxima do Sol. É um débil anão vermelho a apenas quatro anos-luz de distância na constelação do sul de Centaurus (The Centaur). É orbitado pelo mundo templado Earth-sized Proxima b , descoberto em 2016 e o ​​planeta mais próximo do Sistema Solar. Mas há mais neste sistema do que apenas um planeta único. As novas observações de ALMA revelam a emissão de nuvens de poeira cósmica fria ao redor da estrela.
O principal autor do novo estudo, Guillem Anglada, do Instituto de Astrofísica da Andaluzia (CSIC), Granada, Espanha, explica o significado desse achado: "O pó em torno de Proxima é importante porque, após a descoberta do planeta terrestre Proxima b, é a primeira indicação da presença de um sistema planetário elaborado, e não apenas de um único planeta, em torno da estrela mais próxima do nosso Sol ".
Os cintos de pó são os restos de material que não se formaram em corpos maiores, como planetas. As partículas de rocha e gelo nessas correias variam em tamanho a partir do grão de pó mais minúsculo, menor que um milímetro, até corpos semelhantes a asteróides, muitos quilômetros de diâmetro  .
A poeira parece estar em um cinto que se estende a algumas centenas de milhões de quilômetros de Proxima Centauri e tem uma massa total de cerca de um centésimo da massa da Terra. Este cinto é estimado para ter uma temperatura de cerca de -230 graus Celsius, tão frio quanto o do Cinturão de Kuiper no sistema solar externo.
Há também sugestões nos dados ALMA de um outro cinto de poeira ainda mais fria, cerca de dez vezes mais. Se confirmado, a natureza de um cinto externo é intrigante, dado o seu ambiente muito frio longe de uma estrela que é mais fria e mais fraca do que o Sol. Ambos os cintos estão muito mais longe do Proxima Centauri do que o planeta Proxima b, que orbita a apenas quatro milhões de quilômetros da sua estrela pai  .
Guillem Anglada explica as implicações da descoberta: "Este resultado sugere que Proxima Centauri pode ter um sistema de planeta múltiplo com uma rica história de interações que resultou na formação de um cinto de pó. Um estudo mais aprofundado também pode fornecer informações que possam indicar os locais de planetas adicionais ainda não identificados ".
O sistema planetário de Proxima Centauri também é particularmente interessante porque existem planos - o projeto Starshot - para a futura exploração direta do sistema com microprovias ligados a velas a laser. Um conhecimento do ambiente de poeira em torno da estrela é essencial para o planejamento de tal missão
O co-autor Pedro Amado, também do Instituto de Astrofísica de Andaluzia, explica que esta observação é apenas o começo: "Esses primeiros resultados mostram que a ALMA pode detectar estruturas de poeiras orbitando em torno de Proxima. Outras observações nos darão uma imagem mais detalhada do sistema planetário da Proxima. Em combinação com o estudo de discos protoplanetários em torno de estrelas jovens, muitos dos detalhes dos processos que levaram à formação da Terra e ao Sistema Solar cerca de 4600 milhões de anos serão revelados. O que estamos vendo agora é apenas o aperitivo em comparação com o que está por vir! "

COMPORTAMENTO ESTRANHO DA ESTRELA REVELA UM BURACO NEGRO SOLITÁRIO EM CONJUNTO DE ESTRELAS DE GRANDE MASSA

Os astrônomos que usam o instrumento MUSE do ESO no Very Large Telescope no Chile descobriram uma estrela no cluster NGC 3201 que se comporta de forma muito estranha. Parece estar em órbita em um buraco negro invisível com cerca de quatro vezes a massa do Sol.
O primeiro buraco negro de massa estelar inativo encontrado em um agrupamento globular e o primeiro encontrado detectando diretamente a atração gravitacional. Esta descoberta importante afeta a nossa compreensão da formação desses aglomerados de estrelas, buracos negros e as origens de eventos de ondas gravitacionais.
Os conjuntos de estrelas globulares são esferas gigantes de dezenas de milhares de estrelas que orbitam a maioria das galáxias. Eles estão entre os mais antigos sistemas estelares conhecidos no Universo e datam de perto do início do crescimento e evolução da galáxia. Atualmente, mais de 150 são conhecidos por pertencer à Via Láctea.
Um cluster particular, chamado NGC 3201 e situado na constelação do sul de Vela (The Sails), foi estudado usando o instrumento MUSE no Very Large Telescope do ESO no Chile. Uma equipe internacional de astrônomos descobriu que uma das estrelas no NGC 3201 está se comportando muito estranhamente - está sendo lançada para trás e para frente a velocidades de várias centenas de milhares de quilômetros por hora, com o padrão repetindo a cada 167 dias .
O autor principal Benjamin Giesers ( Georg-August-Universität Göttingen , Alemanha) ficou intrigado com o comportamento da estrela: " Ele estava orbitando algo que era completamente invisível, que tinha uma massa maior que quatro vezes o Sol - isso só poderia ser um buraco negro! O primeiro encontrado em um agrupamento globular observando diretamente a atração gravitacional. "
A relação entre buracos negros e clusters globulares é importante, mas misteriosa. Por causa de suas grandes massas e ótimas idades, pensa-se que esses grupos produziram um grande número de buracos negros de massa estelar - criados à medida que estrelas maciças dentro deles explodiram e entraram em colapso durante a longa vida do cluster .
O instrumento MUSE da ESO oferece aos astrônomos uma capacidade única de medir os movimentos de milhares de estrelas distantes ao mesmo tempo. Com esta nova descoberta, a equipe conseguiu, pela primeira vez, detectar um buraco negro inativo no coração de um cluster globular - um que atualmente não está engolindo a matéria e não está rodeado por um disco de gás incandescente. Eles poderiam estimar a massa do buraco negro através dos movimentos de uma estrela apanhados em sua enorme atração gravitacional .
A partir de suas propriedades observadas, a estrela estava determinada a ser aproximadamente 0,8 vezes a massa do nosso Sol, e a massa de sua misteriosa contrapartida foi calculada em torno de 4,36 vezes a massa do Sol - quase certamente um buraco negro .
As detecções recentes de fontes de rádio e raios-X em aglomerados globulares, bem como a detecção em 2016 de sinais de ondas gravitacionais produzidas pela fusão de dois buracos negros de massa estelar, sugerem que esses buracos negros relativamente pequenos podem ser mais comuns em aglomerados globulares do que se pensava anteriormente.
Giesers conclui: " Até recentemente, presumiu que quase todos os buracos negros desapareceriam dos clusters globulares após um curto período de tempo e que sistemas como este não deveriam existir! Mas, claramente, este não é o caso - nossa descoberta é a primeira detecção direta dos efeitos gravitacionais de um buraco negro de massa estelar em um cluster globular. Esta descoberta ajuda na compreensão da formação de clusters globulares e da evolução dos buracos negros e dos sistemas binários - vital no contexto da compreensão das fontes de ondas gravitacionais. "

BOLHAS GIGANTES NA SUPERFÍCIE DA ESTRELA GIGANTE VERMELHA

Esta notável nova imagem do instrumento PIONIER revela as células convectivas que compõem a superfície desta enorme estrela, que tem 350 vezes o diâmetro do Sol. Cada célula cobre mais de um quarto do diâmetro da estrela e mede cerca de 120 milhões de quilômetros de diâmetro. Estes novos resultados estão sendo publicados esta semana no jornal Nature.
Os astrônomos que usam o Very Large Telescope da ESO têm pela primeira vez padrões de granulação diretamente observados na superfície de uma estrela fora do Sistema Solar - o gigante vermelho envelhecido π1 Gruis.

Localizado a 530 anos-luz da Terra na constelação de Grus (The Crane), π 1 Gruis é um gigante vermelho legal . Tem aproximadamente a mesma massa que o nosso Sol, mas é 350 vezes maior e vários mil vezes mais brilhante . Nosso Sol inchará para se tornar uma estrela gigante vermelha semelhante em cerca de cinco bilhões de anos.
Uma equipe internacional de astrônomos liderada por Claudia Paladini (ESO) usou o instrumento PIONIER no Very Large Telescope da ESO para observar π 1 Gruis com maior detalhe do que nunca. Eles descobriram que a superfície deste gigante vermelho tem apenas algumas células convectivas, ou grânulos, que são cada um cerca de 120 milhões de quilômetros de diâmetro - cerca de um quarto do diâmetro da estrela . Apenas um desses grânulos se estenderia do Sol para além de Vênus. As superfícies - conhecidas como fotosferas - de muitas estrelas gigantes são obscuras pelo pó, o que dificulta as observações. No entanto, no caso de π 1Gruis, embora o pó esteja presente longe da estrela, não tem um efeito significativo nas novas observações infravermelho .
Quando π 1 Gruis ficou sem hidrogênio para queimar há muito tempo, essa antiga estrela cessou a primeira fase do seu programa de fusão nuclear. Isso diminuiu quando ele acabou de energia, fazendo com que aquecer até mais de 100 milhões de graus. Essas temperaturas extremas alimentaram a próxima fase da estrela, já que começou a fundir o hélio em átomos mais pesados, como carbono e oxigênio. Este núcleo intensamente quente expulsou as camadas externas da estrela, fazendo com que ela fosse mais de um centímetro do que o tamanho original. A estrela que vemos hoje é uma gigante vermelha variável . Até agora, a superfície de uma dessas estrelas nunca antes foi analisada em detalhes.
Em comparação, a fotosfera do Sol contém cerca de dois milhões de células convectivas, com diâmetros típicos de apenas 1500 quilômetros. As vastas diferenças de tamanho nas células convectivas dessas duas estrelas podem ser explicadas em parte pelas suas diferentes gravidades superficiais . π 1 Gruis é apenas 1,5 vezes a massa do Sol, mas muito maior, resultando em uma gravidade da superfície muito menor e apenas alguns grânulos, extremamente grandes.
Enquanto as estrelas mais maciças que oito massas solares terminam suas vidas em explosões dramáticas de supernovas , estrelas menos maciças como esta expulsam gradualmente suas camadas externas, resultando em lindas nebulosas planetárias . Estudos anteriores de π 1 Gruis encontraram uma casca de material a 0,9 anos-luz de distância da estrela central, que se pensa ter sido ejetada há cerca de 20 000 anos. Este período relativamente curto na vida de uma estrela dura apenas algumas dezenas de milhares de anos - em comparação com a vida útil geral de vários bilhões - e essas observações revelam um novo método para investigar essa fase gigante vermelha fugaz.

CLUSTER DE PERSEU: CHANDRA OBSERVA NOVO CONTEÚDO DE MATÉRIA ESCURA

A matéria sombria é uma substância invisível misteriosa que compõe cerca de 85% da matéria no Universo.
Em 2014, os astrônomos relataram a detecção de uma linha de emissão incomum em luz de raios X do Perseus e outros galaxy clusters.
Uma nova interpretação dessas observações de detecção e acompanhamento pode fornecer uma explicação desse sinal.
Se confirmado com futuras observações, esse resultado poderia ajudar a resolver a natureza da matéria escura.
Uma interpretação inovadora de dados de raios X de um cluster de galáxias pode ajudar os cientistas a entender a natureza da matéria escura, conforme descrito em nosso último comunicado de imprensa . A descoberta envolve uma nova explicação para um conjunto de resultados feitos com o Observatório de raios-X da Chandra da NASA, o XMM-Newton e Hitomi da ESA, um telescópio de raios-X liderado por japonês. Se confirmado com futuras observações, isso pode representar um grande passo em frente na compreensão da natureza da substância misteriosa e invisível que compõe cerca de 85% da matéria no Universo .
A imagem mostrada aqui contém dados de raios X de Chandra (azul) do cluster de galáxia de Perseus, que foi combinado com dados óticos do Telescópio Espacial Hubble (rosa) e emissão de rádio da matriz muito grande (vermelho). Em 2014, os pesquisadores detectaram um pico incomum de intensidade , conhecida como linha de emissão, com um comprimento de onda específico de raios-X (3,5 keV) no gás quente dentro da região central do cluster Perseus. Eles também relataram a presença desta mesma linha de emissão em um estudo de 73 outros galaxy clusters.
Nos meses e anos subsequentes, os astrônomos tentaram confirmar a existência desta linha de 3,5 keV. Eles estão ansiosos para fazê-lo porque pode nos dar pistas importantes sobre a natureza da matéria escura. No entanto, tem sido debatido na comunidade astronômica exatamente o que as observações originais e de acompanhamento revelaram.
Ilustração

Crédito: NASA / CXC / M. Weiss
Uma nova análise dos dados de Chandra por parte de uma equipe da Universidade de Oxford, no entanto, está fornecendo uma nova tomada neste debate. O último trabalho mostra que a absorção de raios-X com uma energia de 3,5 keV é detectada ao observar a região que envolve o buraco negro supermassivo no centro de Perseus. Isso sugere que as partículas de matéria escura no cluster são absorventes e emitem raios X (veja a impressão do artista acima para um diagramaajudando a explicar esse comportamento, onde são mostrados os raios-X de 3,5 keV). Se o novo modelo revelar-se correto, ele poderia fornecer um caminho para os cientistas identificar um dia a verdadeira natureza da matéria escura. Para os próximos passos, os astrônomos precisarão de mais observações do cluster de Perseus e outros como ele com os telescópios de raios-X atuais e aqueles planejados para a próxima década e além.
Um artigo descrevendo esses resultados foi publicado na Physical Review D em 19 de dezembro de 2017 e uma pré-impressão está disponível on-line . Os autores do artigo são Joseph Conlon, Francesca Day, Nicolas Jennings, Sven Krippendorf e Markus Rummel, todos da Universidade de Oxford no Reino Unido. O Centro de Vôos Espaciais Marshall da Nasa em Huntsville, Alabama, administra o programa de Chandra para a Direcção da Missão de Ciências da NASA em Washington. O Smithsonian Astrophysical Observatory em Cambridge, Massachusetts, controla a ciência e operações de vôo de Chandra.