58: O cometa 3I/ATLAS foi formado num ambiente muito mais frio do que o do Sistema Solar

Posted on 1 dia ago by astronomia

Novas observações realizadas pelo ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) permitiram a primeira medição de água deuterada – também conhecida como água sem-ipesada – num objecto interestelar. A descoberta revela que o cometa interestelar 3I/ATLAS contém pelo menos 30 vezes a proporção de água semi-pesada encontrada em cometas do nosso próprio Sistema Solar, proporcionando uma janela química directa para as condições gélidas em que o seu sistema estelar natal se formou.

Esta representação artística compara o teor de água semi-pesada do cometa interestelar 3I/ATLAS (à esquerda) e da Terra (à direita). As inserções ilustram a abundância relativa de moléculas de água deuterada (HDO), mostrando que o 3I/ATLAS contém mais de 30 vezes mais HDO do que os oceanos da Terra. Esta proporção elevada sugere que o cometa foi formado num ambiente extremamente frio, muito diferente das condições que moldaram o nosso Sistema Solar.
Crédito: NSF/AUI/NSF NRAO/M.Weiss

A investigação foi liderada pelo estudante de doutoramento Luis E. Salazar Manzano, da Universidade de Michigan, em colaboração com a professora assistente Teresa Paneque-Carreño, que exerceu funções como Investigadora Principal do programa de Tempo Discricionário do Director do ALMA, que tornou estas observações possíveis.

Os dados foram obtidos com o ACA (Atacama Compact Array) do ALMA apenas seis dias depois do 3I/ATLAS ter atingido o seu ponto mais próximo do Sol – uma janela de observação estreita que foi possível graças à capacidade única do ALMA de apontar na direção do Sol, ao contrário da maioria dos telescópios ópticos.

“As nossas novas observações mostram que as condições que levaram à formação do nosso Sistema Solar são muito diferentes da maneira como os sistemas planetários evoluíram em diferentes partes da nossa Galáxia”, afirmou Salazar Manzano.

Os cometas são frequentemente apelidados de “bolas de neve sujas”, em parte devido ao seu elevado teor de água – água que contém registos químicos congelados do ambiente em que se formaram. Para além da água comum (H₂O), os cometas contêm uma variante molecular chamada água deuterada (HDO), na qual um átomo de hidrogénio é substituído por deutério, um átomo de hidrogénio com um neutrão adicional. Nos cometas do Sistema Solar, existe aproximadamente uma molécula de água semi-pesada por cada dez mil moléculas de água comum. No 3I/ATLAS, essa proporção é pelo menos 30 vezes maior – e mais de 40 vezes superior à encontrada nos oceanos da Terra.

Notavelmente, a própria água comum (H₂O) ficou abaixo do limiar de detecção do ALMA durante estas observações. A equipa determinou a proporção D/H indirectamente, detectando HDO directamente e inferindo a taxa de produção de água através da excitação de linhas de metanol – uma sofisticada abordagem de modelação que demonstra as capacidades analíticas únicas do ALMA.

Esta proporção elevada aponta para uma origem num ambiente excepcionalmente frio e quimicamente distinto. “Os processos químicos que levam ao aumento da água deuterada são muito sensíveis à temperatura e requerem normalmente ambientes mais frios do que aproximadamente 30 Kelvin”, explicou Salazar Manzano. A proporção foi estabelecida quando o sistema natal do cometa se formou e foi preservada, intacta, ao longo da sua viagem interestelar.

O ALMA desempenhou um papel fundamental nesta descoberta. Paneque-Carreño salienta: “A maioria dos instrumentos não consegue apontar para o Sol, mas os radiotelescópios como o ALMA conseguem. Conseguimos observar o cometa poucos dias após o periélio, precisamente quando este surgiu do seu trânsito por trás do Sol. Isto permitiu-nos restringir estas moléculas, o que não seria possível com outros instrumentos”.

Para além de ser uma impressão digital química de um sistema planetário distante, a relação HDO/H₂O tem um significado cosmológico especial: as abundâncias de deutério e hidrogénio foram definidas durante o próprio Big Bang, tornando esta medição uma sonda fundamental e única das condições em que outros mundos nascem. “Cada cometa interestelar traz com ele um pouco da sua história, fósseis de outros lugares. Não sabemos exactamente de onde, mas com instrumentos como o ALMA podemos começar a compreender as condições desse local e compará-las às nossas”, afirmou Paneque-Carreño.

// Observatório ALMA (comunicado de imprensa)
// NRAO (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature Astronomy)

CCVALG
28.04.2026

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57: Desvendando o mistério da massa das jovens estrelas de Orion

Posted on 1 dia ago by astronomia

A massa de uma estrela determina toda a sua história de vida, desde a forma como brilha até à forma como morre. No caso das estrelas jovens envoltas em poeira, determinar a sua massa com precisão tem sido, há muito, uma tarefa difícil…, mas novas medições no rádio estão a começar a mudar essa situação. Os astrónomos estão a ajudar a desvendar o mistério da massa das estrelas jovens no complexo de formação estelar de Orion, medindo as suas massas com uma precisão sem precedentes.

Representação artística de duas jovens estrelas a orbitarem-se uma à outra no interior do empoeirado complexo de formação estelar de Orion. Como as nuvens de gás e poeira ocultam estes sistemas nos comprimentos de onda do visível e do infravermelho, os astrónomos utilizaram o VLBA (Very Long Baseline Array ) para os observar no rádio e medir directamente o seu movimento orbital e as suas massas.
Crédito: NSF/AUI/NRAO da NSF/M.Weiss

Estrelas leves, semelhantes ao Sol, queimam combustível de forma constante durante 10 mil milhões de anos, enquanto as massivas brilham intensamente por um curto período antes de explodirem como super-novas em apenas meros milhões de anos. A massa também determina quais os elementos pesados que elas produzem, tais como carbono, oxigénio e ferro, que constituem os blocos de construção dos planetas e da vida. Além disso, influencia os tipos de planetas que se podem formar à sua volta.

Utilizando o VLBA (Very Long Baseline Array), uma rede de radiotelescópios espalhados pelos EUA que funcionam em conjunto como um único instrumento gigante, a equipa acompanhou os movimentos orbitais de uma amostra de jovens sistemas estelares binários em Orion. As estrelas binárias são pares que orbitam um centro de massa comum, como parceiros de dança a rodopiarem um ao redor do outro.

Ao observar estas “danças” com extraordinária precisão em comprimentos de onda de rádio, os investigadores conseguiram calcular as massas reais das estrelas sem recorrer a modelos teóricos. Como explica o investigador principal, o Dr. Sergio Abraham Dzib Quijano, do Instituto Max Planck de Radioastronomia, “a massa estelar é a propriedade mais fundamental de uma estrela, mas é notoriamente difícil de medir em sistemas jovens e embebidos”.

As jovens estrelas de Orion estão envoltas em densas nuvens de gás e poeira, impedindo que a luz visível e até mesmo a infravermelha chegue à maioria dos telescópios. O VLBA supera esta dificuldade observando em comprimentos de onda de rádio (5 GHz), onde a poeira é transparente e a resolução extrema do conjunto de antenas (inferior a um milésimo de segundo de arco) permite distinguir binários muito íntimos que se confundem noutros comprimentos de onda.

O VLBA também consegue detectar movimentos no céu menores do que a largura de um cabelo humano, vistos a milhares de quilómetros de distância, demonstrando a notável proeza técnica por trás destas medições de massa. Na prática, isto significa medir pequenas variações na posição aparente de uma estrela no céu ao longo de meses e anos, utilizando observações repetidas para traçar o seu percurso.

Cada radiotelescópio da rede VLBA regista as ondas de rádio recebidas com uma precisão extraordinária. Ao combinar os sinais de antenas espalhadas por todo os EUA, desde o Hawaii até às Ilhas Virgens, os astrónomos conseguem determinar a posição de uma estrela com uma precisão de milésimos de segundo de arco, muito superior à que é possível com uma única antena. Ao comparar como essa posição muda de época para época, conseguem observar o movimento orbital subtil causado pela gravidade de uma estrela companheira e usar esse movimento para inferir a massa de cada estrela no sistema.

Nos sistemas em que as massas medidas puderam ser comparadas com modelos padrão de evolução de estrelas jovens, os resultados foram mistos: alguns foram bem reproduzidos, enquanto pelo menos um apresentou uma discrepância clara, sugerindo que os modelos ainda podem precisar de aperfeiçoamento. As observações também revelaram companheiras anteriormente ocultas e evidências de que uma forte actividade magnética pode persistir em estrelas jovens relativamente massivas.

As estrelas jovens em Orion são os alicerces de futuros sistemas planetários, muito semelhantes ao nosso próprio Sistema Solar. “Estas medições precisas de massa transformam agora Orion num laboratório de precisão para testar como as estrelas jovens se formam e evoluem”, afirma a Dra. Jazmin Ordonez-Toro, bolseira de pós-doutoramento no Observatório Astronómico da Universidade de Nariño, que co-liderou o estudo. “Estas medições expandem enormemente a nossa compreensão de como se formam vizinhanças estelares como a nossa”.

// NRAO (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Astronomy & Astrophysics)

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As “primas pequenas” da Via Láctea podem conter pistas do Universo primitivo

Posted on 1 dia ago by astronomia

As galáxias anãs ultra-fracas – minúsculas galáxias satélite que orbitam a Via Láctea – há muito que são consideradas fósseis cósmicos. Agora, um novo estudo publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society utiliza um conjunto sem precedentes de simulações para mostrar até que ponto estes sistemas ténues podem reflectir as condições do Universo primitivo e explicar-nos por que razão algumas galáxias cresceram e outras não.

(A) Distribuição da matéria escura na nossa vizinhança no Universo, o chamado Grupo Local de galáxias. Os dois grandes halos de matéria escura correspondem aos da Via Láctea e da galáxia de Andrómeda; (B) ampliação da matéria escura dentro e em torno de um pequeno halo, cerca de 700 milhões de anos após o Big Bang; (C) estrelas e gás no centro do pequeno halo de matéria escura numa das simulações.
Crédito: J. Sureda/A. Fattahi/S. Brown

Podem também revelar como era o “clima” mais antigo do Universo – por exemplo, o nível de radiação e como isso influenciou a formação de estrelas e os locais onde estas se formaram.

As galáxias anãs são frequentemente descritas como primas pequenas da Via Láctea. Formam-se em pequenos halos de matéria escura, previstos pelo modelo padrão da cosmologia. Os exemplos mais ténues desses sistemas são extremos tanto em tamanho como em fragilidade, e situam-se na fronteira do nosso conhecimento acerca da formação de galáxias e da matéria escura.

“Neste trabalho, apresentámos um conjunto totalmente novo de simulações cosmológicas centradas nas galáxias mais ténues do Universo, com uma resolução sem precedentes. Esta é, de longe, a maior amostra de tais galáxias alguma vez simulada com estas resoluções”, afirmou a professora Dra. Azadeh Fattahi, do OKC (Oskar Klein Centre) em Estocolmo, que liderou o novo estudo com a colaboração LYRA, em parceria com a Universidade de Durham e a Universidade do Hawaii.

“As galáxias mais pequenas são designadas por galáxias anãs ultra-fracas, cuja massa é um milhão de vezes inferior à da Via Láctea ou ainda menos. Devido ao seu pequeno tamanho, estas galáxias têm-se revelado muito difíceis de modelar e simular”. Este novo conjunto de simulações representa um grande passo em frente, permitindo uma visão sistemática de como estas galáxias se formam e evoluem.

Uma analogia prática

“Uma analogia útil… é com as plantas e as culturas e a forma como o seu crescimento é sensível às condições meteorológicas”, afirmou Shaun Brown, que liderou o estudo enquanto trabalhava no OKC e na Universidade de Durham.

“Da mesma forma que o rendimento de uma colheita no verão pode, indirectamente, dizer-nos muito sobre como deve ter sido o tempo na primavera, as propriedades das galáxias anãs ténues de hoje podem dizer-nos muito sobre as condições, ou o clima, do Universo numa época muito anterior”.

O que torna estes resultados especialmente oportunos é o facto de as simulações não se limitarem a reproduzir galáxias anãs pouco luminosas – sugerem que estes objetos locais podem servir como uma sonda para o “clima” mais primitivo do Universo. A equipa explorou de que forma diferentes pressupostos sobre o ambiente de radiação primitivo influenciam quais os pequenos halos de matéria escura que conseguem, de todo, formar estrelas.

“No artigo científico, estudámos duas hipóteses diferentes sobre as propriedades do Universo primitivo, quando tinha menos de 500 milhões de anos, para compreender o efeito nas propriedades destas pequenas galáxias hoje, quando o Universo tem 13 mil milhões de anos”, explicou Brown.

“Descobrimos que estas pequenas galáxias ultra-fracas são muito sensíveis a estas alterações, enquanto galáxias mais massivas, como a nossa Via Láctea, não são realmente afectadas”, acrescentou. “Para as galáxias mais pequenas, as condições iniciais podem determinar se se tornam galáxias visíveis – ou se permanecem halos de matéria escura sem estrelas”.

Investigação futura

Essa sensibilidade abre um caminho claro para testar a física do Universo primitivo com as próximas observações. “É emocionante pensar que, num futuro próximo, teremos dados do Observatório Vera C. Rubin, que será capaz de detectar muitas mais destas anãs ultra-fracas em torno da Via Láctea”, afirmou a Dra. Fattahi.

Muitos astrónomos esperam que o Rubin consiga fornecer um censo quase completo das galáxias satélites da Via Láctea – e estas simulações sugerem que este censo poderá conter informações que vão muito além da nossa vizinhança local.

“O nosso trabalho sugere que estas próximas observações do Universo muito local serão capazes de restringir a forma como o Universo se apresentava na sua infância, algo a que actualmente não podemos aceder directamente com outras observações”, acrescentou a Dra. Fattahi.

O resultado é particularmente relevante à luz das recentes descobertas, pelo Telescópio Espacial James Webb, de galáxias no Universo primitivo, algumas das quais são inesperadamente massivas e brilhantes.

Se o Universo primitivo está a revelar surpresas a grandes distâncias, então as relíquias locais da mesma época – anãs ultra-fracas – podem constituir uma via adicional para compreender o que aconteceu.

No entanto, em investigações como esta, ainda há grandes desafios práticos a superar. “Executar estas simulações é um desafio extremamente dispendioso, tanto em termos de tempo como de recursos computacionais. No total, foram necessários mais de 6 meses para executar todas as simulações”, acrescentou a Dra. Fattahi.

“A simulação também produz quantidades muito grandes de dados (no total, cerca de 300 terabytes). Isto significou que muitos dos algoritmos antigos, concebidos para quantidades mais pequenas de dados, precisaram de ser actualizados e melhorados para lidar eficazmente com esta nova e grande quantidade de dados”.

Olhando para o futuro, a equipa da Dra. Fattahi planeia utilizar o novo conjunto de ferramentas para abordar questões que ainda estão em aberto na formação moderna de galáxias e estruturas, tais como: onde podemos encontrar a primeira geração de estrelas formadas no Universo? Ou o que é que as propriedades das galáxias anãs ultra-fracas nos dizem sobre a natureza da matéria escura?

// Real Sociedade Astronómica (comunicado de imprensa)
// Universidade de Estocolmo (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)

CCVALG
28.04.2026

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