81: Identificados os exoplanetas com maior período orbital entre os que transitam estrelas jovens

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Uma colaboração internacional de astrónomos liderada pela ULL (Universidade de La Laguna) e pelo IAC (Instituto de Astrofísica de Canarias) identificou dois planetas intrigantes, gigantescos, mas de baixa densidade, que orbitam a estrela HD 114082. Esta estrela tem apenas 15 milhões de anos, ou seja, é muito mais jovem do que o Sol (com 4,6 mil milhões de anos), gira 15 vezes mais depressa, tem 28% mais massa e é cerca de mil graus mais quente e quase quatro vezes mais luminosa. Os seus planetas recebem cerca de 200 vezes mais luz e calor do que Júpiter. O estudo, que envolveu a separação do fraco sinal planetário do sinal estelar, oferece pistas acerca da formação dos exoplanetas e ajuda a contextualizar o Sistema Solar.

Representação artística do sistema planetário HD 114082.
Crédito: ilustração – Gabriel Pérez Díaz (IAC); conceito – Carlos del Burgo (IAC/ULL); fundo – ESO/S. Brunier

Carlos del Burgo Díaz, investigador sénior que trabalha na ULL e no IAC, lidera o estudo publicado na revista The Astrophysical Journal Letters e detalha as descobertas: “Identificámos um estranho par de exoplanetas gigantes. Destacam-se entre os mais jovens detectados por passarem à frente da sua estrela, pois demoram mais tempo a completar uma órbita. O planeta interior, 20% mais próximo da sua estrela do que a Terra do Sol, tem o tamanho de Júpiter. O planeta exterior encontra-se à mesma distância orbital que a Terra e tem um raio 36% maior do que o de Júpiter e uma densidade média mais de 7,5 vezes inferior à da água, pelo que flutuaria”.

Alejandro Suárez Mascareño (ULL/IAC), co-autor do artigo científico, acrescenta: “Os planetas movem-se em órbitas quase circulares no mesmo plano e podem estar em ressonância, ou perto da ressonância [o que implica que os períodos orbitais têm uma relação simples de números inteiros]”.

O estudo utiliza dados recolhidos pelos telescópios espaciais TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) e CHEOPS (CHaracterising ExOplanet Satellite), bem como por instalações terrestres, incluindo o NGTS (Next-Generation Transit Survey; Chile), o ASTEP+ (Antarctic Search for Transiting ExoPlanets; Antártida) e o LCO (Las Cumbres Observatory). A partir destas observações, foram geradas curvas de luz estelar (intensidade em função do tempo).

Estas mostram quatro diminuições não consecutivas do planeta interior HD 114082 b. Cada diminuição de brilho, ou trânsito, deve-se ao facto de o planeta passar à frente da estrela, bloqueando uma pequena fracção da sua luz do ponto de vista do Sistema Solar. Estes dados permitiram determinar o seu período orbital com uma precisão de minutos: 225 dias, 13 horas e 12 minutos (incerteza de 34,56 segundos). O período do planeta exterior, HD 114082 c, 314 dias (margem de erro de 9%), foi estimado a partir de um único trânsito confirmado por dois instrumentos e medições suplementares.

A atracção gravitacional entre os dois planetas manifesta-se através de um efeito de “jogo da corda”, que atrasa ou antecipa o trânsito do planeta companheiro; este efeito, tanto mais pronunciado quanto mais próximos de uma ressonância estes gigantes estiverem, pode ser medido mesmo que as suas massas sejam pequenas.

Carlos del Burgo acrescenta: “Na sequência da nossa descoberta, esperamos que a comunidade exoplanetária se junte à busca por um segundo trânsito do planeta exterior, o que nos permitiria determinar o seu período com uma maior precisão. Uma vez alcançado este objectivo, o aperfeiçoamento dos valores das massas dos dois planetas exigirá a medição dos tempos médios de trânsito de vários picos de diminuição de brilho para cada um. Este método também poderá revelar corpos adicionais no sistema”.

Como e onde é que se formaram estes planetas?

Estes gigantes formaram-se no disco protoplanetário, rico em gás e poeira, em torno da estrela. Inicialmente, acumularam material até formarem um núcleo sólido. Quando atingiram uma determinada massa, iniciou-se um descontrolado processo de acreção de gás e o calor interno provocou a expansão do seu invólucro. A teoria sugere que dois planetas nascidos muito próximos um do outro tendem a atingir massas semelhantes. A massa medida do planeta exterior é, no máximo, 24% da de Júpiter, ou seja, 4,4 vezes a massa de Neptuno. Os planetas de HD 114082 podem ter-se formado “in situ” (expressão em latim – significa que se formaram onde foram encontrados). Ou então, formaram-se numa região distante e fria e migraram para as suas órbitas actuais, onde recebem mais luz e calor.

Carlos del Burgo explica: “Estes gigantes devem ter influenciado as órbitas dos asteróides e cometas [remanescentes da formação planetária] mais próximos da estrela, organizando-os numa cintura que se encontra no mesmo plano que as órbitas dos planetas”. Jonathan Marshall, do ASIAA (Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics), co-autor do artigo científico, acrescenta: “Por outro lado, o anel exterior de grãos de poeira gelada e detritos, localizado a uma distância 25% superior do que a órbita de Neptuno, está inclinado em relação às órbitas planetárias e é provavelmente primordial”.

O impacto das descobertas

A colaboração internacional contou com a participação de 38 investigadores. Os esforços foram coordenados para garantir a integração dos dados e um processamento coerente. As descobertas obtidas colocam este sistema planetário em torno de HD 114082 no centro das atenções da comunidade exoplanetária.

Nos próximos anos, observações de acompanhamento com instalações como as utilizadas neste trabalho e outras, tais como o Telescópio Espacial James Webb, permitirão caracterizar este sistema único com maior detalhe, desde a determinação precisa das massas dos planetas até à descoberta da composição química das suas atmosferas e outros mistérios ainda por resolver.

// IAC (comunicado de imprensa)
// ULL (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal Letters)

CCVALG
22.05.2026

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80: Fermi avista a fonte de energia das super-novas super-luminosas

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Uma equipa internacional que estuda dados do Telescópio Espacial de Raios Gama Fermi concluiu que a missão detectou uma super-nova rara e invulgarmente luminosa. Os investigadores afirmam que esta provavelmente obteve a sua energia de uma estrela de neutrões super-magnetizada, nascida do colapso estelar que desencadeou a explosão.

A super-nova super-luminosa SN 2017egm foi descoberta pela missão Gaia da ESA no dia 23 de maio de 2017. Explodiu numa enorme galáxia espiral barrada conhecida como NGC 3191, mostrada à esquerda antes da explosão. A imagem à direita, captada a 1 de Julho de 2017, mostra a super-nova a brilhar mais do que toda a galáxia. Crédito: esquerda – SDSS e PS1; direita – NOT+ALFSOC/Bose et al., 2020

A missão Fermi faz parte da frota de observatórios da NASA que monitoriza as mudanças no cosmos para ajudar a humanidade a compreender melhor como o Universo funciona.

“Durante quase 20 anos, os astrónomos têm procurado nos dados do Fermi sinais de raios gama provenientes de milhares de super-novas e, embora tenham sido relatadas algumas pistas intrigantes, nenhuma era definitiva até agora”, afirmou o líder do estudo, Fabio Acero, do CNRS (Centre national de la recherche scientifique), França, e da Universidade de Paris-Saclay.

O artigo científico que descreve as descobertas foi publicado quarta-feira na revista Astronomy & Astrophysics.

As super-novas de colapso do núcleo ocorrem quando o centro produtor de energia de uma estrela com uma massa muitas vezes superior à do nosso Sol fica sem combustível, colapsa sob o seu próprio peso e explode. Durante o colapso, pode formar-se uma estrela de neutrões do tamanho de uma cidade ou um buraco negro ainda mais pequeno. Uma onda de choque expulsa o resto da estrela, que se expande rapidamente como uma nuvem quente e densa de gás ionizado.

Nas últimas duas décadas, foram identificadas cerca de 400 excepcionais super-novas de colapso do núcleo. Cada um destes eventos, denominados super-novas super-luminosas, produziu 10 ou mais vezes a quantidade de luz visível normalmente observada.

Em 2024, um estudo liderado por Li Shang na Universidade de Anhui, em Hefei, China, observou que o LAT (Large Area Telescope) do Fermi pode ter detectado raios gama – a forma mais energética de luz – provenientes de uma super-nova super-luminosa que ocorreu anos antes.

Denominada SN 2017egm, esta explosão super-potente ocorreu na galáxia NGC 3191, localizada a cerca de 440 milhões de anos-luz de distância na direcção da constelação da Ursa Maior. Mesmo a esta distância, a explosão continua a ser uma das mais próximas do seu tipo.

“Procurámos raios gama provenientes das seis super-novas super-luminosas mais próximas observadas durante os primeiros 16 anos da missão do Fermi”, afirmou Guillem Martí-Devesa, investigador anteriormente na Universidade de Trieste, em Itália, e agora bolseiro no Instituto de Ciências Espaciais, em Barcelona, Espanha. “Apenas SN 2017egm apresenta indícios de raios gama, confirmando sugestões anteriores de que algumas super-novas podem ser tão luminosas em raios gama como o são no visível. Isto abre uma nova janela para o estudo destes eventos fascinantes”.

Os teóricos têm debatido as possíveis fontes de energia que conferem a estas explosões a sua força adicional. No topo da lista está a formação de um magnetar, um tipo de estrela de neutrões com os campos magnéticos mais intensos que se conhecem – até 1000 vezes a intensidade das estrelas de neutrões típicas. É 10 biliões de vezes mais forte do que um típico íman que se coloca num frigorífico.

Esta composição apresenta duas perspectivas de SN 2017egm: no visível (inserção) e em raios gama (fundo). A imagem óptica mostra a super-nova – o objecto mais brilhante na imagem – e a sua galáxia hospedeira, no dia 1 de Julho de 2017. O mapa de fundo mostra uma ampla área do céu em torno da posição da super-nova. As cores mais brilhantes indicam maior probabilidade estatística de que os raios gama estejam associados à explosão. O mapa inclui raios gama detectados pelo LAT do Fermi entre 5 de Julho de 2017 e 25 de Outubro de 2017, ou seja, entre 43 e 155 dias após a descoberta da super-nova.
Crédito: fundo – NASA/DOE/Colaboração LAT do Fermi e Acero et. al. 2026; inserção – NOT+ALFSOC/Bose et al., 2020

A equipa realizou uma análise mais aprofundada das características ópticas e de raios gama observadas na super-nova para comparar a capacidade de diferentes modelos teóricos em reproduzi-las. Um modelo desenvolvido pelos co-autores Indrek Vurm, da Universidade de Tartu, na Estónia, e Brian Metzger, da Universidade de Columbia, em Nova Iorque, rastreou a forma como a luz e as partículas produzidas por um magnetar recém-formado se deslocariam para o exterior e interagiriam com os detritos em expansão da super-nova.

Os cientistas esperam que um magnetar recém-formado gire algumas centenas de vezes por segundo. Esta rotação rápida produz um forte fluxo de electrões e positrões, as suas contrapartes de antimatéria, que forma uma vasta nuvem de partículas energéticas.

Dentro desta nuvem – denominada nebulosa de vento de magnetar – várias interacções alimentam a produção e a absorção de raios gama. Por exemplo, um electrão e um positrão podem aniquilar-se, formando um par de fotões de raios gama, ou dois raios gama podem colidir e produzir as partículas. Desta e de outras formas, os raios gama interagem com os detritos da super-nova. Incapazes de escapar directamente, são reprocessados, convertidos em luz visível de menor energia, o que confere à super-nova um aumento adicional de luminosidade.

“Cerca de três meses após o colapso, à medida que os detritos da supernova se expandem e arrefecem, os raios gama podem começar a escapar”, disse Acero. “Este modelo de magnetar reproduz melhor a luminosidade da super-nova e o tempo de chegada dos seus raios gama durante os primeiros meses, mas vemos margem para melhorias em fases posteriores, quando a luz visível se desvanece de forma bastante irregular”.

Acero e os seus colegas sugerem que processos adicionais provavelmente desempenharam papéis importantes durante o longo desvanecimento de SN 2017egm. Estes incluem detritos a cair de volta sobre o magnetar e interacções entre a onda de choque e a matéria ejectada pela estrela nos séculos anteriores ao seu colapso.

A equipa também analisou a capacidade de uma nova instalação terrestre de detecção de raios gama, o CTAO (Cherenkov Telescope Array Observatory), para detectar eventos como SN 2017egm. Segundo eles, com cerca de 50 horas de tempo de observação, seria possível detectar uma super-nova semelhante a uma distância de cerca de 500 milhões de anos-luz. A nossa compreensão de fenómenos como SN 2017egm irá melhorar graças à cooperação entre essas instalações e a frota de observatórios espaciais da NASA que monitorizam mudanças rápidas no Universo.

“O mecanismo do motor central do magnetar discutido neste artigo científico baseia-se em muitos avanços observacionais e teóricos sobre magnetares ao longo dos últimos 20 anos”, afirmou Judy Racusin, cientista adjunta do projecto da missão Fermi no Centro de Voos Espaciais Goddard da NASA, em Greenbelt, Maryland, EUA. “A observação de raios gama provenientes de super-novas irá proporcionar-nos uma nova forma de explorar o seu funcionamento interno”.

// NASA (comunicado de imprensa)
// Universidade do Estado do Louisiana (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Astronomy & Astrophysics)

CCVALG
22.05.2226

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79: Missão Psyche realiza com sucesso passagem por Marte, vai agora directamente para asteróide rico em metais

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A sonda espacial Psyche da NASA concluiu a sua aproximação a Marte no passado dia 15 de Maio, chegando a uma distância 4609 quilómetros da superfície do planeta. Esta passagem aproveitou a assistência gravitacional de Marte para proporcionar um aumento crucial na velocidade e ajustar o plano orbital da sonda sem utilizar qualquer combustível a bordo, encaminhando-a para o asteróide Psique, rico em metais.

Esta imagem de um Marte Crescente foi captada a 15 de maio de 2026, por volta das 13:03 (hora portuguesa), pela missão Psyche da NASA, enquanto esta se aproximava do planeta para uma manobra de assistência gravitacional. A imagem foi processada para apresentar cores naturais, utilizando dados de vermelho, verde e azul do instrumento de imagem multi-espectral.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/ASU

A sonda dirige-se agora directamente para o asteróide, localizado na cintura principal de asteróides entre Marte e Júpiter. Após a aproximação a Marte, a equipa de voo analisou os sinais de rádio entre a sonda e a DSN (Deep Space Network) da NASA, o sistema global da agência para comunicar com sondas interplanetárias, para confirmar que a Psyche se encontrava na trajectória correta.

“Embora estivéssemos confiantes nos nossos cálculos e no plano de voo, monitorizar o sinal Doppler da DSN em tempo real durante a aproximação foi ainda assim emocionante”, afirmou Don Han, responsável pela navegação da Psyche no JPL da NASA, no sul da Califórnia. “Confirmámos que Marte deu à sonda um impulso de 1600 km/h e alterou o seu plano orbital em cerca de 1 grau em relação ao Sol. Estamos agora a caminho de chegar ao asteróide Psique no verão de 2029”.

Esta é a primeira imagem de um “Marte quase Cheio”, tal como foi captada pela sonda Psyche da NASA pouco depois da sua aproximação máxima ao planeta, no dia 15 de maio de 2026. A imagem estende-se desde a calota polar sul, em direcção a norte, até ao sistema de desfiladeiros Valles Marineris e além.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/ASU

Uma vista marciana única

Nos dias que antecederam e durante a aproximação, todos os instrumentos da Psyche foram ligados para a realização de calibrações, incluindo as câmaras, os magnetómetros e os espectrómetros de raios gama e de neutrões. O encontro planetário proporcionou à missão um valioso ensaio para quando chegar ao asteróide Psique; como bónus, captou imagens de Marte a partir de uma perspectiva rara.

Como a Psyche passou por Marte a partir de um ângulo de fase elevado, o planeta apareceu como um fino crescente nos dias que antecederam a aproximação máxima, iluminado pela luz solar reflectida na sua superfície. Nas observações do sensor multi-espectral da sonda, o crescente apareceu mais brilhante e estendeu-se mais ao redor do disco do planeta do que o previsto, devido à forte dispersão da luz solar através da atmosfera empoeirada do planeta. À medida que a Psyche passava dos céus nocturnos de Marte para os diurnos, tirou uma rápida série de fotografias da superfície por volta do momento da aproximação máxima.

“Captámos milhares de imagens da aproximação a Marte e da superfície e atmosfera do planeta na aproximação máxima. Este conjunto de dados proporciona-nos oportunidades únicas e importantes para calibrar e caracterizar o desempenho das câmaras, bem como para testar as primeiras versões das nossas ferramentas de processamento de imagem que estão a ser desenvolvidas para utilização no asteróide Psique”, afirmou Jim Bell, responsável pelo instrumento de imagem da Psyche na Universidade do Estado do Arizona, em Tempe, EUA. “À medida que a sonda prossegue a sua viagem após a aproximação, continuaremos a realizar imagens de calibração de Marte durante o resto do mês, à medida que este se afasta”.

Bell também lidera a investigação de imagens da Mastcam-Z na equipa da missão do rover Perseverance da NASA em Marte, que foi uma das várias missões que forneceram imagens complementares da superfície e da atmosfera, bem como dados de navegação durante a aproximação, para ajudar nos esforços de calibração. Outras missões envolvidas incluem a MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) da NASA, a Mars Odyssey e o rover Curiosity, juntamente com a Mars Express e a ExoMars TGO (Trace Gas Orbiter) da ESA.

Para além do sensor de imagem, as primeiras medições de calibração feitas pelos magnetómetros da Psyche podem ter detectado o choque em arco de Marte à medida que a nave espacial passava pelo planeta. A equipa do espectrómetro de raios gama e neutrões também estava a recolher rapidamente dados para calibrar o instrumento, comparando as suas medições com o vasto conjunto de dados existentes sobre Marte.

Captada pelo instrumento de imagem multi-espectral da Psyche, esta é uma imagem com cores intensificadas da grande cratera de anéis duplos Huygens (canto superior direito; com cerca de 470 quilómetros, de diâmetro) e das circundantes terras altas do sul, densamente crateradas.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/ASU

Em direcção ao asteróide Psique

Com Marte no retrovisor, a sonda espacial retomará em breve a utilização do seu sistema de propulsão solar-eléctrica para seguir em linha recta para a cintura principal de asteróides. Quando chegar, em Agosto de 2029, entrará em órbita em torno do asteróide Psique, que se pensa ser o núcleo parcial de um planetesimal, um bloco de construção de um planeta primitivo. Através de uma série de órbitas circulares que descem e depois sobem em altitude em torno de Psique, que tem cerca de 280 quilómetros de diâmetro no seu segmento mais largo, a sonda irá mapear o asteróide e recolher dados científicos.

Se o asteróide se revelar o núcleo metálico de um antigo planetesimal, poderá oferecer uma visão única do interior de planetas rochosos como a Terra.

“Há anos que aguardávamos ansiosamente a aproximação a Marte, mas agora está concluída. Podemos agradecer ao Planeta Vermelho por ter proporcionado à nossa sonda espacial um impulso gravitacional crucial para nos levar para mais longe no Sistema Solar”, afirmou Lindy Elkins-Tanton, investigadora principal da missão Psyche na Universidade da Califórnia, em Berkeley. “Em frente, rumo ao asteróide Psique!”

// NASA (comunicado de imprensa)

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