Observatório ALMA e sonda CASSINI (planeta Saturno)
Astrônomos descobriram uma estrutura em espiral totalmente inesperada na matéria que circunda a estrela R Sculptoris. A estranha forma foi provavelmente criada por uma estrela companheira escondida, que orbita a gigante vermelha. A descoberta foi possível graças ao ainda em construção Telescópio ALMA(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array).
Esta é a primeira vez que uma estrutura deste tipo, juntamente com uma concha esférica exterior, é encontrada em torno de uma estrela gigante vermelha. É também a primeira vez que astrônomos conseguem obter informação completa em três dimensões de uma espiral desta natureza. A estrutura em espiral no gás que rodeia a estrela gigante vermelha significa que existe provavelmente uma estrela companheira que orbita a estrela, mas que nunca foi vista anteriormente. Os astrônomos ficaram igualmente surpreendidos ao descobrir que a gigante vermelha ejetou muito mais material do que o esperado. Já tínhamos visto anteriormente conchas em torno de estrelas deste tipo, mas esta é a primeira vez que vemos uma espiral de matéria saindo da estrela, juntamente com a concha circundante, diz o autor principal do artigo científico que descreve os resultados, Matthias Maercker (ESO e Universidade de Bonn, Alemanha). Como ejetam grandes quantidades de matéria, gigantes vermelhas como a R Sculptoris contribuem muito para a poeira e gás que constituem a matéria-prima na formação de futuras gerações de estrelas e sistemas planetários. Quando observamos a estrela com o ALMA, nem metade das antenas estavam ainda operacionais. É realmente excitante imaginar o que a rede ALMA completa conseguirá observar quando estiver terminada em 2013, acrescenta Wouter Vlemmings (Universidade de Tecnologia Chalmers, Suécia), coautor do estudo. Uma estrutura em espiral similar, mas sem a concha circundante, foi observada pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA na estrela LL Pegasi. No entanto, ao contrário das novas observações do ALMA, estes dados não permitiram que a estrutura 3D completa fosse estudada. As observações do Hubble detectam a poeira, enquanto as do ALMA detectam a emissão molecular.
Pulsações térmicas
No final das suas vidas, as estrelas com até oito massas solares transformam-se em gigantes vermelhas e liberam enormes quantidades de matéria sob a forma de um denso vento estelar. Durante a fase de gigante vermelha, as estrelas sofrem periodicamente pulsações térmicas. Este fenômeno corresponde a fases de curta duração, em que se verificam explosões de combustão de hélio na concha que envolve o núcleo estelar.
Uma pulsação térmica faz com que a matéria seja expelida para fora da estrela a uma velocidade muito alta, o que origina a formação de uma grande concha de poeira e gás em torno da estrela. Depois da pulsação, a taxa com que a estrela perde massa volta ao seu valor normal. As pulsações térmicas ocorrem com intervalo de 10 mil a 50 mil anos, durando apenas algumas centenas de anos. As novas observações de R Sculptoris mostram que esta estrela sofreu uma pulsação térmica há cerca de 1.800 anos, que durou cerca de 200 anos. A estrela companheira moldou o vento da R Sculptoris em forma espiral. Num futuro próximo, observações de estrelas como R Sculptoris pelo ALMA nos ajudarão a compreender como é que os elementos de que somos constituídos chegaram a locais como a Terra, e também nos fornecerão pistas de como é que o futuro longínquo da nossa própria estrela poderá ser, conclui Matthias Maercker.
Gigante Vermelha
A R Sculptoris é um exemplo de uma estrela que se encontra no ramo assintótico das gigantes (AGB na sigla em inglês). São estrelas com massas iniciais entre as 0,8 e 8 massas solares, que se encontram nos últimos estágios das suas vidas. São gigantes vermelhas frias que apresentam acentuada perda de massa sob a forma de fortes ventos estelares e são tipicamente variáveis de longo período. A sua estrutura consiste num pequeníssimo núcleo central de carbono e oxigênio, rodeado por uma concha em combustão de hélio e hidrogênio, seguida de um enorme envelope convectivo. O Sol irá eventualmente evoluir para a fase de estrela AGB. Depois da fase AGB, as estrelas de massa baixa e intermédia (0,8 - 8 massas solares) terminam seus dias dando origem a uma nebulosa planetária. Estes objetos são os restos brilhantes do envelope estelar de gás ejetado durante a fase AGB, o qual é ionizado pela radiação ultravioleta emitida estrela central. Muitas nebulosas planetárias têm morfologias extremamente complexas e variadas. Estrelas centrais binárias, discos estelares e campos magnéticos foram sugeridos como mecanismos que produzem tal variedade de formas.
Conchas estelares
A concha ejetada que se forma em torno das estrelas AGB é composta por gás e grãos de poeira. Os grãos de poeira podem ser encontrados ao procurar emissão térmica, emissão esta que vai desde o infravermelho longínquo até aos comprimentos de onda do milímetro. No milímetro a emissão que vem da molécula de CO permite aos astrônomos obter mapas de alta resolução da emissão de gás proveniente dos fortes ventos estelares gerados pelas estrelas AGB. Estas observações traçam com alta precisão a distribuição do gás em torno destes objetos. A alta sensibilidade do ALMA torna possível obter diretamente imagens da zona de condensação da poeira e da estrutura do material em torno das estrelas AGB, mostrando detalhes menores que 0,1 segundos de arco.
Bibliografia:
Unexpectedly large mass loss during the thermal pulse cycle of the red giant star R Sculptoris. M. Maercker, S. Mohamed, W.H.T. Vlemmings, S. Ramstedt, M.A.T. Groenewegen, E. Humphreys, F. Kerschbaum, M. Lindqvist, H. Olofsson, C. Paladini, M. Wittkowski, I. de Gregorio-Monsalvo, L.-A. Nyman
Nature - Vol.: Published online
Créditos: http://www.inovacaotecnologica.com.br
Em 15out1997, a sonda Cassini era lançada da Terra rumo a Saturno, meta que atingiria em 2004. Desde sua chegada, a nave mandou 444 gigabytes de dados, inclusive mais de 300 mil imagens. Este mosaico, por exemplo, mostra o planeta e seus anéis contra a luz do Sol. Ele combina 165 fotografias. Veja a seguir algumas das melhores imagens que a sonda fez.
A atmosfera púrpura de Titã é registrada no primeiro sobrevoo da Cassini sobre esta lua - a maior de Saturno e segunda do Sistema Solar - ela é maior até que o planeta Mercúrio.
Esta imagem da lua Hipérion tem cores falsas - naturalmente, o satélite é avermelhado - para destacar componentes da superfície. A mudança de cor tem como objetivo tornar mais fáceis de serem vistas as variações de tonalidade da lua.
Imagens mostra perturbações no anel F de Saturno causadas por pequenas luas (o planeta tem mais de 50 satélites naturais conhecidos)e imagens mostra as sombras dos anéis em Saturno. As cores do norte do planeta, que vão de azul a dourado, são um mistério para os cientistas, que hoje acreditam que elas estejam relacionadas com mudanças sazonais no hemisfério. Chama a atenção em Encélado os gêiseres na sua superfície. Os cientistas estudam essas estruturas e afirmam que eles ejetam partículas de gelo, vapor de água e componentes orgânicos. Esta lua é um dos corpos do Sistema Solar candidato a abrigar vida. Os pesquisadores acreditam que os gêiseres indicam a presença de um oceano subterrâneo em Encélado. Estes dois registros mostram a mais longa tempestade elétrica conhecida de Saturno. As imagens têm três meses de diferença entre elas. Ela foi registrada pela primeira vez em 2007 por causa de seus raios e pesquisadores acreditam que ela atravessa o planeta verticalmente até a atmosfera mais baixa.
Saturno é o planeta do sistema solar com o segundo maior número de luas ou satélites naturais, sendo Titã a única lua do sistema solar com uma atmosfera importante.
Os satélites maiores, conhecidos antes do começo da exploração espacial são: Mimas, Encélado, Tétis, Dione, Réia, Titã, Hiperion, Jápeto e Febe. Encélado e Titã são mundos especialmente interessantes para os cientistas planetários, primeiramente pela existência de água líquida a pouca profundidade de sua superfície, com a emissão de vapor de água através de geysers. Em segundo porque possui uma atmosfera rica em metano, bem similar a da terra primitiva. Outras 30 luas de Saturno possuem nome, mas o número exato de satélites ainda é incerto, pois existe uma grande quantidade de objetos que orbitam este planeta. No ano 2000, foram detectados 12 satélites novos, cujas órbitas sugerem ser fragmentos de objetos maiores capturados por Saturno. A missão Cassini-Huygens também encontrou novas luas. Eis todas as 61 luas conhecidas de Saturno até o momento: Pã, Dafne, Atlas, Prometeu, Pandora, Epimeteu, Jano, Aegaeon, Mimas, Methone, Anthe, Palene, Encélado, Tétis, Telesto, Calipso, Dione, Helene, Polideuces, Réia, Titã, Hipérion, Jápeto, Kiviuq, Ijiraq, Febe, Paaliaq, Skathi, Albiorix, Bebhionn, Erriapo, Skoll, Siarnaq, Tarqeq, Greip, Hyrrokkin, Jarnsaxa, Tarvos, Mundilfari, Bergelmir, Narvi, Suttungr, Hati, Farbauti, Thrymr, Aegir, Bestla, Fenrir, Surtur, Kari, Ymir, Loge, Fornjot, S/2004 S07, S/2004 S12, S/2004 S13, S/2004 S17, S/2006 S1, S/2006 S3, S/2007 S2 e Daman.
De Saturno, o primeiro satélite a ser descoberto foi Titã, em 1655. Os outros descobertos antes de 1970, foram através de telescópios e observatórios. A Voyager descobriu outros satélites de Saturno após 1970. A Cassini descobriu muitos outros o último satélite de Saturno a ser descoberto foi o satélite Daman.
Esta é a primeira vez que uma estrutura deste tipo, juntamente com uma concha esférica exterior, é encontrada em torno de uma estrela gigante vermelha. É também a primeira vez que astrônomos conseguem obter informação completa em três dimensões de uma espiral desta natureza. A estrutura em espiral no gás que rodeia a estrela gigante vermelha significa que existe provavelmente uma estrela companheira que orbita a estrela, mas que nunca foi vista anteriormente. Os astrônomos ficaram igualmente surpreendidos ao descobrir que a gigante vermelha ejetou muito mais material do que o esperado. Já tínhamos visto anteriormente conchas em torno de estrelas deste tipo, mas esta é a primeira vez que vemos uma espiral de matéria saindo da estrela, juntamente com a concha circundante, diz o autor principal do artigo científico que descreve os resultados, Matthias Maercker (ESO e Universidade de Bonn, Alemanha). Como ejetam grandes quantidades de matéria, gigantes vermelhas como a R Sculptoris contribuem muito para a poeira e gás que constituem a matéria-prima na formação de futuras gerações de estrelas e sistemas planetários. Quando observamos a estrela com o ALMA, nem metade das antenas estavam ainda operacionais. É realmente excitante imaginar o que a rede ALMA completa conseguirá observar quando estiver terminada em 2013, acrescenta Wouter Vlemmings (Universidade de Tecnologia Chalmers, Suécia), coautor do estudo. Uma estrutura em espiral similar, mas sem a concha circundante, foi observada pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA na estrela LL Pegasi. No entanto, ao contrário das novas observações do ALMA, estes dados não permitiram que a estrutura 3D completa fosse estudada. As observações do Hubble detectam a poeira, enquanto as do ALMA detectam a emissão molecular.
Pulsações térmicas
No final das suas vidas, as estrelas com até oito massas solares transformam-se em gigantes vermelhas e liberam enormes quantidades de matéria sob a forma de um denso vento estelar. Durante a fase de gigante vermelha, as estrelas sofrem periodicamente pulsações térmicas. Este fenômeno corresponde a fases de curta duração, em que se verificam explosões de combustão de hélio na concha que envolve o núcleo estelar.
Uma pulsação térmica faz com que a matéria seja expelida para fora da estrela a uma velocidade muito alta, o que origina a formação de uma grande concha de poeira e gás em torno da estrela. Depois da pulsação, a taxa com que a estrela perde massa volta ao seu valor normal. As pulsações térmicas ocorrem com intervalo de 10 mil a 50 mil anos, durando apenas algumas centenas de anos. As novas observações de R Sculptoris mostram que esta estrela sofreu uma pulsação térmica há cerca de 1.800 anos, que durou cerca de 200 anos. A estrela companheira moldou o vento da R Sculptoris em forma espiral. Num futuro próximo, observações de estrelas como R Sculptoris pelo ALMA nos ajudarão a compreender como é que os elementos de que somos constituídos chegaram a locais como a Terra, e também nos fornecerão pistas de como é que o futuro longínquo da nossa própria estrela poderá ser, conclui Matthias Maercker.
Gigante Vermelha
A R Sculptoris é um exemplo de uma estrela que se encontra no ramo assintótico das gigantes (AGB na sigla em inglês). São estrelas com massas iniciais entre as 0,8 e 8 massas solares, que se encontram nos últimos estágios das suas vidas. São gigantes vermelhas frias que apresentam acentuada perda de massa sob a forma de fortes ventos estelares e são tipicamente variáveis de longo período. A sua estrutura consiste num pequeníssimo núcleo central de carbono e oxigênio, rodeado por uma concha em combustão de hélio e hidrogênio, seguida de um enorme envelope convectivo. O Sol irá eventualmente evoluir para a fase de estrela AGB. Depois da fase AGB, as estrelas de massa baixa e intermédia (0,8 - 8 massas solares) terminam seus dias dando origem a uma nebulosa planetária. Estes objetos são os restos brilhantes do envelope estelar de gás ejetado durante a fase AGB, o qual é ionizado pela radiação ultravioleta emitida estrela central. Muitas nebulosas planetárias têm morfologias extremamente complexas e variadas. Estrelas centrais binárias, discos estelares e campos magnéticos foram sugeridos como mecanismos que produzem tal variedade de formas.
Conchas estelares
A concha ejetada que se forma em torno das estrelas AGB é composta por gás e grãos de poeira. Os grãos de poeira podem ser encontrados ao procurar emissão térmica, emissão esta que vai desde o infravermelho longínquo até aos comprimentos de onda do milímetro. No milímetro a emissão que vem da molécula de CO permite aos astrônomos obter mapas de alta resolução da emissão de gás proveniente dos fortes ventos estelares gerados pelas estrelas AGB. Estas observações traçam com alta precisão a distribuição do gás em torno destes objetos. A alta sensibilidade do ALMA torna possível obter diretamente imagens da zona de condensação da poeira e da estrutura do material em torno das estrelas AGB, mostrando detalhes menores que 0,1 segundos de arco.
Bibliografia:
Unexpectedly large mass loss during the thermal pulse cycle of the red giant star R Sculptoris. M. Maercker, S. Mohamed, W.H.T. Vlemmings, S. Ramstedt, M.A.T. Groenewegen, E. Humphreys, F. Kerschbaum, M. Lindqvist, H. Olofsson, C. Paladini, M. Wittkowski, I. de Gregorio-Monsalvo, L.-A. Nyman
Nature - Vol.: Published online
Créditos: http://www.inovacaotecnologica.com.br
Em 15out1997, a sonda Cassini era lançada da Terra rumo a Saturno, meta que atingiria em 2004. Desde sua chegada, a nave mandou 444 gigabytes de dados, inclusive mais de 300 mil imagens. Este mosaico, por exemplo, mostra o planeta e seus anéis contra a luz do Sol. Ele combina 165 fotografias. Veja a seguir algumas das melhores imagens que a sonda fez.
A atmosfera púrpura de Titã é registrada no primeiro sobrevoo da Cassini sobre esta lua - a maior de Saturno e segunda do Sistema Solar - ela é maior até que o planeta Mercúrio.
Esta imagem da lua Hipérion tem cores falsas - naturalmente, o satélite é avermelhado - para destacar componentes da superfície. A mudança de cor tem como objetivo tornar mais fáceis de serem vistas as variações de tonalidade da lua.
Imagens mostra perturbações no anel F de Saturno causadas por pequenas luas (o planeta tem mais de 50 satélites naturais conhecidos)e imagens mostra as sombras dos anéis em Saturno. As cores do norte do planeta, que vão de azul a dourado, são um mistério para os cientistas, que hoje acreditam que elas estejam relacionadas com mudanças sazonais no hemisfério. Chama a atenção em Encélado os gêiseres na sua superfície. Os cientistas estudam essas estruturas e afirmam que eles ejetam partículas de gelo, vapor de água e componentes orgânicos. Esta lua é um dos corpos do Sistema Solar candidato a abrigar vida. Os pesquisadores acreditam que os gêiseres indicam a presença de um oceano subterrâneo em Encélado. Estes dois registros mostram a mais longa tempestade elétrica conhecida de Saturno. As imagens têm três meses de diferença entre elas. Ela foi registrada pela primeira vez em 2007 por causa de seus raios e pesquisadores acreditam que ela atravessa o planeta verticalmente até a atmosfera mais baixa.
Saturno é o planeta do sistema solar com o segundo maior número de luas ou satélites naturais, sendo Titã a única lua do sistema solar com uma atmosfera importante.
Os satélites maiores, conhecidos antes do começo da exploração espacial são: Mimas, Encélado, Tétis, Dione, Réia, Titã, Hiperion, Jápeto e Febe. Encélado e Titã são mundos especialmente interessantes para os cientistas planetários, primeiramente pela existência de água líquida a pouca profundidade de sua superfície, com a emissão de vapor de água através de geysers. Em segundo porque possui uma atmosfera rica em metano, bem similar a da terra primitiva. Outras 30 luas de Saturno possuem nome, mas o número exato de satélites ainda é incerto, pois existe uma grande quantidade de objetos que orbitam este planeta. No ano 2000, foram detectados 12 satélites novos, cujas órbitas sugerem ser fragmentos de objetos maiores capturados por Saturno. A missão Cassini-Huygens também encontrou novas luas. Eis todas as 61 luas conhecidas de Saturno até o momento: Pã, Dafne, Atlas, Prometeu, Pandora, Epimeteu, Jano, Aegaeon, Mimas, Methone, Anthe, Palene, Encélado, Tétis, Telesto, Calipso, Dione, Helene, Polideuces, Réia, Titã, Hipérion, Jápeto, Kiviuq, Ijiraq, Febe, Paaliaq, Skathi, Albiorix, Bebhionn, Erriapo, Skoll, Siarnaq, Tarqeq, Greip, Hyrrokkin, Jarnsaxa, Tarvos, Mundilfari, Bergelmir, Narvi, Suttungr, Hati, Farbauti, Thrymr, Aegir, Bestla, Fenrir, Surtur, Kari, Ymir, Loge, Fornjot, S/2004 S07, S/2004 S12, S/2004 S13, S/2004 S17, S/2006 S1, S/2006 S3, S/2007 S2 e Daman.
De Saturno, o primeiro satélite a ser descoberto foi Titã, em 1655. Os outros descobertos antes de 1970, foram através de telescópios e observatórios. A Voyager descobriu outros satélites de Saturno após 1970. A Cassini descobriu muitos outros o último satélite de Saturno a ser descoberto foi o satélite Daman.
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