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Uma enorme característica em forma de coração na superfície de Plutão tem intrigado os astrónomos desde que a sonda New Horizons da NASA a capturou numa imagem de 2015. Agora, os investigadores acreditam ter resolvido o mistério de como surgiu o coração distinto e podem revelar novas pistas sobre. as origens do planeta anão.

Este recurso é chamado de “Tombo Regio” em homenagem ao astrônomo Clave Tombaugh, que descobriu Plutão em 1930. Mas os cientistas dizem que o núcleo não é todo um elemento. Durante décadas, detalhes sobre a elevação, geologia e forma distinta de Tombo Reggio, bem como a sua superfície altamente reflexiva, que é mais branca e brilhante que o resto de Plutão, escaparam à explicação.

Uma bacia profunda chamada Sputnik Planitia, que forma o “lóbulo esquerdo” do núcleo, abriga grande parte do gelo de nitrogênio encontrado em Plutão.

A bacia cobre uma área de 745 por 1.242 milhas (1.200 km por 2.000 km), que é cerca de um quarto do tamanho dos Estados Unidos, mas também é 1,9 a 2,5 milhas (3 a 4 km) mais baixa em altitude do que a maioria do Estados Unidos. Superfície do planeta. Enquanto isso, o lado direito do núcleo também contém uma camada de gelo de nitrogênio, mas é muito mais fina.

Através de novas pesquisas sobre o Sputnik Planitia, uma equipe internacional de cientistas determinou que um evento cataclísmico criou o núcleo. Após uma análise que incluiu simulações numéricas, os investigadores concluíram que um corpo protoplanetário com cerca de 700 quilómetros de diâmetro, ou aproximadamente o dobro do tamanho da Suíça de leste a oeste, provavelmente colidiu com Plutão no início da história do planeta anão.

Esses resultados fazem parte de um estudo sobre Plutão e sua estrutura interna publicado nesta segunda-feira na revista Astronomia da natureza.

Anteriormente, a equipa estudou características invulgares em todo o Sistema Solar, como as do outro lado da Lua, que provavelmente foram criadas por colisões durante os caóticos primeiros dias de formação do sistema.

Os investigadores criaram simulações numéricas usando software de hidrodinâmica de partículas suaves, que é a base para uma ampla gama de estudos de colisão planetária, para modelar diferentes cenários dos possíveis impactos, velocidades, ângulos e composições de uma colisão teórica de um corpo planetário com Plutão.

Os resultados mostraram que o corpo planetário provavelmente colidiria com Plutão num ângulo oblíquo, em vez de frontalmente.

“O núcleo de Plutão é tão frio que (o corpo rochoso que colidiu com o planeta anão) permaneceu muito sólido e não derreteu apesar do calor da colisão, e graças ao ângulo da colisão e à baixa velocidade, o núcleo de o corpo em colisão não derreteu”, disse o Dr. Harry Ballantyne, principal autor do estudo e co-pesquisador da Universidade de Berna, na Suíça, em um comunicado: “Ele não afundou no coração de Plutão, mas permaneceu. intacto como um golpe nele.”

Mas o que aconteceu ao corpo planetário após a sua colisão com Plutão?

“Em algum lugar abaixo do Sputnik estão os restos do núcleo de outro objeto massivo, que Plutão nunca digeriu”, disse o coautor do estudo Eric Asfaugh, professor do Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona, em um comunicado.

A equipe descobriu que o formato de lágrima do Sputnik Planitia é resultado do núcleo frio de Plutão, bem como da velocidade relativamente baixa do próprio impacto. Outros tipos de efeitos mais rápidos e diretos teriam criado uma aparência mais simétrica.

“Estamos habituados a pensar nas colisões planetárias como eventos incrivelmente intensos onde podemos ignorar os detalhes, exceto coisas como energia, momento e densidade. Mas num sistema solar distante, as velocidades são muito mais lentas e o gelo sólido é forte, por isso. você tem que ser mais preciso em seus cálculos.” ​​Este “é onde a diversão começa”.

Ao estudar a característica do coração, a equipe também se concentrou na estrutura interna de Plutão. Um impacto no início da história de Plutão teria criado um défice de massa, fazendo com que o Sputnik Planitia migrasse lentamente em direção ao pólo norte do planeta anão ao longo do tempo, enquanto o planeta ainda estava em formação. Isso ocorre porque a bacia é menos massiva que o seu entorno, de acordo com as leis da física, explicaram os pesquisadores no estudo.

No entanto, o Sputnik Planitia está localizado perto do equador do planeta anão.

Pesquisas anteriores sugeriram que Plutão poderia ter um oceano subterrâneo e, se assim fosse, a crosta gelada acima do oceano subterrâneo seria mais fina na região do Sputnik Planitia, criando uma protuberância densa de água líquida e fazendo com que a massa migrasse em direção ao equador, segundo o estudo. disseram os autores.

Mas o novo estudo oferece uma explicação diferente para a localização da vantagem.

“Nas nossas simulações, o manto primitivo de Plutão foi completamente escavado pelo impacto, e à medida que o material do núcleo do impactador é espalhado sobre o núcleo de Plutão, cria um excedente de massa local que poderia explicar a migração em direção ao equador sem um oceano subterrâneo, ou no máximo um oceano subterrâneo”, disse o Dr. “É muito fino”, disse o co-autor do estudo Martin Goetze, pesquisador sênior em pesquisa espacial e ciência planetária no Instituto de Física da Universidade de Berna.

Kelsey Singer, cientista principal do Southwest Research Institute em Boulder, Colorado e vice-co-investigador principal da missão New Horizons da NASA, que não esteve envolvido no estudo, disse que os autores fizeram um trabalho minucioso explorando a modelagem e desenvolvendo suas hipóteses, embora eles teriam gostado. Ela vê uma “conexão mais próxima com as evidências geológicas”.

“Por exemplo, os autores sugerem que a parte sul do Sputnik Planitia é muito profunda, mas muitas das evidências geológicas foram interpretadas como sugerindo que o sul é menos profundo que o norte”, disse Singer.

Os investigadores acreditam que a nova teoria sobre o núcleo de Plutão poderá lançar mais luz sobre como o misterioso planeta anão se formou. As origens de Plutão permanecem um mistério, uma vez que está localizado no limite do sistema solar e só foi estudado de perto pela missão New Horizons.

“Plutão é um vasto país das maravilhas com uma geologia única e fascinante, por isso hipóteses mais criativas para explicar essa geologia são sempre úteis”, disse Singer. “O que ajudaria a distinguir entre as diferentes hipóteses é ter mais informações sobre o que está abaixo da superfície de Plutão. Só podemos conseguir isso enviando uma nave espacial para a órbita de Plutão, talvez usando um radar que possa observar através do gelo.”

Astrônomos descobriram o maior buraco negro estelar conhecido na Via Láctea depois de observarem uma oscilação incomum no espaço.

Vídeo relacionado acima: Lixo espacial cai no telhado da casa da família, diz NASA

O chamado “gigante adormecido”, denominado Gaia BH3, tem uma massa equivalente a cerca de 33 vezes a do nosso Sol e está localizado a 1.926 anos-luz de distância, na constelação de Áquila, o que o torna o segundo buraco negro conhecido mais próximo da Terra. . O buraco negro mais próximo é Gaia BH1, que está localizado a cerca de 1.500 anos-luz de distância e tem uma massa de aproximadamente 10 vezes a massa do nosso Sol.

Os astrônomos descobriram o buraco negro enquanto vasculhavam as observações feitas pelo telescópio espacial Gaia da Agência Espacial Europeia, a fim de divulgar os próximos dados para a comunidade científica. Os investigadores não esperavam encontrar nada, mas um movimento estranho — causado pela influência gravitacional de Gaia BH3 numa companheira próxima — chamou a sua atenção.

Muitos buracos negros “adormecidos” não têm um companheiro próximo o suficiente para se alimentar, por isso são difíceis de detectar e não geram luz. Mas outros buracos negros estelares extraem material de estrelas companheiras, e esta troca de matéria liberta raios-X brilhantes que podem ser observados com telescópios.

O movimento oscilante de uma antiga estrela gigante na constelação de Áquila revelou que ela estava em uma dança orbital com um buraco negro adormecido, o terceiro buraco negro adormecido observado por Gaia.

Os investigadores usaram o Very Large Telescope do Observatório Europeu do Sul, no deserto do Atacama, no Chile, e outros observatórios terrestres para confirmar a massa de Gaia BH3, e o seu estudo também forneceu novas pistas sobre como surgem estes buracos negros massivos. Os resultados apareceram terça-feira no jornal Astronomia e astrofísica.

“Ninguém esperaria encontrar um buraco negro de grande massa à espreita nas proximidades, e ainda não foi descoberto”, disse o principal autor do estudo, Pasquale Panozzo, astrônomo do Observatório de Paris, parte do Centro Nacional Francês de Pesquisa Científica e um membro da colaboração Gaia. Na situação atual. “Este é o tipo de descoberta que você faz uma vez na vida de pesquisa.”

Segredos de estrelas antigas

O título de buraco negro mais massivo da nossa galáxia sempre remontará a Sagitário A*, o buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea, que tem uma massa de cerca de 4 milhões de vezes a massa do Sol, mas isso é porque é um buraco negro supermassivo. Um buraco negro supermassivo, não um buraco negro estelar.

O processo pelo qual os buracos negros supermassivos se formam não é bem compreendido, mas uma teoria sugere que isso acontece Quando enormes nuvens cósmicas entram em colapso. Buracos negros estelares se formam quando estrelas massivas morrem. Assim, Gaia BH3 é o buraco negro mais massivo da nossa galáxia, que se formou como resultado da morte de uma estrela massiva.

A massa dos buracos negros estelares observados na Via Láctea é cerca de 10 vezes a massa do Sol, em média. Até a descoberta de Gaia BH3, o maior buraco negro estelar conhecido na nossa galáxia era Cygnus X-1, que tem uma massa de 21 vezes a massa do Sol. Embora Gaia BH3 seja uma descoberta excepcional em nossa galáxia para os padrões dos astrônomos, ela é semelhante em massa a objetos em galáxias muito, muito distantes.

Os cientistas acreditam que buracos negros estelares com massas como Gaia BH3 se formaram quando estrelas pobres em metais entraram em colapso. Pensa-se que estas estrelas, que têm hidrogénio e hélio como os seus elementos mais pesados, perdem menos massa ao longo das suas vidas, pelo que, em última análise, contêm mais material que pode dar origem a um buraco negro de grande massa.

Mas os astrónomos não conseguiram encontrar provas que ligassem diretamente buracos negros de grande massa a estrelas pobres em metais até encontrarem Gaia BH3.

Estrelas duplas tendem a ter composição semelhante, disseram os autores do estudo. De acordo com as expectativas, os pesquisadores descobriram que a estrela que orbita Gaia BH3 era pobre em metais, o que significa que a estrela que formou Gaia BH3 era provavelmente a mesma.

“O que me surpreende é que a composição química da companheira é semelhante à que encontramos em estrelas antigas e pobres em metais da galáxia”, disse Elisabetta Cavao, coautora do estudo e membro da colaboração Gaia no Observatório de Paris. , disse em um comunicado.

A estrela que orbita Gaia BH3 provavelmente formou-se nos primeiros 2 mil milhões de anos após o Big Bang ter criado o Universo, há 13,8 mil milhões de anos. O caminho da estrela, que se move na direção oposta a muitas estrelas no disco galáctico da Via Láctea, indica que fazia parte de uma pequena galáxia que se fundiu com a Via Láctea há mais de 8 mil milhões de anos.

Agora, a equipa espera que a investigação permita que outros astrónomos estudem o enorme buraco negro e revelem mais dos seus segredos sem ter de esperar pelo resto dos dados de Gaia, com lançamento previsto para o final de 2025.

“É impressionante ver o impacto transformador que Gaia está a ter na astronomia e na astrofísica”, disse Carol Mundell, diretora científica da ESA, num comunicado. “As suas descobertas vão muito além do objetivo original da missão, que era criar um mapa multidimensional extremamente preciso de mais de mil milhões de estrelas em toda a Via Láctea.”

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