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Novas imagens do Telescópio Webb revelam a cena da morte de uma estrela

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Novas imagens do Telescópio Webb revelam a cena da morte de uma estrela

A Nebulosa do Anel do Sul (imagens NIRCam e MIRI lado a lado). O Telescópio Espacial James Webb da NASA oferece visões muito diferentes da Nebulosa do Anel do Sul. Cada imagem combina luz infravermelha próxima e média de três filtros. À esquerda, uma imagem da Web da Nebulosa do Anel do Sul destaca o gás superaquecido em torno das duas estrelas centrais. Certo, a imagem de Webb rastreia os fluxos moleculares dispersos da estrela que chegaram mais longe no universo. Na imagem à esquerda, o azul e o verde são atribuídos aos dados de infravermelho próximo do Webb capturados em 1,87 e 4,05 μm (F187N e F405N) e o vermelho é atribuído aos dados do infravermelho médio do Webb capturados em 18 μm (F1800W) . Na imagem à direita, o azul e o verde são atribuídos aos dados de infravermelho próximo do Webb capturados em 2,12 e 4,7 μm (F212N e F470N) e o vermelho é atribuído aos dados do infravermelho médio do Webb capturados em 7,7 μm (F770W) . Crédito: NASA, ESA, CSA e O. De Marco (Maquarie University), processamento de imagem: J. DePasquale (STScI)

Reconstruído por uma equipe forense global de astrônomos usando surpreendentes[{” attribute=””>James Webb Space Telescope images.

The first images of a nebula from the James Webb Telescope gave astronomers remarkable insights into the death of the star that created these beautiful haloes of gas and dust.

Around 2500 years ago, a star ejected most of its gas, forming the beautiful Southern Ring Nebula, NGC 3132, chosen as one of the first five image packages from the James Webb Space Telescope (JWST).

Led by Australia’s Macquarie University, a team of nearly 70 astronomers from 66 organizations across Europe, North, South, and Central America, and Asia used the Webb images to piece together the messy death of this star.

“It was nearly three times the size of our Sun, but much younger, about 500 million years old. It created shrouds of gas that have expanded out from the ejection site, and left a remnant dense white dwarf star, with about half the mass of the Sun, but approximately the size of the Earth,” says Professor Orsola De Marco, lead author on the paper, from Macquarie University’s Research Centre for Astronomy, Astrophysics and Astrophotonics. “This was a star that lived fast and died young, compared to our five-billion-year-old Sun that is unlikely to eject its own planetary nebula for another five billion years.”

Southern Ring Nebula (Webb MIRI)

NASA’s Webb Telescope has revealed the cloak of dust around the second star, shown at left in red, at the center of the Southern Ring Nebula for the first time. It is a hot, dense white dwarf star. As it transformed into a white dwarf, the star periodically ejected mass – the shells of material you see here. As if on repeat, it contracted, heated up – and then, unable to push out more material, pulsated. This Mid-Infrared Instrument (MIRI) image also offers an incredible amount of detail, including a cache of distant galaxies in the background. Most of the multi-colored points of light are galaxies, not stars. Tiny triangles mark the circular edges of stars, including a blue one within the nebula’s red bottom-most edges, while galaxies look like misshapen circles, straight lines, and spirals. Credit: NASA, ESA, CSA, STScI

“We were surprised to find evidence of two or three companion stars that probably hastened its death as well as one more ‘innocent bystander’ star that got caught up in the interaction,” she says.

The study was based on the Webb images supplemented by data from the ESO Very Large Telescope in Chile, the San Pedro de Mártir Telescope in Mexico, the Gaia Space Telescope, and the Hubble Space Telescope.

It paves the way for future Webb observations of nebulae, providing insight into fundamental astrophysical processes including colliding winds, and binary star interactions, with implications for supernovae and gravitational wave systems.

The paper was published on December 8 in the journal Nature Astronomy.

Southern Ring Nebula (Webb NIRCam)

The bright star at the center of NGC 3132, while prominent when viewed by NASA’s Webb Telescope in near-infrared light (using NIRCam), plays a supporting role in sculpting the surrounding nebula. A second star, barely visible at lower left along one of the bright star’s diffraction spikes, is the nebula’s source. It has ejected at least eight layers of gas and dust over thousands of years. But the bright central star visible here has helped “stir” the pot, changing the shape of this planetary nebula’s highly intricate rings by creating turbulence. The pair of stars are locked in a tight orbit, which leads the dimmer star to spray ejected material in a range of directions as they orbit one another, resulting in these jagged rings. Credit: NASA, ESA, CSA, STScI

“When we first saw the images, we knew we had to do something, we must investigate! The community came together and from this one image of a randomly chosen nebula we were able to discern much more precise structures than ever before. The promise of the James Webb Space Telescope is incredible,” says De Marco, who is also president of the International Astronomical Union Commission on Planetary Nebulae.

Astronomers gathered online and developed theories and models around the mid-infrared image to reconstruct just how the star had died.

Shining at the center of the nebula is an ultra-hot central star, a white dwarf that has burned up its hydrogen. “This star is now small and hot, but is surrounded by cool dust,” said Joel Kastner, another team member, from the Rochester Institute of Technology USA. “We think all that gas and dust we see thrown all over the place must have come from that one star, but it was tossed in very specific directions by the companion stars.”

There are also a series of spiral structures moving out from the center. These concentric arches would be created when a companion orbits the central star while it is losing mass. Another companion is further out and is also visible in the picture.

Looking at a three-dimensional reconstruction of the data, the team also saw pairs of protuberances that may occur when astronomical objects eject matter in jet form. These are irregular and shoot out in different directions, possibly implying a triple star interaction at the center.

De Marco says: “We first inferred the presence of a close companion because of the dusty disk around the central star, the farther partner that created the arches and the super far companion that you can see in the image. Once we saw the jets, we knew there had to be another star or even two involved at the center, so we believe there are one or two very close companions, an additional one at middle distance and one very far away. If this is the case, there are four or even five objects involved in this messy death.”

Reference: “The messy death of a multiple star system and the resulting planetary nebula as observed by JWST” by Orsola De Marco, Muhammad Akashi, Stavros Akras, Javier Alcolea, Isabel Aleman, Philippe Amram, Bruce Balick, Elvire De Beck, Eric G. Blackman, Henri M. J. Boffin, Panos Boumis, Jesse Bublitz, Beatrice Bucciarelli, Valentin Bujarrabal, Jan Cami, Nicholas Chornay, You-Hua Chu, Romano L. M. Corradi, Adam Frank, D. A. García-Hernández, Jorge García-Rojas, Guillermo García-Segura, Veronica Gómez-Llanos, Denise R. Gonçalves, Martín A. Guerrero, David Jones, Amanda I. Karakas, Joel H. Kastner, Sun Kwok, Foteini Lykou, Arturo Manchado, Mikako Matsuura, Iain McDonald, Brent Miszalski, Shazrene S. Mohamed, Ana Monreal-Ibero, Hektor Monteiro, Rodolfo Montez Jr, Paula Moraga Baez, Christophe Morisset, Jason Nordhaus, Claudia Mendes de Oliveira, Zara Osborn, Masaaki Otsuka, Quentin A. Parker, Els Peeters, Bruno C. Quint, Guillermo Quintana-Lacaci, Matt Redman, Ashley J. Ruiter, Laurence Sabin, Raghvendra Sahai, Carmen Sánchez Contreras, Miguel Santander-García, Ivo Seitenzahl, Noam Soker, Angela K. Speck, Letizia Stanghellini, Wolfgang Steffen, Jesús A. Toalá, Toshiya Ueta, Griet Van de Steene, Hans Van Winckel, Paolo Ventura, Eva Villaver, Wouter Vlemmings, Jeremy R. Walsh, Roger Wesson and Albert A. Zijlstra, 8 December 2022, Nature Astronomy.
DOI: 10.1038/s41550-022-01845-2

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Uma descoberta de meteorito sem precedentes desafia modelos astrofísicos

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Uma descoberta de meteorito sem precedentes desafia modelos astrofísicos

Os pesquisadores descobriram uma rara partícula de poeira em um meteorito, feita de uma estrela diferente do nosso Sol. Usando tomografia de sonda atômica avançada, eles analisaram a proporção única de isótopos de magnésio da partícula, revelando sua origem em um tipo recentemente identificado de supernova que queima hidrogênio. Esta descoberta fornece insights mais profundos sobre eventos cósmicos e formação de estrelas. Crédito: SciTechDaily.com

Os cientistas descobriram uma partícula de meteorito com uma proporção isotópica de magnésio sem precedentes, sugerindo a sua origem numa supernova que queima hidrogénio.

A pesquisa descobriu uma rara partícula de poeira presa em um antigo meteorito extraterrestre, formado por uma estrela diferente do nosso Sol.

A descoberta foi feita pela autora principal, Dra. Nicole Neville, e colegas durante seus estudos de doutorado na Curtin University, que agora trabalha no Instituto de Ciência Lunar e Planetária em colaboração com… NASACentro Espacial Johnson.

Meteoritos e grãos pré-solares

Os meteoritos são feitos principalmente de material formado em nosso sistema solar e também podem conter pequenas partículas originárias de estrelas que nasceram muito antes do nosso sol.

Evidências de que essas partículas, conhecidas como grãos pré-solares, são restos de outras estrelas foram encontradas através da análise dos diferentes tipos de elementos encontrados dentro delas.

Técnicas analíticas inovadoras

Dr. Neville usou uma técnica chamada milho Sonda de tomografia para analisar partículas, reconstruir a química em nível atômico e acessar as informações ocultas nelas.

Dr Neville disse: “Essas partículas são como cápsulas do tempo celestiais, fornecendo um instantâneo da vida de sua estrela-mãe”.

“Os materiais criados no nosso sistema solar têm proporções previsíveis de isótopos – diferentes tipos de elementos com diferentes números de nêutrons. A partícula que analisamos tem uma proporção de isótopos de magnésio que é diferente de qualquer coisa no nosso sistema solar.

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“Os resultados foram literalmente fora dos gráficos. A proporção isotópica mais extrema para o magnésio de estudos anteriores de grãos pré-solares foi de cerca de 1.200. O grão em nosso estudo tem um valor de 3.025, o valor mais alto já descoberto.

“Esta razão isotópica excepcionalmente elevada só pode ser explicada pela formação num tipo de estrela recentemente descoberto – uma supernova que queima hidrogénio.”

Avanços na astrofísica

O coautor, Dr. David Saxey, do Centro John D. Laiter em Curtin, disse: “A pesquisa abre novos horizontes na forma como entendemos o universo, ultrapassando os limites das técnicas analíticas e dos modelos astrofísicos.

“A sonda atômica nos deu todo um nível de detalhe que não conseguimos acessar em estudos anteriores”, disse o Dr. Saksi.

“Uma supernova que queima hidrogênio é um tipo de estrela que só foi descoberta recentemente, mais ou menos na mesma época em que estávamos analisando a minúscula partícula de poeira. Usar uma sonda atômica neste estudo nos dá um novo nível de detalhe que nos ajuda a entender como essas estrelas forma.”

Vinculando resultados de laboratório a fenômenos cósmicos

O co-autor, Professor Phil Bland, da Curtin School of Earth and Planetary Sciences, disse: “Novas descobertas do estudo de partículas raras em meteoritos permitem-nos obter informações sobre eventos cósmicos fora do nosso sistema solar.

“É simplesmente incrível poder correlacionar medições em escala atômica em laboratório com um tipo de estrela recentemente descoberto.”

Pesquisa intitulada “Elemento atômico e investigação isotópica 25Poeira estelar rica em magnésio de supernovas que queimam H. Foi publicado em Jornal Astrofísico.

Referência: “Elemento em escala atômica e investigação isotópica 25“Poeira estelar rica em Mg de uma supernova que queima H”, por N. D. Nevill, P. A. Bland, D. W. Saxey, W. D. A. Rickard e P. Guagliardo, NE Timms, LV Forman e L. Daly e SM Reddy, 28 de março de 2024, Jornal Astrofísico.
doi: 10.3847/1538-4357/ad2996

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O CDC afirma que os caçadores não contraíram a doença do “cervo zumbi” por causa da carne de veado

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O CDC afirma que os caçadores não contraíram a doença do “cervo zumbi” por causa da carne de veado

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Encontrando os sinais de vida mais promissores em outro planeta, cortesia de James Webb

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Encontrando os sinais de vida mais promissores em outro planeta, cortesia de James Webb

Os cientistas estão se concentrando na detecção de sulfeto de dimetila (DMS) em sua atmosfera.

O Telescópio Espacial James Webb (JWST), o telescópio mais poderoso já lançado, está pronto para iniciar uma missão de observação crucial na busca por vida extraterrestre.

Como reportado vezes, O telescópio irá focar-se num planeta distante que orbita uma estrela anã vermelha, K2-18b, localizada a 124 anos-luz de distância.

K2-18b chamou a atenção dos cientistas devido à sua capacidade de abrigar vida. Acredita-se que seja um mundo coberto por oceanos e cerca de 2,6 vezes maior que a Terra.

O elemento-chave que os cientistas procuram é o sulfeto de dimetila (DMS), um gás com uma propriedade notável. Segundo a NASA, o DMS é produzido na Terra apenas pela vida, principalmente pelo fitoplâncton marinho.

A presença de DMS na atmosfera de K2-18b seria uma descoberta importante, embora o Dr. Niku Madhusudan, astrofísico principal do estudo de Cambridge, acautele contra tirar conclusões precipitadas. Embora os dados preliminares do Telescópio Espacial James Webb indiquem uma alta probabilidade (mais de 50%) da presença do DMS, são necessárias análises mais aprofundadas. O telescópio dedicará oito horas de observação na sexta-feira, seguidas de meses de processamento de dados antes de chegar a uma resposta definitiva.

A falta de um processo natural, geológico ou químico conhecido para gerar DMS na ausência de vida acrescenta peso à excitação. No entanto, mesmo que isto se confirme, a enorme distância entre o K2-18b representa um obstáculo tecnológico. Viajando à velocidade da sonda Voyager (38.000 mph), a sonda levaria 2,2 milhões de anos para chegar ao planeta.

Apesar da sua enorme distância, a capacidade do Telescópio Espacial James Webb de analisar a composição química da atmosfera de um planeta através da análise espectroscópica da luz estelar filtrada através das suas nuvens fornece uma nova janela para a possibilidade de vida extraterrestre. Esta missão tem o potencial de responder à antiga questão de saber se estamos realmente sozinhos no universo.

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As próximas observações também visam esclarecer a presença de metano e dióxido de carbono na atmosfera do K2-18b, potencialmente resolvendo o “problema da falta de metano” que tem intrigado os cientistas há mais de uma década. Embora o trabalho teórico sobre fontes não biológicas do gás prossiga, as conclusões finais são esperadas nos próximos quatro a seis meses.

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