Missão Kepler descobre mundo com dois sóis no sistema binário Kepler 16


Ilustração do exoplaneta Kepler-16b e seus dois sóis. Trata-se de um exoplaneta conhecido que indubitavelmente orbita duas estrelas, um verdadeiro "Tatooine", da saga "Guerra das Estrelas". O exoplaneta, que pode ser visto no plano da frente, foi descoberto pela missão Kepler da NASA. Crédito: NASA/JPL-Caltech

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A ficção se torna realidade: a existência de um mundo com um pôr-do-Sol duplo, idealizado no filme “Guerra das Estrelas” há mais de 30 anos é agora um fato. A missão Kepler da NASA fez a primeira observação exoplaneta circumbinário [1], ou seja, um mundo que orbita duas estrelas que residem a 200 anos-luz da Terra.

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Ficção X realidade

No entanto, este exoplaneta é radicalmente diferente do planeta Tatooine da saga “Guerra das Estrelas”. Trata-se de um exoplaneta bem frio, gasoso e nem um pouco hospitaleiro. Por outro lado, sua descoberta indica a diversidade de exoplanetas na Via Láctea, a nossa galáxia. Estudos prévios já tinham sugerido a existência de planetas extrasolares circumbinários [1], mas a confirmação desta suposição carecia de confirmação, permanecendo elusiva. Agora, o observatório espacial caçador de exoplanetas Kepler desvendou tal cenário, revelando o exoplaneta Kepler 16b. O Kepler detectou-o ao observar trânsitos, situações específicas onde o brilho de uma estrela diminui devido à passagem do exoplaneta na linha de visão entre o observador e a sua estrela hospedeira.

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William Borucki, investigador principal da missão Kepler destacou:

Esta descoberta cria uma nova classe de sistemas exoplanetários com possível capacidade para abrigar a vida. Considerando que a maioria das estrelas em nossa Galáxia consiste de componentes em sistemas binários, tal implica que as oportunidades de mundos potencialmente habitáveis são bem mais amplas, aumentando o conjunto de exoplanetas viáveis, além dos que se formam em torno de estrelas individuais (a minoria). Este marco ratifica a teoria que os cientistas sustentavam há décadas e que só agora foi comprovada.

Laurance Doyle do SETI

A equipe científica, coordenada por Laurance Doyle do Instituto SETI em Mountain View, Califórnia, EUA, usou as informações coletadas pelo telescópio espacial Kepler, que rotineiramente mede as diminuições no brilho de mais de 150.000 estrelas, na caça de exoplanetas ao obter flagrantes dos seus trânsitos. O programa Kepler é a primeira missão da NASA com a capacidade de descobrir planetas tipo-Terra perto ou dentro da “zona habitável” de uma estrela, a distância adequada em sistema exoplanetário onde a água em estado líquido pode existir na superfície do exoplaneta.

Os cientistas detectaram o novo exoplaneta no sistema estelar Kepler-16, um par de estrelas eclipsantes que dançam em plano orbital que permite observações do seu trânsito a partir da perspectiva terrestre.

Dois cenários interessantes se apresentam em sistemas como este:

  1. Um eclipse primário ocorre quando a estrela menor bloqueia parcialmente a estrela maior;
  2. Um eclipse secundário ocorre quando a estrela menor é ocultada, ou completamente bloqueada, pela estrela maior.
O terceiro corpo

Os astrônomos observaram também que o brilho das estrelas componentes do sistema também diminuía quando as estrelas não se eclipsavam entre si. Tal apontava para a presença um terceiro objeto. Os eventos de diminuição adicional no brilho, conhecidos como eclipses terciários e quaternários, reapareciam em intervalos regulares de tempo, sugerindo que as estrelas estavam em posições diferentes na sua órbita a cada vez que o terceiro corpo passava em frente. Este fato notável mostrou que o corpo planetário não orbitava só uma, mas ambas as estrelas, em uma larga órbita circumbinária [1].

Ilustração de um múltiplo trânsito no sistema binário Kepler 16. Os trânsitos revelaram a presença de um mundo tipo "Saturno" orbitando as duas estrelas. Crédito: NASA/JPL-Caltech

O empurrão gravitacional nas estrelas, medido através das mudanças nos períodos dos eclipses, serviu como indicador no cálculo da massa do terceiro objeto. Foi detectada uma flutuação gravitacional diminuta, que apenas seria provocado por um exoplaneta com inferior a das estrelas. Estas importantes descobertas forma publicadas na revista Science.

Laurance Doyle, o autor líder, afirmou:

Nosso conhecimento sobre as dimensões das estrelas tem sido fornecido pelas observações de tais sistemas binários eclipsantes. A maior parte do nosso conhecimento sobre o tamanho dos exoplanetas vem dos estudos dos seus trânsitos. Agora, o sistema Kepler-16 combina o melhor dos dois mundos, apresentando eclipses estelares e trânsitos planetários em um único sistema exoplanetário.

Contudo, esta descoberta demonstra que Kepler 16b é um mundo gelado, gasoso e inóspito, com o tamanho de Saturno e que se estima ser formado por metade rocha e metade gás. As estrelas hospedeiras são relativamente menores que o nosso Sol. A maior tem 69% da massa do Sol e a menor apenas 20% da massa solar. O Kepler 16b orbita em torno do par de estrelas a cada 229 dias, uma duração parecida com a da órbita de Vênus (225 dias). No entanto, considerando esta duração do seu ano, os cientistas estimam Kepler 16b reside bem além da zona habitável do sistema, pois estas estrelas são bem mais frias que o nosso Sol.

Luke Skywalker observa múltiplo por dos sóis em Tatooine (Star Wars)

John Knoll, supervisor de efeitos especiais da Industrial Light & Magic, uma divisão da Lucasfilm Ltd., em São Francisco, EUA (a equipe que trabalhou na série “Guerra das Estrelas”) comentou sobre a descoberta:

Ao trabalhar na produção de filmes, regularmente temos a tarefa de criar algo nunca antes visto. No entanto, por vezes, as descobertas científicas são mais espetaculares do que conseguimos imaginar. Não há dúvida que estas descobertas influenciam e inspiram aos que contam histórias. Sua própria existência serve como uma causa para sonhar mais alto e para abrir nossas mentes para novas possibilidades, além do que nós pensamos que sabemos.

Nota

[1] Um planeta circumbinário é um exoplaneta que orbita duas estrelas ao invés de uma. Por causa da proximidade e da órbita de algumas estrelas binárias, os cientistas estimam que o único meio para estes exoplanetas se formarem é fora da órbita das duas estrelas. Até a descoberta de Kepler 16b sabíamos de poucos sistemas exóticos confirmados, contendo exoplanetas circumbinários, tais como: PSR B1620-26 e HW Virginis.

PSR B1620-26 contém um pulsar e uma anã branca, sendo que um terceiro corpo foi descoberto em 1993, após cinco anos de observações. Em 2003, este exoplaneta foi identificado como tendo 2,5 vezes a massa de Júpiter, com um semieixo maior de 23 UAs.

HW Virginis: uma publicação foi feita em 2008 e anunciou a descoberta de um sistema exoplanetário em HW Virginis, que possui uma subanã B e uma anã vermelha. Os planetas interiores e exteriores possuem massa pelo menos 8,47 e 19,23 vezes a de Júpiter, respectivamente, e possuem períodos orbitais de 9 e 16 anos. O exoplaneta exterior é suficiente massivo para ser considerado uma anã marrom, embora os cientistas que o descobriram sustentem que a configuração orbital indica que formou-se com um exoplaneta, através do um disco de poeira circumbinário.

Ilustração do sistema quádruplo HD 98800 mostra seus discos de poeira. O hiato entre os discos sugere a existência de exoplanetas.

HD 98800: outro exemplo muito interessante de um possível candidato a hospedar exoplanetas circumbinários, devido a configuração especial de seus discos de poeira, é o HD 98800, um sistema com 4 estrelas T-Tauri agrupadas em dois pares. Este tema foi abordado aqui em: Os quatro sóis do sistema HD 98800.

Fontes e referências

NASA: NASA’s Kepler Mission Discovers a World Orbiting Two Stars

New Scientist: Astrophile: The most surreal sunset in the universe

Science: On Kepler-16b, shadows come in pairs . 

Astronomical Journal: THE sdB+M ECLIPSING SYSTEM HW VIRGINIS AND ITS CIRCUMBINARY PLANETS

Eternos Aprendizes: Os quatro sóis do sistema HD 98800

Artigo científico

ArXiv.org: “Kepler-16: A Transiting Circumbinary Planet“. Autores: Doyle, Laurance R.; Carter, Joshua A.; Fabrycky, Daniel C.; Slawson, Robert W.; Howell, Steve B.; Winn, Joshua N.; Orosz, Jerome A.; Prša, Andrej et al. (2011).

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  1. #1 by Salamargo on 27/11/2011 - 12:10

    Essa missão do Kepler é maravilhosa, pois começa a nos abrir os mistérios de nosso universo.Que beleza!

    Um abraço.

  2. #2 by Denis on 16/11/2011 - 12:06

    Creio que vai ser muito dificil encontrarmos um planeta na zona habitavel de estrelas binárias por um simples motivo: Gravidade!
    A zona habitavel de uma estrela dependendo de sua massa tende a ser bem perto da mesma. Para que um planeta possa estar em uma zona habitavel de estrelas binárias, este tem que ter uma orbita em que a gravidade das duas não o afete de modo a mudar sua orbita devido ao empurrão gravitacional e como, geralmente a zona habitavel coincidade com a “faixa orbital” de orbita caótica, então se se formasse um corpo alí, logo logo ele sairia da orbita porque o empurrão gravitacional o jogaria para fora. Creio quanto mais pequenas forem as estrelas e mais “longa” for a orbita entre as binárias, menor será a possibilidade, infelizmente. Acho que seria possivel acharmos planetas em zonas habitaveis de gigantes e subgigantes (com órbitas estreitas) pois devido ao grande bilho e energia a sua zona habitável tende a ser bem mais afastada do que uma anã, PORÉM, eu acho que uma subgigante ou gigante dificilmente formariam telúricos pois justamente devido ao mar de vento solar muito mais forte, radiação exessiva, interferência gravitacional e magnética fortissima que fatalmente inibiram a formação de telúricos.Mas…como ultimamente já vimos de tudo: Buracos negros (que antes eram considerados ficção), planetas em rotas retrogradas, planeta em orbitas extrememente acima do plano da ecliptica, planetas há 2 milhoes de Km de sua estrela e inteiro (desafiando as forças de maré), planetas escuros (quase sem albedo), bacterias com absorção de arsênio, planetas errantes, quem sabe, no futuro, a gente não topa com um telúrico orbitando 2 gigantes não é?
    Uma coisa que aprendi é que quanto mais nós estudamos o espaço mais descubrimos que nada sabemos :/
    Então, todas as teorias são válidas até um prova irrefutavel contrar for apresentada!

  3. #3 by Miguel Jr Arts on 12/10/2011 - 19:00

    Ótimo artigo de ratificação cientifica de uma antiga idéia cinematográfica ficticia. Espero que a Missão Kepler nos surpreenda com algum planeta rochoso similar a terra em zona habitável. Abraços.

  4. #4 by sylvio on 22/09/2011 - 10:59

    Lindo , que pena que não vou estar aqui para vivência a exploração com tripulação humana a outras galáxias

  5. #5 by Daniel Borges on 21/09/2011 - 16:51

    Ótimo artigo! Esperamos por mais!

    Muito mais planetas estão para serem descobertos, cada dia que passa a tecnologia de detcção melhora. Vamos continuar acompanhando as novidades!

    Abraço

(não será publicado)


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