Taxa de fusão entre galáxias é menor

Uma nova análise de pesquisas do Telescópio Espacial Hubble da NASA, combinada com simulações de interações de galáxias, revelaram que a taxa de fusão entre galáxias nos últimos 8 a 9 bilhões de anos diminui perante estimava anterior.

© CfA (simulação de galáxias em fusão)

A taxa de fusão de galáxias é uma medida fundamental da evolução da galáxia, trazendo pistas sobre como as galáxias se agrupam com o tempo através do encontro com outras galáxias. Além disso, uma grande discrepância existe sobre como as galáxias se juntavam no passado. Medidas anteriores de galáxias no campo profundo de pesquisa feito pelo Hubble geraram um grande número de resultados, nessas pesquisas descobriu-se que 5% de 25% das galáxias estavam se fundindo.

O novo estudo foi liderado por Jennifer Lotz do Space Telescope Science Institute em Baltimore, analisando as interações entre as galáxias em diferentes distâncias, permitindo que os astrônomos pudessem comparar as fusões com o decorrer do tempo. A equipe de Lotz descobriu que as galáxias ganharam pouca massa através de colisões com outras galáxias. Grandes galáxias se fundiram com outra numa média de uma vez nos últimos 9 bilhões de anos. Pequenas galáxias se fundiram com galáxias maiores de maneira mais frequente. Em uma das primeiras medidas da fusão entre uma galáxia anã e uma galáxia massiva no Universo distante, a equipe de Lotz descobriu que essas fusões aconteciam três vezes mais frequentes do que os encontros entre duas galáxias massivas.

“Ter um valor preciso para a taxa de fusão é crítico pois as colisões galácticas podem ser um processo fundamental que conduz a montagem da galáxia, a rápida formação de estrelas nos tempos iniciais e o crescimento de gás dentro do buraco negro supermassivo central localizado no núcleo das galáxias”, explica Lotz.

O problema com as estimativas prévias do Hubble é que os astrônomos usavam diferentes métodos para contar as fusões.

“Estudos que observam em detalhes pares de galáxias que parecem prontas para colidir fornecem um número muito mais baixo de fusões do que os estudos que pesquisam por galáxias que possuem a sua forma perturbada, evidência direta que passaram por um processo de fusão”, disse Lotz.

Para entender quantos encontros aconteceram com o passar dos tempos, Lotz precisou entender por quanto tempo as galáxias pareceriam destruídas antes de se estabilizarem e voltarem a ter uma aparência normal novamente.

Esse foi o motivo pelo qual Lotz e sua equipe realizou detalhadas simulações computacionais para ajudar a dar sentido às fotografias obtidas pelo Hubble. A equipe fez simulações de muitas possíveis colisões de galáxias e então as mapeou nas imagens que o Hubble fez sobre interações de galáxias.

Criar modelos computacionais foi um processo demorado. A equipe de Lotz considerou um grande número de possibilidade de colisões, desde pares de galáxias com mesma massa até interações entre galáxias gigantes e anãs. A equipe também analisou diferentes órbitas para as galáxias, possíveis impactos de colisões e como as galáxias estavam orientadas umas em relação as outras. Ao todo, o grupo determinou 57 diferentes cenários de fusão e estudaram assim a fusão de 10 diferentes ângulos. “Estudar e analisar as simulações foi como observar as batidas de carros em câmera lenta”, disse Lotz.

As simulações seguiram as galáxias por 2 a 3 bilhões de anos, começando no primeiro encontro e continuando até que a união estivesse completa, aproximadamente um bilhão de anos depois. “Nossas simulações ofereceram uma imagem realista das fusões entre as galáxias”, disse Lotz.

Além de estudar a fusão entre galáxias gigantes, a equipe também analisou os encontros ocorridos entre galáxias pequenas. Registrar colisões entre galáxias pequenas é difícil pois os objetos são muito apagados com relação às sus companheiras maiores.

“Galáxias anãs são as mais comuns no Universo”, disse Lotz. “Elas podem ter contribuído para construir as grandes galáxias. De fato, a nossa própria Via Láctea teve alguns desses encontros com galáxias menores em um passado considerado recente, o que ajudou a construir as regiões externas ao halo galáctico. Esse estudo fornece o primeiro entendimento quantitativo de como o número de galáxias perturbadas por esses encontros menores se alteraram com o tempo”.

Lotz comparou suas imagens de simulação com as fotos de milhares de galáxias feitas pelo Hubble, incluindo a All-Wavelenght Extended Groth Strip International Survey (AEGIS), a Cosmological Evolution Survey (COSMOS) e a Great Observatories Origins Deep Survey (GOODS), bem como fusões identificadas pela pesquisa DEEP2 realizada pelo Observatório W.M. Keck no Havaí. Ela e outros grupos identificaram aproximadamente mil candidatas a fusões a partir dessas pesquisas mas inicialmente encontraram taxas de fusões bem diferentes.

O próximo objetivo é analisar as galáxias que estavam interagindo a aproximadamente 11 bilhões de anos atrás, quando a formação de estrelas através do Universo atingiu seu pico, para ver se a taxa de fusão aumenta juntamente com a taxa de formação estelar. Uma ligação entre essas duas medidas significaria que os encontros entre as galáxias instigaram o rápido nascimento estelar.

Fonte: Space Telescope Science Institute

Asteroide Lutetia: cartão postal do passado

A sonda Rosetta da ESA, revelou que o asteroide Lutetia é um corpo primitivo, deixado para trás à medida que os planetas eram formados no nosso Sistema Solar. Resultados do sobrevoo da Rosetta sugerem também que esse asteroide tentou gerar um núcleo metálico.

© ESA (crateras e deslizamentos no asteroide Lutetia)

A sonda Rosetta passou pelo asteroide Lutetia no dia 10 de Julho de 2010, a uma velocidade de aproximadamente 54.000 km/h e chegou a uma distância de 3.170 km. Naquela época, o asteroide de 130 km de comprimento era o maior já encontrado por uma sonda no espaço. Desde então os cientistas estão analisando os dados coletados durante esse breve encontro.

Todos os sobrevoos anteriores haviam ocorridos em objetos que na verdade eram fragmentos de um corpo maior. Contudo, durante os encontros os cientistas especulavam que o Lutetia poderia ser um astro mais velho e primitivo.

Imagens feitas com a câmera OSIRIS revelaram que partes da superfície do Lutetia tem aproximadamente 3,6 bilhões de anos. Outras partes são jovens para os padrões astronômicos, algo entre 50 e 80 milhões de anos.

Os astrônomos estimam a idade de planetas, luas e asteroides contando o número de crateras que eles apresentam. Cada depressão encontrada na superfície é feita por um impacto. Quanto mais velha a superfície mais impactos elas apresentam. Desse modo ao observar imagens do Lutetia, os astrônomos se depararam com uma superfície bastante castigada pelas crateras implicando que essa região é velha.

Por outro lado, as áreas mais novas do Lutetia são deslizamentos de terra, provavelmente disparados pelas vibrações geradas por impactos próximos.

Detritos resultantes desses muitos impactos agora localizam-se através da superfície formando uma camada de rocha pulverizada de 1 km de espessura.

Existem alguns pedaços de rochas maiores na superfície do asteroide, algo entre 300 e 400 metros de diâmetro, ou seja, um tamanho igual a metade da Rocha Ayers na Austrália.

Alguns impactos devem ter sido tão grandes que eles quebraram grandes pedaços de rocha do Lutetia, gradualmente esculpindo a superfície deixando-a como vimos hoje.

“Nós não pensamos que o Lutetia nasceu dessa forma”, disse Holger Sierks do Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung em Lindau na Alemanha. “Ele era provavelmente redondo quando se formou”.

O espectrômetro VIRTIS da Rosetta descobriu que a composição do Lutetia é notavelmente uniforme através das regiões observadas.

“É surpreendente que um objeto desse tamanho possa ter cicatrizes de eventos tão diferentes em idade através de toda a sua superfície enquanto não mostra qualquer sinal de variação composicional”, disse Fabrizio Capaccioni, do INAF em Roma, Itália. O mistério sobre o Lutetia está apenas começando.

Fonte: ESA

Encontros imediatos entre galáxias

Astrônomos analisaram a previsão dos encontros íntimos entre galáxias que podem desencadear o rápido crescimento de buracos negros supermassivos.

© Chandra/Hubble (par de galáxias CID 3083)

Esta pesquisa foi possível devido à habilidade do observatório espacial Chandra de detectar buracos negros crecendo ativamente através dos raios-X que eles geram.

Os pesquisadores analisaram 562 pares de galáxias em distâncias que variam de 3 a 8 bilhões de anos-luz da Terra, e compararam com 2.726 galáxias individuais.

© Chandra/Hubble (par de galáxias CID 1711)

O par de galáxias CID 1711 possui um tamanho de 363.000 anos-luz e o CID 3083 tem 249.000 anos-luz, e estão distantes 6,7 bilhões de anos-luz da Terra.

Nestas imagens, os dados do Chandra da NASA são mostrados em púrpura e os dados do Telescópio Espacial Hubble são em dourado. Em ambas as imagens, a fonte de raios-X perto do centro é gerado pelo gás que foi aquecido a milhões de graus, uma vez que cai em direção a um buraco negro supermassivo localizado no meio de sua galáxia hospedeira. A outra emissão de raios-X menos intensa pode ser causada por gás quente, associado com o par de galáxias.
Os autores do estudo estimam que quase um quinto de todos os buracos negros moderadamente ativos são encontrados em galáxias passando por estágios iniciais de uma interação. Isso deixa em aberto a questão de quais eventos são responsáveis ​​por abastecer os restantes 80% do crescimento dos buracos negros. Alguns destes podem envolver os estágios finais de fusões entre duas galáxias. Eventos menos violentos, como o gás precipitando a partir do halo da galáxia, ou o rompimento de galáxias satélites de pequeno porte também são susceptíveis de desempenhar um papel importante.
Esta pesquisa é denominada COSMOS (Cosmic Evolution Survey), que abrange dois graus quadrados do céu com as observações de vários grandes observatórios espaciais Chandra e Hubble. Informações precisas sobre a distância das galáxias também foi derivada de observações ópticas com o Very Large Telescope do ESO (European Southern Observatory). Esta amostra contenesta amostra com 562 pares de galáxias com 2.726 galáxias individuais para chegar a suas conclusões.
O estudo foi liderado por John Silverman, do Instituto para a Física e Matemática do Universo (IPMU) da Universidade de Tóquio, no Japão. Há 54 co-autores de várias instituições ao redor do mundo.

Um artigo descrevendo este trabalho foi aceito para publicação no Astrophysical Journal.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

O distante Éris é gêmeo de Plutão

Em Novembro de 2010 o distante planeta anão Éris passou em frente de uma estrela de fundo de luminosidade baixa, num acontecimento denominado ocultação.

© ESO (ilustração do planeta anão Éris)

Estes eventos são muito raros e difíceis de observar, uma vez que o planeta anão se encontra muito longe e é muito pequeno. O próximo acontecimento do gênero envolvendo Éris será apenas em 2013. As ocultações oferecem-nos a maneira mais precisa, e muitas vezes a única maneira, de medir o tamanho e estimar a forma de corpos muito distantes do Sistema Solar.
A estrela candidata a ocultação foi identificada ao serem estudadas imagens obtidas com o telescópio MPG/ESO de 2,2 metros instalado no Observatório de La Silla do ESO. As observações foram planejadas cuidadosamente e levadas a cabo por uma equipe internacional de astrônomos de várias universidades (principalmente da França, Bélgica, Espanha e Brasil), que utilizaram, entre outros, o telescópio robótico TRAPPIST (sigla do inglês TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope), também instalado em La Silla.
“Observar ocultações de pequenos corpos do Sistema Solar situados para além de Netuno requer grande precisão e planejamento. Esta é a melhor maneira de medir o tamanho de Éris, além de ir até lá, é claro!” explica Bruno Sicardy, o autor principal do trabalho, que será publicado na revista Nature.
As observações da ocultação foram feitas em 26 locais diferentes espalhados por toda a Terra e que se encontravam na trajetória prevista da sombra do planeta anão - incluindo alguns telescópios de observatórios amadores. No entanto, só foi possível observar o evento diretamente em dois lugares apenas, ambos situados no Chile: um no Observatório de La Silla do ESO com o telescópio TRAPPIST e o outro em São Pedro de Atacama, onde se utilizaram dois telescópios (Caisey Harlingten e ASH2). Os três telescópios registaram uma diminuição do brilho da estrela distante correspondente à altura em que Éris bloqueou a sua radiação.
As observações combinadas dos dois locais chilenos indicam que Éris tem uma forma praticamente esférica. Estas medições são bastante precisas no que dizem respeito à forma e ao tamanho do objeto, mas apenas se não tiverem sido distorcidas pela presença de montanhas altas, o que dificilmente existirá num corpo gelado tão grande.
Éris foi identificado como sendo um objeto grande situado no Sistema Solar exterior em 2005. A sua descoberta foi um dos motivos que levou à criação de uma nova classe de objetos chamados planetas anões e à reclassificação de Plutão de planeta para planeta anão em 2006. Éris encontra-se atualmente três vezes mais longe do Sol do que Plutão.
Embora observações anteriores utilizando métodos diferentes sugerissem que Éris era provavelmente 25% maior do que Plutão, com uma estimativa para o diâmetro de 3.000 quilômetros, este novo estudo prova que os dois objetos têm essencialmente o mesmo tamanho. O novo diâmetro calculado para Éris é de 2.326 quilômetros com uma precisão de 12 quilômetros, o que torna o seu tamanho melhor conhecido que o de Plutão, que tem um diâmetro estimado entre 2.300 e 2.400 quilômetros. O diâmetro de Plutão é mais difícil de medir devido à presença de uma atmosfera que torna impossível detectar diretamente a sua borda utilizando ocultações. O movimento do satélite de Éris, Disnomia, foi utilizado para estimar a massa de Éris. Descobriu-se que Éris é 27% mais pesado do que Plutão. A massa de Éris é 1,66 x 10²² kg, o que corresponde a 22% da massa da Lua.

Combinando este resultado com o diâmetro estimou-se que a densidade de Éris é de 2,52 gramas por cm³. Para comparação a densidade da Lua é 3,3 gramas por cm³ e a da água é de 1,0 grama por cm³.
“Esta densidade significa que Éris é provavelmente um grande corpo rochoso coberto por um manto relativamente fino de gelo,” comenta Emmanuel Jehin, que participou neste trabalho. O valor da densidade sugere que Éris é composto principalmente por rocha (85%), com uma pequena quantidade de gelo (15%). Este último encontra-se provavelmente numa camada com cerca de 100 km de espessura rodeando o enorme núcleo rochoso. Esta camada muito grossa composta principalmente por gelo de água não deve ser confundida com a camada muito fina de atmosfera gelada existente à superfície de Éris e que o torna tão refletor.
Descobriu-se que a superfície de Éris é muito refletora, refletindo 96% da luz que lhe chega (albedo visível de 0,96). O albedo de um objeto representa a fração de luz que chega à sua superfície e que é refletida de volta ao espaço em vez de ser absorvida. Um albedo de 1 corresponde a uma superfície branca de reflexão perfeita, enquanto que 0 será a total absorção da cor preta. Para comparação, o albedo da Lua é de apenas 0,136, semelhante ao do carvão. O albedo de Éris corresponde a uma superfície ainda mais brilhante do que neve fresca na Terra, o que torna Éris um dos objetos do Sistema Solar mais refletores, simultaneamente com a lua gelada de Saturno, Enceladus. A superfície brilhante de Éris é muito provavelmente composta por uma mistura de gelo rico em nitrogênio e metano gelado - como nos indica o espectro do planeta anão - que cobre todo o planeta anão com uma camada de gelo fina muito refletora com menos de um milímetro de espessura.
“Esta camada de gelo pode ter resultado da condensação em gelo da atmosfera de nitrogênio ou metano do planeta anão, que atinge a superfície à medida que o planeta anão se afasta do Sol ao longo da sua órbita alongada e entra cada vez mais num ambiente frio,” acrescenta Jehin. O gelo pode posteriormente voltar a transformar-se em gás à medida que Éris se aproxima do ponto mais próximo do Sol, a uma distância de cerca de 5,7 bilhões de quilômetros.
Com os novos resultados a equipe pôde também estimar a temperatura à superfície do planeta anão, obtendo um resultado de no máximo -238º Celsius para a superfície iluminada pelo Sol e menos ainda para o lado noturno de Éris.
“É extraordinário o quanto podemos aprender sobre um objeto distante pequeno como Éris quando o observamos passando em frente de uma estrela tênue, utilizando telescópios relativamente pequenos. Cinco anos depois da criação da nova classe dos planetas anões estamos finalmente conhecendo bem um dos seus membros fundadores,” conclui Bruno Sicardy.

Fonte: ESO

Quatro luas ao redor dos anéis de Saturno

O planeta Saturno possui 62 luas identificadas. Onde está a quarta lua de Saturno visível na imagem abaixo?

© NASA/Cassini (quatro luas ao redor dos anéis de Saturno)

A lua no fundo da imagem é Titã, a maior lua de Saturno e uma das maiores do Sistema Solar. A feição escura que cruza o topo desse mundo que está eternamente coberto por nuvens é a calota polar norte. A segunda lua mais óbvia na imagem acima é Dione, visível em primeiro plano, Dione  é um satélite que aparece repleto de crateras e com longos abismos de gelo. À esquerda da imagem pode-se ver alguns anéis de Saturno, incluindo o Anel A que apresenta a escura Falha de Encke. Mais a direita, fora dos anéis está Pandora, um satélite que tem apenas 80 km de diâmetro que contribui para alterar o Anel F de Saturno.

Se você olhar com cuidado dentro da Falha de Encke poderá encontrar a quarta lua de Saturno na imagem acima, denominada Pan. Embora seja a menor lua de Saturno com apenas 35 km de diâmetro, Pan é massiva o suficiente para ajudar a manter a Falha de Encke relativamente livre de partículas dos anéis.

Fonte: NASA

O mistério de uma supernova antiga

A NASA recriou a imagem da primeira supernova documentada, que foi observada por astrônomos chineses há quase dois mil anos.

© NASA/ESA (supernova RCW 86 no infravermelho e raios X)

A imagem mostra a combinação de dados obtidos de quatro telescópios espaciais diferentes para criar a imagem da supernova, conhecida como RCW 86, a mais antiga que consta dos registros de astronomia.

Os astrônomos chineses foram testemunhas do evento que aconteceu no ano 185 d.C., quando descobriram uma estrela muito luminosa que permaneceu no céu durante oito meses. As imagens de raios X do observatório XMM-Newton da ESA e do observatório Chandra da NASA, foram combinadas para formar as cores azul e verde na imagem, que mostram que o gás interestelar se aqueceu a milhões de graus devido à onda expansiva da supernova.

© NASA/JPL (supernova RCW 86 no infravermelho)

Os dados infravermelhos da sonda WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) e do Telescópio Espacial Spitzer da NASA, que são vistos em amarelo e vermelho, revelam o pó que chega a várias centenas de graus abaixo de zero, cálido em comparação com o pó cósmico habitual na Via Láctea.

Mediante o estudo dos raios X e dos dados infravermelhos, os astrônomos foram capazes de determinar que a causa daquela misteriosa explosão no céu foi uma supernova de tipo Ia, que se produz depois da violenta explosão de uma estrela anã branca.

A supernova RCW 86 está a aproximadamente 8.000 anos-luz de distância. Tem 85 anos-luz de diâmetro e ocupa uma região do céu na constelação austral de Circinus que é ligeiramente maior que a lua cheia.

Fonte: NASA

Estrela Proxima: a vizinha do lado

O astrônomo escocês  Thomas Henderson, em missão na África do Sul, realizou várias observações da estrela Alfa do Centauro, entre abril de 1832 e maio de 1833.

© Cosmo Novas (ilustração de uma anã vermelha)

A estrela Alfa do Centauro era a terceira mais brilhante, e também uma das estrelas com maior movimento aparente no céu. Estes fatos levaram Henderson a suspeitar de que se tratava de uma estrela próxima do Sol, para a qual o cálculo da distância através do método do paralaxe seria possível. Por várias razões, entre as quais algum ceticismo quanto à qualidade das observações que possuia, Henderson adiou a publicação dos resultados até 1839. Entretanto, um ano antes, Friedrich Wilhelm Bessel tinha publicado as suas observações e o cálculo da distância à estrela 61 do Cisne. Os resultados então apresentados por Henderson eram no entanto mais interessantes pois mostravam que a Alfa do Centauro estava muito próxima do Sol, a apenas 3,25 anos-luz (o valor atualmente aceito é de 4,36 anos-luz). Convém referir que a estrela é na realidade um sistema binário cuja descoberta é atribuída ao padre Jean Richaud, um missionário na Índia, em 1689. Durante quase 80 anos as componentes deste sistema binário, Alfa do Centauro A e B, foram as estrelas mais próximas do Sol conhecidas.

A situação mudou quando, em 1915, Robert Innes, o diretor do Union Observatory em Joanesburgo, na África do Sul, descobriu uma pequena estrela de magnitude 11 que parecia ter o mesmo movimento espacial da Alfa do Centauro. Observações subsequentes permitiram determinar a sua distância com precisão, verificando-se que estava ligeiramente mais próxima do Sol do que as componentes do sistema binário (o valor atualmente aceito para a distância é de 4,24 anos-luz). Por esse motivo, Innes sugeriu o nome de “Proxima” para a estrela.

Proxima é uma estrela imensamente interessante, e não apenas pela sua proximidade. Embora a ligação gravitacional com as componentes da Alfa do Centauro não seja totalmente certa, os estudos mais recentes, inclusive os dados obtidos com o satélite astrométrico Hipparcos, apontam fortemente nesse sentido. Tal como Alfa do Centauro A e B, Proxima é enriquecida em “metais” na mesma proporção relativamente ao Sol, o que reforça a a ideia de uma origem comum para as três estrelas. A confirmar-se este cenário a Alfa do Centauro será na realidade um sistema triplo. De fato, Proxima é frequentemente designada de Alfa do Centauro C.

Proxima está suficientemente próxima do Sol para ser possível medir diretamente o seu diâmetro aparente. Tal foi conseguido com o Very Large Telescope Interferometer, obtendo-se o valor modesto de 1/7 do diâmetro do Sol, ou 1,5 vezes o diâmetro de Júpiter. A análise do seu espectro permitiu determinar que se trata de uma anã vermelha de tipo espectral M5, com uma temperatura fotosférica de apenas 3.000 Kelvin. A sua luminosidade total (em todos os comprimentos de onda) corresponde a apenas 0,17% da do Sol!

A massa de uma anã vermelha com estas características é muito pequena, cerca de 1/8 da massa do Sol. A densidade resultante é no entanto muito superior à do Sol, cerca de 40 vezes maior, o que tem implicações importantes na estrutura interna da estrela.

A Proxima, tal como todas as anãs vermelhas, tem uma estrutura interna diferente da do Sol. Nas anãs vermelhas a energia gerada pelas reações de fusão nuclear é transferida até à superfície exclusivamente através da convecção de gás ionizado (plasma) no interior da estrela. No Sol a energia produzida no núcleo é transferida através da radiação até 70% do raio solar e só nos últimos 30% do seu raio a transferência é feita por convecção. A convecção global nas anãs vermelhas permite uma circulação eficiente de todo o combustível nuclear disponível (hidrogênio) até ao núcleo da estrela onde é transformado quase na totalidade em hélio. Em contraste, no Sol a falta de convecção na zona nuclear provoca a acumulação de uma “cinza” de hélio inerte e apenas 10% de todo o hidrogênio disponível é transformado em hélio enquanto o Sol permanece na sequência principal.

A circulação eficiente do combustível nuclear, conjugada com as temperaturas nucleares mais baixas das anãs vermelhas, que impõem ritmos de reacção mais lentos, fazem a estrela produzir menos potência mas usufruir de uma vida mais longa. A Proxima tem uma vida estimada em mais de um trilhão de anos, aproximadamente 100 vezes a duração da vida do Sol e muito maior do que a atual idade do Universo. No final da sua vida, as anãs vermelhas não se transformam em gigantes vermelhas, como as estrelas do tipo solar. Antes, transformam-se diretamente em anãs brancas formadas quase exclusivamente por hélio.

A convecção global de plasma, repleto de partículas carregadas eletricamente, gera uma fortíssima atividade magnética por um efeito de dínamo, que resulta por sua vez numa superfície muito ativa, com grande número de “manchas solares” e com erupções intensas de dimensões comparáveis à estrela que aumentam temporariamente o seu brilho e produzem raios ultravioleta e X em abundância. A estrela foi alvo de observações por vários telescópios de raios X, desde o Observatório Einstein, nos anos 80, que observou com detalhe uma erupção da estrela, até aos mais recentes XMM-Newton e Chandra.

Fonte: AstroPT

A transformação de uma gigante vermelha

Após 4,5 milhões de anos de vida, um milésimo da idade do Sol, a estrea HD 192163 começou a sua corrida para se tornar uma supernova catastrófica.

© NASA/Chandra (estrela massiva HD 192163)

Primeiro ela se expandiu enormemente para se tornar uma gigante vermelha e ejetou suas camadas externas a uma velocidade aproximada de 32.000 quilômetros por hora. Duzentos mil anos depois, a intensa radiação da camada mais interna quente e exposta da estrela começa a empurrar o gás para longe a uma velocidade que excede os 4,8 milhões de quilômetros por hora.

Quando esse vento estelar de alta velocidade se choca com o vento mas lento da gigante vermelha, uma densa concha é formada. Na imagem acima, uma porção da concha é mostrada em vermelho. A força da colisão cria duas ondas de choque, uma que se move para fora desde a densa concha para criar a estrutura em forma de filamentos de cor verde e outra que se move em direção interna para produzir uma bolha com temperatura de milhões de graus Celsius emissora de raios-X, mostrada em azul na imagem. A brilhante emissão de raios-X está próxima da parte mais densa da concha de gás comprimida, indicando que o gás quente está evaporando matéria da concha. A estrela massiva HD 192163 que produziu a nebulosa aparece como um ponto brilhante no centro da imagem.

A estrela HD 192163 provavelmente explodirá como uma supernova em aproximadamente cem mil anos. Essa imagem permite que os astrônomos possam determinar a massa, a energia, e a composição da concha gasosa ao redor da estrela antes de virar uma supernova. Um entendimento sobre esses ambientes fornece dados importantes para que se possam interpretar observações de supernovas e de suas partes remanescentes.

A imagem acima é uma composição de dados de raios-X (azul) e óptico (vermelho e verde) e revela dramáticos detalhes de uma porção da conhecida Nebulosa Crescente uma gigantesca concha gasosa criada por poderosos ventos que tem suas origens na massiva estrela HD 192163.

Fonte: Daily Galaxy

Um X na Via Láctea?

A concentração de estrelas luminosas no centro das galáxias espirais costuma originar uma estrutura de forma ovalada que lembra uma bola de futebol americano, o bojo galáctico.

© ESO (imagem da Via Láctea com um X desenhado em seu centro)

Mas o acúmulo de matéria no coração da Via Láctea pode ter gerado um bojo de contornos pouco usuais, marcado por duas barras estelares (e não apenas uma) que se cruzam e delineiam um X. Essa conclusão, controversa, é defendida pelo astrofísico brasileiro Roberto Saito, da Pontifícia Universidade Católica do Chile, e colegas chilenos, europeus e americanos num artigo publicado na revista científica The Astronomical Journal. “Dependendo de como observamos a galáxia, vemos uma barra tridimensional que se divide em duas, formando um X ou até um K”, diz Saito. “São duas barras na diagonal, uma principal e outra secundária.” De acordo com a técnica usada pelos pesquisadores para estudar a composição do bojo, o X atravessa a região mais central da Via Láctea e suas pontas são visíveis entre três e oito graus tanto acima como abaixo do plano do disco galáctico.
Para mapear o interior do bojo da Via Láctea, o trabalho de Saito analisou dados coletados em três comprimentos de ondas do infravermelho por um levantamento de todo o céu visível nos hemisférios Norte e Sul realizado entre o final dos anos 1990 e a primeira metade da década passada, o projeto 2Mass. Em meio a essa avalanche de informações, os astrofísicos procuraram especificamente a localização de um tipo de estrela luminosa rica em metais, as red clumps giants, que são usadas para inferir distâncias astronômicas e também como traçadoras de certas estruturas de galáxias. A distribuição dessas estrelas num mapa que divide o bojo da Via Láctea em 170 setores quadrados deu forma à dupla barra cruzada no centro da galáxia. Desde o início do ano 2010 um novo levantamento no infravermelho próximo tem monitorado a região central de nossa galáxia com o telescópio Vista, instalado no Chile e operado pelo Observatório Europeu do Sul (ESO). Os resultados preliminares dessa iniciativa corroboram aparentemente a hipótese da existência de uma estrutura em X no coração da Via Láctea, segundo Saito.
Desde meados dos anos 1990, os astrofísicos desconfiam de que a Via Láctea, como dois terços das galáxias espirais, apresenta uma barra em seu bojo, cuja extensão total deve equivaler a algo entre 15% e 20% do diâmetro da galáxia. Na década passada, a suspeita se tornou uma certeza e hoje as discussões giram em torno das características dessas barras. Se as conclusões do estudo estiverem corretas, o bojo da Via Láctea não é o primeiro a esconder duas barras de estrelas brilhantes na forma de um X. As NGC 128, 3625, 4469 e 4710 são exemplos de galáxias cuja região central também pode ser assim.

O problema é que, por estarmos dentro do objeto a ser observado, algumas características da Via Láctea são mais difíceis de serem flagradas do que as propriedades de galáxias vizinhas. Para tornar as coisas ainda mais difíceis, nosso ângulo de visão da Via Láctea não é dos melhores. Outro empecilho é a existência de grãos de poeira em meio aos gases que formam o espaço entre as estrelas. Essas finas partículas absorvem e espalham as radiações emitidas pelos astros em diversos comprimentos de onda, principalmente no da luz visível e ultravioleta, e criam um fenômeno conhecido como extinção. Certas regiões da galáxia, como o bojo, acabam então se tornando virtualmente inacessíveis aos telescópios ópticos. As observações feitas no infravermelho sofrem menos interferências da poeira interestelar. Por isso são muito usadas em trabalhos sobre a Via Láctea.

Não há consenso sobre a natureza do bojo da Via Láctea entre os especialistas que estudam a estrutura da galáxia. Jacques Lépine, do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (IAG-USP), é cético com relação à possibilidade de haver um X no centro de Via Láctea. Prefere acreditar que dificuldades em corrigir a interferência do fenômeno da extinção no trabalho de Saito poderiam explicar o X da questão. “A dinâmica caótica das estrelas velhas (amareladas) que constituem o bojo não permitiria que tal estrutura sobrevivesse”, afirma Lépine. “Em outras galáxias, em que é mais fácil visualizar o bojo, vemos no máximo uma estrutura num formato de caixa.”

Para Lépine, a Via Láctea tem apenas uma barra, que se encontra quase alinhada com o centro da galáxia e o Sol.
Seu colega no IAG-USP, Augusto Damineli, tem uma opinião diferente. “O X no bojo da Via Láctea parece ser um resultado bem robusto, embora o mapeamento da galáxia precise ser refinado”, diz ele. “Outras galaxias têm uma estrutura desse tipo, que aparece nos trabalhos científicos como resultado de simulações numéricas.” Não há uma explicação simples para a existência de bojos com formato em X, segundo Damineli. Se o centro da Via Láctea abrigar mesmo uma estrutura formada por duas barras que se cruzam e criam uma concentração de estrelas com contornos semelhantes à letra do alfabeto, o uso do próprio termo bojo, que remete automaticamente a formas arredondadas, pode se tornar inadequado para descrever a região central de algumas galáxias.

Fonte: FAPESP e The Astronomical Journal

Corpo celeste mais frio já fotografado

Astrônomos fotografaram diretamente uma estrela anã-marrom e sua companheira - algo entre um exoplaneta e uma estrela morta - que tem uma temperatura similar à de um deserto na Terra.

© Janella Williams (ilustração de anã-marrom e sua companheira)

"Este companheiro tipo planetário é o objeto mais frio já fotografado diretamente fora do nosso Sistema Solar," garante Kevin Luhman, da Universidade da Pensilvânia, nos Estados Unidos.

Os cientistas ainda discutem se podem catalogar o objeto celeste como um exoplaneta.

"Sua massa é semelhante à de muitos planetas extrassolares – cerca de sete vezes a massa de Júpiter - mas, em outros aspectos, ele é mais parecido com uma estrela," diz Luhman.

Em tese, o corpo celeste seria uma pequena estrela extremamente fria.

Há poucos meses, astrônomos identificaram as estrelas mais frias do Universo, mas elas não foram fotografadas diretamente, como agora.

A estrela é chamada WD 0806-661 B tem uma temperatura de aproximadamente 300 a 343 kelvin, e está orbitando sua companheira também muito fria para uma estrela, uma anã-marrom, o núcleo colapsado de uma estrela que está morrendo.

Fonte: The Astrophysical Journal

Reservatório de água em torno de estrela

O telescópio Herschel da ESA encontrou evidências de vapor de água proveniente de gelo em grãos de poeira ao redor de uma estrela jovem, revelando um reservatório de gelo escondido do tamanho de milhares de oceanos.

© ESA (disco de gelo ao redor da jovem estrela)

A estrela TW Hydrae, que possui entre 5 e 10 milhões de anos de idade e apenas 176 anos-luz de distância, está na fase final da formação.

Acredita-se que uma grande proporção da água da Terra pode ter vindo de gelo carregado de cometas que bombardearam nosso mundo durante e após sua formação. Estudos recentes do cometa 103P/Hartley 2 com o Herschel desvendaram como a água pode ter vindo para a Terra. Até agora, porém, quase nada se sabia sobre reservatórios em discos de formação planetária em torno de outras estrelas.

A água detectada no disco em torno da TW Hydrae poderia ser uma rica fonte de água para quaisquer planetas que se formam perto desta estrela jovem. Os cientistas fizeram simulações detalhadas, combinando os novos dados com observações terrestres anteriores, e calcularam o tamanho dos reservatórios de gelo nas regiões de formação planetária. Os resultados mostram que a quantidade total de água no disco em torno desta estrela encheria vários milhares de oceanos da Terra.

Esta pesquisa abre novos caminhos na compreensão da origem da água no planeta. "Com o Herschel, podemos seguir o rastro de água por todas as etapas de formação estelar e planetária", explica Göran Pilbratt, cientista de Projeto Herschel.

Fonte: ESA e Science

O mistério das estrelas ‘vampiras’

Um tipo de estrela que não deveria existir pode ter sido finalmente entendido por astrônomos em um estudo recente.

© NOAA (aglomerado NGC 188 com as estrelas vampiras circuladas)

Entre os cientistas elas são conhecidas oficialmente como “retardatárias azuis”, mas têm o apelido de “estrelas vampiras”, por parecem mais jovens do que são.

Esses astros se destacam por parecem mais quentes e jovens do que seus vizinhos, embora tenham sido formados mais ou menos na mesma época que eles.

Estava claro para os cientistas que essas estrelas tinham mais energia do que as outras. O mistério era como isso acontecia: se através de colisões com a vizinhança ou por meio da captura de energia.

Agora, a equipe de Aaron Geller e Robert Mathieu descartou a possibilidade de colisões, ou seja, as estrelas vampiras roubariam a energia de outras para ficarem mais jovens.

A maioria delas, segundo o grupo, é parte de um sistema binário. O difícil é ver a companheira, pois uma vez que a vampira suga sua energia, o brilho fica muito fraco para ser detectado por telescópios.

A dupla pretende agora usar o telescópio espacial Hubble para confirmar seus achados.

Fonte: Nature

Encontrado planeta em processo de formação

Um astrônomo da Universidade do Havaí (EUA) registrou a primeira imagem de um planeta em processo de formação em torno de uma estrela.

© U. Havaí (ilustração da formação de um novo planeta)

Trata-se do planeta mais jovem já encontrado, com aproximadamente o mesmo tamanho de Júpiter. O corpo celeste recém descoberto ganhou o nome de LkCa 15 b e está cercado de poeira cósmica e gases.

Adam Kraus e seus colegas utilizaram os telescópios Keck para registrar as imagens. É a primeira vez que cientistas conseguem medir um planeta tão no início de sua formação. Kraus apresentou a descoberta em um encontro da NASA no Goddard Space Flight Center.

A pesquisa do grupo começou com o estudo de 150 jovens estrelas. Após primeiras análises, eles reduziram o campo de estudo a 12 estrelas. O LkCa 15 b era o segundo da lista e os cientistas imediatamente souberam que estavam diante de algo novo. A coleta de dados começou há um ano.

Um artigo a respeito foi submetido para o periódico The Astrophysical Journal.

Fonte: NASA

Chuva de cometas em Sistema Solar próximo

O telescópio espacial Spitzer detectou uma chuva de cometas em um sistema similar ao que teria sido o Sistema Solar há milhões de anos, no período conhecido como o Intenso Bombardeio Tardio, que possivelmente deu à Terra água e outros ingredientes vitais para a vida.

© NASA (ilustração da chuva de cometas próxima de estrela)

Esta descoberta poderia ajudar a entender melhor como foi a chuva de cometas e objetos gelados que caíram do Sistema Solar exterior batendo nos planetas interiores, deixando grandes quantidades de pó e outros elementos que causaram, por exemplo, as crateras da Lua.

O que o telescópio Spitzer detectou consiste em uma nuvem de poeira ao redor de uma estrela brilhante próxima chamada Eta Corvi, que coincide com o conteúdo de um cometa gigante destruído. Esta poeira se encontra perto suficiente da estrela para se acreditar que houve uma colisão entre um planeta e um ou vários cometas. Pesquisadores indicam que o sistema Eta Corvi, que tem aproximadamente 1 bilhão de anos, tem a idade adequada para produzir uma tempestade como esta.

Os astrônomos usaram os detectores de infravermelho do Spitzer para analisar a luz que procede do pó ao redor do Eta Corvi, nos quais encontraram sinais químicos de gelo de água, matéria orgânica, e rocha, o que significa que provém de um cometa gigante. As características da poeira também se assemelham ao meteorito Almahata Sitta, que deixou cair fragmentos na Terra em 2008, no Sudão.

Os especialistas indicam que as semelhanças entre o meteorito e o objeto destruído que rodeia o Eta Corvi implica um lugar comum de origem. O Sistema Solar tem uma região similar de asteroides, conhecido como cinturão de Kuiper, onde flutuam os restos de matéria gelada e rochosa que ficaram após a formação dos planetas há 4,5 bilhões de anos.

Fonte: NASA

Descobertos novos aglomerados globulares

O aglomerado globular brilhante chamado UKS 1 domina o lado direito da primeira das novas imagens infravermelhas do telescópio de rastreio VISTA do ESO, situado no Observatório do Paranal, no Chile.

© ESO (aglomerados globulares  VVV CL001 e UKS 1)

No entanto, se desviarmos por um momento os olhos  deste objeto brilhante, uma surpresa aflora neste campo rico em estrelas - um aglomerado globular mais tênue descoberto nos dados do VISTA. Para distinguir este aglomerado estelar é necessária uma observação atenta. Este objeto, chamado VVV CL001, consiste numa pequena coleção de estrelas visível na metade esquerda da imagem.
O VVV CL001  é apenas o primeiro das descobertas globulares do VISTA. A mesma equipe descobriu um segundo objeto, VVV CL002, que aparece na imagem abaixo.

© ESO (aglomerado globular VVV CL002)

Este pequeno e tênue grupo de estrelas pode ser também um aglomerado globular, o mais próximo do centro da Via Láctea conhecido até agora. A descoberta de um novo aglomerado globular é muito rara, sendo que o último foi descoberto em 2010 e que apenas eram conhecidos 158 na nossa galáxia antes destas novas descobertas.
Estes novos aglomerados são as primeiras descobertas do rastreio do VISTA intitulado Variáveis na Via Láctea (VVV), que estuda de modo sistemático as regiões centrais da Via Láctea no infravermelho. A equipe VVV é liderada por Dante Minniti (Pontificia Universidad Católica de Chile) e por Philip Lucas (Centre for Astrophysics Research, University of Hertfordshire, RU).
Além de aglomerados globulares, o VISTA também está encontrando muitos aglomerados abertos ou galácticos, os quais contêm geralmente estrelas mais jovens e em menos quantidade do que os aglomerados globulares e são muito mais comuns. Outro aglomerado recentemente anunciado, VVV CL003, parece ser um aglomerado aberto que se encontra na direção do centro da Via Láctea, mas muito mais longe, ou seja cerca de 15.000 anos-luz além do centro.

© ESO (aglomerado globular VVV CL003)

Este é o primeiro aglomerado deste tipo a ser descoberto do lado de lá da Via Láctea.
Devido ao brilho fraco dos novos aglomerados encontrados, não é de admirar que estes tenham permanecido escondidos durante tanto tempo. Até há cerca de alguns anos atrás o UKS 1, que eclipsa totalmente em brilho estes objetos, era o aglomerado globular mais tênue conhecido na Via Láctea. Devido à absorção e avermelhamento da radiação estelar por efeito da poeira, estes objetos apenas podem ser observados no infravermelho e consequentemente o VISTA, o maior telescópio de rastreio do mundo inteiro, está idealmente preparado para procurar novos aglomerados que se encontrem escondidos por trás de poeira nas regiões centrais da Via Láctea.
Uma possibilidade interessante é que o VVV CL001 esteja gravitacionalmente ligado ao UKS 1 - tornando estes dois grupos estelares no primeiro par binário de aglomerados globulares na Via Láctea.
Fonte: ESO

Hubble revisita uma velha amiga

A supernova SN 1987A, é uma das mais brilhantes explosões estelares testemunhadas pelo ser humano desde a invenção do telescópio a mais de 400 anos atrás e essa supernova não é um objeto estranho para o Telescópio Espacial Hubble.

© Hubble (supernova SN 1987A)

O Hubble tem estado na linha de frente dos estudos relacionados com essa estrela moribunda brilhante desde o seu lançamento em 1990, três anos depois da supernova explodir em 23 de Fevereiro de 1987. Essa imagem do velho conhecido do Hubble, resgatada dos arquivos de dados do telescópio, pode ser a melhor imagem já feita desse objeto e nos lembra dos muitos mistérios que ainda cercam essa supernova.

Na imagem acima estão  em destaque dois laços brilhantes de material estelar e um anel muito brilhante ao redor da supernova no centro da imagem. Embora o Hubble tenha fornecido pistas importantes sobre a natureza dessas estruturas, sua origem ainda é desconhecida.

Outro mistério sobre a supernova SN 1987A é a falta de uma estrela de nêutrons. A morte violenta de uma estrela de grande massa, como o que aconteceu com a SN 1987A, deixa para trás um remanescente estelar, uma estrela de nêutrons ou um buraco negro. Os astrônomos esperam encontrar uma estrela de nêutrons na parte remanescente dessa supernova, mas eles ainda não foram capazes de observar através da densa poeira para confirmar a sua existência.

A supernova pertence à Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia próxima a aproximadamente 168.000 anos-luz de distância da Terra. Mesmo apesar da explosão estelar ter ocorrido por volta do ano 166.000 AC, a sua luz chegou aqui na Terra a menos de 25 anos atrás.

Fonte: ESA

As supernovas mais antigas e distantes

Uma equipe de astrônomos japoneses, israelenses e americanos usaram o Telescópio Subaru para montar a maior amostra já encontrada das supernovas mais distantes, que emitiram luz a cerca de dez bilhões de anos atrás, muito antes da Terra ser formada.

© Subaru (Supernova Tipo Ia)

Os pesquisadores usaram esta amostra de supernovas antigas para determinar com que freqüência tais explosões de estrelas ocorriam no Universo jovem.
Supernovas têm uma grande importância em astrofísica. Elas são fábricas de elementos da natureza: essencialmente todos os elementos da tabela periódica que são mais pesados ​​que o oxigênio foram formados através de reações nucleares imediatamente anterior e durante essas explosões colossais. As explosões arremessam esses elementos no espaço interestelar, onde servem como matéria-prima para as novas gerações de estrelas e planetas.
Assim, os átomos em nossos corpos, como os átomos de cálcio em nossos ossos ou os átomos de ferro em nosso sangue, foram criados em supernovas. Ao rastrear a frequência e tipos de explosões de supernovas de volta no tempo cósmico, os astrônomos podem reconstruir a história do Universo, a partir da mistura simples de hidrogênio e hélio que existiu durante os primeiros bilhões de anos após o Big Bang, até a atual riqueza de elementos.
No entanto, olhar de volta no tempo requer explorar grandes distâncias, significando que essas explosões luminosas são extremamente tênues e difíceis de serem detectadas. Para superar esse obstáculo, a equipe se aproveitou de uma combinação de propriedades do Telescópio Subaru: o poder da luz captação de seu grande espelho primário de 8,2 metros; a nitidez de suas imagens, e o amplo campo de visão de sua câmera com foco principal (Suprime-Cam).
Em quatro ocasiões distintas, eles apontaram o telescópio para um único campo chamado de campo Subaru Deep, que se estende por uma área do céu semelhante à Lua cheia, permitindo que a luz tênue das supernovas nas galáxias mais distantes se acumulam ao longo de várias noites de cada vez, formando assim uma exposição muito longa e profunda do campo.
Cada um das quatro observações captou cerca de 40 supernovas no ato de explodir entre as 150.000 galáxias no campo. Ao todo, a equipe descobriu 150 explosões, incluindo uma dúzia que estão entre as mais distantes e antigas.
Análise dos dados mostrou que as supernovas do tipo chamado "termonuclear" explodiam cerca de cinco vezes mais frequentemente no Universo jovem, cerca de dez bilhões de anos atrás, do que hoje. Supernovas termonucleares, muitas vezes chamadas de Tipo Ia, são uma das principais fontes de geração do elemento ferro no Universo. E os elementos anteriores, como oxigênio e carbono de que necessitamos para existirmos também foram espalhados por estas supernovas.
Igualmente importante, essas explosões serviram como marcadores de distância cósmica para os astrônomos. Durante a última década, eles revelaram que a expansão do Universo, em que todas as galáxias estão se afastando umas das outras, está acelerando sob a influência da energia escura misteriosa.
No entanto, a natureza das supernovas termonucleares é mal compreendida, e tem havido intenso debate sobre a identidade das estrelas antes de explodirem. Ao revelar o intervalo da idade das estrelas que explodem, novas descobertas fornecem algumas pistas importantes para resolver este mistério.
Os resultados correspondem a um cenário no qual as supernovas termonucleares são o produto da fusão de um par de anãs brancas. Observações futuras com a próxima geração de imagens da câmera Subaru, a Hyper Suprime-Cam, permitirá a descoberta de amostras maiores de supernovas mais distantes.

Fonte: Monthly Notices da Royal Astronomical Society

A cauda da Estrela Maravilhosa

Em 1596, pouco antes da invenção do telescópio, o monge e astrônomo alemão David Faber, também conhecido como Fabricius, observou na constelação de Cetus, uma estrela alaranjada onde anteriormente nada havia notado e registrou sua posição. Em 1642 Johannes Hevelius denominou-a de Mira Ceti (Maravilha da Baleia), foi a primeira estrela variável a ser descoberta e, na época, esta descoberta contribuiu para a rejeição da idéia de que a abóbada celeste era eterna e imutável.

© Caltech/GALEX (cauda de Mira)

Em 2007, observações do telescópio espacial GALEX revelou uma cauda extraordinária de cometa atrás de Mira - a primeira vista atrás de uma estrela. Esta cauda tem uma extensão de 13 anos-luz. Como Mira viaja através da galáxia, o gás emana de sua superfície para o espaço, causando um brilho em comprimentos de onda ultravioleta, que vemos como uma cauda.

Mira é um sistema binário que encontra-se a 420 anos-luz do Sol e as duas estrelas estão afastadas uma da outra por cerca de 9 bilhões de quilômetros. Mira A é uma gigante vermelha que tem cerca de 600 vezes o diâmetro do Sol, enquanto que Mira B é uma anã branca com aproximadamente o tamanho da Terra. Estrelas variáveis ​​tornaram-se imensamente importante na astronomia. Uma classe, chamada de variáveis ​​Cefeidas, é útil para medir distâncias e foi crucial para revelar a grandeza do Universo.

A Mira A, no século XVII recebeu o nome de “Estrela Maravilhosa”, devido as variações no seu brilho, teria aumentado e diminuído durante um período de cerca de 333 dias, naquela época. Mira A varia seu brilho cerca de 1.500 vezes, indo da magnitude 2 em seu brilho extremo à magnitude 10, quando então torna-se visível apenas através de telescópios.

A agitação interna de Mira A pode criar distúrbios magnéticos na sua atmosfera superior, responsáveis pelas fulgurações de raios-X observadas e por fortes ventos estelares que fazem a estrela perder material de uma forma rápida. Parte do gás e poeira que escapam de Mira A é capturada pela sua companheira, Mira B. Esse material é recolhido num disco de acreção em volta desta pequena estrela, onde as colisões entre as partículas, que se movem muito rapidamente, produzem raios-X. Na imagem abaixo Mira A está à direita e Mira B à esquerda.

© Chandra (imagem em ultravioleta do sistema Mira)

Um dos aspectos mais intrigantes das observações deste sistema, tanto em raios-X como em ultravioleta, é o fato de se encontrarem indícios de haver uma ponte tênue de material ligando as duas estrelas. A existência de tal ponte pode ser um indício de que, além de capturar material do vento estelar, Mira B pode estar extraindo material diretamente de Mira A para o seu disco de acreção.

© Mohamed & Podsiadlowski (simulação hidrodinâmica em Mira)

Observações mais recentes pelo telescópio espacial Herschel revelaram outro detalhe curioso, que parece ser uma estrutura espiral na cabeça da nuvem de Mira. A espiral pode resultar da forma como a companheira perturba o gás derramado por Mira como ela se movesse em torno de sua órbita.

Fonte: Astronomy & Astrophysics

Uma supernova remanescente intrigante

A G299.2-2.9 é uma supernova remanescente intrigante que localiza-se a cerca de 16 mil anos-luz de distância da galáxia Via Láctea.

© NASA (supernova remanescente G299.2-2.9)

Evidências apontam que a G299.2-2.9 são os restos de uma supernova Ia, onde uma anã branca tem crescido demasiadamente para causar uma explosão termonuclear. Porque é mais velho do que a maioria dos remanescentes de supernova causado por estas explosões, em uma idade de cerca de 4.500 anos, a G299.2-2.9 fornece aos astrônomos uma excelente oportunidade para estudar como esses objetos evoluem ao longo do tempo. Ele também fornece informação da explosão de uma supernova Ia, que produziu esta estrutura.
Esta imagem composta mostra a supernova G299.2-2.9 no raios-X a partir do observatório espacial Chandra e o satélite ROSAT, em laranja, que foi sobreposta em uma imagem infravermelha do Two Micron All-Sky Pesquisa, ou 2MASS. A emissão fraca de raios-X da região interior revela quantidades relativamente grandes de ferro e silício, como esperado para um remanescente de uma supernova Ia. A camada externa da parte remanescente é complexa. Tipicamente, é associada a uma estrela que explodiu no espaço onde o gás e poeira não são uniformemente distribuídas.
É muito importante compreender os detalhes das explosões das supernovas para adquirir conhecimento sobre a energia escura e a expansão do Universo. A descoberta da expansão acelerada do Universo na década de 1990 levou à recente concessão do Prêmio Nobel de Física.

Fonte: NASA

Censo da matéria escura através do Hubble

Astrônomos estão estudando 25 aglomerados de galáxias para medir a quantidade de matéria escura existente no Universo.

© Hubble (aglomerado de estrelas MACS 1206)

Reunidos em um projeto chamado Clash, eles utilizam o Telescópio Espacial Hubble para realizar o censo.

A matéria escura não pode ser detectada diretamente. Ela existe pela influência que exerce na matéria visível e pela maneira que altera o espaço, fazendo a luz de objetos distantes ser distorcida.

Até o momento, o grupo conseguiu analisar seis aglomerados de galáxias. Essas são as maiores estruturas unidas pela gravidade que existem no Universo. Cada uma pode conter até milhares de galáxias.

Por serem gigantescos, os aglomerados de galáxias funcionam como "lentes cósmicas" imensas, que amplificam e distorcem qualquer raio de luz que passe por eles. Esse efeito é conhecido como lente gravitacional e é usado pelos astrônomos para provar a existência da matéria escura.

Quando a luz de galáxias muito distantes atravessa o aglomerado, múltiplas imagens do mesmo objeto se formam. O estudo dessa distorção permite saber quanta matéria existe dentro do aglomerado. Caso só existisse matéria visível, a distorção observada seria bem menor.

Um exemplo é do aglomerado MACS 1206, que está a 4 bilhões de anos-luz de distância da Terra. Cada ano-luz equivale a quase 10 trilhões de quilômetros. Nele, os astrônomos do Clash conseguiram ver 47 imagens múltiplas de 12 galáxias recém-descobertas. Esse tipo de observação seria impossível sem a ajuda de um telescópio de longe alcance como o Hubble.

Atualmente, os cientistas acreditam que a matéria visível represente apenas 4% do Universo. O restante seria composto por energia escura (73%) e por matéria escura (23%).

Fonte: NASA

Asteroide tem montanha maior que o Everest

A sonda Dawn, da NASA, está orbitando o asteroide Vesta e revelando novos detalhes sobre a superfície da enorme rocha do cinturão de asteroides.

© NASA/Dawn (montanha do asteroide Vesta)

A mais recente descoberta é uma enorme montanha quase três vezes o tamanho do monte Everest, a montanha mais alta da Terra, localizada no Tibete, com 8.848 metros de altura.

A montanha encontrada é localizada no pólo sul de Vesta e  sua altura é cerca de 22 km acima da superfície média ao seu redor. É quase tão alta quanto a maior montanha (e vulcão) do Sistema Solar, o Monte Olimpo, em Marte, que se estende por 24 km acima da superfície.

A sonda Dawn está circulando Vesta desde meados de julho e até agora tem enviado surpreendentes imagens do asteroide, mostrando que a superfície do local é incrivelmente diversificada.

As recentes informações revelam que a superfície de Vesta parece ser muito mais dura do que a da maioria dos asteroides do cinturão, a vasta região repleta de rochas espaciais entre as órbitas de Marte e Júpiter. Além disso, as estimativas preliminares indicam que as crateras do hemisfério sul são muito mais jovens do que as do norte, com aproximadamente apenas um a dois bilhões de anos.

Depois de um ano estudando Vesta, a sonda Dawn deve sair para explorar Ceres, o maior asteroide do Sistema Solar. Vesta, que tem aproximadamente 530 km de diâmetro, é o segundo maior corpo no cinturão de asteroides, e é o mais brilhante asteroide em nosso Sistema Solar.

Agora, os cientistas estão estudando as crateras e serras de Vesta, e esperam mapear toda a superfície iluminada do asteroide até o fim do ano.

Fonte: NASA

Galáxias distantes na era da reonização

Uma equipe internacional de astrônomos utilizou o VLT como uma máquina do tempo e observou no Universo primordial várias das galáxias mais distantes já detectadas.

© ESO (ilustração de galáxias no fim da era da reionização)

A equipe conseguiu medir distâncias de forma precisa e descobriu que estamos vendo estas galáxias tal como eram entre 780 milhões a 1 bilhão de anos depois do Big Bang. A galáxia mais distante de que temos conhecimento, com uma distância calculada por espectroscopia, possui um desvio para o vermelho, z, de 8.6, o que a coloca a 600 milhões de anos depois do Big Bang. Há uma galáxia que se pensa ter um desvio para o vermelho de cerca de 10 (480 milhões de anos depois do Big Bang) identificada pelo Telescópio Espacial Hubble, mas espera-se ainda confirmação deste resultado. A galáxia mais distante do estudo aqui apresentado tem um desvio para o vermelho de 7.1, encontrando-se por isso a 780 milhões de anos depois do Big Bang. O Universo tem hoje 13,7 bilhões de anos de idade.

As novas observações permitiram aos astrônomos estabelecer pela primeira vez uma linha cronológica para o que é conhecido como a Era da Reionização. Quando as primeiras estrelas e galáxias se formaram, o Universo encontrava-se cheio de hidrogênio gasoso eletricamente neutro, elemento que absorve radiação ultravioleta. À medida que a radiação ultravioleta emitida por estas galáxias primordiais excitava o gás, tornando-o eletricamente carregado (ionizado), o Universo ia ficando cada vez mais transparente à radiação ultravioleta. Durante esta fase o nevoeiro de hidrogênio gasoso estava desaparecendo, permitindo que a radiação ultravioleta atravessasse o Universo pela primeira vez sem ser impedida.

Os novos resultados que serão publicados na revista especializada Astrophysical Journal resultaram de uma procura longa e sistemática de galáxias distantes que a equipe executou ao longo dos últimos três anos.

“Os arqueólogos conseguem reconstruir uma linha cronológica do passado a partir dos artefatos que encontram em diferentes camadas no solo. Os astrônomos podem fazer melhor: podem olhar diretamente para o passado distante e observar a radiação tênue de diferentes galáxias em diferentes estados da evolução cósmica,” explica Adriano Fontana, do Observatório Astronômico de Roma, INAF, que liderou este projeto. “As diferenças entre as galáxias informam-nos sobre as condições do Universo em plena transformação durante este importante período de tempo e da rapidez com que estas mudanças ocorriam.”

Os diferentes elementos químicos brilham de modo intenso para determinadas cores. Estes picos de brilho são as chamadas linhas de emissão. Uma das mais intensas linhas de emissão no ultravioleta é a linha de Lyman-alfa, emitida pelo hidrogênio. É brilhante e facilmente reconhecível, de modo que pode ser facilmente detectada mesmo em observações de galáxias muito tênues e distantes.

Ao encontrar a linha de Lyman-alfa em cinco galáxias longínquas a equipe conseguiu descobrir dois aspectos muito importantes: primeiro, ao observar de quanto é que a linha estava deslocada para o vermelho no espectro, a equipe pôde determinar a distância às galáxias e consequentemente quão próximo depois do Big Bang estavam sendo observadas. Este fato levou-os a colocar as galáxias por ordem, criando assim uma linha cronológica que mostra como é que a luz das galáxias evoluiu no tempo. Segundo, conseguiram determinar até que ponto a emissão de Lyman-alfa - vinda do hidrogênio brilhante que se encontra no interior das galáxias - é reabsorvida pelo nevoeiro de hidrogênio neutro no espaço intergalático em diferentes alturas no tempo.

“Observamos uma enorme diferença na quantidade de radiação ultravioleta que é reabsorvida entre as mais antigas e as mais recentes galáxias da nossa amostra,” diz a autora principal do artigo científico Laura Pentericci, do Observatório Astronómico de Roma, INAF. “Quando o Universo tinha apenas 780 milhões de anos o hidrogênio neutro era muito abundante, enchendo cerca de 10 a 50% de todo o volume do Universo. Mas apenas 200 milhões de anos mais tarde a quantidade de hidrogênio neutro tinha já diminuído para um nível muito baixo, semelhante ao que observamos hoje. Pensamos por isso que a reionização deve ter ocorrido muito mais rapidamente do que os astrônomos pensavam.”

Além de sondar a taxa à qual o nevoeiro primordial desapareceu, as observações da equipe sugerem também a fonte provável de radiação ultravioleta, a qual forneceu a energia necessária à ocorrência da reionização. Existem várias teorias que competem entre si sobre a origem desta radiação - duas das principais referem a primeira geração de estrelas no Universo e a intensa radiação emitida pela matéria que cai em buracos negros.

“A análise detalhada da radiação tênue emitida pelas duas galáxias mais distantes que encontramos sugere que a primeira geração de estrelas pode ter contribuído para a energia libertada observada,” diz Eros Vanzella do INAF Observatório de Trieste, um membro da equipe de investigação. “Seriam estrelas muito jovens e de grande massa, cerca de cinco mil vezes mais jovens e com cem vezes mais massa do que o Sol. Estas estrelas teriam sido capazes de dissipar o nevoeiro primordial, tornando-o transparente.”

São necessárias medições muito precisas para confirmar ou excluir esta hipótese e mostrar que as estrelas podem produzir esta energia. Para isso precisamos de observações feitas a partir do espaço, ou então do European Extremely Large Telescope planejado pelo ESO, que será o maior olho no céu do mundo, quando estiver operacional no início da próxima década.

Estudar este período precoce da história cósmica é tecnicamente desafiante porque são necessárias observações muito precisas de galáxias extremamente distantes e pouco luminosas, uma tarefa que apenas pode ser levada a cabo pelos telescópios mais potentes. Para este estudo a equipe utilizou o enorme poder coletor dos espelhos de 8.2 metros do VLT para fazer observações espectroscópicas, tendo como alvo galáxias inicialmente identificadas pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA e observadas em imagens profundas do VLT.

Fonte: ESO

Galáxias em estágios de evolução distintos

As galáxias existem numa grande variedade de formas, tamanhos e aspectos que mudam com o tempo.

© Hubble (região da constelação da Ursa Maior)

Algumas, como a galáxia que aparece no centro dessa imagem feita pelo Telescópio Espacial Hubble, são belas galáxias espirais com graciosos braços curvos, enquanto outras são bolas difusas como o grande objeto mostrado próximo da parte inferior direita da imagem. Outras ainda se apresentam em formas mais irregulares, como a galáxia laranja que aparece na parte superior da imagem, e que se assemelha a uma pequena corda vibrante.

Essa imagem é uma das algumas centenas de exposições feitas pela Advanced Camera for Surveys do Hubble para criar a chamada Extended Groth Strip. Essa faixa, denominada em homenagem ao astrônomo Edward Groth da Universidade de Stanford é uma imagem composta de uma região retangular do céu localizada na região da constelação da Ursa Maior. Essa faixa cobre uma área relativamente pequena do céu, equivalente grosseiramente à largura de um dedo se você esticar o seu braço em direção ao céu, mas nessa faixa relativamente restrita estão contidas 50.000 galáxias.

As imagens que geram a Extended Groth Strip permitem aos astrônomos espiarem dentro dos últimos oito bilhões de anos da história do Universo e observar assim galáxias em vários estágios de sua evolução. Os grandes objetos espirais e elípticos que nós observamos em primeiro plano nessa imagem são galáxias adultas totalmente formadas. Mais muitas das galáxias que aparecem no plano de fundo da imagem mais difusas e com formas mais peculiares representam uma época em que as galáxias ainda estavam num ativo processo de formação.

Imagens como essa ajudam os astrônomos a entenderem como as galáxias mudam em tamanho e forma e como elas se desenvolvem, desde seus anos iniciais de formação, onde passam por violentos eventos como o crescimento de grandes buracos negros em seus centros e colisões com outras galáxias, até atingirem uma maturidade mais tranquila.

Essa imagem foi criada a partir de exposições feitas na luz visível e no infravermelho com o Wide Field Channel da Advanced Camera For Surveys do Hubble.

Fonte: ESA

Colisões geraram inclinação de Urano

A inclinação extrema da rotação de Urano sempre foi um mistério. Quase perpendicular ao plano orbital, o eixo de rotação do gigante gelado é uma relíquia do passado violento do Sistema Solar.

© O. Keck (inclinação do planeta Urano em infravermelho)

Desde cedo, os astrônomos sugeriram que esta característica singular teria sido produto do impacto de um corpo com pelo menos a massa da Terra. No entanto, esta teoria tem um problema. Tal catástrofe deveria ter deixado as órbitas das luas uranianas nas suas inclinações originais, e não, tal como observamos hoje, em órbitas regulares no plano equatorial do planeta.

Um novo trabalho divulgado no European Planetary Science Congress parece trazer uma nova solução para este antigo problema. Através de simulações, uma equipe de cientistas liderada por Alessandro Morbidelli (Observatoire de la Cote d’Azur) testou vários cenários de impacto que pudessem reproduzir a atual inclinação do sistema uraniano. Descobriram que se o Urano tivesse sido atingindo quando ainda se encontrava rodeado por um disco protoplanetário (um disco de material donde posteriormente iria emergir o séquito de pequenas luas), então todo o sistema se reorganizaria na nova inclinação.
O novo modelo seria um sucesso, se a simulação não gerasse um outro resultado intrigante. Depois da violenta colisão, muitas das luas de Urano passavam a exibir órbitas retrógradas, ou seja, no sentido contrário ao que se observa hoje. Para ultrapassar este impasse, Morbidelli e colegas reviram os seus parâmetros, e para sua surpresa, descobriram que duas ou mais colisões menores diminuíam significativamente a probabilidade da ocorrência de órbitas retrógradas nas luas de Urano.
Estes novos resultados prometem abalar alguns dos principais aspectos da atual teoria da formação dos planetas. Segundo Morbidelli, “a teoria da formação dos planetas atualmente aceita assume que Netuno, Urano e os núcleos de Júpiter e Saturno foram formados pela acreção de apenas pequenos objetos do disco protoplanetário. Nenhum deveria ter sofrido qualquer colisão gigante. O fato de Urano ter sido atingido pelo menos duas vezes sugere que os grandes impactos foram fenômenos vulgares na formação dos planetas gigantes, consequentemente a teoria vigente tem que ser revista.”

Fonte: Europlanet e astroPT

Novos exoplanetas nos dados do Hubble

Astrônomos descobriram dois exoplanetas reanalisando os dados coletados pelo telescópio espacial Hubble em 1998. Nos mesmos dados em 2009, o astrônomo canadense David Lafreniere encontrou um planeta extrassolar no arquivo morto do Hubble.

© NASA (imagem da estrela HR 8799 captada pela NICMOS)

A imagem acima é da estrela HR 8799 tomada pela câmera local Hubble Infrared and Multi-Object Spectrometer (NICMOS) em 1998. Uma máscara dentro da câmera (coronógrafo) bloqueia a maior parte da luz da estrela. Além disso, o software tem sido utilizado para digitalmente subtrair a luz das estrelas. No entanto, a luz difusa da HR 8799 domina a imagem, obscurecendo todos os detalhes.

© NASA (os três planetas revelados orbitando a HR 8799)

A imagem acima mostra o recente processamento do software sofisticado dos dados NICMOS removendo a maioria da luz da estrela espalhada para revelar três planetas orbitando a HR 8799. As posições desses planetas coincidem com as órbitas dos planetas observados por telescópios terrestres em 2007 e 2008.

© NASA (sistema exoplanetário HR 8799)

A ilustração acima indica o sistema exoplanetário HR 8799 com base na reanálise dos dados do Hubble NICMOS e observações terrestres. As posições das estrelas e as órbitas dos quatro planetas conhecidos são mostrados esquematicamente. O tamanho dos pontos não está em escala com a sua verdadeira dimensão. Os três planetas mais distantes, a, b e c são detectados através de dados do NICMOS e terrestres. O quarto planeta interior foi detectado em observações terrestres. As órbitas alongadas aparecem por causa de uma ligeira inclinação do plano da órbita em relação à nossa linha de visão. O tamanho do sistema HR 8799 é comparável ao nosso Sistema Solar, como indicado pela órbita de Netuno, mostrada em escala.

Os exoplanetas são encontrados por meio de variações na luz emitida por suas estrelas ou por pequenos distúrbios induzidos em sua órbita por seus planetas; desta forma, os astrônomos não conseguem vê-los diretamente, porque sua luz é fraca demais em comparação com a luz das suas estrelas.

O que os cientistas criaram uma técnica para "mascarar" a luz das estrelas, deixando os planetas visíveis.

Os dois planetas agora redescobertos já haviam sido identificados por outras técnicas, ao redor da estrela HR 8799, localizada a 130 anos-luz da Terra.

A HR 8799 tem quatro planetas gigantes gasosos identificados até o momento, dos quais três já haviam sido fotografados antes pelo Hubble, mas só foram vistos, um em 2009, e dois agora, graças ao aprimoramento das técnicas para analisar os dados já coletados.

O quarto provavelmente não poderá ser visto diretamente porque é o que orbita mais próximo da estrela, ficando na borda de sua corona, onde a luz é forte demais mesmo para as novas técnicas.

A possibilidade de visualização do planeta em múltiplas imagens ao longo do tempo também permitirá o estudo de suas órbitas, o que é crucial para o entendimento dos sistemas planetários.

Fonte: NASA

O desafio do pulsar de Caranguejo

A intensidade da energia emitida pelo pulsar na nebulosa do Caranguejo, na constelação de Touro, desafia a compreensão dos astrofísicos, para os quais este fenômeno não se pode explicar pelos modelos teóricos atuais da física.

© ESO (Nebulosa do Caranguejo)

O pulsar de Caranguejo, uma estrela de nêutrons que gira rapidamente descoberta em 1968, parece emitir raios-gama com níveis de energia maiores aos explicados pelos modelos científicos atuais, anunciaram os surpresos autores do estudo.

Usando o conjunto de telescópios Veritas no Observatório Whipple no Arizona (EUA), astrofísicos detectaram que esta jovem estrela de nêutrons tem energia superior a 100 GeV (bilhões de elétron-volts). Esta intensidade de energia é mais de 1 bilhão de vezes superior à da luz visível do Sol.

Para Henric Krawczynski, astrofísico da Universidade de Washington em Saint Louis, coautor deste trabalho, os modelos teóricos padrão não podem explicar estas observações sem grandes mudanças.

"Estamos na presença de algumas forças extremas e estas observações mostram que nossas teorias não se encaixam e que sabemos menos sobre os pulsares do que pensávamos", disse o astrofísico.

Durante muito tempo, pensava-se que as emissões de pulsares são causadas quando o campo magnético dessas estrelas acelera partículas carregadas a uma velocidade próxima à da luz, gerando radiação eletromagnética em um amplo espectro.

"Depois de muitos anos de observações e resultados, pensávamos entender como funcionava  pulsar da nebulosa do Caranguejo, enquanto os modelos preveem uma diminuição exponencial do espectro de emissão acima dos 10 GeV", disse David Williams, professor adjunto de física na Universidade da Califórnia em Santa Cruz e coautor do estudo.

"Foi uma verdadeira surpresa descobrirmos a emissão de raios-gama em energias superiores a 100 GeV", disse Williams. O pulsar de Caranguejo se formou a partir do núcleo de uma grande estrela que explodiu em uma supernova espetacular que foi vista no ano 1054, registrada por astrônomos chineses e árabes, deixando para trás a brilhante nebulosa do Caranguejo, com o pulsar no centro. A Nebulosa do Caranguejo está localizada a 6.500 anos-luz da Terra.

Esta estrela de nêutrons relativamente jovem, um dos objetos mais estudados no céu, gira 30 vezes por segundo e tem um poderoso campo magnético, do qual emite feixes de radiação que, vistos da Terra, parecem pulsos rápidos de radiação.

Fonte: Science