Evaporação da atmosfera de um exoplaneta

O telescópio espacial Hubble captou a evaporação da atmosfera de um planeta distante.

© NASA (ilustração da evaporação da atmosfera do HD 189733b)

O planeta, situado a cerca de 60 anos-luz de distância da Terra, recebeu um brilho tão intenso de sua estrela que perdeu pelo menos mil toneladas de gás por segundo.

Os cientistas, liderados por Alain Lecavelier des Etangs, do Instituto de Astrofísica de Paris, observaram a atmosfera do planeta HD 189733b, similar a Júpiter, que orbita ao redor da estrela HD 189733A, em dois momentos diferentes, no início de 2010 e no final de 2011.

© Hubble/Swift (vista do HD 189733b no óptico e ultravioleta)

Cerca de cinco milhões de quilômetros, uma distância 30 vezes menor do que da Terra ao Sol, separam o planeta de sua estrela.

É por isso que o exoplaneta se aquece em torno de 1.030ºC, embora esse calor não chegue a ser suficiente para provocar a evaporação de sua atmosfera.

A estrela do distante planeta apresentava uma radiação de raios X que quadruplicava sua luminosidade.

Os pesquisadores, além de confirmar que algumas atmosferas de planetas se evaporam, observaram como variaram as condições físicas da evaporação com a passagem do tempo. Ninguém tinha conseguido isso até então.

Os cientistas calculam que o exoplaneta recebeu uma radiação de raios X três milhões de vezes superior a que a Terra recebe do Sol.

"Foi o brilho de raios X da HD 189733A mais brilhante já observado até agora e parece muito possível que o impacto do calor sobre o planeta possa ter provocado a evaporação observada horas mais tarde através do Hubble", explicou Peter Wheatley, da Universidade Britânica de Warwick.

© Swift (emissão de raios X da estrela HD 189733A)

A equipe também acompanhou a estrela com o telescópio Swift de raios X. Em 7 de setembro de 2011, apenas oito horas antes do Hubble foi agendada para observar o trânsito, o Swift estava monitorando a estrela quando se desencadeou uma emissão poderosa. Um pico 3,6 vezes em raios X ocorreu acima dos níveis de emissões emanados pelo Sol.

Este estudo, cujas conclusões serão publicadas no próximo número da revista Astronomy & Astrophysics, tem importância não só para a análise dos planetas similares a Júpiter. Os cientistas pensam que as "super-Terras" rochosas descobertas recentemente poderiam ser restos de planetas como HD 189733b depois da evaporação total de suas atmosferas.

Fonte: NASA

Nuvens escuras em Aquila

Parte de uma expansão escura que cruza o plano conturbado da Via Láctea, o chamado Aquila Rift arqueia através dos céus de verão do hemisfério norte perto da brilhante estrela Altair e do Triângulo do Verão.

© Adam Block (nuvens escuras em Aquila)

Com a sua silhueta marcada contra a luz das estrelas apagadas da Via Láctea, essas nuvens moleculares empoeiradas provavelmente contêm material bruto para formar centenas de milhares de estrelas e os astrônomos vasculham essas nuvens atrás de sinais de nascimento de estrelas. Essa paisagem telescópica foi feita através de uma observação em direção à fragmentada nuvem escura complexa de Aquila identificada como LDN 673, que se espalha através do campo de visão numa distância um pouco maior do que a Lua Cheia. Nessa cena, pode-se observar indicações de fluxos energéticos associados com jovens estrelas que inclui a pequena e avermelhada nebulosidade RNO 109 na parte superior esquerda e o objeto Herbig-Haro HH32 acima e a direita do centro. Estima-se que as nuvens escuras de Aquila estejam localizadas a aproximadamente 6.000 anos-luz de distância. Considerando essa distância a imagem acima se espalha por aproximadamente 7 anos-luz.

© Herschel (Aquila Rift)

A imagem acima em cores do Aquila Rift mostra a estrutura filamentosa estendida dessa nuvem de formação de estrelas. Um estudo detalhado deste complexo demonstrou que todos os 32 filamentos parecem ter larguras muito semelhantes, com um valor de cerca de 0,3 anos-luz.
Mais de 500 núcleos compactos foram detectados incorporados nos filamentos na região: cerca de 60% destes são gravitacionalmente ligados e as sementes de futuras estrelas. Todos os núcleos de formação estelar estão localizados em filamentos mais densos e instáveis ​​da nuvem, principalmente ao longo das duas principais correntes filamentares que atravessam a imagem na diagonalmente. Cerca de 200 proto-estrelas também têm sido detectadas, algumas delas são visíveis como brilhantes 'manchas' ao longo dos filamentos principais.
As duas cavidades brilhantes em lados opostos da imagem são regiões HII, onde estrelas jovens e brilhantes iluminam o gás de hidrogênio ionizado, fazendo-a brilhar.
Localizado a uma distância de cerca de 850 anos-luz, o Aquila Rift pertence ao Cinturão de Gould, um anel gigante de estrelas e nuvens de formação estelar na vizinhança do Sol.
Esta imagem é baseada em observações efectuadas pelo SPIRE (Spectral and Photometric Imaging Receiver) em 500 μm e por PACS (Photodetector Array Camera and Spectrometer) a 160 e 70 μm. Estas observações do Aquila Rift são parte de um extenso levantamento do Cinturão de Gould atualmente realizado com observatório espacial Herschel, que explora a região do infravermelho longínquo e do comprimento de onda submilimétrico.

Fonte: NASA e ESA

O brilho de Alpha Centauri

O brilho da Alpha Centauri, uma das estrelas mais brilhantes do céu noturno da Terra, invade o lado esquerdo dessa paisagem cósmica do hemisfério sul.

© Marco Lorenzi (Alpha Centauri)

Localizada a apenas 4,3 anos-luz de distância da Terra, a Alpha Centauri na verdade consiste de duas componentes estelares com tamanho similar ao do Sol, confinadas em uma órbita mútua. Muito menor e mais frio, um terceiro membro do mesmo sistema estelar, a Proxima Centauri, não aparece nesse campo de visão. Ainda assim, essa cena telescópica revela boa parte do plano da Via Láctea que localiza-se além do brilho da Alpha Centauri, incluindo uma nebulosa planetária catalogada como Hen 2-111, e a uma distância estimada de 7.800 anos-luz. A mortalha gasosa de uma estrela moribunda, o núcleo brilhante da nebulosa e o halo mais apagado de gás ionizado avermelhado se expande por mais de vinte anos-luz, e pode ser visto um pouco à direita do centro da imagem. Mais a direita estão dois notáveis aglomerados abertos de estrelas, o compacto Pismis 19 localizado a 8.000 anos-luz de distância e que tem sua luz avermelhada pela poeira, e o mais próximo, o NGC 5617. Visível no brilho da Alpha Centauri está o apagado brilho de uma remanescente de supernova na forma de uma concha, acima e a direita da estrela mais próxima do núcleo brilhante do sistema.

Fonte: NASA

Raro arco gravitacional em aglomerado de galáxias

Astrônomos da NASA usando o telescópio espacial Hubble descobriram um arco de luz desafiador atrás de um aglomerado de galáxias extremamente massivo residindo a 10 bilhões de anos-luz de distância.

© Hubble (aglomerado de galáxias IDCS J1426.5+3508)

O agrupamento galáctico, descoberto pelo telescópio espacial Spitzer da NASA, foi observado quando o Universo tinha aproximadamente um quarto da sua idade atual de 13,7 bilhões de anos. O gigantesco arco é a forma esticada de uma galáxia mais distante que tem sua luz distorcida pela gravidade poderosa do monstruoso aglomerado, um efeito conhecido como lente gravitacional.

O problema é que o arco não deveria existir.

“Quando eu o vi pela primeira vez, eu fiquei olhando para ele e pensando que em algum momento ele iria embora”, disse o líder do estudo Anthony Gonzalez da Universidade da Flórida em Gainesville. “De acordo com as análises estatísticas, os arcos deveriam ser extremamente raros nessa distância. No início do Universo, a expectativa é que não existiam galáxias o suficiente atrás do aglomerado brilhantes o suficiente para serem observadas, mesmo se elas fossem distorcidas pelo aglomerado. O outro problema é que os aglomerados de galáxias tornam-se menos massivos à medida que se vai mais distante no tempo. Isso quer dizer que é mais difícil encontrar um aglomerado com massa o suficiente para ser uma lente razoável para gravitacionalmente curvar a luz de uma galáxia distante”.

Aglomerados de galáxias são coleções de centenas a milhares de galáxias unidas pela gravidade. Eles são as estruturas mais massivas do Universo. Os astrônomos normalmente estudam aglomerados de galáxias procurando por galáxias muito mais distantes amplificadas atrás deles que caso contrário seriam muito apagadas para serem observadas com os telescópios. Muitas dessas galáxias gravitacionalmente amplificadas têm sido encontradas atrás de aglomerados de galáxias mais perto da Terra.

A surpresa nessa observação do Hubble é o registro de uma galáxia amplificada por um aglomerado extremamente distante. Denominado de IDCS J1426.5+3508, o aglomerado é o mais massivo encontrado nessa época do Universo, pesando algo em torno de 500 trilhões de sóis. Ele é entre 5 a 10 vezes maior do que outros aglomerados encontrados nesse momento inicial do Universo. A equipe registrou o aglomerado numa pesquisa usando o telescópio espacial Spitzer em combinação com imagens ópticas de arquivo feitas como parte do National Optical Astronomy Observatory’s Deep Wide Field Survey no Kitt Peak National Observatory em Tucson no Arizona. As imagens combinadas permitiram que eles pudessem ver o aglomerado  como um agrupamento de galáxias bem vermelhas indicando que elas são bem distantes.

Esse sistema único constitui o aglomerado mais distante conhecido a hospedar um gigantesco arco de lente gravitacional. A descoberta desse antigo arco gravitacional pode levar os pesquisadores a descobrirem como, durante os primeiros momentos depois do Big Bang, as condições foram ajustadas para o crescimento de aglomerados no Universo primordial.

O arco foi registrado em imagens ópticas do aglomerado feitas em 2010 pela Advanced Camera for Surveys do Hubble. As capacidades infravermelhas da Wide Field Camera 3 (WFC3) do Hubble, ajudaram a fornecer a distância precisa, confirmando que ele é um dos aglomerados mais distantes já descoberto.

Uma vez que os astrônomos determinaram a distância do aglomerado, eles usaram o Hubble, o rádio telescópio Combined Array for Research in Millimeter-wave Astronomy (CARMA), e o Observatório de Raios X Chandra da NASA para mostrar de forma independente que o agrupamento galáctico é muito massivo.

O CARMA ajudou os astrônomos a determinarem a massa do aglomerado medindo como a luz primordial do Big Bang foi afetada à medida que ela passava através do gás extremamente quente e tênue que permeia o agrupamento. Os astrônomos então usaram as observações com a WFC3 para mapear a massa do aglomerado calculando quanta massa do aglomerado seria necessária para produzir o arco gravitacional. Os dados do Chandra que revelaram o brilho do aglomerado em raios X, foi também usado para medir a massa do aglomerado.

“A chance de se encontrar um gigantesco aglomerado como esse no início do Universo é menor que um por cento na pequena área pesquisada”, disse um membro da equipe, Mark Brodwin da Universidade do Missouri em Kansas City. “Ele compartilha um caminho evolucionário com alguns dos mais massivos aglomerados que nós observamos hoje, como o Aglomerado Coma e o recentemente descoberto Aglomerado El Gordo”.

Uma análise do arco revelou que o objeto por ele amplificado é uma galáxia de formação de estrelas que existia entre 10 e 13 bilhões de anos atrás. A equipe espera usar o Hubble novamente para obter uma medida mais precisa da distância da galáxia que é amplificada pelo arco.

Gonzalez tem considerado algumas possibilidades para explicar o arco.

Uma explicação é que os distantes aglomerados de galáxias, diferente dos próximos, têm concentrações mais densas de galáxias em seus núcleos, fazendo com que eles sejam uma lente mais eficiente. Contudo, mesmo se os distantes núcleos fossem mais densos, essa massa adicional ainda não deveria fornecer massa gravitacional suficiente para produzir um gigantesco arco como o visto nas observações de Gonzalez de acordo com análises estatísticas.

Outra possibilidade é que flutuações microscópicas iniciais na matéria ocorridas logo depois do Big Bang foram diferentes daquelas previstas pelas simulações do modelo cosmológico, e então produziram aglomerados de galáxias mais massivos do que se esperava.

“Eu não estou convencido por nenhuma das explicações”, disse o próprio Gonzalez. “Além do mais só encontramos um exemplo. Nós realmente precisamos estudar os aglomerados de galáxias extremamente massivos que existiram entre 8 e 10 bilhões de anos atrás para ver quantos mais objetos distorcidos gravitacionalmente poderão ser encontrados”.

Os resultados da equipe serão publicados na edição de Julho de 2012 do The Astrophysical Journal.

Fonte: NASA

Nova maneira de estudar atmosferas de exoplanetas

Uma nova técnica permitiu aos astrônomos estudarem pela primeira vez a atmosfera de um exoplaneta em detalhe, embora este não passe em frente da sua estrela hospedeira.

© ESO (ilustração do exoplaneta Tau Boötis b)

Uma equipe internacional utilizou o Very Large Telescope (VLT) do ESO para captar diretamente o fraco brilho do planeta Tau Boötis b. A equipe estudou a atmosfera do planeta e determinou pela primeira vez a sua órbita e massa de forma precisa; resolvendo assim um velho problema de 15 anos. Surpreendentemente, a equipe também descobriu que a atmosfera do planeta parece ser mais fria a maior altitude, o contrário do que se esperava. Os resultados serão publicados amanhã na revista Nature.

O planeta Tau Boötis b foi um dos primeiros exoplanetas a ser descoberto em 1996 e continua a ser um dos sistemas planetários mais próximos que se conhece. Embora a sua estrela hospedeira seja facilmente visível a olho nu, o planeta propriamente dito não o é, e até agora conseguia apenas detectar-se pelo efeito gravitacional que exerce sob a estrela. Tau Boötis b é um planeta grande e quente do tipo de Júpiter que orbita muito próximo da estrela hospedeira.

Tal como a maioria dos exoplanetas, este planeta não transita o disco da sua estrela (como o recente trânsito de Vênus). Até agora estes trânsitos eram essenciais para o estudo das atmosferas dos exoplanetas: quando um planeta passa em frente da sua estrela deixa uma marca das características da atmosfera na radiação estelar. Como nenhuma radiação estelar atravessa a atmosfera de Tau Boötis b em nossa direção, isso implicava que até agora a atmosfera do planeta não podia ser estudada.

No entanto, depois de 15 anos tentando estudar o fraco brilho emitido por exoplanetas quentes do tipo de Júpiter, os astrônomos conseguiram pela primeira vez determinar a estrutura da atmosfera de Tau Boötis b e deduzir a sua massa de forma precisa. A equipe utilizou o instrumento CRICES (CRyogenic InfraRed Echelle Spectrometer) montado no VLT, instalado no Observatório do Paranal do ESO, no Chile. Os astrônomos combinaram observações infravermelhas de alta qualidade (em comprimentos de onda da ordem dos 2,3 microns) com uma técnica nova que consegue extrair o fraco sinal emitido pelo planeta, da radiação muito mais forte emitida pela estrela hospedeira. Em comprimentos de onda infravermelhos, a estrela hospedeira emite menos radiação que no regime óptico, por isso este é o comprimento de onda favorável para separar o fraco sinal emitido pelo planeta. Este método utiliza a velocidade do planeta em órbita da sua estrela hospedeira para separar a emissão planetária da emissão estelar e também da emissão vinda da própria atmosfera terrestre. A mesma equipe de astrônomos testou esta técnica anteriormente num planeta que transita, medindo a velocidade orbital durante a sua passagem em frente ao disco estelar.

O autor principal do estudo Matteo Brogi (Observatório de Leiden, Holanda) explica: "Graças à elevada qualidade das observações fornecidas pelo VLT e pelo CRICES conseguimos estudar o espectro do sistema com muito mais detalhe do que o que era possível até agora. Apenas 0,01% da radiação observada é emitida pelo planeta, enquanto que o resto vem da estrela, por isso não foi nada fácil separar esta contribuição".

A maioria dos planetas que orbitam outras estrelas foram descobertos pelo efeito gravitacional que exercem nas estrelas hospedeiras, o que limita a informação que podemos retirar sobre a sua massa: apenas podemos calcular um limite inferior para a massa do planeta. Isto deve-se ao fato da inclinação da órbita ser geralmente desconhecida. Se a órbita do planeta está inclinada relativamente à linha de visão entre a Terra e a estrela, então um planeta com maior massa causa o mesmo efeito de movimento para trás e para a frente da estrela que um planeta mais leve numa órbita menos inclinada, não sendo possível separar os dois efeitos. Esta nova técnica é muito mais poderosa. Conseguir observar a radiação que vem diretamente do planeta permitiu aos astrônomos medir o ângulo da órbita do planeta e consequentemente determinar a sua massa de forma precisa. Ao traçar as variações do movimento do planeta à medida que este orbita a estrela, a equipe pôde determinar, pela primeira vez, que Tau Boötis b orbita a sua estrela hospedeira com um ângulo de 44 graus e tem uma massa igual a seis vezes a massa do planeta Júpiter no nosso Sistema Solar.

© ESO (visão de campo amplo da estrela hospedeira)

"As novas observações do VLT solucionam o problema, presente há 15 anos, da massa de Tau Boötis b. E a nova técnica significa também que agora podemos estudar as atmosferas de exoplanetas que não transitam as suas estrelas, e também medir as suas massas de forma precisa, o que era impossível antes", diz Ignas Snellen (Observatório de Leiden, Holanda), co-autor do artigo científico que descreve o trabalho.

Além de detectar o brilho da atmosfera e medir a massa de Tau Boötis b, a equipe estudou a atmosfera e mediu a quantidade de monóxido de carbono presente, assim como a temperatura a diferentes altitudes por meio da comparação entre as observações e modelos teóricos. Um resultado surpreendente deste trabalho é de que as novas observações indicam que a temperatura da atmosfera decresce com a altitude. Este resultado é o oposto do esperado da inversão de temperatura - um aumento da temperatura com a altitude - encontrada em outros exoplanetas quentes do tipo de Júpiter. Pensa-se que as inversões térmicas são caracterizadas pelas bandas moleculares em emissão no espectro, em vez das em absorção, tal como observado na fotometria de exoplanetas quentes do tipo de Júpiter com o telescópio espacial Spitzer. O exoplaneta HD209458b é o melhor exemplo de inversões térmicas em atmosferas de exoplanetas. Esta observação apoia modelos nos quais a emissão ultravioleta forte associada a atividade cromosférica, semelhante à exibida pela estrela hospedeira de Tau Boötis b - é responsável pela inibição da inversão térmica.

As observações do VLT mostram que a espectroscopia de alta resolução obtida por telescópios terrestres é uma ferramenta valiosa na análise detalhada das atmosferas de exoplanetas que não transitam. A detecção de diferentes moléculas no futuro permitirá aos astrônomos aprender mais sobre as condições atmosféricas do planeta. Ao medir estas condições atmosféricas ao longo da órbita do planeta, os astrônomos poderão até ser capazes de encontrar variações atmosféricas entre as manhãs e as tardes do planeta.

Fonte: ESO

Um vapor de estrelas

O número de galáxias que possuem braços espirais luminosos sendo varridos ou um centro extremamente brilhante é relativamente baixo.

© Hubble (galáxia DDO 82)

De fato no Universo grande parte das galáxias parecem pequenas e amorfas nuvens de vapor. Uma dessas galáxias é a DDO 82, registrada acima numa bela imagem feita pelo telescópio espacial Hubble. Apesar de pequena se comparada com a Via Láctea, essa galáxia anã ainda contém entre milhões e bilhões de estrelas.

A DDO 82, também é conhecida pela designação de UGC 5692, contudo não possui uma estrutura bem definida. Os astrônomos classificam ela como uma galáxia Sm, ou uma Galáxia Espiral Magalhânica, nome dado pelo fato dela ou das galáxias desse grupo se parecerem com a galáxia anã e satélite da Via Láctea, a Grande Nuvem de Magalhães. Esse tipo de galáxia como a DDO 82 possui um braço espiral.

No caso da DDO 82, interações gravitacionais durante a sua história de vida parece ter perturbado-a de modo que a sua estrutura não é tão evidente como a da Grande Nuvem de Magalhães. De acordo com isso os astrônomos também se referem a DDO 82 e outras galáxias similares como sendo galáxias anãs irregulares.

A DDO 82 pode ser encontrada na constelação da Ursa Maior e localiza-se a aproximadamente 13 milhões de anos-luz de distância da Terra. O objeto é considerado como parte do Grupo de Galáxias M81 que contém aproximadamente 30 galáxias. A DDO 82 recebe esse nome por ser considerada a octagésima segunda entrada do David Dunlap Observatory Catalogue. O astrônomo canadense Sidney van den Bergh originalmente compilou essa lista de galáxias anãs em 1959.

Fonte: ESA

Planetas vizinhos têm a órbita mais próxima

Astrônomos americanos encontraram dois planetas vizinhos com a órbita mais próxima já identificada no Universo, com quase 2 milhões de quilômetros na menor distância.

© CfA (vulcanismo no planeta rochoso pelas marés gravitacionais)

Essa é apenas cinco vezes a extensão entre a Terra e a Lua, o que deixa os "novos" planetas 20 vezes mais perto um do outro que todos os do nosso Sistema Solar.

O planeta mais interno, batizado de Kepler-36b, orbita a principal estrela de seu sistema a cada 13,8 dias, a uma distância de 17,7 milhões de km; enquanto o outro, Kepler-36c, completa uma volta a cada 16,2 dias, a uma distância de 19,3 milhões de km. Como comparação, Mercúrio leva 88 dias para fazer o movimento de translação em torno do Sol.
O Kepler-36b é um planeta rochoso, com 1,5 vez o raio e 4,5 vezes a massa da Terra. Já o outro é um gigante gasoso, com 3,7 vezes o raio e 8 vezes a massa terrestre.
A dupla de planetas orbita uma estrela ligeiramente mais quente e cerca de 2 bilhões de anos mais velha que o Sol, situada a 1.200 anos-luz da Terra.
Os corpos têm densidades diferentes e estão perto demais de sua estrela, motivo pelo qual ficam fora da chamada "zona habitável", região de um sistema onde a água líquida pode existir na superfície.
Foram usadas informações do telescópio Kepler da NASA que mede o brilho de mais de 150 mil estrelas para procurar planetas em trânsito.
A equipe responsável pelo trabalho foi liderada pelo pesquisador Josh Carter, do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian (CfA), em Cambridge, Massachusetts, e pelo professor de astronomia Eric Agol, da Universidade de Washington, em Seattle.

Fonte: Science

O lítio perdido no Universo

Um artigo que será publicado na Physical Review Letters deste mês poderia acrescentar a um problema que os astrônomos ficaram perplexos durante anos: o Universo não tem a quantidade suficiente de lítio.

© NASA (ilustração do buraco negro Cygnus X-1)

Como o terceiro elemento na tabela periódica, o lítio é um dos poucos elementos que têm uma abundância intimamente ligada aos processos logo após o Big Bang. Modelos detalhados de nucleossíntese do Big Bang preveem certos níveis desses elementos, tais como hidrogênio e hélio, e para a maior parte destes modelos se aproximam no que é visto no cosmos.
Mas há 30 anos, Monique Spite e François (Observatório de Paris) divulgou que o isótopo lítio-7 era muito raro em estrelas antigas pobres em metais no halo da Via Láctea do que deveria ser. Relativamente fria e com a pobre mistura entre a superfície e o interior, essas estrelas devem ter níveis de lítio-7 de acordo com abundâncias primordiais.
No entanto, essas estrelas têm no máximo um terço da quantidade de lítio-7 prevista. Níveis ainda inferiores são encontrados nas estrelas mais primitivas com níveis muito baixos de elementos pesados, que não foram criados pela nucleossíntese do Big Bang. Este limite superior tornou-se conhecido como "o problema de lítio".
Os astrônomos criaram várias soluções para explicar a falta de lítio, mas nada realmente funcionou. Qualquer processo que pode esgotar o lítio precisa ocorrer em estrelas de diferentes temperaturas e composições, sem estragar as abundâncias dos outros elementos.
Agora, Fabio Iocco (Oskar Klein Center for Cosmoparticle Physics, Suécia) e Miguel Pato (Universidade Técnica de Munique, Alemanha) teriam acrescentado um outro obstáculo potencial: os buracos negros.
Trabalhos recentes sugerem que no início da galáxia pode ter sido um justo número de "microquasares", massa estelar de buracos negros puxando material para fora de uma companheira estelar e disparo para o espaço de jatos  de plasma muito quente. Iocco e Pato olhou para as condições nos discos de acreção quentes em torno desses buracos negros, onde as temperaturas podem chegar a dezenas a centenas de milhares de milhões kelvin. Tais temperaturas saltam acima daquelas onde o lítio-7 é meramente interrompido (cerca de 2,5 milhões K) e até ao ponto em que as reações de hélio que criam lítio acontecem.
A dupla descobriu que, mesmo que apenas 1% dos microquasares da Via Láctea produzem temperaturas quentes o suficiente para criar lítio-7, o valor criado iria rivalizar com o esperado a partir do Universo nas primeiras horas.
Assim, a pergunta permanece: onde está todo o lítio?

Fonte: Sky & Telescope

A Nebulosa de Coddington

As grandes galáxias espirais muitas vezes parecem ter todas as glórias, ostentando os seus jovens e brilhantes aglomerados de estrelas azuis em belos braços espirais simétricos.

© Stephen Leshin (Nebulosa de Coddington)

Mas, as galáxias pequenas e irregulares também formam estrelas. De fato, a galáxia anã IC 2574 mostra clara evidência de uma intensa atividade de formação de estrelas em suas regiões rosadas de gás hidrogênio brilhante. Assim como nas galáxias espirais, as turbulentas regiões de formação de estrelas na IC 2574 são agitadas por ventos estelares e por explosões de supernovas desencadeando a formação de novas estrelas. Localizada a 12 milhões de anos-luz de distância, a IC 2574 é parte do Grupo de Galáxias M81, e pode ser observada na direção da constelação da Ursa Maior. Também conhecida como a Nebulosa de Coddington, essa ilha encantadora do Universo tem cerca de 50.000 anos-luz de diâmetro e foi descoberta pelo astrônomo americano Edwin Coddington em 1898.

Fonte: NASA

Buracos negros são devoradores compulsivos?

Quando a matéria que o buraco negro está engolindo está colapsando, ela aquece à medida que aproxima-se do buraco negro e, eventualmente, sua temperatura fica tão alta, que ela brilha.

© Hubble (quatro galáxias e seus quasares distantes e obscuros)

Se há muita matéria sendo devorada, dizemos que o buraco negro é bastante ativo. Os buracos negros mais ativos geram núcleos galácticos extremamente ativos, conhecidos como quasares, que costumam apresentar um brilho equivalente ao de um trilhão de sóis, mais brilhante até do que uma galáxia.
Sempre se acreditou que a maioria dos quasares resultava de eventos extremos, como colisões de galáxias, que alimentavam o buraco negro com uma quantidade enorme de matéria em um único evento. Mas também se sabia que existiam os quasares mais calmos, que consumiam sua matéria lentamente.
O professor Kevin Schawinski, um astrônomo da Universidade de Yale, nos Estados Unidos, resolveu testar esta crença sobre os buracos negros dos quasares, e num estudo examinou 30 quasares da coleção de imagens do telescópio Hubble e do telescópio Spitzer. Neste estudo, a equipe descobriu que das 30 galáxias examinadas, 26 não apresentavam sinais de colisões de galáxias, e apenas uma delas tinha sinais claros de uma colisão.
Mas mesmo o equipamento do Hubble não é capaz de fazer um zoom nas galáxias observadas, de forma que eles não sabem ainda qual o processo que está alimentando estes quasares. Schawinski acha que é uma combinação de fatores, como movimentos aleatórios de gases, disparos de supernovas, a absorção de pequenos corpos, e correntes de gases e estrelas alimentando o buraco negro central.
Os cientistas estão aguardando o telescópio espacial James Webb (STJW), que será lançado em 2018. Ele pode ajudar na resolução deste enigma, pois vai operar na faixa do infravermelho, e será capaz de examinar em detalhe o que o Hubble e o Spitzer apenas descobriram existir.

Fonte: NASA

Espiando a nebulosa NGC 6357 de perto

Nas profundezas da Via Láctea, na constelação do Escorpião, encontra-se a NGC 6357, uma região do espaço onde novas estrelas estão se formando a partir de nuvens caóticas de gás e poeira.

© VLT (nebulosa NGC 6357)

A NGC 6357 foi pela primeira vez registrada visualmente por John Herschel, a partir da África do Sul em 1837. Herschel fotografou apenas as regiões centrais mais brilhantes. Toda a extensão desta enorme nebulosa foi apenas fotografada muito mais tarde.

O Very Large Telescope (VLT) do ESO observou as regiões exteriores desta vasta nebulosa, produzindo a melhor imagem obtida até agora da região.

A nova imagem mostra um largo "rio" de poeira que atravessa o centro e que absorve a radiação emitida pelos objetos mais distantes. À direita encontra-se um pequeno aglomerado de estrelas azuis-esbranquiçadas brilhantes, que se formaram a partir do gás. Estas estrelas têm provavelmente apenas alguns milhões de anos de idade, ou seja, são muito jovens em termos estelares. A intensa radiação ultravioleta emitida por estas estrelas cava um buraco no gás e poeira circundantes, esculpindo-os de forma estranha.

Toda a imagem encontra-se coberta por traços escuros de poeira cósmica, mas algumas das formas escuras mais fascinantes aparecem em baixo à direita e na ponta direita da imagem. Nesta região, a radiação emitida pelas estrelas jovens brilhantes criou curiosas colunas de trombas de elefante, parecidas aos famosos "pilares da criação" da Nebulosa da Águia. A poeira cósmica é muito mais fina que a familiar poeira doméstica, parecendo-se com fumaça. Consiste essencialmente em pequeníssimas partículas de silicatos, grafite e gelo de água, que foram produzidas e expelidas para o espaço por gerações anteriores de estrelas.

A região central brilhante da NGC 6357 contém um aglomerado de estrelas de grande massa, estrelas essas que se encontram entre as mais brilhantes da nossa Galáxia. Esta região interior, que não vemos nesta nova imagem, foi já intensamente estudada pelo telescópio espacial Hubble, o qual obteve muitas imagens da região. Esta nova imagem mostra que, até as regiões exteriores menos bem conhecidas desta maternidade contêm estruturas fascinantes, as quais são reveladas pelo poder do VLT.

© Hubble (visão de campo amplo na região da NGC 6357)

A imagem acima mostra parte da constelação do Escorpião centrada na nebulosa NGC 6357, a qual tem o aglomerado estelar Pismis 24 no seu centro. Esta imagem é uma composição a cores obtida pelo Digitized Sky Survey (DSS).

Fonte: ESO

Anel nebuloso em Titã

A sonda Cassini obteve a imagem a seguir enquanto ela observava o lado escuro de Titã, a maior lua de Saturno.

© NASA/Cassini (satélite Titã)

A sonda captou um anel, parecido com um halo ao redor do satélite, que foi produzido pela luz do Sol dispersada através da periferia da atmosfera de Titã.

Uma névoa de alta altitude e de cobertura global circula todo o satélite Titã, que possui um diâmetro de 5.150 km. Essa névoa é a responsável por espalhar a luz do Sol e produzir esse anel. A imagem acima foi feita quando a sonda Cassini observava diretamente a face de Titã, que fica voltada para o planeta Saturno.

A imagem acima foi feita usando a câmera de grande angular da sonda Cassini através do filtro verde da luz visível no dia 30 de Janeiro de 2012. A imagem foi obtida a uma distância aproximada de 197.000 quilômetros de Titã, e o conjunto, Sol-Titã-Cassini estavam em fase com um ângulo de 162 graus. A escala da imagem é de 12 quilômetros por pixel.

A missão Cassini-Huygens é um projeto cooperativo da NASA, da Agência Espacial Europeia e da Agência Espacial Italiana.

Fonte: NASA

Os buracos negros supermassivos estão crescendo mais rápido que suas galáxias

Novas evidências do observatório de raios X Chandra desafia idéias dominantes sobre como buracos negros supermassivos crescem nos centros das galáxias.

© Chandra (galáxias NGC 4342 e NGC 4291)

Sabe-se que um buraco negro supermassivo e o bojo de estrelas no centro da sua galáxia anfitriã crescem no mesmo ritmo, ou seja, um maior bojo possui um maior buraco negro.
Um novo estudo de dados do Chandra revelou duas galáxias vizinhas, cujos buracos negros supermassivos estão crescendo mais rápido do que as próprias galáxias. A massa de um buraco negro gigante no centro de uma galáxia é tipicamente uma pequena fração (cerca de 0,2 por cento) da massa contida no bojo, ou a região de densidade estrelas de enchimento, que o rodeia.
Os objetivos do estudo mais recente do Chandra, as galáxias NGC 4342 e NGC 4291, tem buracos negros que são 10 vezes a 35 vezes mais massivo do que deve ser comparado com seus bojos. As novas observações com o Chandra mostram que os halos ou envelopes maciços de matéria escura em que estas galáxias residem, também estão com sobrepeso. O novo estudo sugere que os dois buracos negros supermassivos e sua evolução estão presos aos seus halos de matéria escura e eles não crescem em conjunto com os bojos galácticos.
Nesta perspectiva, os buracos negros e halos de matéria escura não estão acima do peso, mas a massa total das galáxias é muito baixo. "Isso nos dá mais provas de uma ligação entre dois dos fenômenos mais misteriosos e mais obscuros da astrofísica - buracos negros e matéria escura - nestas galáxias", disse Akos Bogdan, do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica (CFA) em Cambridge, que liderou o novo estudo.
As galáxias NGC 4342 e NGC 4291 estão perto da Terra em termos cósmicos, com distâncias de 75 milhões e 85 milhões de anos-luz, respectivamente. Os astrônomos haviam observado que estas galáxias hospedam buracos negros com massas relativamente grandes. Com base nas novas observações do Chandra, no entanto, foi possível excluir um fenômeno conhecido como força de maré. Ela ocorre quando algumas das estrelas de uma galáxia são arrancadas pela força da gravidade durante um encontro com outra galáxia. Se tal despojamento ocorreu, os halos também na maior parte teria sido extraído. Porque a matéria escura se estende mais longe das galáxias, é mais tênues para eles do que as estrelas e é mais provável ser puxado.
Para afastar o efeito de maré, os astrônomos usaram o Chandra para procurar evidências do calor, gás emitindo raios X em torno das duas galáxias. Como a pressão do gás quente - estimada a partir de imagens de raios X - equilibra a atração gravitacional de toda a matéria na galáxia, os novos dados do Chandra pode fornecer informações sobre os halos de matéria escura. O gás quente foi encontrado amplamente distribuído em torno de ambas NGC 4342 e NGC 4291, o que implica que cada galáxia tem um halo de matéria escura invulgarmente grande e que essa força de maré é improvável.
"Esta é a evidência mais clara que temos, no universo próximo, os buracos negros que crescem mais rápido do que a sua galáxia hospedeira", disse o co-autor Bill Forman, também do CFA.

Como pode a massa de um buraco negro crescer mais rápido do que a massa estelar da sua galáxia anfitriã? Os autores do estudo sugerem que uma grande concentração de gás girando lentamente no centro galático é o que o buraco negro consome na fase inicial de sua existência. Ela cresce rapidamente, e à medida que cresce, a quantidade de gás que pode crescer junto aumenta com a produção de energia a partir da acreção. Uma vez que o buraco negro atinge uma massa crítica, explosões movidas pelo consumo contínuo de gás impedem o resfriamento e limita a produção de novas estrelas.
O estudo também foi aceito para publicação no Astrophysical Journal.

Fonte: NASA e Daily Galaxy

Um alinhamento casual entre galáxias

O telescópio espacial Hubble mostra uma rara visão de um par de galáxias sobrepostas, chamado de NGC 3314.

© Hubble (NGC 3314)

As duas galáxias aparecem na imagem acima como se estivessem colidindo, mas na verdade elas estão separadas por dezenas de milhões de anos-luz, ou algo em torno de dez vezes a distância entre a Via Láctea e a sua vizinha, a galáxia de Andrômeda. A coincidência desse alinhamento como visto da Terra, fornece uma imagem única da silhueta dos braços espirais da galáxia espiral mais próxima, conhecida como NGC 3314A.

Fonte: NASA

O grande aglomerado globular em Hércules

Em 1716, o astrônomo inglês Edmond Halley escreveu, “Essa é apenas uma mancha, mas se mostra a olho nu quando o céu está sereno e a Lua ausente”.

© Martin Pugh (aglomerado globular M13)

O M13 é agora modestamente reconhecido como o Grande Aglomerado Globular na constelação de Hércules, um dos aglomerados globulares estelares do céu do norte. Imagens telescópicas revelam as centenas de milhares de estrelas do aglomerado. Localizado a 25.000 anos-luz, o aglomerado de estrelas ocupa uma região de 150 anos-luz de diâmetro, ao se aproximar do centro do aglomerado mais de 100 estrelas podem estar contida em um cubo com apenas 3 anos-luz de lado. Por comparação, a estrela mais próxima do Sol está a 4 anos-luz de distância. Juntamente com o denso núcleo do aglomerado, as partes externas do M13 são destacadas nessa espetacular imagem colorida e nítida mostrada acima. As estrelas gigantes vermelhas e azuis desenvolvidas do aglomerado se mostram em tonalidades amareladas e azuladas respectivamente.

Fonte: NASA

O encontro de galáxias vizinhas

Os estudos recentes com o telescópio Green Bank do NSF (National Science Foundation) evidenciam que duas galáxias vizinhas da nossa Via Láctea podem ter tido um encontro próximo há bilhões de anos atrás.

© NRAO (gráfico mostra a ponte gasosa entre M31, à direita, e M33)

As novas observações confirmam uma descoberta controversa em 2004, de hidrogênio gasoso fluindo entre a gigante Galáxia de Andrômeda, também conhecida como M31, e a Galáxia do Triângulo, ou M33.
"As propriedades deste gás indicam que estas duas galáxias podem ter passado perto uma da outra no passado distante," afirma Jay Lockman, do NRAO (National Radio Astronomy Observatory). "Ao estudar o que pode ser uma ligação gasosa entre as duas, podemos saber mais sobre a evolução de ambas as galáxias," acrescenta.
As duas galáxias, estão cerca de 2,6 e 3 milhões de anos-luz, respectivamente, da Terra, e fazem parte do Grupo Local de galáxias que inclui a nossa própria Via Láctea e cerca de 30 outras.
A "ponte" de hidrogênio entre as galáxias foi descoberta em 2004 por astrônomos que usavam o WSRT (Westerbork Synthesis Radio Telescope) nos Países Baixos, mas outros cientistas questionaram a descoberta por motivos técnicos. Estudos detalhados com o altamente sensível telescópio Green Bank confirmaram a existência da ponte, que exibe seis densos aglomerados de gás ao longo da mesma.
Observações destes aglomerados mostram que partilham aproximadamente a mesma velocidade relativa em relação à Terra que as duas galáxias, fortalecendo o argumento de que fazem parte de uma ponte entre as duas.
Quando as galáxias passam perto umas das outras, são formadas "caudas de marés", gás atraído para o espaço interestelar a partir das galáxias sob a forma de longas correntes. "Nós pensamos que é muito provável que o hidrogênio gasoso que vemos entre M31 e M33 seja o resto de uma cauda de maré que foi formada durante um destes encontros, provavelmente há bilhões de anos atrás," afirma Spencer Wolfe, da Universidade da Virginia Oeste. "O encontro tem que ter ocorrido há muito tempo atrás, porque nenhuma das duas galáxias mostra qualquer evidência de perturbações atuais," afirma.
"O gás estudado possui emissão no rádio extremamente tênue, que além do alcance da maioria dos radiotelescópios," acrescenta Lockman. "Planejamos usar as capacidades avançadas do telescópio Green Bank para continuar o trabalho, aprender mais sobre o gás e, quem sabe, sobre as histórias orbitais das duas galáxias," acrescenta.

Fonte: National Radio Astronomy Observatory

A menor lua de Júpiter

Cientistas confirmaram que uma das duas novas luas recentemente descobertas orbitando o planeta Júpiter é a menor já encontrada.

© NASA (planeta Júpiter)

A pequena lua, chamada de S/2010 J2, tem somente 2 km de diâmetro. Por comparação, a lua terrestre tem mais de 3,4 mil km.

A S/2010 J2 foi vista pela primeira vez em 2010 junto à outra lua, a S/2010 J1, que tem menos de 3 km de diâmetro. Anunciados recentemente, são 67 o número de luas orbitando Júpiter.

A maior lua de Júpiter é Ganymede, com diâmetro de 5.262 km. Muitos satélites do planeta têm sua própria órbita, incluindo o Europa, que possui núcleo de ferro, superfície de gelo e atmosfera constituída principalmente de oxigênio.

Desde a descoberta, os cientistas da Universidade da Columbia Britânica passaram meses rastreando e mapeando o caminho das luas, para confirmar se elas eram, realmente, o que aparentavam.

Estimar o tamanho de objetos tão pequenos a uma distância tão grande é complicado, então os pesquisadores tiveram que basear-se no brilho dos satélites. Os astrônomos por trás da descoberta afirmam que podem existir dezenas de pequenas luas similares orbitando Júpiter, o maior planeta do nosso Sistema Solar.

"Na verdade, nós havíamos relatado medições da primeira lua em fevereiro de 2003 para o Centro de Planetas Menores. Mas são necessários muitos meses de observações para provar que o objeto está em órbita de júpiter, e a lua estava muito fraca para dar uma pista concreta em 2003", afirmou Brett Gladman, pesquisador da Universidade da Columbia Britânica.

Fonte: Terra

Os Glóbulos de Thackeray

Esses são os maiores grãos de poeira que você irá encontrar.

© T. Rector (Glóbulos de Thackeray)

Situadas no campo rico em estrelas e do gás hidrogênio brilhante, essas nuvens de gás e poeira interestelar são tão grandes que eles podem ser capazes de formar estrelas. O local dessa poeira é conhecido como IC 2944, um brilhante berçário estelar localizado a aproximadamente 5.900 anos-luz de distância na direção da constelação Centaurus. O maior desses glóbulos escuros, registrados primeiramente pelo astrônomo sul africano A. D. Thackeray em 1950, é provavelmente duas nuvens separadas mas sobrepostas, cada uma com mais de um ano-luz de largura. Juntamente com outros dados, a representação colorida acima foi feita pelo telescópio Blanco de 4 metros de diâmetro localizado em Cerro-Tololo, no Chile e indica que os Glóbulos de Thackeray são fraturados e brilham pelo resultado da intensa radiação ultravioleta que ilumina essas nuvens proveniente de jovens estrelas quentes energizando e aquecendo a brilhante nebulosa de emissão. Esses e outros glóbulos escuros similares estão associados com outras regiões de formação de estrelas e que podem ter sido dissipados pelo ambiente hostil onde estão alojados.

Fonte: NASA

Uma galáxia anã azul compacta

O telescópio espacial Hubble captou a imagem abaixo da galáxia anã UGC 5497.

© Hubble (galáxia UGC 5497)

O objeto é uma galáxia anã azul compacta que é inoculada com aglomerados de estrelas recentemente formados. As estrelas azuis, brilhantes que nascem nesses aglomerados ajudam à galáxia ter uma aparência geral azulada que durou por alguns milhões de anos até que essas estrelas explodissem como supernovas.

A UGC 5497 é considerada parte do Grupo de Galáxias M81, que está localizada a aproximadamente 12 milhões de anos-luz de distância na constelação de Ursa Major, o Grande Urso. A UGC 5497 foi descoberta por telescópios em Terra em 2008 numa pesquisa relacionada à busca de candidatas a galáxias anãs com a Messier 81.

De acordo com a teoria cosmológica vigente da formação de galáxias, chamada de Lambda Cold Dark Matter, deveriam existir muito mais galáxias satélites anãs associadas com grandes galáxias, como a Via Láctea e a Messier 81 do que são atualmente conhecidas. A descoberta de objetos anteriormente escondidos como esse ajudam a confirmar a teoria, mesmo que em uma pequena quantidade ainda.

Os astrofísicos, contudo, ainda continuam debatendo o problema conhecido como as galáxias satélites perdidas.

Fonte: ESA

Anãs marrons são mais raras no Universo

A análise de imagens do telescópio WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer) da NASA mostra que a quantidade de anãs marrons nas vizinhanças do Sol é inferior ao que se pensava.

© NASA (anãs marrons identificadas estão circuladas)

Todas as anãs marrons conhecidas dentro de 26 anos-luz estão circuladas. Os círculos azuis são as anãs marrons previamente conhecidas, e os círculos vermelhos são as anãs marrons identificadas pela primeira vez pelo WISE.

A conclusão pode ter implicações nas teorias sobre a formação de estrelas. Segundo as estimativas anteriores, haveria tantas anãs marrons como estrelas de outros tipos, mas os pesquisadores dizem agora que a proporção é de apenas uma para seis estrelas normais.
As anãs marrons são consideradas estrelas falhadas e têm baixa luminosidade, pelo que foram descobertas há menos de duas décadas. Estão geralmente associadas a sistemas binários e podem ter massas de até 75 vezes a de Júpiter. A partir desse limite, há massa suficiente para ocorrer a fusão de hidrogênio no núcleo e formar uma estrela brilhante.
De acordo com a teoria, as anãs marrons estão num intervalo entre a formação de planetas gigantes e de estrelas. As novas observações podem ser insuficientes para detectar planetas algumas vezes maiores do que Júpiter e cuja proporção nesta parte da galáxia se desconhece. Nas imediações do Sol, num raio de 26 anos-luz, os cientistas da NASA calculam agora que haverá 33 anãs marrons para 211 estrelas.
As conclusões do estudo deverão ser publicadas no Astrophysical Journal. O WISE foi lançado em 2009 e é um telescópio que explora a região infravermelha do espectro eletromagnético e foi concebido para fazer imagens globais do Universo, tendo concluído a missão principal por duas vezes. Já sem o combustível para manter temperaturas muito baixas, a máquina foi entretanto reutilizada para observar objetos no Sistema Solar, principalmente no estudo de objetos no cinturão de asteroides e da zona da galáxia próxima do Sol, com destaque para a observação das anãs marrons.

Fonte: NASA

Buracos negros expulsos do núcleo de galáxias

Buracos negros com milhões e até bilhões de vezes a massa do Sol podem estar flutuando à deriva na escuridão do espaço intergaláctico, viajando a velocidades de até milhões de quilômetros por hora.

© NASA (sistema CID-42)

Estes gigantescos monstros cósmicos teriam sido expulsos do núcleo de galáxias por poderosas ondas gravitacionais durante seu processo de fusão, indica estudo feito com base em dados do observatório espacial de raios X Chandra da NASA.

“É difícil acreditar que um buraco negro supermaciço com milhões de vezes a massa do Sol possa ser movido, muito menos expulso de uma galáxia a velocidades enormes”, diz Francesca Civano, do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica (CfA) e principal autora do estudo, que será publicado na próxima edição do periódico The Astrophysical Journal. Estes novos dados, no entanto, apoiam a ideia de que as ondas gravitacionais, fissuras no tecido do espaço-tempo previstas por Albert Einstein, mas nunca detectadas diretamente, podem exercer uma força poderosa.

Civano e sua equipe chegaram à conclusão com base no comportamento de um sistema conhecido como CID-42, localizado a cerca de 4 bilhões de anos-luz da Terra. Observações em luz visível feitas com o telescópio espacial Hubble e os telescópios em terra Magellan e VLT identificaram duas fortes e distintas fontes de luz no objeto, que acredita-se ser resultado da fusão recente de duas galáxias. Os dados sugerem que as fontes de luz estão se afastando a uma velocidade de pelo menos 5 milhões de quilômetros por hora.

Enquanto isso, observações prévias do Chandra haviam detectado uma brilhante emissão de raios X na região, provavelmente causada por material superaquecido sendo devorado por um ou mais buracos negros. Estas observações, no entanto, não tinham resolução suficiente para identificar se as emissões vinham de uma ou das duas fontes de luz visível. Para esclarecer a dúvida, a câmera de alta resolução do Chandra foi apontada diretamente para o CID-42, e os dados mostraram que as emissões de raios X vinham de apenas uma das fontes de luz.

Diante disso, os astrônomos acreditam que quando as duas galáxias colidiram, os buracos negros supermaciços em seus núcleos também se chocaram. Eles então teriam se fundido em um único buraco negro gigantesco, mas as intensas ondas gravitacionais do processo teriam também provocado um arremesso que acabou por lançá-lo rumo para fora da galáxia resultante. Já a outra fonte de luz visível seria um brilhante aglomerado de estrelas deixado para trás pela fusão das galáxias.

Embora também acreditem que a expulsão de um buraco negro gigante pelo arremesso de ondas gravitacionais seja um evento raro, devido a vastidão do Universo, muitos deles podem estar viajando à deriva no espaço intergaláctico.

Estes buracos negros seriam totalmente invisíveis para nós, já que eles já teriam consumido todo gás em volta deles depois de terem sido expulsos de sua galáxia.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Astros ardiam furiosamente no Universo jovem

O brilho tênue e áspero emitido pelos primeiros objetos do Universo pode ter sido detectado com a melhor precisão de sempre, graças ao telescópio espacial Spitzer.

© NASA (dois painéis focalizando a constelação de Boieiro)

Estes dois painéis mostram a mesma área do céu na constelação de Boieiro, denominada "Faixa Estendida Groth". A área coberta mede cerca de 1 por 0,12 graus.

Estes tênues objetos podem ser estrelas muito massivas ou vorazes buracos negros. Estão demasiado longínquos para serem observados individualmente, mas o Spitzer recolheu evidências novas e convincentes do que parece ser o padrão coletivo da sua radiação infravermelha.

As observações ajudam a confirmar que os primeiros objetos eram abundantes em quantidade e que queimaram furiosamente combustível cósmico.

"Estes objetos eram tremendamente brilhantes," afirma Alexander "Sasha" Kashlinksy do Centro Aeroespacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado americano de Maryland, autor principal de um novo artigo científico publicado na revista Astrophysical Journal. "Ainda não podemos descartar diretamente fontes misteriosas para esta luz que podem ser provenientes do nosso Universo próximo, mas é cada vez mais provável que estamos tendo um vislumbre de uma época antiga. O Spitzer está estabelecendo um roteiro para o próximo grande telescópio espacial da NASA, o James Webb, que nos vai dizer exatamente o que são e onde estavam esses primeiros objetos."

O Spitzer captou as primeiras pistas deste padrão remoto de luz, conhecido como plano de fundo cósmico infravermelho, em 2005 e, novamente mas com mais precisão, em 2007. Agora, o Spitzer está na fase prolongada da sua missão, durante a qual realiza estudos mais aprofundados de zonas específicas do céu. Kashlinsky e seus colegas usaram o Spitzer para observar duas zonas do céu durante mais de 400 horas cada.

A equipe posteriormente subtraiu cuidadosamente todas as estrelas e galáxias conhecidas na imagem. Ao invés de ficarem com uma zona escura e vazia do céu, descobriram padrões suaves de radiação com várias características da radiação cósmica infravermelha. Estes aglomerados no padrão observado são consistentes com o modo como se pensa que os objetos muito distantes estão agrupados.

O Universo formou-se há aproximadamente 13,7 bilhões de anos durante o violento e explosivo Big Bang. Com o passar do tempo, arrefeceu, e cerca de 500 milhões de anos depois, as primeiras estrelas, galáxias e buracos negros começaram a tomar forma. A "primeira luz" deve ter viajado bilhões de anos até chegar ao telescópio Spitzer. A luz deverá ter sido originada em comprimentos de onda visíveis ou até ultravioletas e, devido à expansão do Universo, foi esticada para comprimentos de onda maiores, neste caso a radiação infravermelha observada pelo Spitzer.

O novo estudo melhora as observações anteriores ao medir a radiação cósmica infravermelha de fundo até escalas equivalente a duas Luas Cheias, significativamente maior do que tinha sido detectado anteriormente. Imagine tentar descobrir um padrão no ruído de uma antiga televisão ao olhar apenas para uma pequena área da tela. Seria difícil saber com certeza a existência real de um padrão suspeito.

Por intermédio do Spitzer os astrônomos aumentaram a quantidade de céu examinado para obter provas mais definitivas do fundo cósmico infravermelho. Os pesquisadores planejam explorar mais zonas do céu no futuro para recolher mais provas escondidas na radiação desta era antiga.

Fonte: NASA

Galáxia mais distante na alvorada cósmica

A descoberta da galáxia mais distante durante a "alvorada cósmica", quando a luz de antigos objetos e estruturas celestes apareceram a partir da escuridão, contribui para compreender a natureza do Universo primitivo.

© NAOJ (a galáxia SXDF-NB1006-2)

Uma equipe de astrônomos liderada por Takatoshi Shibuya (Pós-Graduação da Universidade de Estudos Avançados, Japão), Dr. Nobunary Kashikawa (Observatório Astronômico Nacional do Japão), Dr. Kazuaki Ota (Universidade de Kyoto) e Dr. Masanori Iye (Observatório Astronômico Nacional do Japão), usou os telescópios Subaru e Keck para descobrir a galáxia mais distante até à data, SXDF-NB1006-2, a uma distância de 12,91 bilhões de anos-luz da Terra. Esta galáxia está ligeiramente mais longe que a GN-108036, que o Subaru descobriu o ano passado e que detinha o recorde de galáxia mais longínqua descoberta. As dez galáxias mais distantes são mostradas na tabela abaixo.

Posição	Galáxia	Redshift
1	SXDF-NB1006-2	7,215
2	GN-108036	7,213
3	BDF-3299	7,109
4	A1703_zD6	7,045
5	BDF-521	7,008
6	G2-1408	6,972
7	IOK-1	6,964
8	HUDF09_1596	6,905
9	SDF46975	6,844
10	NTTDF-6345	6,701

© Cosmonovas (Redshift das galáxias mais distantes)

Em adição, a equipe de pesquisa verificou que a proporção de hidrogênio gasoso neutro no Universo com a idade de 750 milhões de anos, era maior do que a de hoje em dia.

O nosso Universo surgiu há 13,7 bilhões de anos com o Big Bang. As extremas temperaturas e densidades desta expansão decresceram rapidamente à medida que o seu volume aumentava. Plasma cósmico quente, composto principalmente por prótons e elétrons, recombinaram-se para formar átomos de hidrogênio neutro 380.000 anos após o Big Bang; este foi o início da "idade das trevas" cósmicas. A partir daí, o gás continuou a arrefecer e a flutuar em densidade. Cerca de 200 a 500 milhões de anos após o Big Bang, as partes densas das nuvens de hidrogênio neutro contraíram-se sobre a sua própria gravidade, e formaram as primeiras estrelas e galáxias. A radiação desta primeira geração de estrelas começou a aquecer e a reionizar o hidrogênio no espaço à volta, eventualmente levando à reionização de todo o Universo. Esta foi a era da "reionização cósmica" ou "alvorada cósmica". A equipe científica focou o seu estudo na identificação da época exacta da alvorada cósmica num esforço de responder a grandes questões astronômicas acerca da história do Universo.

Os primeiros passos dos pesquisadores foram o estudo de galáxias distantes e a medição dos seus números e brilhos. Dado que a luz do Universo distante demora um tempo para chegar até à Terra, a identificação de galáxias mais distantes permite aos astrônomos traçarem o passado e localizarem a época da alvorada cósmica. No entanto, o hidrogênio neutro no espaço intergaláctico reduziu a luz das galáxias antes da alvorada cósmica e tornou-as mais difíceis de observar. Como a equipe necessitava de pesquisar uma vasta área em busca de objetos do Universo muito distante, usaram o foco principal do telescópio Subaru (Suprime-Cam) para as suas observações iniciais. A Suprime-Cam captura imagens de objetos num campo de visão amplo com o espelho principal de 8,2 metros do telescópio, famoso por descobrir galáxias tênues e muito distantes, medindo posteriormente a quantidade de hidrogênio neutro no Universo jovem. A utilização da Suprime-Cam ficou ainda mais apelativa com a instalação, em 2008, de novos detectores com uma sensibilidade aproximadamente duas vezes maior que a dos seus antecessores, particularmente em desvios para o vermelho.

Armados com os olhos mais sensíveis do mundo, os cientistas concluiram os estudos de galáxias extremamente distantes, com desvio para o vermelho acima de 7. Para refinar ainda mais o estudo, uma equipe liderada pelo Dr. Iye construiu um novo filtro especial com o nome de NB1006 através do qual podiam seletivamente identificar a luz de galáxias distantes a um desvio para o vermelho de quase 7,3.

A equipe usou a Suprime-Cam, juntamente com os seus novos detectores altamente sensíveis, acoplados com o filtro NB1006 para observar em detalhe duas regiões específicas do céu: o Campo Profundo do Subaru e o Campo Profundo do Subaru/XMM-Newton. Após um total de 37 horas em 7 noites de observações, foram processadas cuidadosamente as imagens obtidas. Shibuya mediu a cor de 58.733 objetos nas imagens e identificou quatro galáxias com um desvio para o vermelho de 7,3. Uma investigação cuidadosa da variação do brilho destes objetos fez com que a equipe refinasse a lista de candidatos para duas galáxias.

Seguidamente, foram feitas observações espectrográficas para confirmar a natureza destes candidatos. Observaram as duas galáxias com dois espectrógrafos, o FOCAS (Faint Object Camera and Spectrograph) do telescópio Subaru e o DEIMOS (Deep Imaging Multi-Object Spectrograph) do telescópio Keck, e identificaram o candidato para o qual a linha característica da emissão de galáxias distantes podia ser detectada.

Foi descoberto que a proporção de hidrogênio neutro aumentava no Universo longínquo. Concluiu-se que cerca de 80% do hidrogênio gasoso do Universo distante, há 12,91 bilhões de anos e com um desvio para o vermelho de 7,2, era neutro.

Em resumo, estes cuidadosos planos e procedimentos, incluindo a eliminação apropriada de contaminações que poderiam propiciar resultados falsos, resultaram na descoberta bem sucedida e confirmação da galáxia mais distante já observada: SXDF-NB1006-2.

Embora a descoberta de uma galáxia nesta época crítica é só por si excitante, não é uma amostra suficiente para a sua caracterização. A medição precisa do número de galáxias durante a alvorada cósmica requer estudos ainda mais sensíveis. A instalação, planejada para 2012, do novo instrumento do Subaru, o Hyper Suprime-Cam (HSC) permitirá observar um campo de visão sete vezes maior do que o que a Suprime-Cam permite e abrirá a porta a uma grande amostra de galáxias para além do desvio para o vermelho de 7. As observações com o HSC são passos futuros na descoberta dos períodos negros do Universo e na compreensão das propriedades físicas e formação das primeiras estrelas e galáxias.

Estes resultados serão publicados na revista Astrophysical Journal.

Fonte: National Astronomical Observatory of Japan

As cores do asteroide Vesta

Um novo vídeo da missão Dawn da NASA revela a grande variedade da superfície do gigantesco asteroide Vesta.

© NASA/Dawn (o asteroide Vesta em cores)

A animação mostra imagens coloridas de forma falsa para destacar a variedade da superfície, sobre um modelo tridimensional do terreno de Vesta construído a partir de observações feitas pela sonda Dawn. Essa visualização permite uma visão detalhada da variação da propriedade dos materiais do Vesta no contexto de sua topografia.

As cores foram cuidadosamente escolhidas para destacar as diferenças na composição da superfície que são muito sútis para serem observadas pelo olho humano. Os cientistas ainda estão analizando o significado de algumas cores com relação à composição da superfície do asteroide. Mas o que fica claro logo de cara é que o material laranja expelido de algumas crateras de impacto é diferente do material ao redor da superfície. A cor verde mostra uma abundância relativa de ferro. Partes da imensa bacia de impacto de Vesta conhecida como Rheasilvia, no hemisfério sul do asteroide, têm áreas com menos ferro do que outras áreas próximas. A Dawn imageou boa parte da superfície do asteroide Vesta com sua câmera de enquadramento para poder entregar essa visualização tridimensional. Como algumas áreas no hemisfério norte estavam na sombra no momento em que as imagens foram obtidas pela câmera, a Dawn espera melhorar a cobertura do hemisfério norte do asteroide com observações adicionais. Devido à geometria de visualização da sonda Dawn, uma porção montanhosa do polo sul do Vesta não foi imageada de forma adequada ainda.

A sonda está atualmente fazendo o seu movimento em espiral para deixar a órbita de baixa altitude para alcançar uma órbita mais elevada de 680 quilômetros de distância do asteroide onde executará a fase científica final da sua missão em Vesta. A sonda Dawn está programada para partir da órbita do Vesta no dia 26 de Agosto de 2012 rumo ao maior asteroide do Sistema Solar, o Ceres.

Fonte: NASA

O trânsito de Vênus

Ocorrendo aos pares separados por mais de cem anos, até hoje só ocorreram oito trânsitos de Vênus desde a invenção do telescópio em 1608.

© Chris Hetlage (o trânsito de Vênus)

Este recente trânsito de Vênus não pôde ser observado do Brasil.

Entre os dias 5 e 6 de Junho de 2012, a sonda Solar Dynamics Observatory, ou SDO da NASA coletou imagens de um dos eventos solares previsíveis e mais raros de acontecer: o trânsito de Vênus através do disco solar. Esse evento ocorre aos pares com oito anos de separação e cada par separado por 105 ou 121 anos. O último trânsito aconteceu em Junho de 2004 e o próximo só acontecerá em Dezembro de 2117.

© NASA (trânsito de Vênus visto pela sonda SDO)

Porém essa semana, muitos dos telescópios modernos e das câmeras atuais puderam observar esse raro evento do trânsito de Vênus, registrando sua rara silhueta contra o disco do Sol. A imagem acima, espetacularmente nítida foi feita através de um telescópio na Georgia, EUA, usando um filtro H-alpha com o objetivo de mostrar o disco planetário arredondado contra a superfície solar agitada, repleta de filamentos escuros, manchas e proeminências. O trânsito ao todo durou 6 horas e 40 minutos. Historicamente falando, os astrônomos usavam o tempo do trânsito observado de diferentes locais para triangular a distância de Vênus, atualmente os astrônomos usam a técnica do trânsito planetário na busca de exoplanetas localizados em sistemas estelares distantes.

Fonte: NASA

O Cisne e a Borboleta

A imagem abaixo foi realizda pelo telescópio espacial Hubble que mostra a NGC 7026, uma nebulosa planetária.

© Hubble (nebulosa planetária NGC 7026)

Localizada um pouco além da ponta da cauda da constelação Cygnus, o Cisne, essa nuvem de gás brilhante e poeira em forma de borboleta representa os destroços de uma estrela como o Sol.

As nebulosas planetárias, apesar do nome, nada tem a ver com planetas. Elas de fato, são fenômenos de período relativamente curto, que ocorre no final da vida de uma estrela de tamanho médio. À medida que a fonte de combustível nuclear vai se esgotando suas camadas externas são expelidas, deixando para trás somente o núcleo quente da estrela. À medida que o envelope gasoso aquece, os átomos são excitados, e então iluminam como uma fonte fluorescente.

As luzes fluorescentes como conhecemos na Terra, obtêm suas cores brilhantes de gases que a preenchem. As famosas luzes de neon, produzem um brilho avermelhado, enquanto que as luzes ultravioletas, ou luz negra como são conhecidas, normalmente possuem mercúrio. O mesmo acontece nas nebulosas, suas cores vivas são produzidas por uma mistura de gases ali presentes.

Essa imagem da NGC 7026 mostra o brilho da estrela em verde, o brilho do gás nitrogênio brilhante em vermelho, e a luz do oxigênio em azul. Na realidade, isso aparece verde, mas a cor nessa imagem foi desviada para aumentar o contraste.

Além da luz visível, a NGC 7026 emite radiação de raios X, e tem sido estudada também pelo telescópio espacial da ESA XMM-Newton. Os raios X resultam das temperaturas extremas do gás presente na NGC 7026.

Fonte: ESA

O tripleto de nebulosas em Sagitário

Essas três brilhantes nebulosas são freqüentemente apresentadas em passeios telescópicos pela constelação de Sagittarius e pelos campos repletos de estrelas da parte central da Via Láctea.

© Martin Pugh (nebulosas M8, M20 e NGC 6559)

De fato, o turista cósmico do século 18, Charles Messier catalogou duas dessas nebulosas, a M8, a grande nebulosa à esquerda do centro, e a colorida M20 à direita. A terceira, é a chamada NGC 6559, que aparece acima da M8, e que está separada da nebulosa maior por uma linha escura de poeira. Todas as três nebulosas são berçários estelares localizados a uma distância aproximada de 5 mil anos-luz. A expansiva M8 com aproximadamente 100 anos-luz de diâmetro, é também conhecida como a Nebulosa da Lagoa. A M20, é popularmente conhecida como Nebulosa Trífida. O gás hidrogênio brilhante cria a cor vermelha dominante das nebulosas de emissão, cor essa que contrasta com as tonalidades azuladas, mais destacada na Trífida, devido à luz estelar refletida pela poeira. Essa vasta paisagem cósmica também inclui o aglomerado estelar aberto de Messier, M21, localizado um pouco acima e a direita da Trífida.

Fonte: NASA

Compreendendo a formação da Via Láctea

Quatro estrelas moribundas no halo da Via Láctea estão fornecendo nova informação sobre o nascimento de nossa galáxia.

© NASA (ilustração da Via Láctea)

Uma nova técnica revelou as idades dessas estrelas, e aplicar o mesmo método a outras deve propiciar uma compreensão melhor de como a galáxia se reuniu após o Big Bang.

Para deduzir a evolução precoce da Via Láctea, os astrônomos tem que medir as idades das estrelas mais velhas. A maioria das estrelas da galáxia, incluindo o Sol, reside em um disco fino, mas as estrelas antigas ficam em um halo em torno desse disco. Os membros mais brilhantes do halo são um aglomerado de estrelas embaladas chamado globulares, cuja idade é determinada pela cor e brilho de suas muitas estrelas. Porém, para toda estrela em um aglomerado globular, existem cerca de 100 estrelas no halo por conta própria, e datá-las tem sido um grande desafio.

O astrônomo Jason Kalirai, do Instituto de Ciências do Telescópio Espacial, em Baltimore, Maryland, nos Estados Unidos, criou um novo modo para medir as idades das estrelas individuais do halo. A técnica explora o conceito básico da evolução estelar: quanto mais pesada é uma estrela, mais rapidamente ela morre. Estrelas de halo morrem se transformando em gigantes vermelhas, e depois em anãs brancas, estrelas densas um pouco maiores que a Terra. Anãs brancas não têm atividade nuclear, então, esfriam e desaparecem, e com elas suas idades. Assim, as mais quentes e mais brilhantes dessas estrelas apagadas entraram no estágio de anãs brancas mais recentemente.

O astrônomo Timothy Beers, diretor do Observatório Nacional de Kitt Peak, no Arizona, afirma que o método utilizado por Kalirai pode ser usado para datar outras estrelas no halo interno, mas também no externo, que prevalece além da borda do disco estelar da Via Láctea.

Kalirai espera, baseado em simulações de como as galáxias se formam, que o halo exterior da Via-Láctea seja mais velho. Suas estrelas provavelmente surgiram cerca de 13,5 bilhões de anos atrás em pequenas galáxias que a Via Láctea incorporou.

Se Kalirai conseguir estabelecer as idades de diferentes partes do halo, astrônomos poderão ter uma ideia mais clara da sequência de eventos que levaram à formação da galáxia logo após o Big Bang.

Primeiramente, Kalirai analisou anãs brancas quentes do aglomerado globular de estrelas mais próximo, o M4, que fica na constelação de Escorpião e tem 12,5 bilhões de anos. Os espectros das anãs brancas indicam que as estrelas são 53% mais massivas que o Sol.

Então, o astrônomo estudou quatro anãs brancas quentes que não residem em um aglomerado globular, mas que pertencem ao halo interno, o componente do halo que domina nas imediações do Sol. As quatro são tão quentes, de 14 mil a 20 mil Kelvin, que elas são azuis, demonstrando que viraram anãs brancas há pouco tempo. Kalirai descobriu que elas são 55% mais massivas que o Sol, mais massivas que as recém-formadas anãs brancas do M4, e então veio de progenitores mais pesados e de menor duração.

Segundo o relatório publicado por Kalirai, as quatro anãs brancas significam que a idade do halo interior é de cerca 11,4 bilhões de anos, mais jovem que o mais velho aglomerado globular, que tem 13,5 bilhões de anos.

Fonte: Science e Nature