O ponto sob o ponto de interrogação cósmico

A galáxia anã NGC 5195 é mais bem conhecida como a companheira menor da galáxia espiral M51, a Galáxia do Redemoinho.

© J. J. Priego (NGC 5195)

Vistas juntas elas parecem traçar a curva e o ponto de um ponto de interrogação cósmico, registrado nos desenhos do Lord Rosse no século 19 como uma das mais originais nebulosas espirais.

© Hubble (M51)

Anã se comparada com a enorme M51 (também conhecida como NGC 5194), a NGC 5195 se espalha por cerca de 2.000 anos-luz. Um encontro com a M51 provavelmente iniciou o processo de formação de estrelas e realçou os braços espirais da galáxia. Processada a partir de dados de imagem disponível o Hubble Legacy Archive, essa impressionante imagem detalhada da NGC 5195 deixa claro que a galáxia anã, agora se localiza além da M51. Uma ponte de maré de nuvens de poeira escura e de jovens e azuis aglomerados de estrelas se estica dos subúrbios da M51 na parte direita da imagem, e aparecem com sua silhueta destacada contra o brilho amarelado da galáxia anã. O famoso par de galáxias em interação localiza-se a aproximadamente 30 milhões de anos-luz de distância da Terra, na direção do cabo da Grande Colher, e na constelação dos Cães de Caça.

Fonte: NASA

O trio de Sagitário

Essas três nebulosas brilhantes normalmente aparecem nas turnês telescópicas que os observadores fazem pela constelação de Sagittarius e pelo campo repleto de estrelas da parte central da Via Láctea.

© Tony Hallas (Trio de Sagitário)

De fato, no século 18, o turista cósmico Charles Messier catalogou duas delas, a M8, a grande nebulosa à esquerda do centro, e a colorida M20 à direita. A terceira, a NGC 6559, está acima da M8, separada da nebulosa maior por uma linha de poeira escura. Todas as três são verdadeiros berçários estelares localizados à aproximadamente cinco mil anos-luz de distância da Terra. A expansiva M8, com mais de cem anos-luz de diâmetro, é também conhecida como a Nebulosa da Lagoa. O apelido popular da M20, é a Trífida. O gás hidrogênio brilhante cria a cor vermelha dominante das nebulosas de emissão, com tonalidades azuis contrastantes, mais evidentes na Trífida, devido à luz das estrelas refletidas na poeira. A paisagem celeste colorida acima, registrada com um telescópio e com uma câmera digital também inclui um dos aglomerados estelares abertos de estrelas de Messier, o M21, logo acima da Trífida.

Fonte: NASA

Projeto inicia exploração da energia escura

Começa hoje à noite no observatório de Cerro Tololo, no Chile, o levantamento astronômico mais abrangente feito até agora para explorar o maior enigma da cosmologia: a energia escura.

© Fermilab (DECam montada no telescópio)

O projeto Dark Energy Survey (DES), que levou uma década inteira de planejamento e construção, colocará o telescópio Blanco, de quatro metros de largura, para varrer uma área de um oitavo do céu, cem noites por ano.

© DES (telescópio Blanco)

Um dos principais objetivos é descobrir galáxias distantes onde estejam ocorrendo supernovas, ou seja, explosões estelares, que podem ser usadas para medir distâncias no Cosmo. Sabendo as distâncias das galáxias até nós, astrônomos podem analisar seu espectro luminoso de cores para saber com que velocidade elas se afastam.

Foi com essas duas informações que cientistas descobriram em 1998 que a 13,8 bilhões de anos após o Big Bang, o Universo está se expandindo aceleradamente, e não o contrário, tal qual se esperava em razão da gravidade. Esse fenômeno ganhou o nome de energia escura e ainda não tem explicação, apesar de várias teorias competirem para tal.

"Os dados ainda não são suficientes para discriminar, entre as possíveis candidatas, qual seria a melhor", diz Márcio Maia, astrônomo do Observatório Nacional, do Rio de Janeiro, que participa do DES. "Uma das coisas que o projeto vai fazer é produzir melhores resultados, e isso vai permitir descartar os modelos teóricos que não se encaixam nas observações."

A expectativa é que o projeto consiga captar pelo menos 3.000 supernovas do tipo Ia, as mais úteis nesse tipo de pesquisa, durante cinco anos de monitoramento.

O DES é uma colaboração internacional de US$ 40 milhões capitaneada pelo Fermilab, de Illinois (EUA). O Brasil entra no projeto com apenas US$ 300 mil, mas oferece mão de obra com valor estimado em US$ 1,2 milhão. O país montou para tal um consórcio que reúne Observatório Nacional, CBPF (Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas), USP, LNCC (Laboratório Nacional de Computação Científica) e outros centros.

O principal papel do país será o de fornecer infraestrutura computacional e um sistema que monitora a qualidade das imagens do telescópio.

O processamento de dados foi um dos maiores desafios do projeto, que vai gerar um banco de dados de imagens produzido com a câmera digital mais potente do mundo, com 570 megapixels.

O DES também vai observar fenômenos e estruturas no Cosmo capazes de revelar outros aspectos da energia escura. Uma de suas missões importantes será a de mapear aglomerados de galáxias.

Na escala de distância dessas estrutura é que a gravidade começa a contrabalançar com a energia escura. Uma compreensão melhor desse “cabo de guerra” deve trazer uma compreensão melhor do Universo, que é 69% composto de energia escura (27% de tudo o que existe é matéria escura, invisível, e apenas 5% é a matéria comum que vemos).

O DES também investigará a distribuição tridimensional de massa no Cosmo, analisando como a matéria escura torce a trajetória da luz. Um outro tipo de fenômeno a ser observado pelo DES é a "oscilação acústica de bárions", que revela a taxa com que o Universo vem se expandindo ao longo de sua história.

Fonte: Folha de São Paulo e Fermilab

Descoberto asteroide troiano de Urano

Astrônomos utilizando o telescópio Canada-France-Hawaii (CFHT) anunciaram a descoberta do primeiro asteroide troiano de Urano.

© UBC (asteroide troiano de Urano)

O 2011 QF99 pode fazer parte de uma população de objetos maiores e que está presa pela gravidade dos planetas gigantes do Sistema Solar.

Asteroides troianos são aqueles que dividem a órbita de um planeta. A Terra, inclusive, possui o seu asteroide troiano. Astrônomos consideravam que era improvável a presença de um desses objetos na órbita de Urano, já que a gravidade de seus planetas vizinhos deveria desestabilizar e expelir o objeto para os confins do Sistema Solar.

© UBC (movimento do asteroide troiano de Urano)

Nesta representação vê-se o movimento do asteroide 2011 QF99 ao longo dos próximos 59 mil anos, e girando no mesmo ritmo que o planeta Urano que permanece parado à direita. O asteroide troiano de Urano oscila para a frente e para trás, mantendo sempre à frente do planeta.

Antes de descobrir o asteroide, os pesquisadores criaram uma simulação computadorizada do Sistema Solar com os objetos que orbitam a estrela, inclusive os troianos. "Surpreendentemente, nosso modelo prevê que, em qualquer tempo dado, 3% dos objetos dispersos entre Júpiter e Netuno devem coorbitar ou Urano, ou Netuno", diz Mike Alexandersen, líder do estudo.

Segundo os pesquisadores, o 2011 QF99 foi preso pela órbita do planeta há poucas centenas de milhares de anos e deve escapar em cerca de 1 milhão de anos. "Isto nos conta algo sobre a evolução do Sistema Solar", diz Alexandersen. "Ao estudar o processo pelo qual os troianos são capturados temporariamente, podemos entender melhor como objetos migram pela região planetária do Sistema Solar."

O estudo foi conduzido pela Universidade da Columbia Britânica (Canadá), Conselho Nacional de Pesquisa do Canadá e o Observatório de Besancon (França).

Fonte: Science

A estrela gêmea mais velha do Sol

Uma equipe internacional liderada por astrônomos no Brasil utilizou o Very Large Telescope (VLT) do ESO para identificar e estudar a estrela gêmea do Sol mais velha conhecida até agora.

© ESO (o ciclo de vida de uma estrela parecida com o Sol)

Situada a 250 anos-luz de distância da Terra, a estrela HIP 102152 é mais parecida com o Sol do que qualquer outra do mesmo tipo, tirando o fato de ser cerca de quatro bilhões de anos mais velha. Esta, mais velha mas quase idêntica, gêmea do Sol dá-nos a possibilidade de ver como será a nossa estrela quando envelhecer. As novas observações fornecem também uma primeira ligação clara entre a idade de uma estrela e o seu conteúdo em lítio, e adicionalmente sugerem que a HIP 102152 possui planetas rochosos do tipo terrestre na sua órbita.

Os astrônomos apenas observam o Sol com o auxílio de telescópios desde há 400 anos, uma pequeníssima fração da idade do Sol, o qual tem mais de bilhões de anos. É muito difícil estudar a história e a evolução futura da nossa estrela, mas uma maneira de o conseguir consiste em procurar estrelas raras que sejam quase exatamente iguais à nossa, mas que estejam em diferentes fases da sua vida.

Jorge Melendez (Universidade de São Paulo, Brasil), o líder da equipe e co-autor do novo artigo científico que descreve os resultados explica: “Há décadas que os astrônomos procuram estrelas gêmeas do Sol, de modo a conhecer melhor a nossa própria estrela, que é responsável por toda a vida em nosso planeta. No entanto, têm sido encontradas muito poucas, desde que a primeira foi descoberta em 1997. Mas agora obtivemos espectros de soberba qualidade com o VLT e pudemos assim examinar detalhadamente gêmeas solares com extrema precisão, e saber se o Sol é especial.”
A equipe estudou duas gêmeas solares, uma que se pensou ser mais jovem que o Sol (18 Scorpii) e outra que se esperava que fosse mais velha (HIP 102152). A equipe utilizou o espectrógrafo UVES, montado no VLT instalado no observatório do Paranal do ESO, para separar a radiação nas suas componentes de cor, de modo a poder estudar em detalhe a composição química e outras propriedades destas estrelas.
Descobriu-se que a HIP 102152, situada na constelação do Capricórnio, é a gêmea solar mais velha conhecida até agora. Estima-se que tenha 8,2 bilhões de anos de idade, comparada com os 4,6 bilhões de anos do nosso Sol. Por outro lado confirmou-se que a 18 Scorpii é mais nova que o Sol, tem cerca de 2,9 bilhões de anos de idade.
Estudar HIP 102152, a estrela gêmea velha do Sol, permite aos cientistas prever o que pode acontecer ao nosso próprio Sol quando chegar a essa idade. A equipe fez já uma descoberta importante. “Uma das coisas que queríamos saber era se o Sol terá uma composição química típica”, diz Melendez. “E, mais importante ainda, porque é que tem uma quantidade de lítio tão estranhamente baixa”.
O lítio, o terceiro elemento da tabela periódica, foi criado durante o Big Bang, ao mesmo tempo que o hidrogênio e o hélio. Os astrônomos ponderam há anos porque é que algumas estrelas têm menos lítio que outras. Com as novas observações da HIP 102152, deu-se um grande passo em direção à resolução deste mistério ao descobrir-se uma forte correlação entre a idade de uma estrela como o Sol e o seu conteúdo em lítio.
O nosso Sol tem atualmente apenas 1% do conteúdo em lítio que estava presente na matéria a partir da qual se formou. A investigação de estrelas gêmeas do Sol mais novas, apontava para o fato destas irmãs mais jovens terem uma quantidade significativamente maior de lítio, mas até agora os cientistas não tinham conseguido demonstrar a existência de uma correlação clara entre a idade e o conteúdo em lítio. Estudos anteriores indicaram que o conteúdo em lítio de uma estrela poderia ser igualmente afetado se a estrela possuísse planetas gigantes na sua órbita (Nature), embora estes resultados tenham sido contestados
TalaWanda Monroe (Universidade de São Paulo), autora principal do novo artigo conclui: “Descobrimos que a HIP 102152 tem níveis muito baixos de lítio, o que demonstra claramente, e pela primeira vez, que as gêmeas solares mais velhas têm efetivamente menos lítio do que o nosso Sol ou estrelas gêmeas solares mais novas. Podemos agora ter a certeza que as estrelas à medida que envelhecem, destroem de algum modo o seu lítio”.
O último ponto desta história é que a HIP 102152 tem um padrão de composição química sutilmente diferente da maioria das outras gêmeas solares, mas semelhante ao Sol. Ambas mostram uma deficiência dos elementos que são abundantes em meteoritos e na Terra, o que é uma evidência forte no sentido da HIP 102152 poder albergar planetas rochosos do tipo terrestre.

Fonte: ESO

A brilhante nebulosa planetária NGC 7027

A imagem a seguir mostra uma das mais brilhantes nebulosas planetárias no céu. Qual nome ela deveria ter?

© Hubble (NGC 7027)

Descoberta pela primeira vez em 1878, a nebulosa NGC 7027 pode ser vista na direção da constelação do Cisne (Cygnus) com um telescópio padrão. Em parte pois ela aparece somente como um ponto indistinto, ela raramente é referida com um apelido. Quando foi imageada pela primeira vez com o telescópio espacial Hubble, contudo, grandes detalhes foram revelados. Estudando as imagens do Hubble da NGC 7027, os astrônomos puderam entender que ela é uma nebulosa planetária que começou a se expandir a aproximadamente 600 anos atrás, e que a nuvem de gás e poeira é incomumente massiva já que parece conter aproximadamente três vezes a massa do Sol. A foto acima, nas cores atribuídas, resolve algumas características, as camadas e as feições empoeiradas da NGC 7027 podendo lembrar os entusiastas do céu de algum ícone familiar que poderia ser usado para dar um nome informal para a nebulosa.

Por favor, sinta-se livre para fazer sugestões, algumas delas estão sendo registradas, por exemplo, em um fórum de discussão on-line APOD.

Fonte: NASA

Esculpida por estrelas de elevada massa

A imagem abaixo obtida pelo Very Large Telescope (VLT) do ESO mostra uma pequena parte da bem conhecida nebulosa de emissão, NGC 6357, situada a cerca de 8.000 anos-luz de distância, na cauda da constelação austral do Escorpião.

© ESO (NGC 6357)

A imagem brilha com o característico tom vermelho de uma região H II, e contém uma enorme quantidade de hidrogênio gasoso excitado e ionizado.
As nuvens estão banhadas em intensa radiação ultravioleta, emitida principalmente pelo enxame estelar aberto Pismis 24, onde se encontram algumas estrelas azuis jovens de grande massa, que é re-emitida como radiação visível, com um distinto tom avermelhado.
O enxame propriamente dito está fora do campo de visão da imagem, a luz difusa está iluminando a nuvem na parte central direita da imagem. A imagem mostra um detalhe da nebulosa circundante, com uma mistura de gás, poeira escura e estrelas recém nascidas ou ainda em formação.

Fonte: ESO

Buraco negro ejeta jato de gás

Mais de treze anos de observações do telescópio espacial Hubble têm permitido observar a evolução de um jato de gás super aquecido com 5.000 anos-luz de comprimento que está sendo ejetado de um buraco negro supermassivo no centro da  gigantesca galáxia elíptica M87.

© Hubble (jatos ejetados por buraco negro)

Estas observações possibilitam compreender melhor como os buracos negros ativos moldam a evolução das galáxias. Enquanto a matéria cai completamente dentro de um buraco negro e não pode escapar devido a enorme atração gravitacional, a maior parte do material se localiza primeiramente numa região na órbita do buraco negro conhecida como disco de acreção. Acredita-se que campos magnéticos ao redor do buraco negro arrastam parte do gás ionizado, ejetando-os em jatos de altíssima velocidade.

“Buracos negros supermassivos centrais são os componentes fundamentais em todas as grandes galáxias”, disse Eileen T. Meyer, do Space Telescope Science Institute (STScI) em Baltimore, e principal autor desse novo estudo do Hubble. “A maior parte desses buracos negros estão numa fase ativa, e os jatos energizados pelos buracos negros têm um papel fundamental na evolução das galáxias. Estudando os detalhes desse processo em galáxias mais próximas com um jato óptico, nós podemos aprender mais sobre a formação das galáxias e sobre a física dos buracos negros de maneira geral”.

O rio de plasma dos jatos viajam em um movimento espiral. Esse movimento é considerado uma forte evidência de que o plasma pode viajar ao longo de um campo magnético que a equipe pensa que é enrolado como uma hélice. Acredita-se que o campo magnético surja do disco de acreção do material em  rotação ao redor do buraco negro. Embora o campo magnético não possa ser observado, sua presença é inferida pelo confinamento do jato ao longo de um cone estreito emanando do buraco negro.

Meyer descobriu evidências para suspeitar da estrutural helicoidal do campo magnético em alguns locais ao longo do jato. Na parte externa do jato da M87, por exemplo, uma brilhante aglomeração de gás, chamada de nó B, parece fazer um movimento de zig e zag, como se estivesse se movendo ao longo de uma espiral. Algumas outras aglomerações de gás ao longo do jato também parecem fazer um loop ao redor de uma estrutura invisível. “Observações passadas de jatos de buracos negros não podiam distinguir entre o movimento radial e o movimento lado a lado, assim elas não nos forneciam as informações detalhadas sobre o comportamento dos jatos”, explicou Meyer.

A M87, reside no centro da vizinhança do aglomerado Virgo, com aproximadamente 2.000 galáxias, localizado a 50 milhões de anos-luz de distância da Terra. O monstruoso buraco negro da galáxia é algumas bilhões de vezes mais massivo que o Sol.

A equipe de pesquisa gastou oito meses analisando 400 observações feitas com a Wide Field Planetary Camera 2 do Hubble e com a Advanced Camera for Surveys. As observações foram feitas entre 1995 e 2008. Alguns membros da equipe, contudo, observam a M87 por mais de 20 anos. Somente a visão extremamente aguçada do Hubble permitiu que a equipe de pesquisa pudesse medir o movimento do jato no céu por 13 anos. A equipe de Meyer também mediu aspectos no plasma quente com uma resolução de 20 anos-luz de largura.

É muito cedo para dizermos se todos os jatos gerados por buracos negros se comportam como o da M87. E por isso Meyer planeja usar o Hubble para estudar outros 3 jatos. “Sempre é perigoso ter somente um exemplo, pois ele pode ser exatamente o ponto fora da curva”, disse Meyer. “O buraco negro da M87 é a justificativa para observarmos mais jatos”.

Os resultados da pesquisa aparecem na edição deste mês do The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: NASA

Galáxias espirais em colisão

O que essas galáxias se tornarão?

© Gemini (ARP 271)

As galáxias espirais NGC 5426 e a NGC 5427 estão passando por um encontro próximo perigoso entre elas, mas provavelmente cada uma delas sobreviverá à colisão.

Normalmente quando galáxias colidem, uma galáxia grande engloba uma galáxia muito menor. Nesse caso, contudo, as duas galáxias são parecidas, cada uma delas sendo uma espiral com expansivos braços e um núcleo compacto. À medida que as galáxias avançam num processo que levará aproximadamente uma dezena de milhões de anos, suas estrelas dificilmente colidirão, embora novas estrelas se formem na interação do gás causado pelas marés gravitacionais. Numa observação mais detalhada da imagem acima realizada com o telescópio de 8 metros do observatório Gemini Sul no Chile, pode-se ver uma ponte de material conectando as duas galáxias gigantes. Conhecidas de forma coletiva como ARP 271, o par em interação se espalha por aproximadamente 130.000 anos-luz e se localiza a aproximadamente 90 milhões de anos-luz de distância da Terra na direção da constelação de Virgo. A nossa galáxia, a Via Láctea, passará por um processo similar de colisão com a galáxia de Andrômeda em alguns bilhões de anos.

Fonte: NASA

Descoberto exoplaneta com rápida translação

Foi descoboberto um exoplaneta quente do tamanho da Terra tão perto de sua estrela que um ano completo dura, apenas 8,5 horas, sendo o exoplaneta com translação mais rápida já observada.

© Cristina Sanchis Ojeda (ilustração do exoplaneta Kepler-78b)

O pequeno período orbital, um dos mais curtos já descobertos para um exoplaneta entre os mundos identificados pelo telescópio espacial Kepler, significa que o planeta está longe da zona habitável de uma estrela. De fato, os cientistas, têm descrito esse novo planeta como um planeta de lava.

A estrela progenitora do exoplaneta, denominado de Kepler-78b, é brilhante o suficiente para outros telescópios registrarem sua existência.

“Com muito esforço e muita paciência, você poderia detectar o trânsito a partir dos maiores telescópios”, disse Roberto Sanchis-Ojeda, um estudante de doutorado no Massachussetts Institute of Technology que liderou a pesquisa. “Nós também pensamos que isso é possível de ser feito com o telescópio espacial Hubble. Do espaço você não teria nenhum problema”.

O Kepler-78b fica aproximadamente 100 vezes mais perto de sua estrela do que a Terra fica do Sol, e orbita um sistema estelar que tem aproximadamente 750 milhões de anos de vida, em torno de seis vezes mais jovem do que o nosso Sistema Solar. A superfície do planeta derrete ferro com temperaturas entre 2.026 graus Celsius e 2.826 graus Celsius.

Entre outros candidatos planetários encontrados pelo Kepler, somente alguns deles tem períodos menores que meio dia. O menor período orbital confirmado é de 10,9 horas e pertence ao Kepler-42c, enquanto que o mais curto, não confirmado, pertence ao candidato a exoplaneta chamado de KOI 1843 e é de somente 4,3 horas.

A equipe de Sanchis-Ojeda notou que muitos pesquisadores estão buscando por exoplanetas com períodos maiores que poderiam estar na zona habitável, o que anima os cientistas devido à possibilidade de existir vidas nesses mundos. Mas os pesquisadores decidiram buscar nos dados do Kepler focando em períodos orbitais mais curtos, para ver se mais desses planetas existem e quantos deles existem.

Os Júpiteres Quentes, ou planetas do tamanho de Júpiter e que ficam mais perto de suas estrelas, são os mais comuns encontrados nesse campo, pois eles são fáceis de serem detectados. Registrar algo do tamanho da Terra, contudo, foi um momento especial para a equipe.

Pelo fato do Kepler-78b transitar, ou cruzar em frente da estrela, que  é uma estrela do tamanho do Sol, a equipe foi capaz de apontar que seu tamanho é um pouco maior que o raio da Terra.

E numa descoberta mais incomum, os cientistas descobriram que a superfície do planeta é tão quente que ela brilha na luz visível, permitindo que a equipe pudesse isolar a luz do planeta, da luz da estrela.

Enquanto o Kepler-78b passa atrás da estrela, a medida da sua curva de luz, permitiu que os pesquisadores pudessem confirmar que o planeta está refletindo no mínimo alguma luz que ele recebe da sua estrela. O quanto de luz é algo desconhecido, e necessitará de mais observações para que isso seja determinado com precisão.

Observações subsequentes podem também determinar a massa do planeta, que dará uma noção da composição do planeta. A equipe tem quase certeza de que o Kepler-78b é rochoso, pois a maior parte dos exoplanetas desse tamanho, são rochosos e não gasosos.

Fonte: Astrophysical Journal

Asteroide passa pela Nebulosa de Órion

A imagem abaixo mostra o objeto próximo da Terra e potencialmente perigoso, chamado 1998 KN3, enquanto ele passava pela densa nuvem de gás e poeira perto da Nebulosa de Órion.

© WISE (asteroide na Nebulosa de Órion)

A missão NEOWISE, a porção caçadora de asteroides da missão WISE da NASA, registrou imagens infravermelhas do asteroide, visto acima como um ponto amarelo esverdeado na parte superior esquerda. Pelo fato dos asteroides serem aquecidos pelo Sol a uma temperatura semelhante ao ambiente que habitamos, eles brilham intensamente nos comprimentos de onda infravermelhos registrados pelo WISE.

Os astrônomos usam a luz infravermelha para medir os tamanhos dos asteroides , e quando combinadas com observações obtidas na luz visível, também é possível medir o albedo, ou seja, a refletividade de suas superfícies. Os dados infravermelhos do WISE revelam que esse asteroide tem aproximadamente 1,1 quilômetros de diâmetro e reflete somente cerca de 7% da luz visível que atinge a sua superfície, o que significa que ele é relativamente escuro.

Nessa imagem, a cor azul denota os comprimentos infravermelhos mais curtos, e a cor vermelha os mais longos. Objetos mais quentes emitem luz com comprimentos de ondas mais curtos e por isso eles aparecem em azul. As estrelas azuis, por exemplo, têm temperaturas superficiais de milhares de graus. O gás mais frio e a poeira aparecem em vermelho. O asteroide aparecem amarelo na imagem pois a sua temperatura indica um astro mais frio do que as estrelas distantes e mais quente que a poeira.

Fonte: NASA

O mistério dos núcleos ativos de galáxias

A equipe, liderada pelos pesquisadores do Centro de Astrofísica da Universidade do Porto (CAUP) Polychronis Papaderos e Jean Michel Gomes, descobriu que o meio interestelar de algumas galáxias elípticas é tão poroso, que até cerca de 90% da radiação ionizante consegue escapar à absorção pelo meio interestelar.

© NRAO (galáxia 3C353)

A imagem acima mostra a galáxia 3C353, observada na banda rádio. Os jatos têm uma extensão total superior a 391 mil anos-luz.

Esta descoberta tem consequências importantes para a nossa compreensão de um dos fenômenos mais energéticos do Universo, os núcleos ativos de galáxias.

Segundo Papaderos, estes resultados “fornecem a solução de um enigma com 30 anos e um novo modelo conceitual com o qual a família dos núcleos ativos de galáxias se torna muito mais simples do que anteriormente pensávamos”.

Embora sejam já conhecidos há várias décadas, alguns tipos de núcleos ativos de galáxias continuam ainda apresentando vários mistérios. Em particular, a maioria destes objetos apresentam uma emissão muito elevada nas bandas do rádio ou dos raios X, mas quase indetectável no visível. Assim, os astrônomos não eram capazes de estabelecer se este tipo de núcleos ativos de galáxias correspondiam a casos de elevada atividade (evidenciada pela emissão intensa em raios X) ou de baixa atividade (tal como sugerido pela fraca emissão no visível).

As radiações ionizantes produzidas por estrelas, principalmente nas fases finais das suas vidas, são em grande parte absorvidas pelo gás que constitui o meio interestelar das galáxias, sendo depois reemitidas em linhas de emissão caraterísticas desse gás, incluindo, por exemplo, linhas na região do visível.

Por falta de dados com resolução suficiente, durante muito tempo admitiu-se que apenas uma pequena porção da radiação ionizante conseguia escapar à absorção pelo meio interestelar. Graças a novas observações, com maior resolução, a equipe conseguiu agora verificar que isto só é verdade para algumas galáxias.

Com estes resultados, os astrônomos conseguiram finalmente determinar que a disparidade entre as observações no óptico e noutras bandas é devida essencialmente à elevada porosidade do meio interestelar nestas galáxias que, assim, é incapaz de absorver radiação ionizante de forma eficiente. Como consequência, o próprio meio interestelar torna-se também incapaz de emitir energia suficiente sob a forma de luz visível, resultando em luminosidades muito baixas nas linhas de emissão do gás ionizado, quando comparado com raios X ou rádio.

Este resultado traz importantes consequências para a astronomia e para a forma como os astrônomos interpretam observações de galáxias distantes, sendo especialmente importantes para o estudo dos núcleos ativos de galáxias. Esta descoberta constitui, assim, um passo decisivo na investigação e compreensão destes objetos astronômicos.

Esta pesquisa foi publicada no último número da revista Astronomy & Astrophysics.

Fonte: Centro de Astrofísica da Universidade do Porto

O drama da formação estelar

Com o auxílio do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), os astrônomos obtiveram um plano muito vívido do material que se afasta de uma estrela recém nascida.

© ALMA (jato associado aos objetos HH 46/47)

Ao observar o brilho emitido pelas moléculas de monóxido de carbono num objeto chamado Herbig-Haro 46/47, foi descoberto que os seus jatos são ainda mais energéticos do que o que se pensava anteriormente. As novas imagens muito detalhadas revelaram igualmente um jato anteriormente desconhecido que aponta numa direção totalmente diferente.

As estrelas jovens são objetos violentos que ejetam matéria a velocidades tão elevadas como um milhão de quilômetros por hora. Quando este material choca no gás circundante, faz com que brilhe criando um objeto Herbig-Haro. Um exemplo espetacular deste tipo de objetos é o Herbig-Haro 46/47, situado a cerca de 1.400 anos-luz de distância da Terra, na constelação austral da Vela.

As novas imagens revelam detalhes com dois jatos, um deslocando-se na direção da Terra e o outro na direção contrária. O jato que está se afastando era praticamente invisível em imagens ópticas anteriores, devido ao obscurecimento provocado pelas nuvens de poeira que rodeiam a estrela recém nascida. O ALMA não só obteve imagens muito mais nítidas que as anteriores, como permitiu ainda medir a velocidade à qual o material brilhante está se deslocando no espaço.
Estas novas observações do Herbig-Haro 46/47 revelaram que algum do material ejetado tinha velocidades muito mais elevadas do que as medidas anteriormente, o que significa que o gás ejetado transporta muito mais energia e quantidade de movimento do que o que se pensava anteriormente.
O líder da equipe e autor principal deste novo estudo, Héctor Arce (Universidade de Yale, EUA) explica que “a excelente sensibilidade do ALMA permitiu a detecção de particularidades nesta fonte não observadas antes, tal como este jato muito rápido, que parece um exemplo de um modelo simples retirado de um livro clássico, onde o jato molecular é gerado pelo vento abrangente de uma estrela jovem.”
As observações foram obtidas em apenas cinco horas de tempo de observação, embora o ALMA ainda estivesse sendo construído nessa época. Observações com qualidade semelhante obtidas por outros telescópios necessitariam de dez vezes mais tempo de observação.
“O detalhe nas imagens do Herbig-Haro 46/47 é assombroso. Talvez mais extraordinário ainda seja o fato de, para este tipo de observações, ainda estarmos numa fase bastante inicial. No futuro, o ALMA poderá fornecer imagens ainda melhores que esta, numa pequena fração deste tempo de observação,” acrescenta Stuartt Corder (Observatório ALMA, Chile), co-autor do novo artigo científico que descreve estes resultados.
Diego Mardones (Universidade do Chile), outro co-autor do trabalho, enfatiza que “este sistema é similar à maioria das estrelas isoladas de pequena massa, durante a sua formação e nascimento. Mas é também invulgar porque a corrente de material emitida pela estrela choca com a nuvem de modo direto de um dos lados da estrela jovem enquanto que do outro lado se escapa da nuvem. Este fato torna este sistema excelente para estudar o impacto dos ventos estelares na nuvem progenitora a partir da qual a estrela jovem se formou.”
A nitidez e sensibilidade alcançadas nestas observações do ALMA permitiram também a descoberta de uma componente da corrente de gás, desconhecida anteriormente, que parece ser emitida por uma companheira da jovem estrela de massa mais baixa. Este jato secundário faz praticamente um ângulo reto com o objeto principal quando observado da Terra e encontra-se aparentemente escavando o seu próprio buraco na nuvem circundante.
Arce conclui que “o ALMA tornou possível detectar particularidades no jato, muito mais claramente do que os estudos anteriores, o que mostra que haverá certamente muitas surpresas e descobertas fascinantes feitas pela rede completa. O ALMA irá certamente revolucionar o campo da formação estelar!”

Fonte: ESO

Os planetas livres na Via Láctea

Astrônomos observando a Nebulosa Rosette descobriram que pequenas nuvens escuras e redondas, chamadas globulettes tem as características favoráveis para formar planetas flutuando livremente sem sua estrela progenitora.

© Brian Davis (Nebulosa Rosette)

A Nebulosa Rosette é uma enorme nuvem de gás e poeira localizada a 4.600 anos-luz da Terra na constelação de Monoceros (Unicórnio).

Novas observações, feitas com telescópios da Universidade de Tecnologia Chalmers, em Gotemburgo (Suécia), mostram que nem todos os planetas flutuantes foram expulsos de sistemas planetários existentes. Eles também podem ter nascido isoladamente. O estudo mostra que as pequenas nuvens estão se movendo para fora através da nebulosa Rosette em alta velocidade, cerca de 80.000 quilômetros por hora.

© ESO/M. Mäkelä (Nebulosa Rosette)

As globulettes são muito pequenas, cada uma com diâmetro inferior a 50 vezes a distância entre o Sol e Netuno. Anteriormente, estimava-se que a maioria delas são de massa planetária, menos do que 13 vezes a massa de Júpiter. Agora, foram obtidas medidas muito mais confiáveis ​​de massa e densidade de um grande número desses objetos, e também foi medido com precisão o quão rápido eles estão se movendo em relação ao seu meio ambiente.
Pesquisas anteriores já haviam mostrado que pode haver cerca de 200 bilhões de planetas flutuando livremente em nossa galáxia, a Via Láctea. Até agora, os cientistas acreditavam que tais planetas que não orbitam em torno de uma estrela, devem ter sido ejetados de sistemas planetários existentes. Novas observações das pequenas nuvens escuras indicam outra possibilidade: a de que alguns planetas flutuantes foram formados por conta própria.

As globulettes são muito densas e compactas, sendo que a maioria delas vai entrar em colapso sob seu próprio peso e formar planetas flutuantes livres. As mais massivas poderão formar anãs marrons, que são corpos cuja massa fica entre a de planetas e estrelas.

Estas globulettes foram aceleradas a partir do centro da nebulosa graças à pressão da radiação das estrelas jovens e quentes em seu centro. Durante a história da Via Láctea, milhões de nebulosas floresceram e desapareceram. Em todos estes casos, muitas globulettes teriam se formado.

Os astrônomos conhecem em torno de quase 900 planetas que orbitam ao redor de outras estrelas do que o Sol, mas os planetas flutuantes também foram encontrados. Alguns têm sido descobertos, utilizando uma técnica chamada de microlentes, na qual o planeta é encontrado, quando se passa em frente de uma estrela, temporariamente tornando-o com aspecto brilhante. Este é um efeito previsto pela teoria de relatividade geral, na qual a luz da estrela é dobrada quando o planeta passa em frente da mesma, efeito chamado lente gravitacional de Einstein.

A equipe observou as ondas de rádio a partir de moléculas de monóxido de carbono, utilizando o radiotelescópio de 20 metros no observatório espacial Onsala, na Suécia; luz submilimétrica com o telescópio APEX no deserto do Atacama, no norte do Chile; e luz infravermelha com o telescópio New Technology Telescope (NTT) de 3,58 metros no observatório de La Silla do ESO.

Fonte: Astronomy & Astrophysics

Magnetar com intensos campos magnéticos

Cientistas usando o telescópio espacial XMM-Newton da ESA descobriram que uma curiosa estrela morta tem escondido um dos mais fortes campos magnéticos do Universo, apesar das sugestões anteriores terem indicado um campo magnético baixo.

© ESA (ilustração de uma magnetar)

O objeto conhecido como SGR 0418+5729 (SGR 0418) é uma magnetar, um tipo particular de estrela de nêutrons.

Uma estrela de nêutrons é o núcleo morto de uma estrela que já foi massiva e que colapsou sobre si mesma depois de queimar todo o combustível e explodir num dramático evento de supernova. Elas são objetos extremamente densos, tendo uma massa maior que a do Sol em uma esfera de somente 20 km de diâmetro, ou seja do tamanho de uma cidade.

Uma pequena proporção das estrelas de nêutrons se formam e vivem brevemente como magnetars, denominadas assim devido aos intensos campos magnéticos, bilhões a trilhões de vezes maior do que aqueles gerados em aparelhos de ressonãncia magnética nos hospitais, por exemplo. Esses campos fazem com que a magnetar entre em erupção esporadicamente com explosões de radiação de alta energia.

A SGR 0418, localiza-se na nossa galáxia, a aproximadamente 6.500 anos-luz de distância da Terra. Ela foi detectada pela primeira vez em 2009 pelos telescópios espaciais Fermi da NASA e Koronas-Photon da Roscosmos, quando repentinamente se iluminou em raios X e raios gama leves. Ela foi estudada subsequentemente por uma frota de observatórios, incluindo o XMM-Newton da ESA.

“Até bem recentemente, todas as indicações eram que essa magnetar tinha um dos campos magnéticos superficiais mais fracos que se conhece, em 6 x 10¹² Gauss, algo em torno de 100 vezes mais baixo do que as magnetars típicas”, disse Andrea Tiengo do Instituto Universitario di Studi Superiori, em Pavia, na Itália e principal autor de um artigo publicado na Nature.

“Entender esses resultados foi um desafio. Contudo, nós suspeitamos que a SGR 0418 tinha de fato um campo magnético mais forte, fora do alcance das nossas técnicas analíticas tradicionais”.

As magnetars giram mais lentamente do que as estrelas de nêutrons, mas ainda assim completam uma rotação em poucos segundos. A maneira normal de determinar o campo magnético de uma magnetar é medir a taxa com a qual a rotação declina. Três anos de observação da SGR 0418 tem levado os astrônomos a inferirem um campo magnético fraco.

A nova técnica desenvolvida pelo Dr. Tiengo e seus colaboradores envolve a pesquisa da variação do espectro de raios X da magnetar em intervalos extremamente curtos de tempo enquanto ela está em rotação. Esse método permite que os astrônomos possam analisar o campo magnético em muito mais detalhe e tem revelado que a SGR 0418 é na verdade uma monstruosa magnetar.

“Para explicar nossas observações, essa magnetar precisa ter um campo magnético super forte e contorcido que alcança 10¹⁵ Gauss através de pequenas regiões em sua superfície, se espalhando por somente algumas centenas de metros”, disse Tiengo.

“Na média, o campo pode parecer fraco, como os resultados anteriores sugeriam. Mas nós somos agora capazes de pesquisar por subestruturas na superfície e ver que o campo é muito forte localmente”.

Uma analogia simples pode ser feita com campos magnéticos localizados ancorados nas manchas solares, onde uma mudança na configuração pode repentinamente levar ao seu colapso e à produção de uma flare, no caso da SGR 0418, uma explosão de raios X.

“Os dados espectrais fornecidos pelo XMM-Newton, combinados com uma nova maneira de analisar os dados, permitiu que pudéssemos finalmente fazer as primeiras medidas detalhadas do campo magnético de uma magnetar, confirmando que ela possui um dos maiores valores já medidos no Universo”, adiciona Norbert Schartel, cientista de Projeto do XMM-Newton da NASA.

“Nós agora temos uma nova ferramenta para pesquisar os campos magnéticos de outras magnetars, o que nos ajudará a restringir cada vez mais os modelos desses objetos tão exóticos”.

Fonte: ESA

Galáxia anã colide com grande galáxia espiral

Observações feitas com o observatório de raios X Chandra da NASA têm revelado uma massiva nuvem de gás aquecido a milhões de graus a aproximadamente 60 milhões de anos-luz da Terra.

© Chandra/VLT (imagem composta no óptico e raios X da NGC 1232)

A nuvem de gás quente é provavelmente causada pela colisão entre uma galáxia anã e uma galáxia muito maior, chamada de NGC 1232. Se confirmada, essa descoberta marcaria a primeira vez que esse tipo de colisão teria sido detectada somente em raios X, e poderia ter implicações para o entendimento sobre como as galáxias crescem por meio de colisões similares.

Uma imagem combinando raios X e dados da luz óptica mostra a cena dessa colisão. O impacto entre a galáxia anã e a galáxia espiral causou uma onda de choque, que gerou gás quente com uma temperatura de aproximadamente 6 milhões de graus.

© Chandra (NGC 1232 em raios X)

Os dados de raios X do Chandra, em roxo, mostram o gás quente que tem a aparência de um cometa, gerado pelo movimento da galáxia anã.

© VLT (NGC 1232 no óptico)

Os dados ópticos, obtidos pelo Very Large Telescope (VLT) do ESO revelam a galáxia espiral nas cores azul e branca. Fontes pontuais de raios X que têm sido removidas da imagem com o objetivo de enfatizar a emissão difusa.

Perto da cabeça da emissão de raios X na forma de cometa está uma região contendo algumas estrelas opticamente muito brilhantes e a emissão de raios X é realçada. O processo de formação de estrelas pode ter sido disparado pela onda de choque, produzindo estrelas massivas e brilhantes. Nesse caso, a emissão de raios X seria gerada por ventos de estrelas massivas e pelas partes remanescentes de explosões de supernovas à medida que as estrelas massivas se desenvolvem.

A massa de toda a nuvem de gás é incerta pois ela não pode ser determinada a partir de imagens bidimensionais se o gás quente está concentrado em uma fina camada ou distribuída sobre uma grande e esférica região. Se o gás está numa fina camada, a massa é equivalente a quarenta mil sóis. Se ele está espalhado uniformemente, a massa seria muito maior, aproximadamente três milhões de vezes a massa do Sol. Essa variação está de acordo com os valores para as galáxias anãs no Grupo Local contendo a Via Láctea.

O gás quente deveria continuar brilhando em raios X por dezenas a centenas de milhões de anos, dependendo da geometria da colisão. A colisão por si só deveria durar cerca de 50 milhões de anos. Pesquisar por grandes regiões de gás quente nas galáxias pode ser uma maneira de estimar a frequência das colisões com galáxias anãs e para entender a importância desses eventos no crescimento das galáxias.

Uma explicação alternativa da emissão de raios X é que a nuvem de gás quente poderia ter sido produzida pelas supernovas e ventos quentes de grandes números de estrelas massivas, todas localizadas no mesmo lado da galáxia. A falta de evidência das esperadas emissões de rádio, infravermelho e óptico argumentam contra essa possibilidade.

Um artigo escrito por Gordon Garmire do Instituto Huntingdon para a Astronomia de Raios X, descreve esses resultados e foi publicado no The Astrophysical Journal podendo ser visto online.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

A Nova Delphini 2013

Usando um pequeno telescópio para vasculhar os céus no dia 14 de Agosto de 2013, o astrônomo amador japonês Koichi Itagaki descobriu uma “nova” estrela dentro das fronteiras da constelação de Delphinus.

© PlaneWave/G. Masi (Nova Delphini  2013)

Indicada nessa imagem acima capturada no dia 15 de Agosto de 2013, ela agora foi propriamente designada como Nova Delphini 2013. Sagitta, a Seta, aponta o caminho para a localização dessa nova estrela, que atualmente se encontra bem alta no céu noturno (no hemisfério norte), não muito distante da brilhante estrela Altair e do asterismo conhecido pelos observadores do hemisfério norte  como o Triângulo de Verão. A nova é reportada como sendo de fácil observação com binóculos, perto do limite de visibilidade a olho nu em céus escuros.

© Stellarium (localização da Nova Delphini 2013)

De fato, cartas celestes anteriores mostram uma estrela conhecida muito mais apagada (com uma magnitude 17), na posição onde a Nova Delphini foi registrada, indicando que o brilho aparente dessa estrela aumentou repentinamente mais de 25.000 vezes.

Como uma estrela passa por uma mudança dessas?

O espectro da Nova Delphini indica que ela é uma nova clássica, um sistema estelar binário em interação onde uma estrela é uma densa e quente anã branca. O material da estrela companheira, fria e gigante cai em direção à superfície da anã branca, até que o seu tamanho dispara um evento termonuclear. O drástico aumento no brilho e uma concha de expansão de detritos é o resultado, mas as estrelas não são destruídas. Acredita-se que as novas clássicas ocorrem quando o fluxo de material na anã branca retorna e produz outra explosão.

Fonte: NASA

Novo pulsar regula atividade de buraco negro

Uma equipe de astrônomos descobriu pulsos de rádio a partir de uma estrela de nêutrons praticamente ao lado do buraco negro supermassivo que reside no centro da Via Láctea.

© MPIfR (ilustração de pulsar próximo de buraco negro)

Um pulsar é uma estrela de nêutrons que gira rapidamente, onipresente no resto da Via Láctea, mas até agora invisível na região do centro galáctico. Ao estudar a emissão de um pulsar, a equipe, incluindo Heino Falcke (Radboud University Nijmegen/ ASTRON) e Adam Deller (ASTRON),  foi capaz de mostrar que a matéria está sendo engolida pelo buraco negro supermassivo  permeado por um campo magnético forte o suficiente para regular os hábitos alimentares do buraco negro e explicar a sua emissão em rádio e raios X.
A descoberta de um pulsar em órbita perto do buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea, o Sagitário A* (Sgr A*) tem sido um dos principais objetivos dos astrônomos nos últimos 20 anos. Os pulsares atuam como relógios cósmicos extremamente precisos, e um pulsar perto de Sgr A* pode ser usado para medir as propriedades do espaço e do tempo em campos gravitacionais fortes, e verificar a teoria da Relatividade Geral de Einstein com testes mais rigorosos.

O jovem pulsar PSR J1745-2900 foi descoberto quando o satélite Swift observou um flash forte de raios X de origem muito perto do centro da Via Láctea, provavelmente menos de 1 ano-luz de Sgr A*, e observações posteriores do telescópio NuSTAR da NASA mostrou um período de rotação de 3,76 segundos. Com o telescópio de 100 m em Effelsberg perto de Bonn, na Alemanha, a equipe descobriu pulsos de rádio a partir de uma mesma região com o mesmo período. Observações complementares foram feitas em paralelo e, posteriormente, com o Jodrell Bank, Nancay e Very Large Array telescópios de rádio em todo o mundo, enquanto outros grupos estudaram o PSR J1745-2900 usando os telescópios ATCA, Parkes e Green Bank; os resultados do ATCA aparecerem no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society desta semana.

O Sgr A* está lentamente engolindo o gás quente, ionizado que o rodeia, um processo chamado acreção. O gás absorvido sofre influência de campos magnéticos, que arrastam o gás e interagem no processo de deposição de uma forma complicada, regulando a quantidade de material potencialmente acrescidos e lançando jatos de plasma poderosos. Até agora, a força dessas áreas é muito incerta, dificultando os esforços para compreender o processo de acreção.

Os pulsos de rádio do PSR J1745-2900 é fortemente polarizado, muito da radiação emitida oscila em um plano preferencial. No entanto, como a radiação atravessa o material magnetizado circundante do Sgr A*, o efeito de Faraday muda o plano de polarização de um modo dependente do comprimento de onda da radiação e da força do campo magnético. Ao observar o PSR J1745-2900, a equipe foi capaz de caracterizar a intensidade do campo magnético na vizinhança imediata do Sgr A*. "É incrível a quantidade de informação que podemos extrair deste único objeto", disse Deller.

Astrônomos prevêem que deve haver milhares de pulsares em torno do centro da Via Láctea. Apesar disso, o PSR J1745-2900 é o primeiro pulsar descoberto lá. "Os astrônomos têm procurado por décadas por um pulsar ao redor do buraco negro central de nossa galáxia, sem sucesso. Esta descoberta é um enorme avanço, mas continua a ser um mistério por que levou tanto tempo para encontrar um pulsar lá ", diz Falcke.

Este pulsar é magneticamente muito ativo e um pouco longe demais do buraco negro para medir os efeitos sutis da teoria da Relatividade Geral de Einstein com grande precisão. No entanto, com velhos pulsares, que estão mais perto do buraco negro e tem um período de rotação menos variável, a teoria pode ser testada. "Se houver um jovem pulsar, também deve haver muitos mais velhos, só temos de encontrá-los", concorda M. Kramer, diretor do Instituto Max Planck em Bonn, que opera o telescópio Effelsberg.

Observações de alta resolução angular adicional de acompanhamento do PSR J1745-2900 já estão sendo realizadas para mapear sua órbita ao redor do buraco negro supermassivo. A partir daí, os cientistas podem determinar a origem do pulsar e, potencialmente, refinar a estimativa da massa do buraco negro.

Um artigo a respeito da descoberta foi publicado na revista Nature.

Fonte: Netherlands Institute for Radio Astronomy

Calmaria antes da tempestade

Esta bela imagem mostra as galáxias NGC 799 (em baixo) e a NGC 800 (em cima) situadas na constelação da Baleia.

© ESO/VLT (NGC 799 e NGC 800)

Este par de galáxias foi observado pela primeira vez em 1885 pelo astrônomo americano Lewis Swift.
Situadas a cerca de 300 milhões de anos-luz de distância, e estando voltadas de face para nós, podemos apreciar as suas formas de maneira clara. Tal como a Via Láctea, estes objetos são ambos galáxias espirais, com os característicos braços compridos que se enrolam em direção ao brilhante bojo central. Nos braços espirais bastante proeminentes podemos observar um grande número de estrelas azuis, jovens e quentes que se formam em grupos (os pequeníssimos pontos azuis que se vêem na imagem), enquanto que no bojo central um enorme grupo de estrelas velhas, vermelhas e mais frias se amontoam numa região compacta quase esférica.
À primeira vista, estas galáxias parecem-se uma com a outra, mas na realidade há muitos detalhes diferentes. Excetuando a diferença óbvia em tamanho, apenas a NGC 799 tem uma estrutura em barra estendendo-se do bojo central, com os braços em espiral a sair das pontas da barra. Pensa-se que as barras galácticas atuem como um mecanismo que leva o gás dos braços em espiral ao centro, aumentando assim a formação estelar. Foi também observada uma supernova na NGC 799 em 2004, a SN2004dt.
Outra característica interessante que é diferente nas duas galáxias é o número de braços em espiral. A pequena NGC 800 tem três braços espirais brilhantes e cheios de nós, enquanto que NGC 799 só apresenta dois relativamente tênues, mas largos, que começam no final da barra e se enrolam quase completamente em volta da galáxia, formando uma estrutura que lembra um anel.
Embora pela imagem pareça que estas duas galáxias coexistem em total harmonia próximo uma da outra, nada pode estar mais longe da verdade. Na realidade, estamos observaqndo a calmaria antes da tempestade. Embora não saibamos bem o que o futuro trará, o certo  é que, normalmente, quando duas galáxias se encontram relativamente próximas uma da outra, interagem entre si durante centenas de milhões de anos por meio de distúrbios gravitacionais. Em alguns casos, apenas se dão interações menores, que provocam distorções na forma das galáxias, mas às vezes as galáxias colidem, fusionando-se e dando origem a uma única e enorme galáxia nova.
Esta imagem foi obtida com o instrumento FORS1, montado no Very Large Telescope (VLT) de 8,2 metros do ESO, situado no Cerro Paranal, no Chile. A imagem é composta por várias exposições obtidas com três filtros diferentes (B, V, R).
Podemos também observar cinco asteroides; consegue encontrá-los? Os asteroides movimentaram-se entre as diferentes exposições, deixando traços coloridos na imagem.

Fonte: ESO

Explosão ilumina galáxia invisível

A mais de 12 bilhões de anos atrás, uma estrela explodiu, se rompendo e expelindo o que sobrou em jatos gêmeos com uma velocidade próxima da velocidade da luz.

© CfA (explosão de raios gama ilumina gás interestelar)

Sua morte foi um evento tão brilhante que conseguiu iluminar sua galáxia inteira um milhão de vezes mais, do que ela era iluminada antes. O flash brilhante viajou através do espaço por 12,7 bilhões de anos para chegar a um planeta que estava longe de existir no momento da explosão, a nossa Terra. Analisando essa luz, os astrônomos aprenderam sobre uma galáxia que outrora era muito pequena, apagada e distante para ser observada até mesmo pelo telescópio espacial Hubble.

“Essa estrela viveu numa época interessante, a chamada idade das trevas, um bilhão de anos depois do Big Bang”, disse o autor principal do estudo Ryan Chornock do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA).

“Por um lado, nós somos cientistas forenses, investigando a morte de uma estrela e a vida de uma galáxia nas primeiras fases do tempo cósmico”, adicionou ele.

A estrela anunciou sua morte com um flash de raios gama, um evento conhecido como uma explosão de raios gama (GRB). A GRB 130606A foi classificada como sendo uma GRB longa, já que ela durou mais de 4 minutos. Ela foi detectada pela sonda Swift da NASA no dia 6 de Junho de 2013. Chornock e sua equipe rapidamente organizaram observações subsequentes usando o telescópio MMT no Arizona e o Gemini Norte no Havaí.

“Nós fomos capazes de estar no alvo certo em questões de horas”, disse Chornock. “Essa velocidade foi crucial para detectar e estudar o brilho posterior”.

O brilho de uma GRB ocorre quando os jatos de uma explosão vagam por entre o gás ao redor, varrendo esse material, aquecendo-o e gerando assim o brilho. À medida a luz viaja através da galáxia onde se situava a estrela que morreu, ela passa por nuvens de gás interestelar. Elementos químicos, dentro dessas nuvens absorvem a luz em certos comprimentos de onda, deixando pegadas. Espalhando a luz pelo seu espectro, os astrônomos conseguem estudar essas pegadas e aprender que gases a galáxia distante continha.

Todos os elementos químicos mais pesados que o hidrogênio, o hélio, e o lítio foram criados pelas estrelas. Como um resultado, esses elementos pesados, chamamados de metais, levam um tempo para se acumular. A vida não teria existido no Universo primordial pois esses elementos, cruciais para a vida, incluindo o carbono e o oxigênio, ainda não existiam.

Chornock e seus colegas descobriram que a galáxia com explosão GRB continha somente algo em torno de um décimo dos metais encontrados no nosso Sistema Solar. A teoria sugere que embora os planetas rochosos pudessem ter sido capaz de se formar, a vida provavelmente não estaria presente.

“No tempo em que essa estrela morreu o Universo ainda não estava pronto para a vida. Ele ainda não tinha vida, mas estava sim gerando os elementos necessários para isso”, diz Chornock.

Com redshift de 5.9, ou uma distância de 12,7 bilhões de anos-luz, a GRB 130606A é uma das mais distantes explosões de raios gama já encontradas.

“No futuro nós seremos capazes de encontrar e explorar até mesmo as mais distantes GRBs com a construção do planejado Giant Magellan Telescope”, disse Edo Berger, do CfA, um coautor do estudo.

A equipe irá publicar os resultados na edição de 1 de Setembro de 2013 no periódico The Astrophysical Journal e pode ser vista online.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Encontrada origem da Corrente de Magalhães

Astrônomos usando o telescópio espacial Hubble resolveram o mistério de 40 anos da astronomia sobre a origem da Corrente de Magalhães, uma longa faixa de gás que se estica aproximadamente por metade do caminho ao redor da Via Láctea.

© ESA (Corrente de Magalhães)

Novas observações do Hubble revelaram que a maior parte da corrente foi arrancada da Pequena Nuvem de Magalhães a aproximadamente dois bilhões de anos atrás, com uma porção menor originando-se mais recentemente da sua vizinha maior.

As Nuvens de Magalhães, duas galáxias anãs que orbitam a nossa galáxia, estão na frente de um imenso filamento gasoso conhecido como Corrente de Magalhães. Desde que a corrente foi descoberta no começo dos anos 1970, os astrônomos têm pensado, cogitado e vislumbrado se esse gás viria de uma ou de ambas as galáxias satélites. Agora, novas observações do Hubble mostram que a maior parte do gás foi arrancado da Pequena Nuvem de Magalhães a aproximadamente 2 bilhões de anos atrás, mas uma segunda região da corrente foi formada mais recentemente com origem na Grande Nuvem de Magalhães.

Uma equipe de astrônomos determinou a fonte do filamento de gás usando o Cosmic Origins Spectrograph (COS) do Hubble, juntamente com observações feitas com o Very Lage Telescope (VLT) do ESO, para medir a abundância de elementos pesados, como oxigênio e enxofre, em seis locais ao longo da Corrente de Magalhães. O COS detectou esses elementos a partir da maneira como eles absorvem a luz ultravioleta emitida por quasares muito distantes, à medida que ela passa através da Corrente que se encontra em primeiro plano a partir da nossa perspectiva. Os quasares são os núcleos brilhantes de galáxias ativas.

A equipe descobriu baixa abundância de oxigênio e enxofre ao longo da maior parte da corrente, o que se ajusta aos níveis na Pequena de Nuvens de Magalhães a aproximadamente 2 bilhões de anos atrás, quando acredita-se que essa faixa gasosa tenha sido formada.

Em uma reviravolta surpreendente, a equipe descobriu um nível muito mais alto de enxofre na região mais próxima das Nuvens de Magalhães. “Nós estamos encontrando uma quantidade consistente de elementos pesados na corrente até chegarmos perto das Nuvens de Magalhães, então o nível de elementos pesados aumenta drasticamente”, disse Andrew Fox, um membro da equipe suportada pela ESA no Space Telescope Science Institute, nos EUA, e principal autor de um dos dois artigos que apresentam esses resultados.

“Essa região é muito similar em composição com a Grande Nuvem de Magalhães, sugerindo que ela foi arrancada dessa galáxia mais recentemente”.

Essa descoberta foi inesperada, modelos computacionais da Corrente prediziam que o gás viria inteiramente da Pequena Nuvem de Magalhães, que possui uma força gravitacional menor do que a sua prima mais massiva.

“Como a atmosfera da Terra absorve a luz ultravioleta, é difícil medir as quantidades desses elementos com precisão, já que nós precisamos observar a parte ultravioleta do espectro para vê-los”, disse Philipp Richter, da Universidade de Potsdam, Alemanha, e principal autor do segundo dos dois artigos. “Assim nós tivemos que ir para o espaço. Somente o Hubble é capaz de fazer medidas como essas”.

Todas as galáxias satélites próximas da Via Láctea perderam a maior parte do seu conteúdo gasoso, exceto as Nuvens de Magalhães. Como elas são mais massivas do que essas outras galáxias satélites elas podem prender esse gás, usando-o para formar novas estrelas. Contudo, essas Nuvens estão se aproximando da Via Láctea e de seu halo de gás quente. À medida que elas derivam para mais próximo da Via Láctea, a pressão desse halo quente empurra o seu gás para o espaço. Esse processo junto com a atração gravitacional entre as duas Nuvens de Magalhães, acredita-se tenha formado a Corrente de Magalhães.

“Explorar a origem dessa grande corrente de gás localizada tão perto da Via Láctea é importante”, adiciona Fox. “Nós agora sabemos quais das nossas famosas vizinhas, as Nuvens de Magalhães, criaram essa faixa de gás, qual pode eventualmente cair na nossa própria galáxia e disparar um novo processo vigoroso de formação de estrelas. Esse é um passo importante na direção de descobrir como as galáxias no Universo conseguem obter o gás necessário para formar novas estrelas”.

Fonte: ESA

Desafio à teoria de formação de planetas

Astrônomos anunciaram a descoberta de um planeta com mais de quatro vezes a massa de Júpiter e tamanho similar, orbitando sua estrela nove vezes mais afastado que o maior planeta do Sistema Solar em relação ao Sol.

© NASA (ilustração do exoplaneta GJ 504b)

Usando dados infravermelhos do telescópio Subaru no Havaí, a equipe também conseguiu revelar a cor do corpo celeste: magenta profundo. A relação entre a distância da estrela e a massa do exoplaneta, denominado GJ 504b, representa um desafio para as teorias sobre como os planetas se formam.

"Se pudéssemos viajar para esse planeta gigante, veríamos um mundo ainda brilhando no calor de sua formação com uma cor que lembra uma escura flor de cerejeira", afirmou Michael McElwain, integrante do grupo de cientistas da NASA que descobriu o planeta.

O GJ 504b, é o exoplaneta de menor massa já descoberto ao redor de uma estrela como o Sol. De acordo com a teoria mais aceita, denominada de acreção de núcleo, estrelas como essas não têm “metais” em quantidade suficiente para formar os núcleos maciços de planetas gigantes. Planetas como Júpiter começam a se desenvolver no "disco" cheio de gás que envolve uma estrela jovem. O núcleo produzido por colisões entre asteroides e cometas fornece uma "semente", e quando atinge massa suficiente sua atração gravitacional rapidamente atrai gás do disco para formar o planeta.

Enquanto esse modelo explica bem planetas até a distância de Netuno, a cerca de 30 UA (30 vezes a distância média entre a Terra e o Sol), a teoria se torna problemática para mundos localizados mais longe de suas estrelas. O GJ 504b fica a uma distância estimada de 43,5 UA de sua estrela.

"Esse está entre os planetas mais difíceis de explicar no tradicional âmbito de formação planetária", explica o astrônomo Markus Janson. "Sua descoberta implica na conclusão de que precisamos reconsiderar seriamente teorias de formação alternativas, ou até reavaliar alguns dos pressupostos básicos da teoria de acreção de núcleo".

Baseado na cor da estrela e no seu período de rotação, estima-se que o sistema esteja a 57 anos-luz da Terra e tenha 160 milhões de anos.

Fonte: NASA

Duas nuvens de gás muito diferentes

O Very Large Telescope (VLT) do ESO capturou uma intrigante região de formação estelar na Grande Nuvem de Magalhães, uma das galáxias satélite da Via Láctea.

© ESO/VLT (NGC 2020 e NGC 2014)

Esta imagem muito nítida mostra duas nuvens distintas de gás brilhante: a NGC 2014 em tons de vermelho e a sua companheira azul, a NGC 2020. Embora muito diferentes uma da outra, ambas foram esculpidas pelos mesmos ventos estelares fortes ejetados por estrelas recém nascidas extremamente quentes, as quais emitem também radiação que faz brilhar intensamente o gás.

O VLT está instalado no Observatório do Paranal do ESO, no Chile, o melhor local no hemisfério sul para a observação astronômica. Mas mesmo sem a ajuda de telescópios como o VLT, um olhar de relance à constelação austral do Espadarte, numa noite escura e límpida, revela um borrão desfocado que, à primeira vista, parece ser uma nuvem na atmosfera terrestre.
Pelo menos, esta foi a primeira impressão do explorador Fernão de Magalhães durante a sua famosa viagem de circum-navegação, em 1519. Embora Magalhães tenha sido morto nas Filipinas antes do término da viagem, a tripulação sobrevivente anunciou a presença desta nuvem e da sua irmã mais pequena quando regressou à Europa, tendo as duas pequenas galáxias sido posteriormente nomeadas em honra de Magalhães. É, no entanto, óbvio que ambas tinham já sido observadas anteriormente por exploradores europeus e observadores no hemisfério sul, embora nunca tenham sido anunciadas.
A Grande Nuvem de Magalhães está formando novas estrelas ativamente. Algumas das suas regiões de formação estelar podem inclusive ser vistas a olho nu como, por exemplo, a famosa Nebulosa da Tarântula.

© ESO/VISTA (Nebulosa da Tarântula)

No entanto, existem outras regiões mais pequenas, mas não menos intrigantes, que os telescópios conseguem revelar com todo o pormenor. Esta nova imagem obtida pelo VLT explora um par curioso: a NGC 2014 e a NGC 2020.
A nuvem de tom rosado, à direita na imagem, a NGC 2014, é uma nuvem brilhante essencialmente constituída por hidrogênio gasoso e que contém um enxame de estrelas quentes jovens. A radiação energética emitida por estas estrelas arranca os elétrons dos átomos de hidrogênio que as rodeiam, ionizando o gás e produzindo o característico brilho avermelhado. 
Para além desta radiação forte, as estrelas jovens de grande massa produzem igualmente fortes ventos estelares que fazem com que eventualmente o gás em torno delas se disperse e se afaste. À esquerda do enxame principal, uma única estrela muito quente e brilhante parece ter dado inicio a este processo, criando uma cavidade que se encontra rodeada por uma estrutura semelhante a uma bolha, chamada NGC 2020. Esta estrela é um exemplo de uma classe rara de objetos chamados estrelas Wolf-Rayet. Estes objetos de vida curta são muito quentes, as suas superfícies podem apresentar temperaturas dez vezes mais quentes do que a superfície do Sol,  muito brilhantes e dominam a região que os rodeia. A distinta cor azulada deste objeto assaz misterioso é, uma vez mais, criada por radiação emitida pela estrela quente, desta vez por oxigênio ionizado.
As diferentes cores da NGC 2014 e da NGC 2020 são o resultado, tanto da diferente composição química do gás circundante, como das temperaturas das estrelas que fazem com que o gás brilhe. As distâncias entre as estrelas e as respectivas nuvens de gás desempenham também um papel importante neste processo.
A Grande Nuvem de Magalhães situa-se a apenas cerca de 163.000 anos-luz de distância da Via Láctea, o que, a uma escala cósmica, significa que está muito próxima. Esta proximidade torna-a um alvo importante para os astrônomos, já que pode ser estudada com muito mais detalhe do que outros sistemas mais afastados. Esta foi uma das motivações para construir telescópios no hemisfério sul, e que levou o ESO a estabelecer-se há mais de 50 anos atrás. Apesar de ser enorme à escala humana, a Grande Nuvem de Magalhães tem menos de um décimo da massa da Via Láctea e a sua dimensão é de apenas 14.000 anos-luz; em termos de comparação, a Via Láctea cobre cerca de 100.000 anos-luz. A Grande Nuvem de Magalhães é uma galáxia anã irregular; a sua irregularidade, combinada com a barra de estrelas central proeminente que apresenta, sugere que interações com a Via Láctea e com outra galáxia próxima, a Pequena Nuvem de Magalhães, podem ter dado origem à sua forma caótica.

Fonte: ESO

Na vizinhança da Nebulosa do Cone

Estranhas formas e texturas podem ser encontradas na vizinhança da Nebulosa do Cone.

© Robert Gendler (vizinhança da Nebulosa do Cone)

As formas pouco comuns se originam de uma fina poeira interestelar que reagem de maneiras complexas com a luz energética e o gás quente que está sendo expelido das estrelas jovens. A estrela mais brilhante na parte direita da imagem acima, é a S Mon, enquanto a região logo abaixo está a Nebulosa da Pele de Raposa, devido à sua cor e estrutura. O brilho azul diretamente ao redor da S Mon, resulta da reflexão, onde a poeira vizinha reflete a luz da estrela brilhante. O brilho vermelho que permeia toda a região resulta não somente da reflexão da poeira, mas também da emissão de gás hisdrogênio ionizado pela luz da estrela. A S Mon é parte de um jovem aglomerado de estrelas chamado de NGC 2264, localizado a aproximadamente 2.500 anos-luz de distância na direção da constelação do Unicórnio (Monoceros). Mesmo apesar de apontar diretamente para a S Mon, detalhes da origem da misteriosa geometria da Nebulosa do Cone, visível na parte mais a esquerda da imagem permanecem um mistério.

Fonte: NASA

Uma kilonova após explosão de raios gama

O telescópio espacial Hubble tem fornecido a evidência mais forte até o momento de que explosões de raios gama de curta duração são disparadas pela fusão de dois objetos estelares menores, como um par de estrelas de nêutrons ou uma estrela de nêutrons e um buraco negro.

© Hubble (GRB 130603B)

A evidência definitiva veio de observações do Hubble feitas na luz infravermelha próxima da bola de fogo em diminuição de brilho produzida depois de uma explosão curta de raios gama (GRB). O brilho revelou pela primeira vez um novo tipo de explosão estelar chamada de kilonova, uma explosão prevista que acompanha uma GRB de curta duração.

Uma kilonova é aproximadamente 1.000 vezes mais brilhante do que uma nova, que é causada pela erupção de uma anã branca. Essa explosão estelar, contudo é somente entre 1/10 a 1/100 do brilho de uma típica supernova, a própria detonação de uma estrela massiva.

Explosões de raios gama possuem intensa radiação de alta energia que aparece de direções aleatórias no espaço. Explosões de curta duração duram no máximo poucos segundos, mas elas algumas vezes geram brilhos posteriores fracos e a irradiação da luz no infravermelho próximo continua ainda por algumas horas ou dias.

Os brilhos posteriores têm ajudado os astrônomos a determinaram que as GRBs localizam-se em galáxias distantes. A causa da GRB de curta duração permanece um mistério. A teoria mais popular descreve que é uma energia lançada enquanto dois objetos compactos se chocam. Mas, até agora, os astrônomos não tinham adquiridos dados suficientes para provar essa forte evidência.

Uma equipe de pesquisadores liderada por Nial Tanvir da Universidade de Leicester no Reino Unido, tem usado o Hubble para estudar uma recente explosão de curta duração na luz infravermelha próxima. As observações revelaram o apagamento do brilho posterior de uma explosão de kilonova, evidenciando a hipótese da fusão.

“Essa observação finalmente resolve o mistério da origem das explosões de raios gama de curta duração”, disse Tanvir. “Muitos astrônomos, incluindo nosso grupo, já tinham fornecido fortes evidências de que as explosões de raios gama de longa duração (aquelas que duram mais de dois segundos) são produzidas pelo colapso de estrelas extremamente massivas. Mas nós até então só tínhamos evidências fracas sobre o fato das explosões de raios gama de curta duração serem produzidas pela fusão de objetos compactos. Esse resultado agora parece fornecer a prova definitiva para suportar esse cenário”.

Os astrofísicos têm previsto que as GRBs de curta duração são criadas quando um par de estrelas de nêutrons super densas em um sistema binário se espiralam conjuntamente. Esse evento acontece à medida que o sistema emite radiação gravitacional. A energia dissipada pelas ondas fazem com que os dois objetos fiquem mais próximos. Nos milissegundos finais, enquanto os dois objetos se fundem, a espiral da morte expele material altamente radioativo. Esse material aquece e expande, emitindo uma explosão de luz. Essa poderosa explosão de uma kilonova emite mais radiação em luz visível e no infravermelho próximo a cada segundo do que o Sol o faz em anos. Uma explosão de kilonova dura aproximadamente uma semana.

Num artigo científico recente, Jennifer Barnes e Daniel KAsen da Universidade da Califórnia em Berkely, e do Lawrence Berkeley National Laboratory apresentou novos cálculos prevendo como as kilonovas devem parecer. Os cálculos mostram que o mesmo plasma quente produzindo a radiação também agirá como um bloqueador da luz visível, gerando um reservatório de energia da kilonova inundando de luz do infravermelho próximo por mais alguns dias.

Uma inesperada oportunidade para testar esse modelo aconteceu no dia 3 de Junho de 2013 quando o Swift Space Telescope da NASA registrou a explosão de raios gama extremamente brilhante, catalogada como GRB 130603B, numa galáxia localizada a quase 4 bilhões de anos-luz de distância. Embora a explosão inicial de raios gama tenha durado apenas um décimo de segundo, ela foi aproximadamente 100 bilhões de vezes mais brilhante do que subsequente flash de kilonova.

A luz visível da explosão posterior foi detectada no William Herschel Telescope e a sua distância foi determinada com o Gran Telescopio Canarias, ambos localizados nas Ilhas Canárias.

“Nós rapidamente percebemos que essa era a chance de testar a nova teoria de Barnes e Kasen, usando o Hubble para caçar a kilonova na luz infravermelha próxima”, disse Tanvir. Os cálculos sugerem que a luz seria provavelmente mais brilhante nos comprimentos de onda do infravermelho próximo aproximadamente entre 3 e 11 dias depois da explosão inicial. Os pesquisadores precisaram agir rapidamente antes que a luz se apagasse, então eles requisitaram o Director's Discretionary Observing Time com a Wide Field Camera 3 do Hubble.

No dia 12-13 de Junho de 2013 o Hubble buscou pelo local da explosão inicial, identificando um objeto vermelho apagado. Uma análise independente dos dados, realizada por outra equipe de pesquisa confirmou a detecção. Observações subsequentes feitas com o Hubble, três semanas depois, no dia 3 de Julho de 2013, revelaram que a fonte já tinha se apagado, fornecendo assim a evidência fundamental de que essa bola de fogo era de um evento explosivo.

“Anteriormente, os astrônomos tinham procurado pela explosão posterior de explosões de curto período mais na luz óptica, e realmente não encontraram nada além da luz da própria explosão de raios gama”, explicou Andrew Fruchter, do Space Telescope Science Institute em Baltimore, um membro da equipe de pesquisa de Tanvir. “Mas essa nova teoria previa que quando você comparasse as imagens feitas na luz óptica com aquelas feitas na luz infravermelha próxima de explosões de raios gama de curta duração, aproximadamente uma semana depois da explosão, a kilonova deveria aparecer em infravermelho, e isso é exatamente o que nós temos visto”.

Além disso para confirmar a natureza das GRBs curtas, a descoberta tinha duas importantes implicações. A primeira, a origem de muitos elementos químicos pesados no Universo, incluindo o ouro, platina, que por muito tempo foi algo misterioso. As kilonovas são previstas para formarem esses elementos em abundância, espalhando-os pelo espaço onde eles se tornariam parte da futura geração de estrelas e planetas.

Em segundo lugar, as fusões de objetos compactos são também esperadas por emitirem intensas ondas gravitacionais, previstas pela primeira vez por Albert Einstein. As ondas de gravidade não tinham ainda sido descobertas, mas os novos instrumentos em desenvolvimento podem fazer as primeiras detecções dentro de poucos anos. “Agora, parece que caçando por kilonovas, os astrônomos podem ser capazes de ajustarem conjuntamente os eventos que geram ambos os fenômenos”, disse Tanvir.

Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Nature.

Fonte: Space Telescope Science Institute