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

ALMA descobre uma fábrica de cometas

Com o auxílio do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), astrônomos obtiveram uma imagem de uma região em torno de uma estrela jovem, onde partículas de poeira podem crescer juntando-se umas às outras.

© ESO (ilustração de uma fábrica de cometas)

Esta é a primeira vez que uma armadilha de poeira deste tipo é claramente observada e modelada, resolvendo assim um mistério de longa data relativo ao modo como as partículas de poeira nos discos crescem até atingirem tamanhos suficientemente grandes, que as levem eventualmente a formarem cometas, planetas e outros corpos rochosos.

Os astrônomos sabem hoje em dia que existem inúmeros planetas em torno de outras estrelas, mas ainda não compreendem bem como é que estes corpos se formam, existindo igualmente muitos aspectos na formação de cometas, planetas e outros corpos rochosos que permanecem um mistério. Agora, novas observações que utilizam o potencial do ALMA, começam a responder a uma das maiores perguntas: como é que pequeníssimos grãos de poeira situados no disco em torno de uma estrela jovem crescem mais e mais, até atingirem o tamanho de cascalho ou mesmo pedregulhos com mais de um metro?
Os modelos de computador sugerem que os grãos de poeira crescem quando colidem uns com os outros, aglutinando-se. No entanto, quando estes grãos maiores chocam de novo a alta velocidade, ficam muitas vezes desfeitos em pedaços, voltando à casa de partida. Mesmo quando isso não acontece, os modelos mostram que os grãos maiores rapidamente se deslocam para o interior devido à fricção entre a poeira e o gás, caindo assim na estrela progenitora, o que não lhes deixa nenhuma hipótese de crescer mais.
Assim, os grãos de poeira precisam de um porto seguro onde as partículas possam continuar a crescer até atingirem um tamanho que lhes permita sobreviver por si mesmas. Tais “armadilhas de poeira” foram já sugeridas, mas até agora não havia prova observacional da sua existência. A origem da armadilha de poeira, que neste caso é um vórtice no gás do disco, tem um tempo de vida médio de algumas centenas de milhares de anos. Apesar disso, mesmo quando a armadilha de poeira já não funciona, a poeira acumulada na armadilha demorará milhões de anos a dispersar-se, o que dá ainda imenso tempo aos grãos de poeira para crescerem mais.
Nienke van der Marel, estudante de doutoramento no Observatório de Leiden, Holanda, e autora principal do artigo científico que descreve os resultados, estava utilizando o ALMA em conjunto com os seus colaboradores para estudar o disco num sistema chamado Oph-IRS 48. Este nome é uma combinação do nome da constelação da região de formação estelar onde o sistema foi encontrado e do tipo de fonte, ou seja, Oph corresponde à constelação de Ofiúco (ou Serpentário), e IRS significa fonte infravermelha. A distância da Terra a Oph-IRS 48 é cerca de 400 anos-luz.

A equipe descobriu que a estrela se encontrava rodeada por um anel de gás com um buraco central, criado muito provavelmente por um planeta invisível ou por uma estrela companheira. Observações anteriores obtidas com o Very Large Telescope (VLT) do ESO tinham já mostrado que as pequenas partículas de poeira formavam também uma estrutura similar em forma de anel. Mas a nova imagem do ALMA, mostrando o local onde as partículas maiores, com tamanhos da ordem do milímetro, se encontravam era muito diferente!

A seguir, imagens do ALMA (verde) e do VLT (amarelo) da fábrica de cometas situada em torno de Oph-IRS 48

© ESO (imagens do ALMA e do VLT da fábrica de cometas)

“Ao princípio, a forma da poeira na imagem apanhou-nos completamente desprevenidos”, diz van der Marel. “Em vez do anel que esperávamos ver, encontramos uma forma muito clara em caju! Tivemos que nos convencer que o que estávamos vendo era bem real, mas o sinal forte e a nitidez das observações do ALMA não deixavam margem para dúvidas. Foi aí que nos demos conta do que tínhamos descoberto”.
O que tinha sido descoberto era uma região onde os grãos de poeira maiores se encontravam presos e podiam crescer muito mais ao colidir e aglutinar-se uns com os outros. Era uma armadilha de poeira, exatamente o que os teóricos procuravam.
Como van der Marel explica: “Provavelmente estamosvendo um tipo de fábrica de cometas, já que as condições são propícias aos crescimento das partículas, desde o milímetro até ao tamanho de cometas. Não é provável que a poeira dê origem a planetas a esta distância da estrela. Mas num futuro muito próximo, o ALMA será capaz de observar estas armadilhas de poeira muito mais próximas das estrelas progenitoras, onde os mesmos fenômenos estão ocorrendo. Tais locais seriam efetivamente os berços de planetas recém nascidos”.
Uma armadilha de poeira forma-se quando partículas de poeira grandes se movem em direção a regiões de alta pressão. Os modelos de computador mostram que tais regiões de alta pressão podem ter origem nos movimentos do gás situado na periferia de um buraco de gás, tal como o encontrado neste disco.
“A combinação de modelizações com observações do ALMA de alta qualidade tornam este projeto único”, diz Cornellis Dullemond do Instituto de Astrofísica Teórica em Heidelberg, Alemanha, um especialista em modelizações de discos e evolução de poeira, e membro da equipe. “No momento em que estas observações estavam sendo feitas, estávamos precisamente trabalhando em modelos que prediziam exatamente este tipo de estruturas: uma coincidência muito feliz”.
As observações foram feitas quando o ALMA ainda se encontrava em construção. A equipe usou os receptores da Banda 9 do ALMA, aparelhos feitos na Europa que permitem ao ALMA obter imagens extremamente nítidas. O ALMA pode observar em diferentes bandas de frequência. A Banda 9, que opera entre os 0,4 e os 0,5 milímetros, é o modo que até agora, tem fornecido as imagens mais nítidas.
“Estas observações mostram que o ALMA é capaz de nos dar ciência verdadeiramente original, e isto quando ainda operava com menos de metade da rede completa”, diz Ewine van Dishoeck do Observatório de Leiden, uma pessoa que tem contribuído de forma decisiva no projeto ALMA ao longo de mais de 20 anos. “Este incrível salto tanto em sensibilidade como em nitidez de imagem na Banda 9, dá-nos a oportunidade de estudar os aspectos básicos da formação planetária de maneiras que anteriormente não eram simplesmente possíveis”.

Este trabalho foi descrito no artigo científico “A major asymmetric dust trap in a transition disk“, cujos resultados foram publicados hoje na revista Science.

Fonte: ESO

Um pedaço movimentado do Grande Atrator

Um pedaço do espaço cheio de objetos foi captado nessa imagem do telescópio espacial Hubble. Disseminado com muitas estrelas próximas, o campo também tem numerosas galáxias em segundo plano.

© Hubble (Abell 3627)

Localizado na divisa das constelações  Triangulum Australe (O Triângulo do Sul) e Norma, esse campo cobre parte do chamado Aglomerado de Norma, Abell 3627, bem como uma densa área da nossa própria galáxia, a Via Láctea.

O Aglomerado de Norma, é o aglomerado massivo de galáxias mais próximo da Via Láctea, e localiza-se a aproximadamente 220 milhões de anos-luz de distância. A enorme massa concentrada aqui, e a consequente atração gravitacional, explica porque que essa região do espaço é conhecida pelos astrônomos como o Grande Atrator, e domina a nossa região do Universo.

A maior galáxia visível nessa imagem é a ESO 137-002, uma galáxia espiral vista de lado. Nessa imagem do Hubble, nós podemos ver grandes regiões de poeira através do bulbo da galáxia. O que nós não vemos aqui é a cauda de raios X brilhante que tem sido observado se estendendo para fora da galáxia, mas que é invisível a um telescópio óptico como o Hubble.

Observar o Grande Atrator em comprimentos de onda ópticos é complicado. O plano da Via Láctea, responsável por numerosas estrelas brilhantes nessa imagem, tanto brilha (com as estrelas) como obscurece (com a poeira) muitos objetos além dele. Porém existem alguns truques para observarmos através dele, por exemplo, por meio de imagens infravermelhas e observações de rádio, mas a região além do centro da Via Láctea, onde a poeira é mais espessa, permanece ainda quase que um mistério completo para os astrônomos.

A imagem acima foi feita combinando imagens obtidas na luz azul e infravermelha com a Advanced Camera for Surveys do Hubble.

Fonte: ESA

Intensa formação estelar na constelação do Cisne

Uma equipe de astrônomos do Centro de Astrofísica da Universidade do Porto (CAUP) detectou uma zona com um grande aglomerado de jatos, que indicam um local de intensa formação estelar. O local observado fica na direção da constelação do Cisne, próximo da estrela Deneb.

© CAUP/Jorge Grave (jatos de formação estelar e protoestrelas)

As estrelas nascem em grandes aglomerados de gás e poeira, também conhecidos por nebulosas moleculares. Quando o gás se começa a contrair por efeito da gravidade, nasce uma nova estrela. No entanto, pouco depois de se acenderem, estas estrelas jovens (ou protoestrelas) estão ainda escondidas pelo gás e poeira da nebulosa que lhes deu origem.

Mas as protoestrelas continuam ainda atraindo material do disco que sobrou em sua volta. Ao interagir com os fortes campos magnéticos da estrela, a matéria do disco pode ser acelerada até velocidades supersônicas, e acaba por ser ejetada pelos polos.

As violentas ondas de choque destes jatos bipolares (são emitidos a partir de ambos os polos) com o meio interestelar acabam por comprimir o gás que o compõe, formando moléculas de hidrogênio, que brilham intensamente na banda do infravermelho. Estes jatos bipolares são por isso autênticos faróis que assinalam a presença de estrelas recém-nascidas.

Na banda do infravermelho, é possível ainda observar por intermédio das zonas escuras, para ver as estrelas recém-formadas. E com observações feitas com auxílio do telescópio espacial Spitzer da NASA e pelo telescópio Zeiss de 3,5 metros de Calar Alto, os astrônomos do Centro de Astrofísica da Universidade do Porto (CAUP) detectaram um imenso aglomerado de jatos e respectivas protoestrelas.

Jorge Grave, um dos pesquisadores do CAUP, comentou: “O que torna esta imagem especial é o fato de nela vermos uma concentração de dezenas de jatos numa região relativamente reduzida. Como os jatos são característicos de uma etapa do processo de formação estelar, podemos inferir que todas as estrelas responsáveis pela libertação desses jatos estão no mesmo estágio de evolução e provavelmente se formaram simultaneamente”.

Para obter esta imagem foi necessário captar toda a enorme nebulosa, o que resultou em várias centenas de imagens. Estas foram depois analisadas individualmente pela equipe, até finalmente chegarem a uma imagem pormenorizada, onde os jatos de formação estelar aparecem em verde, enquanto as protoestrelas aparecem em vermelho.

Fonte: CAUP

Planck revela o grande arco vermelho

Imagens obtidas pelo observatório espacial Planck da ESA (agência espacial europeia) revelaram as forças que guiam a formação das estrelas e deram aos astrônomos uma maneira de entender a complexa física que molda o gás e a poeira na nossa galáxia.

© Planck (Laço de Barnard em torno de Órion)

Onde telescópios terrestres ópticos observam somente um espaço escuro, os olhos sensíveis às microondas do Planck revelam uma miríade de estruturas brilhantes de poeira e gás. Os astrônomos usaram essa capacidade do Planck para pesquisar a região de Órion, que é rica em formação de estrelas, localizada a aproximadamente 1.500 anos-luz de distância da Terra.

A imagem cobre uma grande parte da constelação de Órion. A nebulosa é o ponto brilhante abaixo do centro da imagem. O ponto brilhante à direita do centro é a região ao redor da famosa Nebulosa da Cabeça do Cavalo.

O gigantesco arco vermelho do Laço de Barnard é resultante provavelmente da onda de choque de uma estrela que explodiu dentro da região a aproximadamente dois milhões de anos atrás. A bolha criada durante essa explosão tem aproximadamente 300 anos-luz de diâmetro.

Em contraste com a região de Órion, a região de Perseus é menos vigorosa em termos de formação de estrelas, como mostra o Planck na imagem abaixo, mas mesmo assim ainda se pode ver uma quantidade razoável dessas regiões.

© Planck (região de Perseus)

Ambas as imagens mostram três processos físicos que estão acontecendo no meio interestelar repleto de poeira e gás. O Planck pode nos mostrar cada um desses processos de forma separada. Nas frequências mais baixas, o Planck mapeia as emissões causadas pelos elétrons de alta velocidade interagindo com os campos magnéticos da galáxia. Um componente difuso adicional surge da rotação das partículas de poeira que emitem radiação nessas frequências.

Em comprimentos de onda intermediários, de alguns milímetros, a emissão é causada pelo gás aquecido das jovens estrelas quentes que se formaram.

Ainda nas altas frequências, o Planck mapeia o calor emitido pela poeira extremamente fria. Isso pode revelar os núcleos mais frios nas nuvens, que estão se aproximando do estado final de colapso, antes que eles renasçam em novas estrelas. As estrelas então dispersam as nuvens ao redor.

O delicado equilíbrio entre a nuvem colapsada e a nuvem dispersada regula o número de estrelas que a galáxia gera. O Planck irá avançar nosso entendimento sobre todo o processo, pois pela primeira vez, ele está nos fornecendo dados sobre os maiores mecanismos de emissão que estão em evolução.

Fonte: Daily Galaxy

Galáxias em estágios de evolução distintos

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

© Hubble (região da constelação da Ursa Maior)

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

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

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

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

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

Fonte: ESA