Focando numa galáxia

A imagem obtida pelo telescópio espacial Hubble apresenta a galáxia NGC 3370 captada várias vezes ao longo de mais de 20 anos.

© Hubble (NGC 3370)

A NGC 3370 é uma galáxia espiral localizada a quase 90 milhões de anos-luz de distância, na constelação de Leão. A NGC 3370 faz parte do grupo de galáxias NGC 3370, juntamente com outros alvos do Hubble, como a NGC 3447 e a NGC 3455. 

O que torna essa galáxia um alvo tão interessante para os pesquisadores?

A NGC 3370 abriga dois tipos de objetos que os astrônomos valorizam por sua utilidade na determinação de distâncias a galáxias distantes: estrelas variáveis Cefeidas e supernovas do Tipo Ia. 

As estrelas variáveis Cefeidas mudam de tamanho e temperatura à medida que pulsam. Como resultado, a luminosidade dessas estrelas varia ao longo de dias ou meses. Essa variação revela algo importante: quanto mais luminosa for uma estrela variável Cefeida, mais lentamente ela pulsa. Ao medir o tempo que o brilho de uma variável Cefeida leva para completar um ciclo, os astrônomos podem determinar o brilho intrínseco da estrela. Combinando essa informação com o brilho aparente da estrela vista da Terra, é possível determinar a distância até a estrela e sua galáxia de origem.

As supernovas do Tipo Ia fornecem uma maneira de medir distâncias em uma única explosão, em vez de por meio de variações regulares de brilho. As supernovas do Tipo Ia ocorrem quando o núcleo morto de uma estrela entra em ignição em um súbito surto de fusão nuclear. Essas explosões atingem picos de luminosidade muito semelhantes e, assim como no caso das estrelas variáveis Cefeidas, conhecer o brilho intrínseco de uma explosão de supernova permite medir sua distância.

As observações de estrelas variáveis Cefeidas e supernovas do Tipo Ia são cruciais para medir com precisão a velocidade de expansão do nosso Universo.

Uma imagem anterior da NGC 3370 feita pelo Hubble foi divulgada em 2003. A imagem divulgada agora amplia a visão da galáxia, apresentando uma perspectiva rica em detalhes que incorpora comprimentos de onda de luz que não estavam incluídos na versão anterior.

Fonte: ESA

Um objeto raro e misterioso no espaço

Uma estrutura incomum de anéis duplos observada no espaço com a ajuda de cientistas cidadãos revelou-se uma raridade cósmica.

© LOFAR (galáxia RAD J122622.6+640622)

A anomalia celestial, captada pelo radiotelescópio Low-Frequency Array (LOFAR), é um círculo de rádio estranho, também conhecido como Odd Radio Circle (ORC), provavelmente consistem em plasma magnetizado, ou seja, gás carregado fortemente influenciado por campos magnéticos, e são tão massivos que galáxias inteiras residem em seus centros.

Estendendo-se por centenas de milhares de anos-luz, eles frequentemente atingem de 10 a 20 vezes o tamanho da nossa Via Láctea. Mas também são incrivelmente tênues e geralmente detectáveis apenas por meio do espectro de rádio.

O círculo de rádio ímpar recém-descoberto, denominado RAD J131346.9+500320, é o mais distante conhecido até o momento, localizado a 7,5 bilhões de anos-luz da Terra (um ano-luz é a distância que a luz percorre em um ano, cerca de 9,46 trilhões de quilômetros), e o primeiro descoberto por cientistas cidadãos. É também apenas o segundo círculo de rádio incomum possuindo dois anéis, que foram descobertos pela primeira vez há cerca de seis anos, mas as estruturas permanecem amplamente enigmáticas.

A RAD@home Astronomy Collaboratory é uma comunidade online aberta a qualquer pessoa com formação em ciência, onde astrônomos treinam os usuários para reconhecer padrões em trechos tênues e difusos de ondas de rádio e analisar imagens astronômicas.

O estranho círculo de rádio recém-descoberto apareceu em dados do LOFAR, composto por milhares de antenas na Holanda e em toda a Europa, formando um grande radiotelescópio. É a maior e mais sensível ferramenta que opera em baixas frequências. Embora os participantes do RAD@home Astronomy Collaboratory não tenham sido especificamente treinados para procurar círculos de rádio estranhos, a estrutura incomum de anel duplo se destacou, marcando o primeiro círculo de rádio estranho identificado com o LOFAR. 

Os anéis parecem se cruzar, o que os pesquisadores acreditam ser devido ao nosso ponto de vista a partir da Terra, mas provavelmente estão separados no espaço. O par se estende por 978.469 anos-luz de diâmetro. Astrônomos já acreditaram que os estranhos círculos de rádio poderiam ser gargantas de buracos de minhoca, ondas de choque de colisões de buracos negros ou galáxias em fusão, ou ainda jatos poderosos emitindo partículas energéticas.

As nuvens de plasma provavelmente foram criadas inicialmente por jatos de material liberados pelo buraco negro supermassivo da galáxia. Uma nova onda de choque essencialmente iluminou a “fumaça” deixada pela atividade passada da galáxia. Buracos negros não devoram diretamente estrelas, gás e poeira. Em vez disso, esse material cai em um disco giratório ao redor do buraco negro. À medida que os detritos giram mais rapidamente, tornam-se superaquecidos. Os poderosos campos magnéticos ao redor dos buracos negros ajudam a canalizar essas partículas energéticas e superaquecidas para longe deles em jatos que quase atingem a velocidade da luz.

A equipe de ciência cidadã também detectou dois círculos de rádio estranhos adicionais em duas galáxias diferentes, incluindo um localizado no final de um jato poderoso que apresenta uma curva acentuada, resultando em um anel de rádio com cerca de 100.000 anos-luz de largura. Ambos os círculos de rádio estranhos estão em galáxias que ficam dentro de aglomerados maiores de galáxias, o que significa que os jatos lançados de seus buracos negros supermassivos interagem com o plasma quente ao redor, o que pode ajudar a moldar os anéis de rádio. 

No momento, a ciência cidadã parece ser a melhor abordagem,, pois é difícil treinar uma IA para detectar círculos de rádio estranhos porque há poucos exemplos conhecidos. Os ORCs são realmente difíceis de encontrar, mas sabe-se que devem haver centenas nos dados. 

A equipe acredita que o fenômeno pode servir como uma forma de registrar e preservar eventos antigos e violentos que moldaram galáxias há bilhões de anos atrás. A luz do círculo de rádio viajou por 7,5 bilhões de anos até chegar à Terra e pode fornecer informações sobre os papéis que os círculos de rádio estranhos desempenham na evolução das galáxias em diferentes escalas de tempo, algo ainda pouco compreendido.

Muitas perguntas ainda pairam sobre os círculos de rádio estranhos, incluindo por que os astrônomos só os veem em tamanhos tão grandes. Será que os círculos se expandem a partir de bolhas menores e indetectáveis? E se os círculos de rádio estranhos surgem da fusão de galáxias ou buracos negros supermassivos, por que não são observados com mais frequência? 

A ajuda de cientistas cidadãos e de telescópios de nova geração, como o Square Kilometre Array (SKA), na África do Sul e na Austrália, será essencial para responder a essas perguntas. Atualmente em construção e com previsão de conclusão para 2028, o conjunto incluirá milhares de antenas parabólicas e até um milhão de antenas de baixa frequência, criando o maior radiotelescópio do mundo. Embora essas antenas e pratos estejam em duas partes diferentes do planeta, eles formarão um único telescópio com mais de 1 milhão de metros quadrados de área coletora, permitindo que os astrônomos examinem todo o céu muito mais rapidamente do que nunca. O SKA e outros telescópios em desenvolvimento poderão observar os estranhos círculos de rádio com muito mais detalhes, ajudando os astrônomos a aprender mais sobre a evolução de buracos negros e galáxias.

O estudo foi publicado no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: RAD@home Astronomy Collaboratory

Descobertos novos filamentos perto de Centaurus A

Esta extraordinária imagem profunda de Centaurus A (NGC 5128) revela intrincadas estruturas de Hα (hidrogênio-alfa) dentro dos 8 a 10 quiloparsecs internos da galáxia, documentadas com grande detalhe, ainda não descritas na literatura.

© Rolf W. Olsen (Centaurus A)

Esta imagem oferece um raro vislumbre do coração dinâmico de uma galáxia ativa em turbulência. 

As nuvens de emissão brilhantes estendem-se do núcleo e da faixa de poeira da galáxia até a Região de Transição Norte, traçando o mesmo caminho dos conhecidos filamentos de jato óptico de Centaurus A.

Localizada a cerca de 12 milhões de anos-luz de distância, Centaurus A é uma das radiogaláxias ativas mais próximas, constituída por um buraco negro supermassivo que se alimenta de material em queda. Os jatos relativísticos resultantes interagem com o gás circundante, acendendo vastas nuvens de hidrogênio e oxigênio em tons brilhantes de vermelho e azul.

A nebulosidade se origina perto da faixa de poeira central, estendendo-se principalmente para leste e nordeste. Ela aparece como regiões de emissão de Hα irregulares e tênues que se estendem da faixa de poeira através do filamento óptico interno, localizado a aproximadamente 8 kpc (25.000 anos-luz) do núcleo. A emissão de Hα continua para nordeste, conectando-se com o filamento óptico externo a uma distância projetada de 15 kpc (49.000 anos-luz). A área ao redor do filamento externo também mostra muitas estruturas de Hα tênues.

Embora essas características sejam visíveis em conjuntos de dados profissionais, como o Canada–France–Hawaii Telescope (CFHT), algumas não foram captadas anteriormente em astrofotografia amadora, incluindo a imagem anterior de 320 horas em 2024, obtida por Rolf W. Olsen.

Para detectar a emissão ultrafina de Hα próxima ao núcleo, especialmente dentro do halo estelar brilhante, foi realizada uma cuidadosa subtração contínua. Esse processo remove gradientes de fluxo de banda larga, isolando apenas a emissão da linha estreita de Hα.

Nos últimos 11 anos, Olsen coletou centenas de horas de dados sobre Centaurus A no seu observatório em Auckland, Nova Zelândia. Esse esforço de longo prazo levou a vários resultados notáveis, incluindo a primeira detecção óptica da luz do jato do sul, de outra forma invisível, e a descoberta de novas estruturas de Hα e [O III] associadas aos filamentos ópticos do jato do norte.

A exposição total (LRGBHaOIII) desta imagem recente é de 454 horas. Até o momento, foi acumulado um total de 220 horas de exposição em Hα, representando a imagem Hα mais profunda de Centaurus A já tirada, por amadores ou profissionais.

Fonte: Amateur Astronomy Photo of the Day

Gaia descobre uma grande onda na Via Láctea

A nossa Galáxia nunca está parada: gira e oscila. E agora, dados do telescópio espacial Gaia da ESA revelam que a Via Láctea também tem uma onda gigante que ondula do seu centro para fora.

© ESA / Gaia (ondulação de lado na Via Láctea)

Há cerca de cem anos que sabemos que as estrelas da Via Láctea giram em torno do seu centro e o Gaia mediu as suas velocidades e movimentos. Desde a década de 1950 que sabemos que o disco da Via Láctea está deformado. Depois, em 2020, o Gaia descobriu que este disco oscila ao longo do tempo, de forma semelhante ao movimento de um pião.

E agora tornou-se claro que uma grande onda agita o movimento das estrelas da Via Láctea ao longo de distâncias de dezenas de milhares de anos-luz do Sol. Tal como uma pedra atirada para um lago, fazendo ondulações para fora, esta onda galáctica de estrelas abrange uma grande parte do disco exterior da Via Láctea.

A inesperada ondulação galáctica é vista com as posições de milhares de estrelas brilhantes que são mostradas em vermelho e azul, sobrepostas nos mapas da Via Láctea pelo Gaia. Mesmo que nenhuma nave espacial possa viajar para além da nossa Galáxia, a visão excepcionalmente precisa do Gaia, nas três direções espaciais (3D) e nas três velocidades (movendo-se em direção a nós e para longe de nós, e pelo céu) está permitindo aos cientistas fazer estes mapas de cima para baixo e de lado. A partir deles, podemos ver que a onda estende-se por uma enorme porção do disco galáctico, afetando estrelas a pelo menos 30 a 65 mil anos-luz de distância do centro da Galáxia (para efeitos de comparação, a Via Láctea tem cerca de 100 mil anos-luz de diâmetro).

Os astrônomos conseguiram descobrir este movimento surpreendente estudando as posições e movimentos pormenorizados de jovens estrelas gigantes e estrelas Cefeidas. Estas últimas são estrelas que variam de brilho de uma forma previsível e que podem ser observadas por telescópios como o Gaia a grandes distâncias. Dado que as jovens estrelas gigantes e as Cefeidas movem-se com a onda, os cientistas pensam que o gás no disco também pode estar participando nesta ondulação em grande escala. É possível que as estrelas jovens retenham a memória da onda a partir do próprio gás no qual nasceram.

Uma colisão passada com uma galáxia anã poderia ser uma explicação possível, mas os cientistas precisam de mais investigações. A grande onda pode também estar relacionada com um movimento ondulatório de menor escala observado a 500 anos-luz do Sol e que se estende por 9.000 anos-luz, a chamada Onda Radcliffe. No entanto, a Onda Radcliffe é um filamento muito menor e está localizada numa parte diferente do disco da Galáxia, em comparação com a onda estudada (muito mais perto do Sol do que a grande onda). As duas ondas podem ou não estar relacionadas. 

O quarto lançamento de dados do Gaia incluirá posições e movimentos ainda melhores das estrelas da Via Láctea, incluindo estrelas variáveis como as Cefeidas. Isto ajudará na obtenção de mapas ainda melhores, avançando assim na compreensão destas características da Via Láctea.

Um artigo foi publicado no periódico Astronomy & Astrophysics.

Fonte: ESA

A descoberta de uma rara Cruz de Einstein

Utilizando observatórios como o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), astrônomos avistaram uma rara Cruz de Einstein.

© ALMA / NOEMA (galáxia HerS-3 e Cruz de Einstein)

O painel esquerdo mostra a galáxia HerS-3, amplificada gravitacionalmente em uma Cruz de Einstein com uma quinta imagem central brilhante, conforme observado pelo Northern Extended Millimeter Array (NOEMA) no contínuo milimétrico (contornos amarelos), sobreposta à imagem do infravermelho próximo do telescópio espacial Hubble, identificando as quatro galáxias principais (G1 a G4) do grupo de galáxias. A estrela amarela indica a posição do halo de matéria escura (DM) associado ao grupo. O painel direito exibe a morfologia detalhada de cada uma das cinco imagens da Cruz de Einstein, conforme reveladas pelo ALMA.

A Cruz de Einstein formada a partir de cinco imagens da mesma galáxia distante, marca a primeira vez que astrônomos observaram tal característica em comprimentos de onda submilimétricos e de rádio. A descoberta tem o potencial de contribuir para o longo debate sobre o valor da constante de Hubble.

A galáxia de fundo, conhecida como HerS-3, está a 11,6 bilhões de anos-luz de distância. Em seu caminho para a Terra, a luz da HerS-3 encontrou um grupo de quatro galáxias massivas, bem como pelo menos outras 10 galáxias, localizadas a 7,8 bilhões de anos-luz de nós. A gravidade desse grupo em primeiro plano desdobrou a luz da HerS-3 em cinco imagens separadas, em um fenômeno conhecido como lente gravitacional. O resultado é um formato distinto conhecido como cruz de Einstein.

Juntamente com o ALMA, a equipe utilizou dados do NOEMA, na França, do Very Large Array (VLA), no Novo México, e do telescópio espacial Hubble. Eles usaram o NOEMA e o ALMA para mapear o gás molecular frio presente no HerS-3, que alimenta a formação estelar, o VLA para rastrear a emissão de rádio e o Hubble para fornecer a visão óptica de alta resolução necessária para determinar as posições e formas das galáxias que atuam como lentes.

O que foi descoberto é incomum. Normalmente, as cruzes de Einstein consistem em quatro imagens principais. Uma quinta imagem central, quando aparece, geralmente é muito tênue, pois a distribuição de massa interna da lente pode tanto diminuí-la quanto ofuscá-la. Com o HerS-3, no entanto, a quinta imagem foi nítida. Além disso, os pesquisadores, liderados por Pierre Cox (Instituto de Astrofísica de Paris), descobriram que a gravidade das galáxias visíveis do aglomerado interveniente não conseguia, por si só, explicar o arranjo exato das cinco imagens.

A única maneira de reproduzir a configuração notável observada foi adicionar um componente invisível e massivo: um halo de matéria escura no centro do grupo de galáxias. Este halo pesa vários trilhões de vezes a massa do nosso Sol. Isso significa que o centro de massa do aglomerado está deslocado da galáxia mais brilhante, tornando a quinta imagem tênue visível.

O alinhamento casual pode proporcionar um presente fortuito: a ampliação pode permitir estudos incomumente detalhados de uma galáxia starburst com desvio para o vermelho ~3 (quando o Universo tinha menos de um quinto de sua idade atual), incluindo seu gás, formação estelar e possíveis ejeções. 

A HerS-3 também pode ser útil no longo debate sobre o valor da constante de Hubble, a taxa de expansão atual do Universo. Mas diferentes maneiras de medi-la produzem resultados conflitantes sobre a velocidade com que o espaço está se expandindo atualmente. A HerS-3 poderia ser usada como outra forma de medir a constante de Hubble. Se a luz do objeto de fundo varia ao longo do tempo, o intervalo de tempo entre o aparecimento dessa variação em cada uma das imagens com lentes registradas depende, em parte, da expansão do Universo. Normalmente, são usados quasares para isso, já que eles naturalmente variam rapidamente em função do tempo. Mas a HerS-3 está formando estrelas, levantando a perspectiva de detectar uma supernova que chegaria a cada imagem em momentos diferentes, dando o intervalo de tempo e, portanto, as restrições à constante de Hubble. 

O que começou como uma forma interessante no céu pode acabar escondendo pistas mais profundas sobre um dos mistérios duradouros do Universo.

Os resultados foram publicados no periódico The Astrophysical Journal.

Fonte: Sky & Telescope

Esta galáxia é espiral, elíptica ou nenhuma das duas?

A imagem do telescópio espacial Hubble apresenta uma galáxia difícil de categorizar.

© Hubble (NGC 2775)

A galáxia em questão é a NGC 2775, que fica a 67 milhões de anos-luz de distância, na constelação de Câncer (O Caranguejo).

A NGC 2775 possui um centro liso e sem características, desprovido de gás, assemelhando-se a uma galáxia elíptica. Ela também possui um anel empoeirado com aglomerados estelares irregulares, como uma galáxia espiral. Qual é, então: espiral ou elíptica, ou nenhuma das duas?

Como só podemos observar a NGC 2775 de um ângulo, é difícil afirmar com certeza. Alguns pesquisadores classificaram a NGC 2775 como uma galáxia espiral devido ao seu anel de estrelas e poeira, enquanto outros a classificaram como uma galáxia lenticular.

Galáxias lenticulares têm características comuns tanto às galáxias espirais quanto às elípticas. Ainda não se sabe exatamente como as galáxias lenticulares se formam, e elas podem se formar de diversas maneiras. Galáxias lenticulares podem ser galáxias espirais que se fundiram com outras galáxias ou que praticamente esgotaram o gás formador de estrelas e perderam seus proeminentes braços espirais. Elas também podem ter começado mais parecidas com galáxias elípticas e, em seguida, acumulado gás em um disco ao seu redor.

Algumas evidências sugerem que a NGC 2775 se fundiu com outras galáxias no passado. Invisível nesta imagem do Hubble, a NGC 2775 possui uma cauda de gás hidrogênio que se estende por quase 100.000 anos-luz ao redor da galáxia. Essa cauda tênue pode ser o remanescente de uma ou mais galáxias que vagaram muito perto da NGC 2775 antes de serem esticadas e absorvidas. 

Se a NGC 2775 se fundiu com outras galáxias no passado, isso poderia explicar a estranha aparência da galáxia hoje. Uma imagem do Hubble de NGC 2775 foi divulgada anteriormente em 2020, veja em Galáxia espiral "floculenta". A nova versão adiciona observações de um comprimento de onda específico de luz vermelha emitida por nuvens de gás hidrogênio ao redor de estrelas jovens e massivas.

Fonte: ESA

Imagem de dois buracos negros supermassivos em fusão

Há mais de 150 anos que a galáxia OJ 287 e as suas variações de brilho, a cinco bilhões de anos-luz de distância, intrigam e fascinam os astrônomos, pois suspeitam que dois buracos negros supermassivos estejam se fundindo no núcleo.

© U. Heidelberg (galáxia OJ 287 e a fusão de dois buracos negros)

Uma equipe internacional de pesquisadores liderada pela Dra. Efthalia Traianou, da Universidade de Heidelberg, conseguiu recentemente captar uma imagem do centro da galáxia com um grande nível de detalhe. A imagem revolucionária, captada com a ajuda de um radiotelescópio espacial, mostra um segmento até agora desconhecido e fortemente curvado do jato de plasma que gira para fora do centro da galáxia. A imagem fornece novas informações sobre as condições extremas que reinam em torno de buracos negros supermassivos.

O núcleo da galáxia OJ 287 pertence à classe dos blazares, que exibem alta atividade e luminosidade impressionante. As forças motoras por trás destes núcleos galácticos ativos são os buracos negros. Eles absorvem matéria dos seus arredores e podem lançá-la na forma de jatos de plasma gigantes compostos por radiação cósmica, calor, átomos pesados e campos magnéticos. 

A imagem, que penetra profundamente no centro da galáxia, revela uma estrutura fortemente curvada e semelhante a uma fita do jato; também aponta para novas informações sobre a composição e comportamento do jato de plasma. Algumas regiões excedem temperaturas de dez trilhões Kelvin, evidência de energia e movimento extremos nas proximidades de um buraco negro.

Foi observado também a formação, propagação e colisão de uma nova onda de choque ao longo do jato e sendo atribuída a uma energia de trilhões de elétrons-volt, a partir de uma medição incomum de raios gama realizada em 2017. A imagem rádio foi obtida com um interferômetro de rádio composto por um radiotelescópio em órbita da Terra, uma antena de dez metros de diâmetro da missão RadioAstron a bordo do satélite Spektr-R, e uma rede de 27 observatórios terrestres distribuídos pela Terra.

Desta forma, os pesquisadores conseguiram criar um telescópio espacial virtual com um diâmetro cinco vezes maior do que o diâmetro da Terra; a sua alta resolução deriva da distância entre os observatórios de rádio individuais. A imagem é baseada num método de medição que aproveita a natureza ondulatória da luz e as ondas sobrepostas associadas.

A imagem interferométrica reforça a hipótese de que, no interior da galáxia OJ 287, está localizado um sistema binário de buracos negros supermassivos. Fornece também informações importantes sobre o modo como os movimentos desses buracos negros influenciam a forma e a orientação dos jatos de plasma emitidos.

Um artigo foi publicado no periódico Astronomy & Astrophysics.

Fonte: Heidelberg University