Estrelas retardatárias azuis na Via Láctea

Pesquisando o bulbo central da Via Láctea preenchido por estrelas, o Telescópio Espacial Hubble da NASA descobriu um raro tipo de classe de estrelas estranhas chamadas de retardatárias azuis (blue stragglers), essa é a primeira vez que esses objetos são detectados dentro do bulbo da nossa galáxia.

© NASA (ilustração de estrelas retardatárias azuis)

O tamanho e a natureza das estrelas retardatárias azuis detectadas no bulbo galáctico permitirá aos astrônomos entenderem melhor se o bulbo é exclusivamente formado por estrelas velhas, ou por uma mistura de estrelas velhas e jovens. Além disso, a descoberta fornecerá um novo teste para os modelos de formação das estrelas retardatárias azuis.

As estrelas retardatárias azuis, são assim denominadas pois elas parecem estar atrasadas em sua taxa de envelhecimento se comparadas com a população de onde elas se originaram. Esse tipo de estrela foi pela primeira vez descoberto dentro de antigos aglomerados globulares de estrelas, meio século atrás. Elas têm sido detectadas em aglomerados tanto abertos como fechados, bem como entre as estrelas na vizinhança do Sol. Mas elas nunca tinham sido observadas dentro do núcleo da nossa galáxia até que o Hubble começou a vasculhar tal região.

© NASA (estrelas retardatárias azuis no bulbo da Via Láctea)

Os astrônomos do Hubble encontraram as retardatárias azuis em um extenso conjunto de exposições feitas pelo Hubble do bulbo central abarrotado de estrelas da Via Láctea. As retardatárias azuis são muito quentes e assim mais azuis do que elas deveriam ser para a idade de sua vizinhança onde elas vivem. Agora que as retardatárias azuis têm sido descobertas dentro do bulbo, o tamanho e as características permitirão aos astrônomos entender melhor o ainda polêmico processo de formação de estrelas no bulbo galáctico.

Os resultados, publicados no The Astrophysical Journal, foram relatados pelo autor principal do trabalho, Will Clarkson da Indiana University e da University of California, Los Angeles, durante o encontro da American Astronomical Society em Boston, EUA.

Esses resultados apoiam a ideia de que o bulbo central da Via Láctea  parou de fabricar estrelas a bilhões de anos atrás. Essa região da galáxia é agora o lar de estrelas da idade do Sol e de estrelas mais frias, as chamadas anãs vermelhas. Gigantes estrelas azuis que uma vez viveram ali explodiram como supernovas a bilhões de anos atrás.

Essa descoberta foi a parte derradeira de uma pesquisa que durou sete dias seguidos conduzida em 2006 e chamada de Sagittarius Window Eclipsing Extrasolar Planet Search (SWEEPS). O Hubble espiou a região e obteve uma grande variedade de informações de 180.000 estrelas localizadas no bulbo central da nossa galáxia, a 26.000 anos-luz de distância. A pesquisa foi conduzida com o objetivo de encontrar os exoplanetas denominados de Júpiteres quentes, uma classe de planetas que tem uma órbita bem próxima de sua estrela hospedeira. Mas a equipe do SWEEPS também descobriu 42 estrelas azuis estranhas entre a população do bulbo com brilho e temperatura típicos de estrelas muito mais jovens do que as estrelas ordinárias ali localizadas.

As retardatárias azuis por muito tempo foram suspeitas de viverem no bulbo. Até agora, a sua existência nunca havia sido provada, pois as estrelas mais jovens localizadas no disco da nossa galáxia localizam-se ao longo da linha de visão do núcleo, confundindo e obscurecendo a nossa visão.

Mas a visão do Hubble é tão boa e nítida que os astrônomos puderam distinguir o movimento de uma população do núcleo entre as estrelas do primeiro plano na Via Láctea. As estrelas do bulbo galáctico orbitam o núcleo da galáxia com velocidade diferente do que as estrelas do primeiro plano. Traçando o movimento necessário para que elas retornassem para a região de destino dos SWEEPS foram feitas varreduras com o Hubble dois anos após a época das primeiras observações. Assim, as retardatárias azuis foram identificadas à medida que se moviam juntamente com as outras estrelas do bulbo.

Não está claro como as retardatárias azuis se formam, ou se existe mais de um mecanismo para isso. Uma ideia comum é de que as retardatárias azuis emergem de um sistema binário de estrelas. À medida que estrelas mais massivas se desenvolvem e expandem, as menos massivas agrupam mais material de sua companheira. Isso arranca combustível hidrogênio e faz com que a estrela em crescimento inicie o processo de fusão nuclear com uma taxa mais rápida. Ela queima o hidrogênio se tornando mais quente e mais azul.

Os sete dias de observação permitiram que uma fração das retardatárias azuis presentes em sistemas binários próximos fossem estimadas em virtude da mudança de sua curva de luz. Essa mudança é causada  pela mudança da forma induzida em uma estrela devido a força gravitacional de sua companheira. “O programa SWEEPS foi desenhado para detectar planetas em trânsito nas estrelas através de pequenas variações de luz. Assim, o programa pôde ser facilmente usado para detectar a variabilidade de sistemas binários, o que é crucial para confirmar se as candidatas são mesmo estrelas retardatárias azuis”, disse Kailash Sahu do Space Telescope Science Institute em Baltimore, EUA, principal pesquisador do projeto SWEEPS.

As observações indicam claramente que se existe uma população de estrelas jovens no bulbo, ela é muito pequena e não foi detectada pelo programa SWEEPS. “Embora o bulbo da Via Láctea seja o bulbo galáctico mais próximo para ser estudado, alguns aspectos  da sua formação e do seu desenvolvimento subsequente permanecem pouco entendido”, disse Clarkson. “Enquanto que o consenso é de que o bulbo parou de formar estrelas há muito tempo atrás, muitos detalhes da história da formação de estrela permanecem polêmicos. A população de retardatárias azuis identificada fornece duas novas restrições para os modelos da história de formação de estrelas no bulbo da Via Láctea”.

Fonte: NASA e The Astrophysical Journal

Novo planeta no sistema Kepler-10

A equipe que monitora o telescópio espacial Kepler informou a descoberta de um planeta rochoso no sistema estelar Kepler-10. Chamado de Kepler-10c, ele é maior que o Kepler-10b, anunciado em janeiro deste ano.

© NASA (exoplaneta Kepler10c em seu sistema estelar)

Ele foi primeiro identificado pelo telescópio espacial Kepler e depois validado por meio de uma combinação de técnica de simulação de computador, conhecida como Blender, e pelo telescópio espacial Spitzer da NASA. Os planetas do sistema Kepler são muito pequenos e estão muito distantes para serem observados por telescópios terrestres.

Este é apenas um dos vários planetas detectados pelo Kepler. De acordo com informações da NASA, o telescópio espacial já encontrou 1.200 corpos celestes candidatos à planeta em quatro meses. Destes, 408 residem em sistemas com dois ou mais planetas e a maioria tem características diferentes das encontras no nosso Sistema Solar.

"Nós não esperávamos encontrar tantos sistemas múltiplos. Pensamos que iríamos ver dois ou três. Ao invés disto, achamos mais de 100", disse o astrônomo David Latham, do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian. Os dados foram divulgados durante o 218º encontro da Sociedade Astronômica Americana.

A maioria dos planetas é menor do que Netuno e estão em sistemas mais planos do que o nosso Sistema Solar. Sistemas com vários planetas oferecem uma oportunidade para confirmar a densidade de pequenos planetas rochosos. Quanto mais massa tem o planeta, mais fácil ele é detectado por meio de medições de velocidade radial.

O Kepler continua em busca de novos planetas, com especial atenção da equipe de cientistas para aqueles que possam ter água em estado líquido e uma temperatura que possa ser propícia à vida.

O astrônomo Soren Meibom também participou do encontro da Sociedade Astronômica Americana e mencionou sobre o estudo de um novo método para determinar a idade das estrelas.

"A rotação da estrela diminui com o tempo, como um peão em rotação num plano, e isso pode ser usado como um relógio para determinar sua idade", disse Meibom, do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian.

Saber a idade das estrelas é importante principalmente para aqueles que se dedicam a identificar novos planetas. Com os dados do satélite espacial Kepler e de descobertas anteriores, os astrônomos já encontraram mais de 2 mil planetas que orbitam estrelas distantes. Eles querem usar estes dados para entender como os sistemas planetários se formam e desenvolvem e a razão delas serem tão diferentes entre si.

"Nós precisamos saber as idades das estrelas e de seus planetas para avaliar se a vida alienígena pôde se desenvolver nestes planetas distantes", disse Meibom. "Quanto mais velho o planeta, mais tempo a vida teve para ser iniciada. Como as estrelas e os planetas se formam ao mesmo tempo, se soubermos a idade da estrela, saberemos a idade do planeta também".

Para chegar a este dado, o astrônomo explicou que saber a idade de uma estrela fica mais fácil se você tem um grupo de centenas delas. Já se sabe que se forem observadas as cores e o brilho de estrelas nestes aglomerados, o padrão encontrado pode ser usado para determinar a idade do grupo. Então, mensurando a rotação das estrelas de diferentes idades de um determinado aglomerado, foi possível notar a relação entre o movimento e a idade. Consequentemente, foi possível medir o giro de uma estrela isolada e calcular sua idade.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Chuva de cristais em estrela em formação

Uma chuva de minúsculos cristais de olivina, um mineral de coloração verde, estão caindo sobre uma proto-estrela, de acordo com observações do Telescópio Espacial Spitzer.

© NASA/Spitzer (Nebulosa de Órion)

As sondas espaciais Stardust e Impacto Profundo detectaram esses cristais em cometas.

Esta é a primeira vez que se vê cristais nas nuvens de poeira e gás que colapsam em torno das estrelas em formação.

Os astrônomos ainda estão debatendo como os cristais chegaram lá, mas os responsáveis mais prováveis são jatos de gás expelidos pela própria estrela embrionária.

"Você precisa de temperaturas tão quentes quanto a lava de um vulcão para fazer estes cristais," afirmou Tom Megeath, da Universidade de Toledo, nos Estados Unidos.

Segundo o pesquisador, o mais provável é que "os cristais foram criados perto da superfície da estrela em formação e, em seguida, ejetados para dentro da nuvem, onde as temperaturas são muito mais frias e, finalmente, caem de volta", na forma de uma chuva de cristais.

© NASA/Spitzer (identificação de cristais de silicato)

Os detectores de infravermelho do Spitzer detectaram a chuva de cristal em torno de uma distante estrela embrionária semelhante ao Sol, uma proto-estrela conhecida como HOPS-68, na constelação de Órion.

Se fosse possível ir até lá para experimentar a chuva de cristais, o que se veria seria um ambiente muito escuro, por causa da nuvem de poeira e gás, pontilhada dos cristais verdes que, ao cair, são iluminados pelas emissões da estrela abaixo.

Os cristais estão na forma de forsterita. Eles pertencem à família dos minerais silicatados olivina, e podem ser encontrados em toda parte, em um crisólito semi-precioso, nas areias verdes das praias do Havaí ou em galáxias remotas.

Fonte: NASA e Astrophysical Journal Letters

Novo objeto mais distante do cosmo

A explosão de raios gama detectada pelo satélite Swift, da NASA, em abril de 2009, foi recentemente revelada como candidata ao objeto mais distante do Universo.

© NASA/Swift (GRB 090429B)

Com distância estimada de 13,14 bilhões de anos-luz, a explosão está além de qualquer quasar conhecido e pode ser mais distante do que qualquer galáxia previamente conhecida ou explosão de raios gama. O estudo da distância da explosão, conhecida como GRB 090429B, será publicado no periódico científico Astrophysical Journal.
A gigantesca erupção de raios gama foi formado a partir de uma explosão estelar quando o Universo tinha menos que 4% de sua idade atual – apenas 520 milhões de anos – e menos de 10% do tamanho atual.
"A galáxia que comportava a estrela que originou GRB 090429B era realmente uma das primeiras galáxias do Universo", disse Derek Fox, professor de astronomia e astrofísica da Universidade Penn State, nos Estados Unidos, e um dos autores do estudo.
“Além do recorde de distância, GRB 090429B demonstra como explosões de raios-gama podem ser usadas para revelar a localização de estrelas massivas nos primórdios do Universo e também para acompanhar os processos de galáxias antigas e formação de estrelas que resultaram em um Universo tão rico como o que temos hoje”, disse.
Cerca de duas explosões de raios gama - as mais brilhantes explosões conhecidas – são observadas todos os dias. Por causa de seu brilho, elas podem ser detectadas pelos satélites mesmo que ocorram a distâncias de bilhões de anos-luz. Embora as explosões durem minutos, a dissipação da luz permanece observável durante muito mais tempo, o que permite que astrônomos meçam a distância da explosão.
No caso da GRB 090423, a distância foi calculada em 13,04 bilhões de anos-luz da Terra. “Este recorde foi superado pela descoberta de galáxias em 2010 e 2011 que empurraram a fronteira cósmica para 13,07 bilhões de anos-luz da Terra, e possivelmente ainda mais. Nossa estimativa de distância para a GRB 090423 faz dela uma versão de ‘revanche das explosões’”, disse Antonino Cucchiara, da Universidade da Califórnia, em Berkeley, e um dos autores do estudo. "Uma explosão de raios gama está mais uma vez, disputando o título de objeto mais distante no cosmos - para além de quasares e galáxias previamente considerados os mais distantes”.

Fonte: NASA

Hubble viu a estrela que mudou o Universo

Entre os inúmeras estrelas que formam o Universo, a descoberta de uma simples estrela variável, em 1923, alterou o curso da astronomia moderna.

© NASA/ESA (estrela variável cefeida V1 na galáxia M31)

É a estrela com o nome de "variável Hubble número um", ou V1, e está localizada na região exterior da vizinha galáxia de Andrômeda, também conhecida por M31. No início de 1900, para a maioria dos astrônomos, o Universo era a Via Láctea, sem nada para além dos seus limites observáveis. Andrômeda era uma das muitas "manchas de luz", a que chamavam "nebulosas espirais" e que faziam parte da nossa galáxia Via Láctea.
Em 1923, o cientista Edwin Hubble descobriu uma estrela, em Andrômeda, que ele identificou como V1, uma estrela variável cefeida, pois ela apresentou um brilho variável, brilhando e apagando segundo um determinado padrão. Nessa altura já se usava este tipo de estrelas para calcular distâncias dentro da nossa galáxia. Hubble calculou a sua distância e o resultdo revelou um milhão de anos-luz da Terra, mais de três vezes o diâmetro já calculado para a Via Láctea.
A estrela de Hubble ajudou a mostrar que Andrômeda estava para além da nossa galáxia e que havia mais galáxias no Universo que, afinal, era maior do que se pensava.
Até ao final de 1924, Hubble encontrou mais 12 variáveis cefeidas em Andrômeda e com as quais obteve uma distância de 900.000 anos-luz. Medições atuais mais rigorosas indicam uma distância de 2 milhões de anos-luz.
Quase 90 anos depois, os astrônomos prestaram uma simbólica homenagem a Edwin Hubble e à sua descoberta, e voltaram a observar a estrela V1 utilizando o Telescópio Espacial Hubble, em parceria com a Associação Americana de Observadores de Estrelas Variáveis ​​(AAVSO), que observaram a estrela durante seis meses. Os resultados obtidos permitiram programar a obtenção de imagens pelo Hubble.
Para o astrônomo Dave Soderblom, do Space Telescope Science Institute (STScI), em Baltimore, que propôs a observação de V1, esta é a estrela mais importante na história da cosmologia. Mais do que um tributo ao grande astrônomo Hubble, a sua observação mostrou que as cefeidas ainda são importantes atualmente. AS cefeidas são utilizadas para medir as distâncias de galáxias mais distantes que Andrômeda, elas são "o primeiro degrau da escada da distância cósmica".

Fonte: NASA

Descoberta superestrela brilhante e solitária

Uma estrela extraordinariamente brilhante, porém isolada, foi encontrada numa galáxia próxima. A estrela é três milhões de vezes mais brilhante que o Sol.

© ESO (Grande Nuvem de Magalhães)

Todas as superestrelas anteriormente descobertas foram encontradas em aglomerados estelares, mas este farol brilha com um esplendor solitário. A origem desta estrela é misteriosa: será que se formou isolada ou foi ejetada de um aglomerado? Qualquer destas hipóteses põe à prova o conhecimento dos astrônomos sobre a formação estelar.

Uma equipe internacional de astrônomos utilizou o Very Large Telescope do ESO para estudar detalhadamente a estrela VFTS 682 situada na Grande Nuvem de Magalhães, uma pequena galáxia vizinha da Via Láctea. Ao analisar a radiação da estrela, com o instrumento FLAMES do VLT, descobriu-se que esta estrela possui 150 vezes mais massa do que o Sol. Até agora estrelas como esta só tinham sido encontradas nos centros muito densos de aglomerados estelares, mas a VFTS 682 encontra-se isolada.
“Ficamos muito surpreendidos por encontrar uma estrela de tão grande massa isolada, em vez de se encontrar situada num aglomerado estelar rico. A sua origem é misteriosa,” diz Joachim Bestenlehner, o autor principal deste novo estudo, estudante do Observatório de Armagh, na Irlanda do Norte. Esta estrela foi inicialmente descoberta numa busca efetuada nas estrelas mais brilhantes situadas no interior e em volta da Nebulosa da Tarântula, na Grande Nuvem de Magalhães. A estrela situa-se numa maternidade estelar: uma enorme região de gás, poeira e estrelas jovens, que é, na realidade, a região de formação estelar mais ativa no Grupo Local de galáxias. Inicialmente pensou-se que a VFTS 682 fosse quente, jovem e brilhante, sem no entanto possuir características especiais. Contudo, este novo estudo feito com o VLT revelou que muita da energia da estrela está sendo absorvida e dispersada por nuvens de poeira antes de chegar à Terra - ou seja, a estrela é na realidade mais brilhante do que se pensava anteriormente, encontrando-se mesmo entre as estrelas mais brilhantes conhecidas.
A radiação vermelha e infravermelha emitida pela estrela atravessa a poeira, mas a radiação azul e verde, de menor comprimento de onda, é dispersada e consequentemente perdida. O resultado disto é que a estrela aparece-nos mais avermelhada do que é na realidade. Se a víssemos completamente livre de obstruções ela brilharia num tom azul-branco luminoso.
Além de ser extremamente brilhante, a VFTS 682 é também muito quente, com uma temperatura em sua superfície de cerca de 50.000 graus Celsius. Estrelas com propriedades tão estranhas podem acabar as suas curtas vidas não apenas como supernovas, como é normal para estrelas de grande massa, mas possivelmente como as mais dramáticas explosões de raios gama de longa duração, as explosões mais brilhantes no Universo.
Embora a VFTS 682 pareça estar atualmente sozinha, não se encontra muito afastada do aglomerado estelar muito rico RMC 136 (muitas vezes chamado apenas R 136), que contém várias superestrelas semelhantes.
“Os novos resultados mostram que a VFTS 682 é praticamente idêntica a uma das superestrelas mais brilhantes situada no coração do aglomerado estelar R 136,” acrescenta Paco Najarro, outro membro da equipa do CAB (INTA-CSIC, Espanha).  
Será possível que a VFTS 682 tenha sido formada neste aglomerado e posteriormente ejetada? Tais “estrelas fugitivas” são conhecidas dos astrônomos, mas todas as que se conhecem são menores que a VFTS 682. Seria por isso interessante descobrir como é que uma estrela de tão grande massa poderia ser lançada para fora do aglomerdo por interações gravitacionais.
“Parece mais fácil formar as estrelas maiores e mais brilhantes no interior de aglomerados estelares ricos,” acrescenta Jorick Vink, outro membro da equipe. “E embora seja possível, é muito mais difícil compreender como é que estes faróis brilhantes se formam sozinhos. O que torna a VFTS 682 verdadeiramente fascinante.”

Fonte: ESO

Jatos de partículas saindo de buraco negro

Uma imagem mais detalhada de jatos de partículas saindo de um buraco negro foi gerada por uma rede de nove radiotelescópios espalhados por todo o Hemisfério Sul (África do Sul, Chile e Antártida).

© NASA (galáxia Centaurus A)

Segundo a autora principal do estudo, Cornelia Mueller, da Universidade de Erlangen-Nuremberg, na Alemanha, os jatos de partículas surgem quando a matéria é atraída para um buraco negro no interior da galáxia. Os jatos interagem com o gás ao redor e interferem no processo de formação e evolução das galáxias de uma forma que ainda não é bem compreendida pelos cientistas.

A equipe estudou a galáxia Centaurus A, também conhecida como NGC 5128, que está a 12 milhões de anos-luz da constelação de Centauro e possui um buraco negro com 55 milhões de vezes a massa do Sol. A Centaurus A foi uma das primeiras fontes de rádio celeste identificadas com uma galáxia. Observada nesta frequência, a Centauro A é um dos maiores e mais brilhantes objetos no céu, com quase 20 vezes o tamanho aparente da lua cheia.

A nova imagem mescla dados captados em ondas de rádio - pelos nove radiotelescópios da rede TANAMI (Tracking Active Galactic Nuclei with Austral Milliarcsecond Interferometry) com imagens feitas em visível, raios X e micro-ondas.

"Técnicas de computação avançada nos permitem combinar os dados dos telescópios individuais para produzir imagens com a nitidez de um único telescópio gigante, quase tão grande quanto a própria Terra", afirmou Roopesh Ojha, coautor do estudo.

A grande emissão de energia de galáxias como Centaurus A ocorre por causa dos gases que são engolidos pelo buraco negro, e parte deles é ejetada de volta com velocidade cerca de um terço da velocidade da luz, na forma de jatos que se concentram ao redor do buraco negro, no centro da galáxia.

Esta radiação é bilhões de vezes mais energética do que a registrada pelos radiotelescópios, e não se sabe exatamente de onde ela se origina.

Fonte: Astronomy & Astrophysics

Sementes da vida no espaço

Partes do DNA e de outras moléculas essenciais dos seres vivos podem ter se formado no espaço há bilhões de anos e chegado à Terra de carona em cometas ou meteoritos.

© Sheila Goloborotko (detalhe da obra The day we bomb the moon)

Uma hipótese que agora ganha novos argumentos é que os fragmentos dessas moléculas podem ter se originado em nuvens galácticas bombardeadas por raios cósmicos, partículas muito energéticas abundantes desde o início do Universo. Essas nuvens são muito frias e constituídas por grãos de água sólida e gases condensados como o monóxido de carbono, o dióxido de carbono, a amônia e o metano.
Físicos brasileiros e franceses chegaram a essas conclusões por meio de experimentos em aceleradores de partículas na Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio) e na Universidade de Caen-Baixa Normandia, em Caen, noroeste da França. Os feixes de íons produzidos nessas máquinas interagem com gelos mantidos em temperaturas de até -260o Celsius, produzindo efeitos similares aos da interação de raios cósmicos com as nuvens galácticas.
“Estamos reconstruindo as condições de surgimento dos primeiros passos da vida”, diz o físico Enio Silveira, da PUC-Rio. “Queremos descobrir o que resulta do bombardeio por raios cósmicos do gelo do espaço sideral.” Segundo ele, o encontro de raios cósmicos com as nuvens de gelo assemelha-se a um jato de areia atirado contra uma parede: os grãos de areia erodem a superfície da parede. Outra possibilidade é que as moléculas orgânicas possam ter se formado a partir da interação com outro tipo de feixe de partículas elementares, os elétrons, mais abundantes, mas menos energéticos que os raios cósmicos.
Os experimentos da equipe da PUC-Rio e de Caen indicaram que a água pode se decompor e formar peróxido de hidrogênio (água oxigenada, H2O2), ozônio (O3) ou radicais químicos com alta afinidade por moléculas com carga elétrica oposta. Em 2009 e 2010, como parte de seu doutorado, o astrônomo Eduardo Seperuelo Duarte, da PUC, trabalhou durante 18 meses com Alicja Domaracka no Grande Acelerador Nacional de Íons Pesados (Ganil) em Caen para determinar quais as novas espécies químicas que saem das nuvens congeladas de monóxido ou dióxido de carbono (CO ou CO2) bombardeadas por íons de níquel. “Raios cósmicos formados por elementos de massa atômica elevada como o níquel são raros no Universo, mas seu efeito é devastador, como o produzido em uma guerra por um tiro de canhão em relação ao dos muito mais abundantes tiros de metralhadora”, compara Silveira. Em outros testes feitos em dezembro no Ganil, a física Ana Lúcia Barros, do grupo de Silveira, verificou que cinco moléculas diferentes, como CH3 e C2H4, formam-se nas nuvens de metano (CH4) bombardeadas por feixes de íons que simulam os raios cósmicos.
“Os raios cósmicos podem induzir a síntese de novas moléculas se a exposição das nuvens de gelo a eles for temporária”, comenta Silveira. “Bombardeamentos prolongados impedem a formação de macromoléculas.” Em dezembro de 2009 Alicja Domaracka esteve no Brasil e trabalhou com Silveira no acelerador da PUC bombardeando cristais de fluoreto de lítio, que se estilhaçavam de modo semelhante às nuvens de gelo.
“Nosso planeta foi muito bombardeado por cometas, que trouxeram a água que forma parte dos oceanos”, afirma Silveira. “A vida surgiu aqui relativamente em pouco tempo, apenas cerca de 1 bilhão de anos depois de a Terra ter se formado.” Se essa hipótese estiver correta, os cometas podem ter levado as moléculas orgânicas para qualquer canto do Universo, reforçando a possibilidade de vida extraterrestre.

Fonte: FAPESP (Pesquisa)

Confirmada a existência da energia escura

Uma pesquisa que durou cinco anos e cobriu 200.000 galáxias, levou a uma das melhores confirmações de que é mesmo a energia escura que está acelerando a expansão do Universo.

© NASA (energia escura e gravidade)

O estudo, que representa um retorno de até sete bilhões de anos no tempo cósmico, usou dados da sonda espacial Galex (Galaxy Evolution Explorer: Exploração da Evolução das Galáxias) e do Telescópio Anglo-Australiano instalado na montanha Siding Spring, na Austrália.

Os resultados dão suporte para a principal interpretação sobre como funciona a energia escura - como uma força constante, afetando uniformemente o Universo e impulsionando sua expansão.

Por decorrência, os dados contradizem uma teoria alternativa, que propõe que seria a gravidade, e não a energia escura, a força que impulsionaria a expansão do Universo. De acordo com esta teoria alternativa, com a qual os novos resultados não são consistentes, o conceito de Albert Einstein da gravidade estaria errado, e gravidade tornar-se-ia repulsiva, ao invés de atrativa, quando atuando em grandes distâncias.

"Os resultados nos dizem que a energia escura é uma constante cosmológica, como Einstein propôs. Se a gravidade fosse a responsável, então não estaríamos vendo esses efeitos constantes da energia escura ao longo do tempo," explica Chris Blake, da Universidade de Tecnologia Swinburne, na Austrália, e líder da pesquisa.

Acredita-se que a energia escura domine o nosso Universo, perfazendo cerca de 74% dele. A matéria escura, uma substância não menos misteriosa, é responsável por 22%. A chamada matéria bariônica representa apenas cerca de 4% do cosmos.

A ideia da energia escura foi proposta durante a última década, com base em estudos de estrelas distantes que explodiram, conhecidas como supernovas.

As supernovas emitem uma luz constante e mensurável, o que as torna uma referência inigualável, que permite o cálculo de sua distância da Terra com grande precisão.

As observações revelaram que a energia escura estava fazendo aumentar a aceleração desses objetos celestes.

A teoria atual propõe que, no início do Universo, a gravidade assumiu a liderança, dominando a energia escura.

Cerca de 8 bilhões de anos após o Big Bang, com o espaço se ampliando e a matéria se diluindo, as atrações gravitacionais enfraqueceram e a energia escura prevaleceu.

Se isto estiver correto, daqui a bilhões de anos a energia escura será ainda mais dominante.

A previsão estabalece que o nosso Universo será um verdadeiro deserto cósmico, com as galáxias se distanciando tanto umas das outras que quaisquer seres que viverem dentro delas não serão capazes de ver outras galáxias.

Esta é a primeira vez que astrônomos fazem essa verificação cobrindo todo o período de vida do Universo desde que ele foi dominado pela energia escura.

A equipe começou montando o maior mapa tridimensional já feito das galáxias do Universo distante. Isto foi feito pelo Telescópio de ultravioleta GALEX, que mapeou cerca de três quartos do céu, observando centenas de milhões de galáxias.

O Telescópio Anglo-Australiano coletou informações detalhadas sobre a luz de cada galáxia, o que permitiu estudar o padrão de distância entre elas - ondas sônicas do Universo jovem deixaram marcas nos padrões de galáxias, fazendo com que pares de galáxias sejam separados por aproximadamente 500 milhões de anos-luz.

Essa "régua padrão" foi usada para determinar a distância entre os pares de galáxias e a Terra - quanto mais próximo um par de galáxia estiver de nós, mais distantes elas irão aparecer uma da outra no céu.

Tal como acontece com os estudos de supernovas, estes dados de distância foram combinados com informações sobre as velocidades nas quais os pares estão se afastando de nós, revelando que o tecido do espaço está se esticando cada vez mais rápido.

Fonte: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Descobertos planetas sem estrelas

Foi descoberta uma nova classe de planetas - planetas solitários, sem estrelas. São corpos celestes escuros, com massa semelhante à de Júpiter, flutuando sozinhos no espaço, fora da órbita de qualquer estrela.

© NASA (ilustração de um planeta solitário)

Os cientistas acreditam que o mais provável é que esses planetas órfãos tenham se formado em torno de estrelas e, mais tarde, sido expulsos de seu sistema planetário por alguma conjunção de forças gravitacionais.

A descoberta resultou da análise dos dados coletados durante uma série de observações do bojo central da Via Láctea, realizadas entre 2006 e 2007 por um grupo de astrônomos do Japão e da Nova Zelândia.

A análise fornece indícios do que parecem ser 10 planetas solitários em locais distintos, todos aproximadamente do tamanho de Júpiter - o equipamento usado na pesquisa não é preciso o suficiente para localizar planetas menores.

"Nossos resultados sugerem que os sistemas planetários frequentemente tornam-se instáveis, com os planetas sendo expulsos de seus locais de nascimento ao passarem perto demais de outros planetas," explica David Bennett, um dos membros da equipe.

A descoberta não apenas confirma que existem planetas flutuando isoladamente no espaço, mas também indica que eles são bastante comuns - como detectá-los é muito difícil, o fato de um único rastreio ter localizado uma dezena deles indica que deve haver outros ainda não detectados.

Segundo os astrônomos, essa população inesperadamente grande também descarta a ideia de que os planetas livres formem-se isoladamente, e não ao redor de estrelas - se esse fosse o caso, deveria haver muito menos deles.

A equipe estima que pode haver duas vezes mais planetas isolados do que estrelas, o que equivale a dizer que os planetas sem estrelas podem ser tão comuns quanto os planetas ao redor de estrelas.

"A pesquisa não é sensível a planetas solitários com massa menor do que Júpiter ou Saturno, mas as teorias sugerem que planetas de menor massa, como a Terra, devem ser expulsos de suas estrelas com mais frequência, sendo assim, mais comuns do que os gigantes gasosos isolados," completou Bennett.

A NASA tem planos de enviar ao espaço um novo observatório - o WFIRST (Wide-Field Infrared Survey Telescope), que usará o método de microlentes, capaz de fazer estimativas mais precisas de quantos planetas solitários há na Via Láctea. Este futuro telescópio também terá a capacidade de detectar planetas solitários do tamanho da Terra.

Fonte: Nature

Análise da tempestade em Saturno

A atmosfera do planeta Saturno aparece-nos geralmente calma e plácida. Mas, cerca de uma vez por a cada trinta anos terrestres, quando a Primavera chega ao hemisfério norte do planeta gigante, algo se movimenta por baixo das nuvens, o que leva a uma perturbação dramática à escala planetária.

© ESO (imagens em infravermelho térmico de Saturno)

A tempestade mais recente foi detectada em Dezembro de 2010 pelo instrumento de rádio e plasma, a bordo da sonda espacial Cassini, em órbita em torno do planeta, tendo sido igualmente seguida por astrônomos amadores. Esta tempestade foi agora estudada em detalhe com o auxílio da câmara infravermelha VISIR montada no Very Large Telescope (VLT) do ESO, em conjunto com observações do instrumento CIRS, a bordo da Cassini.
Esta é apenas a sexta destas enormes tempestades a ser detectada desde 1876. É a primeira a ser estudada no infravermelho térmico – possibilitando ver as variações de temperatura no interior da tempestade saturniana, e a primeira a ser observada por uma sonda espacial em órbita do planeta.
“Esta perturbação no hemisfério norte de Saturno criou uma erupção gigante, violenta e complexa, de matéria brilhante das nuvens, a qual se espalhou até envolver todo o planeta,” explica Leigh Fletcher (Universidade de Oxford, Reino Unido), autor principal deste novo estudo. “O fato de termos tanto o VLT como a Cassini observando a tempestade simultaneamente, dá-nos a oportunidade de contextualizar as observações da Cassini. Estudos anteriores de tempestades deste tipo apenas puderam utilizar a radiação solar refletida, mas agora que dispomos da radiação infravermelha térmica pela primeira vez, podemos revelar regiões escondidas da atmosfera e medir diferenças verdadeiramente substanciais nas temperaturas e nos ventos associados a este fenômeno.”
A tempestade pode ter tido origem nas profundezas das nuvens de água, onde um fenômeno próximo de uma trovoada originou a criação de uma pluma de convecção gigante: tal como o gás quente sobe num quarto aquecido, esta massa de gás deslocou-se para cima introduzindo-se na atmosfera superior de Saturno, normalmente serena. Estas enormes perturbações interagem com os ventos em circulação para este e oeste e causam variações dramáticas na temperatura das zonas superiores da atmosfera.
“As nossas novas observações mostram que a tempestade teve um efeito enorme na atmosfera, transportando energia e material ao longo de enormes distâncias, modificando os ventos atmosféricos - criando correntes de matéria ejetada e turbilhões gigantes - e perturbando a lenta evolução sazonal de Saturno”, acrescenta Glenn Orton (Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, EUA), outro membro da equipe.
Alguns dos fenômenos mais inesperados vistos nas novas imagens VISIR  são os chamados faróis estratosféricos. Estes faróis correspondem a mudanças de temperatura muito grandes no cimo da estratosfera de Saturno, 250-300 km por cima dos topos das nuvens da atmosfera inferior. Estes fenômenos mostram claramente até que altura na atmosfera se propagam os efeitos da tempestade. A temperatura na estratosfera de Saturno é normalmente cerca de -130 graus Celsius durante esta estação, mas nestes faróis as temperaturas são 15 a 20 graus Celsius mais quentes.
Os faróis são completamente invisíveis na radiação solar refletida, no entanto em radiação infravermelha térmica, detectada pelo instrumento VISIR, brilham mais intensamente do  que a emissão do resto do planeta. Nunca tinham sido detectados anteriormente, por isso os astrônomos não sabem se são fenômenos comuns neste tipo de tempestades.

Fonte: ESO

Primeiro exoplaneta em zona habitável

O sistema planetário em torno da anã vermelha Gliese 581, uma das estrelas mais próximas do Sol, tem sido objeto de vários estudos com o objetivo de confirmar a detecção do primeiro exoplaneta potencialmente habitável.

© ESO (Gliese 581d ao redor de sua estrela anã vermelha)

Desde que o sistema revelou o exoplaneta mais parecido com a Terra, em 2007, até a proposição de que o Gliese 581g estaria bem no centro da zona habitável, em 2010, todos os candidatos à posição de "primeiro exoplaneta habitável" têm sido descartados por observações subsequentes.

Agora, contudo, um grupo de cientistas do Instituto Pierre Simon Laplace, da França, acredita ter encontrado indícios suficientes para demonstrar que o Gliese 581d pode ser considerado o primeiro exoplaneta capaz de abrigar a vida como ela existe na Terra.

A chamada "zona habitável" em torno das estrelas representa a faixa de distâncias em que os planetas não são nem muito frios e nem muito quentes para que a vida possa florescer, com uma temperatura suficiente para manter a água em estado líquido.

Embora o Gliese 581g parecesse estar em uma posição privilegiada dentro da zona habitável, várias equipes questionaram a sua detecção, ou seja, ele pode simplesmente não existir, sendo resultado de ruído nas medições ultra-finas do "balanço" estelar, necessárias para detectar exoplanetas nesse sistema.

Inicialmente ele foi considerado longe demais da estrela, consequentemente frio demais para a vida. Ao contrário, análises posteriores mostraram que, se o planeta tivesse oceanos líquidos como a Terra, eles evaporariam rapidamente, em um efeito semelhante ao que deu a Vênus o clima quente e inóspito que tem hoje.

Mas Robin Wordsworth e seus colegas do Laboratório de Meteorologia Dinâmica, em Paris, discordam dessas análises.

Embora seja provavelmente um planeta rochoso, o Gliese 581d tem uma massa de pelo menos sete vezes a da Terra e cerca de duas vezes o seu tamanho.

O maior problema, contudo, é que, além de receber menos de um terço da energia solar que chega à Terra, ele parece ter uma órbita com um lado permanentemente dia e o outro permanentemente noite - os dados não são precisos o suficiente para uma conclusão definitiva e pode ser que o planeta gire muito lentamente.

Com isto, a crença geral era que, qualquer atmosfera espessa o suficiente para manter o planeta aquecido, ficaria fria o suficiente no lado noturno para congelar por completo, prejudicando qualquer perspectiva de um clima habitável.

Para testar essa hipótese, Wordsworth e seus colegas desenvolveram um novo tipo de modelo computacional capaz de simular com maior precisão o clima de um exoplaneta.

O modelo simula a atmosfera e a superfície de um planeta em três dimensões, de forma parecida com os usados para estudar as mudanças climáticas na Terra.

No entanto, o simulador é baseado em princípios físicos mais fundamentais, permitindo a simulação de uma gama muito mais ampla de condições, incluindo qualquer coquetel atmosférico de gases, nuvens e aerossóis.

Para sua surpresa, os pesquisadores descobriram que, dada uma atmosfera de dióxido de carbono densa o suficiente - um cenário provável em um planeta tão grande - o clima do Gliese 581d não somente é estável, mas quente o suficiente para abrigar oceanos, nuvens e chuva.

Um dos fatores primordiais nos resultados foi o chamado espalhamento Rayleigh, o fenômeno que faz com que o céu da Terra seja azul.

No Sistema Solar, o espalhamento Rayleigh limita a quantidade de luz solar que uma atmosfera espessa pode absorver, porque uma grande parte da luz azul que se dispersa é imediatamente refletida de volta ao espaço.

No entanto, como a luz da estrela Gliese 581 é vermelha, ela praticamente não é afetada no Gliese 581d.

Isto significa que a luz pode penetrar mais profundamente na atmosfera, aquecendo mais o planeta devido ao efeito estufa da atmosfera de CO2 e ao efeito das nuvens de gelo de dióxido de carbono previstas para se formarem a altas altitudes.

Além disso, as simulações da circulação 3D indicaram que o aquecimento diurno é eficientemente redistribuído por todo o planeta através da atmosfera, impedindo o colapso atmosférico no lado noite ou nos pólos.

O resultado entusiasmou ainda mais os cientistas porque, a 20 anos-luz da Terra, o Gliese 581d é um dos nossos vizinhos galácticos mais próximos. Isto significa que os telescópios do futuro poderão ser capazes de detectar a atmosfera do planeta diretamente.

© CNRS/ESO (zona habitável para o Sol e a Gliese 581)

Embora esta simulação indique que o Gliese 581d possa ser habitável, há outras possibilidades.

Por exemplo, ele poderia ter mantido uma parte do seu hidrogênio na atmosfera, como Urano e Netuno, ou os fortes ventos de sua estrela poderiam ter varrido sua atmosfera inteiramente nos primórdios de sua formação.

Para detectar esses diferentes cenários, o grupo elaborou uma série de testes simples que os astrônomos deverão realizar no futuro, quando contarem com um telescópio suficientemente poderoso.

Se o Gliese 581d for realmente habitável, ainda assim ele seria um lugar bastante estranho para se visitar - o ar denso e as nuvens espessas manteriam a superfície em um crepúsculo vermelho escuro perpétuo.

Além disso, sua grande massa significa que a gravidade na superfície é de cerca de duas vezes a gravidade na superfície da Terra.

Uma importante implicação desses resultados pode ser a ideia de que os exoplanetas capazes de suportar a vida na verdade não precisam ser assim tão parecidos com a Terra.

Fonte: The Astrophysical Journal Letters

A receita do Universo e seus ingredientes

Além de seis tripulantes, o ônibus espacial Endeavour decolou nesta segunda-feira levando ao espaço um experimento científico de dois bilhões de dólares, financiado por nada menos que 16 nações da Europa, da Ásia e da América do Norte - o Espectrômetro Magnético-Alfa (AMS, na sigla em inglês).

© Science Photo Library (a evolução do Universo)

Trata-se de uma sonda de seis toneladas, que será acoplada à Estação Espacial Internacional (ISS) e fará medições de partículas que bombardeiam a Terra, também conhecidas como raios cósmicos. Essas partículas, originadas por diferentes fontes no Universo, deixam rastros únicos, que podem dizer aos cientistas do que o Universo é realmente feito.
Os especialistas ainda não sabem exatamente do que são feitos todos os componentes fundamentais do cosmo. Sabe-se, por exemplo, que o Universo possui três ingredientes principais. O primeiro deles é uma velha conhecida do homem: a matéria visível. São partículas que formam os tijolos fundamentais dos átomos, planetas e estrelas. Tão massivos são os corpos celestes e tão onipresentes são os átomos que seria natural assumir que a maior parte do Universo é composta por matéria visível, certo? Mas não. Apenas 5% dele é matéria visível. O restante é ocupado pelos outros dois ingredientes - a matéria escura e a energia escura. São manifestações exóticas da natureza e quase nada conhecidas pelo homem. A audaciosa tarefa do AMS será ajudar os cientistas a entender do que são feitos esses 95% do universo.
Para entender os outros dois ingredientes que formam o cosmo será preciso levar em consideração um fato inusitado. Quando os cientistas observam a forma com que estrelas e as galáxias se movem, há algo inusitado: apesar de a Física afirma que as estrelas, planetas e corpos de uma galáxia deveriam se movimentar mais lentamente à medida em que se afastam do centro dela, isso não acontece na prática, no caso das galáxias. No Sistema Solar, por exemplo, Mercúrio, que está próximo do Sol, movimenta-se em torno do astro com velocidade 60% mais rápida do que a da Terra. Marte segue mais lento que o nosso planeta e Júpiter ainda mais. E assim por diante, até Plutão e Eris, que praticamente se arrastam em volta do Sol.
As diferentes velocidades esperadas pelos físicos podem ser entendidas quando observamos um furacão, explica o físico Marcelo Gleiser, autor do livro Criação Imperfeita. Se medirmos a velocidade das moléculas próximas ao olho do fenômeno, elas se movem rapidamente. À medida em que se afastam do centro, as partículas perdem força e ficam mais lentas, até o furacão desaparecer completamente. “Assim deveria funcionar com as galáxias”, afirma Gleiser. Contudo, as observações cósmicas mostram que os corpos nas periferias das galáxias movimentam-se com velocidades comparáveis às daqueles que estão mais ao centro.
Matéria escura - Portanto, para que as equações da física façam sentido, é preciso que exista alguma força empurrando o amontoado de poeira, gás, estrelas e planetas da periferia das galáxias em velocidades semelhantes a de corpos que estão mais próximos do núcleo. Essa força adicional compensaria a previsão física de que quanto mais longe do centro de uma galáxia, mais lento é o movimento dos corpos. Essa força adicional é a gravidade de uma manifestação da natureza que possui massa, mas não emite qualquer tipo de luz - ou radiação - que o homem consiga medir diretamente.
Como não é possível enxergá-lo, os cientistas deram o nome de "matéria escura" a esse que seria o segundo ingrediente mais abundante no universo. Estima-se que 23% de tudo seja formado pela matéria escura. “Os pesquisadores têm certeza de que ela existe, pois ela exerce força sobre os corpos, influencia inclusive a luz”, esclarece Gleiser. Apesar de não detectá-la diretamente, é possível perceber os efeitos que a matéria escura causa no movimento das galáxias.
Energia escura - O mais abundante dos ingredientes do Universo, porém, é a ainda mais misteriosa, a energia escura. Gleiser explica que os modelos físicos provaram que o Universo está em expansão, de acordo com a teoria do Big Bang - a grande explosão primordial que deu início a tudo. “Só que, em 1998, descobriu-se que essa expansão estava acontecendo mais rapidamente do que as equações previam”, diz. Para que a conta fechasse, os cientistas calcularam o quanto de força seria preciso para provocar o excedente na velocidade de expansão das galáxias. A essa força deu-se o nome de energia escura - que corresponde a 72% do universo.
Saber que essas forças estranhas existem não é suficiente. “É necessário saber do que elas são feitas e como elas podem ajudar o homem a entender o Universo, melhorar os modelos físicos e desenvolver melhores tecnologias”, pondera Gleiser. É aí que entra o AMS, o caro experimento de dois bilhões de dólares.
A análise dos raios cósmicos que a sonda fará será inédita. Como a maioria das partículas dos raios cósmicos é repelida pela atmosfera, torna-se difícil o estudo deles a partir da superfície da Terra sem qualquer tipo de interferência. O AMS vai capturar partículas usando um poderosíssimo imã, o mais potente já colocado no espaço. Detectores ultraprecisos vão identificar essas partículas e medir a massa, carga e energia de cada uma delas. Como cada partícula deixa um rastro único, os cientistas esperam encontrar aquelas que explicam de alguma forma a natureza da matéria e energia escuras.
O investimento colossal em um único experimento científico mostra que a comunidade internacional está disposta a gastar muito dinheiro para responder questões fundamentais. O projeto ainda dá uma sobrevida à Estação Espacial Internacional, criticada por não ter uma serventia substancial no avanço da ciência além de experimentos em microgravidade. Os cientistas ainda terão muito que fazer até que o AMS esteja em pleno funcionamento. Será preciso instalá-lo no enorme complexo espacial que flutua a 400 quilômetros da superfície da Terra e depois realizar uma série de testes para comprovar seu funcionamento. Não tem problema. O Universo nos espera - desde sua criação, há bilhões de anos - e sempre vai esperar, pacientemente, para ser explorado.
O AMS também vai procurar pela antimatéria, uma manifestação da habitual matéria visível, mas com carga contrária. Por exemplo, um átomo de matéria é formado por prótons, que são cargas positivas, envolvido por elétrons, que são cargas negativas. Os átomos de antimatéria seriam formados por antiprótons, com cargas negativas, envolvidos por pósitrons, que são cargas positivas. Antipartículas já foram observadas pelo homem em laboratório, mas nunca no espaço.
Por possuir um poderosíssimo imã, o AMS vai aumentar o conhecimento sobre o comportamento de imãs no espaço. Isso quer dizer que, no futuro, poderemos construir escudos melhores para proteger astronautas dos raios cósmicos, um dos maiores impedimentos para as longas viagens no espaço, até Marte e além.

Fonte: Revista Veja