Colisão galáctica brilhante

Essa charmosa e brilhante galáxia, conhecida como IRAS 23436+5257, foi registrada pelo telescópio espacial Hubble.

© Hubble (IRAS 23436+5257)

Essa galáxia está localizada na constelação do céu do hemisfério norte da Cassiopeia.

A estrutura contorcida é o resultado muito provavelmente de uma colisão e da subsequente fusão de duas galáxias. Essas interações são muito comuns no Universo, e elas podem variar de interações menores envolvendo uma galáxia satélite sendo capturada por uma galáxia espiral, até colisões galácticas gigantescas. A fricção entre o gás e a poeira durante uma colisão podem ter efeitos gigantescos nas galáxias envolvidas, dando diferentes formas para as galáxias originais além de criar interessantes estruturas novas.

Quando você olha tranquilidade para o céu noturno, nem sempre é fácil registrar o dinâmico e vibrante ambiente com galáxias inteiras em movimento, girando e colidindo no céu. Os movimentos, logicamente são extremamente lentos e ocorrem durante períodos de milhões ou até mesmo bilhões de anos.

O resultado dessas colisões galácticas ajuda os cientistas a entenderem como esses movimentos ocorrem e o que pode estar guardado para a nossa própria galáxia que está em rota de colisão com a vizinha galáxia M31 (Andrômeda).

Fonte: NASA

A ascenção do quasares no Universo

O professor Michael Shull e o pesquisador David Syphers usaram o telescópio espacial Hubble para observar um quasar - o núcleo brilhante de uma galáxia ativa que age como um "farol" - para entender melhor as condições do Universo primordial.

© NASA/ESA/G.Bacon (ilustração de um quasar distante)

Os cientistas estudaram o material gasoso entre o telescópio e o quasar HS1700 6416 com um espectrógrafo ultravioleta acoplado no Hubble, projetado por uma equipe do Centro de Astrofísica e Astronomia Espacial em Boulder.
Durante um tempo conhecido como a "era de reionização do hélio" cerca de 11 bilhões de anos atrás, explosões de radiação ionizante de buracos negros nos núcleos de quasares retiravam elétrons de átomos primitivos de hélio. Isto ocorreu pouco depois do Big Bang.
Os resultados do novo estudo indicam que a era de reionização do hélio no Universo parece ter ocorrido mais tarde do que se pensava, disse Shull. O Cosmic Origins Spectrograph (COS) utilizado para as observações de quasares a bordo do Hubble foi projetado para investigar a evolução de galáxias, estrelas e matéria intergaláctica. O COS foi instalado no Hubble por astronautas durante sua última missão de manutenção em 2009.

O Universo começou com o Big Bang que gerou um plasma que se expandiu e então se tornou um gás neutro frio em cerca de 380.000 anos, perfazendo a "idade das trevas" quando não havia luz de estrelas ou galáxias. Esta época foi seguida por um período de reionização do hidrogênio, formando as primeiras galáxias a cerca de 13,5 bilhões de anos atrás. A era das primeiras galáxias foi seguida pela ascensão de quasares cerca de 2 bilhões anos depois, o que levou à era da reionização hélio.
A radiação dos enormes quasares aquece o gás em torno de 11.000 a 22.000 graus Celsius em reinos intergalácticos do início do Universo. Se o gás hélio é aquecido durante a época da formação da galáxia, torna-se mais difícil para as protogaláxias manterem a massa do seu gás; é como se fosse um aquecimento global intergaláctico.
A equipe está usando COS para investigar o "registro fóssil" dos gases no Universo, incluindo uma estrutura conhecida como a "teia cósmica" que acredita-se ser feita de longos filamentos estreitos de galáxias e pelo gás intergaláctico separados por vazios enormes. Os cientistas teorizam que um filamento único da rede cósmica pode se estender por centenas de milhões de anos-luz, um número expressivo, considerando que um único ano-luz é cerca de 9,5 trilhões de quilômetros.
O COS separa a luz em comprimentos de ondas característicos, semelhante à maneira como a luz solar é refratada em gotas de chuva formando as cores do arco-íris, e revela informações sobre a composição de temperatura, densidade, distância, velocidade e a composição química de galáxias, estrelas e nuvens de gás.
O primeiro quasar, abreviação de "fonte de rádio quase-estelar", foi descoberto há 50 anos pelo astrônomo Maarten Schmidt da Caltech. O quasar que ele observou, denominado 3C-273, está localizado a cerca de 2 bilhões de anos da Terra e é 40 vezes mais luminoso do que uma galáxia inteira de 100 bilhões de estrelas. O quasar está se afastando da Terra a 15% da velocidade da luz, com ventos soprando a milhões de quilômetros por hora.

Fonte: The University of Colorado Boulder

Grande Nuvem de Magalhães em infravermelho

Nuvens de poeira cósmica ondulam através desse retrato em infravermelho da galáxia satélite da Via Láctea, a Grande Nuvem de Magalhães.

© Herschel e Spitzer (Grande Nuvem de Magalhães no infravermelho)

De fato, essa impressionante composição de imagens do observatório espacial Herschel  e do telescópio espacial Spitzer mostra que as nuvens de poeira preenchem essa galáxia anã vizinha, do mesmo modo que a poeira preenche o plano da própria Via Láctea. As temperaturas da poeira tendem a rastrear as atividades de formação de estrelas. Os dados do Spitzer, em azul, indicam a poeira quente, aquecida pelas jovens estrelas. Os dados do Herschel, em vermelho e verde, revelam a emissão de poeira de regiões mais frias e intermediárias onde a formação de estrelas está apenas começando. Dominada pela emissão de poeira a aparência da Grande Nuvem de Magalhães em infravermelho se difere e muito da sua visão na luz óptica, vista a seguir.

© Marco Lorenzi (Grande Nuvem de Magalhães no óptico)

Mas a bem conhecida Nebulosa da Tarântula  dessa galáxia ainda se destaca e é facilmente observada aqui como sendo a região mais brilhante na parte esquerda ao centro da imagem. Localizada a somente 160.000 anos-luz de distância, a Grande Nuvem de Magalhães tem aproximadamente 30.000 anos-luz de diâmetro.

Fonte: NASA

Galáxia espiral e supernova apagando

A cerca de 35 milhões de anos-luz da Terra, na constelação do Rio Erídano, situa-se a galáxia espiral NGC 1637. Em 1999 a aparência serena desta galáxia foi perturbada pelo aparecimento de uma supernova muito brilhante.

© ESO (galáxia NGC 1637 e supernova SN 1999em)

Os astrônomos que estudam o resultado dessa explosão com o auxílio do Very Large Telescope (VLT) do ESO no Observatório do Paranal, no Chile, obtiveram esta magnífica imagem desta galáxia relativamente próxima.

As supernovas estão entre os fenômenos mais violentos da natureza. Marcam a morte ofuscante de estrelas e podem brilhar mais intensamente do que a radiação combinada de bilhões de estrelas nas suas galáxias hospedeiras.
Em 1999, o Observatório Lick na Califórnia relatou a descoberta de uma nova supernova na galáxia espiral NGC 1637. Esta supernova foi descoberta com o auxílio de um telescópio construído especialmente para procurar estes raros e importantes objetos cósmicos. Observações de rastreamento deste fenômeno foram pedidas no intuito de confirmar a descoberta e estudar o objeto com mais detalhe. A supernova foi nomeada SN 1999em, tendo sido extensamente observada. Depois da sua espectacular explosão em 1999, o brilho da supernova tem sido cuidadosamente monitorizado pelos cientistas, que observam o seu declínio relativamente lento ao longo dos anos.
A estrela que se transformou na SN 1999em era de elevada massa, com mais do que oito vezes a massa do Sol. No final da sua vida, o núcleo colapsou, dando origem a uma explosão cataclísmica. A SN1999em é uma supernova de colapso de núcleo classificada mais precisamente como do Tipo IIp. O “p” significa de “platô”, isto é, as supernovas deste tipo permanecem brilhantes (no platô da curva de luminosidade) durante um período de tempo relativamente longo, depois do brilho máximo.
Durante o período das observações de rastreamento da SN 1999em, os astrônomos obtiveram muitas fotografias deste objeto com o VLT, que foram depois combinadas nesta imagem muito nítida da sua galáxia hospedeira, a NGC 1637. A estrutura em espiral aparece-nos na imagem de forma muito distinta, com traços azulados de estrelas jovens, nuvens de gás brilhante e camadas de poeira obscurante. 
Embora à primeira vista a NGC 1637 pareça ser um objeto relativamente simétrico, possui algumas particularidades interessantes. É um tipo de galáxia denominada espiral irregular: o braço em espiral mais aberto, em cima e à esquerda, estende-se em torno do núcleo muito mais longe do que o braço mais compacto e curto, em baixo e à direita, que parece ter sido dramaticamente cortado ao meio.
Espalhadas por toda a imagem, podemos ver estrelas mais próximas e galáxias mais distantes que, por acaso, se encontram na mesma direção no céu.

Fonte: ESO

Sondas exploram remanescente de supernova

Enquanto realiza sua extensiva pesquisa por fontes de raios X nas regiões centrais da galáxia, o satélite Swift da NASA descobriu a até então desconhecida remanescente de uma estrela destruída.

© NASA (imagem composta da remanescente de supernova)

Designada G306.3-0.9 depois que as suas coordenadas na posição do céu foram definidas, o novo objeto aparece entre uma das remanescentes supernovas mais jovens conhecidas na Via Láctea.

Os astrônomos anteriormente catalogaram mais de 300 remanescentes de supernovas na galáxia. As novas análises indicam que a G306.3-0.9 tem provavelmente menos de 2.500 anos de idade, fazendo dela uma das 20 remanescentes mais jovens já identificadas.

A imagem composta acima da remanescente de supernova G306.3-0.9 funde observações feitas com o Chandra em raios X (azul), com dados adquiridos pelo telescópio espacial Spitzer em infravermelho (vermelho e ciano) e observações feitas com o Australia Telescope Compact Array em rádio (roxo). A imagem tem 20 arcos de minuto de diâmetro, que corresponde a 150 anos-luz na distância estimada para a remanescente.

Os astrônomos estimam que uma explosão de supernova ocorra uma ou duas vezes por século na Via Láctea. A onda de expansão da explosão e os detritos estelares quentes vagarosamente se dissipam por centenas de milhares de anos, eventualmente se misturando com o gás do meio interestelar se tornando indistinguíveis.

A jovem remanescente de supernova fornece a melhor oportunidade para entender a natureza da estrela original e os detalhes de sua destruição.

As remanescentes de supernovas emitem energia através do espectro eletromagnético, desde as ondas de rádio até os raios gama, e pistas importantes podem ser encontradas em cada banda de energia. As observações de raios X revelam o movimento dos detritos em expansão, seu conteúdo químico, e a sua interação com o ambiente interestelar, mas a remanescente de supernova se apaga na região dos raios X depois de aproximadamente 10.000 anos. Na verdade, somente metade das remanescentes de supernovas conhecidas na Via Láctea foi detectada em raios X.

O Swift Galactic Plane Survey é um projeto para imagear uma faixa de dois graus de largura ao longo do plano central da Via Láctea nas energias de raios X e ultravioleta, ao mesmo tempo. O imageamento começou em 2011 e espera-se que seja completado na metade deste ano.

A pesquisa realizada pelo Swift aproveita o imageamento previamente compilado pelo telescópio espacial Spitzer da NASA e estende essa pesquisa para energias maiores. As pesquisas de raios X e infravermelho se complementam, pois a luz nessas energias penetra as nuvens de poeira do plano galáctico, enquanto que a pesquisa em ultravioleta da região é a primeira já realizada.

© NASA (imagem de campo aberto da remanescente de supernova)

Em 22 de fevereiro de 2011, o Swift imageou um campo de pesquisa perto da borda sul da constelação de Centaurus. Embora nada incomum tivesse aparecido na exposição ultravioleta, as imagens em raios X revelaram uma fonte estendida, semi-circular parecida com uma remanescente de supernova. Uma análise nos dados de arquivo revelaram detalhes nas imagens infravermelhas do Spitzer e nos dados de rádio do Molonglo Observatory Synthesis Telescope na Austrália.

A investigação posterior do objeto feita pela equipe usou 83 minutos de exposição do observatório de raios X Chandra e observações adicionais de rádio feitas com o Australia Telescope Compact Array.

Considerando uma distância estimada de 26.000 anos-luz para a G306.3-0.9, calcula-se que a onda de choque da explosão está correndo pelo espaço a uma velocidade de 2,4 milhões de quilômetros por hora. As observações feitas com o Chandra revelam a presença de ferro, neônio, sílica e enxofre em temperaturas superiores a 28 milhões de graus Celsius, uma lembrança não somente da energia envolvida, mas da função das supernovas em semear a galáxia com elementos pesados produzidos no coração das estrelas massivas.

Um artigo descrevendo os achados da equipe estará numa próxima edição do The Astrophysical Journal.

Fonte: NASA

Um trio raro de quasares

Pela segunda vez na história, uma equipe de cientistas descobriu um sistema de quasar triplo extremamente raro.

© Calar Alto Observatory (localização do trio de quasares)

Os quasares são fontes extremamente brilhantes e poderosas de energia que ficam no centro de uma galáxia, em torno de um buraco negro. Em sistemas com múltiplos quasares, os corpos são mantidos juntos pela gravidade e acredita-se ser o produto de galáxias em colisão.
Os sistemas de quasar triplo são muito difícil de serem detectados, por causa dos limites de observação que impedem de diferenciar vários corpos próximos um do outro em distâncias astronômicas. Além disso, tais fenômenos são consideradas muito raros. Ao combinar observações de vários telescópios e modelagem avançada, a equipe liderada por Emanuele Farina, da Universidade de Insubria na Itália foi capaz de encontrar o quasar triplo J1519 QQQ 0627.
A luz dos quasares já viajou 9 bilhões de anos-luz para chegar até a Terra, o que significa que a luz foi emitida quando o Universo tinha apenas um terço de sua idade atual. Análise avançada confirmou que foi encontrado realmente são três fontes distintas energia proveniente dos quasares. Dois dos membros do tripleto estão mais próximos entre si do que a terceiro. Isto significa que o sistema pode ter sido formado por interação entre os dois quasares adjacentes, mas não foi provocado provavelmente pela interação com o terceiro quasar mais distante.
Além disso, nenhuma prova foi vista de qualquer galáxia ultra-luminosa infravermelha, que é onde os quasares são comumente encontrados. Como resultado, a equipe propõe que este sistema triplo de quasar é parte de alguma estrutura maior que ainda está em formação.
Por intermédio de observações e técnicas de modelagem para encontrar este raro fenômeno estelar ajudará a entender como estas estruturas cósmicas se formam em nosso Universo e os processos básicos pelos quais as galáxias massivas são geradas.

Um artigo foi publicado no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: Carnegie Institution for Science

Descoberto o sistema estelar mais próximo

De acordo com um artigo que será publicado na revista Astrophysical Journal Letters, um par de estrelas recém-descobertas é o terceiro sistema estelar mais próximo do Sol.

© WISE/Gemini (sistema estelar observado)

A dupla é o sistema mais próximo descoberto desde 1916. A descoberta foi feita por Kevin Luhman, professor de Astronomia e Astrofísica da Universidade Penn State e pesquisador do Centro para Exoplanetas e Mundos Habitáveis da mesma instituição.

Ambas as estrelas no novo sistema binário são "anãs castanhas", que são estrelas muito pequenas em massa para se tornarem quentes o suficiente para iniciar a fusão do hidrogênio. Como resultado, são muito frias e tênues, mais parecidas com um planeta gigante como Júpiter do que uma estrela brilhante como o Sol.

"A distância a esta anã castanha é de 6,5 anos-luz, tão perto que as transmissões televisivas da Terra de 2006 está agora lá chegando," afirma Luhman. "Vai ser um excelente terreno de caça planetária porque está muito próximo da Terra, o que torna muito mais fácil ver todos os planetas que orbitam qualquer das anãs castanhas."

O sistema estelar é chamado "WISE J104915.57-531906" porque foi descoberto num mapeamento de todo o céu obtido pelo satélite WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) da NASA.

O WISE J104915.57-531906 foi descoberto através do seu movimento rápido pelo céu, que é visto nestas imagens obtidas entre 1978 e 2010 pelo Digitized Sky Survey, pelo Two Micron All-Sky Survey, pelo satélite WISE.

© NASA (imagens obtidas entre 1978 e 2010 do sistema estelar)

Este sistema estelar está apenas um pouco mais longe do que a segunda estrela mais próxima, a estrela de Barnard, que foi descoberta a 6 anos-luz do Sol em 1916. O sistema estelar mais próximo consiste das estrelas Alpha Centauri, descoberta em 1839 a 4,4 anos-luz e da mais tênue Proxima Centauri, descoberta em 1917 a 4,2 anos-luz.

Edward Wright, investigador principal do WISE, disse: "um dos principais objetivos ao propôr o WISE era encontrar as estrelas mais próximas do Sol. O WISE 1049-5319 é de longe a estrela mais próxima encontrada até ao momento com os dados do WISE, e as ampliações deste sistema binário que podemos obter com grandes telescópios como o Gemini e o futuro telescópio espacial James Webb vão-nos dizer muito sobre as estrelas de baixa massa conhecidas como anãs castanhas".

Os astrônomos há muito que especulavam acerca da possível presença de um objeto distante e tênue em órbita do Sol, que é às vezes chamado de Némesis. No entanto, conclui Luhman, "nós podemos descartar que o novo sistema duplo é o tal objeto porque move-se pelo céu demasiado depressa para estar em órbita do Sol."

Para descobrir o novo sistema estelar, Luhman estudou as imagens do céu que o satélite WISE obteve durante um período de 13 meses que terminou em 2011. Durante a sua missão, o WISE observou cada ponto no céu 2 a 3 vezes. "Nestas imagens, era capaz de saber se este sistema movia-se rapidamente através do céu, uma bela pista que indicava que provavelmente estava muito perto do nosso Sistema Solar," afirma Luhman.

Depois de perceber o seu rápido movimento nas imagens do WISE, Luhman foi em busca da detecção do sistema suspeito em estudos estelares mais antigos. Ele descobriu que de fato tinha sido detectado em imagens entre 1978 e 1999 pelo "Digitized Sky Survey", pelo "Two Micron All-Sky Survey", e pelo "Deep Near Infrared Survey of the Southern Sky". "Com base no movimento deste sistema binário nas imagens do estudo WISE, fui capaz de extrapolar no passado para prever onde deveria ter sido localizado nos estudos mais antigos e, com certeza, lá estava ele," acrescenta Luhman.

Ao combinar as detecções do sistema estelar em vários estudos, Luhman foi capaz de medir a sua distância via paralaxe, que é o deslocamento aparente de uma estrela no céu devido à órbita da Terra em torno do Sol. Ele então usou o telescópio Gemini South em Cerro Pachón, no Chile, para obter o seu espectro, o que demonstrou que tinha uma temperatura muito fria e, portanto, eram anãs castanhas. "Como um bônus inesperado, as imagens nítidas do Gemini também revelaram que o objeto era na realidade não apenas uma estrela, mas um par de anãs castanhas que orbitavam uma à outra," realça Luhman.

"Existem milhares de milhões de pontos de luz no céu, e o mistério é saber qual pode ser uma estrela que está muito perto do nosso Sistema Solar."

Fonte: CCVAlg

Moléculas na atmosfera de exoplaneta

Uma equipe de cientistas detectou vapor de água e monóxido de carbono num exoplaneta. Medições dão indicações sobre formação de sistema estelar.

© Instituto Dunlap (ilustração do sistema planetário HR 8799)

O planeta HR 8799c é um gigante girando em torno de uma estrela a 130 anos-luz de distância da Terra, descoberto em 2008.

Agora, os cientistas conseguiram detectar moléculas de monóxido de carbono e vapor de água na sua atmosfera quente através de um potente espectrógrafo, algo que nunca tinha sido feito com esta precisão. Pode-se dizer que este é um sistema jovem. A estrela HR 8799, que tem cerca 1,5 vez o tamanho do Sol e é cinco vezes mais brilhante do que ele, nasceu há 30 milhões de anos, muito antes da linhagem humana evoluir na África, mas há pouquíssimo tempo se compararmos esta data com os 4,6 bilhões de anos que o Sol possui.

Conhecem-se ao todo quatro planetas gigantes orbitando em torno desta estrela, todos maiores do que Júpiter. Devido ao seu tamanho e ao seu brilho foram identificados por observação direta.

O planeta HR 8799e, o mais interno dos achados, tem aproximadamente nove vezes a massa de Júpiter, o maior do nosso Sistema Solar. Ele está 14,5 vezes mais longe de sua estrela do que a Terra está do Sol.

Já o planeta HR 8799d é ainda maior, com dez vezes a massa de Júpiter. Ele leva cerca de cem dias da Terra para orbitar sua estrela.

Também com dez vezes a massa de Júpiter, o HR 8799c teve alguns detalhes da atmosfera revelados. Ao estudarem a luz refletida pelo planeta, os cientistas identificaram que sua atmosfera tem água e carbono.

O planeta mais externo do grupo, HR 8799b, tem cerca de sete vezes a massa de Júpiter. Ele está 68 vezes mais longe da estrela do que a Terra está do Sol.

Apesar das fortes evidências, os planetas ainda são considerados candidatos.

“O sistema só tem 30 milhões de anos de idade o que faz com que os planetas sejam muito quentes, cerca de 726ºC e por isso são mais fáceis de se observarem”, explica Bruce Macintosh, do Laboratório Nacional Lawrence Livermore, Califórnia, Estados Unidos.

O planeta HR 8799c é o segundo planeta mais distante. Está, comparativamente, tão longe da sua estrela como Plutão está do Sol. É um planeta gasoso gigante, e a equipe inspecionou a sua atmosfera no Observatório Keck no Havai, com um espectrógrafo de alta resolução chamado OSIRIS que consegue observar uma região muito localizada e distante no céu. E permite descobrir as impressões digitais de moléculas específicas.

Foi observada a região do espectro luminoso situada no infravermelho, uma região de onde o planeta, devido às altas temperaturas, emite mais brilho. “A técnica divide a luz do planeta em muitas porções pequenas ao longo de uma região do infravermelho. E podemos medir pequenas mudanças no brilho que correspondem às propriedades da água e do monóxido de carbono”, disee Travis Barman, do Observatório de Lowell, Arizona.

Ao contrário da atmosfera de Júpiter, que contém metano, no caso da atmosfera do planeta HR 8799c não foi encontrada esta molécula. Os cientistas defendem que devido às altas temperaturas o carbono tende a transformar-se em monóxido de carbono e não em metano.

A proporção das duas moléculas encontradas foi o suficiente para os pesquisadores compreenderem melhor como se formou este longínquo sistema estelar. As medições permitiram verificar que a atmosfera continha mais monóxido de carbono do que vapor de água. “Isto significa que a atmosfera deste planeta tem menos vapor de água do que o esperado se o planeta tivesse a composição da estrela em que orbita. No início haveria muitas partículas de gelo no disco planetário original que rodeava a estrela, depois desta formar-se, e estas partículas de gelo condensaram-se nas regiões frias do disco”, explica Quinn Konopacky, pesquisadora da Universidade de Toronto.

Depois, estas partículas terão agregado continuamente até formarem planetas suficientemente grandes, cuja massa foi capaz de reter atmosfera pela força da gravidade. A este processo de formação de planetas chama-se acreção e é o mesmo que se pensa que tenha acontecido durante a formação do nosso Sistema Solar.

Fonte: Science

A formação estelar intensa do Universo

Observações feitas com o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) mostram que a formação estelar mais intensa no cosmos ocorreu muito mais cedo do que o que se supunha anteriormente.

 

© ESO (galáxias distantes amplificadas por lente gravitacional)

Os resultados estão publicados numa série de artigos científicos que sairão amanhã na revista Nature e na revista especializada Astrophysical Journal. Este trabalho é o exemplo mais recente das descobertas que estão sendo feitas com o ALMA, o novo observatório internacional que está sendo inaugurado hoje.

Acredita-se que os episódios de formação estelar mais intensos ocorreram no Universo primordial, em galáxias brilhantes de grande massa. Estas galáxias com formação estelar explosiva convertem enormes reservatórios de gás e poeira cósmica em novas estrelas a uma taxa impressionante - muitas centenas de vezes mais depressa do que a formação estelar que ocorre nas mais plácidas galáxias em espiral como a nossa Galáxia, a Via Láctea. Ao olhar para longe no espaço, para galáxias tão distantes que a sua luz demorou muitos bilhões de anos para chegar até nós, os astrônomos conseguem observar esta fase bem atarefada do Universo jovem.
“Quanto mais distante estiver uma galáxia, mais longe no tempo a estamos vendo, por isso ao medir distâncias podemos reconstruir a linha cronológica de quão vigorosa é a formação estelar no Universo nas diferentes épocas da sua história de 13,7 bilhões de anos”, disse Joaquin Vieira (California Institute of Technology, EUA), que liderou a equipe e é também o autor principal do artigo na revista Nature.
A equipe internacional de pesquisadores descobriu inicialmente estas distantes e enigmáticas galáxias com formação estelar explosiva, utilizando o South Pole Telescope (SPT) de 10 metros, da Fundação Científica Nacional dos EUA, e  em seguida o ALMA para observar as galáxias com mais detalhe e explorar a formação estelar no Universo primordial. Os cientistas ficaram surpreendidos ao descobrir que muitas destas galáxias longínquas e poeirentas que estão a formar estrelas, se encontram ainda mais longe do que o esperado, o que significa que, em média, os episódios de formação estelar intensa ocorreram há 12 bilhões de anos atrás, quando o Universo tinha menos de 2 bilhões de anos - um bilhão de anos mais cedo do que o que se pensava anteriormente.
Duas destas galáxias são as mais distantes deste tipo já observadas - estão tão distantes que a sua luz começou a sua viagem quando o Universo tinha apenas um bilhão de anos. Mais ainda, numa destas galáxias recorde, detectou-se água entre as moléculas observadas, o que marca as observações de água mais distantes no cosmos publicadas até hoje.
A equipe usou a sensibilidade sem precedentes do ALMA para capturar a radiação emitida por 26 destas galáxias no comprimento de onda de três milímetros. Esta radiação a comprimentos de onda característicos é produzida por moléculas de gás nestas galáxias, sendo os comprimentos de onda esticados pela expansão do Universo ao longo dos bilhões de anos que a luz demora a chegar até nós. Ao medir os comprimentos de onda esticados, os astrônomos podem calcular quanto tempo a luz demorou para chegar e assim colocar cada galáxia no lugar certo da história cósmica.
“A sensibilidade do ALMA e a observação em largos intervalos de comprimentos de onda que o telescópio permite, significam que podemos medir cada galáxia em apenas alguns minutos - cerca de cem vezes mais depressa do que antes”, disse Axel Weiss (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bona, Alemanha), que liderou o trabalho da medição das distâncias às galáxias. “Anteriormente, uma medição como esta teria sido um laborioso processo de combinar dados, tanto de telescópios ópticos como de rádiotelescópios”.
Na maioria dos casos, as observações ALMA foram suficientes para determinar as distâncias, no entanto, para algumas das galáxias a equipe combinou os dados ALMA com medições obtidas com outros telescópios, incluindo o Atacama Pathfinder Experiment (APEX) e o Very Large Telescope (VLT) do ESO.
Os astrônomos utilizaram apenas uma rede parcial com 16 das 66 antenas gigantes que fazem parte do ALMA, uma vez que o observatório no momento ainda está sendo construído, a uma altitude de 5.000 metros no remoto Planalto do Chajnantor, nos Andes chilenos. Quando estiver completo, o ALMA será ainda mais sensível e poderá detectar galáxias ainda mais tênues. Enquanto isso, os astrônomos observaram as mais brilhantes e além disso tiveram uma ajuda da natureza: utilizaram lentes gravitacionais, um efeito previsto pela teoria da relatividade geral de Einstein, onde a radiação emitida por uma galáxia distante é distorcida pelo efeito gravitacional de uma galáxia mais próxima de nós, que atua como uma lente, fazendo com que a fonte longínqua pareça mais brilhante.
Para compreender precisamente de quanto é que a lente gravitacional tornava mais brilhante as galáxias de fundo, a equipe obteve imagens muito nítidas destas galáxias, utilizando observações ALMA no comprimento de onda de 0,9 milímetros.
“Estas belas imagens obtidas com o ALMA mostram as galáxias de fundo distorcidas em arcos múltiplos de luz, conhecidos como anéis de Einstein, que rodeiam as galáxias mais próximas”, disse Yashar Hezaveh (McGill University, Montreal, Canadá), que liderou o estudo das lentes gravitacionais. “Estamos utilizando a enorme quantidade de matéria escura que rodeia as galáxias no meio do caminho como um telescópio cósmico, para fazer com que galáxias ainda mais distantes pareçam maiores e mais brilhantes”.
A análise da distorção revela que algumas das galáxias longínquas com formação estelar intensa apresentam um brilho equivalente a 40 trilhões de sóis, sendo que as lentes gravitacionais amplificaram até 22 vezes este valor.
“Apenas algumas galáxias com este efeito de lente gravitacional tinham sido descobertas anteriormente nos comprimentos de onda do submilímetro, mas agora o SPT e o ALMA descobriram dúzias delas”, disse Carlos de Breuck (ESO), um membro da equipe. “Este tipo de ciência era feita anteriormente nos comprimentos de onda do visível com o Telescópio Espacial Hubble, mas os nossos resultados mostram que o ALMA é uma ferramenta muito mais poderosa neste campo de investigação”.

Fonte: ESO

Nova versão do Cartes du Ciel

Lançada nova versão 3.8 estável do excelente software astronômico Skychart, também denominado Cartes du Ciel. Ele é gratuito e está disponível em 32 e 64 bits para os sistemas operacionais Windows, Mac e Linux.

© Cartes du Ciel (cometa)

O software astronômico Cartes du Ciel permite desenhar cartas celestes através de dados de 16 catálogos de estrelas, nebulosas e galáxias; além de mostrar a posição dos planetas, asteroides e cometas. Ele executa a simulação de eclipses e possibilita o controle de telescópios. A partir da versão 3 o simulador celeste apresenta o tamanho da cauda do cometa em relação à proximidade do Sol, conforme imagem acima.

A principal mudança foi no formato do índice de catálogo. Um registro de índice era previamente apontado diretamente para a coordenada RA/DEC. Agora o índice aponta para um registro de catálogo. Isso permitirá processar o movimento de estrelas apropriado para um local correto, em qualquer época.
Isto também ajuda a mostrar o rótulo do objeto e com detalhe completo, mesmo que ele não é visível, com a configuração da tabela atual.
Devido a esta alteração é necessário reinstalar os catálogos adicionais de Estrelas e DSO.
Isto também atualiza os catálogos WDS, gCVS e PGC para a mais recente versão de 2012.
Se você fez sua própria lista com Catgen você pode reconstruir seu catálogo para tirar proveito da mudança, mas o índice de idade ainda funciona como antes.

Bugs corrigidos na versão anterior:

1.      Fix catálogo Catgen de texto.
2.      Barra de rolagem mais reativa.
3.      Correção na simulação de planeta.
4.      Posição errada na busca do nome de planeta.
5.      Crash no banco de dados do Observatório.
6.      Fix Configuração no menu Imagens.
7.      Fix UTF-8 na localização da imagem.

Eu traduzi o programa para o idioma português, que foi desenvolvido por Patrick Chevalley, e o download pode ser efetuado pelo meu site Cometografia.

Fonte: Cosmo Novas

Encontrada uma rara supernova

A estrela Eta Carinae está pronta para explodir.

© CfA/PS1 Science Consortium (localização da supernova PS1-12sk)

A 170 anos atrás, esse objeto com uma massa 100 vezes maior que a massa do Sol, expeliu uma massa equivalente a alguns sóis em forma de gás em uma erupção que fez dela a segunda estrela mais brilhante no céu, ficando atrás somente da estrela Sirius. Esse foi o evento precursor do ato principal, já que ela eventualmente se tornará uma supernova.

As supernovas são explosões de estrelas massivas que são comuns de acontecerem em galáxias espirais como a Via Láctea, onde novas estrelas estão se formando a todo momento. Elas quase não são observadas em galáxias elípticas, onde o processo de formação de estrelas praticamente já se encerrou. Por esse motivo, os astrônomos se surpreenderam ao encontrar uma supernova aparentemente recente numa galáxia antiga. A supernova PS1–12sk, foi descoberta com o telescópio Pan-STARRS em Haleakala, e pode ser considerada rara por vários fatores.

“Essa supernova é única”, disse Nathan Sanders do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), e principal autor do artigo que relata a descoberta. “E definitivamente está na vizinhança errada”.

Com base na presença de hélio e outras propriedades, a PS1–12ks é classificada como um tipo muito raro de supernova conhecido como Tipo Ibn, somente um sexto de todas as milhares de supernovas já identificadas são desse tipo. Embora a origem desse tipo de supernova não seja claro, a principal causa provavelmente parece ter sido a explosão de uma massiva estrela que anteriormente havia ejetado massivas quantidades de gás hélio, algo muito parecido com o que aconteceu com a Nebulosa do Homúnculo de Eta Carinae.

Essa origem foi apoiada pelo fato de que as cinco supernovas do Tipo Ibn identificadas anteriormente foram todas encontradas em galáxias parecidas com a Via Láctea que estão formando estrelas de forma ativa. Como as estrelas massivas não vivem muito, elas também não se afastam muito do lugar onde nasceram antes de explodir.

A supernova PS1–12sk é diferente. Ela foi encontrada nos subúrbios de uma brilhante galáxia elíptica localizada a aproximadamente 780 milhões de anos-luz da Terra. O local da sua explosão não mostra sinais de formação recente de estrelas, e uma supernova de uma estrela massiva nunca foi vista antes numa galáxia desse tipo.

“Poderia ter sido apenas uma jogada de sorte termos achado essa supernova. Mas a sorte sempre favorece quem está preparado”, disse a segunda autora do trabalho Alicia Soderberg do CfA.

A descoberta sugere que a galáxia hospedeira possa estar escondendo uma fábrica de estrelas, permitindo que estrelas massivas estejam se formando onde elas não eram esperadas. De forma alternativa, a PS1–12sk pode ter uma origem inteiramente diferente como a colisão de duas anãs brancas, uma delas sendo rica em hélio.

“Será que essa é uma estrela fugitiva de um outro local de formação de estrelas? Será que ela pertence a um local bem específico de formação de estrelas? Nenhuma dessas alternativas parecem ser muito prováveis, então temos um verdadeiro mistério para resolver”, disse o coautor John Tonry, do Instituto de Astronomia da Universidade do Havaí.

A pesquisa foi submetida para publicação no The Astrophysical Journal.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

A estrela mais velha já conhecida

Uma equipe de astrônomos usando o telescópio espacial Hubble da NASA deu um importante passo para encontrar a certidão de nascimento de uma estrela que tem vivido por muito tempo.

© NASA/ESA (ilustração da localização da estrela HD 140283)

“Nós descobrimos que essa é a estrela mais velha conhecida com uma idade bem determinada”, disse Howard Bond da Universidade Estadual da Pennsylvania em University Park e do Space Telescope Science Institute em Baltimore.

A estrela poderia ter 14,5 bilhões de anos (mais ou menos 0,8 bilhões de anos), o que num primeiro momento faria dessa estrela mais velha que o próprio Universo que tem uma idade calculada de aproximadamente 13,7 bilhões de anos, ou seja, um dilema óbvio para ser resolvido.

Mas as estimativas anteriores com base nas observações realizadas em 2000 davam para a estrela uma idade de 16 bilhões de anos. E esse intervalo de idade sim, colocava um enorme dilema para os cosmologistas. “Talvez a cosmologia esteja errada, a física estelar esteja errada, ou a distância da estrela está errada”, disse Bond. “Então nós trabalhamos para refinar o cálculo da distância da estrela”.

A nova estimativa da idade com base no Hubble reduz a incerteza na medida da idade da estrela, de modo que a sua idade se sobrepõem com a idade do Universo, idade essa determinada independentemente por meio do cálculo da taxa de expansão do espaço, uma análise da microondas de fundo desde o Big Bang, e medidas do decaimento radioativo.

Essa estrela de Matusalém, catalogada oficialmente como HD 140283, tem sido conhecida por mais de um século devido ao seu movimento rápido através do céu. A alta taxa de movimento é uma evidência que a estrela é simplesmente uma visitante da nossa vizinhança estelar. Sua órbita a leva para baixo através do plano da nossa galáxia desde o antigo halo de estrelas que cerca a Via Láctea e que eventualmente a enviará de volta para o halo galáctico num efeito estilingue.

Essa conclusão foi reforçada pelos astrônomos na década de 1950, que foram capazes de medir a deficiência de elementos mais pesados na estrela se comparado com outras estrelas na vizinhança galáctica. As estrelas do halo estão entre as primeiras habitantes da nossa galáxia e coletivamente representam uma população mais velha de estrelas, como o Sol, que se formou mais tarde nesse disco. Isso significa que a estrela se formou numa tempo muito remoto antes do Universo ser largamente povoado com elementos mais pesados forjado dentro das estrelas através da nucleossíntese. A estrela de Matusalém tem uma anêmica concentração de 1/250 de elementos pesados em comparação com o Sol e com outras estrelas da vizinhança estelar.

A estrela, que está nos primeiros estágios de sua expansão em gigante vermelha, pode ser vista com binóculos como um objeto com magnitude 7 na constelação de Libra.

© DSS/Hubble (estrela HD 140283)

O poder observacional do Hubble foi usado para refinar a distância da estrela, que é de 190,1 anos-luz. Bond, e a sua equipe realizou essa medida usando a paralaxe trigonométrica, onde um desvio aparente na posição de uma estrela é gerado por uma mudança na posição do observador.

A paralaxe de estrelas próximas pode ser medida observando-as de lados opostos na órbita da Terra ao redor do Sol. A verdadeira distância da estrela com relação a Terra pode ser então precisamente calculada através de uma triangulação direta.

Uma vez que a distância verdadeira é conhecida, um valor exato para o brilho intrínseco da estrela pode ser calculado. Conhecer o brilho intrínseco da estrela é um pré-requisito fundamental para estimar a sua idade.

Antes da observação do Hubble, o satélite Hipparcos da ESA fez uma medida precisa da paralaxe da estrela, mas com uma idade medida de somente 2 bilhões de anos. Através do Hubble a medida de paralaxe foi feita de maneira virtualmente idêntica à usada pelo Hipparcos, embora a precisão de medida do Hubble é cinco vezes melhor que a do Hipparcos. A equipe de Bond conseguiu reduzir a incerteza na estimativa da idade que ficou cinco vezes mais precisa.

Com uma melhor manipulação do brilho da estrela, foi refinada a idade da estrela aplicando teorias contemporâneas sobre a taxa de queima da estrela, sua abundância química e sua estrutura interna. Novas ideias são que restos de hélio difundem mais profundamente no núcleo e assim a estrela tem uma menor queima de hidrogênio via fusão nuclear. Isso significa que ela usa o combustível de maneira mais rápida e que corresponde a menores idades.

Também, a estrela tem uma razão oxigênio/ferro mais alta que o previsto, e isso também contribui para abaixar a idade da estrela. Bond acredita que medidas futuras de oxigênio podem reduzir ainda mais a idade da estrela, pois a estrela teria se formado numa época tão distante que o Universo era mais rico em oxigênio. Abaixando o limite superior da idade da estrela faz com que ela eniquivocamente se torne mais jovem do que o Universo.

“Colocando todos os ingredientes juntos, nós temos uma idade de 14,5 bilhões de anos, com uma incerteza residual que faz com que a idade da estrela seja compatível com a idade do Universo”, disse Bond. “Essa é a melhor estrela no céu para se fazer cálculos precisos de idade, graças ao seu brilho e a sua proximidade”.

A estrela de Matusalém, tem visto muitas mudanças ao longo de sua vida. Ela provavelmente nasceu em uma galáxia primordial anã. A galáxia anã eventualmente foi gravitacionalmente capturada e sugada numa fusão com a Via Láctea ocorrida a 12 bilhões de anos atrás.

A estrela retém sua órbita alongada desse evento de canibalismo cósmico. Além disso, ela está passando através da vizinhança solar rapidamente, a 1,29 milhões de km por hora. Ela levará apenas 1.500 anos para atravessar um pedaço do céu que tem uma largura angular do tamanho da Lua Cheia. O movimento angular da estrela é de 0,13 miliarcos de segundo por hora, propiciando ao Hubble fotografar seu movimento em poucas horas.

Fonte: Astrophysical Journal Letters

Medindo o Universo com mais precisão

Ao fim de quase uma década de observações cuidadosas, uma equipe internacional de astrônomos mediu a distância à nossa galáxia vizinha, a Grande Nuvem de Magalhães, com mais precisão do que nunca.

© ESO/L. Calçada (ilustração de uma binária eclipsando)

Estas novas medições ajudam-nos a determinar melhor a taxa de expansão do Universo - a constante de Hubble - e são um passo crucial do sentido de compreendermos a misteriosa energia escura, que faz acelerar a expansão. As observações utilizaram telescópios do Observatório de La Silla do ESO, no Chile, assim como outros telescópios do mundo inteiro.

Os astrônomos determinam a escala do Universo medindo primeiro a distância a objetos próximos e usando depois essas distâncias como velas padrão para estimar distâncias cada vez maiores. No entanto, esta cadeia é apenas tão precisa quanto o seu elo mais fraco. Até agora, a medição precisa da distância à Grande Nuvem de Magalhães, uma das galáxias mais próximas da Via Láctea, provou ser algo complicado. Uma vez que as estrelas nesta galáxia são usadas para fixar a escala de distâncias a galáxias mais remotas, esta medição é muitíssimo importante.

As velas padrão são objetos para os quais se conhece o seu brilho absoluto. Ao observar quão brilhante um objeto nos parece - o brilho aparente - os astrônomos podem determinar a distância a que se encontram, objetos mais distantes parecem menos brilhantes. Exemplos de tais velas padrão são as variáveis do tipo Cefeide e as supernovas do tipo Ia. A grande dificuldade é calibrar a escala de distâncias, recorrendo a observações de tais objetos relativamente próximos de nós, e para os quais a distância pode ser calculada por outros métodos.
As variáveis do tipo Cefeide são estrelas instáveis brilhantes, que pulsam e variam em brilho. Existe uma relação muito clara entre a velocidade desta variação e o seu brilho. As Cefeides que pulsam mais rapidamente são mais tênues do que as que pulsam mais devagar. A relação período-luminosidade permite-nos usar estas estrelas como velas padrão para medir as distâncias às galáxias próximas.

Agora, observações cuidadosas de uma classe rara de estrelas duplas permitiu a dedução de um valor muito mais preciso da distância à Grande Nuvem de Magalhães: 163.000 anos-luz.
“Estou muito entusiasmado com este resultado porque há mais de cem anos que os astrônomos tentam medir com precisão a distância à Grande Nuvem de Magalhães, o que tem provado ser extremamente difícil,” diz Wolfgang Gieren (Universidad de Concepción, Chile) e um dos líderes da equipe. “Nós resolvemos este problema ao obter um resultado com uma precisão demonstrada de 2%.”
A melhoria na medição da distância à Grande Nuvem de Magalhães dá também distâncias mais precisas a muitas estrelas variáveis do tipo Cefeide. Estas estrelas brilhantes que pulsam, são usadas como velas padrão para medir distâncias às galáxias mais remotas e determinar a taxa de expansão do Universo, a constante de Hubble, o que, por sua vez, é a base para observar o Universo até às galáxias mais longínquas que podem ser hoje vistas com os telescópios atuais. Portanto, a maior precisão na distância à Grande Nuvem de Magalhães leva a uma redução imediata da imprecisão nas medições atuais de distâncias cosmológicas.
Os astrônomos conseguiram tornar mais precisa a distância à Grande Nuvem de Magalhães ao observar pares raros de estrelas, chamadas binários de eclipse. À medida que estas estrelas orbitam em torno uma da outra, vão passando também à frente uma da outra. Quando isto acontece, visto da Terra, o brilho total do binário diminui de determinado valor quando uma estrela passa em frente da outra e diminui de outro valor quando essa estrela passa por detrás. As variações de brilho dependem dos tamanhos relativos das estrelas, das suas temperaturas e cores e das características das órbitas.
Ao detectar estas variações no brilho e ao medir igualmente a velocidade orbital das estrelas, é possível determinar o tamanho das estrelas, as suas massas e as características das suas órbitas. Combinando estes dados com medições do brilho total e da cor das estrelas, podem ser determinadas distâncias muito precisas. As cores são medidas ao comparar o brilho das estrelas a diferentes comprimentos de onda no infravermelho.
Este método já foi utilizado anteriormente, mas apenas com estrelas quentes. No entanto, para esses casos têm que ser supostas determinadas condições e por isso as distâncias que daí se derivam não são tão precisas como desejaríamos. Agora, pela primeira vez, conseguiu-se identificar oito binários de eclipse muito raros, onde ambas as estrelas são gigantes vermelhas mais frias. Estas estrelas foram estudadas com todo o detalhe, o que originou valores para a distância muitíssimo precisos de até 2%.
“O ESO forneceu-nos o conjunto perfeito de telescópios e instrumentos necessários a este projeto: o HARPS, que mede velocidades radiais extremamente precisas de estrelas relativamente tênues e o SOFI, que faz medições precisas do brilho das estrelas no infravermelho,” acrescenta Grzegorz Pietrzyński (Universidad de Concepción, Chile e Observatório da Universidade de Varsóvia, Polônia), autor principal do novo artigo científico desta semana na Nature.
“Estamos trabalhando no sentido de melhorar ainda mais o nosso método e esperamos conseguir obter nos próximos anos uma distância à Grande Nuvem de Magalhães com um 1% de precisão. Este trabalho tem consequências tremendas, não apenas no campo da cosmologia, mas também em muitas outras áreas da astrofísica,” conclui Dariusz Graczyk, o segundo autor do novo artigo.

Fonte: ESO

A misteriosa estrutura de um buraco negro

O Swift J1357.2-0933 é um buraco negro envolto por um disco de gás com uma estrutura vertical (em vez de uma rosquinha), que continua se expandindo.

© IAC (ilustração de um buraco negro visto de lado)

Esta é a primeira vez que um buraco negro tem sido observado com esta inclinação e que é a primeira vez que detectam eclipses de brilho neste tipo de sistema.
A estrutura descrita no estudo poderia estar presente em muitos outros sistemas, o que tornaria o Swift J1357.2-0933 o protótipo de uma população até então oculta com uma inclinação elevada.
"Como um toróide (rosquinha) imenso que diariamente se expande." Isso é como Jesús Corral, pesquisador do Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), descreve a estranha, até então desconhecida, estrutura do sistema binário Swift J1357.2-0933, que consiste de uma estrela "normal" e um do buraco negro de massa estelar (que se alimenta de sua estrela companheira). A pesquisa segue as etapas da erupção do sistema, um evento que ocorre apenas uma vez em décadas ou séculos.
A equipe observou eclipses estranhos no sistema que durou e foram repetidas a cada poucos minutos. Esta constatação levou a duas conclusões: eles tinham que estar vendo a borda do buraco negro  (com uma inclinação de pelo menos 75 graus) e apresenta uma estrutura ímpar vertical dentro do disco de acreção do sistema. Em outras palavras, o material foi retirado da estrela companheira formando uma saída na forma de um redemoinho, comparável como a água que flui para baixo num ralo.
Como Jorge Casares, que também é pesquisador do IAC, co-autor do artigo, publicado na revista Science, explica: "este tipo de estrutura está, possivelmente, presente em muitos, ou em muitos binários de raios X,  a classe de sistemas a que o Swift J1357.2-0933 pertence. Assim, o objeto que temos observado poderia ser o protótipo de uma população até então oculto de sistemas altamente inclinadas em que o buraco negro está inserido. Estatisticamente, cerca de 20% de sistemas podem ser deste tipo.
Os buracos negros são formados após a morte de estrelas muito maciças, e sua detecção é complicada. "Uma vez que eles não emitem luz, eles são quase impossíveis de se encontrar, se eles estão sozinhos", diz Casares. "Nos casos em que eles têm uma estrela companheira, a probabilidade de detecção é muito maior, pois sua presença é detectada pelo processo de canibalização da estrela companheira pelo buraco negro." Isso explica por que, desde a primeira detecção de um tal sistema, em 1964, apenas 18 outros buracos negros foram encontrados em nossa Galáxia. O Swift J1357.2-0933, descoberto pelo satélite de raios X Swift e estudado pela equipe do IAC, é o mais recente na lista. Há mais 32 candidatos a buracos negros, mas estes ainda não foram confirmados.
Muitos binários de raios X se caracterizam por permanecerem inertes por décadas, até mesmo por séculos, e é fácil confundí-los com estrelas normais. Mas, sem aviso prévio, esses sistemas podem entrar em erupção, iluminando dramaticamente (em até um milhão de vezes o seu brilho normal), em qualquer parte da galáxia. Isto possibilita serem detectados por satélites na varredura do céu na frequência dos raios X. Depois de alguns meses o sistema volta a sua letargia.
No caso do Swift J1357.2-0933 mais dados foram recolhidos devido à sua relativa proximidade, estimada em 5.000 anos-luz e sua grande distância acima do plano da Via Láctea, onde a maior parte da matéria da Galáxia está concentrada, o que significa que a luz do sistema binário não é obscurecida pelo pó interestelar ou o brilho de estrelas próximas.
Os cientistas descobriram que o sistema tem um período muito curto, de apenas 2,8 horas. Nesse tempo a estrela companheira completa uma órbita ao redor do buraco negro. Eles também mediram a massa do buraco negro,sendo três vezes maior que a do Sol. "Isso é um limite inferior. De fato, a massa pode ser muito maior do que isso. Outras observações durante o período de repouso nos permitirá obter um valor mais preciso ", explica Corral.
No entanto, o mais insólito do sistema foram os eclipses. A partir de imagens tomadas com vários telescópios dos observatórios Teide e Roque de los Muchachos (IAC-80, Liverpool, Mercator e INT), verificou-se que ocorreu eclipses em que a luminosidade do sistema propiciou uma queda de 30% em apenas sete segundos, e que foram repetidas a intervalos mais longos, após alguns dias. "É a primeira vez que um fenômeno com estas características tem sido observado. Nenhum dos 50 binários de raios X transitórios conhecidos (18 confirmados com buracos negros e 32 candidatos)
produzem eclipses pela a estrela companheira.

O que poderia estar causando os eclipses? Eles não são produzidos pela estrela companheira uma vez que estas têm períodos orbitais de 2,8 horas e os eclipses são produzidos a cada poucos minutos e são de duração extremamente curta. O período em que os eclipses são repetidos se torna progressivamente maior a cada dia. Este aspecto sugere que os eclipses são produzidos por uma estrutura vertical que inicialmente está localizado perto do buraco negro e se move gradualmente para o exterior como uma onda a partir da parte interna do disco de acreção.
A estrutura pode ser caracterizada provavelmente como uma rosquinha, com o buraco negro permanentemente escondido no meio.

Fonte: IAC e Science

O enigma da rotação dos buracos negros

Dois observatórios de raios X, o Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) da NASA e o SMM-Newton da ESA, mediram de forma definitiva, pela primeira vez, a taxa de rotação de um buraco negro com uma massa equivalente a 2 milhões de vezes a do Sol.

© JPL (ilustração de um buraco negro)

O buraco negro supermassivo localiza-se no coração repleto de gás e poeira da galáxia conhecida como NGC 1365, e está girando a uma velocidade quase tão rápida quanto a permitida pela teoria da gravidade de Einstein.

© SSRO (galáxia NGC 1365)

A descoberta resolve um debate de longa data na astronomia sobre medidas similares feitas em outros buracos negros e levarão a entender melhor como eles e as galáxias se desenvolvem.

“Isso é muito importante para o campo da ciência dos buracos negros”, disse Lou Kaluzienski, um cientista do programa NuSTAR na sede da NASA em Washington.

As observações também funcionam como um poderoso teste para a teoria da relatividade geral de Einstein, que diz que a gravidade pode curvar o espaço-tempo, a fábrica que forma o nosso Universo, e a luz que viaja através dela.

“Nós podemos traçar a matéria à medida que colapsa em rotação na direção do buraco negro, usando os raios X emitidos das regiões muito próximas do objeto”, disse a coautora do novo estudo, Fiona Harrison, pesquisadora principal do NuSTAR e sediada no Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena. “A radiação que nós observamos é dobrada e distorcida pelos movimentos das partículas e pela extrema gravidade do buraco negro”.

O NuSTAR, da missão Explorer, lançada em Junho de 2012, foi desenhado para detectar os raios X de mais alta energia e em grande detalhe. Ele complementa telescópios que observam raios X de baixa energia como o XMM-Newton e como o observatório de raios X Chandra, da NASA. Os cientistas usam esses e outros telescópios para estimar a taxa com a qual os buracos negros executam o seu movimento de rotação.

Até agora, essas medidas não eram certas pois as nuvens de gás podiam obscurecer os buracos negros confundindo os resultados. Com a ajuda do XMM-Newton, o NuSTAR foi capaz de ver um intervalo muito maior de energias de raios X e penetrar profundamente na região localizada ao redor do buraco negro. Os novos dados demonstram que os raios X não estão sendo dobrados pelas nuvens, mas sim pela tremenda gravidade do buraco negro. Isso prova que a taxa de rotação dos buracos negros supermassivos pode ser determinada de forma conclusiva.

© JPL (setor do espectro eletromagnético do XMM-Newton e NuSTAR)

“Se eu pudesse adicionar um instrumento ao XMM-Newton, esse instrumento seria um telescópio como o NuSTAR”, disse Norbert Schartel, cientista de Projeto do XMM-Newton do Centro da Agência Espacial Europeia em Madrid. “Os raios X de alta energia fornecem uma peça essencial para resolver esse problema”.

Medir a rotação de um buraco negro supermassivo é fundamental para entender sua história passada e da sua galáxia hospedeira também.

“Esses monstros, com massas de milhões a bilhões de vezes a massa do Sol, são formados como pequenas sementes no início do Universo e crescem engolindo estrelas e gás de suas galáxias hospedeiras, fundindo-se com outros buracos negros gigantes quando as galáxias colidem, ou ambos”, disse o autor principal do estudo Guido Risaliti do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics em Cambridge, Mass., e do Italian National Institute for Astrophysics.

Os buracos negros supermassivos são envoltos por discos de acreção, formados à medida que a sua gravidade puxa matéria para o seu interior. A teoria de Einstein prevê que quanto mais rápido um buraco negro gira, mais próximo do buraco negro o disco de acreção se localiza, e a gravidade do buraco negro irá dobrar o jato de luz de raio X que expeliu do disco.

Os astrônomos procuram por esses efeitos de dobras para analisar os raios X emitidos pelo ferro circulando no disco de acreção. Nesse novo estudo, eles usaram tanto o XMM-Newton, como o NuSTAR de forma simultânea para observar o buraco negro na NGC 1365. Enquanto que o XMM-Newton revelou que a luz do ferro estava sendo dobrada, o NuSTAR provou que essa distorção era proveniente da gravidade do buraco negro e não das nuvens de gás na sua vizinhança. Os dados do NuSTAR sobre os raios X de alta energia  mostraram que o ferro estava tão perto do buraco negro que a gravidade deveria causar esse efeito de dobra.

Com a possibilidade do obscurecimento das nuvens descartado, os cientistas podem agora usar as distorções na assinatura do ferro para medir a taxa de rotação do buraco negro. As descobertas podem ser aplicadas a alguns outros buracos negros, removendo assim as incertezas nas medidas anteriores da taxa de rotação dos mesmos.

Fonte: JPL e Nature