O ponto sob o ponto de interrogação cósmico

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

© J. J. Priego (NGC 5195)

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

© Hubble (M51)

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

Fonte: NASA

O trio de Sagitário

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

© Tony Hallas (Trio de Sagitário)

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

Fonte: NASA

Projeto inicia exploração da energia escura

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

© Fermilab (DECam montada no telescópio)

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

© DES (telescópio Blanco)

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Fonte: Folha de São Paulo e Fermilab

Descoberto asteroide troiano de Urano

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

© UBC (asteroide troiano de Urano)

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

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

© UBC (movimento do asteroide troiano de Urano)

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

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

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

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

Fonte: Science

A estrela gêmea mais velha do Sol

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

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

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

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

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

Fonte: ESO

A brilhante nebulosa planetária NGC 7027

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

© Hubble (NGC 7027)

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

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

Fonte: NASA

Esculpida por estrelas de elevada massa

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

© ESO (NGC 6357)

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

Fonte: ESO

Buraco negro ejeta jato de gás

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

© Hubble (jatos ejetados por buraco negro)

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

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

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

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

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

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

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

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

Fonte: NASA

Galáxias espirais em colisão

O que essas galáxias se tornarão?

© Gemini (ARP 271)

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

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

Fonte: NASA

Descoberto exoplaneta com rápida translação

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Fonte: Astrophysical Journal

Asteroide passa pela Nebulosa de Órion

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

© WISE (asteroide na Nebulosa de Órion)

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

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

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

Fonte: NASA

O mistério dos núcleos ativos de galáxias

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

© NRAO (galáxia 3C353)

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Fonte: Centro de Astrofísica da Universidade do Porto

O drama da formação estelar

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

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

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

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

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

Fonte: ESO

Os planetas livres na Via Láctea

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

© Brian Davis (Nebulosa Rosette)

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

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

© ESO/M. Mäkelä (Nebulosa Rosette)

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

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

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

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

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

Fonte: Astronomy & Astrophysics

Magnetar com intensos campos magnéticos

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

© ESA (ilustração de uma magnetar)

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Fonte: ESA