quinta-feira, 29 de setembro de 2011
Nova anatomia em torno de buraco negro
A nebulosa do Pacman
Estrelas de grande massa são importantes pois elas são responsáveis por grande parte da energia que é bombeada dentro da nossa galáxia durante a sua vida.
© NASA (NGC 281 em raios-X e infravermelho)
Infelizmente, essas estrelas são pouco entendidas pois elas são poucas e estão localizadas relativamente longe além de poderem ser obscurecidas pelo gás e pela poeira. O aglomerado de estrelas NGC 281, é uma exceção a essa regra. Ele está localizado a aproximadamente 6.500 anos-luz de distância da Terra e, de maneira impressionante, está localizado a quase 1.000 anos-luz acima do plano da galáxia, dando aos astrônomos um ponto de vista quase não afetado da formação de estrelas que acontece dentro dele.
Essa imagem composta do NGC 281 contém dados de raios-X do Chandra, mostrados em roxo, com observações em infravermelho do Spitzer mostradas em vermelho, verde e azul. As estrelas de grande massa no NGC 281 dirigem muitos aspectos do ambiente galáctico através de poderosos ventos fluindo de suas superfícies e da intensa radiação que cria partículas carregadas arrancando elétrons dos átomos. A morte eventual de estrelas massivas, como supernovas também alimentarão a galáxia com matéria e energia.
O NGC 281 é conhecido informalmente como a Nebulosa do Pacman, pois ela tem uma aparência em imagens ópticas com o Pacman dos jogos. Nas imagens ópticas, como a apresentada abaixo, a boca do Pacman aparece escura pois é obscurecida pela poeira e pelo gás, mas nas imagens infravermelhas do Spitzer a poeira na região brilha fortemente.
© NASA (NGC 281 no óptico)
O NGC 281 é normalmente dividido em duas sub-regiões: a região na metade superior da imagem, que é envolta por um gás roxo com temperatura de 10 milhões de graus, e uma região mais jovem na parte inferior da imagem. Existe a evidência de que a formação de um aglomerado que aparece na parte inferior direita da imagem foi disparada por uma geração anterior de formação de estrelas. Também, os astrônomos encontraram algumas regiões de formação de estrelas isoladas no lado esquerdo da imagem que parecem ter ocorrido na mesma época da formação de estrelas em outras regiões do aglomerado. Isso suporta a ideia que algo externo está disparando o elevado nascimento de estrelas no NGC 281.
Fonte: NASA
Aglomerados de galáxias confirmam Teoria da Relatividade
A Teoria Geral da Relatividade prevê que a luz emitida por estrelas e galáxias pode ser desviada pela gravidade.
© Hubble (aglomerado de galáxias Abell 1689)
Contudo, até hoje nunca havia sido possível testar a teoria da gravidade de Einstein em escalas maiores do que o Sistema Solar.
Agora, astrofísicos dinamarqueses conseguiram medir o quanto a luz emitida por aglomerados de galáxias é afetada pela gravidade.
E as observações confirmam as previsões teóricas, não apenas as de Einstein, mas também as hipóteses mais recentes da energia escura e da matéria escura.
Observações de grandes distâncias no Universo são baseadas em medições do desvio para o vermelho, que é um fenômeno onde o comprimento de onda da luz de corpos celestes distantes é deslocado mais para o vermelho quanto maior é a distância que essa luz percorre.
O desvio para o vermelho indica o quanto o Universo se expandiu desde que a luz foi emitida até sua detecção na Terra.
Além disso, de acordo com a Teoria Geral da Relatividade de Einstein, a luz é afetada pela gravidade de grandes massas, como aglomerados de galáxias, o que provoca um desvio para o vermelho gravitacional da luz. Mas a influência gravitacional sobre a luz nunca havia sido medida em uma escala cosmológica.
Radek Wojtak e seus colegas Steen Hansen e Hjorth Jens, da Universidade de Copenhangue, analisaram medições da luz de galáxias em cerca de 8.000 aglomerados de galáxias.
Os pesquisadores estudaram as galáxias localizadas no centro dos aglomerados e galáxias na borda dos aglomerados, e mediram os comprimentos de onda da luz emitida por elas.
Em seguida, eles mediram a massa total do aglomerado de galáxias e, com isso, obtiveram seu potencial gravitacional.
Usando a Teoria da Relatividade Geral, calcularam o desvio para o vermelho gravitacional para as diferentes localizações das galáxias no interior dos aglomerados.
Descobriram que os cálculos teóricos do desvio para o vermelho gravitacional baseados na Teoria da Relatividade Geral estão em completo acordo com as observações astronômicas.
A análise das observações dos aglomerados de galáxias mostra que o desvio para o vermelho da luz é proporcionalmente deslocado em relação à influência gravitacional do aglomerado de galáxias.
A comprovação em escala cosmológica da Teoria Geral da Relatividade propicia uma forte indicação da presença da energia escura.
Fonte: Nature
quarta-feira, 28 de setembro de 2011
Buracos negros primordiais e matéria escura
Uma nova ideia pode ajudar os cientistas a detectar evidências da matéria escura; ao prestar atenção em ondulações na superfície das estrelas, as vibrações poderiam indicar que um estranho objeto de matéria escura, hipotético, conhecido como um buraco negro primordial, passou através delas.
© Princeton University(efeito de um buraco negro primodial)
Esta imagem ilustra as ondas de vibração, resultando como um buraco negro primordial (pontos brancos) que passa pelo centro de uma estrela. As diferentes cores correspondem à densidade do buraco negro primordial e a força da vibração.
As ondulações poderiam fornecer a prova observável da matéria escura, que os cientistas acreditam que é responsável por mais de 80% de toda a matéria no Universo, mas até agora não foi detectada. Identificar um buraco negro primordial teria profundas implicações para nossa compreensão da origem do Universo e da matéria escura.
Os cientistas acreditam que apenas 4% do Universo é composto de material ordinário, que nós podemos ver. O resto é uma coisa estranha, chamada de energia escura e matéria escura.
Embora a matéria escura teoricamente domine o Universo, os cientistas ainda não a observaram diretamente, apenas inferiram sua existência através de efeitos gravitacionais sobre a matéria que eles podem ver.
O novo estudo pode ajudar os cientistas a obter um melhor controle sobre o que é a matéria escura. Para isso, eles simularam o que aconteceria se um buraco negro primordial passasse por uma estrela.
Buracos negros primordiais são remanescentes teóricos do Big Bang, o evento explosivo que criou o Universo. Esses objetos estranhos, que ainda não foram observados, são uma das várias estruturas cósmicas que podem ser a fonte de matéria escura.
Buracos negros primordiais são muito menores do que os buracos negros “normais” e, portanto, não engolem uma estrela e toda a sua luz. Ao contrário, suas colisões com estrelas causariam vibrações perceptíveis nas superfícies das estrelas.
As simulações dos pesquisadores também colocam alguns números em quão grande um buraco negro primordial teria que ser para causar uma ondulação perceptível. Eles descobriram que um objeto com a massa de um asteroide de tamanho decente provocaria o fenômeno.
Se buracos negros primordiais existirem de verdade, os cientistas devem ser capazes de detectar um em algum ponto. A Via Láctea tem 100 bilhões de estrelas, então cerca de 10.000 eventos detectáveis devem estar acontecendo a cada ano na nossa galáxia.
Os resultados da pesquisa foram publicados este mês na revista Physical Review Letters.
Fonte: LiveScience
Arco esculpido por lente gravitacional
O Telescópio Espacial Hubble captou uma imagem de uma impressionante estrutura em um aglomerado de galáxias ao redor de um objeto chamado de LRG-4-606.
© NASA/ESA (aglomerado de galáxias LRG-4-606)
A sigla LRG significa Luminous Red Galaxy, e é o acrônimo dado para uma grande coleção de galáxias brilhantes e vermelhas encontradas usando o projeto Sloan Digital Sky Survey, ou SDSS. Esses objetos são na sua maioria galáxias massivas elípticas compostas por uma grande quantidade de estrelas velhas.
É interessante contemplar o número de estrelas que essa imagem deve conter, algo em torno de centenas de bilhões, mas além disso ela apresenta um dos fenômenos mais estranhos conhecido pelos astrônomos. Essa galáxia vermelha em particular e as suas galáxias companheiras ao redor, parecem estar posicionadas de modo que o campo gravitacional gerado por elas tem um efeito dramático.
À esquerda do centro da imagem, galáxias azuis no plano de fundo foram esticadas e dobradas ganhando a forma de um arco azul estreito e apagado. Isso acontece devido a um efeito conhecido como lente gravitacional. O aglomerado de galáxias tem um campo gravitacional tão grande que ele curva o espaço ao seu redor e amplifica a luz das estrelas provenientes das galáxias mais distantes. A lente gravitacional normalmente cria arcos alongados e aqui, normalmente, o alinhamento das galáxias fez com que arcos separados se combinassem formando um meio círculo.
Essa imagem foi gerada a partir de uma coleção de imagens feitas nos comprimentos de onda do visível e do infravermelho próximo pela Wide Field Camera 3 do Telescópio Espacial Hubble. O campo de visão da imagem acima é de aproximadamente 3 por 3 arcos de minuto.
Fonte: NASA
Delicie-se com a Nebulosa do Ovo Frito
Utilizando o VLT (Very Large Telescope) do ESO astrônomos focalizaram uma estrela colossal pertencente a uma das mais raras classes de estrelas no Universo, as hipergigantes amarelas.
© ESO (Nebulosa do Ovo Frito)
Esta nova imagem é a melhor jamais obtida para uma estrela desta classe e mostra pela primeira vez uma enorme concha dupla de poeira rodeando a hipergigante central. A estrela e a sua concha parecem-se com a clara de um ovo em torno da gema central, o que levou os astrônomos a darem-lhe o nome de Nebulosa do Ovo Frito.
A estrela monstruosa, conhecida como IRAS 17163-3907 tem um diâmetro de cerca de mil vezes maior do que o do nosso Sol. A uma distância de cerca de 13.000 anos-luz da Terra, é a hipergigante amarela mais próxima de nós encontrada até hoje e as novas observações mostram que brilha cerca de 500.000 vezes mais intensamente do que o Sol.
As observações da estrela e a descoberta das suas conchas envolventes foram feitas pela câmara infravermelha VISIR montada no VLT. As imagens obtidas são as primeiras que mostram claramente o material que rodeia a estrela e revelam claramente duas conchas quase perfeitamente esféricas.
Se a Nebulosa do Ovo Frito fosse colocada no centro do Sistema Solar, a Terra ficaria bem no interior da própria estrela e o planeta Júpiter orbitaria mesmo por cima da sua superfície. A concha muito maior que envolve a estrela englobaria todos os planetas, planetas anões e ainda alguns dos cometas que orbitam muito além da órbita de Netuno. A concha exterior tem um raio 10.000 vezes maior que a distância da Terra ao Sol.
As hipergigantes amarelas estão numa fase extremamente ativa da sua evolução, sofrendo uma série de eventos explosivos; esta estrela já ejetou quatro vezes a massa do Sol em apenas algumas centenas de anos. Estima-se que a massa total desta estrela seja aproximadamente vinte vezes a massa do Sol. O material ejetado durante estas explosões formou a extensa concha dupla da nebulosa, a qual é constituída por poeira rica em silicatos misturada com gás.
Esta atividade mostra igualmente que a estrela deverá sofrer brevemente uma morte explosiva; será uma das próximas explosões de supernova na nossa Galáxia. Depois de queimarem todo o seu hidrogênio, todas as estrelas com dez ou mais massas solares tornam-se supergigantes vermelhas. Esta fase termina quando a estrela acaba de queimar todo o seu hélio. Algumas destas estrelas de grande massa passam então apenas alguns milhões de anos na fase de pós-supergigante vermelha como hipergigantes amarelas, um tempo relativamente curto na vida de uma estrela, antes de evoluírem rapidamente para outro tipo de estrela incomum chamada uma variável azul luminosa. Estas estrelas quentes e brilhantes variam constantemente em luminosidade e perdem matéria devido aos fortes ventos estelares que ejetam. No entanto, este não é o fim da aventura da evolução destas estrelas, já que em seguida podem transformar-se num tipo diferente de estrelas instáveis conhecidas por estrelas Wolf-Rayet antes de terminarem as suas vidas numa violenta explosão de supernova. As supernovas fornecem ao meio interestelar circundante muitos elementos químicos necessários e as ondas de choque resultantes podem dar origem à formação de novas estrelas.
Fonte: ESO
terça-feira, 27 de setembro de 2011
A existência do exoplaneta Fomalhaut b
À medida que os astrônomos continuam descobrindo planetas extrassolares às dúzias, a existência do exoplaneta Fomalhaut b tornou-se duvidosa.
© Hubble (imagem feita pelo Hubble do anel ao redor de Fomalhaut)
Revelado em 2008, o pequeno ponto avistado em torno de Fomalhaut, uma estrela a apenas 7,7 parsecs do nosso Sistema Solar, foi caracterizado como o primeiro exoplaneta a ser observado diretamente em comprimentos de onda ópticos. Dados apresentados na semana passada numa conferência exoplanetária no Parque Nacional de Grand Teton, no estado americano do Wyoming, mostrou que Fomalhaut b se movia de um modo inesperado.
Até agora, Fomalhaut b tinha tudo para ser um planeta extrassolar perfeito. Duas imagens obtidas pelo Hubble, em 2004 e 2006, foram usadas para mostrar como o planeta traça uma órbita regular mesmo antes de um anel luminoso de poeira que rodeia Fomalhaut. Dizia-se que a gravidade do planeta estava auxiliando na limpeza de poeira perto do anel, o que lhe dava uma fronteira interior mais detalhada.
Paul Kalas, astrônomo da Universidade da Califórnia, em Berkeley, e autor principal do estudo de 2008, diz que a imagem mais recente indica que a órbita do planeta corta o disco de poeira. E isso levou a que Ray Jayawardhana, astrônomo da Universidade de Toronto no Canadá, questionar a existência do planeta. Numa tal trajetória, a influência gravitacional do planeta teria que perturbar o bem delineado disco.
Kalas reconhece que os dados mais recentes são confusos, mas permanece confiante que Fomalhaut b é um planeta. Centenas de exoplanetas já foram detectados indiretamente ao medir a sua influência gravitacional nas estrelas que orbitam ou ao registar mudanças de brilho à medida que passam em frente da estrela-mãe. Apenas um punhado de planetas foram diretamente observados.
Fomalhaut b é já visto como incomum entre os exoplanetas. É demasiado brilhante no visível para algo com apenas várias vezes o tamanho de Júpiter. E observações terrestres subsequentes no infravermelho foram improdutivas, mesmo embora esta seja a parte do espectro onde os jovens planetas quentes sejam mais brilhantes.
Kalas diz que uma explicação para o sistema Fomalhaut é que é mais velho do que se pensa, e por isso mais frio e mais tênue no infravermelho. O excessivo brilho óptico pode ser explicado se o planeta for rodeado por material brilhante, tal como Saturno é rodeado por um sistema de anéis, o que aumenta o seu albedo global.
Jayawardhana afirma que só este argumento deveria expulsar Fomalhaut b da lista de planetas observados diretamente, dado que a luz está vindo da poeira e não da superfície do planeta.
Os dados novos, entre eles a nova órbita que corta o disco de poeira, só acrescentam ao mistério. Kalas diz que pode só ser um problema com a imagem mais recente. As imagens de 2004 e 2006 foram obtidas através de um canal de alta resolução da câmara ACS (Advanced Camera for Surveys) do Hubble que falhou em 2007 e não foi restaurado quando a câmara foi reativada em 2009.
Para a imagem mais recente, Kalas teve que recorrer a outro instrumento do Hubble, o STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph). A alteração para um detector diferente pode explicar o ligeiro desvio do planeta da sua posição esperada e por isso já marcou tempo de observação no Hubble para obter outra imagem com o mesmo instrumento em 2012. Se o movimento inesperado do planeta persistir, ele diz que é ainda possível explicar o porquê do disco em torno da estrela permanecer não perturbado: talvez a sua equipe esteja vendo o planeta ao mesmo tempo que alguma instabilidade dinâmica no sistema estelar o esteja afastando do seu percurso.
Christian Marois, do Instituto de Astrofísica Herzberg em Victoria, no Canadá, não gosta dos argumentos que se baseiam na coincidência. Com um período orbital de aproximadamente 800 anos, Fomalhaut b teria que ter mudado de órbita há bem pouco tempo.
Marois diz que é mais provável que Kalas esteja ajustando sua análise ao instrumento do Hubble, e que a órbita original permanece. Só o fato de Kalas ter avistado novamente Fomalhaut b em 2010 "é outra confirmação de que este objeto é real".
Jean Schneider, astrônomo do Observatório de Paris que mantém a base de dados do site exoplanet.eu, afirma que Fomalhaut b irá permanecer na lista. Mas no dia 22 de Setembro, acrescentou um comentário na entrada do planeta, dizendo que dúvidas foram levantadas.
Num e-mail enviado por Kalas a Schneider, este escreve que, para ser justo, Schneider também deveria fazer menção das dúvidas associadas com 1RXJ1609, um planeta observado diretamente no infravermelho que Jayawardhana co-descobriu e anunciou em 2008, poucos meses antes do anúncio de Fomalhaut b.
Esta disputa rancorosa mostra que ainda precisamos evoluir o conhecimento sobre os exoplanetas.
Fonte: Astronomia On Line
sábado, 24 de setembro de 2011
Quem veio primeiro: as galáxias ou seus buracos negros?
Estudos anteriores haviam mostrado que, à medida que uma galáxia cresce e evolui, parecia acontecer o mesmo com o buraco negro, pelo menos nos grandes aglomerados.
Mas, usando dados do telescópio espacial Hubble, astrônomos acharam pequenas galáxias no Universo desproporcionais ao tamanho de seus buracos negros.
“Eles parecem estar fora de sincronia, de alguma maneira fundamental”, explica a astrônoma Sandra Faber. “Estes buracos negros são muito maciços, dado o seu conteúdo estelar. Eles cresceram muito rápido. Os buracos ficaram à frente das galáxias jovens”, completa Sandra.
Algo ainda mais intrigante é que uma protuberância reveladora de estrelas associadas com super-buracos negros estão visivelmente ausentes nos buracos menores, sugerindo que possa haver mais de uma maneira de um buraco negro crescer.
As novas descobertas são baseadas no estudo de 28 galáxias anãs amontoadas a cerca de 10 bilhões de anos-luz da Terra. Apesar de buracos negros, por definição, não poderem ser vistos, os astrônomos olham para a radiação de estrelas em torno do buraco negro para descobrir seu tamanho e características.
A pesquisa poderá mudar o pensamento dos cientistas sobre os ambientes em que as galáxias crescem e sobre o desenvolvimento de buracos negros.
sexta-feira, 23 de setembro de 2011
Novos exoplanetas achados por cientistas amadores
Os candidatos a planetas orbitam suas estrelas hospedeiras com períodos variando de 10 a 50 dias – muito menor do que os 365 dias que a Terra leva para orbitar o Sol. Eles também têm raios que alcançam em tamanho de dois anos e meio a oito vezes o raio da Terra. Apesar das diferenças, um dos exoplanetas poderia ser rochoso, mais semelhante à Terra. No entanto, nenhum deles está na chamada “zona habitável”, onde água líquida e, portanto vida como a conhecemos, poderia existir.
A equipe de astrônomos do Planet Hunters já anunciou a descoberta de 1.200 candidatos a exoplanetas, mas tinha descartado os dois encontrados pelos usuários do Planet Hunters. “Esses candidatos iriam passar despercebidos se não existissem os cientistas-cidadãos”, disse Meg Schwamb, pesquisadora de Yale E co-fundadora do Planet Hunters. “Obviamente que o projeto on-line não substitui a análise que está sendo feita pela equipe do Kepler, mas tem provado ser uma ferramenta valiosa na busca por outros mundos,” explicou.
Desde que o projeto de ciência on-line Planet Hunters foi lançado, em dezembro de 2010, cerca de 40 mil usuários de todo o mundo têm ajudado astrônomos profissionais da Universidade de Yale. Do conforto de suas casas, os ‘cientistas-cidadãos’ analisam a luz de 150 mil estrelas na esperança de descobrir planetas parecidos com a Terra orbitando em torno delas. Nessa missão, os usuários contam com a ajuda da sonda Kepler, da NASA que foi lançada em 2009 para detectar a existência de novos planetas. Quanto maior o número de pessoas on-line, mais informação ela captura.
Segundo a astrônoma Debra Fischer, o público tem papel importante nesse projeto, pois ajudou a financiá-lo com o dinheiro de seus impostos. “É justo que esses dados sejam colocados em domínio público, não apenas como resultados científicos, mas de uma forma onde as pessoas possam participar ativamente da caça”, disse Fischer. “O programa espacial é um tesouro nacional – um monumento à curiosidade da América sobre o Universo. É um momento excitante para se estar vivo e ver essas incríveis descobertas que estão sendo feitas”, afirmou.
Usuários do Planet Hunters estão agora vasculhando os próximos 90 dias de dados da sonda Kepler na esperança de novos achados. “Isso é o que encontramos após um olhar preliminar da primeira rodada de dados da Kepler,” disse Fischer. “Não há dúvida de que, com cada nova rodada, haverá muito mais descobertas”. Foi apenas o primeiro passo. Que tal você dar o próximo?
quarta-feira, 21 de setembro de 2011
Os jatos flamejantes de um buraco negro
Um pássaro zangado no céu
Para além do gás brilhante, outro sinal de formação estelar na IC 2944 consiste numa série de glóbulos negros opacos que aparecem em silhueta sob o fundo vermelho, em algumas partes da imagem. São exemplos de um tipo de objetos chamados glóbulos de Bok. Aparecem escuros porque absorvem radiação do fundo luminoso. No entanto, observações destes glóbulos escuros com telescópios infravermelhos, que observam através da poeira que normalmente bloqueia a radiação visível, revelaram estrelas se formando no interior de muitos deles.
A coleção mais proeminente de glóbulos de Bok nesta imagem é conhecida por Glóbulos de Thackeray, devido ao astrônomo sul americano que os descobriu nos anos 1950. Visíveis no seio de um grupo de estrelas brilhantes, em cima e à direita na imagem, estes glóbulos aparecem numa imagem famosa obtida com o Telescópio Espacial Hubble, da NASA/ESA (link).
Enquanto o Hubble obtém uma imagem de uma pequena região do céu em grande detalhe, o Wide Field Imager, montado no telescópio MPG/ESO de 2,2 metros no Observatório de La Silla do ESO, captura imagens muito maiores, cobrindo uma área do céu aproximadamente do tamanho da Lua Cheia. Tal como uma lente zoom que permite ao fotógrafo escolher o enquadramento mais apropriado a uma fotografia, também os diferentes campos oferecidos por diferentes telescópios permitem aos cientistas obter dados complementares no estudo de objetos astronômicos que cobrem uma extensa região do céu.
Se as estrelas que fizeram casulo nos glóbulos de Thackeray estão ainda em gestação, as estrelas do aglomerado IC 2948 embebidas no interior da nebulosa são as suas irmãs mais velhas. Ainda jovens em termos estelares, com apenas alguns milhões de anos de idade, estas estrelas brilham intensamente e a sua radiação ultravioleta fornece muita da energia que ilumina a nebulosa. Estas nebulosas brilhantes têm uma vida relativamente curta em termos astronômicos (tipicamente alguns milhões de anos), o que significa que a Nebulosa Lambda Centauri irá eventualmente desvanecer à medida que perde gás e combustível de radiação ultravioleta.