Dois novos exoplanetas menores que a Terra

Descoberto um par de exoplanetas ainda mais diminutos que os outros dois anunciados recentemente pela NASA.

© Charpinet (ilustração dos exoplanetas ao redor da estrela KOI 55)

Os astros recém-descobertos são remanescentes de planetas gigantes que foram engolidos por sua estrela e depois "cuspidos" como "caroços".

A descoberta foi feita com a análise de dados do mesmo telescópio espacial, o Kepler, mas por um grupo diferente, liderado pelo francês Stephane Charpinet.

Os novos planetas têm 86,7% e 75,9% do raio da Terra e massas estimadas em 44% e 65%. Eles têm órbita muito próxima de sua estrela e possui superfície quente demais para abrigar água líquida e vida.

O aspecto mais inusitado dos planetas é que no centro do sistema estelar que os abriga está a KOI 55, estrela de idade avançada e que já passou pela fase em que se torna uma gigante vermelha.

É o mesmo destino previsto para o Sol, daqui a 5 bilhões de anos, quando o hidrogênio, combustível para a fusão nuclear em seu interior, começar a se esgotar.

No passado, os planetas em torno de KOI 55, batizados apenas como KOI 55.01 e KOI 55.02, eram provavelmente astros com tamanhos similares aos de Júpiter e Saturno, os gigantes gasosos do Sistema Solar.

Quando a estrela começou a virar uma gigante vermelha, sua atmosfera estelar começou a se expandir tanto que encobriu os dois planetas.

O grupo de Charpinet descreve no estudo o que acha que ocorreu após a estrela "engolir" os exoplanetas. Esse astros só acabaram engolfados na atmosfera estelar porque, apesar de ser grandes, tinham órbitas curtas, como a Terra.

"Enquanto eles iam cavando seu caminho em meio ao envelope estelar, iam perdendo toda a camada exterior de gás e expelindo também o gás da atmosfera da gigante vermelha, fazendo-a perder massa", explicou Betsy Green, da Universidade do Arizona, astrônoma que participou do estudo.

Se os planetas fossem pequenos naquela época, provavelmente não teriam sobrevivido. Só existem hoje porque começaram com uma quantidade de massa grande antes de sofrer atrito.

Os planetas acabaram varrendo para fora a atmosfera da gigante vermelha, que pode ter perdido mais de 50% de sua massa. Agora ela é uma estrela da classe das sub-anãs quentes tipo B, que possuem um núcleo de hélio inerte e geram energia por fusão nuclear em camadas mais exteriores.

A descoberta dos planetas ocorreu meio por acaso. Charpinet e Green começaram a observar a KOI 55 para entender os modos de vibração da estrela, que exibe movimentos similares aos terremotos da Terra. A vibração causa oscilações no brilho que podem revelar propriedades interessantes da estrela, como sua massa e seu raio.

Mas duas das oscilações periódicas que os cientistas detectaram tinham períodos de cinco a oito horas, longos demais para terremotos.

Charpinet concluiu que a probabilidade maior era a de que a oscilação de brilho estivesse sendo causada por planetas refletindo a luz de KOI 55, assim como os períodos da Lua refletem luz solar em quantidade diferente para a Terra.

Os planetas rebatem uma quantidade enorme de luz, pois estão a menos de um centésimo da distância que a Terra está do Sol.

Fonte: Nature

Pulsar num remanescente de supernova

Dados do observatórios de raios-X Chandra da NASA e do XMM-Newton da ESA foram combinados para descobrir um pulsar jovem nos restos de uma supernova localizada na Pequena Nuvem de Magalhães.

© NASA/ESA (pulsar SXP 1062)

Isto pode ser a primeira vez que um pulsar, uma estrela muito densa, foi encontrado em um remanescente de supernova na Pequena Nuvem de Magalhães, uma diminuta galáxia satélite da Via Láctea.
Duas equipes diferentes de cientistas estimam que o remanescente de supernova em torno do pulsar SXP 1062 tem entre 10.000 e 40.000 anos. Isto significa que o pulsar é muito jovem, do ponto de vista astronômico, desde que foi supostamente formado na mesma explosão que produziu o remanescente de supernova.

A pesquisa começou com modelos teóricos para entender a evolução deste objeto incomum. Os dados ópticos também exibe formações espetaculares de gás e poeira em uma região de formação estelar no lado esquerdo da imagem. Uma comparação entre a imagem do Chandra com imagens ópticas mostram que o pulsar tem um companheiro quente e maciço.
Os astrônomos estão interessados ​​no SXP 1062 porque os dados do Chandra e do XMM-Newton mostram que ele está girando muito lentamente, uma vez a cada 18 minutos. Em contrapartida, alguns pulsares giram várias vezes por segundo, incluindo a maioria dos pulsares recém-nascidos.

Na imagem os dados em raios-X do Chandra e do XMM-Newton estão em azul e os dados ópticos do Observatório Interamericano Cerro Tololo, no Chile, estão em vermelho e verde. O pulsar SXP 1062 é a fonte luminosa em branco localizado no lado direito da imagem no meio da emissão difusa em azul dentro de um escudo vermelho.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Dois exoplanetas do tamanho da Terra

Foram encontrados dois mundos do tamanho da Terra em órbita de uma estrela similar ao nosso Sol, em outro grande avanço na busca pelos chamados exoplanetas.

© NASA (ilustração dos exoplanetas Kepler-20e e Kepler-20f)

Um dos exoplanetas é apenas 3% maior do que a Terra e o outro, 13% menor, de proporção um pouco inferior à de Vênus.

Pressupõe-se que os planetas tenham uma composição rochosa similar à da Terra, mas eles orbitam tão perto de sua estrela, a Kepler-20, que a temperatura provavelmente seria alta demais para possibilitar a vida. O exoplaneta maior, Kepler-20f, completa um ano em 19,5 dias e deve ter uma atmosfera espessa de vapor d'água, enquanto o menor, Kepler-20e, dá uma volta completa na estrela em apenas 6,1 dias.

A descoberta dos dois foi uma façanha técnica. Eles são os menores exoplanetas encontrados desde que o primeiro mundo além do nosso Sistema Solar foi detectado oficialmente, em 1995. Sua distância também é enorme: a Kepler-20 fica a 3,9 mil anos-luz da Terra. Até agora, 708 planetas foram detectados em 534 sistemas solares, segundo um cálculo compilado pela Enciclopédia de Planetas Extrassolares.

Quase todos são gigantes gasosos ou estão situados perto ou longe demais de sua estrela para permitir que haja água em estado líquido. Apenas três foram confirmados como rochosos e orbitam a "zona Goldlocks", onde a temperatura é agradável. Dois deles, Gliese 581d e HD 85512b, orbitam estrelas mais frias e menores que o Sol. O terceiro é o Kepler-22b, anunciado em 5 de dezembro, que tem 2,4 vezes o tamanho da Terra e orbita uma estrela similar ao Sol a cada 290 dias.

As duas novas descobertas foram encontradas por uma equipe chefiada por François Fressin, do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, usando o telescópio espacial orbital Kepler, da NASA, que monitora mais de 150 mil estrelas a partir de minúsculas variações de luz. O sinal detectado pelo telescópio pode ser devido à um exoplaneta que está passando em frente a uma estrela.

Fonte: Nature

Alinhamento de galáxias gera ferradura cósmica

Uma interessante galáxia aparece circulada nessa imagem feita pelo telescópio espacial Hubble.

© Hubble (galáxia LRG 3-757)

A galáxia, uma das galáxias de um grupo conhecido como Galáxias Luminosas Vermelhas, tem uma grande massa pouco comum, algo em torno de 10 vezes a massa da Via Láctea. Contudo, na verdade é a forma de ferradura azul na imagem acima que circunscreve a galáxia vermelha que é o grande destaque dessa imagem.

Essa ferradura azul é uma galáxia distante que tem sido ampliada e retorcida em um anel quase que completo por uma força gravitacional forte da massiva Galáxia Luminosa Vermelha que aparece em primeiro plano. Para ser vista a galáxia precisa de um alinhamento com a galáxia à sua frente e das galáxias ao fundo, fazendo com que a Ferradura Cósmica apareça.

A Ferradura Cósmica é um dos exemplos mais conhecidos de um Anel de Einstein. Ela também fornece a tentadora visão do começo do Universo, o desvio para o vermelho da galáxia azul, uma medida de quanto o comprimento de onda da luz tem sido desviado pela expansão do cosmos, é de aproximadamente 2,4. Isso significa que que essa galáxia surgiu aproximadamente 3 bilhões de anos depois do Big Bang. Estima-se atualmente que o Universo tenha 13,7 bilhões de anos.

Os astrônomos descobriram a Ferradura Cósmica pela primeira vez em 2007 usando dados do Sloan Digital Survey. Mas essa imagem do Hubble feita na luz visível e infravermelha com a Wide Field Camera 3, oferece uma visão muito mais detalhada desse intrigante objeto.

Fonte: ESA

A bela forma da galáxia espiral M74

O telescópio espacial Hubble fotografou recentemente a galáxia espiral M74, também conhecida como NGC 628.

© Hubble (galáxia M74)

Ela é uma das mais perfeitas do gênero, com braços simétricos em forma de espiral que partem de seu centro, que são polvilhados por aglomerados de jovens estrelas azuis e regiões rosas brilhantes de hidrogênio ionizado. Essas regiões de formação de estrelas mostram um excesso de luz no comprimento de onda do ultravioleta. Ao longo dos braços espirais há presença de poeira que também originou-se nas proximidades do núcleo da galáxia.

A M74 está a 32 milhões de anos-luz, na constelação de Peixes. Ela é a maior de um pequeno grupo com cerca de 12 galáxias reunidas, que juntas contém aproximadamente cem bilhões de estrelas, sendo um pouco menor que a Via Láctea.

Fonte: NASA

O menor buraco negro do Universo

Uma equipe internacional de astrônomos identificou um candidato para o buraco negro mais pequeno conhecido usando dados de RXTE (Rossi X-ray Timing Explorer) da NASA.

© NASA/GSFC (ilustração do disco formado no buraco negro)

A evidência vem de um tipo específico de raio-X padrão, apelidado de "batimento cardíaco" por causa de sua semelhança com um eletrocardiograma.

O buraco negro foi denominado IGR J1709-3624 após a obtenção das coordenadas astronômicas de sua posição no céu. O sistema binário combina uma estrela normal com um buraco negro que pode pesar menos do que três vezes a massa do Sol; que está perto do limite teórico de massa, onde os buracos negros se tornam possíveis.
O gás da estrela normal flui em direção ao buraco negro e forma um disco em torno dele. A fricção dentro do disco aquece o gás a milhões de graus, o que é quente o suficiente para emitir raios-X. Variações cíclicas na intensidade dos raios-X observadas refletem processos que ocorrem dentro do disco de gás. Os cientistas acreditam que as mudanças mais rápidas ocorrem perto do horizonte de eventos do buraco negro.
O sistema binário foi identificado durante uma explosão em 2003. Arquivamento de dados de várias missões espaciais mostram que se torna ativo cada poucos anos. Sua explosão mais recente começou em fevereiro e está em curso. O sistema está localizado na direção da constelação do Escorpião, mas a distância não está bem estabelecida, localizado a 16.000 anos-luz ou mais de 65.000 anos-luz de distância.
O detentor do recorde para uma ampla variabilidade de raios-X é um outro sistema binário do buraco negro chamado GRS 1915+105. Este sistema é único em exibição de mais de uma dúzia de padrões altamente estruturados, tipicamente com duração entre segundos e horas.
"Nós pensamos que a maioria destes padrões representam ciclos de acumulação e de ejeção de um disco instável, e agora vemos sete deles no IGR J17091", disse Tomaso Belloni do Observatório Brera em Merate, na Itália.

O GRS 1915 tem um forte campo magnético perto do horizonte de eventos, onde ejeta parte do gás em direções opostas com cerca de 98% da velocidade da luz.

Mudanças no espectro de raios-X observadas pelo RXTE durante cada batimento revelam que a região mais interna do disco emite radiação suficiente para empurrar para trás o gás, criando um vento forte para fora que interrompe o fluxo para dentro. Eventualmente, o disco interno fica tão brilhante e quente que essencialmente se desintegra e mergulha em direção ao buraco negro, restabelecendo o jato e começando um novo ciclo. Todo esse processo acontece em menos de 40 segundos.
A emissão do batimento do IGR J17091 pode ser 20 vezes mais fracas que do GRS 1915 e pode circular cerca de oito vezes mais rápido, em menos de cinco segundos.
Estima-se que a massa do GRS 1915 é cerca de 14 vezes da massa do Sol, colocando-o entre os buracos negros mais maciços conhecidos que se formaram por causa do colapso de uma única estrela.

Esta análise é apenas o início de um programa maior para comparar esses dois buracos negros em detalhe utilizando dados do RXTE, do satélite Swift da NASA e do observatório XMM-Newton.
Um artigo descrevendo esta pesquisa foi publicado no The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: NASA

Centaurus A: uma galáxia canibal

A Centaurus A (NGC 5128) é a galáxia elíptica gigante mais próxima da Terra, situada a cerca de 11 milhões de anos-luz de distância. É um dos objetos mais estudados no céu meridional.

© ESO (galáxia NGC 5128)

Já em 1847 a sua aparência única tinha suscitado o interesse do famoso astrônomo inglês John Herschel, que catalogou os céus austrais, compilando uma lista detalhada de nebulosas.

No entanto, Herschel não podia saber que esta linda e espectacular aparência se deve a uma camada opaca de poeira que cobre a parte central da galáxia. Esta poeira deve ser os restos de uma fusão cósmica entre uma galáxia elíptica gigante e uma galáxia espiral mais pequena com muita poeira.

Esta galáxia, há cerca de 200 a 700 milhões de anos, consumiu uma pequena galáxia espiral rica em gás - o conteúdo da qual parece encontrar-se em movimento no interior do núcleo de Centaurus A, provavelmente dando origem a novas gerações de estrelas.

Os primeiros vislumbres dos restos desta refeição foram obtidos graças a observações feitas com o Observatório Espacial Infravermelho da ESA (ESA Infrared Space Observatory), as quais revelaram uma estrutura com uma dimensão de 16.500 anos-luz, muito semelhante à de uma pequena galáxia barrada. Mais recentemente, o telescópio espacial Spitzer da NASA resolveu esta estrutura num paralelograma, o qual pode ser explicado como o resto de uma galáxia espiral rica em gás que se encontra em queda na direcção de uma galáxia elíptica e se vai torcendo e deformando durante o processo. A fusão de galáxias é o mecanismo mais comum para explicar a formação de galáxias elípticas gigantes.

Estas imagens obtidas com o telescópio de 3,58 metros, o New Technology Telescope instalado no Observatório do ESO de La Silla, proporcionaram aos astrônomos uma visão ainda mais nítida da estrutura desta galáxia, completamente livre de poeiras. As imagens originais, obtidas no infravermelho próximo através de três filtros diferentes(J, H, K) foram combinadas utilizando uma nova técnica que retira o efeito de ecrã escuro da poeira, resultando assim uma imagem limpa do centro da galáxia.

O que os astrônomos descobriram é surpreendente: “Existe claramente um anel de estrelas e enxames escondido por trás das camadas de poeira, e as nossas imagens mostram-no bem, com um detalhe sem precedentes,” diz Jouni Kainulainen, autor principal do artigo que apresenta estes resultados. “Uma análise mais detalhada desta estrutura fornecerá importantes pistas sobre como terá ocorrido o processo de fusão e qual terá sido a função da formação estelar durante o mesmo.”

Os pesquisadores estão entusiasmados com as possibilidades desta nova técnica: “Estes são os primeiros passos no desenvolvimento de uma nova técnica que tem o potencial de traçar, a alta resolução e de maneira bastante eficaz, nuvens de gás gigantes noutras galáxias,” explica o co-autor João Alves. “Saber como estas nuvens gigantes se formam e evoluem é compreender como é que as estrelas se formam nas galáxias.”

Esperando pelos novos telescópios planeados, tanto terrestres como espaciais, “esta técnica é complementar dos dados de rádio que o ALMA obterá para galáxias próximas, e ao mesmo tempo abre boas perspectivas de investigação de populações estelares extragalácticas, com o futuro European Extremely Large Telescope do ESO e com o Telescópio Espacial James Webb, uma vez que a poeira é omnipresente nas galáxias,” diz o co-autor Yuri Beletsky.

Observações anteriores feitas com o instrumento ISAAC montado no VLT (Very Large Telescope) do ESO revelaram que existe um buraco negro de grande massa no interior de Centaurus A.

© ESO (centro de Centaurus A)

A sua massa é cerca de 200 milhões de vezes a massa do nosso Sol, ou ainda, 50 vezes mais maciço que o buraco negro que se encontra no centro da nossa Via Láctea. Contrastando com a nossa galáxia, o buraco negro de grande massa na Centaurus A está sendo continuamente alimentado por matéria que cai no seu interior, fazendo com que esta galáxia gigante seja muito ativa. De fato, Centaurus A é uma das fontes de rádio mais brilhantes do céu. Jatos de partículas altamente energéticas vindas do centro, são igualmente observadas em imagens de rádio e raios-X.

Fonte: ESO e Daily Galaxy

Uma jovem estrela diabólica

Apesar das cores celestiais da imagem a seguir, não tem nada de pacífico sobre a região de formação de estrela conhecida como S106 ou Sh 2-106.

© Hubble (região S106)

Uma jovem estrela diabólica, denominada de S106 IR, localiza-se no material ejetado a alta velocidade, que corrompe o gás e a poeira ao redor. A estrela tem uma massa de mais ou menos 15 vezes a massa do Sol e está na fase final de seu processo de formação. Em breve ela irá acalmar e entrar na sequência principal onde passará a fase adulta de sua vida.

No momento, a S106 IR permanece mergulhada em sua nuvem natal, mas está se rebelando contra ela. O material expelido da estrela não somente dá à nuvem a forma de uma ampulheta mas também faz o gás hidrogênio ficar muito quente e turbulento.

A estrela jovem também aquece o gás ao redor, fazendo com que alcance temperaturas de 10.000ºC. A radiação da estrela ioniza os lobos de hidrogênio fazendo com que eles brilhem. A luz desse gás brilhante é colorida de azul na imagem.

Separando essas regiões de gás brilhante existe uma espessa linha de poeira mais fria, que aparece em vermelho na imagem. Esse material escuro esconde quase que completamente a estrela ionizada da nossa visão, mas o jovem objeto ainda pode ser visto através da parte mais selvagem da linha de poeira.

O S106 foi o 106˚ objeto a ser catalogado pelo astrônomo Stewart Sharpless em 1950. Ela está localizada a poucos milhares de anos-luz de distância na direção da constelação de Cygnus, o Cisne. A nuvem por si só é relativamente pequena para os padrões das regiões de formação de estrelas, aproximadamente 2 anos-luz ao longo do eixo maior. Isso representa aproximadamente a metade da distância entre o Sol e a estrela mais próxima, a Proxima Centauri.

Fonte: ESA

Uma galáxia transbordando de estrelas novas

A NGC 253 brilha a cerca de 11,5 milhões de anos-luz de distância na constelação austral do Escultor.

© ESO (galáxia NGC 253)

É muitas vezes apenas chamada Galáxia do Escultor, embora se lhe dêem também outros nomes como a Galáxia da Moeda de Prata ou do Dolar de Prata. É facilmente observável através de binóculos, já que é uma das galáxias mais brilhantes no céu, depois da enorme vizinha da Via Láctea, a Galáxia de Andrômeda.

Os astrônomos observaram formação estelar muito intensa espalhada por toda a galáxia e classificaram-na como uma galáxia de formação estelar explosiva. Mais pormenores sobre a NGC 253 foram obtidos com o Very Large Telescope do ESO (VLT) e com o telescópio espacial Hubble da NASA/ESA. Em 2009, estes instrumentos mostraram que, no seu centro, a NGC 253 alberga um buraco negro supermassivo com propriedades muito semelhantes às do buraco negro que se esconde no centro da Via Láctea.

Os muitos nodos brilhantes que polvilham a galáxia são maternidade estelares, onde estrelas quentes jovens começam a brilhar. A radiação emitida por estas jovens gigantes azuis-esbranquiçadas faz brilhar intensamente as nuvens de hidrogênio que se encontram em seu redor.

Esta galáxia foi descoberta por uma astrônoma alemã-inglesa, Caroline Herschel, irmã do famoso astrônomo William Herschel, quando procurava cometas em 1783. Os Herschels teriam ficado maravilhados com o rico e imenso detalhe desta imagem da NGC 253 obtida pelo VST.

Esta imagem foi captada durante a fase de verificação científica do VST -  quando o desempenho científico do telescópio é testado antes do começo das operações. Os dados VST foram combinados com imagens no infravermelho do VISTA de modo a identificarem-se as gerações de estrelas mais jovens presentes na galáxia. A imagem tem mais de 12.000 pixels de comprimento e as excelentes condições atmosféricas do céu  do Observatório do Paranal do ESO, combinadas com a óptica do telescópio, resultaram em imagens de estrelas muito nítidas espalhadas por toda a imagem.

O VST é um telescópio de rastreio de campo largo de 2,6 metros de diâmetro, com um tamanho de campo de um grau - correspondente a duas vezes o tamanho da Lua Cheia. O projeto VST é uma colaboração entre o INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica) através do Osservatorio Astronomico di Capodimonte em Nápoles (Itália) e o ESO. A câmara OmegaCAM com 268 milhões de pixels, no coração do telescópio, foi montada para mapear o céu de forma rápida mas com qualidade de imagem exemplar. O VST é o maior telescópio do mundo concebido exclusivamente para mapear o céu no visível, complementando assim o VISTA, o telescópio de rastreio infravermelho do ESO, também instalado no Paranal.

Observando esta imagem de forma ampliada não só nos dá a possibilidade de inspecionar detalhadamente a formação estelar nos braços em espiral da galáxia, mas também nos revela a rica tapeçaria de fundo, composta por galáxias muito mais distantes que a NGC 253.

Fonte: ESO

Supernova de Tycho: emissora de raios gama

No início de novembro de 1572, os observadores na Terra testemunhou o surgimento de uma "nova estrela" na constelação de Cassiopéia, um evento reconhecido agora como a mais brilhante supernova a olho nu em mais de 400 anos.

© NASA (remanescente de supernova Tycho)

Muitas vezes chamado de "supernova de Tycho", após o grande astrônomo dinamarquês Tycho Brahe, que ganhou notoriedade por seu extenso estudo do objeto, anos de dados coletados pelo telescópio espacial raios gama Fermi revelaram que continua sendo a estrela despedaçada que brilha devido aos raios gama de alta energia.
A supernova de 1572 foi um dos maiores divisores de água na história da astronomia. A estrela brilhava num momento em que o céu da noite foi considerado como uma parte fixa e imutável do Universo.

A supernova apareceu pela primeira vez em torno de 06 de novembro, mas o tempo ruim manteve-a longe de Tycho, até que em 11 de novembro foi notada por ele.

A supernova permaneceu visível por 15 meses e não apresentou movimento no céu, indicando que ela estava localizada muito além do Sol, da Lua e dos planetas. Astrônomos modernos estimam que o restante encontra-se entre 9.000 e 11.000 anos-luz de distância.
A detecção fornece aos astrônomos outra pista para entender a origem dos raios cósmicos, partículas subatômicas constituídas principalmente por prótons, que se movem através do espaço a velocidades próximas à da luz. Exatamente onde e como essas partículas alcançam tais energias incríveis tem sido um mistério de longa data, porque as partículas carregadas em alta velocidade através da galáxia são facilmente desviadas por campos magnéticos interestelares. Isso torna impossível de rastrear os raios cósmicos de volta para suas fontes.
Os raios gama são a forma mais energética de luz e penetrante, que servem como indicadores para a aceleração de partículas que dão origem aos raios cósmicos.
"Essa detecção nos dá provas que sustentam a noção de que os restos de supernova podem acelerar os raios cósmicos", disse o co-autor Stefan Funk, astrofísico do Instituto Kavli de Astrofísica e Cosmologia de Partículas (KIPAC), em conjunto localizado no SLAC National Accelerator Laboratory e a Universidade de Stanford, na Califórnia.
Em 1949, o físico Enrico Fermi sugere que os raios cósmicos de energias elevadas foram acelerados nos campos magnéticos de nuvens de gás interestelar.

Após mais de dois anos e meio de escaneando o céu, os dados LAT (Large Area Telescope) mostram claramente que uma região de emissão de raios gama com energia de GeV (gigaelétron-volts) é associada com o remanescente da supernova de Tycho; para comparação, a energia da luz visível é cerca de 2 a 3 de elétron-volts.

© JAXA (supernova de Tycho em raios-X, infravermelho e rádio)

A imagem acima mostra o plasma quente (cerca de dez milhões K, em azul por Suzaku), poeira quente (cerca de 100 K, em vermelho por AKARI), e gás molecular frio (CO; em verde por Galactic).

O remanescente da supernova de Tycho é um importante achado para o Fermi, porque este objeto foi tão estudado extensivamente em outras partes do espectro eletromagnético, e agora tem grande oportunidade para identificar uma assinatura espectral indicando a presença de raios cósmicos.
Os pesquisadores concluíram que um processo de produção de píon é a melhor explicação da emissão. Primeiro, um próton viajando perto da velocidade da luz atinge um próton de movimento mais lento. Essa interação cria uma partícula instável - um píon - com apenas 14 por cento da massa do próton. Em apenas 10 milionésimos de um bilionésimo de segundos ocorre o decaimento do píon em um par de raios gama.
Se esta interpretação estiver correta, então em algum lugar dentro do remanescente, os prótons estão sendo acelerados até perto da velocidade da luz, e em seguida, interagindo com as partículas mais lentas para produzir raios gama, a forma mais extrema de luz.
Fonte: Daily Galaxy

Detectada supernova onze horas depois de explodir

A descoberta de uma supernova em uma galáxia próxima à Terra 11 horas após sua explosão permitirá aos cientistas estudar as características desses sistemas pouco conhecidos.

© Hubble (galáxia antes e depois da explosão da SN 2011fe)

A supernova SN 2011fe foi observada na galáxia Messier 101 no último mês de agosto por uma equipe de cientistas liderada por Peter Nugent, do laboratório Lawrence Berkeley, nos Estados Unidos. Mario Hamuy, da Universidade do Chile, explica em artigo paralelo, que esse achado permitirá investigar as particularidades das supernovas de tipo Ia, explosões estelares que constituem "uma ferramenta destacada em cosmologia, mas das quais se desconhece a natureza".

Existe o consenso que são uma classe de estrelas em explosão caracterizadas pela ausência de hidrogênio (o elemento químico mais abundante no Universo), que resultam da violenta explosão de uma anã branca, que é a remanescente de uma estrela que já completou seu ciclo normal de vida.

Normalmente, as anãs brancas, compostas de carbono e oxigênio, vão se apagando ao não alcançar a temperatura suficiente para completar a fusão desses elementos. No entanto, às vezes, se estão acompanhadas de outras estrelas, podem atrair a massa destas e momentaneamente ultrapassar o limite e entrar em colapso.

Se chegam a uma massa determinada, a temperatura aumenta até o ponto de possibilitar de novo a fusão do carbono e do oxigênio, o que, devido à grande pressão interior, gera uma explosão nuclear que dá lugar a uma supernova de tipo Ia. Os cientistas constataram que a origem de uma supernova de tipo Ia é uma anã branca, mas a descoberta da SN 2011fe permitirá estudar que tipo de estrela é a acompanhante da anã branca, explicou Hamuy.

As primeiras observações desta supernova permitem descartar que, pelo menos neste caso, a acompanhante da anã branca seja o que se conhece como uma gigante vermelha, que é cem vezes mais luminosa que o Sol. Os cientistas chegaram a esta conclusão porque, em caso contrário, teriam percebido seu rastro nas imagens prévias ao descobrimento da supernova.

Isto deixaria, segundo os modelos teóricos, outras duas opções: uma estrela subgigante, que são pouco mais luminosas que o Sol, ou outra anã branca, que é 10 mil vezes menos luminosa que este astro. Embora a qualidade das imagens prévias, obtidas mediante telescópio, não permitam descartar estas outras duas opções, Hamuy frisa que eliminar a opção da gigante vermelha "representa um grande avanço em nossa compreensão das estrelas geradoras das supernova de tipo Ia".

Fonte: Nature

Objeto aproxima-se rapidamente de um buraco negro

Ao longo de um programa de 20 anos de duração que utiliza os telescópios do ESO para monitorizar o movimento das estrelas em torno do buraco negro supermassivo situado no centro da nossa galáxia, uma equipe de astrônomos liderada por Reinhard Genzel do Instituto Max-Planck para a Física Extraterrestre (MPE) na Alemanha descobriu um objeto único em aproximação rápida ao buraco negro.

© ESO (simulação da nuvem de gás se aproximando do buraco negro)

Nos últimos sete anos, a velocidade deste objeto praticamente duplicou, atingindo mais de 8 milhões de km/hora. Encontra-se numa órbita muito alongada e a meados de 2013 passará a uma distância de apenas 40 bilhões de quilômetros do horizonte de eventos do buraco negro, uma distância de cerca de 36 horas-luz. Trata-se, em termos astronômicos, de um encontro com um buraco negro supermassivo extremamente próximo.

Este objeto é muito mais frio do que as estrelas circundantes (com uma temperatura de apenas cerca de 280ºC) e é essencialmente composto de hidrogênio e hélio. Trata-se de uma nuvem de poeira e gás ionizado com uma massa de cerca de três vezes a da Terra. A nuvem brilha sob a intensa radiação ultravioleta emitida por estrelas quentes, que se encontram em seu redor no coração superlotado da Via Láctea.

A atual densidade da nuvem é muito maior do que o gás quente que rodeia o buraco negro. No entanto, à medida que a nuvem se aproxima do buraco negro, a pressão externa que vai aumentando, irá comprimir a nuvem. Ao mesmo tempo, a grande força gravitacional do buraco negro, o qual tem uma massa quatro milhões de vezes maior que a do Sol, continuará a acelerar o movimento para o interior e a esticar a nuvem ao longo da sua órbita.

“A imagem de um astronauta, próximo de um buraco negro, a ser esticado até ficar tipo espaguete é bastante comum em ficção científica. Mas agora podemos efetivamente ver isso acontecendo à nova nuvem descoberta, que não vai sobreviver à experiência,” explica Stefan Gillesseen (MPE), autor principal do artigo científico que descreve os resultados.

As bordas da nuvem começam já a rasgar-se e espera-se que a nuvem se desfaça completamente em pedaços nos próximos anos. Os astrônomos vêem já sinais claros do aumento da perturbação no período de 2008 a 2011.

Espera-se também que o material se torne muito mais quente à medida que se aproximar do buraco negro em 2013 e comece a emitir em raios-X. Atualmente existe pouco material próximo do buraco negro, por isso a substância recém-chegada será o combustível dominante do buraco negro durante os próximos anos.

Uma explicação para a formação da nuvem é que o material que a compõe possa ter vindo de estrelas jovens de grande massa que se encontram nas proximidades e que perdem massa muito rapidamente devido aos ventos estelares. Estrelas deste tipo sopram literalmente o seu gás para o exterior. A colisão de ventos estelares de uma estrela dupla conhecida que orbita em torno do buraco negro central pode ter levado à formação da nuvem.

“Os próximos dois anos serão muito interessantes e deverão trazer-nos informação extremamente valiosa sobre o comportamento da matéria em torno destes objetos massivos tão extraordinários,” conclui Reinhard Genzel.

Fonte: ESO

O aglomerado de galáxias Abell 2052

Como se fosse vinho em uma taça, vastas nuvens de gás quente são sacudidas no Abell 2052, um aglomerado de galáxias localizado à aproximadamente 480 milhões de anos-luz de distância da Terra.

© Chandra (aglomerado de galáxias Abell 2052)

Dados obtidos das emissões de raios-X e apresentados em azul pelo observatório de raios-X Chandra da NASA mostram o gás quente em seu sistema dinâmico; dados obtidos da emissão na luz visível e captados pelo VLT (Very Large Telescope) mostram as galáxias. O gás quente que brilha em raios-X tem uma temperatura média de 30 milhões de graus.

Uma grande estrutura em espiral no gás quente, se espalhando por quase um milhão de anos-luz, é vista ao redor da parte de fora da imagem, envolvendo uma gigantesca galáxia elíptica no centro. Essa espiral foi criada quando um pequeno aglomerado de galáxias se chocou com um aglomerado maior que circundava a galáxia elíptica central.

À medida que o aglomerado menor se aproximava, o gás quente denso do aglomerado central foi atraído pela sua gravidade. Após o aglomerado menor ter passado pelo centro do aglomerado, a direção de movimento do aglomerado reverteu e ele começou a viajar de volta rumo ao centro do aglomerado maior. O aglomerado então passou novamente pelo centro do aglomerado maior e sacudiu todo o material ali como se faz com uma taça com vinho. No caso do vinho as paredes da taça empurram o vinho de volta ao centro, onde no aglomerado a força gravitacional da matéria nos aglomerados é puxada de volta. O gás agitado acaba tomando um padrão espiral pelo fato da colisão entre os dois aglomerados não ter sido uma colisão central.

Esse tipo de mecanismo de sacudida no Abell 2052 teve importantes implicações físicas. Primeiro, ele ajudou a empurrar parte do gás mais denso e frio localizado no centro do aglomerado, onde as temperaturas são cerca de 10 milhões de graus, para longe do núcleo. Isso ajudou a prevenir futuro resfriamento desse gás no núcleo e poderia limitar a quantidade de novas estrelas que seriam formadas na galáxia central. Os movimentos de sacudida como esses que aconteceram no Abell 2052, também redistribuíram os elementos pesados, como o ferro e o oxigênio, que são forjados em explosões de supernovas. Esses elementos são usados na futura geração de estrelas e planetas e são necessários para a formação da vida como a conhecemos.

As observações feitas pelo Chandra no Abell 2052, foram relativamente longas, durando mais de uma semana. Essa observação profunda foi necessária para se detectar todos os detalhes que são visíveis nessa imagem. Mesmo assim, um certo processamento foi necessário para revelar a estrutura espiral mais externa.

Em adição ao aspecto espiral de grande escala, as observações profundas feitas pelo Chandra revelaram detalhes surpreendentes no centro do aglomerado relacionados com explosões de um buraco negro supermassivo central. Os dados do Chandra mostram claras bolhas sendo evacuadas pelo material expelido do buraco negro, que são envolvidas por anéis densos, brilhantes e frios. Como acontece com o movimento de agito, essa atividade ajuda a prevenir o resfriamento do gás no núcleo do aglomerado, impondo assim limites para o crescimento da galáxia elíptica gigante e de seu buraco negro supermassivo.

Esses resultados foram publicados no The Astrophysical Journal.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics