Mapa cósmico dos exoplanetas

Desde 2011 os astrônomos descobriram, em média, cerca de três exoplanetas a cada semana, alguns dos quais se encontram na "zona habitável", onde a água poderia estar na forma líquida.

© Scientific American/Jan Willem Tulp (gráfico dos exoplanetas)

Este gráfico mapeia a vizinhança cósmica de 861 planetas conhecidos, a maior parte foram descobertos com a contribuição do caçador de exoplanetas, o observatório espacial Kepler, veja acessando o link Exoplanets Discovery na opção “Kepler telescope discovery”.

Clique sobre as opções em "Select Layout" para mapear os planetas com base em sua localização no céu, ou de sua distância do Sol. Um grupo enorme de planetas podem ser encontrados perto da marca de 18 horas.

No gráfico os planetas foram separados em quatro categorias. Os Gigantes gasosos (Gas Giants), os mais fáceis de encontrar, são planetas grandes do tamanho de Júpiter, Saturno e acima. Os planetas gasosos Netunianos (Hot Neptunes) são objetos pequenos que ainda pesam mais de 10 massas terrestres. Os Super-Terras (Super-Earth) pesam entre dois e 10 massas terrestres, esses planetas poderiam ser rochosos ou, talvez, constituídos de gás. E os planetas Terrestres (Terrestrial) são aqueles com um tamanho semelhante à Terra.

Apesar da aparente infinidade de planetas próximos, os pesquisadores foram capazes de encontrar apenas uma minúscula fração do que está lá fora. Os astrônomos estimam que a Via Láctea tem mais de 100 bilhões de planetas.

Outras informações sobre exoplanetas descobertos acesse o site Planet Quest da NASA.

Fonte: Scientific American

Gêmeos galácticos inseparáveis

Olhando na direção da constelação do Triangulum (Triângulo), no céu do norte, localiza-se o par de galáxias conhecido como MRK 1034.

© Hubble (par de galáxias MRK 1034)

As duas galáxias muito parecidas, denominadas de PGC 9074 e PGC 9071, estão próximas o suficiente uma da outra unidas pela gravidade, embora nenhum distúrbio gravitacional possa ser visto na imagem. Esses objetos provavelmente estão apenas começando o processo de interação.

Ambas são galáxias espirais, e são vistas de frente, possibilitando evidenciar suas formas distintas. Na parte esquerda da imagem, a galáxia espiral PGC 9074 mostra um brilhante bulbo e dois braços espirais bem apertados ao redor do núcleo, cujas características levaram os astrônomos a classificarem como uma galáxia do Tipo Sa. Perto dela está a PGC 9071, uma galáxia do Tipo Sb, embora muito parecida e quase do mesmo tamanho de sua vizinha, ela tem um bulbo mais apagado e uma estrutura levemente diferente dos seus braços, eles são mais afastados.

Os braços espirais de ambos objetos mostram claramente pedaços escuros de poeira que obscurece a luz das estrelas localizadas atrás, misturadas com brilhantes aglomerados azuis de estrelas quentes recentemente formadas. Estrelas mais velhas e mais frias podem ser encontradas no bulbo brilhante, compacto e amarelado em direção ao centro da galáxia. A estrutura completa de cada galáxia é circundada por um halo circular muito mais apagado de estrelas velhas, algumas delas residindo em aglomerados globulares.

Gradativamente, essas duas galáxias irão se atrair mutualmente, o processo de formação de estrelas irá aumentar e as forças de maré gerarão longas caudas de estrelas e gás. Eventualmente, após talvez centenas de milhões de anos, as estruturas das galáxias em interação irão se fundir formando uma galáxia maior e mais nova.

Fonte: NASA

Os nomes oficiais das menores luas de Plutão

Os nomes das duas menores luas conhecidas de Plutão, anteriormente referenciadas como P4 e P5, tiveram seus nomes formalmente aprovados pela União Astronômica Internacional (IAU).

© Hubble (luas de Plutão)

A lua P4 foi denominada de Kerberos, em referência ao cão de três cabeças da mitologia grega. A lua P5 foi denominada de Styx, em referência ao rio mitológico que separa o mundo dos vivos do reino da morte. Essas duas luas se juntaram às anteriormente conhecidas, Charon, Nix e Hydra. De acordo com as regras da IAU, as luas de Plutão são nomeadas em referência aos nomes associados com o submundo da mitologia grega e romana.

Mark Showalter, cientista de pesquisa sênior, no instituto SETI em Mountain View, na Califórnia, liderou a equipe de astrônomos que descobriu Kerberos e Styx. Ambos foram vistos pela primeiras vez em imagens de longa exposição do sistema de Plutão feitas pelo telescópio espacial Hubble. Kerberos foi descoberto em 2011 e Styx em 2012. As imagens foram obtidas com suporte da missão New Horizons da NASA, que sobrevoará Plutão em Julho de 2015.

Os nomes foram selecionados com base nos resultados de uma votação sem precedentes realizadas pela internet desde Fevereiro de 2012. A votação recebeu quase 500.000 votos, incluindo 30.000 sugestões.

Kerberos é a forma grega do nome Cerberus, que ficou em segundo lugar na votação. Styx, ficou em terceiro. O nome mais votado foi Vulcan, um nome que foi sugerido pelo ator William Shatner da série de TV Star Trek. Vulcan era o nome do planeta do Dr. Spock. A IAU chegou a considerar seriamente esse nome, que poderia ser compartilhado como sendo o nome do Deus Romano dos vulcões. Contudo, pelo fato do nome já ter sido usado na astronomia, e pelo fato do Deus Romano não estar associado com Plutão, a proposta foi rejeitada.

A sonda New Horizons fornecerá visões detalhadas de Kerberos e Styx, e de suas luas companheiras em 2015, quando ela se tornará a primeira sonda a sobrevoar o sistema de Plutão. “As descobertas de Kerberos e Styx se somam aos mistérios ao redor da formação do sistema de Plutão”, disse o principal pesquisador da New Horizons Alan Stern, do Southwest Research Institute.

Durante o sobrevoo, a sonda também pesquisará por luas adicionais, que podem ser muito pequenas para serem detectadas pelo Hubble. Depois de explorar o sistema de Plutão, a New Horizons explorará a região mais distante do Cinturão de Kuiper.

Fonte: NASA

Estrela com aumento de brilho repentino

Recentemente, cientistas do Observatório Astrofísico de Buyarakan (Armênia) viram um fenômeno curioso: a estrela WX UMa sofreu um aumento drástico e temporário em seu brilho e calor em questão de poucos minutos.

© NASA/Casey Reed (ilustração da emissão de um flare em estrela)

Resultados do monitoramento espectral da queima das estrelas HU Del, CM Dra, WX UMa, e VW Com foram obtidos pelo telescópio de 2,6 m do Observatório Byurakan, durante maio e junho de 2012, com a câmera espectral SCORPIO.

Um flare forte na WX UMa foi gravado durante o período de observação, bem como flares fracos de CM Dra e HU Del, enquanto não foram observadas variações no brilho ou equivalente larguras para VW Com. Durante todos os flares gravados o brilho máximo correspondeu aos valores mínimos das larguras equivalentes das linhas de emissão Hα e Hβ. Finalmente, a aparência do oxigênio neutro [OI] com 6.300 Å, linha espectral com uma intensidade comparável à do [OI] com 5577 Å parece indicar a libertação simultânea da energia da flare em diferentes camadas da cromosfera.

A WX UMa, localizada a 15,6 anos-luz da Terra, é uma estrela de luminosidade relativamente baixa, mas que muda de modo radical durante um curto intervalo de tempo. De acordo com as observações feitas pela equipe, ela passou de cerca de 2.500°C para uma temperatura entre 10.000°C e 32.800°C, e com esse aumento, também ficou 15 vezes mais brilhante. Voltou ao normal em menos de 10 minutos. Esse efeito é tão dramático que a classificação da estrela literalmente muda dentro de poucos segundos. Neste caso, a distribuição de energia no espectro da WX UMa mudou acentuadamente durante o flare, ela temporariamente se transforma em um tipo espectral M6 para B.
Esse fenômeno ocorre devido a turbulências no campo magnético da estrela, causadas por instabilidade em seu plasma. Essas turbulências afetam a superfície e a atmosfera ao redor do objeto espacial, aumentando sua temperatura e brilho.

Fonte: Astrofizika

Os halos nas galáxias espirais

Novas observações com Cosmic Origins Spectrograph (COS) do Hubble mostram que galáxias espirais normais estão rodeadas por halos de gás que pode se estender para mais de 1 milhão de anos-luz de diâmetro.

© NASA (imagem composta da galáxia M101)

A imagem mostra a bela galáxia espiral M101 é uma das últimas entradas no famoso catálogo de Charles Messier. Cerca de 170.000 anos-luz de diâmetro, esta galáxia é enorme, quase o dobro do tamanho da nossa própria Via Láctea. Este mosaico da M101 foi montado a partir de dados do Hubble Legacy Archive. Dados baseados em terra adicionais foi incluído para definir melhor a emissão avermelhada reveladora do gás hidrogênio em regiões formadoras de estrelas nesta galáxia. Também conhecida como galáxia do Cata-Vento, a M101 encontra-se dentro dos limites do norte da constelação da Ursa Maior, a cerca de 25 milhões de anos-luz de distância.

O atual diâmetro estimado da Via Láctea, por exemplo, é de cerca de 100 mil anos-luz. Um ano-luz é aproximadamente 9,46 × 10¹⁵ metros.

O material com halos detectados pela  equipe da Universidade do Colorado, em Boulder, originalmente foi ejetado das galáxias através de explosões de supernovas, um produto do processo de formação de estrelas. "Esse gás é armazenado e depois reciclado por meio de um halo estendido na galáxia, retornando de volta para revigorá-la com uma nova geração de formação de estrelas", disse John Stocke do departamento de astrofísica e ciências planetárias da Universidade do Colorado. "De muitas maneiras, este é o elo perdido na evolução da galáxia que precisamos entender em detalhes, a fim de ter uma visão completa do processo".
Stocke fez uma apresentação sobre a pesquisa no dia 27 de junho no Centro Higgs para Física Teórica da Universidade de Edimburgo, na Escócia, em uma conferência intitulada "Interações Intergaláticas".

Com base em estudos anteriores de identificação de nuvens de gás rico em oxigênio em torno das galáxias espirais por cientistas do Space Telescope Science Institute em Baltimore, da Universidade de Massachusetts, Amherst College e da Universidade da Califórnia, Stocke e seus colegas determinaram que tais nuvens contêm quase a massa de todas as estrelas em suas respectivas galáxias. As novas descobertas têm importantes consequências para a forma como as galáxias espirais mudam ao longo do tempo.

Além disso, foram descobertos reservatórios gigantes de gás estimados com milhões de graus centígrados que cercavam as galáxias espirais e os halos em estudo. Os halos das galáxias espirais são relativamente frios, com apenas algumas dezenas de milhares de graus.

Antes da instalação do COS no Hubble durante a missão de conserreparo da NASA em maio de 2009, os estudos teóricos mostraram que galáxias espirais deve possuir cerca de cinco vezes mais gás do que estava sendo detectado por astrônomos. As novas observações com o COS extremamente sensíveis estão agora muito mais de acordo com as teorias.

Os quasares distantes, constituídos de buracos negros supermassivos na região central, foram utilizados como "lanternas" para acompanhar a luz ultravioleta, uma vez que passou pelos halos de gás de galáxias em primeiro plano. A luz absorvida pelo gás foi dispersada pelo espectrógrafo, bem como faz um prisma, em cores características que revelaram temperaturas, densidades, velocidades, distâncias e composições químicas das nuvens de gás.

Esse gás é demasiado difuso para permitir a sua detecção por imagem direta, de modo que a espectroscopia é a técnica mais apropriada.

© NASA (galáxia M101 em vários comprimentos de onda)

Embora os astrônomos esperam que o telescópio espacial Hubble continue ativo nos próximos anos, não haverá mais missões de manutenção. E o telescópio espacial James Webb, apontado para ser o sucessor do Hubble em 2018, não tem capacidade de captação da luz ultravioleta, o que impedirá a realização de estudos, como estes feitos com o COS.

Fonte: Universidade do Colorado

Achados exoplanetas em aglomerados estelares

Todas as estrelas começam suas vidas em grupos. A maior parte das estrelas, incluindo o Sol, nasceu em pequenos e benignos grupos que rapidamente se separaram.

© CfA (ilustração de um aglomerado estelar com exoplanetas)

Outras se formaram em imensos e densos aglomerados que sobreviveram por bilhões de anos como aglomerados estelares. Dentro desses ricos e densos aglomerados, as estrelas disputam um espaço com milhares de vizinhas enquanto que a radiação forte, e os violentos ventos estelares varrem o espaço interestelar arrancando a matéria prima de formação de planetas das estrelas próximas.

Aparentemente esse seria um local pouco provável para se encontrar mundos alienígenas. Porém, a 3.000 anos-luz de distância da Terra, no aglomerado estelar NGC 6811, os astrônomos encontraram dois planetas menores que Netuno orbitando estrelas parecidas com o Sol. A descoberta foi publicada na revista Nature, e mostra que os planetas podem se desenvolver mesmo nesses aglomerados lotados de estrelas.

“Os velhos aglomerados estelares representam um ambiente muito diferente do que o lugar onde o Sol nasceu e de outras estrelas que possuem planetas”, disse o principal autor do estudo Soren Meibom do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). “E nós pensamos que os planetas talvez não pudessem se formar facilmente e sobreviver no estressante ambiente dos densos aglomerados, em parte pelo fato de por muitos anos não termos encontrado nenhum planeta nesse tipo de ambiente”.

Os dois novos mundos alienígenas apareceram em dados da sonda Kepler da NASA. O Kepler caça planetas por meio da técnica de trânsito, ou seja, quando esses objetos cruzam a frente do disco das suas estrelas. Durante o trânsito, as estrelas apresentam uma queda no seu brilho, que depende do tamanho do planeta, permitindo assim que o tamanho do exoplaneta seja determinado. O Kepler-66b e o Kepler-67b são ambos menores do que três vezes o tamanho da Terra, ou seja, têm um tamanho equivalente a três quartos do planeta e por isso são chamados de mini-Netunos.

Dos mais de 850 exoplanetas conhecidos atualmente, somente quatro, todos com tamanho similar ou maior do que Júpiter em massa, foram encontrados em aglomerados.

O Kepler-66b e o Kepler-67b são os menores exoplanetas encontrados em aglomerados estelares, e os primeiros planetas encontrados em aglomerados observados por meio da técnica de trânsito em suas estrelas hospedeiras, o que permite a medição de seus tamanhos.

Meibom e seus colegas mediram a idade do NGC 6811 em um bilhão de anos. O Kepler-66b e o Kepler-67b se juntam assim, a um pequeno grupo de exoplanetas que possuem sua idade, distância e tamanho determinados com precisão.

Considerando o número de estrelas observadas pelo Kepler no NGC 6811, a detecção de dois planetas implica que a frequência e as propriedades dos planetas em aglomerados abertos são consistentes com os planetas ao redor de estrelas de campo, ou seja, estrelas que não estão em aglomerados ou em associações de estrelas, na Via Láctea.

“Esses planetas são extremos cósmicos”, disse Meibom. “Encontrá-los significa que pequenos planetas podem ser formados e sobreviver por no mínimo um bilhão de anos, mesmo em ambientes caóticos e hostis”.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Espiando galáxias em estado bruto

Um radiotelescópio do CSIRO detectou a matéria prima para gerar as primeiras estrelas nas galáxias que se formaram quando o Universo tinha apenas três bilhões de anos de existência.

© CSIRO (gás CO em azul detectado ao redor da Spiderweb)

Isso abre o caminho para se estudar como essas galáxias iniciais geraram suas primeiras estrelas.

O telescópio é o Australia Telescope Compact Array do CSIRO, perto de Narrabi. “Ele é um dos poucos telescópios do mundo que podem fazer esse difícil trabalho, pois ele é extremamente sensível e pode receber ondas de rádio nos comprimentos de ondas corretos”, disse o astrônomo e o professor Ron Ekers do CSIRO.

A matéria prima para gerar as estrelas é o gás hidrogênio molecular frio, H₂. Ele não pode ser detectado diretamente, mas a sua presença é revelada por um gás traçador, no caso, o monóxido de carbono (CO), que emite ondas de rádio.

Em um projeto, o astrônomo Dr. Bjorn Emonts (CSIRO Astronomy and Space Science) e seus colegas usaram o Compact Array para estudar um massivo, e distante aglomerado de estrelas em formação ou protogaláxias, que estão em processo de se aglomerar como uma única galáxia. Essa estrutura chamada de Spiderweb localiza-se a mais de dez mil milhões de anos-luz de distância, com um desvio para o vermelho de 2,16.

A equipe do Dr. Emonts descobriu que a Spiderweb contém no mínimo 6 x 10¹⁰ (sessenta bilhões) de vezes a massa do Sol em gás hidrogênio molecular, espalhado por uma distância de quase um quarto de um milhão de anos-luz. Esse deve ser o combustível para a formação de estrelas que foi visto através da Spiderweb. “Na verdade, isso é o suficiente para manter estrelas se formando por no mínimo 40 milhões de anos”, disse Emonts.

Num segundo conjunto de estudos, o Dr. Manuel Aravena (European Southern Observatory) e seus colegas mediram o CO, e o H₂, em duas galáxias muito distantes, com um desvio para o vermelho de 2,7.

As ondas de rádio apagadas dessas galáxias foram amplificadas pelos campos gravitacionais de outras galáxias, que se localizam entre a Terra e as distantes galáxias. Esse processo, chamado de lente gravitacional, “age como uma lente de aumento e permite que possamos ver mesmo os objetos mais distantes do que a Spiderweb”, disse o Dr. Aravena.

A equipe do Dr. Aravena foi capaz de medir a quantidade de H₂ em ambas as galáxias que eles estudaram. Para uma delas, chamada de SPT-S053816-5030.8, eles poderiam também usar a emissão de rádio para fazer uma estimativa de como rapidamente a galáxia forma estrelas, uma estimativa independente das outras maneiras que os astrônomos medem essa taxa.

A habilidade do Compact Array para detectar o CO se deve a uma atualização que aumentou muito a sua capacidade de detectar comprimentos de banda, ou seja, a quantidade do espectro de rádio que pode ser visto em um momento, para uma cobertura de dezesseis, de 256 MHz para 4 GHz, e o deixou mais sensível.

“O Compact Array complementa o novo telescópio ALMA no Chile que observa as transições de frequências mais altas do CO”, disse Ron Ekers.

Fonte: CSIRO

Descoberto o 10.000º objeto próximo da Terra

Mais de 10 mil asteroides e cometas que podem passar próximos à Terra já foram descobertos por astrônomos.

© PS-1/UH (asteroide 2013 MZ5)

A marca foi atingida no último dia 18 de junho, quando o telescópio Pan-STARRS-1, localizado no cume da cratera vulcânica do Monte Haleakalā, no Maui (a 3 mil metros de altura), detectou o 10.000º objeto espacial nas proximidades do planeta: o asteroide 2013 MZ5. Operado pela Universidade do Havaí, o telscópio faz parte dos projetos financiados pela NASA, a agência espacial americana.

"Encontrar 10 mil objetos próximos à Terra é uma marca significativa", afirmou Lindley Johnson, da NASA. "No entanto, há um número pelo menos 10 vezes maior ainda a ser descoberto antes que possamos estar certos de que teremos encontrado todos e quaisquer objetos que tenham a capacidade de impactar e causar danos significativos aos cidadãos da Terra", afirmou o pesquisador, sobre cujo comando 76% das descobertas foram feitas, durante uma década.

Objetos próximos da Terra (NEO, na sigla em inglês) são asteroides e cometas que podem se aproximar da Terra até uma distância orbital de 45 milhões de quilômetros. Eles variam em tamanho desde apenas alguns centímetros - os mais difíceis de se detectar - até dezenas de quilômetros, caso do asteroide 1036 Ganymed, o maior do tipo já descoberto, com quase 41 quilômetros de diâmetro.

O asteroide 2013 MZ5 tem aproximadamente 300 metros de diâmetro. Sua órbita já foi analisada e não inclui uma passagem pelo planeta próxima o suficiente para ser considerada potencialmente perigosa. Dos 10 mil objetos descobertos, apenas cerca de 10% tem mais de um quilômetro - tamanho grande o suficiente para causar impacto global, caso atingissem a Terra. Porém, a NASA avalia que nenhum desses asteroides e cometas maiores são uma ameaça ao planeta atualmente, e é provável que apenas algumas dezenas desses permaneçam descobertos.

Fonte: NASA

Três planetas na zona habitável de uma estrela

Uma equipe de astrônomos combinou novas observações de Gliese 667C e revelou um sistema com pelo menos seis planetas.

© ESO (ilustração do sistema Gliese 667C)

Três destes planetas são super-Terras orbitando em torno da estrela numa região onde a água pode existir sob forma líquida, o que torna estes planetas bons candidatos à presença de vida. Este é o primeiro sistema descoberto onde a zona habitável se encontra repleta de planetas.

A Gliese 667C é uma estrela muito estudada. Com cerca de um terço da massa do Sol, faz parte de um sistema estelar triplo conhecido como Gliese 667 (também referido como GJ 667), situado a 22 anos-luz de distância na constelação do Escorpião. Encontra-se muito próximo de nós (na vizinhança solar), muito mais próximo do que os sistemas estelares investigados com o auxílio de telescópios tais como o telescópio espacial caçador de planetas, o Kepler.
Estudos anteriores da Gliese 667C descobriram que a estrela acolhe três planetas, situando-se um deles na zona habitável. Agora, uma equipe de astrônomos liderados por Guillem Anglada-Escudé da Universidade de Göttingen, Alemanha e Mikko Tuomi da Universidade de Hertfordshire, Reino Unido, voltaram a estudar o sistema, analisando novamente os dados anteriores e acrescentando ao cénario já conhecido algumas observações novas do HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher), montado no telescópio de 3,6 metros do ESO, no Chile, e dados de outros telescópios. Encontraram evidências da existência de até sete planetas em torno da estrela. Estes planetas orbitam a terceira estrela mais tênue do sistema estelar triplo. Os outros dois sóis seriam visíveis como um par de estrelas muito brilhantes durante o dia e durante a noite dariam tanta luz como a Lua Cheia. Os novos planetas descobertos preenchem por completo a zona habitável de Gliese 667C, uma vez que não existem mais órbitas estáveis onde um planeta poderia existir à distância certa.
“Sabíamos, a partir de estudos anteriores, que esta estrela tinha três planetas e por isso queríamos descobrir se haveria mais algum”, diz Tuomi. “Ao juntar algumas observações novas e analisando outra vez dados já existentes, conseguimos confirmar a existência desses três e descobrir mais alguns. Encontrar três planetas de pequena massa na zona habitável de uma estrela é algo muito excitante!”.
Três destes planetas são super-Terras, planetas com mais massa do que a Terra mas com menos massa do que Urano ou Netuno, que se encontram na zona habitável da estrela, uma fina concha em torno da estrela onde a água líquida pode estar presente, se estiverem reunidas as condições certas. Esta é a primeira vez que três planetas deste tipo são descobertos nesta zona num mesmo sistema. No Sistema Solar, Vênus orbita próximo do limite mais interior da zona habitável e Marte está próximo do limite exterior. O tamanho preciso da zona habitável depende de muitos fatores.

“O número de planetas potencialmente habitáveis na nossa Galáxia é muito maior se esperarmos encontrar vários em torno de cada estrela de pequena massa, em vez de observarmos dez estrelas à procura de um único planeta potencialmente habitável, podemos agora olhar para uma só estrela e encontrar vários planetas”, acrescenta o co-autor Rory Barnes (Universidade de Washington, EUA).
Sistemas compactos em torno de estrelas do tipo do Sol são bastante abundantes na Via Láctea. Em torno dessas estrelas, os planetas que orbitam muito próximo da estrela hospedeira são muito quentes e dificilmente serão habitáveis. No entanto, isso já não se verifica para estrelas muito mais frias e tênues, tais como Gliese 667C. Neste caso, a zona habitável situa-se inteiramente dentro duma órbita do tamanho da de Mercúrio, ou seja muito mais próxima da estrela que no nosso Sistema Solar. O sistema Gliese 667C é o primeiro exemplo de um sistema onde uma estrela de baixa massa abriga vários planetas potencialmente rochosos na zona habitável.
O cientista do ESO responsável pelo HARPS, Gaspare Lo Curto, comenta: “Este interessante resultado foi possível graças ao poder do HARPS e do seu software associado e também o grande valor do arquivo do ESO. É muito bom ter vários grupos de investigação independentes explorarando este instrumento único, conseguindo atingir uma precisão tão extraordinária”.
Anglada-Escudé conclui: ”Estes novos resultados sublinham o quão valioso pode ser re-analisar dados e combinar resultados de equipes diferentes e de telescópios diferentes”.

Fonte: ESO

Uma surpresa ao redor de um buraco negro

O interferômetro do Very Large Telescope (VLT) do ESO obteve as observações mais detalhadas até hoje da poeira situada em torno do enorme buraco negro que se encontra no centro de uma galáxia ativa.

© ESO (ilustração dos arredores do buraco negro de elevada massa)

Em vez de encontrar toda a poeira brilhante num toro em forma de rosquinha circundando o buraco negro, os astrônomos descobriram que muita desta poeira se encontra acima e abaixo do toro. Estas observações mostram que a poeira está sendo empurrada para longe do buraco negro sob a forma de vento frio; uma descoberta surpreendente que desafia as atuais teorias e nos diz como é que um buraco negro de elevada massa evolui e interage com o meio que o circunda.

Nos últimos vinte anos, os astrônomos descobriram que quase todas as galáxias têm um enorme buraco negro no seu centro. Alguns destes buracos negros estão em fase de crescimento sugando matéria do meio circundante e dando origem neste processo aos objetos mais energéticos do Universo: os núcleos ativos de galáxias (NAGs). As regiões centrais destas brilhantes centrais de energia encontram-se rodeadas por "rosquinhas" de poeira cósmica arrancada do espaço circundante, um pouco como a água dá origem a um redemoinho em torno do ralo de uma pia. A poeira cósmica é composta por grãos de silicatos e grafite, minerais que são igualmente abundantes na Terra. A fuligem é muito semelhante à grafite da poeira cósmica, embora o tamanho dos grãos na fuligem seja dez ou mais vezes maior que o tamanho típico dos grãos de grafite cósmico. Pensa-se que a maior parte da intensa radiação infravermelha emitida pelos NAGs tem origem nestes toros.
No entanto, novas observações de uma galáxia ativa próxima chamada NGC 3783, obtidas por uma equipe internacional de astrônomos, com o auxílio do Interferômetro do Very Large Telescope (VLTI) no Observatório do Paranal do ESO, no Chile, surpreenderam a equipe. O VLTI é formado pela combinação dos quatro telescópios principais do VLT, de 8,2 metros, ou pela combinação dos quatro Telescópios Auxiliares móveis, de 1,8 metros. Utiliza-se uma técnica chamada interferometria, onde instrumentação sofisticada combina numa única observação a luz coletada pelos vários telescópios. Nesta técnica não são produzidas imagens propriamente ditas, que aumenta drasticamente o nível de detalhes que se podem medir nos dados, comparável ao que um telescópio espacial com um diâmetro de 100 metros permitiria. Embora a poeira quente, com uma temperatura de cerca de 700 a 1.000 graus Celsius, apresente, de fato, a forma de um toro como o esperado, encontraram-se igualmente enormes quantidades de poeira mais fria acima e abaixo do toro principal. A poeira mais quente foi mapeada com o auxílio do instrumento AMBER do VLTI, nos comprimentos de onda do infravermelho e as novas observações aqui descritas utilizaram o instrumento MIDI nos comprimentos de onda do infravermelho entre os 8 e os 13 mícrons.
Como explica Sebastian Hönig (University of California Santa Barbara, USA e Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Alemanha), autor principal do artigo que descreve estes resultados, “Esta é a primeira vez que conseguimos combinar observações detalhadas no infravermelho médio da poeira fria,isto é, à temperatura ambiente, em torno de um NAG com observações igualmente detalhadas da poeira muito quente. Estas observações representam igualmente a maior coleção de dados de um NAG obtidos no infravermelho pelo método de interferometria, publicados até hoje”.
A poeira recém descoberta forma um vento frio que sopra para longe do buraco negro. Este vento deve desempenhar um papel importante na relação complexa entre o buraco negro e o meio circundante. O buraco negro sacia o seu apetite devorador com material circundante, mas a intensa radiação que produz nesse processo parece estar ao mesmo tempo afastando o material. Não é ainda claro como é que estes dois processos interagem, permitindo ao buraco negro crescer e evoluir no coração das galáxias, mas a presença de um vento de poeira acrescenta uma nova peça a este cenário.
De modo a investigar as regiões centrais de NGC 3783, os astrônomos necessitaram de combinar o poder dos telescópios principais do Very Large Telescope. Utilizando estes telescópios em uníssono formamos um interferômetro que consegue obter uma resolução equivalente à de um telescópio de 130 metros de diâmetro.
Outro membro da equipe, Gerd Weigelt (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Alemanha), explica, ”Ao combinarmos a excelente sensibilidade dos grandes espelhos do VLT pelo método da interferometria, conseguimos coletar radiação suficiente para observar objetos tênues, o que nos permite estudar uma região tão pequena quanto a distância do Sol à estrela mais próxima, e isto numa galáxia a dezenas de milhões de anos-luz de distância. Nenhum outro sistema óptico ou infravermelho atualmente em existência seria capaz deste feito”.
Estas novas observações podem levar a alterações na compreensão dos NAGs. Temos agora uma evidência direta de que a poeira está sendo empurrada pela radiação intensa.  Os modelos que prevêem como é que a poeira se distribui e como é que os buracos negros crescem e evoluem têm que, a partir de agora, levar em conta este efeito recém descoberto. 
Hönig conclui, “Tenho uma grande expectativa ao MATISSE, que permitirá combinar os quatro telescópios principais do VLT ao mesmo tempo e observar simultaneamente no infravermelho próximo e médio, o que nos dará dados muito mais detalhados”. O MATISSE (Multi AperTure mid-Infrared SpectroScopic Experiment), um instrumento de segunda geração para o VLTI, está atualmente sendo construído.

Este trabalho foi publicado hoje na revista especializada Astrophysical Journal.

Fonte: ESO

Buraco negro no meio do caos estelar

Aproximadamente a uma década atrás, o observatório de raios X Chandra da NASA registrou sinais do que parecia ser um buraco negro absorvendo gás no meio da galáxia próximo do Sculptor.

© ESO (galáxia espiral NGC 253)

Agora, o Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) da NASA, que observa o céu nas suas mais altas energias da luz de raio X, deu uma espiada no mesmo buraco negro e o encontrou adormecido.

“Nossos resultados implicam que o buraco negro esteve adormecido nos últimos 10 anos”, disse Bret Lehmer da Universidade Johns Hopkins e do Goddard Space Flight Center da NASA. “Observações periódicas feitas tanto com o Chandra como com o NuSTAR deve nos dizer sem dúvidas se o buraco negro irá acordar novamente”. Lehmer é o principal autor de um novo estudo que detalha as descobertas e que foi publicado no Astrophysical Journal.

O buraco negro adormecido tem aproximadamente 5 milhões de vezes a massa do Sol. Ele localiza-se no centro da galáxia do Sculptor, também conhecida como NGC 253, uma galáxia chamada de galáxia de explosão de estrelas onde novas estrelas estão nascendo ativamente. Localizada a 13 milhões de anos-luz de distância essa é uma das galáxias de explosão de estrelas mais próxima da Via Láctea.

A Via Láctea é de modo geral muito mais tranquila do que a galáxia do Sculptor. Ela gera muito menos novas estrelas, e o seu buraco negro central, monstruoso com 4 milhões de vezes a massa do Sol está também cochilando.

“Os buracos negros se alimentam do disco de acreção de material ao seu redor. Quando acaba esse alimento, eles adormecem”, disse o coautor Ann Hornschemeier do Goddard. “A NGC 253 é de alguma forma incomum pois o buraco negro gigante está adormecido no meio de uma enorme atividade de formação de estrelas acontecendo ao seu redor”.

As descobertas estão ensinando aos astrônomos como as galáxias crescem com o tempo. Quase todas as galáxias são suspeitas de abrigarem um buraco negro supermassivo em seu interior. Acredita-se que nos casos mais massivos, os buracos negros cresçam na mesma taxa em que novas estrelas se formam, até que a radiação dos buracos negros finalmente desliga a formação de estrelas. No caso da galáxia do Sculptor, os astrônomos não sabem se a formação de estrelas está diminuindo ou aumentando.

“O crescimento dos buracos negros e a formação das estrelas muitas vezes são processos que caminham concomitantemente nas galáxias distantes”, disse Daniel Stern, coautor e cientista do projeto NuSTAR no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, em Pasadena, na Califórnia. “É um pouco surpreendente o que está acontecendo aqui, mas nós temos dois poderosos e complementares telescópios de raios X estudando o caso”.

O Chandra primeiro observou sinais do que parecia ser um buraco negro se alimentando no coração da galáxia do Sculptor em 2003. À medida que o material colapsava em espiral dentro do buraco negro, ele se aquecia até milhões de graus e brilhava na luz de raio X de modo que o Chandra e o NuSTAR podem observar.

© NASA/NuSTAR (galáxia do Sculptor)

Então, no final de 2012, o Chandra e o NuSTAR observaram a mesma região simultaneamente. As observações do NuSTAR - a primeira vez que se detectou de maneira focada a luz de alta energia de raio X na região – permitiram aos pesquisadores dizerem conclusivamente que o buraco negro não estava se alimentando de material ao redor.

Em outras palavras, o buraco negro parecia ter caído num sono. Outra possibilidade é que o buraco negro não estava realmente acordado a 10 anos atrás e o que o Chandra observou foi na verdade outra fonte de raios X. Observações futuras com ambos os telescópios poderão resolver esse mistério.

“A combinação das observações coordenadas do Chandra e do NuSTAR é extremamente poderosa para responder questões como essa”, disse Lou Kaluzienski, cientista do programa NuSTAR, na sede da NASA em Washington.

As observações também revelaram um objeto incandescente menor que os pesquisadores foram capazes de identificar como uma fonte de raio X ultraluminosa (ULX). As ULXs são buracos negros que se alimentam de material de uma estrela parceira. Elas brilham de forma mais intensa do que um buraco negro de massa estelar gerados por estrelas que morrem, mas são mais apagados e distribuídos de forma mais aleatória que os buracos negros supermassivos no centro das galáxias massivas. Os astrônomos ainda estão trabalhando para tentar entender o tamanho, a origem e a física das ULXs.

Esses buracos negros de massa estelar estão colidindo perto do centro da galáxia. Eles tendem a ser mais numerosos em áreas onde existe uma maior atividade de formação de estrelas.

Se e quando o gigante adormecido da galáxia do Sculptor acordar, nos próximos anos, meio a toda essa agitação, o NuSTAR e o Chandra estarão monitorando a situação.

Fonte: NASA

O Sol roxo

A imagem abaixo mostra o Sol, como um disco roxo pois essa imagem foi feita na luz do cálcio ionizado.

© Alvaro Ibanez Perez (Sol na luz do cálcio ionizado)

Essa é a luz proveniente dos átomos de cálcio que perderam um elétron. Ela tem um pico na parte violeta do espectro em 393,4 nm, e é sensível aos campos magnéticos, estruturas magneticamente ativas são facilmente detectadas nessa banda espectral. Campos magnéticos moderados são mostrados de forma brilhante (quente), enquanto que os altos campos magnéticos são escuros (frios). As regiões mais brilhantes são encontradas na cromosfera e são conhecidas como “plages”. As regiões mais escuras são as manchas solares na fotosfera do Sol. Essas manchas estão aproximadamente entre 1.500 e 2.000 kelvins, mais frias do que a região ao redor. Sobre boa parte da fotosfera é possível identificar uma granulação.

Na borda esquerda do disco (no centro), pode-se notar a brilhante proeminência solar e na direita uma incrível flare solar durou somente 25 minutos e é equivalente ao comprimento de 25 Terras.

Fonte: NASA

Buracos negros encontrados em galáxia vizinha

Dados do Observatório de raios X Chandra da NASA têm sido usados para descobrir 26 candidatos a buracos negros na vizinha galáxia de Andrômeda.

© NOAO (galáxia M31 e região demarcada)

Esse é o maior número de buracos negros encontrados em uma galáxia fora da nossa.

Uma equipe de pesquisadores, liderada por Robin Barnard do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, usou 152 observações do Chandra para varrer por 13 anos e encontrar 26 novos candidatos a buracos negros. Nove deles já eram conhecidos antes desse novo trabalho. Esses buracos negros pertencem à categoria de buracos negros de massa estelar, o que significa que eles foram criados quando uma estrela com massa entre 5 e 10 vezes a massa solar se colapsou.

© NASA/Chandra (imagem em raios X da M31 com buracos negros)

Essa visão de grande angular de Andrômeda contém dados ópticos do telescópio Burrel Schmidt do Observatório Warner e Swansey em Kitt Peak no Arizona. Detalhes adicionais do núcleo e da poeira nos braços espirais originam-se de imagens feitas pelo astrofotógrafo Vicent Peris usando dados de dois de seus telescópios pessoais. Nessa imagem óptica combinada, as cores vermelho, verde e azul mostram diferentes bandas de porção da luz visível do espectro eletromagnético.

A imagem no detalhe contém dados de raios X de múltiplas observações do Chandra feitas da região central de Andrômeda. Essa imagem do Chandra mostra 28 dos 35 candidatos a buracos negros. Os outros sete candidatos podem ser vistos na imagem do Chandra com um maior campo de visão.

Alguns dos 35 candidatos a buracos negros estão dentro de um raio de somente 1.000 anos-luz do centro da galáxia de Andrômeda. Esse é um número maior que o número de candidatos a buracos negros com propriedades similares localizados perto do centro da nossa própria galáxia. Isso, contudo, não deixou os astrônomos surpresos, já que o bulbo de estrelas no meio da galáxia de Andrômeda é maior, permitindo que mais buracos negros ali se formem.

Oito dos nove candidatos a buracos negros que foram previamente identificados estão associados com aglomerados globulares, a antiga concentração de estrelas distribuída de forma esférica no centro da galáxia. Isso também diferencia a galáxia de Andrômeda da Via Láctea já que os astrônomos ainda não encontraram buracos negros similares em nenhum dos aglomerados globulares da Via Láctea.

Andrômeda, também conhecida como Messier 31 (M31), é uma galáxia espiral que localiza-se a uma distância aproximada de 2,5 milhões de anos-luz. Acredita-se que as duas galáxias irão se colidir em alguns bilhões de anos. Os buracos negros localizados em ambas as galáxias residirão então numa galáxia elíptica maior que será o resultado dessa fusão.

Esses resultados estão disponíveis online e serão publicados na edição de 20 de Junho de 2013 do The Astrophysical Journal. Muitas das observações de Andrômeda foram feitas com o programa Guaranteed Time Observer do Chandra.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics