A causa da explosão da supernova SN 2014J

Novos dados obtidos pelo observatório de raios X Chandra da NASA têm fornecido informações cruciais sobre o ambiente ao redor de uma das supernovas mais próximas da Terra. Os resultados do Chandra fornecem ideias sobre a possível causa da explosão.

© NASA/CXC/SAO/R.Margutti (M82)

No dia 21 de Janeiro de 2014, os astrônomos testemunharam uma supernova logo depois dela ter explodido na galáxia Messier 82 (M82). Os telescópios terrestres e no espaço viraram sua atenção para estudar essa estrela recém explodida, incluindo o Chandra. Os astrônomos determinaram que essa supernova, chamada de SN 2014J, pertence a uma classe de explosão  chamada de Supernovas do Tipo Ia. Essas supernovas são usadas como marcadores de distância e têm um papel fundamental na descoberta da expansão acelerada do Universo, que tem sido atribuída aos efeitos da energia escura. Acredita-se que todas as supernovas do Tipo Ia envolvem a detonação de uma anã branca. Uma importante questão é se a fusão na explosão acontece quando a anã branca puxa muito material de sua estrela companheira, parecida com o Sol, ou quando duas anãs brancas se fundem. A imagem contém dados do Chandra, onde os raios X de baixa, média e alta energia, são mostrados em vermelho, verde e azul, respectivamente. A ausência de raios X detectados pelo Chandra é uma importante pista para os astrônomos procurarem pelo mecanismo exato de como essa estrela explodiu.

A não detecção de raios X, revela que a região ao redor do local da explosão da supernova é relativamente desprovida de material. Os astrônomos esperam que se uma supernova explode devido a isso ela tem constantemente coletado material de uma estrela companheira antes de explodir, o processo de transferência de massa não seria 100% eficiente, e a anã branca mergulharia numa nuvem de gás. Se uma quantidade significante de material estivesse ao redor da estrela moribunda, a onda de explosão gerada pela supernova teria sido observada quando o Chandra foi apontado para ela, produzindo uma brilhante fonte de raios X. Como eles não detectaram qualquer raio X, os pesquisadores determinaram que a região ao redor da SN 2014J é excepcionalmente limpa.

Uma candidata viável para a causa da SN 2014J precisa explicar o ambiente relativamente livre de gás ao redor da estrela antes da explosão. Uma possibilidade é a fusão de duas estrelas do tipo anãs brancas, onde nesse caso haveria pouca transferência de massa e poluição do ambiente antes da explosão. Outra é que algumas erupções menores na superfície da anã branca limpou a região antes da supernova. Observações futuras, poucos dias depois da explosão poderiam mostrar a quantidade de gás em um volume maior, e ajudar a decidir entre esses e outros cenários.

Um artigo descrevendo esses resultados foi publicado no periódico The Astrophysical Journal.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Anéis ao redor da Nebulosa do Anel

Ela parece familiar para os entusiastas do céu, mesmo com um pequeno telescópio. Contudo, há muito mais a ser visto da Nebulosa do Anel (M57) do que com um pequeno telescópio.

© Hubble/Robert Gendler (M57)

O anel central facilmente visível tem cerca de um ano-luz de diâmetro, mas esta exposição incrivelmente profunda, que combina dados de três grandes telescópios diferentes, explora os filamentos curvos de gás brilhante que se estendem muito além da estrela central da nebulosa. Esta composição notável inclui imagens de banda estreita de hidrogênio, a emissão em luz visível e a emissão de luz infravermelha. Claro, neste exemplo bem estudado de uma nebulosa planetária, o material brilhante não vem de planetas. Em vez disso, a mortalha gasosa representa as camadas externas expulsas de uma estrela parecida com o Sol que está morrendo. A Nebulosa do Anel está a cerca de 2.000 anos-luz de distância na direção da constelação de Lyra.

Fonte: NASA

NuSTAR vê luz desfocada ao redor de buraco negro

O telescópio NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) da NASA captou um evento extremo e raro nas regiões imediatas em torno de um buraco negro supermassivo.

© NASA/JPL-Caltech (ilustração da luz  na base de um jato proveniente da coroa)

Uma fonte compacta de raios X, que fica perto do buraco negro, chamada coroa, mudou-se para mais perto do buraco negro ao longo de um período de poucos dias.

"A coroa recentemente colapsou na direção do buraco negro, o que fez com que a intensa gravidade do buraco negro puxasse toda a luz para o seu disco envolvente, onde o material espirala para dentro," afirma Michael Parker do Instituto de Astronomia de Cambridge, Reino Unido, autor principal de um novo estudo.

À medida que a coroa se deslocava para mais perto do buraco negro, a gravidade deste objecto exercia uma maior força sobre os raios-X emitidos. O resultado foi uma desfocagem e um alongamento extremo dos raios-X. Já foram observados eventos deste género, mas nunca com este grau e com tanto detalhe.

Pensa-se que os buracos negros supermassivos residem nos centros de todas as galáxias. Alguns são mais massivos e giram mais depressa que outros. O buraco negro neste estudo, referido como Markarian 335, ou Mrk 335, está a cerca de 324 milhões de anos-luz da Terra na direção da constelação de Pégaso. É um dos sistemas mais extremos com massa e rotação já medidas. O buraco negro compacta aproximadamente 10 milhões de vezes a massa do nosso Sol numa região com apenas 30 vezes o diâmetro do Sol, e gira tão rapidamente que o espaço e o tempo arrastam-se ao seu redor.

Sabendo que uma certa quantidade de luz cai para um buraco negro supermassivo e nunca mais é vista, outras formas de luz emanam da coroa e do disco de material superaquecido em acreção ao redor. Embora os astrônomos não tenham a certeza da forma e temperatura das coroas, sabem que contêm partículas que se movem a velocidades próximas à da luz.

© NASA/JPL-Caltech (raios X emitidos pelo buraco negro supermassivo Markarian 335)

Este gráfico (brilho x energia) mostra os dados obtidos pelo NuSTAR dos raios X emitidos por regiões perto de um buraco negro supermassivo Markarian 335.

O satélite Swift da NASA examina Mrk 335 há anos, e recentemente notou uma mudança dramática no seu brilho em raios X. No que é chamado de observação alvo de oportunidade, o NuSTAR foi redirecionado para observar os raios X altamente energéticos desta fonte na faixa dos 3 a 79 keV (quilo elétron-volt). Esta faixa de energia em particular oferece uma visão detalhada sobre o que está acontecendo perto do horizonte de eventos, a região em torno de um buraco negro a partir da qual a luz já não consegue escapar ao alcance da gravidade.

Observações posteriores indicam que a coroa ainda está nesta configuração íntima, meses após ter-se movido. Os pesquisadores não sabem se a coroa vai voltar à sua posição original. Além disso, as observações do NuSTAR revelam que o domínio da gravidade do buraco negro puxou a luz da coroa para a parte interna do seu disco superaquecido, iluminando-o melhor. Quase como se alguém tivesse apontado uma lanterna aos astrônomos, a mudança na posição da coroa iluminou precisamente a região que queriam estudar.

Os novos dados podem, em última análise, ajudar a saber mais sobre a natureza misteriosa das coroas dos buracos negros. Em adição, as observações têm proporcionado melhores medições sobre a furiosa velocidade de rotação relativística de Mrk 335. As velocidades relativísticas são aquelas que se aproximam da velocidade da luz, como descrito pela teoria da relatividade de Albert Einstein.

"Nós ainda não entendemos exatamente como a coroa é produzida ou porque muda de forma, mas nós o vemos iluminando o material em torno do buraco negro, permitindo o estudo das regiões onde os efeitos descritos pela teoria geral da relatividade de Einstein se tornam proeminentes," afirma Fiona Harrison, pesquisadora principal do NuSTAR, do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) em Pasadena, EUA. "A capacidade sem precedentes do NuSTAR, para observar este e outros eventos similares, permite-nos estudar os efeitos da curvatura da luz mais extremos da relatividade geral."

Os resultados foram publicados na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: Astronomy

A incrível história de uma estrela que virou planeta!

Os avanços da astronomia criaram um problema inusitado de taxonomia estelar, ou seja, de classificação de objetos.

© John Pinfield (ilustração de estrelas e exoplaneta)

Com a melhoria da capacidade dos instrumentos científicos, mas também dos modelos teóricos de formação de estrelas, os astrônomos continuamente foram empurrando o limite inferior de massa das estrelas. Simplificando, astrônomos foram descobrindo cada vez mais estrelas cada vez menores. Aí surgiu a discussão, qual deveria ser o valor da massa mínima para que um corpo celeste pudesse ser classificado como estrela.
Por definição, um corpo celeste é considerado estrela se ele tem massa suficiente para produzir energia através de fusão nuclear, juntando átomos de hidrogênio e formando átomos de hélio, nos casos mais simples. É possível haver fusão de átomos mais pesados se fundindo em outros mais pesados ainda, no interior de estrelas de muita massa. Com esse processo é possível produzir até átomos de ferro. Por conta dos detalhes da física nuclear, produzir átomos mais pesados que o ferro não gera energia, mas sim a consome. Se a estrela chega a esse ponto ela se torna uma supernova, numa explosão tão poderosa que pode criar uma estrela de nêutrons ou mesmo um buraco negro, mas também produz todos os elementos da tabela periódica.
Mas, qual o valor da massa que um corpo celeste deve ter para que as condições necessárias para haver fusão de nuclear ocorra?

Modelos teóricos dizem que 75 vezes a massa de Júpiter, mas esse valor pode variar, e muito, de acordo com a composição química da estrela. Para piorar, em 1988 foi descoberto um objeto de massa sub estelar que foi classificado como uma anã marrom. Essa classe de objetos têm massas variando entre 12 e 80 vezes a massa de Júpiter. Isso é muito pouco para produzir a fusão do hidrogênio comum, mas com 13 massas de Júpiter, um corpo é capaz de fundir o deutério, um isótopo do átomo de hidrogênio. As anãs marrons com mais de 65 massas de Júpiter conseguem fundir átomos de lítio.
E aí? Como fica agora? Se a definição inicial dizia que uma estrela é o corpo celeste que consegue produzir energia por fusão nuclear, as anãs marrons não deveriam ser consideradas estrelas? Ou esses corpos deveriam ser considerados Júpiteres gigantes? Alguns astrônomos acham que não, aqueles que pensam justamente nos processos de fusão nuclear dizem que são estrelas. Já outros, que pensam nos processos de formação de estrelas acham que sim, que não passam de Júpiteres bombados.
Polêmicas à parte, o que ocorre é que não existe uma linha bem definida que separe estrelas de exoplanetas, mas sim uma extensa faixa cinza. Para se ter uma ideia, a anã marrom mais massiva tem 29 vezes a massa de Júpiter, portanto é capaz de produzir energia através da fusão nuclear de deutério, mas é considerado o exoplaneta mais massivo já descoberto.
Bom, se já é difícil dizer quem é Júpiter gigante e quem é estrela, o que dizer de um corpo celeste que tenha nascido com cara de estrela, mas hoje poderia ser classificado como planeta?
Esse é o caso do objeto WISE J0304-2705, descoberto por um grupo internacional de astrônomos liderado por David Pinfeld da Universidade de Hertfordshire, Inglaterra. Classificado inicialmente como uma anã marrom da classe mais fria possível, o espectro de J0304 mostrou que ele tinha características de uma estrela muito antiga e que passou por um processo de esfriamento ao longo de bilhões de anos e hoje é quente o suficiente para ferver água, apenas.
De acordo com a linha do tempo traçada por Pinfeld e colaboradores, durante os primeiros 20 milhões de anos de vida dessa (ainda) estrela, sua temperatura era de 2.800 graus Celsius, o mesmo que uma anã vermelha. Depois de 100 milhões de anos a temperatura baixou para 1.500 graus e nuvens de silicatos começaram a se condensar em sua atmosfera. Com uma idade de um bilhão de anos a temperatura já era de 1.000 graus, fazendo com que nuvens de metano e vapor d'água trouxessem as características típicas de uma anã marrom. Desde então, J0304 esfriou até chegar a uma temperatura entre 100 e 150 graus Celsius.
Esse objeto tem entre 20 a 30 vezes a massa de Júpiter, o que a faria uma anã marrom, mas com uma temperatura baixa assim, lembre-se que Vênus tem por volta de 450 graus, J0304 está mais para um planeta e não pode realizar qualquer fusão nuclear. Situado a uma distância entre 33 e 55 anos luz de distância, esse é o primeiro objeto conhecido a cruzar a linha cinza entre estrelas e planetas e é o primeiro caso de uma estrela que virou planeta.

Fonte: Globo G1

A idade do aglomerado globular IC 4499

Observações do Hubble feitas do aglomerado globular IC 4499 tem ajudado a apontar sua idade. Observações desse aglomerado dos anos de 1990 sugerem uma idade jovem, desafiante quando comparado com outros aglomerados globulares dentro da Via Láctea.

© Hubble (aglomerado globular IC 4499)

Contudo, desde as primeiras estimativas, novos dados do Hubble têm sido obtidos e se descobriu que muito provavelmente o IC 4499 tem na verdade a mesma idade de outros aglomerados da Via Láctea, com aproximadamente 12 bilhões de anos.

Por muito tempo acreditou-se que todas as estrelas dentro de um aglomerado globular se formam aproximadamente ao mesmo tempo, uma propriedade que pode ser usada para determinar a idade do aglomerado. Entretanto, observações detalhadas de aglomerados mais massivos têm mostrado que isso não é inteiramente verdade; existem evidências que os aglomerados consistem de múltiplas populações de estrelas nascidas em diferentes épocas. Uma das evidências por trás do comportamento acredita-se que seja a gravidade; pois, aglomerados globulares mais massivos podem juntar mais gás e poeira, que podem posteriormente se transformarem em novas estrelas.

O IC 4499 é um caso especial. Sua massa localiza-se entre os aglomerados de baixa massa, que mostram uma única geração, sendo que os mais complexos e mais massivos aglomerados globulares podem conter mais de uma geração de estrelas. Estudando objetos como o IC 4499, os astrônomos têm a possibilidade de explorar quanto a massa afeta o conteúdo do aglomerado. Os astrônomos não encontraram nenhum sinal de múltiplas gerações de estrelas no IC 4499, suportando a ideia de que os aglomerados menos massivos em geral são constituídos por somente uma geração estelar.

Fonte: ESA

As supernovas mais solitárias do Universo

Uma equipe de pesquisadores liderada por astrônomos e astrofísicos da Universidade de Warwick descobriu que algumas das supernovas mais solitárias do Universo são provavelmente criadas por colisões de anãs brancas com estrelas de nêutrons.

© Mark A. Garlick (uma anã branca e uma estrela de nêutrons)

"O nosso trabalho examina as chamadas supernovas transientes ricas em cálcio, afirma o Dr. Joseph Lyman, da Universidade de Warwick. "Estas são explosões luminosas com a duração de semanas. No entanto, não são tão brilhantes nem duram tanto tempo quanto as supernovas tradicionais, o que as torna difíceis de descobrir e estudar em detalhe."

Estudos anteriores haviam mostrado que o cálcio compreendia até metade do material expelido nestas explosões, em comparação com apenas uma pequena fração em supernovas normais. Isto significa que estes curiosos eventos podem, em verdade, ser os principais produtores de cálcio no nosso Universo."

"Um dos aspectos mais estranhos é que parecem explodir em locais invulgares. Por exemplo, se observarmos uma galáxia, podemos esperar que as explosões estejam em linha com a luz que vemos da galáxia, já que é aí que as estrelas estão," comenta o Dr. Lyman. "No entanto, uma grande fração destas explosões ocorrem a grandes distâncias das suas galáxias, onde o número de sistemas estelares é minúsculo.

"O que nós abordamos no artigo é se existem sistemas onde estas transientes explodiram, por exemplo, se podem existir aí galáxias anãs muito tênues, o que explica as posições estranhas. Apresentamos observações, até ao mínimo de brilho de possível, para mostrar que de fato não existe nada no local destes transientes, então a questão torna-se, como é que aí chegaram?"

As supernovas transientes ricas em cálcio observadas até ao momento podem ser vistas a dezenas de milhares de parsecs de distância de qualquer potencial galáxia hospedeira, com 1/3 destes eventos a pelo menos 65 mil anos-luz da potencial galáxia hospedeira.

Os cientistas usaram o VLT (Very Large Telescope) no Chile e observações, pelo telescópio espacial Hubble, dos exemplos mais próximos destas transientes ricas em cálcio para tentar detectar qualquer coisa deixada para trás ou na área em redor da explosão.

Estas observações profundas permitiram excluir a presença de galáxias anãs fracas ou aglomerados globulares nos locais destes exemplos mais fracos. Além disso, uma explicação para o colapso de núcleos das supernovas, que as supernovas transientes ricas em cálcio se assemelham, embora mais tênues, é o colapso de uma estrela massiva num sistema binário onde material lhe é retirado. Os cientistas não encontraram evidências de uma companheira binária sobrevivente ou de outras estrelas massivas nas vizinhanças, permitindo-lhes rejeitar estrelas massivas como as progenitoras de transientes ricas em cálcio.

O professor Andrew Levan do Departamento de Física da Universidade de Warwick, afirma: "parecia cada vez mais que as estrelas gigantes hipervelozes não seriam capazes de explicar as posições destas supernovas. Têm que ser estrelas de menor massa e mais duradouras, mas ainda numa espécie de sistema binário pois não se conhece nenhuma maneira de uma única estrela de baixa massa alcançar o estágio de supernova por si só, ou criar um evento parecido com uma supernova."

Os pesquisadores compararam então os seus dados com o que é conhecido como erupções de raios gama de curta duração (SGRBs, ou "short-duration gamma ray bursts"). Estes são também vistos explodindo em locais remotos sem galáxia coincidente detectada. Sabe-se que as SGRBs ocorrem quando duas estrelas de nêutrons colidem, ou quando uma estrela de nêutrons funde-se com um buraco negro, isto tem sido apoiado pela detecção de uma "quilonova" que acompanha a SGRB graças ao trabalho liderado pelo professor Nial Tanvir, colaborador deste estudo. Apesar de uma fusão entre uma estrela de nêutrons e um buraco negro não explicar estas mais brilhantes transientes ricas em cálcio, a equipe de pesquisa considerou que se a colisão fosse ao invés entre uma anã branca e uma estrela de nêutrons, que encaixaria nas suas observações e análises pois: forneceria energia suficiente para gerar o brilho das transientes ricas em cálcio; a presença de uma anã branca iria proporcionar um mecanismo para produzir material rico em cálcio; a presença de uma estrela de nêutrons poderia explicar porque este sistema binário foi descoberto tão longe de uma galáxia hospedeira.

O Dr. Lyman acrescenta: "o que nós propomos é, portanto, que estes sistemas foram expelidos da sua galáxia. Um bom candidato neste cenário é um sistema binário entre uma anã branca e uma estrela de nêutrons. A estrela de nêutrons é formada quando uma estrela gigantesca se torna uma supernova. O mecanismo desta explosão de supernova faz com que a estrela de nêutrons seja ejetada a velocidades muito altas (centenas de quilômetros por segundo). Este sistema veloz pode então escapar da sua galáxia, e se o sistema binário sobreviver à expulsão, a anã branca e a estrela de nêutrons acabam por fundir-se e produzir a explosão transitória."

Os pesquisadores postulam que tais sistemas em fusão, de anãs brancas e estrelas de nêutrons, produzem erupções de raios gama altamente energéticos, motivando novas observações de quaisquer novos exemplos de supernovas transientes ricas em cálcio para confirmação. Adicionalmente, estes sistemas contribuem com fontes significativas de ondas gravitacionais, potencialmente detectáveis por instrumentos futuros que vão ajudar a saber mais sobre a natureza destes sistemas exóticos.

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

Fonte: Astronomy

Planeta anão pode iluminar o modelo cosmológico

Um candidato a planeta anão, chamado UX25, e sua pequena lua, podem fornecer a primeira evidência experimental de um novo modelo cosmológico que inclui a antigravidade.

© JHUAPL/SwRI (ilustração de uma vista do Sol a partir do Cinturão de Kuiper)

O modelo dispensa conceitos como matéria escura, energia escura e inflação cósmica. A proposta de testar essa nova teoria observando o movimento dos dois objetos na borda do Sistema Solar foi anunciada por Alberto Vecchiato e Mario Gai, do Observatório Astrofísico de Turim, na Itália.

Em 1915, a ainda desconhecida Teoria Geral da Relatividade, de Albert Einstein, recebeu um grande impulso de credibilidade quando foi usada para explicar uma discrepância na órbita de Mercúrio que não poderia ser explicada apenas pela física newtoniana.

Agora, quase um século depois, Vecchiato e Gai calculam que o UX25 e seu minúsculo satélite, que orbitam o Sol no cinturão de Kuiper, além de Netuno, podem ser usados como um "laboratório natural" para testar esse modelo do Universo, algo tão novo e ambicioso quanto a relatividade pareceu no início do século passado.

Desenvolvido pelo físico Dragan Hajdukovic, do CERN, o modelo denominado Dipolos Gravitacionais Virtuais é baseado no conceito de que o espaço vazio, também conhecido como vácuo quântico, não é de todo vazio. Em vez disso, o vácuo quântico é formado por "matéria virtual" e partículas de antimatéria que constantemente brotam entre a existência e a inexistência.

A ideia de Hajdukovic é que essas partículas têm cargas gravitacionais opostas, semelhantes a cargas elétricas positivas e negativas. Ele prevê ainda que, na presença de um campo gravitacional, as partículas virtuais do vácuo quântico vão gerar um campo gravitacional secundário que tem um efeito amplificador.

O resultado final é que as galáxias e outros objetos parecerão ter campos gravitacionais mais fortes do que seria previsto apenas pela massa de suas estrelas, uma discrepância que a maioria dos astrônomos explica invocando uma substância hipotética e misteriosa conhecida como matéria escura.

No novo modelo do Universo de Hajdukovic, também não há necessidade da energia escura, a enigmática força que os cientistas acham que está fazendo com que o Universo se expanda em um ritmo acelerado, se as partículas virtuais têm cargas gravitacionais, então o próprio espaço-tempo possui uma pequena carga que faz com que os objetos tenham uma repulsão mútua natural.

Sua teoria pode também dispensar a necessidade da inflação cósmica, um inchaço instantâneo no início do Universo, quando o espaço-tempo teria se expandido mais rápido do que a velocidade da luz.

Hajdukovic já havia sugerido que sua teoria poderia ser testada se fosse encontrado um pequeno planeta com um satélite, ambos com uma órbita elíptica em torno do Sol. O sistema precisa estar localizado longe do Sol e outros corpos maciços que exerçam forte influência gravitacional.

Agora, Vecchiato e Gai sugerem que o modelo de Hajdukovic pode ser testado usando telescópios terrestres e espaciais para observar o sistema UX25, localizado cerca de 43 vezes mais longe do Sol do que a Terra.

"As propriedades dos vácuos quânticos descritos na teoria de Hajdukovic imporiam uma força gravitacional adicional sobre o UX25, perturbando a órbita do sistema," explicou Vecchiato.

O modelo de Hajdukovic prevê que a "taxa de precessão", uma oscilação da pequena lua ao redor do planeta-anão, deve ser maior do que é previsto pela física clássica.

Enquanto a física newtoniana prevê uma taxa de precessão de 0,0064 arco-segundo, pequena demais para ser observada com os métodos atuais, a teoria de Hajdukovic prevê que a taxa de precessão deve ser de 0,23 arco-segundo por período, algo detectável pelo telescópio espacial Hubble e pelo telescópio espacial James Webb, ainda a ser lançado.

De acordo com Vecchiato e Gai, um grande telescópio terrestre, como o VLT (Very Large Telescope), no Chile, também pode ser capaz de fazer as observações necessárias do UX25.

Evidências observacionais para a teoria de Hajdukovic resultariam em uma mudança dramática na forma como os astrônomos e astrofísicos observam e explicam o Universo, disse Gai.

"A maioria dos cientistas hoje acha que a física quântica é restrita ao mundo microscópico... Neste caso, o comportamento microscópico natural do espaço vazio resultaria em um efeito cumulativo de longo alcance atuando até escalas cósmicas," concluiu ele.

Fonte: Physics World

Observadas gigantescas tempestades na atmosfera de Urano

O tempo em qualquer planeta pode ser muito imprevisível.

© Imke de Pater (UC Berkeley)/Keck Observatory (tempestades em Urano)

A imagem acima mostra ggantescas tempestades nas latitudes médias do hemisfério norte de Urano, que foram obtidas a 05 e 06 de Agosto de 2014, pela câmara de infravermelhos próximos NIRC2 do telescópio de 10 metros do Observatório Keck, no Havaí.

Durante o encontro da Voyager 2 com Urano em 1986, apenas um punhado escasso de nuvens sombrias foram vistas em sua atmosfera. Quando o planeta se aproximou do equinócio em 2007 (ou seja, quando o Sol estava alto, acima do equador), grandes tempestades ocorreram no planeta, mas a maioria delas desapareceu, mas uma em particular manteve-se ativa durante muitos anos.

Esta poderosa tempestade ficou conhecida por Berg, porque lembrava um iceberg à deriva nos mares polares, e foi possivelmente observada, pela primeira vez, pela sonda Voyager 2, durante a sua passagem pelo sistema uraniano em janeiro de 1986.

Berg oscilou periodicamente entre os 32º e os 36º de latitude sul, pelo menos, a partir do ano 2000. Em 2004, a tempestade aumentou consideravelmente o seu brilho, e em 2005 começou a migrar em direção ao norte, o que viria a resultar em dramáticas alterações na sua morfologia. Estas mudanças culminariam com o seu desaparecimento em 2009, quando esta já se encontrava a apenas 5º de distância do equador.

Imagens obtidas esta semana pelo Observatório W. M. Keck, no Havaí, revelaram a presença de uma variedade de gigantescas tempestades no hemisfério norte do planeta, incluindo uma de proporções verdadeiramente monstruosas.

Esta estrutura extremamente brilhante, que observada no dia 06 de Agosto de 2014, é parecida com uma tempestade de brilho similar, vista no hemisfério sul de Urano, nos anos que antecederam e no momento do equinócio.

Apesar desta nova tempestade ser ainda mais brilhante que Berg, a sua morfologia não deixa de ser muito semelhante, possivelmente as duas tempestades partilham estruturas verticais muito similares. Dados obtidos entre 2007 e 2009 sugerem que Berg se encontrava associada a um vórtice atmosférico, um anticiclone profundo apenas visível através das nuvens orográficas que o acompanham.

Os pesquisadores ainda irão determinar qual a verdadeira extensão da atual tempestade nas camadas superiores da atmosfera uraniana; no entanto, as imagens até agora obtidas sugerem que poderá atingir altitudes próximas da tropopausa.

Fonte: Observatório W. M. Keck

A galáxia espiral NGC 6744

Grande e bela, a galáxia espiral NGC 6744 tem aproximadamente 175.000 anos-luz de diâmetro, maior do que a nossa Via Láctea.

© Don Goldman (galáxia espiral NGC 6744)

Ela está localizada a cerca de 30 milhões de anos-luz de distância da Terra, na constelação do hemisfério celestial sul do Pavão (Pavo). Nós observamos o disco dessa ilha do Universo, próxima de nós, inclinado com relação a linha de visada. A orientação e a composição nos dão uma forte sensação da profundidade para esse retrato colorido da galáxia que cobre uma área no céu com aproximadamente o mesmo tamanho angular da Lua Cheia. O gigantesco núcleo amarelado da galáxia é dominado pela luz de estrelas velhas e frias. Além do núcleo, os braços espirais preenchidos com aglomerados de estrelas jovens e azuis e regiões rosadas de formação de estrelas  varrem uma galáxia satélite menor, localizada na parte inferior esquerda da imagem, uma galáxia que lembra a galáxia satélite da Via Láctea, a Grande Nuvem de Magalhães.

Fonte: NASA

Sistema estelar com supernova e estrela “zumbi”

Por intermédio do telescópio espacial Hubble da NASA/ESA, uma equipe de astrônomos avistou um sistema estelar que pode ter deixado para trás uma estrela “zumbi” depois de uma explosão de supernova invulgarmente fraca.

© Hubble (supernova SN 2012Z na galáxia espiral NGC 1309)

As duas imagens de inserção mostram o antes e depois da supernova 2012Z na galáxia espiral NGC 1309. O X branco no topo da imagem principal marca a localização da supernova na galáxia.

Uma supernova normalmente oblitera a anã branca. Nesta ocasião, os cientistas acreditam que esta supernova fraca pode ter deixado para trás uma parte sobrevivente da anã, uma espécie de estrela “zumbi”.

Enquanto examinavam imagens do Hubble captadas anos antes da explosão estelar, os astrônomos identificaram uma estrela azul companheira que fornecia energia à anã branca, um processo que deu início a uma reação nuclear e libertou esta explosão fraca de supernova. A supernova é do Tipo Iax, menos comum que o seu primo mais brilhante, o Tipo Ia. Foram identificadas mais de 30 destas mini-supernovas que podem deixar para trás uma anã branca sobrevivente.

"Os astrônomos há décadas que procuram sistemas estelares que produzem supernovas do Tipo Ia," afirma o cientista Saurabh Jha da Universidade Rutgers em Piscataway, New Jersey (EUA). "As supernovas do Tipo Ia são importantes porque são usadas para medir grandes distâncias cósmicas e a expansão do Universo. Mas temos muito poucas restrições sobre a forma como as anãs brancas explodem. As semelhanças entre as supernovas do Tipo Iax e as supernovas normais do Tipo Ia fazem com que a compreensão das progenitoras do Tipo Iax seja importante, especialmente porque nenhuma progenitora do Tipo Ia foi conclusivamente identificada. Esta descoberta mostra-nos uma maneira de obtermos uma explosão de uma anã branca."

A supernova fraca, apelidada SN 2012Z, reside na galáxia NGC 1309 a 110 milhões de anos-luz de distância. Foi descoberta em Janeiro de 2012 pelo programa de pesquisa de supernovas do Observatório Lick. Felizmente, a câmara ACS (Advanced Camera for Surveys) do Hubble também observou a NGC 1309 durante vários anos antes da explosão de supernova, o que permitiu aos cientistas compararem imagens antes e depois.

Curtis McCully, estudante de graduação da Universidade Rutgers e o autor principal do artigo da equipe, melhorou as imagens da pré-explosão do Hubble e notou um objeto peculiar perto da localização da supernova.

"Fiquei muito surpreso ao ver qualquer coisa no local da supernova. Esperávamos que o sistema progenitor fosse demasiado tênue, como em pesquisas anteriores de progenitoras de supernovas normais do Tipo Ia. Quando a natureza nos surpreende, é emocionante," afirma McCully.

Depois de estudar as cores do objeto e comparando-o com simulações de possíveis sistemas progenitores do Tipo Iax, foi possível concluir que estava sendo observado a luz de uma estrela que tinha perdido a sua camada exterior de hidrogênio, revelando o seu núcleo de hélio.

A equipe planeja usar o Hubble novamente em 2015 para observar a área, dando tempo para a luz da supernova tornar-se fraca o suficiente para revelar uma possível estrela “zumbi” e a companheira de hélio a fim de confirmar a sua hipótese.

"Em 2009, quando estavamos apenas começando a entender esta classe, antecipamos que estas supernovas eram produzidas por um sistema binário composto por uma anã branca e uma estrela de hélio," afirma Ryan Foley, membro da equipe e da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign, que ajudou a identificar as supernovas do Tipo Iax como uma nova classe. "Ainda existe um pouco de incerteza neste estudo, mas é essencialmente a validação da nossa asserção."

Outra explicação possível para a natureza invulgar da SN 2012Z é que decorria um movimento de gangorra entre as estrelas do par. A estrela mais massiva evoluiu mais rapidamente para crescer e despejar o seu hidrogênio e hélio na estrela mais pequena. A estrela em rápida evolução tornou-se numa anã branca. A estrela mais pequena ficou maior e engoliu a anã branca. As camadas exteriores desta estrela combinada foram expelidas, deixando para trás a anã branca e o núcleo de hélio da estrela companheira. A anã branca desviou matéria da estrela companheira até que se tornou instável e explodiu como uma mini-supernova, deixando para trás uma estrela “zumbi” sobrevivente.

Os astrônomos já localizaram o rescaldo de uma outra explosão de supernova do Tipo Iax. As imagens da supernova SN 2008ha foram obtidas com o Hubble em Janeiro do ano passado, localizada a 69 milhões de anos-luz na galáxia UGC 12682, mais de quatro anos depois de ter explodido. As imagens mostram um objeto na área da supernova que pode ser a estrela “zumbi” ou a companheira. Os achados serão publicados na revista The Astrophysical Journal.

"A SN 2012Z é uma duas supernovas mais poderosas do Tipo Iax e a SN 2008ha é uma das mais fracas da classe, o que mostra que os sistemas do Tipo Iax são muito diversos," explica Foley, autor principal do artigo sobre SN 2008ha. "E talvez essa diversidade esteja relacionada com a forma com que cada uma das estrelas explode. Tendo em conta que estas supernovas não destroem completamente a anã branca, supomos que algumas destas explosões libertem pouco material e outras libertem muito material."

Os astrônomos esperam que os seus novos achados estimulem o desenvolvimento de melhores modelos para estas explosões de anãs brancas e para uma compreensão mais completa da relação entre as supernovas do Tipo Iax, as supernovas normais do Tipo Ia e os seus sistemas estelares correspondentes.

Os resultados da equipe foram publicados ontem na revista Nature.

Fonte: NASA

Hubble mostra lente gravitacional mais longínqua

Usando o telescópio espacial Hubble da NASA/ESA, astrônomos descobriram inesperadamente a galáxia mais distante que atua como lente cósmica de aumento.

© Hubble (aglomerado de galáxias IRC 0128)

Vista na imagem como era há 9,6 bilhões de anos atrás, esta gigantesca galáxia elíptica quebra o recorde anterior por 200 milhões de anos.

Estas galáxias são tão grandes que a sua gravidade dobra, amplia e distorce a luz de objetos para trás delas, um fenômeno chamado lente gravitacional. A descoberta de um destes objetos, numa área tão pequena do céu, é um evento tão raro que normalmente precisariamos de estudar uma região centenas de vezes maior para apenas encontrar uma.

O objeto atrás desta lente cósmica é uma pequena galáxia espiral que está passando por um surto rápido de formação estelar. A sua luz demorou 10,7 bilhões de anos até chegar aqui, e observar um alinhamento como este, a uma grande distância da Terra, é realmente um achado raro. A localização de mais destas galáxias distantes que atuam como lentes vai fornecer informações sobre como as galáxias no início do Universo se tornaram nas gigantescas galáxias dominadas por matéria escura de hoje em dia. A matéria escura não pode ser vista, mas representa a maior parte da matéria do Universo.

"Quando observamos mais de 9 bilhões de anos para trás no Universo, não esperamos encontrar este tipo de lente," explicou Kim-Vy Tran da Universidade A&M do Texas em College Station, EUA. "É muito difícil ver um alinhamento entre duas galáxias no Universo jovem. Imagine segurar numa lupa e movê-la para mais longe. Quando olhamos pela lupa à distância do braço esticado, as hipóteses de vermos um objeto ampliado são altas. Mas se movermos a lupa para o outro lado do ambiente, as nossas hipóteses de ver a lupa quase perfeitamente alinhada com outro objeto diminuem."

Os membros da equipe, Kenneth Wong e Sherry Suyu da ASIAA (Academia Sinica Institute of Astronomy & Astrophysics) em Taipé, Taiwan, usaram a lente gravitacional do alinhamento fortuito para medir a massa total da galáxia gigante, incluindo a quantidade de matéria escura, ao avaliar a intensidade dos seus efeitos de lente sobre a luz da galáxia de fundo. A galáxia em primeiro plano tem mais de 180 bilhões de vezes a massa do Sol e, para a época, é uma galáxia gigante. É também um dos membros mais brilhantes de um aglomerado de galáxias distante, chamado IRC 0128.

"Conhecemos centenas de galáxias que atuam como lentes, mas quase todas são relativamente próximas, em termos cósmicos," afirma Wong, primeiro autor do artigo científico da equipe. "A descoberta de uma lente tão distante quanto esta é muito especial porque podemos aprender mais sobre o conteúdo de matéria escura de galáxias no passado distante. Ao comparar a nossa análise desta galáxia com outras mais próximas, podemos começar a compreender como o conteúdo de matéria escura evoluiu ao longo do tempo."

A equipe suspeita que a galáxia continuou crescendo ao longo dos últimos 9 bilhões de anos, ganhando estrelas e matéria escura ao canibalizar galáxias vizinhas. Os estudos recentes sugerem que estas galáxias massivas ganham mais matéria escura que estrelas à medida que continuam a crescer. Os astrônomos tinham assumido que a matéria escura e a matéria normal acumulavam-se igualmente numa galáxia ao longo do tempo, mas sabemos agora que a proporção de matéria escura para matéria normal muda com o tempo. Esta galáxia recém-descoberta vai eventualmente tornar-se muito mais massiva que a Via Láctea e terá também mais matéria escura.

Tran e a sua equipe estavam estudando a formação estelar em dois aglomerados de galáxias distantes, incluindo IRC 0218, quando se depararam com a lente gravitacional. Enquanto analisava dados espectrográficos do Observatório W. M. Keck no Havaí, Tran avistou uma forte detecção de hidrogênio gasoso quente que parecia surgir de uma galáxia elíptica gigante e distante. A detecção foi surpreendente porque o hidrogênio gasoso e quente é uma assinatura clara de nascimento estelar. As observações anteriores mostraram que a gigante elíptica, que residia no aglomerado galáctico IRC 0128, era uma galáxia velha e calma, que tinha parado de fabricar estrelas há muito tempo atrás. Outra descoberta intrigante foi que as jovens estrelas estavam muito mais distantes do que a galáxia elíptica. Tran ficou muito surpreendida e preocupada, e pensou que a sua equipe tinha feito um grande erro com as suas observações.

A astrônoma logo percebeu que não tinha cometido um erro quando estudou imagens do Hubble obtidas em comprimentos de onda azul, que revelou o brilho das estrelas incipientes. As imagens, obtidas com a câmara ACS (Advanced Camera for Surveys) e WFC3 (Wide Field Camera 3) do Hubble, revelaram um objeto azul e com a forma de uma sobrancelha perto de um ponto azul manchado ao redor da elíptica gigante. Tran reconheceu as características invulgares como as imagens ampliadas e distorcidas de uma galáxia ainda mais distante por trás da galáxia elíptica, a assinatura de uma lente gravitacional.

Para confirmar a sua hipótese de lente gravitacional, a equipe analisou dados de arquivo de dois programas de observação do Hubble, o 3D-HST, um estudo espectroscópico perto do infravermelho com o instrumento WFC3, e o CANDELS (Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey), um grande programa de céu profundo do Hubble. Os dados mostraram outra impressão digital de gás quente ligado à galáxia mais distante.

A galáxia distante é demasiado pequena e longínqua para o Hubble determinar a sua estrutura. Por isso, foi analisada a distribuição de luz no objeto para inferir a sua forma espiral. Além disso, as galáxias espirais são mais abundantes durante estes primeiros tempos. As imagens do Hubble também revelaram pelo menos uma região compacta e brilhante perto do centro. A equipe suspeita que a região brilhante é devido a uma onda de formação estelar e é provavelmente constituída por hidrogênio gasoso, aquecido pelas estrelas jovens e massivas. À medida que o grupo de pesquisadores continua o seu estudo de formação estelar em aglomerados galácticos, estará à procura de mais assinaturas de lentes gravitacionais.

Os resultados da equipe foram publicados na edição de 10 de Julho da revista The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: NASA

O VST fotografa a Galáxia do Triângulo

O VLT Survey Telescope (VST) captou uma bonita imagem detalhada da galáxia Messier 33 (M33).

© ESO (Galáxia do Triângulo)

Esta galáxia espiral, que é a segunda galáxia de grandes dimensões mais próxima da nossa, a Via Láctea, encontra-se povoada de aglomerados estelares brilhantes e nuvens de gás e poeira. A nova imagem encontra-se entre as imagens de grande angular mais detalhadas obtidas para este objeto e mostra-nos, com uma nitidez particular, muitas nuvens vermelhas de gás resplandecente situadas nos braços espirais da galáxia.

A M33, também conhecida por NGC 598, situa-se a cerca de três milhões de anos-luz de distância na pequena constelação setentrional do Triângulo. Conhecida também por Galáxia do Triângulo, foi observada pelo caçador de cometas francês Charles Messier em agosto de 1764, que a listou com o número 33 no seu famoso catálogo de nebulosas e aglomerados estelares proeminentes. No entanto, Messier não foi o primeiro a observar esta galáxia espiral, a qual foi muito provavelmente inicialmente documentada pelo astrônomo siciliano Giovanni Battista Hodierna cerca de 100 anos antes.
Apesar de se situar no céu setentrional, a Galáxia do Triângulo pode ser vista ao sul a partir do privilegiado local de observação do ESO, o Observatório do Paranal, no Chile, embora não suba muito no céu. Esta imagem foi obtida pelo VLT Survey Telescope (VST), um telescópio de rastreio de vanguarda de 2,6 metros que possui um campo de visão duas vezes maior que a Lua Cheia. A imagem foi criada a partir de muitas exposições individuais, incluindo algumas obtidas através de um filtro que deixa apenas passar a radiação emitida pelo hidrogênio brilhante, o que faz com que as nuvens de gás vermelho nos braços em espiral se tornem especialmente proeminentes.
Entre as muitas regiões de formação estelar existentes nos braços em espiral da M33, a nebulosa gigante NGC 604 salta à vista.

© Hubble (NGC 604)

Com um diâmetro de quase 1.500 anos-luz, esta é uma das maiores nebulosas de emissão conhecidas, estendendo-se ao longo de uma área 40 vezes maior que o tamanho da parte visível da muito mais famosa e muito mais próxima, a Nebulosa de Órion.
A Galáxia do Triângulo é o terceiro maior membro do Grupo Local de galáxias, o qual inclui a Via Láctea, a galáxia de Andrômeda e cerca de 50 galáxias mais pequenas. Numa noite extremamente límpida e escura, esta galáxia pode ser vista a olho nu sendo, na realidade, o objeto celeste mais distante que pode ser visto no céu sem a ajuda de instrumentos. As condições de observação para os mais pacientes tendem a melhorar a longo prazo, uma vez que esta galáxia está se aproximando da nossa a uma velocidade de cerca de 100.000 quilômetros por hora.
Uma observação detalhada desta bela fotografia dá-nos, não apenas uma visão muito pormenorizada dos braços em espiral da galáxia, onde se estão formando estrelas, mas também revela um cenário muito rico de galáxias mais distantes espalhadas por detrás das miríades de estrelas e nuvens brilhantes da M33.

Fonte: ESO

Localização de Plutão é feita com precisão através do ALMA

Com o auxílio do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) os astrônomos estão fazendo medições de alta precisão da localização de Plutão e da sua órbita em torno do Sol, no intuito de ajudarem a sonda New Horizons da NASA a atingir o seu alvo, quando esta se aproximar de Plutão e das suas cinco luas conhecidas, em julho de 2015.

© ESO (observações ALMA de Plutão e Caronte)

Apesar de se observar Plutão desde há décadas com telescópios situados tanto na Terra como no espaço, os astrônomos ainda estão trabalhando na sua exata órbita em torno do Sol. Esta incerteza que permanece deve-se ao fato de Plutão se encontrar a grande distância do Sol (aproximadamente 40 vezes mais afastado do que a Terra) e à sua órbita estar sendo estudada há apenas tempo suficiente para se ter observado pouco mais de um terço da órbita total. O planeta anão foi descoberto em 1930 e demora 248 anos para completar uma órbita em torno do Sol.
“Com estes dados observacionais limitados, o nosso conhecimento da posição de Plutão pode estar incorreto em vários milhares de quilômetros, o que compromete a nossa capacidade de calcular manobras de posicionamento eficientes para a sonda New Horizons,” disse Hal Weaver, cientista de projeto da New Horizons e membro da equipe de pesquisa do John Hopkins University Applied Physics Laboratory em Laurel, Maryland (EUA).
A equipe da New Horizons utilizou os dados de posicionamento do ALMA, juntamente com medições em luz visível analisadas de novo, que vão quase até o momento da descoberta de Plutão, para determinar a melhor maneira de fazer a primeira correção de trajetória da sonda, planejada para julho.
Para se prepararem para este importante marco, os astrônomos têm que localizar de modo preciso a posição de Plutão, usando os mais distantes e estáveis pontos de referência possíveis. Encontrar um tal ponto de referência para calcular de maneira precisa trajetórias de objetos tão pequenos a distâncias tão grandes torna-se uma tarefa assaz complicada. Normalmente, os telescópios ópticos utilizam estrelas distantes, já que estes objetos mudam muito pouco de posição ao longo de muitos anos. No entanto, para a New Horizons foi necessário fazer medições ainda mais precisas de modo a garantir-se que o seu encontro com Plutão seja tão certeiro quanto possível.
Os objetos mais distantes e aparentemente mais estáveis no Universo são os quasares, galáxias muito remotas com núcleos muito brilhantes. No entanto, os quasares são muito tênues quando observados por telescópios ópticos, o que torna difícil a execução de medições precisas. Mas, devido aos buracos negros supermassivos que se encontram no seus centros e à emissão da poeira, estes objetos brilham nos comprimentos de onda do rádio, particularmente nos comprimentos de onda do milímetro que o ALMA observa.
“A astrometria ALMA utilizou um quasar brilhante chamado J1911-2006 com a intenção de diminuir para metade a incerteza da posição de Plutão,” disse Ed Formalont, astrônomo no National Radio Astronomy Observatory em Charlottesville, Virginia (EUA), trabalhando atualmente no local de apoio às operações do ALMA, no Chile.
O ALMA estudou Plutão e Caronte através da emissão rádio das suas superfícies frias, as quais se encontram a cerca de -230 graus Celsius.
A equipe observou inicialmente estes dois mundos gelados em novembro de 2013 e depois mais três vezes em 2014, uma vez em abril e duas vezes em julho. Estão previstas observações adicionais para outubro de 2014.
“Estamos muito entusiasmados com as capacidades de vanguarda que o ALMA nos proporciona e que nos ajudam a melhorar a nossa exploração histórica do sistema de Plutão,” disse o pesquisador principal da missão Alan Stern, do Southwest Research Institute, em Boulder, Colorado (EUA).

Fonte: ESO