Novo objeto mais distante do cosmo

A explosão de raios gama detectada pelo satélite Swift, da NASA, em abril de 2009, foi recentemente revelada como candidata ao objeto mais distante do Universo.

© NASA/Swift (GRB 090429B)

Com distância estimada de 13,14 bilhões de anos-luz, a explosão está além de qualquer quasar conhecido e pode ser mais distante do que qualquer galáxia previamente conhecida ou explosão de raios gama. O estudo da distância da explosão, conhecida como GRB 090429B, será publicado no periódico científico Astrophysical Journal.
A gigantesca erupção de raios gama foi formado a partir de uma explosão estelar quando o Universo tinha menos que 4% de sua idade atual – apenas 520 milhões de anos – e menos de 10% do tamanho atual.
"A galáxia que comportava a estrela que originou GRB 090429B era realmente uma das primeiras galáxias do Universo", disse Derek Fox, professor de astronomia e astrofísica da Universidade Penn State, nos Estados Unidos, e um dos autores do estudo.
“Além do recorde de distância, GRB 090429B demonstra como explosões de raios-gama podem ser usadas para revelar a localização de estrelas massivas nos primórdios do Universo e também para acompanhar os processos de galáxias antigas e formação de estrelas que resultaram em um Universo tão rico como o que temos hoje”, disse.
Cerca de duas explosões de raios gama - as mais brilhantes explosões conhecidas – são observadas todos os dias. Por causa de seu brilho, elas podem ser detectadas pelos satélites mesmo que ocorram a distâncias de bilhões de anos-luz. Embora as explosões durem minutos, a dissipação da luz permanece observável durante muito mais tempo, o que permite que astrônomos meçam a distância da explosão.
No caso da GRB 090423, a distância foi calculada em 13,04 bilhões de anos-luz da Terra. “Este recorde foi superado pela descoberta de galáxias em 2010 e 2011 que empurraram a fronteira cósmica para 13,07 bilhões de anos-luz da Terra, e possivelmente ainda mais. Nossa estimativa de distância para a GRB 090423 faz dela uma versão de ‘revanche das explosões’”, disse Antonino Cucchiara, da Universidade da Califórnia, em Berkeley, e um dos autores do estudo. "Uma explosão de raios gama está mais uma vez, disputando o título de objeto mais distante no cosmos - para além de quasares e galáxias previamente considerados os mais distantes”.

Fonte: NASA

Hubble viu a estrela que mudou o Universo

Entre os inúmeras estrelas que formam o Universo, a descoberta de uma simples estrela variável, em 1923, alterou o curso da astronomia moderna.

© NASA/ESA (estrela variável cefeida V1 na galáxia M31)

É a estrela com o nome de "variável Hubble número um", ou V1, e está localizada na região exterior da vizinha galáxia de Andrômeda, também conhecida por M31. No início de 1900, para a maioria dos astrônomos, o Universo era a Via Láctea, sem nada para além dos seus limites observáveis. Andrômeda era uma das muitas "manchas de luz", a que chamavam "nebulosas espirais" e que faziam parte da nossa galáxia Via Láctea.
Em 1923, o cientista Edwin Hubble descobriu uma estrela, em Andrômeda, que ele identificou como V1, uma estrela variável cefeida, pois ela apresentou um brilho variável, brilhando e apagando segundo um determinado padrão. Nessa altura já se usava este tipo de estrelas para calcular distâncias dentro da nossa galáxia. Hubble calculou a sua distância e o resultdo revelou um milhão de anos-luz da Terra, mais de três vezes o diâmetro já calculado para a Via Láctea.
A estrela de Hubble ajudou a mostrar que Andrômeda estava para além da nossa galáxia e que havia mais galáxias no Universo que, afinal, era maior do que se pensava.
Até ao final de 1924, Hubble encontrou mais 12 variáveis cefeidas em Andrômeda e com as quais obteve uma distância de 900.000 anos-luz. Medições atuais mais rigorosas indicam uma distância de 2 milhões de anos-luz.
Quase 90 anos depois, os astrônomos prestaram uma simbólica homenagem a Edwin Hubble e à sua descoberta, e voltaram a observar a estrela V1 utilizando o Telescópio Espacial Hubble, em parceria com a Associação Americana de Observadores de Estrelas Variáveis ​​(AAVSO), que observaram a estrela durante seis meses. Os resultados obtidos permitiram programar a obtenção de imagens pelo Hubble.
Para o astrônomo Dave Soderblom, do Space Telescope Science Institute (STScI), em Baltimore, que propôs a observação de V1, esta é a estrela mais importante na história da cosmologia. Mais do que um tributo ao grande astrônomo Hubble, a sua observação mostrou que as cefeidas ainda são importantes atualmente. AS cefeidas são utilizadas para medir as distâncias de galáxias mais distantes que Andrômeda, elas são "o primeiro degrau da escada da distância cósmica".

Fonte: NASA

Descoberta superestrela brilhante e solitária

Uma estrela extraordinariamente brilhante, porém isolada, foi encontrada numa galáxia próxima. A estrela é três milhões de vezes mais brilhante que o Sol.

© ESO (Grande Nuvem de Magalhães)

Todas as superestrelas anteriormente descobertas foram encontradas em aglomerados estelares, mas este farol brilha com um esplendor solitário. A origem desta estrela é misteriosa: será que se formou isolada ou foi ejetada de um aglomerado? Qualquer destas hipóteses põe à prova o conhecimento dos astrônomos sobre a formação estelar.

Uma equipe internacional de astrônomos utilizou o Very Large Telescope do ESO para estudar detalhadamente a estrela VFTS 682 situada na Grande Nuvem de Magalhães, uma pequena galáxia vizinha da Via Láctea. Ao analisar a radiação da estrela, com o instrumento FLAMES do VLT, descobriu-se que esta estrela possui 150 vezes mais massa do que o Sol. Até agora estrelas como esta só tinham sido encontradas nos centros muito densos de aglomerados estelares, mas a VFTS 682 encontra-se isolada.
“Ficamos muito surpreendidos por encontrar uma estrela de tão grande massa isolada, em vez de se encontrar situada num aglomerado estelar rico. A sua origem é misteriosa,” diz Joachim Bestenlehner, o autor principal deste novo estudo, estudante do Observatório de Armagh, na Irlanda do Norte. Esta estrela foi inicialmente descoberta numa busca efetuada nas estrelas mais brilhantes situadas no interior e em volta da Nebulosa da Tarântula, na Grande Nuvem de Magalhães. A estrela situa-se numa maternidade estelar: uma enorme região de gás, poeira e estrelas jovens, que é, na realidade, a região de formação estelar mais ativa no Grupo Local de galáxias. Inicialmente pensou-se que a VFTS 682 fosse quente, jovem e brilhante, sem no entanto possuir características especiais. Contudo, este novo estudo feito com o VLT revelou que muita da energia da estrela está sendo absorvida e dispersada por nuvens de poeira antes de chegar à Terra - ou seja, a estrela é na realidade mais brilhante do que se pensava anteriormente, encontrando-se mesmo entre as estrelas mais brilhantes conhecidas.
A radiação vermelha e infravermelha emitida pela estrela atravessa a poeira, mas a radiação azul e verde, de menor comprimento de onda, é dispersada e consequentemente perdida. O resultado disto é que a estrela aparece-nos mais avermelhada do que é na realidade. Se a víssemos completamente livre de obstruções ela brilharia num tom azul-branco luminoso.
Além de ser extremamente brilhante, a VFTS 682 é também muito quente, com uma temperatura em sua superfície de cerca de 50.000 graus Celsius. Estrelas com propriedades tão estranhas podem acabar as suas curtas vidas não apenas como supernovas, como é normal para estrelas de grande massa, mas possivelmente como as mais dramáticas explosões de raios gama de longa duração, as explosões mais brilhantes no Universo.
Embora a VFTS 682 pareça estar atualmente sozinha, não se encontra muito afastada do aglomerado estelar muito rico RMC 136 (muitas vezes chamado apenas R 136), que contém várias superestrelas semelhantes.
“Os novos resultados mostram que a VFTS 682 é praticamente idêntica a uma das superestrelas mais brilhantes situada no coração do aglomerado estelar R 136,” acrescenta Paco Najarro, outro membro da equipa do CAB (INTA-CSIC, Espanha).  
Será possível que a VFTS 682 tenha sido formada neste aglomerado e posteriormente ejetada? Tais “estrelas fugitivas” são conhecidas dos astrônomos, mas todas as que se conhecem são menores que a VFTS 682. Seria por isso interessante descobrir como é que uma estrela de tão grande massa poderia ser lançada para fora do aglomerdo por interações gravitacionais.
“Parece mais fácil formar as estrelas maiores e mais brilhantes no interior de aglomerados estelares ricos,” acrescenta Jorick Vink, outro membro da equipe. “E embora seja possível, é muito mais difícil compreender como é que estes faróis brilhantes se formam sozinhos. O que torna a VFTS 682 verdadeiramente fascinante.”

Fonte: ESO

Jatos de partículas saindo de buraco negro

Uma imagem mais detalhada de jatos de partículas saindo de um buraco negro foi gerada por uma rede de nove radiotelescópios espalhados por todo o Hemisfério Sul (África do Sul, Chile e Antártida).

© NASA (galáxia Centaurus A)

Segundo a autora principal do estudo, Cornelia Mueller, da Universidade de Erlangen-Nuremberg, na Alemanha, os jatos de partículas surgem quando a matéria é atraída para um buraco negro no interior da galáxia. Os jatos interagem com o gás ao redor e interferem no processo de formação e evolução das galáxias de uma forma que ainda não é bem compreendida pelos cientistas.

A equipe estudou a galáxia Centaurus A, também conhecida como NGC 5128, que está a 12 milhões de anos-luz da constelação de Centauro e possui um buraco negro com 55 milhões de vezes a massa do Sol. A Centaurus A foi uma das primeiras fontes de rádio celeste identificadas com uma galáxia. Observada nesta frequência, a Centauro A é um dos maiores e mais brilhantes objetos no céu, com quase 20 vezes o tamanho aparente da lua cheia.

A nova imagem mescla dados captados em ondas de rádio - pelos nove radiotelescópios da rede TANAMI (Tracking Active Galactic Nuclei with Austral Milliarcsecond Interferometry) com imagens feitas em visível, raios X e micro-ondas.

"Técnicas de computação avançada nos permitem combinar os dados dos telescópios individuais para produzir imagens com a nitidez de um único telescópio gigante, quase tão grande quanto a própria Terra", afirmou Roopesh Ojha, coautor do estudo.

A grande emissão de energia de galáxias como Centaurus A ocorre por causa dos gases que são engolidos pelo buraco negro, e parte deles é ejetada de volta com velocidade cerca de um terço da velocidade da luz, na forma de jatos que se concentram ao redor do buraco negro, no centro da galáxia.

Esta radiação é bilhões de vezes mais energética do que a registrada pelos radiotelescópios, e não se sabe exatamente de onde ela se origina.

Fonte: Astronomy & Astrophysics

Sementes da vida no espaço

Partes do DNA e de outras moléculas essenciais dos seres vivos podem ter se formado no espaço há bilhões de anos e chegado à Terra de carona em cometas ou meteoritos.

© Sheila Goloborotko (detalhe da obra The day we bomb the moon)

Uma hipótese que agora ganha novos argumentos é que os fragmentos dessas moléculas podem ter se originado em nuvens galácticas bombardeadas por raios cósmicos, partículas muito energéticas abundantes desde o início do Universo. Essas nuvens são muito frias e constituídas por grãos de água sólida e gases condensados como o monóxido de carbono, o dióxido de carbono, a amônia e o metano.
Físicos brasileiros e franceses chegaram a essas conclusões por meio de experimentos em aceleradores de partículas na Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio) e na Universidade de Caen-Baixa Normandia, em Caen, noroeste da França. Os feixes de íons produzidos nessas máquinas interagem com gelos mantidos em temperaturas de até -260o Celsius, produzindo efeitos similares aos da interação de raios cósmicos com as nuvens galácticas.
“Estamos reconstruindo as condições de surgimento dos primeiros passos da vida”, diz o físico Enio Silveira, da PUC-Rio. “Queremos descobrir o que resulta do bombardeio por raios cósmicos do gelo do espaço sideral.” Segundo ele, o encontro de raios cósmicos com as nuvens de gelo assemelha-se a um jato de areia atirado contra uma parede: os grãos de areia erodem a superfície da parede. Outra possibilidade é que as moléculas orgânicas possam ter se formado a partir da interação com outro tipo de feixe de partículas elementares, os elétrons, mais abundantes, mas menos energéticos que os raios cósmicos.
Os experimentos da equipe da PUC-Rio e de Caen indicaram que a água pode se decompor e formar peróxido de hidrogênio (água oxigenada, H2O2), ozônio (O3) ou radicais químicos com alta afinidade por moléculas com carga elétrica oposta. Em 2009 e 2010, como parte de seu doutorado, o astrônomo Eduardo Seperuelo Duarte, da PUC, trabalhou durante 18 meses com Alicja Domaracka no Grande Acelerador Nacional de Íons Pesados (Ganil) em Caen para determinar quais as novas espécies químicas que saem das nuvens congeladas de monóxido ou dióxido de carbono (CO ou CO2) bombardeadas por íons de níquel. “Raios cósmicos formados por elementos de massa atômica elevada como o níquel são raros no Universo, mas seu efeito é devastador, como o produzido em uma guerra por um tiro de canhão em relação ao dos muito mais abundantes tiros de metralhadora”, compara Silveira. Em outros testes feitos em dezembro no Ganil, a física Ana Lúcia Barros, do grupo de Silveira, verificou que cinco moléculas diferentes, como CH3 e C2H4, formam-se nas nuvens de metano (CH4) bombardeadas por feixes de íons que simulam os raios cósmicos.
“Os raios cósmicos podem induzir a síntese de novas moléculas se a exposição das nuvens de gelo a eles for temporária”, comenta Silveira. “Bombardeamentos prolongados impedem a formação de macromoléculas.” Em dezembro de 2009 Alicja Domaracka esteve no Brasil e trabalhou com Silveira no acelerador da PUC bombardeando cristais de fluoreto de lítio, que se estilhaçavam de modo semelhante às nuvens de gelo.
“Nosso planeta foi muito bombardeado por cometas, que trouxeram a água que forma parte dos oceanos”, afirma Silveira. “A vida surgiu aqui relativamente em pouco tempo, apenas cerca de 1 bilhão de anos depois de a Terra ter se formado.” Se essa hipótese estiver correta, os cometas podem ter levado as moléculas orgânicas para qualquer canto do Universo, reforçando a possibilidade de vida extraterrestre.

Fonte: FAPESP (Pesquisa)

Confirmada a existência da energia escura

Uma pesquisa que durou cinco anos e cobriu 200.000 galáxias, levou a uma das melhores confirmações de que é mesmo a energia escura que está acelerando a expansão do Universo.

© NASA (energia escura e gravidade)

O estudo, que representa um retorno de até sete bilhões de anos no tempo cósmico, usou dados da sonda espacial Galex (Galaxy Evolution Explorer: Exploração da Evolução das Galáxias) e do Telescópio Anglo-Australiano instalado na montanha Siding Spring, na Austrália.

Os resultados dão suporte para a principal interpretação sobre como funciona a energia escura - como uma força constante, afetando uniformemente o Universo e impulsionando sua expansão.

Por decorrência, os dados contradizem uma teoria alternativa, que propõe que seria a gravidade, e não a energia escura, a força que impulsionaria a expansão do Universo. De acordo com esta teoria alternativa, com a qual os novos resultados não são consistentes, o conceito de Albert Einstein da gravidade estaria errado, e gravidade tornar-se-ia repulsiva, ao invés de atrativa, quando atuando em grandes distâncias.

"Os resultados nos dizem que a energia escura é uma constante cosmológica, como Einstein propôs. Se a gravidade fosse a responsável, então não estaríamos vendo esses efeitos constantes da energia escura ao longo do tempo," explica Chris Blake, da Universidade de Tecnologia Swinburne, na Austrália, e líder da pesquisa.

Acredita-se que a energia escura domine o nosso Universo, perfazendo cerca de 74% dele. A matéria escura, uma substância não menos misteriosa, é responsável por 22%. A chamada matéria bariônica representa apenas cerca de 4% do cosmos.

A ideia da energia escura foi proposta durante a última década, com base em estudos de estrelas distantes que explodiram, conhecidas como supernovas.

As supernovas emitem uma luz constante e mensurável, o que as torna uma referência inigualável, que permite o cálculo de sua distância da Terra com grande precisão.

As observações revelaram que a energia escura estava fazendo aumentar a aceleração desses objetos celestes.

A teoria atual propõe que, no início do Universo, a gravidade assumiu a liderança, dominando a energia escura.

Cerca de 8 bilhões de anos após o Big Bang, com o espaço se ampliando e a matéria se diluindo, as atrações gravitacionais enfraqueceram e a energia escura prevaleceu.

Se isto estiver correto, daqui a bilhões de anos a energia escura será ainda mais dominante.

A previsão estabalece que o nosso Universo será um verdadeiro deserto cósmico, com as galáxias se distanciando tanto umas das outras que quaisquer seres que viverem dentro delas não serão capazes de ver outras galáxias.

Esta é a primeira vez que astrônomos fazem essa verificação cobrindo todo o período de vida do Universo desde que ele foi dominado pela energia escura.

A equipe começou montando o maior mapa tridimensional já feito das galáxias do Universo distante. Isto foi feito pelo Telescópio de ultravioleta GALEX, que mapeou cerca de três quartos do céu, observando centenas de milhões de galáxias.

O Telescópio Anglo-Australiano coletou informações detalhadas sobre a luz de cada galáxia, o que permitiu estudar o padrão de distância entre elas - ondas sônicas do Universo jovem deixaram marcas nos padrões de galáxias, fazendo com que pares de galáxias sejam separados por aproximadamente 500 milhões de anos-luz.

Essa "régua padrão" foi usada para determinar a distância entre os pares de galáxias e a Terra - quanto mais próximo um par de galáxia estiver de nós, mais distantes elas irão aparecer uma da outra no céu.

Tal como acontece com os estudos de supernovas, estes dados de distância foram combinados com informações sobre as velocidades nas quais os pares estão se afastando de nós, revelando que o tecido do espaço está se esticando cada vez mais rápido.

Fonte: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Descobertos planetas sem estrelas

Foi descoberta uma nova classe de planetas - planetas solitários, sem estrelas. São corpos celestes escuros, com massa semelhante à de Júpiter, flutuando sozinhos no espaço, fora da órbita de qualquer estrela.

© NASA (ilustração de um planeta solitário)

Os cientistas acreditam que o mais provável é que esses planetas órfãos tenham se formado em torno de estrelas e, mais tarde, sido expulsos de seu sistema planetário por alguma conjunção de forças gravitacionais.

A descoberta resultou da análise dos dados coletados durante uma série de observações do bojo central da Via Láctea, realizadas entre 2006 e 2007 por um grupo de astrônomos do Japão e da Nova Zelândia.

A análise fornece indícios do que parecem ser 10 planetas solitários em locais distintos, todos aproximadamente do tamanho de Júpiter - o equipamento usado na pesquisa não é preciso o suficiente para localizar planetas menores.

"Nossos resultados sugerem que os sistemas planetários frequentemente tornam-se instáveis, com os planetas sendo expulsos de seus locais de nascimento ao passarem perto demais de outros planetas," explica David Bennett, um dos membros da equipe.

A descoberta não apenas confirma que existem planetas flutuando isoladamente no espaço, mas também indica que eles são bastante comuns - como detectá-los é muito difícil, o fato de um único rastreio ter localizado uma dezena deles indica que deve haver outros ainda não detectados.

Segundo os astrônomos, essa população inesperadamente grande também descarta a ideia de que os planetas livres formem-se isoladamente, e não ao redor de estrelas - se esse fosse o caso, deveria haver muito menos deles.

A equipe estima que pode haver duas vezes mais planetas isolados do que estrelas, o que equivale a dizer que os planetas sem estrelas podem ser tão comuns quanto os planetas ao redor de estrelas.

"A pesquisa não é sensível a planetas solitários com massa menor do que Júpiter ou Saturno, mas as teorias sugerem que planetas de menor massa, como a Terra, devem ser expulsos de suas estrelas com mais frequência, sendo assim, mais comuns do que os gigantes gasosos isolados," completou Bennett.

A NASA tem planos de enviar ao espaço um novo observatório - o WFIRST (Wide-Field Infrared Survey Telescope), que usará o método de microlentes, capaz de fazer estimativas mais precisas de quantos planetas solitários há na Via Láctea. Este futuro telescópio também terá a capacidade de detectar planetas solitários do tamanho da Terra.

Fonte: Nature

Análise da tempestade em Saturno

A atmosfera do planeta Saturno aparece-nos geralmente calma e plácida. Mas, cerca de uma vez por a cada trinta anos terrestres, quando a Primavera chega ao hemisfério norte do planeta gigante, algo se movimenta por baixo das nuvens, o que leva a uma perturbação dramática à escala planetária.

© ESO (imagens em infravermelho térmico de Saturno)

A tempestade mais recente foi detectada em Dezembro de 2010 pelo instrumento de rádio e plasma, a bordo da sonda espacial Cassini, em órbita em torno do planeta, tendo sido igualmente seguida por astrônomos amadores. Esta tempestade foi agora estudada em detalhe com o auxílio da câmara infravermelha VISIR montada no Very Large Telescope (VLT) do ESO, em conjunto com observações do instrumento CIRS, a bordo da Cassini.
Esta é apenas a sexta destas enormes tempestades a ser detectada desde 1876. É a primeira a ser estudada no infravermelho térmico – possibilitando ver as variações de temperatura no interior da tempestade saturniana, e a primeira a ser observada por uma sonda espacial em órbita do planeta.
“Esta perturbação no hemisfério norte de Saturno criou uma erupção gigante, violenta e complexa, de matéria brilhante das nuvens, a qual se espalhou até envolver todo o planeta,” explica Leigh Fletcher (Universidade de Oxford, Reino Unido), autor principal deste novo estudo. “O fato de termos tanto o VLT como a Cassini observando a tempestade simultaneamente, dá-nos a oportunidade de contextualizar as observações da Cassini. Estudos anteriores de tempestades deste tipo apenas puderam utilizar a radiação solar refletida, mas agora que dispomos da radiação infravermelha térmica pela primeira vez, podemos revelar regiões escondidas da atmosfera e medir diferenças verdadeiramente substanciais nas temperaturas e nos ventos associados a este fenômeno.”
A tempestade pode ter tido origem nas profundezas das nuvens de água, onde um fenômeno próximo de uma trovoada originou a criação de uma pluma de convecção gigante: tal como o gás quente sobe num quarto aquecido, esta massa de gás deslocou-se para cima introduzindo-se na atmosfera superior de Saturno, normalmente serena. Estas enormes perturbações interagem com os ventos em circulação para este e oeste e causam variações dramáticas na temperatura das zonas superiores da atmosfera.
“As nossas novas observações mostram que a tempestade teve um efeito enorme na atmosfera, transportando energia e material ao longo de enormes distâncias, modificando os ventos atmosféricos - criando correntes de matéria ejetada e turbilhões gigantes - e perturbando a lenta evolução sazonal de Saturno”, acrescenta Glenn Orton (Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, EUA), outro membro da equipe.
Alguns dos fenômenos mais inesperados vistos nas novas imagens VISIR  são os chamados faróis estratosféricos. Estes faróis correspondem a mudanças de temperatura muito grandes no cimo da estratosfera de Saturno, 250-300 km por cima dos topos das nuvens da atmosfera inferior. Estes fenômenos mostram claramente até que altura na atmosfera se propagam os efeitos da tempestade. A temperatura na estratosfera de Saturno é normalmente cerca de -130 graus Celsius durante esta estação, mas nestes faróis as temperaturas são 15 a 20 graus Celsius mais quentes.
Os faróis são completamente invisíveis na radiação solar refletida, no entanto em radiação infravermelha térmica, detectada pelo instrumento VISIR, brilham mais intensamente do  que a emissão do resto do planeta. Nunca tinham sido detectados anteriormente, por isso os astrônomos não sabem se são fenômenos comuns neste tipo de tempestades.

Fonte: ESO

Primeiro exoplaneta em zona habitável

O sistema planetário em torno da anã vermelha Gliese 581, uma das estrelas mais próximas do Sol, tem sido objeto de vários estudos com o objetivo de confirmar a detecção do primeiro exoplaneta potencialmente habitável.

© ESO (Gliese 581d ao redor de sua estrela anã vermelha)

Desde que o sistema revelou o exoplaneta mais parecido com a Terra, em 2007, até a proposição de que o Gliese 581g estaria bem no centro da zona habitável, em 2010, todos os candidatos à posição de "primeiro exoplaneta habitável" têm sido descartados por observações subsequentes.

Agora, contudo, um grupo de cientistas do Instituto Pierre Simon Laplace, da França, acredita ter encontrado indícios suficientes para demonstrar que o Gliese 581d pode ser considerado o primeiro exoplaneta capaz de abrigar a vida como ela existe na Terra.

A chamada "zona habitável" em torno das estrelas representa a faixa de distâncias em que os planetas não são nem muito frios e nem muito quentes para que a vida possa florescer, com uma temperatura suficiente para manter a água em estado líquido.

Embora o Gliese 581g parecesse estar em uma posição privilegiada dentro da zona habitável, várias equipes questionaram a sua detecção, ou seja, ele pode simplesmente não existir, sendo resultado de ruído nas medições ultra-finas do "balanço" estelar, necessárias para detectar exoplanetas nesse sistema.

Inicialmente ele foi considerado longe demais da estrela, consequentemente frio demais para a vida. Ao contrário, análises posteriores mostraram que, se o planeta tivesse oceanos líquidos como a Terra, eles evaporariam rapidamente, em um efeito semelhante ao que deu a Vênus o clima quente e inóspito que tem hoje.

Mas Robin Wordsworth e seus colegas do Laboratório de Meteorologia Dinâmica, em Paris, discordam dessas análises.

Embora seja provavelmente um planeta rochoso, o Gliese 581d tem uma massa de pelo menos sete vezes a da Terra e cerca de duas vezes o seu tamanho.

O maior problema, contudo, é que, além de receber menos de um terço da energia solar que chega à Terra, ele parece ter uma órbita com um lado permanentemente dia e o outro permanentemente noite - os dados não são precisos o suficiente para uma conclusão definitiva e pode ser que o planeta gire muito lentamente.

Com isto, a crença geral era que, qualquer atmosfera espessa o suficiente para manter o planeta aquecido, ficaria fria o suficiente no lado noturno para congelar por completo, prejudicando qualquer perspectiva de um clima habitável.

Para testar essa hipótese, Wordsworth e seus colegas desenvolveram um novo tipo de modelo computacional capaz de simular com maior precisão o clima de um exoplaneta.

O modelo simula a atmosfera e a superfície de um planeta em três dimensões, de forma parecida com os usados para estudar as mudanças climáticas na Terra.

No entanto, o simulador é baseado em princípios físicos mais fundamentais, permitindo a simulação de uma gama muito mais ampla de condições, incluindo qualquer coquetel atmosférico de gases, nuvens e aerossóis.

Para sua surpresa, os pesquisadores descobriram que, dada uma atmosfera de dióxido de carbono densa o suficiente - um cenário provável em um planeta tão grande - o clima do Gliese 581d não somente é estável, mas quente o suficiente para abrigar oceanos, nuvens e chuva.

Um dos fatores primordiais nos resultados foi o chamado espalhamento Rayleigh, o fenômeno que faz com que o céu da Terra seja azul.

No Sistema Solar, o espalhamento Rayleigh limita a quantidade de luz solar que uma atmosfera espessa pode absorver, porque uma grande parte da luz azul que se dispersa é imediatamente refletida de volta ao espaço.

No entanto, como a luz da estrela Gliese 581 é vermelha, ela praticamente não é afetada no Gliese 581d.

Isto significa que a luz pode penetrar mais profundamente na atmosfera, aquecendo mais o planeta devido ao efeito estufa da atmosfera de CO2 e ao efeito das nuvens de gelo de dióxido de carbono previstas para se formarem a altas altitudes.

Além disso, as simulações da circulação 3D indicaram que o aquecimento diurno é eficientemente redistribuído por todo o planeta através da atmosfera, impedindo o colapso atmosférico no lado noite ou nos pólos.

O resultado entusiasmou ainda mais os cientistas porque, a 20 anos-luz da Terra, o Gliese 581d é um dos nossos vizinhos galácticos mais próximos. Isto significa que os telescópios do futuro poderão ser capazes de detectar a atmosfera do planeta diretamente.

© CNRS/ESO (zona habitável para o Sol e a Gliese 581)

Embora esta simulação indique que o Gliese 581d possa ser habitável, há outras possibilidades.

Por exemplo, ele poderia ter mantido uma parte do seu hidrogênio na atmosfera, como Urano e Netuno, ou os fortes ventos de sua estrela poderiam ter varrido sua atmosfera inteiramente nos primórdios de sua formação.

Para detectar esses diferentes cenários, o grupo elaborou uma série de testes simples que os astrônomos deverão realizar no futuro, quando contarem com um telescópio suficientemente poderoso.

Se o Gliese 581d for realmente habitável, ainda assim ele seria um lugar bastante estranho para se visitar - o ar denso e as nuvens espessas manteriam a superfície em um crepúsculo vermelho escuro perpétuo.

Além disso, sua grande massa significa que a gravidade na superfície é de cerca de duas vezes a gravidade na superfície da Terra.

Uma importante implicação desses resultados pode ser a ideia de que os exoplanetas capazes de suportar a vida na verdade não precisam ser assim tão parecidos com a Terra.

Fonte: The Astrophysical Journal Letters

A receita do Universo e seus ingredientes

Além de seis tripulantes, o ônibus espacial Endeavour decolou nesta segunda-feira levando ao espaço um experimento científico de dois bilhões de dólares, financiado por nada menos que 16 nações da Europa, da Ásia e da América do Norte - o Espectrômetro Magnético-Alfa (AMS, na sigla em inglês).

© Science Photo Library (a evolução do Universo)

Trata-se de uma sonda de seis toneladas, que será acoplada à Estação Espacial Internacional (ISS) e fará medições de partículas que bombardeiam a Terra, também conhecidas como raios cósmicos. Essas partículas, originadas por diferentes fontes no Universo, deixam rastros únicos, que podem dizer aos cientistas do que o Universo é realmente feito.
Os especialistas ainda não sabem exatamente do que são feitos todos os componentes fundamentais do cosmo. Sabe-se, por exemplo, que o Universo possui três ingredientes principais. O primeiro deles é uma velha conhecida do homem: a matéria visível. São partículas que formam os tijolos fundamentais dos átomos, planetas e estrelas. Tão massivos são os corpos celestes e tão onipresentes são os átomos que seria natural assumir que a maior parte do Universo é composta por matéria visível, certo? Mas não. Apenas 5% dele é matéria visível. O restante é ocupado pelos outros dois ingredientes - a matéria escura e a energia escura. São manifestações exóticas da natureza e quase nada conhecidas pelo homem. A audaciosa tarefa do AMS será ajudar os cientistas a entender do que são feitos esses 95% do universo.
Para entender os outros dois ingredientes que formam o cosmo será preciso levar em consideração um fato inusitado. Quando os cientistas observam a forma com que estrelas e as galáxias se movem, há algo inusitado: apesar de a Física afirma que as estrelas, planetas e corpos de uma galáxia deveriam se movimentar mais lentamente à medida em que se afastam do centro dela, isso não acontece na prática, no caso das galáxias. No Sistema Solar, por exemplo, Mercúrio, que está próximo do Sol, movimenta-se em torno do astro com velocidade 60% mais rápida do que a da Terra. Marte segue mais lento que o nosso planeta e Júpiter ainda mais. E assim por diante, até Plutão e Eris, que praticamente se arrastam em volta do Sol.
As diferentes velocidades esperadas pelos físicos podem ser entendidas quando observamos um furacão, explica o físico Marcelo Gleiser, autor do livro Criação Imperfeita. Se medirmos a velocidade das moléculas próximas ao olho do fenômeno, elas se movem rapidamente. À medida em que se afastam do centro, as partículas perdem força e ficam mais lentas, até o furacão desaparecer completamente. “Assim deveria funcionar com as galáxias”, afirma Gleiser. Contudo, as observações cósmicas mostram que os corpos nas periferias das galáxias movimentam-se com velocidades comparáveis às daqueles que estão mais ao centro.
Matéria escura - Portanto, para que as equações da física façam sentido, é preciso que exista alguma força empurrando o amontoado de poeira, gás, estrelas e planetas da periferia das galáxias em velocidades semelhantes a de corpos que estão mais próximos do núcleo. Essa força adicional compensaria a previsão física de que quanto mais longe do centro de uma galáxia, mais lento é o movimento dos corpos. Essa força adicional é a gravidade de uma manifestação da natureza que possui massa, mas não emite qualquer tipo de luz - ou radiação - que o homem consiga medir diretamente.
Como não é possível enxergá-lo, os cientistas deram o nome de "matéria escura" a esse que seria o segundo ingrediente mais abundante no universo. Estima-se que 23% de tudo seja formado pela matéria escura. “Os pesquisadores têm certeza de que ela existe, pois ela exerce força sobre os corpos, influencia inclusive a luz”, esclarece Gleiser. Apesar de não detectá-la diretamente, é possível perceber os efeitos que a matéria escura causa no movimento das galáxias.
Energia escura - O mais abundante dos ingredientes do Universo, porém, é a ainda mais misteriosa, a energia escura. Gleiser explica que os modelos físicos provaram que o Universo está em expansão, de acordo com a teoria do Big Bang - a grande explosão primordial que deu início a tudo. “Só que, em 1998, descobriu-se que essa expansão estava acontecendo mais rapidamente do que as equações previam”, diz. Para que a conta fechasse, os cientistas calcularam o quanto de força seria preciso para provocar o excedente na velocidade de expansão das galáxias. A essa força deu-se o nome de energia escura - que corresponde a 72% do universo.
Saber que essas forças estranhas existem não é suficiente. “É necessário saber do que elas são feitas e como elas podem ajudar o homem a entender o Universo, melhorar os modelos físicos e desenvolver melhores tecnologias”, pondera Gleiser. É aí que entra o AMS, o caro experimento de dois bilhões de dólares.
A análise dos raios cósmicos que a sonda fará será inédita. Como a maioria das partículas dos raios cósmicos é repelida pela atmosfera, torna-se difícil o estudo deles a partir da superfície da Terra sem qualquer tipo de interferência. O AMS vai capturar partículas usando um poderosíssimo imã, o mais potente já colocado no espaço. Detectores ultraprecisos vão identificar essas partículas e medir a massa, carga e energia de cada uma delas. Como cada partícula deixa um rastro único, os cientistas esperam encontrar aquelas que explicam de alguma forma a natureza da matéria e energia escuras.
O investimento colossal em um único experimento científico mostra que a comunidade internacional está disposta a gastar muito dinheiro para responder questões fundamentais. O projeto ainda dá uma sobrevida à Estação Espacial Internacional, criticada por não ter uma serventia substancial no avanço da ciência além de experimentos em microgravidade. Os cientistas ainda terão muito que fazer até que o AMS esteja em pleno funcionamento. Será preciso instalá-lo no enorme complexo espacial que flutua a 400 quilômetros da superfície da Terra e depois realizar uma série de testes para comprovar seu funcionamento. Não tem problema. O Universo nos espera - desde sua criação, há bilhões de anos - e sempre vai esperar, pacientemente, para ser explorado.
O AMS também vai procurar pela antimatéria, uma manifestação da habitual matéria visível, mas com carga contrária. Por exemplo, um átomo de matéria é formado por prótons, que são cargas positivas, envolvido por elétrons, que são cargas negativas. Os átomos de antimatéria seriam formados por antiprótons, com cargas negativas, envolvidos por pósitrons, que são cargas positivas. Antipartículas já foram observadas pelo homem em laboratório, mas nunca no espaço.
Por possuir um poderosíssimo imã, o AMS vai aumentar o conhecimento sobre o comportamento de imãs no espaço. Isso quer dizer que, no futuro, poderemos construir escudos melhores para proteger astronautas dos raios cósmicos, um dos maiores impedimentos para as longas viagens no espaço, até Marte e além.

Fonte: Revista Veja

Planeta-anão Haumea tem água cristalizada

Astrônomos europeus anunciaram nesta semana que o planeta-anão Haumea é coberto por água cristalizada.

© France Presse (ilustração do planeta-anão Haumea e suas luas)

Haumea, antes conhecido astronomicamente como 2003 EL61, é um planeta-anão do tipo plutóide, localizado a 43,3 UA do Sol e um dos maiores objetos estelares do chamado cinturão Kuiper. Ele possui características pouco comuns, tais como a rápida rotação (duração do “dia” é de apenas 4 horas), elongação extrema e albedo (medida da refletividade da superfície de um corpo) elevado devido a gelo de água cristalina na superfície. Sua massa é estimada em apenas 32% da massa de Plutão.

Apesar de ser conhecido desde 2004, ainda permanece um mistério para os pesquisadores. Até hoje há poucas informações sobre o objeto.

Haumea tem dois satélites naturais, Hi'iaka e Namaka, que se acredita terem se formado a partir de uma colisão. Seus diâmetros variam entre 100 e 400 quilômetros, e suas distâncias ao planeta anão entre 9.000 e 60.000 quilômetros.

O planeta-anão ganhou o nome de Haumea em homenagem a uma deusa da fertilidade cultuada no Havaí e chama a atenção por seu formato ovalado.

Fonte: Astronomy & Astrophysics

Planetas extrassolares com órbita retrógrada

Há pouco mais de um ano, astrônomos descobriram exoplanetas com órbitas retrógradas, ou seja, que giram na direção contrária à rotação de suas estrelas.

© Lynette Cook (movimento retrógrado de exoplaneta)

Isso veio contrariar frontalmente a teoria corrente de formação estelar e planetária, que propõe que os planetas se formam a partir do disco de poeira do qual a própria estrela se formou. Portanto, os planetas deveriam sempre girar na mesma direção da estrela.

Agora, uma equipe coordenada pelo astrofísico Frederic A. Rasio, da Universidade Northwestern (EUA) elaborou o primeiro modelo que tenta explicar não apenas as órbitas retrógradas, mas também o fato de que a órbita de alguns exoplanetas é inclinada, ou seja, não forma um plano com o equador da estrela.

Tentativas anteriores de explicar o fenômeno pela influência de outras estrelas, em sistemas binários e até ternários, não obtiveram sucesso.

Usando simulações em computador, Rasio e seus colegas notaram perturbações gravitacionais produzidas por um planeta do mesmo sistema, mas muito mais distante. Estas perturbações mútuas podem alterar as órbitas, como nesses sistemas extrassolares.

Em seu modelo através da mecânica orbital, os pesquisadores supõem uma estrela semelhante ao Sol e um sistema com dois planetas.

O planeta mais interno é um gigante gasoso semelhante a Júpiter que, inicialmente, está longe da estrela, onde se acredita que planetas tipo Júpiter se formem.

O planeta exterior também é bastante grande e está mais distante da estrela do que o primeiro. Ele interage com o planeta interior, perturbando sua órbita, fazendo oscilar todo o sistema.

Os efeitos sobre o planeta mais interno são fracos, mas eles se acumulam ao longo de um período muito longo de tempo, resultando em duas mudanças significativas no sistema: o gigante gasoso interior se aproxima muito da estrela e sua órbita assume a direção oposta do giro da estrela.

As mudanças ocorrem, de acordo com o modelo, porque as duas órbitas estão trocando momento angular, e o planeta interior perde energia através de fortes efeitos de maré.

O acoplamento gravitacional entre os dois planetas faz com que o planeta mais interno entre em uma órbita excêntrica, em forma de agulha. Ele perde uma grande quantidade de momento angular, transferindo-o para o planeta exterior.

A órbita do planeta mais interno encolhe gradualmente porque a energia é dissipada através das marés, que o atraem para mais perto da estrela, transformando-o em um Júpiter quente.

Isso significa que o planeta irá alterando gradualmente sua órbita, passando por uma órbita polar e, finalmente, assumir uma órbita retrógrada.

Para validar o modelo, novas observações astronômicas deverão encontrar planetas com amplas e variadas inclinações, ao longo de seu caminho para uma órbita invertida.

A vantagem do novo modelo é que ele corrobora a teoria de formação planetária atual, uma vez que os planetas poderiam se formar do disco protoplanetário, girando no mesmo sentido da estrela e, só mais tarde, inverterem sua órbita.

Fonte: Nature

Erupção inédita de luminosidade no espaço

A Nebulosa do Caranguejo impressionou os astrônomos ao emitir uma quantidade inédita de raios gama, uma forma de energia extremamente luminosa.

© Chandra (Nebulosa do Caranguejo)

A Nebulosa do Caranguejo consiste em detritos de uma estrela supernova que foi destruída em uma explosão. O que motivou a erupção sem precedentes de raios gama, ocorrida em meados de abril, é um grande mistério para os cientistas.

Aparentemente, ela vem de uma pequena área da nebulosa, há tempos considerada uma fonte constante de luz. A novidade é que o telescópio Fermi, que observa a nebulosa, detectou uma atividade luminosa ainda mais intensa na estrutura.

A emissão de raios gama durou cerca de seis dias, alcançando níveis 30 vezes maiores que o normal e, em alguns momentos, com variações a cada hora.

© NASA/Fermi (aumento na emissão de raios gama)

O fenômeno foi descrito no III Fermi Symposium que está acontecendo em Roma. Há fontes de luz em abundância no céu, mas o telescópio Fermi é programado para medir apenas os raios gama.

Eles emanam dos ambientes mais extremos do Universo e são decorrentes dos processos mais violentos, como a explosão de uma supernova. A nebulosa foi observada pela primeira vez por John Bevis em 1731, que corresponde a brilhante supernova SN 1054 registrada por astrônomos chineses e árabes em 1054.

No coração da nuvem colorida e brilhante de gás é possível observar um pulsar - uma estrela que emite ondas de rádio em impulsos repetidos regularmente. Mas, até o momento, nenhum dos componentes já conhecidos da nebulosa é capaz de explicar a luminosidade observada pelo Fermi.

© NASA (dados da emissão de raios-X)

"Tem de haver outra fonte para esses raios gama altamente energéticos. São necessários cerca de seis anos para a luz cruzar a nebulosa, então essas erupções têm de ser produzidas em uma região bem compacta em comparação com o tamanho da nebulosa", diz Roger Blandford, diretor de um Instituto de Astrofísica e Cosmologia nos EUA.

Desde seu lançamento, há quase três anos, o Fermi já identificou três dessas erupções. As duas primeiras foram relatadas no início deste ano na reunião da Sociedade Astronômica Americana.

Essas erupções liberam raios gama com energia de mais de 100 MeV (milhões de elétron-volts). Mas a erupção mais recente da Nebulosa do Caranguejo é mais de cinco vezes mais intensa do que qualquer outra emanação de luz já observada.

A principal suspeita do fenômeno até agora é de que, em uma região próxima ao pulsar, intensos campos magnéticos vão em direções opostas, reorganizando-se repentinamente e acelerando partículas a uma velocidade próxima à da luz.

À medida que eles se movem em caminhos curvados, as partículas emitiriam os raios gama observados no Fermi.

O telescópio foi lançado em 2008, e é uma parceria da NASA com alguns países europeus e asiáticos. Seu nome é uma homenagem a Enrico Fermi, físico ítalo-americano que trabalhou no desenvolvimento do primeiro reator nuclear e que recebeu o Nobel de Física em 1938 por sua pesquisa sobre a radiatividade.

Fonte: NASA

Imagem do asteroide Vesta pela sonda Dawn

A NASA divulgou a primeira imagem feita pela sonda especial Dawn do asteroide gigante Vesta.

© NASA (asteroide Vesta)

A expectativa é que a nave comece a orbitar o asteroide em 16 de julho, quando estará a 188 milhões de km da Terra.

Dawn foi lançada há quase quatro anos, em setembro de 2007, e possui a longa e lenta missão de revelar segredos do Sistema Solar por meio do estudo do asteroide Vesta e do planeta-anão Ceres, devendo percorrer 5 bilhões de km ao final da missão.

A imagem registrada pelas câmeras da sonda foi feita no dia 3 de maio e o asteroide aparece como uma luz brilhante, cercado de estrelas ao fundo. Vesta passui cerca de 520 km de diâmetro, sendo o terceiro maior asteroide do Sistema Solar. Telescópios espaciais já obtiveram imagens do objeto brilhante, mas com pouca riqueza de detalhes.

A sonda espacial leva instrumentos fotográficos e científicos para estudar a superfície do asteroide e analisar sua força gravitacional. A objetivo da missão da Dawn é ajudar a compreender os primeiros momentos da aparição do Sistema Solar, há 4,6 bilhões de anos.

Fonte: NASA

O carbono primordial que originou a vida

Praticamente todos os elementos químicos mais pesados do que o hélio exigem as condições extremas encontradas no interior das estrelas para se formarem.

© Hubble (galáxia M64)

No caso do carbono - um elemento fundamental para a vida na Terra - é necessário que seu núcleo passe por um certo estado intermediário especial, para que ele possa se formar no interior das estrelas,

Esse estado - chamado estado de Hoyle - é uma forma do núcleo de carbono rica em energia, uma espécie de passo intermediário entre o núcleo de hélio e o núcleo de carbono, muito mais pesado.

O problema é que os cientistas vinham tentando calcular o estado de Hoyle há quase de 60 anos, sem sucesso.

Se o estado de Hoyle não existisse, as estrelas poderiam gerar apenas quantidades muito pequenas não apenas do carbono, mas também de outros elementos mais pesados, como oxigênio, nitrogênio e ferro.

Ou seja, sem esse passo intermediário, o Universo não seria mais do que uma massa gasosa ou gelatinosa, com muito poucos elementos pesados.

Sem esse tipo específico de núcleo de carbono, a vida como a conhecemos não teria sido possível - e, eventualmente, nem mesmo o Universo como o conhecemos.

Mas a vida e o Universo existem, com todos os elementos pesados - logo, a peça que faltava ao quebra-cabeças deveria estar em algum lugar.

O processo de formação do carbono no interior das estrelas é chamado processo triplo alfa: duas partículas alfa, que são núcleos de hélio, reagem para formar o berílio-8, que, por sua vez, reage com uma terceira partícula alfa para formar o carbono-12.

© Wikipédia (processo triplo alfa)

Esse, contudo, não é o carbono-12 que conhecemos hoje, mas um estado especial de alta energia, ou estado de Hoyle.

O estado de Hoyle não é exatamente um átomo, mas um estado de ressonância, o que significa que ele não pode ser localizado espacialmente e tem uma meia vida finita, determinada pela energia que falta para o limite de emissão da partícula.

Apenas 1 em cada 2.500 estados de ressonância vão de fato decair e gerar um carbono-12 estável, como o conhecemos.

Fred Hoyle previu o estado de ressonância em 1954 e alguns anos depois experimentalistas comprovaram sua existência.

Mas, até agora, ninguém havia conseguido entender exatamente o estado de ressonância e descrevê-lo matematicamente.

"As tentativas de calcular o estado de Hoyle têm fracassado desde 1954. Mas agora, nós conseguimos," comemora o Dr. Ulf-G. Meibner, da Universidade de Bonn, na Alemanha.

Segundo os pesquisadores, esses cálculos vinham fracassando porque não se estava adotando uma precisão suficiente paras as forças atuando entre os diversos núcleos - é o que os cientistas chamam de cálculos de primeiros princípios, que partem das forças mais fundamentais da natureza para simular a evolução, neste caso, dos átomos de carbono.

Depois de uma semana ininterrupta de uso de um supercomputador, os cientistas obtiveram resultados que coincidem tão bem com os dados experimentais que eles acreditam ter de fato calculado o estado de Hoyle.

"Agora nós podemos analisar esta forma essencial do núcleo de carbono em cada detalhe," diz o Dr. Meibner. "Nós iremos determinar seu tamanho e sua estrutura. E isso também significa que agora poderemos analisar em detalhes toda a cadeia de formação dos elementos químicos."

Durante décadas, o estado de Hoyle foi o melhor exemplo para a teoria de que as constantes fundamentais da natureza devem ter precisamente os seus valores verificados experimentalmente, e não quaisquer outros, pois, caso contrário, não estaríamos aqui para observar o Universo - este é o chamado princípio antrópico.

"Para o estado de Hoyle, isso significa que ele deve ter exatamente a quantidade de energia que ele tem, ou então nós não existiríamos", afirma o Dr. Meibner. "Agora nós podemos calcular se, em um mundo diferente, com outros parâmetros, o estado de Hoyle teria de fato uma energia diferente quando comparado com a massa de três núcleos de hélio."

Se o estado de Hoyle foi de fato obtido, os cálculos validariam o princípio antrópico.

Fonte: Physical Review Letters