Eclipse e colapso na Eta Carinae

Um dos corpos celestes mais fascinantes da Via Láctea, a Eta Carinae está situada a 7.500 anos-luz da Terra, na constelação austral de Carina, à direita do Cruzeiro do Sul.

© Hubble (Eta Carinae)

É um objeto colossal e longínquo, não visível a olho nu, classificada como uma estrela supergigante da raríssima classe das variáveis luminosas azuis que hoje contabiliza umas poucas dezenas de membros, mas que deve ter sido comum no início do Universo. O diâmetro da estrela principal do sistema é igual à distância que separa a Terra do Sol. Sua luminosidade é ainda mais impressionante, aproximadamente 5 milhões de vezes maior do que a do Sol. Quando sofre seu cíclico apagão a cada cinco anos e meio, deixa de emitir, nas faixas de raios X, ultravioleta e rádio, uma energia equivalente à de 20 mil sóis.
A Eta Carinae tem apenas 2,5 milhões de anos de existência, cerca de 1.800 vezes mais nova do que o Sol, e já é um astro moribundo e potencialmente explosivo. Deve literalmente ir pelos ares na forma de uma hipernova a qualquer momento entre hoje e alguns milhares de anos. Sua morte deverá produzir uma explosão de raios gama, o tipo de evento mais energético que ocorre no Universo. Há meros 170 anos, a megaestrela entrou aparentemente numa fase terminal e turbulenta, no auge de sua decadência. Desde então, como nos anos 1840 e em menor escala na década de 1890, sofre grandes erupções em que perde matéria da ordem de dezenas de massas solares e aumenta temporariamente seu brilho. Em 1843,  a Eta Carinae se tornou visível a olho nu durante o dia por meses e quase tão luminosa quanto Sirius, a estrela mais brilhante do céu noturno, que se encontra muito próxima à Terra, a uma distância de no máximo 30 anos-luz.
Naquela época, também em consequência da erupção, a megaestrela ganhou uma densa nuvem de gás e poeira que passou a envolvê-la, no formato de dois lóbulos e denominada Homúnculo, que dificulta ainda mais a sua observação.

O professor Augusto Damineli do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG) da Universidade de São Paulo (USP) foi o primeiro a defender a ideia de que a Eta Carinae era um sistema com duas estrelas, em vez de apenas uma, e que essa dupla de astros luminosos sofria um apagão periódico.

© Chandra (Eta Carinae em raios X)

A natureza da brutal e periódica perda de luminosidade da enigmática estrela gigante Eta Carinae, que a cada cinco anos e meio deixa de brilhar por aproximadamente 90 dias consecutivos em certas faixas do espectro eletromagnético, em especial nos raios X, pode ter sido finalmente desvendada por uma equipe internacional de astrofísicos comandada por brasileiros. O pesquisador Augusto Damineli e o pós-doutor Mairan Teodoro, também da USP, analisaram dados registrados por cinco telescópicos terrestres situados na América do Sul durante o último apagão do astro, ocorrido entre janeiro e março de 2009, e colheram evidências de que esse evento literalmente obscuro esconde, a rigor, dois fenômenos distintos embora entrelaçados; e não apenas um, como acreditava boa parte dos astrofísicos. 
Primeiro, há uma espécie de eclipse das emissões de raios X desse sistema composto de duas estrelas muito grandes: a principal e maior, a Eta Carinae A, com cerca de 90 massas solares, e a secundária, dois terços menor e dez vezes menos brilhante, a Eta Carinae B.  O bloqueio da emissão é causado pela passagem da estrela maior em frente ao campo de visão de um observador situado na Terra. Esse fenômeno, já razoavelmente conhecido e estudado, dura cerca de um mês, não mais do que isso. Como explicar então os outros 60 dias de apagão? A resposta, segundo Damineli e Teodoro, reside na existência de um segundo mecanismo que prolonga a perda de brilho em raios X do sistema Eta Carinae.
Assim que termina o eclipse, as duas estrelas estão a caminho do periastro, o ponto mais próximo entre suas órbitas, da ordem de 230 milhões de quilômetros. Os ventos estelares da Eta Carinae maior, um jato de partículas que escapa permanentemente de sua superfície, passam a dominar o sistema binário, aprisionam os ventos estelares da estrela menor e os empurram de volta contra a superfície da Eta Carinae B. Nesse momento, ocorre o que os astrofísicos chamam de colapso da zona de colisão dos ventos das duas estrelas, que até então estava em equilíbrio.
Em termos de emissão de luz, duas são as consequências do colapso dos ventos, uma proposição teórica até agora nunca observada de fato: estender a duração, às vezes por mais dois meses, da perda de brilho na faixa dos raios X, e a grande novidade: promover uma emissão no espectro do ultravioleta! Ou seja, em meio ao apagão em raios X, há um clarão no ultravioleta, que até agora não havia sido reportado. “Os dois fenômenos estão misturados e criam um quadro complexo”, explica Damineli, que há mais de duas décadas estuda a Eta Carinae.

O novo trabalho dos brasileiros fornece uma explicação mais detalhada da dinâmica de mecanismos envolvidos na cíclica e temporária redução de luminosidade da Eta Carinae, a estrela mais estudada da Via Láctea depois do Sol e uma das maiores e mais luminosas que se conhece. De forma esquemática, o primeiro mês dos costumeiros 90 dias de apagão em raios X poderia ser creditado na conta do eclipse e os dois meses seguintes, ao mecanismo de colapso dos ventos estelares. Porém, se o apagão tem data para começar, parece nem sempre ter para terminar. O último, por exemplo, iniciou-se em 11 de janeiro de 2009, como previsto, mas se prolongou por somente 60 dias, um mês a menos do que o esperado. “Não há necessariamente dois apagões iguais”, afirma Teodoro. “O eclipse parece se estender por cerca de 30 dias, mas o processo de colapso dos ventos estelares tem duração variável.” Aparentemente, esse segundo fenômeno pode durar algo entre 30 e 60 dias.
Esse cenário intrincado foi descrito em detalhes num artigo aceito para publicação no Astrophysical Journal.

Fonte: FAPESP (Pesquisa)

Erupção em um buraco negro

Astrônomos observaram um buraco negro chamado H1743-322, perto do centro galáctico, localizado aproximadamente a 28.000 anos-luz da Terra na constelação do Escorpião, disparando dois enormes jatos de gás ionizado com quase um quarto da velocidade da luz.

© NASA (ilustração de um buraco negro)

Em comparação, a produção de uma hora de energia efetuada pelo buraco negro é equivalente à emissão de cinco anos realizada pelo Sol.

A imagem abaixo mostra a localização do buraco negro H1743-322 na frequência de rádio de 327 MHz.

© ICRAR (localização do buraco negro H1743-322)

A equipe usou o Very Large Baseline Array (VLBA) do National Science Foundation (NSF)  - um conjunto de 10 radiotelescópios localizados em uma faixa de 8.000 quilômetros – e o Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) da NASA.
"Se os seus olhos forem tão nítidos quanto o VLBA, você poderia ver uma pessoa na Lua", disse o físico Gregory Sivakoff, da Universidade de Alberta (Canadá), que apresentou os resultados na reunião da Sociedade Astronômica Americana em Austin no Texas (EUA).
O buraco negro periodicamente rouba matéria da estrela companheira H1743. O gás e poeira é incorporado em um disco de grande dimensão que lentamente é sugado para dentro do buraco negro.
Embora os pesquisadores não entendem exatamente como funciona o processo, este disco constantemente emite jatos energéticos de plasma que jorram em direções opostas, seguida de explosão.

© NRAO/NASA (erupção no buraco negro)

Sivakoff e sua equipe, na esperança de encontrar a sequência de eventos que leva até essa explosão, observou no no verão de 2009, que uma porção de material – provavelmente uma bolha de gás ionizado – colapsou em direção ao centro do buraco negro. Conhecida como uma oscilação quase-periódica (QPO).

"A simultaneidade é claramente uma peça importante de evidência ligando o QPO e o jato", disse Sivakoff, embora tenha acrescentado que todos os detalhes ainda não são completamente conhecidos.

Fonte: NASA

A companheira desaparecida da supernova

Onde está a outra estrela?

© Hubble/Chandra (SNR 0509)

No centro dessa remanescente de supernova deve estar a estrela companheira da estrela que explodiu. Identificar essa estrela é importante para entender como as supernovas do Tipo Ia são detonadas, o que pode levar a entender melhor por que o brilho dessas explosões são tão previsíveis, que por sua vez é fundamental para calibrar a natureza do nosso Universo. O problema é que mesmo numa inspeção cuidadosa do centro da SNR 0509-67.5 não se encontra qualquer estrela. Isso indica que a companheira é intrinsicamente muito apagada, muito mais apagada do que muitos tipos de estrelas gigantes brilhantes que foram identificadas como candidatas anteriormente. De fato, implica-se que que essa estrela companheira pode ter sido uma anã branca débil, menos massiva do que a estrela que explodiu e formou essa remanescente de supernova. A SNR 0509-67.5 é mostrada acima tanto na luz visível apresentada em vermelho, e obtida pelo telescópio espacial Hubble, e na luz de raio-X, apresentado em verde e obtida pelo observatório de raios-X Chandra. A imagem acima mostra a posição (círculo em amarelo) onde deveria estar a estrela companheira perdida.

Fonte: NASA

Exoplanetas revelam que é possível orbitar par de estrelas

Foram descobertos dois novos exoplanetas que giram ao redor de uma dupla de estrelas parecidas com o Sol.

© Lior Taylor (exoplaneta Kepler-35b ao redor de duas estrelas)

Nomeados Kepler-34b e Kepler-35b, os astros confirmam que é possível existir planetas que orbitam pares de estrelas unidas pela gravitação.
A descoberta é tema da revista científica Nature dessa semana e foi divulgada por um grupo de cientistas liderado por William Welsh, da Universidade Estadual de San Diego, nos Estados Unidos. Cada um dos planetas gira ao redor de pares de estrelas diferentes.

O estudo serviu para consolidar uma descoberta anterior, ocorrida em setembro de 2011, quando os responsáveis pela missão Kepler anunciaram o primeiro planeta extrassolar orbitando em torno de  duas estrelas. Era Kepler-16b, astro também encontrado pela sonda Kepler da NASA.

A sonda Kepler procura desde março de 2009 por exoplanetas em uma faixa extensa no espaço sideral entre as constelações de Lira e Cisne. Nesta região, o equipamento analisa variações no brilho de até 150 mil estrelas.

Mudanças na luz que vem desses astros podem indicar que um planeta passou entre as estrelas e as lentes da sonda. Foi o que aconteceu durante a descoberta de Kepler-16b, que está a 200 anos-luz de distância da Terra.

Os dois planetas recém-descobertos são gigantes gasosos como Júpiter, porém com massas muito menores. O Kepler-34b gira ao redor de sua dupla em apenas 288 dias terrestres. Kepler-35b leva menos tempo ainda em sua órbita: 131 dias.

Por centenas de anos, os astrônomos acreditaram que o Sistema Solar era o único grupo de planetas girando ao redor de uma estrela. Mas em 1995, foi descoberto o primeiro planeta orbitando uma estrela diferente do Sol, nomeado 51 Pegasi b, o astro é um gigante gasoso com massa equivalente a, no mínimo, metade de Júpiter. A distância para a estrela que orbita é pequena: apenas 7,5 milhões de quilômetros; muito menor, por exemplo, que a distância de 150 milhões de quilômetros da Terra em relação ao Sol.

Segundo os pesquisadores, a maioria das estrelas como o Sol vive em pares. Agora, a pesquisa de Welsh mostra que planetas orbitando duplas de estrelas, conhecidos como planetas circumbinários, também devem ser mais comuns do que se imaginava.

Fonte: NASA

Encontrado menor sistema planetário do Universo

Uma equipe de astrônomos encontrou o menor sistema planetário detectado até agora, formado por três planetas rochosos que giram ao redor de uma única estrela, que está a 130 anos-luz na constelação Cygnus.

© NASA (ilustração do exoplaneta KOI-961)

Com os dados do observatório espacial Kepler, os astrônomos encontraram três pequenos planetas orbitando ao redor da estrela chamada KOI-961, uma anã vermelha com diâmetro seis vezes menor que o Sol.

Os três parecem ser rochosos, como a Terra, mas estão mais perto de sua estrela, tornando-se quente demais para a existência de água líquida, um dos elementos fundamentais para a vida.

Dos mais de 700 planetas confirmados que orbitam outras estrelas, poucos são rochosos, no entanto, a NASA destaca que já que as anãs vermelhas são o tipo mais comum de estrela na Via Láctea, esta descoberta aponta que, apesar de serem menos comuns, a galáxia poderia estar cheia de planetas rochosos similares.

O Kepler vigia mais de 150 mil estrelas na busca por planetas ou candidatos a planetas, que detecta pelo descenso no brilho dos astros causado pelo cruzamento ou trânsito de planetas.

O principal pesquisador da missão Kepler no Instituto de Ciências Exoplanetárias da NASA em Pasadena, John Johnson, confirmou que é "o menor sistema solar encontrado até agora".

© NASA (comparação dos menores exoplanetas com Marte e a Terra)

Johnson destacou que, este sistema se parece mais com Júpiter e suas luas, que qualquer outra descoberta até agora, o que demonstra "a diversidade de sistemas planetários em nossa Galáxia".

O anúncio da descoberta foi realizado durante a reunião anual da Sociedade Astronômica Americana, que este ano acontece em Austin, no Texas.

Fonte: NASA

População de planetas é numerosa

Uma equipe internacional, que inclui três astrônomos do Observatório Europeu do Sul (ESO), utilizou a técnica de microlente gravitacional para determinar quão comuns são os planetas na Via Láctea.

© ESO (ilustração da população de planetas)

Após uma busca que durou seis anos e onde se observaram milhões de estrelas, a equipe concluiu que os planetas em torno de estrelas são a regra e não a exceção. Os resultados serão publicados na próxima edição da revista Nature.

Durante os últimos 16 anos, os astrônomos detectaram mais de 700 exoplanetas confirmados e começaram a estudar os espectros e as atmosferas desses mundos. Embora o estudo das propriedades dos exoplanetas individuais seja extremamente importante, uma questão básica permanece: quão comuns são os planetas na Via Láctea?

A maioria dos exoplanetas conhecidos foram encontrados ou pelo efeito gravitacional que exercem sobre a sua estrela hospedeira ou por passagem em frente da estrela diminuindo-lhe ligeiramente o brilho. Ambas as técnicas são muito mais sensíveis a planetas que ou são de grande massa ou se encontram próximo das suas estrelas. Por consequência, muitos planetas terão escapado a estes métodos de detecção.

A equipe de pesquisadores procurou exoplanetas utilizando um método totalmente diferente - as microlentes gravitacionais - o qual permite dectetar planetas num grande intervalo de massas e também os que se encontram muito mais afastados das suas estrelas.

Arnaud Cassan (Institut d’Astrophysique de Paris), autor principal do artigo explica: “Durante seis anos procuramos evidências de exoplanetas a partir de observações de microlentes. Curisosamente, os dados mostram que os planetas são mais comuns na nossa Galáxia do que as estrelas. Descobrimos também que os planetas mais leves, tais como super-Terras ou Netunos frios, são mais comuns do que os planetas mais pesados.”

Os astrônomos utilizaram observações, fornecidas pelas equipes PLANET e OGLE,  nas quais os exoplanetas são detectados pelo modo como o campo gravitacional das suas estrelas hospedeiras, combinado com o de possíveis planetas, atua como uma lente, ampliando a luz de uma estrela de campo de fundo. Se a estrela que atua como uma lente tem um planeta em órbita, esse planeta pode contribuir de forma detectável ao efeito de brilho provocado na estrela de fundo.

Jean-Philippe Beaulieu (Institut d’Astrophysique de Paris), líder da rede PLANET acrescenta: “A rede PLANET foi fundada para seguir os efeitos de microlente que se mostravam promissores, com uma rede de telescópios em todo o mundo, situados no hemisfério sul, desde a Austrália e África do Sul até ao Chile. Os telescópios do ESO contribuíram de forma significativa para estes rastreios.”

As microlentes gravitacionais  são uma ferramenta poderosa, com o potencial de conseguirem detectar exoplanetas que não poderiam ser descobertos de outro modo. No entanto, é necessário o alinhamento, bastante raro, entre a estrela de fundo e a estrela que atua como lente para que possamos observar este evento. E para descobrir um planeta é preciso ainda que a órbita do planeta se encontre igualmente alinhada com a das estrelas, o que é ainda mais raro.

Embora encontrar um planeta por meio de microlente esteja longe de ser uma tarefa fácil pelas razões aqui apresentadas, nos seis anos de procura utilizando dados de microlente para a análise, três exoplanetas foram efetivamente detectados nas buscas PLANET e OGLE: uma super-Terra e planetas com massas comparáveis à de Netuno e à de Júpiter. Em termos de microlente este é um resultado excepcional.

Os astrônomos combinaram seguidamente a informação sobre os três exoplanetas detectados com sete detecções anteriores e com um enorme número de não-detecções durante os seis anos do trabalho. A conclusão foi que uma em cada seis estrelas estudadas possui um planeta com massa semelhante à de Júpiter, metade têm planetas com a massa de Netuno e dois terços têm super-Terras. O rastreio era muito sensível a planetas situados entre 75 milhões de quilômetros e 1,5 bilhões de quilômetros de distância às suas estrelas (no Sistema Solar estes valores correspondem a todos os planetas entre Vênus e Saturno) e com massas que vão desde cinco massas terrestres até dez massas de Júpiter.

A combinação destes resultados sugere que o número médio de planetas em torno de uma estrela seja maior que um. Ou seja, os planetas serão a regra e não a excepção.

“Anteriormente pensava-se que a Terra seria única na nossa Galáxia. Mas agora parece que literalmente bilhões de planetas com massas semelhantes à da Terra orbitam estrelas da Via Láctea,” conclui Daniel Kubas, co-autor do artigo científico.

Fonte: ESO

O maior mapa de matéria escura no Universo

O lado escondido do Universo está agora um pouco mais iluminado graças ao maior mapa já feito da matéria escura.

© CFHTLenS (enxames de galáxias contendo matéria escura)

A matéria escura até agora nunca foi diretamente detectada, mas a sua presença é sentida devido à atração gravitacional que exerce sobre a matéria normal. Os cientistas suspeitam que a matéria escura é constituída por alguma partícula exótica que não interage com os átomos normais.

"Conhecemos muito pouco acerca do Universo escuro", afirma a co-autora do estudo, Catherine Heymans da Escola de Física e Astronomia da Universidade de Edinburgo, durante uma conferência de imprensa onde os achados foram anunciados, na 219ª reunião da Sociedade Astronômica Americana.

O novo mapa revela a distribuição da matéria escura ao longo de uma área muito maior do espaço do que tinha sido previamente alcançado. Cobre mais de bilhões de anos-luz.

Para delinear a invisível matéria escura, foram pesquisados por sinais da sua influência gravitacional sob outra matéria. Mediram um efeito denominado de lentes gravitacionais, que ocorre quando a gravidade de um corpo massivo dobra o espaço-tempo, fazendo com que a luz viaje num percurso curvo através do espaço e apareça distorcida quando chega à Terra.

Os cientistas mediram esta luz a partir de 10 milhões de galáxias distantes em quatro regiões diferentes do céu, curvada quando a luz dessas galáxias passava por grandes quantidades de matéria escura.

"É fascinante conseguirmos notar a matéria escura usando a distorção do espaço-tempo", afirma outro co-autor do estudo, Ludovic Van Waerbeke da Universidade da Colúmbia Britânica. "Dá-nos um acesso privilegiado a esta misteriosa massa no Universo que não conseguimos observar de outro modo. Conhecer a distribuição da matéria escura é o primeiro passo para compreender a sua natureza e como se encaixa com o nosso conhecimento atual da física."

Os novos mapas representam a primeira evidência direta da matéria em tão largas escalas. A teia de matéria escura espalhada pelo Universo e revelada pelo mapa coincide bem com as previsões feitas graças às simulações em computador, com base nas melhores teorias científicas da matéria escura.

Para criar o mapa, os astrônomos usaram dados recolhidos pelo Telescópio do Canadá-França-Havaí no Havaí, durante um projeto de cinco anos denominado CFHTLenS (Canada-France-Hawaii Telescope Lensing Survey).

Num estudo separado, também apresentado na reunião da Sociedade Astronômica Americana em Austin, no estado americano do Texas, Sukanya Chakrabarti da Universidade da Flórida desenvolveu um novo método de mapear a matéria escura em galáxias individuais.

Chakrabarti estudou ondulações nos limites de galáxias espirais para traçar a forma da matéria escura dentro e ao redor das galáxias. Esta pesquisa é direcionada para esta matéria invisível mas numa escala muito menor que a do primeiro estudo.

Estes resultados das galáxias espirais permitem analisar a matéria num regime de galáxias individuais, que não tem sido possível com os efeitos tênues das lentes gravitacionais. Ambos resultados representam dois modos importantes de estudar a matéria escura, mas estão em dois regimes muito diferentes.

O mapeamento com grande detalhe da distribuição da matéria escura propiciará compreender melhor esta substância e a sua relação com as galáxias no Universo.

Fonte: Discovery News

Aglomerado de galáxias massivo e distante

Um aglomerado de galáxias jovem extremamente quente e de elevada massa foi recentemente descoberto, seu apelido é El Gordo.

© ESO (aglomerado de galáxias El Gordo)

Este aglomerado de galáxias é o maior já observado no Universo longínquo, e está sendo estudado por uma equipe internacional de astrônomos que utilizou o Very Large Telescope (VLT) do ESO, instalado no deserto do Atacama no Chile, juntamente com o Observatório de raios-X Chandra da NASA e o Atacama Cosmology Telescope. Os novos resultados foram anunciados no Encontro da Sociedade Astronômica Americana, que se realiza em Austin, Texas.

O El Gordo, oficialmente conhecido como ACT-CL J0102-4915, é composto por dois outros aglomerados separados de galáxias em colisão com uma velocidade de vários milhões de quilômetros por hora, e que se encontram tão afastados de nós que a sua luz teve que viajar durante sete bilhões de anos para chegar até à Terra.

“Este aglomerado tem mais massa, é mais quente e emite mais raios-X do que qualquer outro aglomerado encontrado a esta distância ou a distâncias ainda maiores,” disse Felipe Menanteau da Universidade Rutgers, que liderou este estudo.

Os aglomerados de galáxias são os maiores objetos mantidos pela força da gravidade que existem no Universo. O processo da sua formação, a partir de grupos de galáxias mais pequenos que se fundem, depende muito da quantidade de matéria escura e energia escura do Universo nesse momento. Por isso mesmo, o estudo dos aglomerados possibilita compreender melhor estas misteriosas componentes do cosmos.

“Aglomerados de galáxias gigantescos como este são exatamente o que estávamos à procura,” disse o membro da equipe Jack Hughes, também da Universidade Rutgers. “Queremos ver se conseguimos compreender como se formam estes objetos tão extremos, utilizando os melhores modelos cosmológicos disponíveis hoje em dia.”

A equipe, liderada por astrônomos chilenos e da Universidade Rutgers, descobriu o El Gordo ao detectar uma distorção da radiação cósmica de fundo de microondas. Este brilho tênue é o resto da primeira radiação vinda do Big Bang, a origem do Universo muito densa e extremamente quente há cerca de 13,7 bilhões de anos. Esta radiação que resta do Big Bang, interage com os eletróns do gás quente dos aglomerados de galáxias, distorcendo a aparência do brilho de fundo de microondas visto a partir da Terra.  Quanto maior e mais denso for o aglomerado, maior será este efeito. O El Gordo foi descoberto num rastreio da radiação de fundo feito pelo Atacama Cosmology Telescope.

O Very Large Telescope do ESO foi utilizado pela equipe para medir as velocidades das galáxias nesta enorme colisão de aglomerados e também para medir a sua distância à Terra. Adicionalmente, o Observatório de raios-X Chandra da NASA foi utilizado para estudar o gás quente no aglomerado.

Embora o tamanho e distância do aglomerado El Gordo sejam bastante incomuns, os autores dizem que os novos resultados são, ainda assim, consistentes com a atual ideia de um Universo que começou com o Big Bang e que é essencialmente constituído por matéria escura e energia escura.

O El Gordo formou-se, muito provavelmente, de forma semelhante ao aglomerado Bala, o espetacular aglomerado de galáxias em interação que se encontra a quase quatro bilhões de anos-luz mais próximo da Terra.

© NASA/ESA (aglomerado de galáxias Bala)

Em ambos os aglomerados há evidências de que a matéria normal, constituída principalmente por gás quente brilhando em raios-X, foi arrancada da matéria escura. O gás quente é desacelerado pela colisão, o mesmo não acontecendo à matéria escura.

Fonte: ESO

Raios cósmicos vindos de galáxia próxima

O HESS (High Energy Stereoscopic System) é um sistema de telescópios que detecta raios cósmicos de alta energia oriundas de regiões com explosões estelares de sistemas galácticos fora da Via Láctea.

© SSRO (galáxia espiral NGC 253)

Entre 2005 e 2008, os astrofísicos utilizaram o HESS na Namíbia ao longo de um período de observação total de 119 horas para detectar os raios gama com energia superior a 220 GeV (bilhões de elétron-volts). A fonte destes raios reside precisamente no centro óptico da galáxia espiral NGC 253, uma das galáxias mais próximas fora do chamado grupo local de nossa Via Láctea e suas companheiras, a uma distância de cerca de 12 milhões anos-luz de distância.
O fluxo de radiação da região de explosões estelares da NGC 253 medido pelo HESS implica uma densidade de raios cósmicos enormes - mais de 1.000 vezes maior do que no centro da Via Láctea!
Um grande número de estrelas de grande massa nascem no coração dessas galáxias, e depois explodem como supernovas. Nos restos que deixam para trás, as partículas são aceleradas a energias muito elevadas.
Além disso, a densidade alta de gás faz a conversão dos raios cósmicos em raios gama em torno de uma ordem de magnitude mais eficiente. Assim, a região central da NGC 253 brilha em torno de cinco vezes mais à luz de raios gama como todo o resto da galáxia juntos.
Observações em luz visível, bem como nas faixas de frequência do infravermelho e de rádio já haviam mostrado que existia uma pequena região no centro da NGC 253, que gerou um número muito elevado de estrelas. Esta região apresenta uma densidade muito alta de poeira interestelar e gás.
As estrelas de alta massa que nasceram na região consomem seu combustível nuclear de forma relativamente rápida e cambaleiam em uma crise de energia no final da sua vida. O núcleo entra em colapso, enquanto a estrela destrói a si mesma em uma explosão final. Como uma supernova, de repente se inflama tornando-se um milhão ou até um bilhão de vezes mais brilhante do que antes. As partículas carregadas aceleradas com energias muito elevadas nos restos de explosões reagem com o meio circundante ou com campos eletromagnéticos para gerar raios gama de alta energia.

© MPG (fluxo de energia utilizando a técnica Cherenkov)

O HESS é constituído de quatro telescópios, cada um com uma área de espelho de 108 metros quadrados, que observam fracos flashes azulados e extremamente curtos de luz. Este efeito é denominado de radiação Cherenkov que é emitida por chuveiros de partículas criados quando de raios gama de alta energia colidem com as moléculas na atmosfera da Terra. O HESS está em operação desde o início de 2004.

Fonte: Max-Planck-Gesellschaft

Mapeando matéria escura em galáxias

A imagem abaixo é parte da pesquisa COMBO-17 (Classifying Objects by Medium-Band Observations in 17 Filters), um projeto dedicado à gravação de imagens detalhadas de pequenas áreas do céu através de filtros de 17 cores diferentes.

© ESO (aglomerado Abell 901e Abell 902)

A área coberta nesta imagem é apenas do tamanho da Lua cheia, mas milhares de galáxias podem ser identificadas apenas dentro desta pequena região.
A imagem foi tirada com um tempo de exposição de quase sete horas, o que permitiu à câmera captar a luz de objetos muito tênues e distantes, bem como aqueles que estão mais perto de nós. Galáxias com estruturas claras e regulares, como o modelo espiral vista de lado perto do canto superior esquerdo, estão apenas alguns bilhões de anos-luz de distância. Os mais fracos, objetos difusos estão tão longe que levou nove ou dez bilhões de anos para sua luz chegar até nós.
A pesquisa COMBO-17 é uma ferramenta poderosa para estudar a distribuição da matéria escura em galáxias. A matéria escura é uma substância misteriosa, que não emite nem absorve luz e só pode ser detectada por sua força gravitacional sobre outros objetos. Algumas das galáxias mais próximas agem como lentes que distorcem a luz proveniente de galáxias distantes situadas ao longo da mesma linha de visão. Ao medir essa distorção, um efeito conhecido como lente gravitacional, os astrônomos são capazes de compreender como a matéria escura é distribuída nos objetos que funcionam como lentes.
A distorção é fraca e, portanto, quase imperceptível ao olho humano. No entanto, devido ao rastreamento do céu com 17 filtros permite medições de distâncias extremamente precisas, é possível determinar se duas galáxias que parecem virtualmente próximas, na verdade as distâncias são muito diferentes da Terra. Depois de identificar os sistemas de lentes cósmicas, a distorção pode ser medida pela média ao longo de milhares de galáxias. Com mais de 4.000 lentes gravitacionais identificadas, este é um método ideal para ajudar os astrônomos a compreender melhor a matéria escura.
Esta imagem foi obtida com três dos 17 filtros do projeto: B (azul), V (verde) e R (vermelho). Dados através de um filtro no infravermelho próximo adicional foi também usado.

Fonte: ESO

Mineral raro na Lua foi encontrado na Terra

Um mineral raro, chamado tranquillityita, que somente havia sido encontrado em amostras rochosas da Lua há mais de quarenta anos, foi descoberto na Austrália.

© Birger Rasmussen (mineral tranquillityite)

"É incrível que a tranquillityita exista há todo esse tempo em rochas na Terra e que tenham se passado uns 40 anos desde que foi encontrado na Lua para fosse detectado aqui", disse Birger Rasmussen, líder da equipe da Universidade de Curtin, que fez a descoberta.
A tranquillityita deve seu nome ao Mar da Tranquilidade, superfície da Lua onde o mineral raro foi encontrado pela primeira vez, junto à armalcolita e ao pyroxferroite, durante uma expedição da Apolo XI em 1969.
Os dois últimos minerais foram encontrados na Terra nos anos seguintes à viagem à Lua, e há dois anos foi detectada a presença da tranquillityita em mostras rochosas da Austrália Ocidental.
Três longas e exaustivas análises confirmaram que se trata do mesmo mineral encontrado na Lua. Segundo os geólogos, o desenvolvimento da ciência desde 1969, que agora permite moer as pedras em pós extremamente finos para submetê-los a testes isotópicos ou para determinar sua idade, foi muito útil para detectar a presença do mineral na Terra.
A descoberta ocorreu por acaso, quando o grupo de cientistas estava analisando detalhadamente fatias da rocha com um microscópio para detectar elétrons.
O mineral, de cor marrom avermelhada, tem forma de pequenas agulhas mais finas que o diâmetro do cabelo humano, e sua composição tem principalmente sílica, zircônio, titânio e ferro.
A tranquillityita, que até agora foi encontrada em seis locais da Austrália Ocidental, está presente em rochas ígneas como a dolerita, conhecida popularmente como "granito negro" e é um dos últimos minerais que se cristalizam do magma.
Os pesquisadores suspeitam que a tranquillityita logo será reconhecida em rochas similares à dolerita no mundo todo.
O mineral, que aparece em minúsculas quantidades e não tem valor econômico, poderia ser útil para determinar a idade das rochas em que o mineral foi encontrado.

Fonte: Geology

Uma rara estrela giratória

Foi descoberta uma estrela giratória que parece ser mais velha do que a explosão que deu origem a ela.

© ESA/XMM-Newton (pulsar SXP 1062)

Essa estrela em rotação é um pulsar e tem um núcleo superdenso de uma estrela de grande massa que se transformou em uma supernova.
Esse pulsar, conhecido como SXP 1062, está girando muito lentamente, o que sugere uma idade avançada. Mas o pulsar não é tão antigo quanto parece, porque a estrela provavelmente explodiu menos de 40 mil anos atrás, de acordo com os pesquisadores.
Pulsares são criados após explosões de supernovas, quando restos de uma estrela que entrou em colapso se tornam tão densos que prótons e elétrons se ligam formando uma estrela de nêutrons.
Devido à conservação de momento angular, as recém-formadas estrelas de tamanho extremamente pequeno giram muito rápido. Elas são chamadas de pulsares porque essa rotação faz com que a luz apareça pulsando em intervalos regulares.
“Não são muitos os pulsares que já foram observados dentro de suas remanescentes de supernova, e este é o primeiro exemplo claro disso na Pequena Nuvem de Magalhães (uma das galáxias satélites da Via Láctea)”, afirmou Vincent Hénault-Brunet, líder do estudo da Universidade de Edimburgo, no Reino Unido.
A equipe de Hénault-Brunet usou o telescópio espacial Chandra, da NASA, e o observatório XMM-Newton da ESA para detectar os raios-X emitidos pelo SXP 1062.
A maioria dos pulsares gira muito rapidamente, com alguns deles fazendo centenas de rotações por segundo. Mas SXP 1062 está girando apenas uma vez a cada 18 minutos, aproximadamente.
O aspecto mais interessante deste pulsar é possivelmente seu período extremamente longo, de 1.062 segundos, que está intrigando os cientistas. Ele é um dos pulsares mais lentos já registrados. Pulsares que giram lentamente são particularmente mais difíceis de serem detectados. Apenas alguns com períodos mais longos do que alguns milhares de segundo foram observados até agora.
Como os pulsares ficam mais lentos à medida que envelhecem, a rotação lenta do SXP 1062 parece implicar em uma idade avançada, em contraste com o remanescente de supernova bastante recente que o rodeia.
Novas informações dos raios-X deverão ser obtidas para descobrir a variabilidade do sistema com maiores detalhes e aprofundar a pesquisa do espectro óptico para investigar as propriedades da estrela companheira.

Fonte: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Núcleo rosa e esfumaçado da Nebulosa Ômega

A nova imagem da Nebulosa Ômega, obtida pelo Very Large Telescope (VLT) do ESO é uma das imagens mais nítidas deste objeto, captada a partir do solo.

© ESO (Nebulosa Ômega)

A imagem mostra as regiões centrais rosadas e esfumaçadas desta famosa maternidade de estrelas e revela com um detalhe extraordinário a paisagem cósmica composta por nuvens de gás, poeira e estrelas recém-nascidas.

O gás colorido e a poeira escura da Nebulosa Ômega servem de matéria prima na criação da próxima geração de estrelas. Nesta região particular da nebulosa, as estrelas mais jovens - brilhando de forma ofuscante em tons branco-azulados - iluminam todo o conjunto. As zonas de poeira da nebulosa, semelhantes a brumas, contrastam visivelmente com o gás brilhante. As cores vermelhas dominantes têm origem no hidrogênio, que brilha sob a influência da intensa radiação ultravioleta emitida pelas estrelas quentes jovens.

A Nebulosa Ômega tem muitos nomes, dependentes de quem a observou, quando e do que julgou ter visto. Entre esses nomes inclui-se: Nebulosa do Cisne, Nebulosa Cabeça de Cavalo e ainda Nebulosa Lagosta. Este objeto foi também catalogado como Messier 17 (M17) e NGC 6618. A nebulosa situa-se entre 5.000 e 6.000 anos-luz de distância na direção da constelação de Sagitário. Um alvo bastante popular entre os astrônomos, este campo de poeira e gás brilhante é uma das mais jovens e mais ativas maternidades estelares na Via Láctea, onde nascem estrelas de grande massa.

A imagem foi obtida com o instrumento FORS (Focal Reducer and Spectrograph) montado no telescópio Antu, um dos quatro grandes telescópios que compõem o VLT. Para além do enorme tamanho do telescópio, o fato da atmosfera se ter mantido excepcionalmente estável durante as observações, apesar da existência de algumas nuvens, contribuiu de forma decisiva para a ótima nitidez da imagem, pois apresentou pouca degradação e cintilação, resultando por isso numa das melhores imagens desta região da Nebulosa Ômega, obtida a partir do solo.

Esta imagem é uma das primeiras imagens obtidas no âmbito do programa Jóias Cósmicas do ESO. O programa Jóias Cósmicas do ESO trata-se de uma iniciativa no âmbito da divulgação científica, que visa obter imagens de objetos interessantes, intrigantes ou visualmente atrativos, utilizando os telescópios do ESO, para efeitos de educação e divulgação científica. O programa utiliza pouco tempo de observação, combinado com tempo de telescópio inutilizado, de modo a minimizar o impacto nas observações científicas. Todos os dados obtidos podem ter igualmente interesse científico e são por isso colocados à disposição dos astrônomos através do arquivo científico do ESO.

Fonte: ESO

Uma diferente visão da Galáxia do Charuto

Em 2006 o telescópio Hubble registrou uma bela imagem da galáxia M82, também conhecida como Galáxia do Charuto.

© Hubble (galáxia M82)

Esta imagem mostrou uma galáxia brasa e dominada por gás brilhante e poeira com as estrelas quase invisíveis.

Recentemente, uma nova imagem também obtida pela telescópio Hubble mostra a visão mais detalhada até hoje já feita do núcleo da M82. A M82 é rica em poeira, estrelas jovens e gás brilhante; ela está localizada a aproximadamente 12 milhões de anos-luz de distância na direção da constelação da Ursa Major (O Grande Urso).

© Hubble (núcleo da galáxia M82)

A razão da imagem ser mais detalhada e parecer tão drasticamente diferente se deve à escolha feita pelos astrônomos quando eles planejaram a observação. As câmeras do Hubble não enxergam colorido, elas são sensíveis a um grande intervalo de comprimentos de onda mas somente observam o objeto em tons de cinzas. As imagens coloridas são construídas passando a luz do objeto por diferentes filtros coloridos e combinando as imagens resultantes, e é a escolha desses filtros que faz a grande diferença no resultado final.

Usando filtros que permitem bandas de cores relativamente largas, similares àquelas observadas por nossos olhos, os astrônomos constroem imagens com aparência natural de modo que as estrelas fiquem brilhantes, já que elas brilham através de praticamente todo o espectro.

Usando filtros transparentes que permitem a passagem somente de comprimentos de onda emitidos por elementos químicos específicos, como nessa imagem, é possível isolar a luz das nuvens de gás e bloquear a luz das estrelas. Isso explica por que as estrelas aparecem apagadas nessa imagem da M82 e por que as linhas de poeira tem uma silhueta tão bem definida contra as nuvens brilhantes de gás.

A imagem da M82 mostra a luz emitida pelo enxofre (em vermelho), a luz visível e a luz ultravioleta do oxigênio (em verde e azul respectivamente) e a luz do hidrogênio em ciano.

Fonte: ESA

Disco numa galáxia gêmea da Via Láctea

A câmera em infravermelho e o espectrômetro (NICMOS) a bordo do telescópio Hubble captou uma imagem penetrando no disco de poeira da galáxia NGC 4013.

© NASA (galáxia NGC 4013)

Para surpresa dos astrônomos, foi encontrada uma estrutura brilhante, que pode ser um anel de estrelas recém-formadas visto de lado. A NGC 4013, que é semelhante a nossa Via Láctea, reside na constelação da Ursa Maior a 55 milhões de anos-luz da Terra.
O instrumento NICMOS capta comprimentos de onda na região do infravermelho próximo que possibilita penetrar além da poeira que obscurece o interior da galáxia. A estrutura em formato de anel observado circunda o núcleo tem cerca de 720 anos-luz de largura, que é o tamanho típico da maioria das estrelas que formam anéis encontrados em galáxias de disco.
O olho humano não consegue ver a luz infravermelha, as cores foram atribuídas para corresponder a comprimentos de onda do infravermelho próximo. A luz azul representa os mais curtos comprimentos de onda do infravermelho próximo e a luz vermelha corresponde aos comprimentos de onda maiores.
Esta foto, que foi tirada com um filtro sensível ao elemento hidrogênio, mostra o brilho de estrelas e gás. Foi utilizada essa informação para calcular a taxa de formação estelar na estrutura do anel.

Fonte: Daily Galaxy