Anãs brancas consumindo planetas

Astrofísicos da Universidade de Warwick descobriram quatro anãs brancas rodeadas por poeira oriunda de corpos planetários despedaçados, que no passado tiveram composições parecidas à da Terra.

© Mark A. Garlick (material rochoso em órbita de uma anã branca)

As anãs brancas são o estágio final da vida de estrelas como o nosso Sol, os núcleos residuais de material deixado para trás após se ter esgotado o combustível necessário às suas reações nucleares. Usando o telescópio espacial Hubble para desenvolver o maior estudo até à data da composição química das atmosferas de anãs brancas, os investigadores descobriram que os elementos mais frequentes na poeira em torno destas quatro anãs brancas são o oxigênio, magnésio, ferro e silício - os quatros elementos que constituem aproximadamente 93% da Terra.

No entanto, uma observação ainda mais importante foi a da que este material também contém uma proporção extremamente baixa de carbono, que coincide de perto com a da Terra e dos outros planetas rochosos em torno do Sol.

Esta é a primeira vez que tais baixas concentrações de carbono foram medidas nas atmosferas de anãs brancas poluídas por detritos. Não só é isto evidência clara de que estas estrelas tiveram no passado pelo menos um exoplaneta rochoso agora destruído, como também as observações devem mostrar a última fase da morte destes mundos.

A atmosfera de uma anã branca é constituída por hidrogênio e/ou hélio, por isso quaisquer elementos pesados que entrem na sua atmosfera são atraídos para dentro do núcleo e escondem-se em questão de dias graças à alta gravidade da estrela. Isto possibilita observar a fase final da morte destes mundos à medida que o material espirala para o interior das anãs brancas a quantidades de 1 milhão de quilogramas por segundo.

Não só são estas observações claras evidências de que as estrelas já tiveram corpos exoplanetários rochosos agora destruídos, como uma anã branca em particular, PG0843+516, pode também contar a história da destruição destes mundos.

Esta estrela destacou-se do resto do grupo graças à sobreabundância relativa dos elementos ferro, níquel e enxofre na poeira descoberta na sua atmosfera. O ferro e o níquel encontram-se nos núcleos dos planetas terrestres, à medida que se afundam para o centro devido à gravidade durante a formação planetária, tal como o enxofre graças à sua afinidade química com o ferro.

Assim sendo, os pesquisadores acreditam que estão observando a anã branca PG0843+516 no próprio ato de engolir este material do núcleo de um planeta rochoso grande o suficiente para atravessar a fase de diferenciação, um processo parecido ao que separou o núcleo e o manto da Terra.

O professor Boris Gänsicke do Departamento de Física da Universidade de Warwick, que liderou o estudo, afirma ser provável que o processo destrutivo que originou os discos de poeira em torno destas anãs brancas distantes, surja um dia no nosso próprio Sistema Solar.

"O que estamos atualmente vendo nestas anãs brancas a várias centenas de anos-luz de distância pode muito bem ser um presságio do futuro muito distante da Terra. À medida que estrelas como o nosso Sol chegam ao final da sua vida, incham para se tornarem em gigantes vermelhas quando o combustível nuclear nos seus núcleos se esgota."

"Quando isto acontecer no nosso próprio Sistema Solar, daqui a milhares de milhões de anos, o Sol engolirá os planetas mais interiores, Mercúrio e Vênus. Não se sabe se a Terra irá sofrer o mesmo destino durante a sua fase de gigante vermelha, mas mesmo que sobreviva, a sua superfície ficará torrada."

"Durante esta transformação do Sol em anã branca, irá perder uma grande quantidade de massa, e todos os planetas irão mover-se para fora. Isto irá destabilizar as órbitas e levar a colisões entre os corpos planetários, tal como aconteceu nos primeiros dias instáveis do nosso Sistema Solar."

"Isto poderá até destruir planetas terrestres por inteiro, formando grandes quantidades de asteróides, alguns dos quais terão composições químicas semelhantes às do núcleo planetário. No nosso Sistema Solar, Júpiter provavelmente sobrevive incólume à evolução final do Sol, e espalhará asteróides, novos e velhos, na direção da anã branca."

"É inteiramente provável que em PG0843+516 estejamos vendo a acreção de tais fragmentos feitos a partir de material do núcleo de um exoplaneta terrestre."

A equipe da Universidade de Warwick estudou mais de 80 anãs brancas até algumas centenas de anos-luz do Sol, usando o instrumento COS (Cosmic Origin Spectrograph) a bordo do telescópio Hubble.

Fonte: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Epiciclos do Fermi: a passagem do pulsar Vela

Explorando o cosmos nas energias extremas, o telescópio espacial de raios gama Fermi orbita o planeta Terra a cada 95 minutos.

© NASA (epiciclos do Fermi)

Pela trajetória, ele alterna sua órbita entre o norte e o sul com o objetivo de pesquisar o céu com o seu Large Area Telescope (LAT). A sonda também gira de modo que os seus painéis de energia sejam apontados para o Sol e o seu eixo de órbita sofre uma precessão, completando uma rotação a cada 54 dias. Como resultado desses múltiplos ciclos as passagens das fontes de raios gama descrevem padrões complexos do ponto de vista do Fermi, como pode ser mostrado acima no gráfico que representa a passagem do pulsar Vela. Centrado no campo de visão do instrumento LAT, o gráfico cobre 180 graus e segue a posição do pulsar de Agosto de 2008 até Agosto de 2010. A concentração perto do centro mostra que o pulsar Vela esteve na região sensível do campo do LAT durante boa parte desse período. Nascido a partir da morte explosiva de uma estrela massiva dentro da Via Láctea, o pulsar Vela é uma estrela de nêutrons que gira com um período de 11 vezes por segundo, e pode ser visto como a fonte mais brilhante e persistente no céu mapeado em raios gama.

Fonte: NASA

Estrelas são ejetadas de galáxia

Há cerca de um ano, causou estranheza a descoberta de planetas sem estrelas, corpos celestes escuros, flutuando sozinhos no espaço, fora da órbita de qualquer estrela.

© Michael Smelzer/U. Vanderbilt (estrela sendo ejetada de galáxia)

Recentemente, uma equipe de astrônomos acaba de descobrir estrelas órfãs, sem galáxias, flutuando livremente no espaço intergaláctico.

Os astrônomos já conheciam 16 estrelas hipervelozes, uma velocidade suficiente para que elas escapem da atração gravitacional da galáxia; contudo, mesmo assim tão velozes, elas foram descobertas ainda no interior da galáxia.

Agora foram identificadas nada menos do que 675 estrelas já ejetadas, flutuando no espaço entre a Via Láctea e a vizinha galáxia de Andrômeda.

As estrelas sem galáxias são estrelas vermelhas, o que significa que elas têm uma alta "metalicidade".

Em astronomia, metais são quaisquer elementos além do hidrogênio e do hélio na composição de uma estrela.

Uma alta metalicidade indica que a estrela se formou no centro da galáxia. Estrelas mais velhas e estrelas que nascem na borda das galáxias tendem a ter menor metalicidade.

Como elas vêm do centro da galáxia, o que é deduzido da sua alta metalicidade, os astrônomos suspeitam de uma inusitada interação com o campo gravitacional do buraco negro super maciço que se acredita existir no centro das galáxias.

O primeiro cenário envolve um par de estrelas binárias pegas pela atração gravitacional do buraco negro. Quando uma delas começa a espiralar em direção ao buraco negro, sua companheira é arremessada para fora com uma velocidade tremenda.

Uma segunda possibilidade é o buraco negro galáctico engolir um outro buraco negro menor.

Qualquer estrela que se aventure muito perto desse binário de buracos negros ficará sem orientação e, passando em uma posição precisa, será arremessada pela gigantesca gravidade, em um processo similar ao impulso gravitacional usado pelas sondas espaciais.

Fonte: The Astronomical Journal

Peneirando poeira cósmica perto de Órion

Uma nova imagem da região que rodeia a nebulosa de reflexão Messier 78, situada a norte do Cinturão de Órion, mostra nuvens de poeira cósmica entrelaçadas na nebulosa tal qual um colar de pérolas.

© ESO (nuvens de poeira cósmica na M78)

As observações, obtidas com o Atacama Pathfinder Experiment (APEX), utilizam o brilho de calor dos grãos de poeira interestelar para mostrar aos astrônomos onde novas estrelas estão se formando.

A poeira pode parecer algo aborrecido e sem interesse, a superfície suja que esconde a beleza de um objeto. Mas esta nova imagem da Messier 78 e seus arredores, que nos revela a radiação milimétrica-submilimétrica dos grãos de poeira no espaço, mostra que a poeira pode ser algo fascinante. A poeira é importante para os astrônomos, já que é nas nuvens densas de gás e poeira que se acontece o nascimento de novas estrelas.

No centro da imagem encontra-se a Messier 78, também conhecida como NGC 2068. Quando observada na luz visível, esta região revela-se como uma nebulosa de reflexão, o que significa que observamos um brilho azul pálido de radiação estelar refletida pelas nuvens de poeira. As observações do APEX estão sobrepostas à imagem no visível, apresentadas aqui em laranja. Sensível a comprimentos de onda maiores, estas observações revelam o fraco brilho de nós de poeira densos e frios, alguns dos quais estão a temperaturas inferiores a -250ºC. Na luz visível, esta poeira é escura e obscurante, razão pela qual telescópios tais como o APEX são importantíssimos no estudo das nuvens de poeira onde as estrelas se formam.

Um filamento observado pelo APEX aparece na luz visível como uma faixa escura de poeira atravessando a Messier 78. Este fato informa-nos que a poeira densa se encontra em frente da nebulosa de reflexão, bloqueando assim a sua luz azulada. Outra região proeminente de poeira brilhante observada pelo APEX sobrepõe-se à luz visível emitida pela Messier 78 na região mais abaixo. A ausência da faixa de poeira escura correspondente na imagem visível indica que esta região de poeira densa deve estar por trás da nebulosa de reflexão.

Observações do gás nestas nuvens revelam que este flui a alta velocidade, deslocando-se para fora de alguns dos nós densos. Estas correntes de emissão de gás são ejetadas pelas estrelas jovens quando estas ainda estão se formando a partir da nuvem que as rodeia. A sua presença prova assim que estes nós estão formando estrelas de forma ativa.

No alto da imagem podemos ver outra nebulosa de reflexão, a NGC 2071. Enquanto que as regiões mais abaixo da imagem contêm apenas estrelas jovens de pequena massa, a NGC 2071 contém uma estrela jovem de maior massa, que se estima ter cinco vezes a massa do Sol, situada no pico mais brilhante visto pelas observações APEX.

Fonte: ESO

Explosão produzida por um buraco negro

Uma explosão extraordinária produzida por um buraco negro em uma galáxia próxima forneceu evidência direta para uma população de velhos e voláteis buracos negros estelares.

© NASA (composição em raios X e óptico no interior da galáxia M83)

A descoberta, feita por astrônomos usando dados do observatório de raios X Chandra, fornece uma nova visão sobre a natureza de uma classe misteriosa de buracos negros que podem produzir energia tanto em raios X como milhões de sóis irradiando em todos os comprimentos de onda. Esse buraco negro fica na galáxia M83, a cerca de 15 milhões de anos-luz da Terra.

© ESO (galáxia M83)

Os pesquisadores usaram o Chandra para descobrir uma nova fonte de raios X ultraluminosas, ou ULX. Esses objetos emitem mais raios X do que a maioria dos sistemas binários, em que uma estrela companheira orbita os restos de uma estrela colapsada. Estas estrelas colapsadas formam tanto um núcleo denso chamado de estrela de nêutrons ou um buraco negro. A emissão de raios X adicional sugere que as ULXs contêm buracos negros que poderiam ser muito mais massivos do que os encontrados em outras partes da nossa galáxia.

Os resultados indicam que o buraco negro possue uma companheira, que é uma estrela gigante vermelha, com mais de 500 milhões de anos e uma massa cerca de quatro vezes inferior à do Sol. De acordo com os modelos teóricos para a evolução das estrelas, o buraco negro deve ser quase tão antigo quanto sua companheira.
Os astrônomos acreditam que a emissão durante a explosão de raios X deve ter sido causada por um disco em torno do buraco negro que brilhou muito à medida que ganhou material proveniente da estrela companheira.
Os pesquisadores estimam um intervalo de massas para os raios X ultraluminosos do M83 de 40 a 100 vezes maior do que o Sol.
Foram obtidas provas de que o buraco negro desse sistema pode ter se formado a partir de uma estrela rica em "metais", ou seja, composta de elementos mais pesados que o hélio.
Um grande número de metais aumenta a taxa de perda de massa para estrelas massivas. Isso, por sua vez, diminui a massa dos buracos negros resultantes. Os modelos teóricos sugerem que, com um teor de metais alto, apenas buracos negros com massas inferiores a 15 vezes a do Sol devem se formar. Portanto, esses resultados podem desafiar esses modelos.
Este modelo de buraco negro não é a única explicação possível. Pode ser, também, que o buraco negro seja tão antigo que se formou numa época em que os elementos pesados eram menos abundantes na M83. Outra explicação é que a massa do buraco negro é apenas cerca de 15 vezes superior à do Sol.
Um artigo descrevendo os resultados aparecerão na edição de 10 de maio de 2012, do The Astrophysical Journal.

Fonte: NASA

O nascimento dos superburacos negros

Praticamente toda galáxia abriga, em seu coração, um gigantesco buraco negro, com milhões a bilhões de vezes a massa do Sol.

Clique na imagem para ver o infográfico

© FAPESP (infográfico do nascimento de um superburaco negro)

Nenhum objeto astrofísico conhecido pode originar uma aberração dessas, de forma que o segredo de sua origem se perde na aurora do Universo. Agora um novo modelo concebido por pesquisadores brasileiros pode ajudar a explicar o aparecimento e a evolução de criaturas tão importantes quanto misteriosas do zoológico cósmico.

Não é difícil fabricar um buraco negro qualquer. Toda estrela com massa suficientemente elevada, ao esgotar seu combustível, implode sob seu próprio peso e se torna um. Trata-se de um objeto cuja gravidade é tão intensa que nada pode escapar de sua superfície, nem a luz.

Acontece que as estrelas de maior massa conhecidas hoje têm cerca de 150 vezes a massa do Sol. Antes de virar um buraco negro, estrelas desse tipo – as gigantes azuis – explodem na forma de supernova e perdem boa parte de sua massa original. Na melhor das hipóteses, sobra um buraco negro com algumas dezenas de massas solares. Como chegar aos milhões de sóis dos buracos negros no centro das galáxias?

Para os astrofísicos Eduardo dos Santos Pereira e Oswaldo Miranda, do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), em São José dos Campos, no interior paulista, circunstâncias especiais no passado cósmico teriam permitido o surgimento desses colossos. Em primeiro lugar, nos primórdios o Universo possibilitava a formação de estrelas bem maiores do que as de hoje. Essas estrelas de massa muito elevada seriam perfeitamente capazes de gerar as sementes dos atuais glutões galácticos, que, em bilhões de anos, aumentariam de massa engolindo objetos que caíssem em seu crescente campo gravitacional.

Esse processo conhecido como acreção já era mais ou menos visto como consenso entre os astrofísicos. Contudo, ele sempre foi usado com alguma arbitrariedade. “A questão do crescimento dos buracos por acreção sempre foi tratada de forma meio ad hoc”, diz Miranda. “Os pesquisadores determinam uma taxa de acreção de massa e a ajustam para atingir a massa que os buracos negros teriam de ter no presente.”

O grande salto do trabalho, publicado no final de 2011, foi demonstrar que é possível explicar o surgimento dos buracos negros de massa muito elevada a partir da taxa de formação estelar cósmica – um número que descreve quantas estrelas nascem, em média, a cada momento da vida do Universo. “Muita gente procurava esse vínculo que encontramos”, afirma Miranda.

Uma questão intrigante acerca dos superburacos negros é a relação deles com a formação das galáxias que habitam. Seriam eles as sementes em torno das quais as estrelas se agrupam? Ou a formação das galáxias induziria o surgimento do buraco negro no centro?

Coevolução
Aparentemente, a resposta é uma coevolução dos dois fenômenos, motivada por um terceiro elemento: a matéria escura. Halos dessa misteriosa componente – ela responde pela maior parte da matéria do Universo e só interage com as partículas convencionais por meio da força gravitacional – induziriam o surgimento de estrelas gigantescas no início do Cosmo e, mais tarde, aglomerariam a matéria circundante em seu interior, fornecendo os “tijolos” para a construção das galáxias. Nesse contexto, os buracos negros antecederiam a formação das galáxias, mas ambos evoluiriam sob influência da matéria escura.

O novo trabalho também indica que o crescimento dos buracos negros gigantes no centro das galáxias pode se dar de forma paulatina nos 13,5 bilhões de anos que se sucederam ao surgimento das primeiras estrelas. A maioria dos modelos anteriores sugeria a necessidade de um crescimento hiperacelerado, que não casava bem com o que se entendia dos mecanismos de acreção envolvidos.

Outra consequência importante é que, estabelecida a relação entre a taxa de formação estelar e o crescimento dos buracos negros gigantes, foi possível estimar o comportamento desses buracos negros no passado remoto. Essas previsões podem vir a ser confirmadas pela próxima geração de telescópios, como o James Webb, projetado pela NASA para substituir o Hubble na próxima década.

“O modelo explica os observáveis, desde que os buracos negros sementes tenham mil massas solares. Esse é o problema”, avalia João Steiner, astrônomo da Universidade de São Paulo. Para ele, não está claro que o Universo primordial, mesmo com condições favoráveis ao surgimento de estrelas maiores, possa ter gerado buracos negros dessa magnitude.

Estrelas maiores podem ter surgido no passado distante em consequência da composição mais simples do Universo primordial. Logo após o Big Bang, quando as primeiras estrelas teriam se formado, os únicos elementos químicos disponíveis seriam o hidrogênio e o hélio. Átomos mais pesados – como oxigênio e carbono, essenciais à vida – só surgiriam mais tarde, depois que os primeiros astros começassem a explodir em supernovas. Com menos elementos pesados, que fragmentam as nuvens de gás reduzindo a chance de formar objetos de massa elevada, estrelas muito maiores que as atuais podem ter existido.

Mas seriam tão maiores assim? “Há uma esperança de que a resposta esteja aí”, diz Steiner. “Mas talvez seja só um desejo dos pesquisadores. Por que não se formam estrelas muito massivas, por exemplo, na Pequena Nuvem de Magalhães? Lá há uma metalicidade [presença de elementos pesados] quase primordial.” Para Miranda, na falta de exemplos observáveis, é preciso se apoiar em criações teóricas. “Simulações computacionais”, diz, “mostram que estrelas de 500 a mil massas solares seriam comuns no Universo primordial”.

Fonte: FAPESP (Pesquisa)

A Terra sofreu impacto de asteroides no passado

Há 3,8 bilhões de anos, a Terra e a Lua sofreram o impacto de inúmeros asteroides gigantes e durante um período mais longo do que se acreditava.

©  NASA (ilustração do impacto de asteroides na Terra)

A descoberta respalda o "Modelo de Nice", uma hipótese que defende que os planetas gasosos do Sistema Solar (Júpiter, Saturno, Urano e Netuno) migraram, a partir de uma distribuição inicial mais compacta, até suas atuais posições. O deslocamento desses planetas originou muitos asteroides, que, posteriormente, foram atraídos em direção ao interior do Sistema Solar.
Alguns dos asteroides chocaram-se violentamente contra a Terra, a Lua e outros corpos. Estes impactos geraram grandes crateras sobre a superfície lunar, que foram conservados muito melhor do que as da Terra.

Os autores da pesquisa defendem que 70 asteroides de grande dimensão se chocaram contra a Terra e a Lua durante o Arqueano, intervalo da escala geológica de tempo compreendido entre 3,8 bilhões e 2,5 bilhões de anos atrás.
O Arqueano foi o período de formação de vida no planeta Terra. "Agora sabemos que também foi uma época marcada por muitos impactos de meteoritos de grande magnitude", disse William Bottke, do Instituto de Pesquisa de Southwest, nos Estados Unidos.
Os cientistas contabilizaram na Lua 30 crateras com um diâmetro maior que 300 quilômetros e com idades que oscilam entre os 4,1 bilhões e 3,8 bilhões de anos, mais antigos do que as crateras encontradas na Terra.
Muitas crateras da superfície terrestre se perderam por causa da erosão e dos movimentos das placas tectônicas. Poucas rochas dessa idade sobreviveram. Por causa disso, os estudos que investigam o impacto de meteoritos ocorridos há mais de dois bilhões de anos são limitados.
Os autores acreditam que os violentos impactos podem ter contribuído para a formação de vida. "Eles trouxeram material orgânico à Terra e produziram sistemas hidrotermais capazes de gerar vidas", disse Brandon Johnson, da Universidade de Purdue, nos Estados Unidos.

Fonte: Nature

Galáxia Sombrero com dupla estrutura

Algumas galáxias têm a forma elíptica e outras possuem a forma espiral, que são  discos achatados com braços que giram em torno de um núcleo, como a Via Láctea.

© NASA/Spitzer (galáxia Sombrero)

Já a galáxia Sombrero pode ser vista tanto de uma forma como de outra. É o que diz estudo assinado pelo astrônomo brasileiro Dimitri Gadotti, do ESO (Observatório Europeu do Sul), publicado no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. A pesquisa ajuda a entender como as galáxias evoluem, tópico ainda pouco conhecido pelos cientistas.

A galáxia Sombrero, também conhecida como NGC 4594, está localizada a 28 milhões de anos-luz, na constelação de Virgem. A partir da Terra, é possível ver o formato de disco achatado e um bojo central repleto de estrelas. O disco está inserido em um globo brilhante.

A Sombrero é uma das primeiras galáxias conhecidas pelo homem a exibir características de dois tipos diferentes. Ela tem forma de uma bola de futebol americano com um disco embutido, é como se fossem duas galáxias, uma dentro da outra.

Antes de ser tratada como duas galáxias em uma, a Sombrero era um poço de mistérios para a astronomia. Ninguém conseguia explicar como uma galáxia espiral possuía tantos grupos de estrelas, mais de 2.000, enquanto outras galáxias desse tipo têm, em média, 200. O grande número de grupos estelares é característica comum das galáxias elípticas.

Gadotti e o coautor do estudo, o espanhol Rubén Sánchez-Janssen, também do ESO, usaram um telescópio Spitzer da NASA. Esse telescópio não enxerga os astros da mesma forma que o olho humano. Na luz visível, a Sombrero parece um disco imerso em um pequeno globo brilhante. O Spitzer, contudo, enxerga na faixa infravermelha do espectro. Ele é capaz de revelar estrelas mais velhas através da poeira espacial e descobriu que o brilho da Sombrero tem o mesmo tamanho e massa de uma galáxia elíptica.

Os astrônomos descartam a ideia de que a galáxia Sombrero tenha se formado a partir da colisão de outras duas, uma com forma elíptica que teria engolido uma em espiral.

Os cientistas não sabem como a galáxia Sombrero se formou, mas já consideram algumas hipóteses. Uma delas é que ela foi inundada por gás há nove bilhões de anos. As nuvens de gás eram comuns no início do Universo e algumas ajudaram na formação das galáxias, aumentando sua massa e volume. Esse gás teria entrado em órbita em volta do centro da galáxia até formar um disco achatado.
Os pesquisadores acreditam que entender a formação da galáxia Sombrero vai ajudar a desvendar como outras galáxias evoluem. A Centaurus A, por exemplo, também tem as mesmas características da Sombrero. Contudo, o disco central não possui tantas estrelas. Os astrônomos supõem que a Centaurus A poderia estar em um estágio de evolução anterior à Sombrero e, com o passar do tempo, assumiria as mesmas características.

Fonte: Veja

As galáxias mais distantes já encontradas

Astrônomos japoneses anunciaram a descoberta de um conjunto de galáxias há 12,72 bilhões de anos-luz de distância da Terra, o que alegam ser o mais longínquo já encontrado.

© Subaru (aglomerado de galáxias mais distante)

Usando o poderoso telescópio Subaru baseado no Havaí, a equipe fez uma viagem no tempo, observando o espaço como era cerca de um bilhão de anos após o Big Bang, a grande explosão que deu origem ao Universo cerca de 13,7 bilhões de anos atrás.

A descoberta foi feita em conjunto por cientistas da Universidade de Estudos Avançados e do Observatório Astronômico Nacional do Japão.Foi encontrado um aglomerado de galáxias jovem, que deve ajudar os cientistas a compreender a estrutura do Universo e como as galáxias se desenvolveram. A pesquisa será publicada no periódico americano Astrophysical Journal.

Usando o telescópio Hublle, da NASA, os cientistas tinham anunciado anteriormente a descoberta de um possível conjunto de galáxias cerca de 13,1 bilhões de anos-luz distante da Terra, mas esta ainda não foi confirmada, segundo os cientistas japoneses.

Fonte: National Astronomical Observatory of Japan

Um aglomerado dentro de um aglomerado

O NGC 6604 é o agrupamento brilhante de estrelas que se encontra no canto superior esquerdo da imagem.

© ESO (aglomerado estelar NGC 6604)

O NGC 6604 é um aglomerado estelar jovem que, na realidade, é a parte mais densa de uma associação mais dispersa que contém cerca de uma centena de estrelas brilhantes azuis-esbranquiçadas. Esta associação estelar chama-se Serpens OB. A primeira parte do nome refere-se à constelação na qual se encontra e as letras OB referem-se ao tipo espectral das estrelas que a compõem. O e B são as duas classificações estelares mais quentes e a maioria das estrelas destes tipos são estrelas azuis-esbranquiçadas muito brilhantes e relativamente jovens. A figura também mostra a nebulosa associada ao aglomerado, uma nuvem brilhante de gás hidrogênio chamada Sh2-54, assim como nuvens de poeira. O nome Sh2-54 significa que o objeto é o quinquagésimo quarto do segundo catálogo Sharpless de regiões HII, publicado em 1959.

O NGC 6604 situa-se a cerca de 5.500 anos-luz de distância na constelação da Serpente, e no céu encontra-se a cerca de dois graus a norte da Nebulosa da Águia.

© ESO (nebulosa da Águia)

As estrelas brilhantes são facilmente observadas através de um pequeno telescópio e foram inicialmente catalogadas por William Herschel em 1784. No entanto, a tênue nuvem de gás nunca foi detectada até os anos 1950, quando foi finalmente catalogada por Steward Sharpless em fotografias do atlas do céu "National Geographic-Palomar Sky Atlas".

As estrelas jovens quentes do aglomerado ajudam uma nova geração de estrelas a formar-se no NGC 6604, ao coletarem numa região compacta a matéria-prima necessária à sua formação, devido aos seus fortes ventos estelares e intensa radiação. Esta segunda geração de estrelas logo substituirá a geração mais antiga, pois embora as estrelas jovens mais brilhantes tenham mais massa, consomem também o seu combustível muito mais rapidamente e por isso vivem menos tempo.

Além da estética, existem outras razões para os astrônomos observarem o NGC 6604, tais como a estranha coluna de gás quente ionizado que emana dele. Colunas de gás quente semelhantes, que canalizam o material para fora dos aglomerados estelares jovens, foram igualmente encontradas em outros locais da Via Láctea e também em outras galáxias espirais. O exemplo do NGC 6604 encontra-se relativamente próximo e por isso permite aos astrônomos um estudo detalhado destas estruturas.

Esta coluna em particular (geralmente chamada uma "chaminé") é perpendicular ao plano galáctico e estende-se ao longo de incríveis 650 anos-luz. Os astrônomos pensam que as estrelas quentes no interior de NGC 6604 são as responsáveis pela formação da chaminé, no entanto estudos adicionais são necessários para compreender completamente estas incomuns estruturas.

Fonte: ESO

Bolas de gelo em anel de Saturno

A sonda espacial Cassini da NASA, em órbita de Saturno, registrou imagens de estranhos objetos voando em torno de um dos anéis do planeta.

© Cassini (jatos de gelo produzidos no anel F de Saturno)

Os objetos têm cerca de um quilômetro de tamanho e podem explicar o estranho comportamento do anel F, que até agora intrigava os astrônomos.

Saturno é o sexto planeta a partir do Sol e o segundo maior do nosso Sistema Solar, atrás apenas de Júpiter. A sonda Cassini estuda Saturno, seus anéis e luas desde julho de 2004.

O anel F é considerado um dos mais misteriosos do planeta, porque está em constante movimento. O mais externo dos aneis principais, ele aparece com ondulações estranhas nas imagens da Cassini, que até agora não tinha explicação.

Parte dessas ondulações são causadas pela interação com objetos maiores, como a lua Prometeu. Mas essa causa não era suficiente para explicar tanta atividade.

© Cassini (atividade no anel F de Saturno)

Agora, a Cassini mostrou que a passagem de Prometeu causa também a liberação de "bolas de gelo" pequenas demais para serem detectadas com facilidade pelos astrônomos, mas grandes o suficiente para agitar a superfície do anel F. Essas bolas ficam no entorno do anel, algumas vezes colidindo com ele e criando minijatos de gelo.

“Esses minijatos são tão pequenos que é preciso ter bastante tempo e serenidade para encontrá-los”, afirma Nick Attree, um dos cientistas envolvidos, que teve que procurar em mais de 20 mil imagens para encontrar cerca de 500 registros dos objetos.

Fonte: NASA e JPL-Caltech

Bolhas evaporando na Nebulosa da Carina

As bolhas pouco comuns encontradas na Nebulosa da Carina, algumas delas vistas flutuando na parte superior direita podem ser mais bem descritas como se estivessem evaporando.

© Hubble (Nebulosa da Carina)

A radiação energética e ventos de estrelas próximas estão destruindo os grãos de poeira escuros que fazem com que essas formas icônicas fiquem opacas. Ironicamente, as bolhas, conhecidas como nuvens escuras moleculares, frequentemente criam em seus interiores as estrelas que mais tarde serão destruídas por si própria. As montanhas flutuantes no espaço mostradas acima nessa imagem feita pelo telescópio espacial Hubble se espalha por alguns meses-luz. A Grande Nebulosa da Carina se espalha por aproximadamente 30 anos-luz, e localiza-se a aproximadamente 7.500 anos-luz de distância, e pode ser vista através de pequenos telescópios quando apontados na direção da constelação da Quilha (Carina).

Fonte: NASA

A Nebulosa do Anel

Exceto pelos anéis de Saturno, a Nebulosa do Anel, também conhecida como M57 é provavelmente o mais famoso objeto celeste com esse tipo de estrutura.

© Hubble e Subaru (Nebulosa do Anel)

Sua clássica aparência é entendida como sendo devido à nossa perspectiva, ou seja, nós na Terra, estamos olhando diretamente para o centro de uma nuvem de gás brilhante em forma de barril. Mas estruturas expansivas podem também serem vistas além da região central da Nebulosa do Anel nessa intrigante imagem composta com dados do telescópio espacial Hubble e do telescópio Subaru. Logicamente que nesse muito bem estudado exemplo de uma nebulosa planetária, o material brilhante que observamos nada tem a ver com planetas. Ao invés disso o escudo de gás representa as camadas externas expelidas por uma estrela moribunda, que em algum momento de sua vida foi parecida com o Sol e que se localiza no centro da nebulosa. A intensa radiação ultravioleta emitida da quente estrela central, ioniza os átomos no gás. Os átomos de oxigênio ionizados produzem o característico brilho esverdeado e o hidrogênio ionizado se apresenta como a proeminente emissão avermelhada. O anel central da Nebulosa do Anel tem aproximadamente um ano-luz de diâmetro e está localizado a 2.000 anos-luz de distância da Terra. Esta bela nebulosa planetária está localizada na constelação de Lyra.

Fonte: NASA

Galáxias jovens evidenciam o Universo primitivo

Astrônomos encontraram um novo padrão de excelência na busca pelas primeiras galáxias do Universo.

© NASA (localização da galáxia MACS1149-JD1)

Ao se aproveitarem de raras lentes gravitacionais – nas quais a gravidade de uma grande massa amplifica a luz de objetos no fundo distante – uma equipe de pesquisadores americanos e europeus encontrou uma galáxia tão remota que sua luz foi emitida 490 milhões de anos após o Big Bang, quando o Universo tinha apenas 3,6% de sua idade atual.
Os astrônomos já haviam encontrado evidências de algumas galáxias quase tão jovens e remotas, mas o objeto recém-descoberto é notável por causa da confiabilidade da medida de seu desvio para o vermelho, um substituto para a distância. Com base em imagens feitas em várias cores, ou faixas de comprimento de onda, pelos telescópios espaciais Hubble e Spitzer, a medida é uma das mais precisas estimativas já obtidas para uma candidata à galáxia do Universo primitivo.
Como a galáxia aparece 15 vezes mais brilhante do que o faria em outras situações, graças ao efeito de lente de um massivo aglomerado galáctico que jaz entre ela e a Terra, os pesquisadores explicam que o objeto é luminoso o suficiente para ser examinado em detalhe pelo futuro sucessor do Hubble, o telescópio espacial James Webb (JWST), com lançamento previsto para 2018. A equipe usou uma pesquisa chamada CLASH (Cluster Lensing And Supernova survey with Hubble) para encontrar o aglomerado que formou a lente, o MACS1149.
O aumento no brilho possibilitou também que a equipe, que inclui Wei Zheng, da Johns Hopkins University, e Marc Postman, do Instituto Científico de Telescópios Espaciais, ambos em Baltimore, no estado americano de Maryland, estimasse várias propriedades importantes da galáxia aparentemente jovem. Os pesquisadores calculam que o corpo tenha menos de 200 milhões de anos de idade, com a massa de suas estrelas constituintes pesando apenas 1% da massa da Via Láctea.
Os autores preferiram não comentar a descoberta enquanto o artigo estiver sendo analisado, mas vários pesquisadores que leram o relato online dizem estar empolgados. “Esses dados são os melhores que podemos obter antes do JWST”, comemora o caçador de galáxias Rogier Windhorst, da Arizona State University, que não é membro da equipe de pesquisa.

Devido à natureza da expansão cósmica, a luz emitida por galáxias distantes é desviada para comprimentos de onda mais longos, ou vermelhos, do que a luz emitida por corpos mais próximos. Zheng e seus colegas estimam que a galáxia que encontraram, batizada de MACS1149-JD1, tenha um desvio para o vermelho de 9,6, colocando-a lado a lado com outras galáxias que também podem ser extremamente remotas.
“Eu não diria que temos certeza, mas essa parece uma ótima candidata”, comenta Mark Dickinson do Observatório Nacional de Astronomia Ótica em Tucson, Arizona. “Eu gosto do fato de esse objeto ser brilhante o suficiente para que possamos fazer observações precisas, com as instalações existentes, antes do JWST”.
A interpretação da galáxia como corpo do Universo primitivo depende de ela aparecer extremamente tênue nas observações do telescópio espacial Spitzer no comprimento de onda infravermelho de 3,6 micrômetros, destaca Dickinson. Na verdade, o Spitzer sequer detecta a galáxia nesse comprimento de onda. Seria mais convincente, explica Dickinson, se o telescópio observasse a mesma região por mais tempo e registrasse uma imagem tênue em 3,6 micrômetros. Uma equipe sênior de revisão da NASA já estendeu a missão do Spitzer, e é provável que os observadores façam exposições mais longas da galáxia com o telescópio. Além disso, astrônomos usando telescópios terrestres caçarão emissões de átomos de hidrogênio na galáxia que poderiam ser usadas para medir diretamente o desvio para o vermelho, em vez de estimá-lo.
Richard Ellis, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, em Pasadena, diz estar mais empolgado com uma possibilidade que não foi mencionada no artigo on-line. Ele destaca que as observações – mesmo que sejam de uma única galáxia – vêm de um campo de visão tão estreito que sugerem que o Universo primitivo possa ter um número maior de galáxias jovens do que os pesquisadores haviam estimado anteriormente. Isso, por sua vez, poderia indicar que a radiação ionizante dessas galáxias desempenhou um papel ainda maior em partir átomos de hidrogênio, permitindo que a luz fluísse livremente pelo espaço pela primeira vez.

Fonte: Scientific American Brasil

Um duro golpe nas teorias sobre a matéria escura

O estudo mais preciso até o momento sobre os movimentos de estrelas na Via Láctea não mostrou evidências da existência de grandes quantidades de matéria escura na vizinhança do Sol.

© ESO (distribuição de matéria escura em torno da Via Láctea)

De acordo com as teorias geralmente aceitas, a vizinhança do Sol deveria estar cheia de matéria escura, a matéria invisível misteriosa que só pode ser detectada de modo indireto pela força gravitacional que exerce. No entanto, um novo estudo de uma equipe de astrônomos no Chile descobriu que estas teorias não explicam os dados observados, o que pode significar que tentativas de detectar diretamente partículas de matéria escura na Terra dificilmente serão bem sucedidas.

Uma equipe de astrônomos, utilizando o telescópio MPG/ESO de 2,2 metros instalado no Observatório de La Silla do ESO, juntamente com outros telescópios, mapeou os movimentos de mais de 400 estrelas até uma distância de 13 mil anos-luz do Sol. A partir destes novos dados, a equipe calculou a massa da matéria na vizinhança do Sol, contida num volume quatro vezes maior do que considerado nos levantamentos anteriores.

"A quantidade de massa que calculamos coincide muito bem com o que vemos - estrelas, poeira e gás - na região em torno do Sol", diz o líder da equipe Christian Moni Bidin (Departamento de Astronomia, Universidade de Concepción, Chile). "Mas isso não deixa lugar para matéria adicional - a matéria escura - que esperávamos encontrar. Os nossos cálculos mostram que a matéria escura deveria ter aparecido muito claramente nas medições. Mas não está lá!".

A matéria escura é uma substância misteriosa que não pode ser vista, mas que se detecta pelo efeito gravitacional que exerce na matéria à sua volta. Este ingrediente extra do cosmos foi originalmente sugerido para explicar por que é que as zonas periféricas das galáxias, incluindo a nossa própria Via Láctea, giram tão rapidamente. A matéria escura é agora uma parte integrante das teorias que explicam como é que as galáxias se formam e evoluem.

Atualmente é geralmente aceito que a componente escura constitui cerca de 80% da massa do Universo, apesar do fato de continuar resistindo a todas as tentativas de clarificação da sua natureza, a qual permanece obscura. Até agora todas as tentativas de detecção de matéria escura em laboratórios na Terra falharam. De acordo com as atuais teorias calcula-se que a matéria escura constitua 83% da matéria no Universo, encontrando-se os restantes 17% sob a forma de matéria normal. Uma maior quantidade de energia escura também parece estar presente no Universo, não se esperando, no entanto, que esta afete os movimentos das estrelas na Via Láctea.

Ao medir cuidadosamente os movimentos de muitas estrelas, particularmente daquelas fora do plano da Via Láctea, a equipe pôde calcular a quantidade de matéria presente responsável por esses movimentos. Estes movimentos são o resultado da atração gravitacional mútua de toda a matéria, seja ela normal, como por exemplo estrelas, seja ela matéria escura.

As observações foram obtidas com o espectrógrafo FEROS instalado no telescópio MPG/ESO de 2,2 metros, o instrumento Coralie montado no Telescópio Suíço de 1,2 metros Leonhard Euler, o instrumento MIKE montado no Telescópio Magellan II e o espectrógrafo Echelle instalado no Telescópio Irene du Pont. Os dois primeiros telescópios estão situados no Observatório de La Silla do ESO e os dois últimos estão localizados no Observatório de Las Campanas, ambos no Chile. Foram incluídas no estudo um total de mais de 400 estrelas gigantes vermelhas a alturas variáveis acima do plano da galáxia na direção do pólo sul galáctico.

Os modelos existentes para explicar como é que as galáxias se formam e giram sugerem que a Via Láctea esteja rodeada por um halo de matéria escura. Os modelos não conseguem prever exatamente a forma desse halo, mas prevêem encontrar quantidades significativas de tal matéria na região em torno do Sol. No entanto, apenas algumas formas bastante incomuns do halo de matéria escura - tais como uma forma extremamente alongada - poderiam explicar a falta de matéria escura descoberta por este novo estudo. As teorias predizem que a quantidade média de matéria escura na região da Galáxia onde se encontra o Sol deva ser da ordem de 0,4 a 1,0 quilogramas de matéria escura num volume equivalente ao tamanho da Terra. As novas medições encontram o valor de 0,00±0,07 quilogramas por volume do tamanho da Terra.

Os novos resultados também significam que tentativas de detectar matéria escura na Terra por meio das raras interações entre as partículas de matéria escura e as partículas de matéria ordinária terão poucas probabilidades de sucesso.

"Apesar dos novos resultados, a Via Láctea gira muito mais rapidamente do que pode ser justificado pela matéria visível. Por isso, se a matéria escura não está onde se esperava, temos que procurar uma nova solução para o problema da massa faltante. Os nossos resultados contradizem os modelos atualmente aceitos. O enigma da matéria escura tornou-se agora ainda mais misterioso. Rastreios futuros, como os da missão Gaia da ESA, serão cruciais para avançarmos a partir deste momento", conclui Christian Moni Bidin.

Fonte: ESO