Um olhar profundo na Centaurus A

Esta nova imagem do Observatório Europeu do Sul mostra a estranha galáxia Centaurus A.

© ESO (galáxia Centaurus A)

Com um tempo total de exposição de mais de 50 horas, esta é provavelmente a imagem mais profunda já criada deste espetacular e incomum objeto. A imagem foi produzida com o instrumento Wide Field Imager montado no telescópio MPG/ESO de 2,2 metros, instalado no Observatório de La Silla do ESO, no Chile.

A Centaurus A, também conhecida como NGC 5128, é uma galáxia elíptica peculiar de grande massa com um buraco negro supermassivo no seu centro. A galáxia foi inicialmente documentada pelo astrônomo britânico James Dunlop no Observatório Parramalta na Austrália, a 4 de Agosto de 1826. Esta galáxia é frequentemente chamada Centaurus A porque foi a primeira fonte principal de ondas de rádio descoberta na constelação do Centauro nos anos 1950.

A galáxia situa-se a cerca de 12 milhões de anos-luz de distância na constelação do Centauro e distingue-se por ser a rádiogaláxia mais forte do céu. Os astrônomos pensam que o núcleo brilhante, a forte emissão de rádio e os jatos da Centaurus A são produzidos por um buraco negro central com uma massa de cerca de 100 milhões de vezes a massa do Sol. A matéria situada nas regiões centrais densas da galáxia liberta enormes quantidades de energia à medida que cai em direção ao buraco negro.

Esta imagem do Wide Field Imager permite-nos apreciar a natureza elíptica da galáxia, que aparece na forma alongada das regiões exteriores mais tênues. O brilho que enche a maior parte da imagem vem de centenas de bilhões de estrelas velhas e frias. Contrariamente à maioria das galáxias elípticas, a forma homogênea da Centaurus A é perturbada por uma faixa larga e "remendada" de material escuro, que obscurece o centro da galáxia.

A faixa escura contém grandes quantidades de gás, poeira e estrelas jovens. Os aglomerados de estrelas jovens brilhantes situados nas extremidades superior direita e inferior esquerda da faixa apresentam o brilho vermelho característico de nuvens de hidrogênio onde se formam estrelas, enquanto que algumas nuvens de poeira isoladas podem ser vistas contrastando com o fundo de estrelas. Estas características, juntamente com a emissão de rádio intensa, apontam para o fato provável da Centaurus A ter resultado da fusão entre duas galáxias. A faixa de poeira é provavelmente os restos desfeitos de uma galáxias espiral a ser rasgada pela atração gravitacional da galáxia elíptica gigante.

O novo conjunto de imagens do WFI inclui exposições de longa duração com os filtros vermelho, verde e azul, além de filtros especialmente concebidos para isolarem a radiação emitida pelo hidrogênio e oxigênio brilhantes. Estes últimos ajudam-nos a localizar os conhecidos jatos ópticos situados em volta da Centaurus A, jatos esses que eram praticamente invisíveis numa imagem obtida anteriormente pelo Wide Field Imager, vista abaixo.

© ESO (galáxia Centaurus A desprovida de jatos)

Estendendo-se desde a galáxia até ao canto superior esquerdo da nova imagem encontram-se dois grupos de filamentos avermelhados, mais ou menos alinhados com os enormes jatos proeminentes nas imagens em rádio. Ambos os conjuntos de filamentos são na realidade maternidades estelares que contêm estrelas quentes jovens. A origem de ambos os filamentos não é clara e os astrônomos debatem ainda se estes são o resultado da ionização produzida pela radiação que vem do núcleo ou se são o resultado de choques que se originam nos nós de gás. Por cima do lado esquerdo da faixa de poeira, encontramos os filamentos interiores, a cerca de 30.000 anos-luz de distância do núcleo. Mais para o exterior, a cerca de 65. 000 anos-luz de distância do núcleo da galáxia e próximo do canto superior esquerdo da imagem, os filamentos exteriores podem ser observados. Existem também muito provavelmente, traços de um contra-jato muito mais tênue, que se estende para a direita e para baixo.

Centaurus A foi já extensivamente estudada em comprimentos de onda que se vão desde o rádio até aos raios gama. Em particular, observações em rádio e raios X foram cruciais no estudo das interações entre a emissão altamente energética vinda do buraco negro de grande massa e os seus arredores; veja imagem a seguir.

© ESO (emissões em rádio e raios X obtidas na Centaurus A)

Estudos da Centaurus A feitos com o ALMA estão no seu início. Muitas das observações da Centaurus A utilizadas na criação desta imagem foram obtidas no intuito de ver se era possível usar rastreios terrestres para detectar e estudar estrelas variáveis em galáxias fora do nosso Grupo Local, tais como Centaurus A. Foram descobertas mais de 200 novas estrelas variáveis em Centaurus A.

Fonte: ESO

A descoberta de uma galáxia anã no grupo local

Equipe liderada por astrônomo da Universidade da Califórnia(UCLA), EUA, descobriu uma galáxia anã, companheira da galáxia NGC 4449 localizada a 12,5 milhões de anos-luz da Terra.

© Subaru (galáxia NGC 4449 e a galáxia anã NGC 4449B)

Apelidada de NGC 4449B, a galáxia havia escapado da poderosa visão do Hubble, mas foi detectada pelo telescópio especializado Centurion 28, localizado na Califórnia e projetado para captar imagens de amplas regiões do céu. Na imagem acima a NGC 4449 está abaixo a esquerda e a NGC 4449B é a galaxia avermelhada a direita e acima.

A galáxia anã é a maior galáxia dentre outras anãs conhecidas “no grupo local” da Via Láctea e Andrômeda. A NGC 4449B está esticada em um “S” tão grande que sua dimensão se iguala à distância entre o centro de nossa galáxia e a posição do Sol – próximo a uma de suas extremidades.

Um encontro gravitacional estreito entre a galáxia anã e sua anfitriã NGC 4449 é evidenciado pela forma esticada de cometa apresentada pela NGC 4449B. Seu brilho muito fraco – 10 vezes menor que o brilho do céu noturno e mil vezes mais fraco que o da Via Láctea – demonstra estar ela em um “estágio de transição” caminhando para uma dissolução em breve, segundo padrões astronômicos.

Já a galáxia anfitriã NGC 4449 poderia ser algo como um fóssil vivo parecido, provavelmente, com as galáxias após o Big Bang. Ela ainda está em grande atividade, formando estrelas tão “furiosamente” que possui aglomerados gigantes de jovens estrelas. Sua cor azulada – sinal de galáxia jovem – pode ser observada por telescópios grandes amadores. Também possui um núcleo, que poderia hospedar algum dia um buraco negro, e uma estrutura irregular, pois lhe faltam braços espirais característicos de muitas galáxias. Ela está cercada de um enorme complexo de gás de hidrogênio que abrange uma extensão aproximada de 300.000 anos-luz, o que poderia ser o alimento para sua explosão de formação estelar.

Imagens mais aprofundadas da NGC 4449 revelaram também outras surpresas: um estranho arco de estrelas que poderia ser uma galáxia ingerida e um “halo notável” de estrelas velhas que parece consistir de duas partes. Uma parte mais exterior desta população do “halo” não era cogitada pelos astrônomos e torna a galáxia anfitriã equivalente em tamanho ao da Via Láctea. Segundo Michael Rich, líder da equipe de pesquisa, a origem destas estrelas antigas não é conhecida, mas talvez elas tenham sido adquiridas quando galáxias similares à NGC 4449B caíram na NGC 4449 e foram destruídas.

Fonte: Nature

Descoberta uma rara anã marron

Uma equipe internacional de astrônomos liderados por David Pinfield da Universidade de Hertfordshire encontrou uma anã marrom 35 vezes do tamanho de Júpiter que é constituída de 99% de hidrogênio e hélio.

© J. Pinfield (ilustração de uma anã marron)

Descrita como ultra fria, tem uma temperatura de apenas 400 graus Celsius e sua descoberta pode ser um passo fundamental no sentido de ajudar a distinguir entre as anãs marrons e planetas gigantes. O objeto recém-descoberto, conhecido como BD 01 2920B, orbita a sua estrela a uma distância de 390 bilhões de quilômetros, ou cerca de 2.600 vezes a distância média da Terra ao Sol.
Anãs marrons são estrelas com massa suficiente para inflamar a fusão de hidrogênio em seus núcleos. Com o tempo, esfria com temperaturas de apenas algumas centenas de graus. São formadas como estrelas do colapso de uma nuvem molecular gigante algumas centenas de anos-luz de diâmetro, as anãs marrons em sistemas binários como este têm a mesma composição química da atmosfera, como sua estrela hospedeira.
Em contraste, os planetas gigantes são formados com uma química mais diversificada. Em nosso próprio Sistema Solar os planetas gigantes primeiro são formados como grandes núcleos sólidos, que, em seguida, são acrescidos de gás a partir do disco em torno deles. Isto conduziu a uma química diferente nas suas camadas exteriores. Por exemplo, quando a sonda Galileo entrou na atmosfera de Júpiter em 1995, verificou-se a proporção de metais (elementos mais pesados) sendo três vezes maior do que no Sol.
Tais diferenças permitem que os astrônomos discriminar entre os planetas e anãs marrons revelando seus mecanismos de formação.
A anã marrom foi detectada pela equipe, usando dados do satélite WISE (Wide-Field Infrared Explorer), do UKIRT (UK Infrared Telescope) no Havaí e do VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy) no Chile.

É possível encontrar muitos planetas ao redor de outras estrelas através da força gravitacional dos objetos candidatos nas estrelas que orbitam, bem como imagens diretas utilizando as últimas e vindouras tecnologias na óptica dos maiores telescópios. O problema é que as anãs marrons compactas  compartilham muitas características com os planetas gigantes, dificultando a natureza do que foi detectado.
O novo trabalho foi possível graças a combinação de dados de solo e espaciais. Ao encontrar esses objetos raros em órbita ao redor de estrelas próximas, demonstra que vivemos em uma galáxia em que ambos os planetas gigantes e as anãs marrons são comuns.

Fonte: Royal Astronomical Society

O Sol não é veloz para gerar ondas de choque

A onda de choque espacial, que os cientistas acreditavam existir na fronteira entre o Sistema Solar e o espaço interestelar, não existe.

© Hubble (estrela LL Orionis)

E não existe porque o Sol se move através da galáxia a uma velocidade menor do que havia sido calculado, com uma interação mais fraca com o resto da galáxia.

A conclusão veio da análise detalhada dos dados da sonda espacial IBEX (Interstellar Boundary Explorer), lançada pela NASA em 2008 justamente para estudar nossos limites interestelares.

Nosso Sistema Solar viaja através da galáxia no interior de uma espécie de casulo, a heliosfera, uma "bolha" formada por campos magnéticos e pelo vento solar.

O limite da heliosfera, onde o vento solar interage com o resto da galáxia, marca a fronteira do Sistema Solar.

As teorias indicavam que essa interação causava uma onda de choque, semelhante ao chamado "boom sônico", que ocorre aqui na Terra quando um avião ultrapassa a velocidade do som.

Mas os novos dados indicam que o Sistema Solar não faz mais do que uma "marola" no resto da galáxia - uma espécie de onda de proa, aquela que se pode ver à frente de um navio que avança pelo mar.

Os dados indicam que o Sistema Solar viaja pela galáxia a uma velocidade de 83.680 km/h (23,2 km/s), "lento" demais para criar uma onda de choque. Anteriormente, acreditava-se que essa velocidade era de 26,3 km/s.

© R. Casalegno (estrela BZ Cam)

"Embora ondas de choque certamente existam à frente de muitas outras estrelas, nós descobrimos que a interação do nosso Sol não atinge o limite crítico para formar um choque. Assim, uma onda de proa é uma descrição mais precisa do que está acontecendo à frente da nossa heliosfera," disse David McComas, líder do estudo.

Os dados indicam ainda que a pressão magnética do meio interestelar é mais forte do que se calculava, o que exige velocidades ainda maiores para gerar uma onda de choque.

"É muito cedo para dizer exatamente o que esses novos dados significam para a nossa teoria da heliosfera. Décadas de pesquisas exploraram cenários que incluíam uma onda de choque. Todas essas pesquisas agora terão que ser refeitas com os novos dados," disse McComas.

"No novo estudo, é como se o Sol e sua heliosfera formassem um avião se movendo no meio interestelar. Mas em vez de estar se movendo como um supersônico, ele está se movendo como um avião normal", diz Gustavo Lima, astrofísico brasileiro do Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble, na França.

Haverá certamente implicações, por exemplo, para a forma como se calcula a propagação dos raios cósmicos galácticos e como eles entram no Sistema Solar.

Fonte: Science

A luz de uma super-Terra

O telescópioeEspacial Spitzer da NASA detectou a luz emanada de um exoplaneta conhecido como super-Terra pela primeira vez.

© NASA (ilustração de exoplaneta orbita sua estrela)

Embora o planeta não seja habitável, a detecção é um passo histórico na direção de uma eventual pesquisa por sinais de vida em outros planetas.

O Spitzer é pioneiro no estudo das atmosferas dos planetas distantes e está pavimentando o caminho para que o telescópio espacial James Webb aplique uma técnica similar em planetas potencialmente habitáveis.

O planeta chamado de 55 Cancri e, cai numa classe de planetas conhecidos como super-Terras que são mais massivos do que a nossa Terra mas mais leve do que os planetas gigantes gasosos como Netuno. O planeta tem aproximadamente o dobro do tamanho da Terra e pesa quase oito vezes mais que o nosso planeta. Ele orbita uma estrela brilhante, chamada de 55 Cancri, com um período de apenas 18 horas.

Anteriormente, o Spitzer e outros telescópios foram capazes de estudar o planeta analisando como a luz da estrela 55 Cancri mudava à medida que o planeta passava na sua frente. No novo estudo, o Spitzer mediu quanto da luz infravermelha vem do próprio planeta.

© NASA (gráfico da radiação obtida com a presença do exoplaneta)

O gráfico  mostra diferença da radiação total capturada do sistema 55 Cancri da radiação da estrela, possibilitando calcular a radiação do próprio exoplaneta.

Os resultados revelam que o planeta provavelmente é escuro e a sua face que é voltada para a sua estrela hospedeira tem uma temperatura de 2.000 Kelvin, quente o suficiente para derreter o metal.

A nova informação é consistente com uma teoria prévia que o planeta 55 Cancri e é um mundo de água: um núcleo rochoso cercado por uma camada de água num estado supercrítico onde ela é tanto líquida como gasosa e coberta por uma camada de vapor.

“Ele poderia ser muito similar ao planeta Netuno, se você empurrasse Netuno em direção ao nosso Sol e observasse a sua atmosfera evaporar”, disse Michaël Gillon da Université de Liège na Bélgica, principal pesquisador do trabalho que aparece no The Astrophysical Journal. O autor líder é Brice-Olivier Demory do Massachusetts Insitute of Technology em Cambridge.

O sistema 55 Cancri é relativamente próximo da Terra, localizado a 41 anos-luz de distância. Ele tem cinco planetas, sendo o 55 Cancri e o mais próximo da estrela e gravitacionalmente preso, ou seja, com uma de suas faces sempre voltada para a estrela. O Spitzer descobriu que o lado voltado para a estrela é extremamente quente, indicando que o planeta provavelmente não tem uma atmosfera substancial para levar o calor da estrela para o lado não iluminado.

O telescópio espacial James Webb da NASA, que está sendo programado para ser lançado em 2018, provavelmente será capaz de aprender mais sobre a composição do planeta. O telescópio pode ser capaz de usar um método infravermelho similar ao Spitzer para pesquisar outros planetas potencialmente habitáveis por sinais de moléculas possivelmente relacionadas com a vida.

“Quando nós concebemos o Spitzer a mais de 40 anos atrás, os exoplanetas não tinham sido descobertos”, disse Michael Werner, cientista de projeto do Spitzer no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena na Califórnia. “Pelo fato do Spitzer ter sido muito bem construído, ele é capaz de se adaptar ao novo campo fazendo avanços históricos como esse”.

Em 2005, o Spitzer tornou-se o primeiro telescópio a detectar a luz de um planeta além do Sistema Solar. Para a surpresa de muitos, o observatório enxergou a luz infravermelha de um exoplaneta conhecido como Júpiter quente, um planeta gasoso muito maior do que o sólido 55 Cancri e. Desde então, outros telescópios, incluindo os parceiros do Spitzer na NASA, o Hubble, e o Kepler, têm identificado aspectos similares com gigantes gasosos usando o mesmo método.

Nesse método, um telescópio observa uma estrela enquanto o planeta a circula. Quando o planeta desaparece do campo de visão, a luz do sistema estelar cai levemente, mas o suficiente para que os astrônomos possam detectar como a luz vem do próprio planeta. Essa informação revela a temperatura do planeta e a composição de sua atmosfera. A maior parte das outras técnicas de caçar exoplanetas obtém medidas indiretas do planeta observando o efeito na estrela.

Durante o decorrer da missão estendida do Spitzer, vários passos foram dados com o objetivo de melhorar sua capacidade única de observar exoplanetas, incluindo o 55 Cancri e. Esses passos, incluindo as mudanças do ciclo de aquecimento e o uso do instrumento de uma nova maneira, levaram a melhorias como a grande precisão do telescópio no apontamento e observação de seus alvos.

Fonte: Jet Propulsion Laboratory

Uma galáxia anã e uma nebulosa brilhante

O telescópio espacial Hubble fez observações detalhadas da galáxia anã NGC 2366.

© Hubble (galáxia NGC 2366)

Embora essa galáxia não possua os belos e elegantes braços espirais de muitas das grandes galáxias, a NGC 2366 é o local de uma brilhante nebulosa de formação de estrelas e está localizada próximo o suficiente da Terra para que os astrônomos possam discernir as estrelas de forma individual.

O aspecto mais óbvio nessa galáxia é uma grande nebulosa que pode ser observada na parte superior direita da imagem, a NGC 2363.

O redemoinho amarelado próximo não é de fato parte da nebulosa. Esse objeto é uma galáxia espiral localizada muito mais distante, que tem a luz enviada diretamente através da NGC 2366. Isso é possível pois as galáxias não são objetos sólidos. Embora nós possamos enxergar as galáxias devido às brilhantes estrelas que as constituem, de fato existe um espaço enorme entre essas estrelas. A imagem de alta resolução do Hubble  ilustra isso perfeitamente, as estrelas são pequenos pontos de luz envoltos por toda a escuridão do espaço.

Os esplêndidos objetos interconectados NGC 2366 e NGC 2363 estão localizados a aproximadamente 10 milhões de anos-luz de distância da Terra na constelação de Camelopardalis (A Girafa). Como uma galáxia anã, o tamanho da NGC 2366 está no mesmo patamar do que as duas principais galáxias anãs e satélites da Via Láctea conhecidas como a Grande e a Pequena Nuvem de Magalhães. Como as nuvens de Magalhães, a falta de uma estrutura bem definida da NGC 2366 leva os astrônomos a classificarem esse tipo de objeto como uma galáxia irregular.

Embora a NGC 2366 possa ser pequena para os padrões galácticos, muitas de suas estrelas não são, e a galáxia é constituída de numerosas estrelas azuis gigantescas. Os pontos azuis espalhados através da galáxia evidenciam as explosões de formação de estrelas que estão acontecendo na galáxia no tempo cósmico recente. Uma nova geração desses titãs estelares iluminou a nebulosa NGC 2363.

Em regiões de formação de estrelas rica em gás, a radiação ultravioleta das estrelas jovens, grandes e azuis excitam o gás hidrogênio, fazendo com que ele brilhe. A NGC 2363, bem como outros pedaços menores vistos na imagem do Hubble servem como o último local de formação dos gigantes estelares.

Imageadas através dos filtros verde e infravermelho, essas nebulosas possuem uma tonalidade azulada nessa imagem, apesar da cor verdadeira ser avermelhada. Embora seja comparativamente grande para os padrões das imagens do Hubble, a NGC 2366 é muito apagada para ser observada a olho nu.

Fonte: ESA

Um enorme enxame de estrelas

Uma nova imagem do aglomerado estelar Messier 55, obtida com o telescópio de rastreio infravermelho VISTA, mostra dezenas de milhares de estrelas amontoadas como um enxame de abelhas.

© VISTA (aglomerado estelar Messier 55)

Além de estarem todas confinadas num espaço relativamente pequeno, estas estrelas encontram-se também entre as mais velhas do Universo. Os astrônomos estudam o Messier 55 e outros objetos antigos, chamados aglomerados globulares, no intuito de compreenderem como é que as galáxias evoluem e as estrelas envelhecem.

Os aglomerados globulares mantêm-se unidos numa forma esférica compacta por efeito da gravidade. No caso do Messier 55, as estrelas encontram-se muito próximas umas das outras: encontramos aproximadamente cem mil estrelas contidas numa esfera com um diâmetro de cerca de 25 vezes a distância entre o Sol e o sistema estelar mais próximo, Alfa Centauri.

Foram detectados até agora cerca de 160 aglomerados globulares em torno da nossa galáxia, a Via Láctea, principalmente na direção do bojo central. As duas descobertas mais recentes, obtidas com o VISTA, foram anunciadas recentemente. As maiores galáxias podem ter milhares destas coleções ricas em estrelas, orbitando em seu redor.

Observações das estrelas dos aglomerados globulares revelam que todas elas se formaram mais ou menos ao mesmo tempo, há mais de 10 bilhões de anos atrás, e a partir da mesma nuvem de gás. Uma vez que este período de formação se deu poucos bilhões de anos depois do Big Bang, quase todo o gás disponível era o mais simples, mais leve e mais comum no cosmos: o hidrogênio, com algum hélio e quantidades muito pequenas de elementos químicos mais pesados, como é o caso do oxigênio e do nitrogênio.

Ser constituídas principalmente de hidrogênio é uma característica que distingue as estrelas residentes em aglomerados globulares relativamente a estrelas formadas em eras mais tardias, como o nosso Sol, que é composto de elementos mais pesados criados pelas primeiras gerações de estrelas. O Sol acendeu-se há cerca de 4,6 bilhões de anos, o que o torna duas vezes mais novo do que as estrelas mais velhas existentes na maioria dos aglomerados globulares. A composição química da nuvem a partir da qual se formou o Sol reflete-se na abundância dos elementos químicos encontrados por todo o Sistema Solar - nos asteróides, nos planetas e também nos nossos próprios corpos.

Os observadores celestes podem encontrar o Messier 55 na constelação do Sagitário. Este aglomerado estelar particularmente grande aparece no céu com quase dois terços do tamanho da Lua Cheia e não é nada difícil de observar através de um pequeno telescópio, embora esteja situado a uma distância de cerca de 17.000 anos-luz da Terra.

O astrônomo francês Nicolas Louis de Lacaille notou pela primeira vez este grupo estelar por volta de 1752 e cerca de 26 anos mais tarde outro astrônomo francês, Charles Messier, incluiu-o no seu famoso catálogo astronômico sob o número 55. Este objeto também se encontra com o nome NGC 6809 no New General Catalogue, um catálogo astronômico mais extenso e muitas vezes citado, criado no final do século XIX.

A nova imagem foi obtida no infravermelho pelo telescópio VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy) de 4,1 metros, situado no Observatório do Paranal do ESO, no norte do Chile.

Além das estrelas do Messier 55, esta imagem do VISTA mostra também muitas galáxias que se encontram muito mais distantes que o aglomerado. Uma galáxia espiral particularmente proeminente, vista de perfil, aparece na região superior direita do centro da imagem.

Fonte: ESO

No olho de uma tormenta

A imagem a seguir efetuada pelo telescópio espacial Hubble poderia num primeiro momento parecer um pedaço do céu normal.

© Hubble (aglomerado Abell 1185)

Mas ao se aproximar da parte central de um aglomerado de galáxias, uma das maiores estruturas do Universo, é como se estivéssemos olhando no olho de um furacão.

Os aglomerados de galáxias são grandes grupos formados por dezenas e até mesmo centenas de galáxias, que estão de certa forma unidas pela gravidade. As galáxias algumas vezes se posicionam tão perto umas das outras e a força gravitacional é tão forte que elas podem ser distorcidas ou até mesmo partes de matéria podem ser arrancadas quando elas colidem.

Esse aglomerado em particular, conhecido como Abell 1185 é um aglomerado caótico. Galáxias de vários tamanhos e formatos estão derivando numa distância muito próxima e perigosa entre elas. Algumas delas já foram até mesmo distorcidas seriamente com matéria sendo arrancada deixando rastros de matéria para trás. Elas têm formado uma forma interessante conhecida como The Guitar localizada fora da cena mostrada acima.

O Abell 1185 está localizado a aproximadamente 400 milhões de anos-luz da Terra e se espalha por um milhão de anos-luz de diâmetro. Algumas das galáxias elípticas que formam o aglomerado são visíveis nos cantos da imagem, mas na sua maioria, as pequenas formas elípticas observadas na imagem acima são galáxias bem mais distantes localizadas no plano de fundo, um plano que representa uma região muito mais tranquila do Universo.

Fonte: ESA

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