Buracos negros expulsos do núcleo de galáxias

Buracos negros com milhões e até bilhões de vezes a massa do Sol podem estar flutuando à deriva na escuridão do espaço intergaláctico, viajando a velocidades de até milhões de quilômetros por hora.

© NASA (sistema CID-42)

Estes gigantescos monstros cósmicos teriam sido expulsos do núcleo de galáxias por poderosas ondas gravitacionais durante seu processo de fusão, indica estudo feito com base em dados do observatório espacial de raios X Chandra da NASA.

“É difícil acreditar que um buraco negro supermaciço com milhões de vezes a massa do Sol possa ser movido, muito menos expulso de uma galáxia a velocidades enormes”, diz Francesca Civano, do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica (CfA) e principal autora do estudo, que será publicado na próxima edição do periódico The Astrophysical Journal. Estes novos dados, no entanto, apoiam a ideia de que as ondas gravitacionais, fissuras no tecido do espaço-tempo previstas por Albert Einstein, mas nunca detectadas diretamente, podem exercer uma força poderosa.

Civano e sua equipe chegaram à conclusão com base no comportamento de um sistema conhecido como CID-42, localizado a cerca de 4 bilhões de anos-luz da Terra. Observações em luz visível feitas com o telescópio espacial Hubble e os telescópios em terra Magellan e VLT identificaram duas fortes e distintas fontes de luz no objeto, que acredita-se ser resultado da fusão recente de duas galáxias. Os dados sugerem que as fontes de luz estão se afastando a uma velocidade de pelo menos 5 milhões de quilômetros por hora.

Enquanto isso, observações prévias do Chandra haviam detectado uma brilhante emissão de raios X na região, provavelmente causada por material superaquecido sendo devorado por um ou mais buracos negros. Estas observações, no entanto, não tinham resolução suficiente para identificar se as emissões vinham de uma ou das duas fontes de luz visível. Para esclarecer a dúvida, a câmera de alta resolução do Chandra foi apontada diretamente para o CID-42, e os dados mostraram que as emissões de raios X vinham de apenas uma das fontes de luz.

Diante disso, os astrônomos acreditam que quando as duas galáxias colidiram, os buracos negros supermaciços em seus núcleos também se chocaram. Eles então teriam se fundido em um único buraco negro gigantesco, mas as intensas ondas gravitacionais do processo teriam também provocado um arremesso que acabou por lançá-lo rumo para fora da galáxia resultante. Já a outra fonte de luz visível seria um brilhante aglomerado de estrelas deixado para trás pela fusão das galáxias.

Embora também acreditem que a expulsão de um buraco negro gigante pelo arremesso de ondas gravitacionais seja um evento raro, devido a vastidão do Universo, muitos deles podem estar viajando à deriva no espaço intergaláctico.

Estes buracos negros seriam totalmente invisíveis para nós, já que eles já teriam consumido todo gás em volta deles depois de terem sido expulsos de sua galáxia.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Astros ardiam furiosamente no Universo jovem

O brilho tênue e áspero emitido pelos primeiros objetos do Universo pode ter sido detectado com a melhor precisão de sempre, graças ao telescópio espacial Spitzer.

© NASA (dois painéis focalizando a constelação de Boieiro)

Estes dois painéis mostram a mesma área do céu na constelação de Boieiro, denominada "Faixa Estendida Groth". A área coberta mede cerca de 1 por 0,12 graus.

Estes tênues objetos podem ser estrelas muito massivas ou vorazes buracos negros. Estão demasiado longínquos para serem observados individualmente, mas o Spitzer recolheu evidências novas e convincentes do que parece ser o padrão coletivo da sua radiação infravermelha.

As observações ajudam a confirmar que os primeiros objetos eram abundantes em quantidade e que queimaram furiosamente combustível cósmico.

"Estes objetos eram tremendamente brilhantes," afirma Alexander "Sasha" Kashlinksy do Centro Aeroespacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado americano de Maryland, autor principal de um novo artigo científico publicado na revista Astrophysical Journal. "Ainda não podemos descartar diretamente fontes misteriosas para esta luz que podem ser provenientes do nosso Universo próximo, mas é cada vez mais provável que estamos tendo um vislumbre de uma época antiga. O Spitzer está estabelecendo um roteiro para o próximo grande telescópio espacial da NASA, o James Webb, que nos vai dizer exatamente o que são e onde estavam esses primeiros objetos."

O Spitzer captou as primeiras pistas deste padrão remoto de luz, conhecido como plano de fundo cósmico infravermelho, em 2005 e, novamente mas com mais precisão, em 2007. Agora, o Spitzer está na fase prolongada da sua missão, durante a qual realiza estudos mais aprofundados de zonas específicas do céu. Kashlinsky e seus colegas usaram o Spitzer para observar duas zonas do céu durante mais de 400 horas cada.

A equipe posteriormente subtraiu cuidadosamente todas as estrelas e galáxias conhecidas na imagem. Ao invés de ficarem com uma zona escura e vazia do céu, descobriram padrões suaves de radiação com várias características da radiação cósmica infravermelha. Estes aglomerados no padrão observado são consistentes com o modo como se pensa que os objetos muito distantes estão agrupados.

O Universo formou-se há aproximadamente 13,7 bilhões de anos durante o violento e explosivo Big Bang. Com o passar do tempo, arrefeceu, e cerca de 500 milhões de anos depois, as primeiras estrelas, galáxias e buracos negros começaram a tomar forma. A "primeira luz" deve ter viajado bilhões de anos até chegar ao telescópio Spitzer. A luz deverá ter sido originada em comprimentos de onda visíveis ou até ultravioletas e, devido à expansão do Universo, foi esticada para comprimentos de onda maiores, neste caso a radiação infravermelha observada pelo Spitzer.

O novo estudo melhora as observações anteriores ao medir a radiação cósmica infravermelha de fundo até escalas equivalente a duas Luas Cheias, significativamente maior do que tinha sido detectado anteriormente. Imagine tentar descobrir um padrão no ruído de uma antiga televisão ao olhar apenas para uma pequena área da tela. Seria difícil saber com certeza a existência real de um padrão suspeito.

Por intermédio do Spitzer os astrônomos aumentaram a quantidade de céu examinado para obter provas mais definitivas do fundo cósmico infravermelho. Os pesquisadores planejam explorar mais zonas do céu no futuro para recolher mais provas escondidas na radiação desta era antiga.

Fonte: NASA

Galáxia mais distante na alvorada cósmica

A descoberta da galáxia mais distante durante a "alvorada cósmica", quando a luz de antigos objetos e estruturas celestes apareceram a partir da escuridão, contribui para compreender a natureza do Universo primitivo.

© NAOJ (a galáxia SXDF-NB1006-2)

Uma equipe de astrônomos liderada por Takatoshi Shibuya (Pós-Graduação da Universidade de Estudos Avançados, Japão), Dr. Nobunary Kashikawa (Observatório Astronômico Nacional do Japão), Dr. Kazuaki Ota (Universidade de Kyoto) e Dr. Masanori Iye (Observatório Astronômico Nacional do Japão), usou os telescópios Subaru e Keck para descobrir a galáxia mais distante até à data, SXDF-NB1006-2, a uma distância de 12,91 bilhões de anos-luz da Terra. Esta galáxia está ligeiramente mais longe que a GN-108036, que o Subaru descobriu o ano passado e que detinha o recorde de galáxia mais longínqua descoberta. As dez galáxias mais distantes são mostradas na tabela abaixo.

Posição	Galáxia	Redshift
1	SXDF-NB1006-2	7,215
2	GN-108036	7,213
3	BDF-3299	7,109
4	A1703_zD6	7,045
5	BDF-521	7,008
6	G2-1408	6,972
7	IOK-1	6,964
8	HUDF09_1596	6,905
9	SDF46975	6,844
10	NTTDF-6345	6,701

© Cosmonovas (Redshift das galáxias mais distantes)

Em adição, a equipe de pesquisa verificou que a proporção de hidrogênio gasoso neutro no Universo com a idade de 750 milhões de anos, era maior do que a de hoje em dia.

O nosso Universo surgiu há 13,7 bilhões de anos com o Big Bang. As extremas temperaturas e densidades desta expansão decresceram rapidamente à medida que o seu volume aumentava. Plasma cósmico quente, composto principalmente por prótons e elétrons, recombinaram-se para formar átomos de hidrogênio neutro 380.000 anos após o Big Bang; este foi o início da "idade das trevas" cósmicas. A partir daí, o gás continuou a arrefecer e a flutuar em densidade. Cerca de 200 a 500 milhões de anos após o Big Bang, as partes densas das nuvens de hidrogênio neutro contraíram-se sobre a sua própria gravidade, e formaram as primeiras estrelas e galáxias. A radiação desta primeira geração de estrelas começou a aquecer e a reionizar o hidrogênio no espaço à volta, eventualmente levando à reionização de todo o Universo. Esta foi a era da "reionização cósmica" ou "alvorada cósmica". A equipe científica focou o seu estudo na identificação da época exacta da alvorada cósmica num esforço de responder a grandes questões astronômicas acerca da história do Universo.

Os primeiros passos dos pesquisadores foram o estudo de galáxias distantes e a medição dos seus números e brilhos. Dado que a luz do Universo distante demora um tempo para chegar até à Terra, a identificação de galáxias mais distantes permite aos astrônomos traçarem o passado e localizarem a época da alvorada cósmica. No entanto, o hidrogênio neutro no espaço intergaláctico reduziu a luz das galáxias antes da alvorada cósmica e tornou-as mais difíceis de observar. Como a equipe necessitava de pesquisar uma vasta área em busca de objetos do Universo muito distante, usaram o foco principal do telescópio Subaru (Suprime-Cam) para as suas observações iniciais. A Suprime-Cam captura imagens de objetos num campo de visão amplo com o espelho principal de 8,2 metros do telescópio, famoso por descobrir galáxias tênues e muito distantes, medindo posteriormente a quantidade de hidrogênio neutro no Universo jovem. A utilização da Suprime-Cam ficou ainda mais apelativa com a instalação, em 2008, de novos detectores com uma sensibilidade aproximadamente duas vezes maior que a dos seus antecessores, particularmente em desvios para o vermelho.

Armados com os olhos mais sensíveis do mundo, os cientistas concluiram os estudos de galáxias extremamente distantes, com desvio para o vermelho acima de 7. Para refinar ainda mais o estudo, uma equipe liderada pelo Dr. Iye construiu um novo filtro especial com o nome de NB1006 através do qual podiam seletivamente identificar a luz de galáxias distantes a um desvio para o vermelho de quase 7,3.

A equipe usou a Suprime-Cam, juntamente com os seus novos detectores altamente sensíveis, acoplados com o filtro NB1006 para observar em detalhe duas regiões específicas do céu: o Campo Profundo do Subaru e o Campo Profundo do Subaru/XMM-Newton. Após um total de 37 horas em 7 noites de observações, foram processadas cuidadosamente as imagens obtidas. Shibuya mediu a cor de 58.733 objetos nas imagens e identificou quatro galáxias com um desvio para o vermelho de 7,3. Uma investigação cuidadosa da variação do brilho destes objetos fez com que a equipe refinasse a lista de candidatos para duas galáxias.

Seguidamente, foram feitas observações espectrográficas para confirmar a natureza destes candidatos. Observaram as duas galáxias com dois espectrógrafos, o FOCAS (Faint Object Camera and Spectrograph) do telescópio Subaru e o DEIMOS (Deep Imaging Multi-Object Spectrograph) do telescópio Keck, e identificaram o candidato para o qual a linha característica da emissão de galáxias distantes podia ser detectada.

Foi descoberto que a proporção de hidrogênio neutro aumentava no Universo longínquo. Concluiu-se que cerca de 80% do hidrogênio gasoso do Universo distante, há 12,91 bilhões de anos e com um desvio para o vermelho de 7,2, era neutro.

Em resumo, estes cuidadosos planos e procedimentos, incluindo a eliminação apropriada de contaminações que poderiam propiciar resultados falsos, resultaram na descoberta bem sucedida e confirmação da galáxia mais distante já observada: SXDF-NB1006-2.

Embora a descoberta de uma galáxia nesta época crítica é só por si excitante, não é uma amostra suficiente para a sua caracterização. A medição precisa do número de galáxias durante a alvorada cósmica requer estudos ainda mais sensíveis. A instalação, planejada para 2012, do novo instrumento do Subaru, o Hyper Suprime-Cam (HSC) permitirá observar um campo de visão sete vezes maior do que o que a Suprime-Cam permite e abrirá a porta a uma grande amostra de galáxias para além do desvio para o vermelho de 7. As observações com o HSC são passos futuros na descoberta dos períodos negros do Universo e na compreensão das propriedades físicas e formação das primeiras estrelas e galáxias.

Estes resultados serão publicados na revista Astrophysical Journal.

Fonte: National Astronomical Observatory of Japan

As cores do asteroide Vesta

Um novo vídeo da missão Dawn da NASA revela a grande variedade da superfície do gigantesco asteroide Vesta.

© NASA/Dawn (o asteroide Vesta em cores)

A animação mostra imagens coloridas de forma falsa para destacar a variedade da superfície, sobre um modelo tridimensional do terreno de Vesta construído a partir de observações feitas pela sonda Dawn. Essa visualização permite uma visão detalhada da variação da propriedade dos materiais do Vesta no contexto de sua topografia.

As cores foram cuidadosamente escolhidas para destacar as diferenças na composição da superfície que são muito sútis para serem observadas pelo olho humano. Os cientistas ainda estão analizando o significado de algumas cores com relação à composição da superfície do asteroide. Mas o que fica claro logo de cara é que o material laranja expelido de algumas crateras de impacto é diferente do material ao redor da superfície. A cor verde mostra uma abundância relativa de ferro. Partes da imensa bacia de impacto de Vesta conhecida como Rheasilvia, no hemisfério sul do asteroide, têm áreas com menos ferro do que outras áreas próximas. A Dawn imageou boa parte da superfície do asteroide Vesta com sua câmera de enquadramento para poder entregar essa visualização tridimensional. Como algumas áreas no hemisfério norte estavam na sombra no momento em que as imagens foram obtidas pela câmera, a Dawn espera melhorar a cobertura do hemisfério norte do asteroide com observações adicionais. Devido à geometria de visualização da sonda Dawn, uma porção montanhosa do polo sul do Vesta não foi imageada de forma adequada ainda.

A sonda está atualmente fazendo o seu movimento em espiral para deixar a órbita de baixa altitude para alcançar uma órbita mais elevada de 680 quilômetros de distância do asteroide onde executará a fase científica final da sua missão em Vesta. A sonda Dawn está programada para partir da órbita do Vesta no dia 26 de Agosto de 2012 rumo ao maior asteroide do Sistema Solar, o Ceres.

Fonte: NASA

O trânsito de Vênus

Ocorrendo aos pares separados por mais de cem anos, até hoje só ocorreram oito trânsitos de Vênus desde a invenção do telescópio em 1608.

© Chris Hetlage (o trânsito de Vênus)

Este recente trânsito de Vênus não pôde ser observado do Brasil.

Entre os dias 5 e 6 de Junho de 2012, a sonda Solar Dynamics Observatory, ou SDO da NASA coletou imagens de um dos eventos solares previsíveis e mais raros de acontecer: o trânsito de Vênus através do disco solar. Esse evento ocorre aos pares com oito anos de separação e cada par separado por 105 ou 121 anos. O último trânsito aconteceu em Junho de 2004 e o próximo só acontecerá em Dezembro de 2117.

© NASA (trânsito de Vênus visto pela sonda SDO)

Porém essa semana, muitos dos telescópios modernos e das câmeras atuais puderam observar esse raro evento do trânsito de Vênus, registrando sua rara silhueta contra o disco do Sol. A imagem acima, espetacularmente nítida foi feita através de um telescópio na Georgia, EUA, usando um filtro H-alpha com o objetivo de mostrar o disco planetário arredondado contra a superfície solar agitada, repleta de filamentos escuros, manchas e proeminências. O trânsito ao todo durou 6 horas e 40 minutos. Historicamente falando, os astrônomos usavam o tempo do trânsito observado de diferentes locais para triangular a distância de Vênus, atualmente os astrônomos usam a técnica do trânsito planetário na busca de exoplanetas localizados em sistemas estelares distantes.

Fonte: NASA

O Cisne e a Borboleta

A imagem abaixo foi realizda pelo telescópio espacial Hubble que mostra a NGC 7026, uma nebulosa planetária.

© Hubble (nebulosa planetária NGC 7026)

Localizada um pouco além da ponta da cauda da constelação Cygnus, o Cisne, essa nuvem de gás brilhante e poeira em forma de borboleta representa os destroços de uma estrela como o Sol.

As nebulosas planetárias, apesar do nome, nada tem a ver com planetas. Elas de fato, são fenômenos de período relativamente curto, que ocorre no final da vida de uma estrela de tamanho médio. À medida que a fonte de combustível nuclear vai se esgotando suas camadas externas são expelidas, deixando para trás somente o núcleo quente da estrela. À medida que o envelope gasoso aquece, os átomos são excitados, e então iluminam como uma fonte fluorescente.

As luzes fluorescentes como conhecemos na Terra, obtêm suas cores brilhantes de gases que a preenchem. As famosas luzes de neon, produzem um brilho avermelhado, enquanto que as luzes ultravioletas, ou luz negra como são conhecidas, normalmente possuem mercúrio. O mesmo acontece nas nebulosas, suas cores vivas são produzidas por uma mistura de gases ali presentes.

Essa imagem da NGC 7026 mostra o brilho da estrela em verde, o brilho do gás nitrogênio brilhante em vermelho, e a luz do oxigênio em azul. Na realidade, isso aparece verde, mas a cor nessa imagem foi desviada para aumentar o contraste.

Além da luz visível, a NGC 7026 emite radiação de raios X, e tem sido estudada também pelo telescópio espacial da ESA XMM-Newton. Os raios X resultam das temperaturas extremas do gás presente na NGC 7026.

Fonte: ESA

O tripleto de nebulosas em Sagitário

Essas três brilhantes nebulosas são freqüentemente apresentadas em passeios telescópicos pela constelação de Sagittarius e pelos campos repletos de estrelas da parte central da Via Láctea.

© Martin Pugh (nebulosas M8, M20 e NGC 6559)

De fato, o turista cósmico do século 18, Charles Messier catalogou duas dessas nebulosas, a M8, a grande nebulosa à esquerda do centro, e a colorida M20 à direita. A terceira, é a chamada NGC 6559, que aparece acima da M8, e que está separada da nebulosa maior por uma linha escura de poeira. Todas as três nebulosas são berçários estelares localizados a uma distância aproximada de 5 mil anos-luz. A expansiva M8 com aproximadamente 100 anos-luz de diâmetro, é também conhecida como a Nebulosa da Lagoa. A M20, é popularmente conhecida como Nebulosa Trífida. O gás hidrogênio brilhante cria a cor vermelha dominante das nebulosas de emissão, cor essa que contrasta com as tonalidades azuladas, mais destacada na Trífida, devido à luz estelar refletida pela poeira. Essa vasta paisagem cósmica também inclui o aglomerado estelar aberto de Messier, M21, localizado um pouco acima e a direita da Trífida.

Fonte: NASA

Compreendendo a formação da Via Láctea

Quatro estrelas moribundas no halo da Via Láctea estão fornecendo nova informação sobre o nascimento de nossa galáxia.

© NASA (ilustração da Via Láctea)

Uma nova técnica revelou as idades dessas estrelas, e aplicar o mesmo método a outras deve propiciar uma compreensão melhor de como a galáxia se reuniu após o Big Bang.

Para deduzir a evolução precoce da Via Láctea, os astrônomos tem que medir as idades das estrelas mais velhas. A maioria das estrelas da galáxia, incluindo o Sol, reside em um disco fino, mas as estrelas antigas ficam em um halo em torno desse disco. Os membros mais brilhantes do halo são um aglomerado de estrelas embaladas chamado globulares, cuja idade é determinada pela cor e brilho de suas muitas estrelas. Porém, para toda estrela em um aglomerado globular, existem cerca de 100 estrelas no halo por conta própria, e datá-las tem sido um grande desafio.

O astrônomo Jason Kalirai, do Instituto de Ciências do Telescópio Espacial, em Baltimore, Maryland, nos Estados Unidos, criou um novo modo para medir as idades das estrelas individuais do halo. A técnica explora o conceito básico da evolução estelar: quanto mais pesada é uma estrela, mais rapidamente ela morre. Estrelas de halo morrem se transformando em gigantes vermelhas, e depois em anãs brancas, estrelas densas um pouco maiores que a Terra. Anãs brancas não têm atividade nuclear, então, esfriam e desaparecem, e com elas suas idades. Assim, as mais quentes e mais brilhantes dessas estrelas apagadas entraram no estágio de anãs brancas mais recentemente.

O astrônomo Timothy Beers, diretor do Observatório Nacional de Kitt Peak, no Arizona, afirma que o método utilizado por Kalirai pode ser usado para datar outras estrelas no halo interno, mas também no externo, que prevalece além da borda do disco estelar da Via Láctea.

Kalirai espera, baseado em simulações de como as galáxias se formam, que o halo exterior da Via-Láctea seja mais velho. Suas estrelas provavelmente surgiram cerca de 13,5 bilhões de anos atrás em pequenas galáxias que a Via Láctea incorporou.

Se Kalirai conseguir estabelecer as idades de diferentes partes do halo, astrônomos poderão ter uma ideia mais clara da sequência de eventos que levaram à formação da galáxia logo após o Big Bang.

Primeiramente, Kalirai analisou anãs brancas quentes do aglomerado globular de estrelas mais próximo, o M4, que fica na constelação de Escorpião e tem 12,5 bilhões de anos. Os espectros das anãs brancas indicam que as estrelas são 53% mais massivas que o Sol.

Então, o astrônomo estudou quatro anãs brancas quentes que não residem em um aglomerado globular, mas que pertencem ao halo interno, o componente do halo que domina nas imediações do Sol. As quatro são tão quentes, de 14 mil a 20 mil Kelvin, que elas são azuis, demonstrando que viraram anãs brancas há pouco tempo. Kalirai descobriu que elas são 55% mais massivas que o Sol, mais massivas que as recém-formadas anãs brancas do M4, e então veio de progenitores mais pesados e de menor duração.

Segundo o relatório publicado por Kalirai, as quatro anãs brancas significam que a idade do halo interior é de cerca 11,4 bilhões de anos, mais jovem que o mais velho aglomerado globular, que tem 13,5 bilhões de anos.

Fonte: Science e Nature

O ALMA vira seus olhos para Centaurus A

Uma nova imagem do centro da galáxia peculiar Centaurus A, obtida com o Atacama Large Millimeter/submillimiter Array (ALMA), mostra como este novo observatório permite aos astrônomos observar através das opacas camadas de poeira que obscurecem o centro da galáxia, com uma qualidade nunca antes alcançada.

© ESO (galáxia Centaurus A vista pelo ALMA)

O ALMA está atualmente em fase preliminar de observações científicas, já que se encontra ainda em construção. No entanto, já é o telescópio mais potente do seu gênero. O observatório acaba de emitir uma chamada de propostas para o seu próximo ciclo de observações, durante o qual o telescópio, em crescimento, terá ainda mais capacidades.

A Centaurus A é uma rádio galáxia elíptica de grande massa, uma galáxia que emite intensamente no rádio, e é a mais proeminente, assim como a mais próxima, rádio galáxia no céu. Ela situa-se a cerca de 12 milhões de anos-luz de distância na constelação austral do Centauro. Esta galáxia chama-se Centaurus A porque foi a primeira fonte principal de ondas rádio a ser descoberta na constelação do Centauro, nos anos 1950. Também é referida como NGC 5128. A galáxia foi descoberta pelo astrônomo britânico James Dunlop em 4 de Agosto de 1826.

Por isso mesmo Centaurus A já foi observada com muitos telescópios diferentes. O seu centro muito luminoso abriga um buraco negro com uma massa de cerca de 100 milhões de vezes a massa do Sol.

Na radiação visível, a característica mais importante desta galáxia é uma faixa escura que obscurece o seu centro (ver por exemplo Um olhar profundo na Centaurus A). Esta faixa de poeira é composta por enormes quantidades de gás, poeira e estrelas jovens. Estas características, juntamente com a intensa emissão rádio, são evidências de que Centaurus A resultou da colisão entre uma galáxia elíptica gigante e uma galáxia espiral menor, cujos restos formam a faixa de poeira.

Para se poder ver através da poeira obscurante da faixa central, os astrônomos têm que observar utilizando radiação com maiores comprimentos de onda. Esta nova imagem da Centaurus A combina observações feitas em comprimentos de onda da ordem de um milímetro, obtidas com o ALMA, e observações feitas em radiação infravermelha próxima. Por isso mesmo, fornece-nos uma visão bastante clara que atravessa a poeira em direção ao centro luminoso da galáxia.

As novas observações ALMA, mostradas em tons de verde, amarelo e laranja, revelam a posição e o movimento das nuvens de gás na galáxia. São as observações mais nítidas e sensíveis obtidas até hoje. O ALMA foi afinado de modo a detectar sinais com um comprimento de onda de cerca de 1,3 milímetros emitidos por moléculas de monóxido de carbono. O movimento do gás na galáxia provoca ligeiras variações neste comprimento de onda, devido ao efeito Doppler. O efeito Doppler é a variação no comprimento de onda de uma onda para um observador que se desloca relativamente à origem da onda. Moléculas em nuvens de gás no espaço emitem radiação em comprimentos de onda bem definidos, e por isso o movimento destas nuvens leva a uma ligeira variação dos comprimentos de onda que são detectados.

O movimento do gás é mostrado nesta imagem como variações na cor. As regiões mais verdes correspondem ao gás que se aproxima de nós, enquanto as mais alaranjadas mostram o gás que se afasta. Podemos assim observar que o gás que se encontra à esquerda do centro se desloca na nossa direção, enquanto que o gás à direita do centro se desloca no sentido contrário, indicando deste modo que o gás está orbitando a galáxia.

As observações do ALMA estão sobrepostas a uma imagem da Centaurus A obtida no infravermelho próximo com o instrumento SOFI montado no New Technology Telescope (NTT) do ESO. A imagem foi processada com o auxílio de uma técnica inovadora que retira o efeito de cortina da poeira (veja Centaurus A: uma galáxia canibal). Podemos observar um anel de estrelas e aglomerados que brilham com uma cor dourada, os restos da galáxia espiral que está sendo desfeita pela atração gravitacional da galáxia elíptica gigante.

O alinhamento entre o anel de estrelas observado pelo NTT em radiação infravermelha e o gás observado pelo ALMA nos comprimentos de onda milimétricos, enfatiza aspectos diferentes de estruturas semelhantes na galáxia. Este é um exemplo de como observações com outros telescópios podem complementar as novas observações do ALMA.

A construção do ALMA, no planalto do Chajnantor no norte do Chile, estará completa em 2013, quando as 66 antenas de alta precisão estiverem totalmente operacionais. Metade das antenas já foram instaladas. As observações científicas preliminares com uma parte da rede começaram em 2011 (veja O ALMA abre os olhos) e já estão produzindo resultados extraordinários (veja Funcionamento de um sistema planetário próximo). As observações do ALMA da Centaurus A mostradas aqui foram obtidas durante a fase de comissionamento e verificação científica do telescópio.

Fonte: ESO

Anatomia de um fluxo estelar

Os astrônomos pensavam que a formação estelar envolvia simplesmente a coalescência gradual de material sobre a influência da gravidade.

© Hubble (jato de emissão oriundo da estrela jovem HH211)

A formação de uma nova estrela é um processo complexo: entre outras coisas, envolve a montagem de um disco circunstelar, possivelmente pré-planetário em natureza, e ao mesmo tempo a ejeção de material como jatos bipolares perpendiculares a esses discos.

Estes fluxos ajudam as jovens estrelas a equilibrar o seu crescimento durante a acreção do material, mas ao mesmo tempo perturbam o ambiente. Embora já se saiba da existência de jatos em estrelas jovens há mais de vinte anos, as suas influências sobre o ambiente têm permanecido incertas, em parte devido às nuvens de poeira nas quais as estrelas se formam, que obscurecem o espectro óptico.

Astrônomos do Observatório Astrofísico do Smithsonian em Cambridge, no estado americano do Massachusetts, Achim Tappe, Jan Forbrich e Charlie Lada, juntamente com outros dois colegas, usaram o espectrômetro a bordo do telescópio espacial Spitzer para estudar um fluxo estelar jovem e relativamente próximo (objeto Herbig Haro 211, ou HH211).

Já se sabia que este jato veloz, à medida que escava o meio interestelar, chocava com gás; o processo é muito parecido com um jato que se move mais depressa que o som e cria uma onda de choque. Mas para o fluxo estelar jovem, vários aspectos detalhados ainda permaneciam envoltos em mistério.

Os cientistas descobriram no espectro infravermelho um rico tesouro de emissão brilhante produzida por pelo menos sete diferentes moléculas excitadas pelo choque - hidrogênio molecular, água, dióxido de carbono, monóxido de carbono, OH, HD, e uma espécie ionizada de HCO. Foram também observadas inúmeras linhas atômicas.

Os astrônomos concluíram que o choque tem regiões distintas ao longo do seu percurso e enquanto escava a nuvem natal a velocidades de cerca de 40 quilômetros por segundo. Na ponta, onde o jato subitamente encontra o gás ambiente e diminui de velocidade, existe material ionizado e forte emissão de hidrogênio molecular; mais perto da estrela, as temperaturas dos gases e as densidades variam sistematicamente à medida que o gás excitado começa a arrefecer.

Podem ser observados brilhantes nós ao longo de todo o jato, que são ou o resultado de quentes aglomerados expelidos ou aglomerados previamente existentes que colidiram com o jato à medida que este passava por lá.

O novo artigo científico está entre os primeiros a descobrir e a analisar a complexa radiação infravermelha das ondas de choque em torno de estrelas recém-nascidas, e abre a porta para novos métodos de estudar o ambiente das regiões de formação estelar.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Escorpião em vermelho e azul

As nuvens de poeira cósmica diminuem a luz proveniente de estrelas localizadas em segundo plano. Mas elas também refletem a luz das estrelas mais próximas.

© John Davis (nebulosa de reflexão na constelação do Escorpião)

Como as estrelas brilhantes tendem a irradiar fortemente na porção azul do espectro visível, e a poeira interestelar espalha a luz azul mais fortemente do que a vermelha, as nebulosas de reflexão empoeiradas tendem a ser azuis. Belos exemplos disso são as nebulosas de reflexão localizadas perto das brilhantes e quentes estrelas Pi e Delta Scorpii, localizadas na parte superior esquerda e inferior direita da imagem acima, feita através de um telescópio e que destaca a constelação do Escorpião. Logicamente, as nebulosas de emissão vermelhas que contrastam na imagem acima são também causadas pela radiação energética de estrelas quentes. Os fótons ultravioletas ionizam os átomos de hidrogênio localizados nas nuvens interestelares produzindo a característica linha de emissão vermelha de hidrogênio alfa à medida que os elétrons se recombinam. Localizadas a aproximadamente 600 anos-luz de distância, as nebulosas são encontradas na segunda versão do catálogo Sharpless, como Sh2-1, a esquerda com as nebulosas de reflexão Vdb 99 e Sh2-7. Na distância estimada, esse campo de visão tem aproximadamente 40 anos-luz de diâmetro.

Fonte: NASA

As cores da galáxia Catavento

Uma nova imagem foi divulgada pela NASA da galáxia do Catavento (Pinwheel), ou M101, que combina dados obtidos em infravermelho, luz visível, ultravioleta e raios X por quatro de seus telescópios espaciais.

© NASA (galáxia do Catavento)

O estudo em múltiplos espectros mostra que tanto estrelas jovens quanto antigas estão distribuídas uniformemente pela galáxia, além de permitir aos astrônomos associarem as emissões dos diferentes tipos de objetos presentes, o que pode dar informações sobre suas características e os processos de sua formação.
Localizada a cerca de 21 milhões de anos-luz da Terra na direção da constelação de Ursa Maior, a galáxia do Catavento é cerca de 70% maior que a Via Láctea e foi palco da primeira explosão de uma supernova. Na imagem, as partes em vermelho são compostas por observações em infravermelho do telescópio espacial Spitzer e evidenciam as regiões onde as estrelas estão se formando na galáxia. Já em amarelo estão os dados obtidos em luz visível pelo Hubble, a maior parte vinda de estrelas ao longo da sequência principal da evolução estelar, enquanto em azul está a luz ultravioleta vista pelo satélite Galex (Galaxy Evolution Explorer), que destaca as estrelas jovens, com cerca de apenas 1 milhão de anos de idade. Por fim, em roxo, estão as emissões em raios X detectadas pelo observatório espacial Chandra, geralmente liberadas pela explosão de estrelas e o gás e materiais superaquecidos a caminho de serem devorados por um buraco negro.

Fonte: NASA

Um par de galáxias sobrepostas

A NGC 6670 (também conhecida como UGC 11284) é um par de galáxias sobrepostas interagindo e que são vistas de lado desde a Terra.

© Hubble (NGC 6670)

As galáxias envolvidas nessa interação são a NGC 6670E e a NGC 6670W separadas por apenas 50.000 anos-luz de distância e localizadas a 400 milhões de anos-luz na constelação de Pavo.

Entretanto, apesar de não se identificar nenhum aspecto de maré  opticamente, os astrônomos detectaram uma cauda de H I de aproximadamente 295.000 anos-luz de comprimento, o que sugere que as galáxias estão interagindo e que já experimentaram uma aproximação. As galáxias foram perturbadas por uma interação. Em particular a NGC 6670E parece ter sido quase que destruída.

As observações mostram que a aproximação prévia entre as galáxias tiveram um grande impacto e que elas estão agora nos estágios iniciais de uma segunda interação. A NGC 6670 apesar de estar ainda nos estágios iniciais de uma interação, há evidências de explosões de estrelas. A NGC 6670 brilha no infravermelho com uma luminosidade mais de cem bilhões de vezes maior que a luminosidade do nosso Sol.

Fonte: ESA

Onda de choque de uma supernova

Observações feitas com o observatório de raios X Chandra da NASA forneceram a primeira evidência de uma onda de choque de uma supernova passando através de um casulo de gás ao redor da estrela que explodiu.

© Chandra/Hubble (galáxia UGC 5189A)

Essa descoberta pode ajudar os astrônomos a entenderem por que algumas das supernovas são muito mais poderosas do que outras.

No dia 3 de Novembro de 2010, uma supernova foi descoberta na galáxia UGC 5189A, localizada a 160 milhões de anos-luz de distância. Usando dados do telescópio All Sky Automated Survey no Havaí, obtidos anteriormente, os astrônomos determinaram essa explosão de supernova no começo de Outubro de 2010 (tempo da Terra).

A imagem composta acima da UGC5189A, mostra os dados de raios X do Chandra em roxo e os dados ópticos do mesmo objeto obtidos pelo telescópio espacial Hubble em vermelho, verde e azul. A SN2010jl é a fonte muito brilhante de raios-X perto do topo da galáxia.

Uma equipe de pesquisadores usou o Chandra para observar essa supernova em Dezembro de 2010 e novamente em Outubro de 2011. A supernova foi uma das mais luminosas que já foram detectadas em raios X.

Os resultados dessas observações foram publicados num artigo que apareceu na edição de 1 de Maio de 2012 do The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: NASA

Exoplaneta recém-descoberto pode virar pó

Pesquisadores do MIT (Massachusetts Institute of Technology) e da NASA detectaram um possível planeta, a cerca de 1.500 anos-luz de distância, que parece estar evaporarando-se sob o intenso calor da sua estrela, denominada KIC 12557548.

© NASA (ilustração da desintegração do planeta)

Os cientistas acham que uma longa cauda de detritos, muito parecida às caudas dos cometas, segue o planeta, e que esta cauda poderá contar a história da desintegração do planeta. De acordo com os cálculos da equipe, vai desaparecer completamente daqui a 100 milhões de anos.

Foi descoberto que o planeta poeirento orbita a sua estrela a cada 15 horas; uma das órbitas mais rápidas já observadas. Tal pequena órbita deve ser muito íntima e implica que o planeta seja aquecido pela sua estrela laranja até uma temperatura de 1.980ºC. Os cientistas teorizam que o material rochoso à superfície do planeta derrete e evapora a estas altas temperaturas, formando um vento que transporta gás e poeira para o espaço. Densas nuvens de poeira seguem o planeta à medida que gira em torno da estrela.

As descobertas do grupo, publicadas na revista Astrophysical Journal, têm por base dados do Observatório Kepler, um telescópio espacial que monitoriza mais de 160.000 estrelas na Via Láctea. O observatório regista o brilho de cada estrela em intervalos regulares; os cientistas então analisando os dados em busca de sinais de novos planetas para além do nosso Sistema Solar.

Os astrônomos normalmente usam o telescópio Kepler para identificar exoplanetas ao observar diminuições regulares no brilho de uma estrela. Por exemplo, se uma estrela diminui de brilho a cada mês, uma possibilidade é que a diminuição seja devida à passagem de um planeta uma vez por mês; de cada vez que o planeta viaja em frente da estrela (a partir da perspectiva da Terra), o planeta bloqueia a mesma quantidade de luz.

O grupo examinou as curvas de luz da estrela, um gráfico do brilho ao longo do tempo, e descobriu que a sua luz diminui por intensidades diferentes a cada 15 horas, sugerindo que algo bloqueia a estrela regularmente, mas por graus diferentes.

A equipe considerou várias explicações para os confusos dados, incluindo a possibilidade de um sistema duplo de planetas orbitando a estrela, podendo bloquear diferentes quantidades de luz durante cada eclipse. Os dados, no entanto, falharam no suporte desta hipótese: a diminuição a cada 15 horas é demasiado curta para permitir espaço suficiente à interação de dois corpos planetários, do mesmo modo que a Terra e a Lua orbitam o Sol.

Ao contrário, os pesquisadores conceberam uma hipótese nova: que as diferentes intensidades de luz são provocadas por um corpo algo amorfo e em constante mutação.

Os vários modos como a poeira pode ser criada e expelida de um planeta foram investigados. É provável que o planeta deve ter um campo gravitacional pequeno, tal como o de Mercúrio. O planeta também deve ser extremamente quente, cerca de 1.980º C.

Existem duas explicações para a formação da poeira planetária: pode entrar em erupção como cinza de vulcões à superfície, ou ser formada a partir de metais vaporizados a altas temperaturas que depois condensa em poeira. No que toca à quantidade expelida do planeta, a equipe mostra que o planeta pode perder poeira suficiente para explicar os dados do Kepler. Graças aos seus cálculos, os pesquisadores concluíram que a esta velocidade, o planeta será completamente desintegrado daqui a 100 milhões de anos.

Os cientistas criaram um modelo do planeta em órbita da sua estrela, bem como da grande cauda de poeira. As partes mais densas rodeiam imediatamente o planeta, ficando mais leves à medida que se afastam. O grupo simulou o brilho da estrela à medida que o planeta e a sua nuvem de poeira passavam em frente, e descobriu que os padrões de luz coincidem com as curvas irregulares de luz obtidas pelo Observatório Kepler.

Muitos estudos levaram à conclusão de que os planetas não são objetos eternos, podem morrer de modos extraordinários, e este pode ser um caso onde o planeta irá se evaporar completamente no futuro.

Fonte: NASA