A estrela que não deveria existir

Uma equipe de astrônomos europeus utilizou o Very Large Telescope do ESO (VLT) e descobriram uma estrela na Via Láctea que muitos pensavam não poder existir.

© ESO (estrela SDSS J102915+172927 na constelação de Leão)

Os astrônomos descobriram que esta estrela é composta quase inteiramente por hidrogênio e hélio, com quantidades minúsculas de outros elementos químicos. Esta intrigante composição química coloca a estrela na chamada “zona proibida” dentro da teoria de formação estelar mais aceita, o que significa que esta estrela nunca deveria ter se formado. Teorias de formação estelar mais aceitas afirmam que estrelas com massas tão baixas como a SDSS J102915+172927 (cerca de 0,8 massas solares ou menos) apenas se podem formar depois de explosões de supernova terem enriquecido o meio interestelar acima de um valor crítico. Isto deve-se ao fato dos elementos mais pesados arrefecem as nuvens de gás ajudando a irradiar o calor, fazendo assim com que estas nuvens possam seguidamente colapsar para formar estrelas. Sem estes metais, a pressão devida ao aquecimento seria demasiadamente forte e a gravidade da nuvem seria muito fraca para vencer e fazer a nuvem colapsar. Uma teoria em particular identifica o carbono e o oxigênio como os principais agentes de arrefecimento, no entanto na SDSS J102915+172927 a quantidade de carbono é menor que o mínimo julgado necessário para que este arrefecimento se torne efetivo.

Uma estrela de baixa luminosidade situada na constelação do Leão, chamada SDSS J102915+172927 mostrou possuir a menor quantidade de elementos mais pesados que o hélio do que todas as estrelas estudadas até hoje. Este objeto possui uma massa menor que a do Sol e tem provavelmente mais de 13 bilhões de anos de idade.

“Uma teoria muito aceita prediz que estrelas como esta, com pequena massa e quantidades de metais extremamente baixas, não deveriam existir porque as nuvens de material a partir das quais tais objetos se formariam nunca se poderiam ter condensado,” disse Elisabetta Caffau (Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Alemanha e Observatoire de Paris, França), autora principal do artigo científico que descreve estes resultados, publicado na Nature. “É surpreendente encontrar pela primeira vez uma estrela na “zona proibida”. Isto significa que iremos provavelmente ter que verificar alguns dos modelos de formação estelar.”

Os astrônomos mediram a abundância dos vários elementos químicos presentes na estrela e descobriram que a proporção de metais na SDSS J102915+172927 é mais de 20 mil vezes menor que a proporção de metais no Sol. A estrela HE 1327-2326, descoberta em 2005, tem a menor abundância de ferro conhecida, mas é rica em carbono. A estrela agora analisada tem a menor proporção de metais conhecida quando consideramos todos os elementos químicos mais pesados que o hélio.

“A estrela é tênua e tão pobre em metais que apenas conseguimos detectar a assinatura de um único elemento mais pesado que o hélio - o cálcio -  nas primeiras observações que fizemos,” disse Piercarlo Bonifacio (Observatoire de Paris, França), que supervisionou o projeto.

Os cosmólogos acreditam que os elementos químicos mais leves, hidrogênio e hélio, foram criados pouco depois do Big Bang, juntamente com um pouco de lítio, enquanto que a maioria dos outros elementos foram posteriormente formados nas estrelas. A nucleosíntese primordial refere a produção de elementos químicos com mais de um próton, alguns momentos após o Big Bang. Esta produção deu-se num curto espaço de tempo, permitindo que apenas hidrogênio, hélio e lítio se formassem. A teoria do Big Bang prediz, e as observações confirmam, que a matéria primordial era composta essencialmente por 75% (em massa) de hidrogênio, 25% de hélio e alguns traços de lítio.

As explosões de supernovas espalharam o material estelar para o meio interestelar, tornando-o rico em metais. As novas estrelas que se formam a partir deste meio enriquecido possuem por isso maiores quantidades de metais na sua composição do que as estrelas mais velhas. Por conseguinte, a proporção de metais numa estrela nos dá informação sobre a sua idade.

“A estrela que estudamos é extremamente pobre em metais, o que significa que é muito primitiva. Pode ser uma das estrela mais velhas jamais encontrada,” acrescenta Lorenzo Monaco (ESO, Chile), que também participou neste estudo.

É igualmente surpreendente a falta de lítio na SDSS J102915+172927. Uma estrela tão velha deveria ter uma composição semelhante àquela do Universo pouco depois do Big Bang, com apenas um pouco mais de metais. No entanto, a equipe descobriu que a proporção de lítio na estrela é pelo menos cinquenta vezes menor que a esperada devido à matéria produzida pelo Big Bang.

É um mistério como é que o lítio produzido logo após o início do Universo foi destruído nesta estrela.

Os pesquisadores também apontam para o fato desta estrela incomum não ser provavelmente única. “Identificamos várias outras estrelas candidatas que podem ter níveis de metais semelhantes, ou até inferiores, aos da SDSS J102915+172927. Planejamos agora observar estes candidatos com o VLT para verificarmos se é realmente este o caso,” conclui Caffau.

Fonte: ESO

Kepler identifica 41 novos exoplanetas

Dois novos estudos averiguaram 41 novos planetas em trânsito em 20 sistemas estelares.

© Fermilab/Jason Steffen (41 novos exoplanetas)

Esses resultados podem aumentar o número de planetas confirmados em mais de 50%, para 116 planetas em 67 sistemas, mais da metade desses sistemas contém mais de um planeta.

Dezenove dos novos sistemas planetários validados têm dois planetas de trânsito bem próximos e um sistema desses têm três. Cinco desses sistemas são comuns a ambos os estudos.

Os planetas têm tamanhos variando desde o tamanho da Terra até tamanhos mais que sete vezes maiores que a Terra, mas geralmente as órbitas desses planetas são muito próximos de suas estrelas de modo que são muito quentes e por isso são mundos inóspitos.

Os planetas foram confirmados através da análise do Transit Timing Variations (TTVs). Em sistemas próximos, a força gravitacional dos planetas causam a aceleração ou desaceleração de um planeta ao longo de sua órbita. Essas variações fazem com que o período de cada planeta mude de uma órbita para outra. A análise do TTV demonstra que dois planetas candidatos estão no mesmo sistema e suas massas são planetárias em natureza.

“Esses sistemas, com suas grandes interações gravitacionais nos fornecem importantes pistas sobre como os sistemas planetários se formam e se desenvolvem”, disse o pesquisador líder Jason Steffen, um pós-doutorando no Fermilab Center for Particle Astrophysics em Batavia, Illinois. “Essa informação nos ajuda a entender como o nosso Sistema Solar se ajustou à população de todos os sistemas planetários”.

As duas equipes se pesquisa usaram dados do telescópio espacial Kepler da NASA, que mediu a queda no brilho de mais de 150.000 estrelas, pesquisando por planetas transitando suas estrelas.

“Esse grande volume de candidatos a planetas sendo identificados pelo Kepler está inspirando equipes a buscarem por processos de confirmação e caracterização diferentemente. Essa técnica de confirmação TTV pode ser aplicada a um grande número de sistemas de forma rápida e com poucas ou nenhuma observação feita por telescópios em Terra”, disse Natalie Batalha, cientista da missão Kepler no Ames Research Center da NASA em Moffett Field, Califórnia.

Fonte: NASA

Espelhos da Via Láctea

A nossa galáxia, a Via Láctea é bastante típica, pois possui duas galáxias satélites, a Grande e a Pequena Nuvem de Magalhães.

© ICRAR (galáxia GAMA202627 e suas duas galáxias satélites)

Cada nuvem têm menos de um centésimo de massa da Via Láctea. A Grande Nuvem de Magalhães está a cerca de 160.000 anos-luz de distância e a Pequena Nuvem de Magalhães está a cerca de 200.000 anos-luz de distância.

Agora, um novo estudo relatado no Monthly Notices da Royal Astronomical Society revela que a existência de galáxias satélites não é tão incomum. Em torno de 3% de galáxias semelhantes à Via Láctea têm galáxias companheiras como as Nuvens de Magalhães, o que é muito raro. No total foram encontrados 14 sistemas de galáxias que são semelhantes ao nosso, com dois deles sendo uma correspondência quase exata.

Dos dois sistemas de galáxias descobertos que são mais parecidos com a Via Láctea e suas companheiras, a correspondência mais próxima é a GAMA202627 (imagem acima), uma galáxia espiral (dentro da grande oval em vermelho) e suas duas nebulosas satélites (dentro das ovais em amarelo), um grupo que se encontra na constelação de Hidra. Os astrônomos utilizaram o Galaxy and Mass Assembly survey (GAMA) para obter o mapa mais detalhado deste local do Universo.

O Dr. Aaron Robotham, do International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR), apresentou suas novas descobertas na União Astronômica Internacional da Assembleia Geral em Beijing esta semana.

Fonte: Science

Origens das explosões estelares

Um estudo observou pela primeira vez a explosão de uma supernova do tipo Ia e descobriu uma das causas para esse tipo de evento.

© Science (explosão de uma supernova)

As supernovas Ia são ótimas para se medir distâncias cósmicas porque são brilhantes o suficiente para serem registradas através do Universo e têm relativamente a mesma luminosidade em qualquer lugar, ou seja, quanto mais brilhante, mais próxima ela está. Foi com elas, por exemplo, que cientistas descobriram que a expansão do Universo está acelerando. Os astrônomos criaram diversas teorias da formação das supernovas, mas nunca observaram como uma dessas explosões começa.

Agora, uma equipe internacional conseguiu essa observação e coletou evidências de que essas supernovas são formadas por um sistema que contêm uma estrela gigante vermelha e uma anã branca. Além disso, eles afirmam que o sistema começa como uma nova antes de terminar sua vida como uma destrutiva supernova.

Eles registraram a supernova que chamaram de PTF 11kx, que explodiu a 600 milhões de anos-luz da Terra na constelação do Lince. Apesar dessas evidências, outras observações indiretas não indicam a presença de uma gigante vermelha nas origens de explosões Ia, o que evidencia que essas supernovas têm diversas formas de serem geradas.

"Esta descoberta nos dá a oportunidade de refinar e aprimorar a exatidão de nossas medições cósmicas", diz Peter Nugent, do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, na Universidade de Berkeley (Califórnia), coautor do estudo.

"É uma surpresa total descobrir que supernovas termonucleares, as quais parecem tão similares, vem de diferentes tipos de estrelas", diz Andy Howell, do Observatório Las Cumbres, também na Califórnia. A teoria mais aceita até agora era de que esse tipo de evento originava de um sistema com duas anãs brancas. "Como esses eventos podem parecer tão iguais se eles têm origens diferentes?"

Nugent destaca que observar a origem de uma supernova Ia é algo muito raro, já que esse tipo de explosão, por si só, já é considerado raro; em uma galáxia, costuma ocorrer apenas uma ou duas vezes a cada século. Para isso, os cientistas usaram um telescópio robótico montado no Observatório Palomar, no sul da Califórnia. Quando ele faz um registro, a informação percorre uma rápida rede de fibra ótica com mais de 600 km até o laboratório de Berkeley. Lá, supercomputadores analisam os números e identificam eventos importantes para os pesquisadores.

Em 16 de janeiro de 2011, o laboratório recebeu um aviso. O pesquisador Jeffrey Silverman fez observações do evento e achou fortes sinais de cálcio no gás e poeira que o cercavam, o que é extremamente incomum. Os dados eram tão estranhos que Nugent e os colegas Alex Filippenko e Joshua Bloom fizeram um pedido e conseguiram interromper outras observações no telescópio Keck, no Havaí, para ver a supernova.

Os registros no observatório havaiano indicavam nuvens de gás e poeira que eram lentas demais para serem de uma supernova, mas muito rápidas para serem ventos estelares. Eles suspeitaram que essas nuvens eram os restos de erupções de uma anã branca que de tempos em tempos explodia como uma nova e teria tido sua última erupção décadas atrás.

Os cientistas então criaram a hipótese de que essa anã branca estaria recebendo material de uma gigante vermelha próxima e teria chegado a um ponto crítico, no qual explodiu, se destruindo, como uma supernova. Se a hipótese estivesse correta, a onda de explosão acertaria em algum momento o material emitido pelas erupções de nova. Foi exatamente o que eles observaram.

Nos dias seguintes, o sinal de cálcio caiu até desaparecer completamente. Contudo, 58 dias após a explosão, a quantidade de cálcio no sistema teve um aumento súbito, o que indicava que o material da supernova finalmente colidiu com o da nova.

Um sistema parecido, denominado RS Ophiuchi é bem conhecido dos astrônomos e está próximo de nós. Ele fica a "apenas" 5 mil anos-luz na nossa própria galáxia. Isso permite que os astrônomos identifiquem que ele também é formado por uma anã-branca que orbita uma gigante vermelha. Contudo, em muitas novas (como em RS Ophiuchi), a anã-branca perde mais massa ao explodir do que ganha de sua companheira, por isso, a maioria desses sistemas não deve acabar em uma explosão maior. "Como olhamos para milhares de sistemas e o PTF 11kx é o único que encontramos (que se transformou em uma supernova), nós pensamos que é provavelmente um fenômeno raro. Contudo, esses sistemas podem ser mais comuns, e a natureza está apenas escondendo suas assinaturas de nós", diz Silverman.

Fonte: Science

Estrela destruindo um planeta

Astrônomos testemunharam a primeira evidência da destruição de um planeta por sua estrela envelhecida.

© ESO (ilustração de uma estrela gigante vermelha)

Um destino semelhante ocorrerá aos planetas interiores do nosso Sistema Solar, quando o Sol se tornar uma gigante vermelha e se expandir por todo o caminho além da órbita da Terra daqui a cinco bilhões de anos.

O pesquisador Alex Wolszczan, da Pennsylvania State University, nos EUA, encontrou evidências do desaparecimento de um planeta que foi devorado por sua estrela. Ele também é o descobridor do primeiro planeta já encontrado fora do nosso Sistema Solar.

A estrela gigante vermelha é chamada BD+48 740, e é mais velha do que o Sol, tendo agora um raio cerca de 11 vezes maior que nossa estrela.
"Nossa análise espectroscópica detalhada revela que esta estrela vermelha gigante contém uma quantidade anormalmente elevada de lítio, um elemento raro criado principalmente durante o Big Bang 13,7 bilhões de anos atrás", disse Monika Adamow da Universidade Nicolaus Copernicus em Torun, na Polônia.

O lítio é facilmente destruído nas estrelas, e é por sua abundância anormalmente alta nesta antiga estrela que torna o fato tão incomum. No caso da BD+48 740 é provável que a produção de lítio foi provocada por uma massa do tamanho de um planeta que mergulhou na estrela e aqueceu-se, enquanto foi absorvido pela estrela.

A outra evidência da descoberta é a órbita altamente elíptica do planeta maciço, que tem pelo menos 1,6 vezes a massa de Júpiter.
"Nós descobrimos que este planeta gira em torno da estrela em uma órbita que é apenas ligeiramente maior do que a de Marte em seu ponto mais estreito, mas é muito mais extensa em seu ponto mais distante", disse Andrzej Niedzielski, também da Universidade Nicolaus Copernicus. "Tais órbitas são incomuns em sistemas planetários em torno de estrelas evoluídas e, de fato, a órbita do planeta ao redor da BD+48 740 é a mais elíptica detectada até agora."

Como as interações gravitacionais entre planetas são responsáveis ​​por tais órbitas peculiares, os astrônomos suspeitam que o mergulho do planeta na estrela poderia ter ocasionado uma explosão de energia, jogando-o em uma órbita excêntrica como um bumerangue.
"Pegar um planeta no ato de ser devorado por uma estrela é uma proeza quase improvável de conseguir por causa da rapidez comparativa do processo, mas a ocorrência de tal colisão pode ser deduzida a partir da forma como isso afeta a química estelar", disse Eva Villaver da Universidade Autônoma de Madri, na Espanha.

As observações foram realizadas com o telescópio Hobby-Eberly, no Observatório McDonald, no Texas, empregado na busca de exoplanetas, quando foi detectados indícios da destruição do planeta desaparecido.

Fonte: Astrophysical Journal Letters

Uma ilha galáctica

Em termos do estado real intergaláctico, o nosso Sistema Solar faz parte de uma grande galáxia espiral, a Via Láctea.

© Hubble (galáxia DDO 190)

Numerosas, mas menos glamorosas, as galáxias anãs fazem companhia à Via Láctea. Muitas galáxias, contudo, são comparativamente isoladas, sem vizinhos próximos. No exemplo, mostrado na imagem acima, temos a pequena galáxia conhecida como DDO 190, registrada pelo telescópio espacial Hubble. A sigla DDO significa, David Dunlap Observatory, agora administrado pela Royal Astronomical Society of Canada, onde o catálogo foi criado.

A galáxia DDO 190 é classificada como uma galáxia anã irregular já que ela é relativamente pequena e sem uma estrutura clara. As estrelas avermelhadas e mais velhas populam os subúrbios da DDO 190, enquanto que estrelas azuladas mais jovens brilham no centro conturbado da DDO 190. Alguns bolsões de gás ionizado aquecido pelas estrelas aparecem aqui e ali, com os mais notáveis brilhando em direção à parte inferior da DDO 190.  Além disso, um grande número de galáxias distantes, entre elas espirais, elípticas e também algumas de forma pouco definida brilham em segundo plano na imagem.

A DDO 190 localiza-se a aproximadamente 190 milhões de anos-luz de distância do nosso Sistema Solar. Ela é considerada parte do grupo de galáxias Messier 94, não muito distante do nosso Grupo Local de galáxias onde a Via Láctea está inserida. O astrônomo canadense Sidney van der Bergh foi o primeiro a registrar  a DDO 190 em 1959 como parte do catálogo DDO de galáxias anãs.

Embora, dentro do grupo Messier 94, a DDO 190 está praticamente sozinha. A galáxia mais próxima é a DDO 187, que está a aproximadamente 3 milhões de anos-luz de distância. Em comparação, muitas das galáxias companheiras da Via Láctea se localizam a uma distância equivalente a um quinto dessa, e mesmo a grande galáxia espiral de Andrômeda está mais perto de nós do que a vizinha mais próxima da DDO 190.

Fonte: NASA

Colisão iminente de aglomerados estelares

Astrônomos usando dados do telescópio espacial Hubble captaram dois aglomerados repletos de estrelas massivas que podem estar nos estágios iniciais de fusão.

© NASA (aglomerado 30 Doradus)

Os aglomerados estão a 170.000 anos-luz de distância, na Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia pequena satélite da nossa Via Láctea.

Inicialmente se pensava ser apenas um aglomerado no núcleo da região de formação de estrelas denominada 30 Doradus (também conhecida como a nebulosa Tarântula), mas foi encontrado uma composição de dois grupos que diferem na idade em cerca de um milhão de anos.

Todo o complexo 30 Doradus tem sido uma região de formação estelar ativa por 25 milhões de anos, e atualmente é desconhecido quanto tempo esta região pode continuar a criar novas estrelas. Sistemas menores que se mesclam em outros maiores poderiam ajudar a explicar a origem de alguns dos maiores aglomerados de estrelas conhecidos.

A cientista Elena Sabbi, do Space Telescope Science Institute em Baltimore, Maryland, e sua equipe começaram a olhar para a área durante a procura de estrelas em fuga, estrelas com movimento rápido que foram expulsas de seus berçários estelares onde se formaram. "Estrelas supostamente deveriam se formar em aglomerados, mas há muitas estrelas jovens no 30 Doradus que não poderiam se formar onde estão, elas podem ter sido ejetada a uma velocidade muito elevada a partir de 30 Doradus", disse Sabbi.

Ela então percebeu algo incomum a respeito do aglomerado quando se olha para a distribuição das estrelas de baixa massa detectadas pelo Hubble. Não é esférica, tal como era esperado, mas tem características um pouco semelhante à forma de duas galáxias que se fundem onde as suas formas são alongados pela força da gravidade das marés. Indícios do Hubble para a fusão iminente vem de uma estrutura alongada em um dos aglomerados, e da mensuração de uma idade diferente entre os dois aglomerados.

De acordo com alguns modelos, as nuvens de gás gigantescas, dos quais formam aglomerados de estrelas podem fragmentar em pequenos pedaços. Uma vez que esses pequenos pedaços precipitam estrelas, elas poderiam interagir e se fundirem para se tornar um grande sistema.

Além disso, há um número extraordinariamente grande de estrelas de alta velocidade em torno de 30 Doradus que foram expulsas do núcleo de 30 Doradus, como resultado de interações dinâmicas. Estas interacções são muito comuns durante um processo chamado de colapso do núcleo, em que mais estrelas maciças afundam para o centro de um aglomerado por interações dinâmicas com estrelas de menor massa. Quando muitas estrelas massivas alcançarem o núcleo, o núcleo torna-se instável e estas estrelas de grande massa começam ejetar as de menor massa a partir do aglomerado.

O grande aglomerado R136 no centro da região Doradus 30 é muito jovem e já experimentou um colapso do núcleo. No entanto, uma vez que em sistemas menores o colapso do núcleo é muito mais rápido, o grande número de estrelas de fuga que foi encontrado na região de 30 Doradus pode ser melhor explicado se um pequeno aglomerado estiver incorporado ao R136.

Estudos irão acompanhar a área com maiores detalhes e em maior escala para ver se outros aglomerados estarão interagindo com os observados. Em particular, a sensibilidade no infravermelho do futuro telescópio James Webb Space Telescope (JWST), vai permitir aos astrônomos olhar profundamente para as regiões da Nebulosa da Tarântula que são obscurecidas na luz visível. Nessas regiões as estrelas mais frias estão escondidas dentro de casulos de poeira.

Esta descoberta fornece a compreensão dos detalhes da formação de aglomerados e como as estrelas se formaram no início do Universo.

Fonte: NASA

Formação planetária em estrelas

Uma equipe internacional liderada pelo astrônomo do Centro de Astrofísica da Universidade do Porto (CAUP) Vardan Zh. Adibekyan, sugere que metais, como o magnésio, desempenham um papel importante na formação de planetas de pequena massa.

© NASA (ilustração de disco de poeira ao redor de estrela)

A equipe analisou espectros de alta resolução de 1.111 estrelas semelhantes ao Sol, obtidos pelo espectrógrafo HARPS (ESO). Em 109 destas estrelas são conhecidos planetas de grande massa (semelhantes a Júpiter), e em 26 são conhecidos planetas semelhantes a Netuno.
A pesquisa focou especialmente o estudo da abundância dos elementos alfa dessas estrelas, como o magnésio (Mg), silício (Si) ou titânio (Ti). Os resultados mostram que a proporção destes elementos, em relação à quantidade de ferro (Fe), é consistentemente superior nas estrelas com planetas, com a maior discrepância observada para o magnésio.
“Esta descoberta indicia que alguns metais, sem ser o ferro, estão envolvidos no processo de formação de planetas, em especial quando a quantidade de ferro é menor que no caso do Sol. Estes resultados restringem fortemente as teorias de formação planetária, em especial no caso de planetas de pequena massa”, comentou Vardan.
A principal teoria para a formação de planetas sugere que estes se formam pela aglutinação de pequenas partículas de elementos pesados (metais), originando corpos cada vez maiores. Os resultados deste estudo sugerem que os planetas necessitam de uma quantidade mínima destes metais para se formarem. Assim, a formação de planetas, mesmo os de pequena massa, depende do tipo de poeira presente na nuvem que deu origem à estrela e ao sistema planetário.

Fonte: CAUP

O notável aglomerado de galáxias Fênix

A NASA anunciou o descobrimento de um aglomerado de galáxias denominado Fênix, que é um dos maiores e mais ativos objetos descobertos até agora no Universo.

© NASA (ilustração da região central do aglomerado de galáxias)

O pesquisador Michael McDonald, do Instituto Tecnológico de Massachusetts em Cambridge, destacou que se trata de um objeto único que contém "a maior taxa de formação de estrelas jamais vista no centro de um conjunto de galáxias".

O descobrimento foi possível pelas observações do observatório de raios X Chandra da NASA, do telescópio da South Pole Telescope e outros oito observatórios internacionais. O aglomerado de galáxias, localizado a 5,7 bilhões de anos-luz da Terra, pode levar os astrônomos a repensar a forma destas estruturas colossais e das galáxias. A superestrutura é também o maior gerador de raios X de qualquer grupo conhecido e um dos mais sólidos.

Além disso, segundo os dados colhidos, a velocidade de esfriamento de gás quente nas regiões centrais do agrupamento é a maior já observada, o que pode fornecer informação sobre como se formam as galáxias. "Apesar da galáxia central da maioria dos grupos ter estado inativa durante bilhões de anos, a galáxia central nesse grupo parece ter voltado à vida com uma nova explosão de formação estelar", explica McDonald.

© NASA (aglomerado de galáxias Fênix)

Esta composição inclui uma imagem de raios X do Chandra da NASA (em roxo), uma imagem óptica do telescópio Blanco de 4 metros (em vermelho, verde e azul), e uma imagem da radiação ultravioleta obtida pelo Galaxy Evolution Explorer (GALEX) da NASA (em azul).

Como outros aglomerados de galáxias, o Fênix contém uma enorme reserva de gás quente, que por sua vez tem mais matéria que todas as galáxias do conjunto combinadas. O gás quente emite grande quantidade de raios X, esfriando rapidamente o centro do aglomerado, o que provoca um fluxo de gás para o interior e a formação de um grande número de estrelas, o que não é muito habitual.

Os astrônomos acham que o buraco negro supermassivo que costuma ser encontrado na galáxia central destes conjuntos bombeia energia ao sistema, o que evita que um esfriamento do gás ocasione uma explosão de formação de estrelas.

No entanto, no caso do Fênix, os jatos de energia desprendidos do buraco negro gigante da galáxia central não são suficientemente potentes para prevenir o esfriamento, consequentemente há uma elevada atividade. Os dados do Chandra e também das observações em outros comprimentos de onda, apontam que o buraco negro supermassivo está crescendo muito rapidamente, cerca de 60 vezes a massa do Sol a cada ano.

"Uma taxa que possivelmente é insustentável", segundo Bradford Benson da Universidade de Chicago e coautor do estudo, já que o buraco negro é muito grande, com uma massa de aproximadamente 20 bilhões de vezes a massa do Sol.

"Esse ritmo de crescimento não pode durar mais de 100 milhões de anos. Caso contrário, a galáxia e o buraco negro voltariam muito maiores que seus pares no Universo próximo", aponta Bradford.

Um artigo será publicado nesta semana na revista britânica Nature.

Fonte: NASA

A Nebulosa do Cachimbo

A Nebulosa do Cachimbo é o exemplar perfeito de uma nebulosa escura. Originalmente os astrônomos pensavam que estas eram áreas do céu onde não existiam estrelas.

© ESO (Nebulosa do Cachimbo)

Mais tarde, descobriu-se que as nebulosas escuras são na realidade constituídas por nuvens de poeira interestelar, tão espessas que bloqueiam a radiação que vem das estrelas que se encontram por trás. A Nebulosa do Cachimbo aparece-nos sob um fundo de nuvens estelares próximas do centro da Via Láctea na constelação de Ofiúco (ou Serpentário).

A Barnard 59 forma a boquilha da Nebulosa do Cachimbo e está retratada nesta nova imagem do Wide Field Imager, montado no telescópio MPG/ESO de 2,2 metros. Esta estranha e complexa nebulosa escura situa-se a cerca de 600 a 700 anos-luz de distância. A Nebulosa do Cachimbo é composta por Barnard 65, 66, 67 e 78, para além da Barnard 59. Pode ser facilmente observada a olho nu num céu limpo e escuro e encontra-se melhor nas latitudes sul, onde aparece mais alta no céu.

A nebulosa retira o seu nome do astrônomo americano Edward Emerson Barnard, que foi o primeiro a registar de forma sistemática as nebulosas escuras por meio de longas exposições fotográficas e um dos que reconheceram a sua natureza empoeirada. Barnard catalogou um total de 370 nebulosas escuras em todo o céu. Um homem empreendedor, comprou a sua primeira casa com o dinheiro que ganhou ao descobrir vários cometas. Barnard era um excelente observador, possuidor de uma visão fora do comum, que fez várias contribuições em muitas áreas da astronomia no final do século XIX e princípio do século XX.

À primeira vista, a nossa atenção foca-se no centro da imagem onde nuvens escuras interligadas se parecem com as pernas de uma aranha gigante na sua teia de estrelas. No entanto, e depois de alguns momentos começamos a reparar em vários detalhes. Formas indefinidas no meio da escuridão são iluminadas por novas estrelas que se formam. A formação estelar é bastante comum no interior de regiões que contêm nuvens moleculares densas, tais como as nebulosas escuras. A poeira e o gás juntam-se sob a influência da gravidade e mais e mais matéria é atraída até que se forma uma estrela. No entanto, comparada com regiões semelhantes, a Barnard 59 tem relativamente pouca formação estelar e possui por isso ainda muita poeira.

Ao se olhar com atenção consegue-se ainda distinguir mais de uma dúzia de pequenos traços azuis, verdes e vermelhos espalhados por toda a imagem. São, na realidade, asteroides, pedaços de rocha e metal com alguns quilômetros de extensão que orbitam o Sol. A maioria situa-se no cinturão de asteroides entre as órbitas de Marte e Júpiter. A Barnard 59 encontra-se a cerca de dez milhões de vezes mais longe da Terra do que estes pequeníssimos objetos. Os asteroides movimentam-se durante as exposições e por isso criam traços curtos. Como esta fotografia foi criada a a partir de várias imagens obtidas em cores diferentes e em alturas diferentes, os diversos traços de cor encontram-se deslocados uns relativamente aos outros.

E finalmente, enquanto aprecia esta tapeçaria de objetos celestes rica em texturas, lembre-se que quando olha para esta região do céu a partir da Terra, consegue tapar a imagem inteira com o seu polegar, se esticar o seu braço, apesar da região ter cerca de seis anos-luz de extensão.

Fonte: ESO

Buracos negros escondidos no Universo

A galáxia NGC 1068 ou M77 é mostrada a seguir com um buraco negro ativo em seu núcleo.

© Chandra (galáxia NGC 1068)

Astrônomos ao estudarem galáxias extremas semelhantes no infravermelho descobriram que o material que obscurece o núcleo pode estar localizado sobre uma região estendida, e não confinado em uma área pequena.

No centro da maioria das galáxias, incluindo a nossa Via Láctea existe um buraco negro supermassivo. O material que cai no interior do buraco negro aquece e pode irradiar de forma dramática, por vezes, também impulsiona a ejeção de jatos bipolares de partículas carregadas. Nesses chamados núcleos galácticos ativos (AGN) observou-se dois aspectos: brilhante, gás quente movendo-se rapidamente com características de emissão de poeira, ou poeira de absorção com modesto deslocamneto de gás.
De acordo com o modelo "unificado" do AGN, essas e a maioria das outras variações na aparência são principalmente devido ao ângulo em que uma galáxia e seu motor central são vistos. No primeiro caso, a galáxia é vista de frente, e com movimento rápido de gás perto do buraco negro é claramente visível. Neste último caso, toda a galáxia, bem como uma região obscurecida pela poeira em torno do buraco negro é visto de lado, tal região bloqueia a nossa visão do gás que se move rapidamente, ocorrendo absorção no infravermelho devido à poeira.

Os astrônomos do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) Andy Goulding, Bill Forman, Christine Jones, e Markos Trichas realizaram um estudo sobre a origem dessa absorção no infravermelho.

Eles utilizaram o espectrômetro infravermelho do telescópio espacial Spitzer para examinar a presença de poeira em todos os 20 AGNs próximos com colunas extremamente grandes de gás neutro (espessura Compton AGN).

Os espectros fornecem medidas quantitativas de formação de estrelas, bem como a absorção de poeira. Foi encontrado que, em uma minoria significativa de casos, a poeira absorvente é espalhada sobre uma região maior, em apoio de uma variante do modelo unificado. Os pesquisadores alertam que esses tipos de AGNs têm níveis anormalmente elevados de formação estelar.

Fonte: Astrophysical Journal

Um século da descoberta dos raios cósmicos

Os raios cósmicos são núcleos atômicos que viajam por milhões de anos com velocidades próximas da velocidade da luz até chegarem na Terra.

© NASA (colapso de estrela gigante emitindo raios cósmicos)

No início de agosto, os cientistas comemoram os 100 anos da sua descoberta, mas a história desses raios cósmicos começa bem antes.
Em 1780, um exímio cientista, o físico francês Charles-Augustin de Coulomb, percebeu que uma esfera eletricamente carregada perdia espontaneamente sua carga. Isto era estranho por que até então se pensava que o ar fosse um isolante, não um condutor.
Em 1860, Henri Becquerel descobriu a radioatividade, e que os raios X podiam ionizar o ar. O ar ionizado tornava-se então condutor. Em seguida, surgiu outro mistério: mesmo que você protegesse um condutor eletrificado com chumbo, ele continuava perdendo a carga. Como isto acontecia, quando se sabia que o chumbo barrava as radiações conhecidas?
O cientista austríaco Victor Hess descobriu que a ionização do ar era três vezes maior em grandes altitudes que ao nível do mar. Em 7 de agosto de 1912, viajando de balão de ar quente a 5.000 metros de altitude, ele fez medidas da ionização e descobriu que ela crescia com a altitude, descoberta que lhe rendeu um prêmio Nobel de Física em 1936. Hess concluiu que devia haver uma fonte radioativa extremamente poderosa penetrando a atmosfera, vinda de fora.
Nos anos seguintes, os cientistas descobriram que os raios cósmicos, como Robert Millikan os chamava, não eram raios, mas sim partículas com carga elétrica e muita energia. Na maioria prótons, elas atingiam a atmosfera e criavam uma cascata de subprodutos: fótons, elétrons e múons.
Se a natureza da radiação cósmica era conhecida, o mesmo não se podia dizer da origem destas partículas, ainda um mistério. Que fenômeno natural era este que arremessava uma partícula a velocidade muito próxima da velocidade da luz, e com até 100 bilhões de vezes mais energia que os nossos mais poderosos aceleradores de partículas?
Uma teoria proposta dizia que estas partículas eram aceleradas por explosões de supernovas, e também pelo vento estelar de estrelas supermassivas. Tudo que se precisava fazer para provar isso era encontrar uma galáxia que tivesse muitas estrelas em formação, como a galáxia M82, ou Galáxia do Charuto, que tem uma atividade de geração de novas estrelas muito intensa.

© Hubble (galáxia do Charuto)

Em 2009, vinte anos depois da teoria ser proposta, o telescópio VERITAS (Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System) conseguiu confirmá-la.
Apesar da descoberta do VERITAS, ainda estão sendo feitos estudos para identificar a origem dos raios cósmicos mais poderosos que chegam ao nosso planeta, para confirmar a hipótese da origem das partículas. O Observatório Pierre Auger é um dos que está investigando esta origem. Ele é composto de 1.600 detectores Cherenkov espalhados em uma área de 3.000 km² na Argentina.
O sistema que controla todos estes detectores acabou também sendo usado em outra aplicação inusitada: controlar via rádio as sinalizações de uma linha de trem na Escócia. A segurança da linha de 700 quilômetros é um resultado indireto dos voos de balão de ar quente de Hess, um século atrás.

Fonte: ScienceDaily

Mistério das estrelas super massivas

Em 2010 os cientistas descobriram quatro estrelas de tamanho monstruoso, tendo a mais pesada cerca de 300 vezes a massa do Sol.

© Wikipédia (ilustração da estrela Wolf-Rayet R136a1)

Apesar de sua luminosidade incrível, estes objetos exóticos, localizados no aglomerado de estrelas gigantes R136 na galáxia vizinha Grande Nuvem de Magalhães, até agora não foi encontrado em nenhum outro lugar. Agora, um grupo de astrônomos da Universidade de Bonn tem uma nova explicação: as estrelas ultra massivas foram formadas a partir da fusão de estrelas mais leves em sistemas binários apertados. A equipe apresenta seus resultados no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

A Grande Nuvem de Magalhães (LMC), que está a uma distância de 160.000 anos-luz, é a galáxia satélite mais próxima da Via Láctea e contém cerca de 10 bilhões de estrelas. A LMC tem regiões que formam muitas estrelas, com a mais ativa sendo a Nebulosa da Tarântula de 1.000 ano-luz de diâmetro, onde as quatro estrelas super massivas são encontradas.

Essa nuvem de gás e poeira é um local altamente fértil de estrelas na LMC também conhecida como 30 Doradus ou NGC 2070. Perto do centro, de 30 Doradus está a R136, o mais brilhante berçário estelar não só na LMC, mas em todo o "Grupo Local" de mais de 50 galáxias (incluindo a nossa) e do grupo das estrelas ultra massivas.
Até a descoberta desses objetos em 2010, as observações da Via Láctea e outras galáxias sugeriu que o limite superior para as estrelas que se formaram no Universo hoje foi de cerca de 150 vezes a massa do sol. Este valor representa um limite universal que parece aplicar-se a todas as estrelas do firmamento.
As quatro estrelas ultra brilhantes e massivas na R136 são uma exceção para esse limite amplamente aceito. A sua descoberta significa que o nascimento de estrelas na região de 30 Doradus está acontecendo de uma maneira muito diferente de outras partes do universo? Se assim for, seria desafiar a natureza universal do processo de formação de estrelas, uma premissa fundamental da astronomia moderna.
O grupo de Bonn, incluindo também o pesquisador líder Dr. Sambaran Banerjee, modelou as interações entre as estrelas em uma simulação de computador criando um conjunto de mais de 170.000 estrelas constituindo um agloamerado estelar virtual.

Efetuando os cálculos, observou que com tantas estrelas massivas em pares binários apertados e com frequentes encontros aleatórios, alguns dos quais resultaram em colisões onde duas estrelas se aglutinaram em objetos mais pesados.

Imagine duas estrelas volumosas perto uma da outra circulando entre si, mas onde a dupla fica separada pela atração gravitacional das suas estrelas vizinhas. Se sua órbita inicialmente circular é esticada o suficiente, então o choque acidental entre essas estrelas e as outras ao redor formam uma única estrela ultra massiva.
Apesar da física extremamente complicada que está envolvida no processo de colisão de duas estrelas muito maciças, foi possível encontrar esse modelo bastante convincente para explicar as monstruosas estrelas vistas na Nebulosa da Tarântula.

Fonte: Royal Astronomical Society

Estrela sugada por buraco negro

Uma estrela sugada por um buraco negro a 3,9 bilhões de anos-luz emitiu sinais pouco antes de desaparecer do Universo.

© NASA/M. Weiss (ilustração de um buraco negro)

Parte destes sinais de raios X atingiu a Terra no ano passado. Agora, cientistas conseguiram decifrar do que se tratavam. Os sinais mostravam pulsos de raios X que subiam e desciam de intensidade a cada 200 segundos. O que eles pensaram ser inicialmente a emissão de raios gama de uma fonte desconhecida acabou se mostrando um fenômeno inédito: era o primeiro pulso de raio X detectado de um buraco negro supermassivo; calcula-se que tenha de 0,5 a 5 milhões de vezes a massa do Sol, e tão distante de nós. Estima-se que estes sinais tenham sido enviados da fronteira mais próxima do buraco negro: um milhão de quilômetros do centro.
”A descoberta ajudará os astrônomos a entender melhor o que ocorre no horizonte de eventos do buraco negro antes de toda a matéria ser sugada”, disse Rubens Reis, pós-doutor na Universidade de Michigan, que fez parte da equipe de cientistas que analisou os dados.
A equipe analisou dados de dois observatórios de raios X: Suzaku, um satélite nipo-americano, e XMM-Newton, que é administrado pela ESA (Agência Espacial Europeia). Os sinais de oscilações quase periódicas, conhecidos pela sigla QPO, foram detectados pela primeira vez em 28 de março de 2011 pelo satélite Swift da NASA.
Esses sinais são características de discos de acreção, que são aglomerações de matérias que cercam os objetos mais compactos do Universo, como as estrelas anãs branca, as estrelas de nêutrons ou os buracos negros.
Até agora, o QPO só havia sido detectado um torno de um único buraco negro supermassivo e estava a 576 milhões de anos-luz da Terra, que é uma distância relativamente próxima. Agora, os sinais chegam de um buraco negro que está a 3,9 bilhões de anos-luz de nós.
A estrela passou por uma intensa turbulência no momento em que chegou perto do buraco negro e logo foi destruída. Alguns dos gases foram expelidos na direção do buraco negro e formaram um disco em torno dele. A parte interna do disco aqueceu rapidamente a milhões de graus, o suficiente para emitir raios X.
Ao mesmo tempo, por meio de processos ainda não completamente conhecidos, formaram-se jatos perpendiculares ao disco do buraco negro, ejetando matéria a uma velocidade de cerca de 90% da luz. Um desses jatos apontou diretamente para Terra, são os sinais captados recentemente pelos astrônomos. Sinais semelhantes foram vistos em torno de pequenos buracos negros em nossa própria galáxia, mas este é o primeiro pulso de um buraco negro tão grande e tão longe.
A Teoria Geral da Relatividade de Einstein prevê que há uma distância mínima em que a matéria pode orbitar estavelmente um torno de um buraco negro, antes de ser engolida. Cálculos da equipe sugerem que os restos da estrela estavam provavelmente a apenas um milhão de quilômetros do horizonte de eventos.

Fonte: Science

Encontrado progenitor de supernova?

Cientistas detectaram sinais emitidos por um sistema binário de estrelas que, acreditam, está prestes a se tornar uma supernova.

© NASA (remanescente de supernova Tycho)

As supernovas são explosões termonucleares de estrelas que propiciam episódios de extrema violência no Universo. Quando ocorrem, os sinais emitidos fornecem muitas informações. Foi por meio do estudo das supernovas, por exemplo, que possibilitou inferir que o Universo está se expandindo a taxas elevadas. No entanto, pouco é conhecido sobre o processo que precede a explosão. Mas isso está prestes a mudar.
Um sistema binário é formado por duas estrelas que orbitam em torno de um mesmo centro de massa, transferindo matéria da maior para a menor. Quando a massa da estrela anã atinge 1,4 vezes a do Sol, ela explode e produz a supernova.
Mas a grande questão é explicar qual a natureza da estrela doadora de massa, por que a estrela anã suga tanta matéria e se o processo como isso ocorre pode interferir nas características da explosão.
Há inúmeros sistemas binários no Universo, e os pesquisadores conseguiram identificar um potencial candidato a progenitor de uma supernova.
Neste sistema, chamado de QU Carinae, eles identificaram a presença de gás de sódio, o que é geralmente associado a ocorrência de uma supernova. O sistema contém uma estrela anã branca, que está acumulando massa de uma estrela gigante, e os gases de sódio foram detectados ao redor do sistema.

A pesquisa foi liderada por Stella Kafka, da Carnegie Institution.

"Entender esses sistemas, a natureza das duas estrelas, a maneira pela qual a massa é trocada, e a sua evolução a longo prazo nos dará uma visão abrangente sobre como binários podem criar uma das explosões mais importantes do universo", diz Stella Kafka, da Carnegie Institution for Science, líder da pesquisa, que teve a colaboração de Kent Honeycutt, da Universidade de Indiana, e Bob Williams, do Space Telescope Science Institute.

Um artigo foi publicado no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: Carnegie Institution for Science