Uma flor etérea cósmica

A IC 5148 é uma bela nebulosa planetária localizada a cerca de 3.000 anos-luz de distância, na constelação de Grus.

© ESO (nebulosa planetária IC 5148)

A nebulosa tem um diâmetro de dois anos-luz, e ainda está crescendo a mais de 50 quilômetros por segundo, uma das nebulosas planetárias que possui a mais rápida expansão conhecida. O termo "nebulosa planetária" surgiu no século 19, quando as primeiras observações de tais objetos, através dos pequenos telescópios disponíveis no momento, pareciam um pouco como os planetas gigantes. No entanto, a verdadeira natureza das nebulosas planetárias é bem diferente.
Quando uma estrela com uma massa similar ou algumas vezes maior do que o nosso Sol se aproxima do fim de sua vida, suas camadas exteriores são lançadas para o espaço. O gás em expansão é iluminado pelo núcleo quente restante da estrela no centro, formando a nebulosa planetária, que muitas vezes assume uma forma bonita e brilhante.
Quando observada com um pequeno telescópio amador, esta nebulosa planetária especial mostra-se como um anel de material, com a estrela, que irá arrefecer para se tornar uma anã branca, brilhando no meio do buraco central. O ESO Faint Object Spectrograph and Camera (EFOSC2) no telescópio New Technology em La Silla dá uma visão um pouco mais elegante deste objeto. Em vez de olhar como um pneu sobressalente, a nebulosa assemelha a uma flor etérea com pétalas em camadas.

Fonte: ESO

Buraco negro monstruoso e longínquo

Olhando em direção à borda do Universo cientistas da Universidade de Cambridge observaram um buraco negro supermassivo quase imperceptível.

© WISE e UKIDSS (imagem em infravermelho do buraco negro)

Uma grossa poeira encobre o buraco negro monstruoso, mas que emite grandes quantidades de radiação através de interações violentas e colisões com sua galáxia tornando-os visíveis na parte infravermelha do espectro eletromagnético. A equipe publicou os seus resultados nos anúncios jornal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
O objeto mais remoto no estudo encontra-se numa colossal distância de 11 bilhões de anos-luz da Terra. O buraco negro supermassivo, chamado ULASJ1234+0907, está localizado na direção da constelação de Virgo, a Virgem, já viajou quase 10 trilhões de quilômetros através do cosmos. O buraco negro tem mais de 10 bilhões de vezes a massa do nosso Sol e 10.000 vezes mais massivo que o buraco negro central na Via Láctea, tornando-o um dos buracos negros mais maciços já visto. Os pesquisadores dizem que pode haver mais de 400 buracos negros gigantes na região do Universo que podemos observar.
"Estes resultados podem ter um impacto significativo sobre os estudos de buracos negros supermassivos", disse o Dr. Manda Banerji, principal autor do estudo.

A equipe de Cambridge usando dados em infravermelho obtidos pelo UK Infrared Telescope (UKIRT) observou através da poeira e localizou o buracos negro gigante pela primeira vez.
"Estes resultados são particularmente interessantes porque mostram que nossos novos levantamentos em infravermelho estão encontrando buracos negros supermassivos que são invisíveis em pesquisas ópticas", diz Richard McMahon, co-autor do estudo. "Estes novos quasares são importantes porque podem ser captados quando eles estão sendo alimentados através de colisões com outras galáxias. As observações com o novo telescópio Atacama Large Millimeter Array (ALMA) no Chile vai nos permitir testar diretamente essa imagem pela detecção da radiação na frequência de microondas emitidas pelas grandes quantidades de gás nas galáxias em colisão".
Enormes buracos negros residem nos centros de todas as galáxias. Os astrônomos prevêem que o crescimento do mais maciço desses fenômenos cósmicos crescem devido às colisões violentas com outras galáxias. Interações galácticas desencadeiam a formação de estrelas, que fornece mais combustível para os buracos negros para devorar. E é durante este processo que espessas camadas de poeira escondem os buracos negros.

© Hubble (galáxia Markarian 231)

O buraco negro ULASJ1234+0907 pode ser comparado com o relativamente perto e bem estudado buraco negro constituinte da galáxia Markarian 231, que se encontra a apenas 600 milhões de anos-luz de distância, e parece ter ocorrido recentemente uma violenta colisão com outra galáxia produzindo proliferação de poeira. Por outro lado, o exemplo mais extremo do buraco negro recém-descoberto, mostra que as condições no Universo primitivo eram mais turbulentas e inóspitas do que hoje.

Fonte: Royal Astronomical Society

Descoberto novo satélite na Via Láctea

Pesquisadores do Departamento de Astronomia da UFRGS (Universidade Federal do Rio Grande do Sul) e do Labotarório Interinstitucional de e-Astronomia (LIneA) anunciaram a descoberta de um novo satélite da nossa galáxia, a Via Láctea.

© UFRGS/CFHT (aglomerado estelar Balbinot 1)

O aglomerado estelar Balbinot 1 é composto pela concentração de estrelas bem tênues, vistas ao centro da imagem.

Trata-se de um aglomerado de estrelas situado no halo da nossa galáxia, a uma distância de 108.000 anos-luz do Sistema Solar. É o primeiro satélite da galáxia situado nos confins do halo estelar cuja descoberta teve como protagonistas astrônomos brasileiros.

A descoberta faz parte de um esforço empreendido há anos pelo aluno de doutorado do Instituto de Física da UFRGS, Eduardo Balbinot, sob a orientação do pesquisador Basílio Santiago e com a colaboração de outros pesquisadores do LIneA. Eduardo desenvolveu um código, chamado de FindSat, que busca por sobredensidades em mapas de estrelas gerados por grandes levantamentos de dados aos quais o LIneA tem acesso. Essas sobredensidades atestam a existência desses pequenos sistemas estelares coesos, como um aglomerado estelar ou uma galáxia anã, sobrepostos às demais estrelas da Via Láctea. Este objeto em particular, batizado de Balbinot 1, foi encontrado quando Eduardo aplicou seu programa aos dados do Sloan Digital Sky Survey III, que são disponibilizados publicamente pelo LIneA.

A importância desses satélites está ligada ao processo de formação de galáxias e outras estruturas no Universo. Acredita-se atualmente que uma galáxia grande como a nossa se formou ao longo de mais de 10 bilhões de anos num processo de acresção de objetos menores. Esses satélites, como Balbinot 1, são os remanescentes deste processo. Os objetos do halo, em especial, são velhos, funcionando como "testemunhas oculares" deste cenário hierárquico de formação, pelo qual sistemas de baixa massa se aglutinam para formar galáxias grandes. Os satélites do halo são também mais difíceis de detectar, pois estão em geral muito distantes de nós. Balbinot 1, em especial, foi um grande desafio, pois contém pouco mais de 200 estrelas, o que o torna um dos satélites de menor massa dentre todos os já descobertos.

A Via Láctea, é uma galáxia espiral relativamente grande. A grande maioria de suas estrelas está espalhada num plano, o disco, que dá a aparência da Via Láctea no céu. Outras estão dispersas num halo aproximadamente esférico. Há também milhares de sistemas estelares orbitando em torno da galáxia. A grande maioria é classificada como aglomerados de estrelas e também está concentrada no disco. Há relativamente poucos objetos situados no halo e a distâncias como a de Balbinot 1.

O levantamento chamado Dark Energy Survey (DES), que vai iniciar-se nos próximos meses e ao qual os pesquisadores do LIneA terão acesso, deverá revelar dezenas desses satélites distantes, permitindo assim um melhor modelamento do processo de formação da Via Láctea.

Fonte: UFRGS

Nebulosa planetária mostra o futuro do Sol

Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Rochester, em Nova York, divulgaram uma série de imagens de nebulosas planetárias feitas pelo telescópio Chandra.

© Chandra (quatro nebulosas planetárias)

Esta galeria mostra quatro nebulosas planetárias do primeiro levantamento sistemático de tais objetos na vizinhança solar feito com o observatório de raios X Chandra. As nebulosas planetárias mostradas aqui são a NGC 6543, também conhecida como Olho de Gato, NGC 7662, NGC 7009 e NGC 6826. Em cada caso, a emissão captada em raios X pelo Chandra está na cor roxa e no óptico captada pelo telescópio espacial Hubble está na cor vermelha, verde e azul.

Os registros fazem parte de um estudo desse tipo de objeto, que pode representar o futuro do Sistema Solar.

O Sol daqui a aproximadamente 5 bilhões de anos, vai esgotar o hidrogênio de seu núcleo e, por causa disso, vai inchar e se tornar uma estrela gigante vermelha. As camadas mais externas da estrela começarão a emitir material até que no final sobrará apenas o núcleo, uma anã branca. O forte vento solar vai empurrar esse material e formará uma nebulosa planetária.

Para entender melhor esse processo, os pesquisadores registraram 21 dessas estruturas com até 5 mil anos-luz de distância da Terra. Além disso, a pesquisa incluiu observações de outras 14 nebulosas que já haviam sido registradas pelo Chandra. O equipamento registra raios X que, nos casos dessas nebulosas, são causados por ondas de choque dos rápidos ventos solares que colidem com o material ejetado.

Ao comparar essas imagens com registros ópticos, os astrônomos afirmam ter encontrado conchas compactas que foram criadas por fortes ondas de choque. Segundo eles, essas conchas não têm mais que 5 mil anos, o que indica a frequência com que as ondas ocorrem.

Cerca de metade das nebulosas estudadas tinham fontes de raios X pontuais no centro, onde fica a anã branca, o que indica que essa estrela tem outra companheira nesses casos. Novos estudos serão necessários para entender a função de uma estrela companheira na formação da estrutura de uma nebulosa planetária.

O nome "nebulosa planetária" na verdade nada tem a ver com planetas. Quando esses objetos começaram a ser vistos, os astrônomos os acharam parecidos com os planetas Urano e Netuno nos fracos telescópios da época. O termo foi cunhado por William Herschel no século 18.

O recente estudo foi publicado no The Astronomical Journal.

Fonte: NASA

Planeta de diamante maior que a Terra

Cientistas da Universidade Yale, nos EUA, descobriram que um planeta chamado 55 Cancri, localizado na constelação de Câncer, a 41 anos-luz da Terra, tem uma superfície provavelmente coberta por grafite e diamante. Abaixo dessas camadas, há minerais como silício e um núcleo de ferro fundido.

© Universidade Yale (ilustração do interior do planeta 55 Cancri)

O estudo foi conduzido pelo pesquisador Nikku Madhusudhan e colegas, e será publicado na revista "Astrophysical Journal". É a primeira vez que os astrônomos identificaram um planeta possivelmente formado de diamante orbitando uma estrela como o nosso Sol, que é visível a olho nu.

Segundo os autores, pelo menos um terço da massa do 55 Cancri, que é duas vezes maior e oito vezes mais maciço que a Terra, é feito de diamante. Essa quantidade equivale a três massas do nosso planeta.

O planeta está mais perto de seu astro principal do que Mercúrio está do Sol. Por essa razão, uma volta completa ao redor da estrela dura apenas 18 horas. Ao todo, esse sistema tem cinco planetas.

Os cientistas acreditavam que o 55 Cancri tinha um núcleo coberto por uma camada de água e, que, por causa das temperaturas extremas, estava constantemente contituído por um vapor espesso. Mas essa hipótese não se confirmou, e o corpo não tem nada de água. A temperatura no lado voltado para o sol do planeta está estimada em mais de 1.700 graus Celsius.

Para estimar a composição química da superfície e do interior do exoplaneta, os astrônomos usaram modelos para calcular todas as possíveis combinações de elementos que produziriam aquelas características específicas.

Durante a formação do planeta, segundo os autores, havia mais carbono que oxigênio disponível, além de uma quantidade significativa de água em forma de gelo.

A Terra, ao contrário, é muito rica em oxigênio e pobre em carbono em seu interior. O carbono interfere na evolução térmica dos planetas e na formação de placas tectônicas, com implicações na incidência de atividades vulcânicas, terremotos e montanhas.

O 55 Cancri foi observado pela primeira vez no ano passado, pelo telescópio espacial Spitzer NASA, que descobriu que esse corpo celeste emite luz. Em 2005, o Spitzer se tornou o primeiro telescópio a detectar a luz de um planeta fora do nosso Sistema Solar. E, ao contrário do Hubble, que faz imagens em luz visível, o Spitzer "enxerga" apenas em raios infravermelhos.

Fonte: Reuters

Estrutura espiral de uma estrela moribunda

Astrônomos descobriram uma estrutura em espiral totalmente inesperada na matéria que circunda a estrela evoluída R Sculptoris.

© ESO (estrela gigante vermelha R Sculptoris)

Esta é a primeira vez que uma estrutura deste tipo, juntamente com uma concha esférica exterior, é encontrada em torno de uma estrela gigante vermelha. É também a primeira vez que astrônomos conseguem obter informação completa em três dimensões de uma espiral desta natureza. A estranha forma foi provavelmente criada por uma estrela companheira escondida, que orbita a gigante vermelha. Este trabalho é um dos primeiros resultados científicos do ALMA a ser publicado e sairá esta semana na revista Nature.

Uma equipe de astrônomos, utilizando o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), o mais poderoso telescópio milimétrico/submilimétrico do mundo, descobriu uma estrutura em espiral surpreendente no gás que rodeia a estrela gigante vermelha R Sculptoris. Este fato significa que existe provavelmente uma estrela companheira que orbita a estrela, mas que nunca foi vista anteriormente. Outra surpresa foi a descoberta de que a gigante vermelha ejetou muito mais material do que o esperado.

A R Sculptoris é o exemplo de uma estrela que se encontra no ramo assintótico das gigantes (AGB na sigla em inglês). São estrelas com massas iniciais entre as 0,8 e 8 massas solares, que se encontram nos últimos estágios das suas vidas. São gigantes vermelhas frias que apresentam acentuada perda de massa sob a forma de fortes ventos estelares e são tipicamente variáveis de longo período. A sua estrutura consiste num pequeníssimo núcleo central de carbono e oxigênio, rodeado por uma concha em combustão de hélio e hidrogênio, seguida de um enorme envelope convectivo. O Sol irá eventualmente evoluir para a fase de estrela AGB.

A concha ejetada que se forma em torno das estrelas AGB é composta por gás e grãos de poeira. Os grãos de poeira podem ser encontrados ao procurar emissão térmica, emissão esta que vai desde o infravermelho longínquo até aos comprimentos de onda do milímetro. No milímetro a emissão que vem da molécula de CO permite aos astrônomos obter mapas de alta resolução da emissão de gás proveniente dos fortes ventos estelares gerados pelas estrelas AGB. Estas observações descrevem também, de forma excelente, a distribuição do gás em torno destes objetos. A alta sensibilidade do ALMA torna possível obter diretamente imagens da zona de condensação da poeira e da estrutura do material em torno das estrelas AGB, mostrando detalhes menores que 0,1 segundos de arco.

Uma estrutura em espiral similar, mas sem a concha circundante, foi observada pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA na estrela LL Pegasi. No entanto, ao contrário das novas observações do ALMA, estes dados não permitiram que a estrutura 3D completa fosse estudada. As observações do Hubble detectam a poeira, enquanto que as do ALMA detectam a emissão molecular.

"Já tínhamos visto anteriormente conchas em torno de estrelas deste tipo, mas esta é a primeira vez que vemos uma espiral de matéria saindo da estrela, juntamente com a concha circundante," diz o autor principal do artigo científico que descreve os resultados, Matthias Maercker (ESO e Instituto de Astronomia Argelander, Universidade de Bonn, Alemanha).

Uma vez que ejetam grandes quantidades de matéria, as gigantes vermelhas, como a R Sculptoris, contribuem muito para a poeira e gás que constituem a matéria prima na formação de futuras gerações de estrelas, sistemas planetários e, consequentemente, vida.

Quando estas novas observações foram obtidas, o ALMA distanciou-se logo em termos de qualidade dos outros observatórios submilimétricos. As observações preliminares mostraram claramente uma concha esférica em torno da R Sculptoris, mas nem a estrutura em espiral nem a companheira foram observadas.

"Quando observamos a estrela com o ALMA, nem metade das antenas estavam ainda operacionais. É realmente excitante imaginar o que a rede ALMA completa conseguirá observar quando estiver terminada em 2013", acrescenta Wouter Vlemmings (Universidade de Tecnologia Chalmers, Suécia), co-autor do estudo.

No final das suas vidas, as estrelas com até oito massas solares transformam-se em gigantes vermelhas e libertam enormes quantidades de matéria sob a forma de um denso vento estelar. Durante a fase de gigante vermelha, as estrelas sofrem periodicamente pulsações térmicas. Este fenômeno corresponde a fases de curta duração, em que se verificam explosões de combustão de hélio na concha que envolve o núcleo estelar. Uma pulsação térmica faz com que a matéria seja expelida para fora da estrela a uma taxa muito elevada, o que origina a formação de uma grande concha de poeira e gás em torno da estrela. Depois da pulsação, a taxa à qual a estrela perde massa volta ao seu valor normal.

As pulsações térmicas ocorrem com intervalo de 10 mil a 50 mil anos, durando apenas algumas centenas de anos. As novas observações de R Sculptoris mostram que esta estrela sofreu uma pulsação térmica há cerca de 1.800 anos, a qual durou cerca de 200 anos. A estrela companheira moldou o vento de R Sculptoris em forma espiral.

"Ao aproveitar o poder do ALMA para observar pequenos detalhes, podemos compreender muito melhor o que acontece com a estrela antes, durante e depois da pulsação térmica, através do estudo da forma da concha e da estrutura em espiral," diz Maercker. "Sempre esperamos que o ALMA nos desse uma nova visão do Universo, mas já está descobrindo coisas novas e inesperadas, com uma das primeiras configurações de observação é verdadeiramente excitante."

De modo a descrever a estrutura observada em torno de R Sculptoris, a equipe de astrônomos efetuou simulações de computador para seguir a evolução de um sistema binário. Estes modelos se ajustam muito bem às novas observações do ALMA. O sistema aqui modelado consiste numa estrela primária AGB em pleno processo de pulsação térmica e numa pequena estrela companheira. A separação entre as estrelas utilizada na simulação é de 60 unidades astronômicas, com uma massa total do sistema de 2 massas solares. O período orbital é de 350 anos.

"É um verdadeiro desafio tentar descrever de forma teórica todos os detalhes observados pelo ALMA, mas os nossos modelos de computador mostram que estamos realmente no caminho certo. O ALMA está nos dando novas pistas sobre o que se passa nestas estrelas e o que pode acontecer ao Sol daqui a alguns bilhões de anos," diz Shazrene Mohamed (Instituto de Astronomia Argelander, Bonn, Alemanha e Observatório Astrônomico da África do Sul), co-autor do estudo.

"Num futuro próximo, observações de estrelas como R Sculptoris pelo ALMA nos ajudarão a compreender como é que os elementos de que somos constituídos chegaram a locais como a Terra, e também nos fornecerão pistas de como é que o futuro longínquo da nossa própria estrela poderá ser," conclui Matthias Maercker.

Fonte: ESO

A remanescente de supernova Simeis 147

É fácil se perder se você resolver seguir os intrigantes filamentos registrados nessa imagem detalhada da apagada remanescente de supernova conhecida como Simeis 147 (S147).

© Rogelio Bernal Andreo (remanescente de supernova Simeis 147)

Também catalogada como Sh2-240, ela cobre aproximadamente 3 graus, ou seja, a mesma área ocupada por 6 luas cheias no céu. Esse objeto tem aproximadamente 150 anos-luz de diâmetro, é formado por uma nuvem de detritos estelares e está a uma distância estimada de 3.000 anos-luz. Na parte direita da imagem está a brilhante estrela Elnath (Beta Tauri) que pode ser observada na fronteira entre as constelações de Taurus e Auriga, quase exatamente na posição oposta ao centro galáctico no céu do planeta Terra. Essa composição nítida inclui dados obtidos através de filtros de banda curta que têm o objetivo de destacar a emissão dos átomos de hidrogênio que descrevem o gás brilhante. A parte remanescente da supernova tem uma idade estimada de 40.000 anos, significando que a luz dessa massiva explosão estelar alcançou  a Terra a 40.000 anos atrás. Mas a parte remanescente em expansão não é a única consequência dessa explosão. A catástrofe cósmica também deixou para trás uma estrela de nêutrons em rotação, ou um pulsar, todos esses objetos são resultados do núcleo estelar original.

Fonte: NASA

A nebulosa planetária esférica Abell 39

Com uma aparência fantasmagórica, Abell 39 é uma nebulosa que impressiona pela simplicidade e por ser uma esfera praticamente perfeita com aproximadamente cinco anos-luz de diâmetro.

© Adam Block (Nebulosa Planetária Abell 39)

Localizada no interior da nossa galáxia, a esfera cósmica está a aproximadamente 7.000 anos-luz de distância na direção da constelação de Hércules. A Abell 39 é uma nebulosa planetária formada à medida que uma estrela parecida com o Sol tem sua atmosfera externa expelida por um período de milhares de anos. Ainda visível, a estrela central da nebulosa está se desenvolvendo para se tornar uma anã branca. Embora apagada, a geometria simples da nebulosa tem se tornado um excelente laboratório onde os astrônomos podem explorar a composição química e também entender melhor o ciclo de vida das estrelas. Nessa imagem profunda, registrada sob um céu escuro, galáxias bem distantes que compõem o plano de fundo podem ser observadas, algumas delas podem ser vistas através da própria nebulosa.

Fonte: NASA

Novo buraco negro em nossa galáxia

O satélite Swift da NASA detectou recentemente uma crescente onda de alta energia de raios X de uma fonte na direção do centro da nossa galáxia, a Via Láctea.

© NASA (ilustração da emissão de raios X em buraco negro)

A explosão, produzida por uma rara nova de raio X, anunciou a presença de um até então desconhecido buraco negro de massa estelar.
Uma nova de raios X é um curta fonte de raios X que aparece de repente, atinge o seu pico de emissão em alguns dias e depois desaparece ao longo de um período de meses. A explosão ocorre quando uma torrente de gás armazenado, inesperadamente corre em direção a um dos objetos mais compactos conhecidos, uma estrela de nêutrons ou um buraco negro.
O objeto foi nomeado Swift J1745-26 após identificação das coordenadas da sua posição no céu, a nova está localizada a poucos graus do centro de nossa galáxia em direção à constelação de Sagitário. Embora os astrônomos não sabem a sua distância precisa, eles acham que o objeto reside cerca de 20.000 a 30.000 anos-luz de distância, na região interior da galáxia. Observatórios terrestres detectaram emissões de infravermelho e rádio, mas espessas nuvens de poeira que obscurecem o objeto impediram a sua detecção, desde a captura do Swift J1745-26 em luz visível. A nova apresentou pico em raios X de alta energia, acima de 10.000 eV (elétron-volts), ou vários milhares de vezes maior que a luz visível em 18 de setembro, quando atingiu uma intensidade equivalente ao da famosa Nebulosa do Caranguejo, uma remanescente de supernova que serve como um alvo de calibração de alta energia aos observatórios e é considerada uma das mais brilhantes fontes além do sistema solar. Na quarta-feira, o Swift J1745-26 foi 30 vezes mais brilhantes em raios X do que quando foi descoberto e ele continuou a brilhar.

O padrão observado é de uma nova de raios X onde o objeto central é um buraco negro. Uma vez que os raios X desaparecerem, será possível medir a sua massa e confirmar seu status buraco negro. O buraco negro tem de ser membro de um sistema binário de raios X de baixa massa (LMXB), que inclui uma estrela normal como o Sol. Um fluxo de gás flui da estrela normal e entra em um disco de armazenamento em torno do buraco negro. Na maioria dos LMXBs, o gás colapsa para dentro, esquenta enquanto se dirige para o interior do buraco negro, e produz um fluxo constante de raios X. Mas em certas condições, o fluxo estável dentro do disco depende da taxa de matéria que flui a partir da estrela companheira.

Cada explosão limpa o disco interno, e com pouca ou nenhuma matéria caindo em direção ao buraco negro, o sistema deixa de ser uma fonte brilhante de raios X. Décadas mais tarde, depois do gás estiver suficiente acumulado no disco externo, ele envia um dilúvio de gás em direção ao buraco negro, resultando em uma nova explosão de raios X. Esse fenômeno, chamado de ciclo limite térmico viscoso, ajuda os astrônomos explicarem as explosões transitórias em uma ampla gama de sistemas, a partir de discos protoplanetários ao redor de estrelas jovens até buracos negros supermassivos no coração de galáxias distantes.

Fonte: NASA

A melhor medição da expansão do Universo

Astrônomos usando o telescópio espacial Spitzer da NASA anunciaram a medida mais precisa até agora da constante de Hubble, ou a velocidade com que o nosso Universo se expande.

© NASA (ilustração da escala de distância cósmica)

A constante de Hubble tem o nome do astrônomo Edwin P. Hubble, que surpreendeu o mundo na década de 1920, confirmando que o nosso Universo tem-se expandido desde o Big Bang há 13,7 bilhões de anos atrás. No final da década de 90, foi descoberto que a expansão está acelerando, ou seja, subindo de velocidade ao longo do tempo. A determinação da taxa de expansão é fundamental para a compreensão da idade e tamanho do Universo.

Ao contrário do telescópio espacial Hubble, que observa o Universo no visível, o Spitzer explora um longo comprimento de onda infravermelho para fazer a sua nova medição. Esta medição melhora por um fator de 3 um estudo semelhante do telescópio Hubble e desce a incerteza até 3%, um salto de gigante na precisão para medições cosmológicas. O novo valor apurado para a constante de Hubble é 74,3 ± 2,1 quilômetros por segundo por megaparsec [(km/s)/Mpc]. Um megaparsec é cerca de 3,26 milhões de anos-luz.

Os resultados obtidos pelo Spitzer foram combinados com dados publicados da sonda WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) da NASA para obter uma medição independente da energia escura, um dos maiores mistérios do Cosmos. Pensa-se que a energia escura esteja vencendo uma batalha contra a gravidade, puxando o tecido do Universo. Pesquisas com base nesta aceleração foram premiadas com o Nobel da Física em 2011.

A visão infravermelha, que consegue penetrar a poeira para proporcionar melhores vistas de estrelas variáveis chamadas cefeidas, permitiu ao Spitzer melhorar as medições anteriores da constante de Hubble. Estas estrelas pulsantes são de importância vital para o que os astrônomos chamam de escala de distância cósmica: um conjunto de objetos com distâncias conhecidas que, quando combinados com a velocidade a que os objetos se afastam de nós, revelam a velocidade de expansão do Universo.

As cefeidas são cruciais para os cálculos, pois as suas distâncias da Terra podem ser medidas facilmente. Em 1908, Henrietta Leavitt descobriu que estas estrelas pulsam a uma taxa diretamente relacionada com o seu brilho intrínseco.

Para visualizar o porquê de isto ser tão importante, imagine alguém que se afasta com uma vela na mão. Quanto mais distante está, mais fraca será a sua luz. O seu brilho aparente revelaria a sua distância. O mesmo princípio aplica-se às cefeidas, as "velas" padrão do nosso Cosmos. Ao medir quão brilhantes aparecem no nosso céu, e ao comparar este brilho com o seu brilho conhecido se estivessem perto, os astrônomos podem calcular a sua distância à Terra.

© NASA (relação período de variabilidade-luminosidade das cefeidas)

O Spitzer observou 10 cefeidas na nossa própria Galáxia, a Via Láctea, e 80 noutra galáxia vizinha chamada Grande Nuvem de Magalhães. Sem a poeira cósmica bloqueando a nossa visão, a equipe do Spitzer foi capaz de obter medidas mais precisas do brilho aparente das estrelas, e portanto das suas distâncias. Estes dados abrem o caminho para uma estimativa nova e melhorada da velocidade de expansão do nosso Universo.

O estudo foi publicado na revista Astrophysical Journal.

Fonte: NASA

Último suspiro da Nebulosa da Hélice

Uma estrela anã branca que está morrendo foi detectada em uma imagem combinada dos telescópios Spitzer e WISE, da agência espacial americana (NASA), e Galaxy Evolution Explorer (GALEX), do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), em Pasadena.

© Nasa/JPL-Caltech (Nebulossa da Hélice)

O astro, chamado Nebulosa da Hélice ou NGC 7293, expele material cósmico e, em enquanto sua vida termina, tem um brilho potencializado pela intensa radiação ultravioleta do núcleo. O objeto fica a 650 anos-luz da Terra, na Constelação de Aquário.

Os dados infravermelhos do Spitzer aparecem, na foto acima, em verde e vermelho na parte central; os do WISE estão em verde e vermelho nas áreas externas; e as informações ultravioleta do GALEX são observadas em azul.

O brilhante círculo roxo no centro da imagem é uma combinação de registros do disco de poeira que circula a anã branca. Esse pó foi provavelmente lançado por cometas que sobreviveram à morte de sua estrela original.

A Nebulosa da Hélice é um exemplo típico de nebulosas planetárias, que foram descobertas no século 18 e batizadas assim de forma incorreta, por sua semelhança com planetas gasosos gigantes. Esses corpos celestes são, na verdade, restos de estrelas que um dia se pareceram com o nosso Sol.

Ao longo da vida, astros como esse transformam gás hidrogênio em hélio, em reações de fusão nuclear dentro deles. Esse processo é o mesmo que nos fornece a luz e o calor necessários para a vida na Terra, por exemplo. Assim como a Nebulosa da Hélice, o Sol também terá este destino, como uma nebulosa planetária, quando morrer após 5 bilhões de anos.

Assim que o combustível de hidrogênio necessário para a reação se esgota, a estrela usa apenas o hélio como fonte de combustível, queimando-o em uma mistura de carbono, nitrogênio e oxigênio.

Finalmente, o hélio também se esgota e a estrela morre, desprendendo suas camadas gasosas externas. Sobra apenas o núcleo pequeno, denso e quente, chamado de anã branca, que tem mais ou menos o tamanho da Terra, mas uma massa próxima ao da estrela original.

Antes de essa estrela morrer, seus cometas e possivelmente planetas teriam estado em sua órbita de forma ordenada. Quando ela deixou de queimar hidrogênio e explodiu suas camadas exteriores, corpos celestes gelados e planetas externos teriam sido jogados uns contra os outros, levantando uma tempestade de poeira cósmica. Qualquer outro planeta dentro do sistema também teria sido queimado ou engolido durante a evolução do astro.

Fonte: NASA

No coração da Nebulosa de Órion

Perto do centro desse nítido retrato cósmico, no coração da Nebulosa de Órion, estão quatro estrelas quentes e massivas que formam um conjunto conhecido como Trapezium.

© Robert Gendler (Trapezium e Nebulosa de Órion)

Agrupadas dentro de uma região de aproximadamente 1,5 anos-luz de raio, elas dominam o núcleo do denso aglomerado de estrelas da Nebulosa de Órion. A radiação ionizante ultravioleta das estrelas do Trapezium, na sua maior parte proveniente da estrela mais brilhante, conhecida como Theta 1 Orionis C, energiza o brilho visível de toda a região do complexo de formação de estrelas. Com aproximadamente 3 milhões de anos de idade, o aglomerado da Nebulosa de Órion já foi mais compacto quando era mais jovem e um recente estudo dinâmico indicam que colisões estelares em idades anteriores podem ter formado um buraco negro com uma massa 100 vezes maior que o Sol. A presença de um buraco negro dentro do aglomerado poderia explicar as altas velocidades observadas nas estrelas do Trapezium. Se esse estudo for confirmado e com a distância da Nebulosa de Órion estimada em 1.500 anos-luz esse seria o buraco negro mais próximo da Terra já conhecido.

Fonte: NASA

O maior radiotelescópio do planeta

O radiotelescópio Australian Square Kilometre Array Pathfinder (Askap) do Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO), o maior e mais avançado do planeta, foi inaugurado ontem em uma área desértica da Austrália com o objetivo de investigar a origem das estrelas, quasares e pulsares, e fazer um censo de todas as galáxias.

© CSIRO (antenas do radiotelescópio implantado na Austrália)

Com um custo de mais de 1,5 bilhão de euros, o Askap também contará com antenas e instalações na Nova Zelândia e África do Sul.

O Askap está situado no deserto do estado da Austrália Ocidental, em uma área de 126 quilômetros quadrados que conta com o Observatório Radioastronómico de Murchison e 36 antenas SKA (Square Kilometre Array), de 12 metros de diâmetro cada uma.

Embora ainda não esteja completo, a primeira parte do projeto começará a operar no ano 2020, o Askap começará a enviar dados hoje mesmo ao observatório, onde está previsto que se maneje diariamente uma informação equivalente a 124 milhões de discos Blu-ray.

Para que as ondas das cidades não causem interferências, o radiotelescópio foi instalado um lugar remoto e desértico da Austrália.

O avançado aparelho também fornecerá imagens detalhadas sobre o Universo em suas origens, adentrando com velocidade e precisão em muitas áreas do espaço que ainda são desconhecidas para os astrônomos.

O estudo das ondas de rádio oferecerá informações sobre o gás que formam as estrelas e corpos exóticos como os quasares e os pulsares, que estão nos limites do conhecimento sobre as leis físicas no Universo.

Enquanto se completam as obras na Austrália, o Askap trabalhará em uma dezena de projetos de pesquisa nos quais participarão 350 cientistas de 130 organizações nos próximos cinco anos.

Os programas selecionados está o censo de todas as galáxias existentes há trilhões de anos da Terra, o estudo da formação da Via Láctea, assim como os campos magnéticos do Universo e seu papel na formação das estrelas e galáxias. Outro projeto se centrará nos buracos negros do Universo. Existe também a perspectiva de pesquisa, como objetivo secundário, sobre a existência de vida extraterrestre.

A organização internacional SKA (Square Kilometre Array) anunciou no último dia 25 de maio, na cidade britânica de Manchester, que Austrália, Nova Zelândia e África do Sul acolheriam o supertelescópio. Neste caso, o plano é construir 3 mil rádios-antena conectadas por fibra óptica de banda larga alta.

Segundo a Organização Científica e de Investigação Industrial da Austrália, as antenas trabalharão conjuntamente com o telescópio e tomarão dados em uma área de um quilômetro quadrado, sendo que suas imagens serão 50 vezes mais sensíveis que as dos telescópios atuais.

Fonte: CSIRO

A nebulosa Elmo de Thor

Hoje, 5 de outubro de 2012, o Observatório Europeu do Sul (ESO) celebra 50 anos desde a assinatura da sua convenção fundadora.

© ESO (nebulosa Elmo de Thor)

Durante o último meio século, o ESO tornou-se o observatório astronômico terrestre mais produtivo do mundo. Esta manhã foram feitas, pela primeira vez, observações de um objeto escolhido pelo público, com o Very Large Telescope (VLT) do ESO. A vencedora de um concurso de aniversário apontou o VLT para a espetacular nebulosa Elmo de Thor, sendo que as observações foram transmitidas ao vivo pela internet. Para assinalar a ocasião, o ESO e os seus parceiros estão organizando muitas outras atividades nos 15 Estados Membros do ESO.

A assinatura da Convenção do ESO a 5 de outubro de 1962 e a fundação do ESO foi o culminar do sonho dos astrônomos líderes de cinco países europeus - Alemanha, Bélgica, França, Holanda e Suécia. Estes países resolveram unir forças no sentido de construírem um telescópio grande que lhes desse acesso ao magnifico e rico céu austral.

"Cinquenta anos depois, as esperanças originais dos cinco membros fundadores não só se tornaram realidade, como também foram largamente ultrapassadas," diz Tim de Zeeuw, Diretor Geral do ESO. "O ESO embarcou completamente no desafio de conceber, construir e operar as infraestruturas de observação terrestres mais poderosas do planeta."

Operando três locais de observação únicos e de vanguarda no Chile - La Silla, Paranal e Chajnantor - o ESO tornou-se um líder no seio da comunidade de investigação astronômica.

No Paranal, o ESO opera o VLT, o observatório óptico terrestre mais avançado do mundo, o qual, desde a primeira luz em 1998, tem sido o grande motor por trás de uma nova era de descobertas. No Planalto do Chajnantor, no norte do Chile, o ESO e os seus parceiros internacionais estão construindo um telescópio astronômico revolucionário - ALMA, o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, que ajudará a descobrir os mistérios do Universo frio.

O observatório original do ESO em La Silla é ainda muito produtivo e permanece na vanguarda da pesquisa astronômica. Em particular, o instrumento HARPS, montado no telescópio de 3,6 metros, é o descobridor de exoplanetas mais bem sucedido do mundo.

O próximo grande telescópio do ESO encontra-se apenas a alguns anos de distância. O European Extremely Large Telescope (E-ELT) de 39 metros, será o "maior olho no céu do mundo". Com as primeiras observações previstas para o início da próxima década, o E-ELT abordará os maiores desafios científicos da nossa época e poderá revolucionar a nossa percepção do Universo, do mesmo modo que o telescópio de Galileu o fez há mais de 400 anos atrás.

Para celebrar o 50º aniversário, o ESO e os seus parceiros estão organizando muitos eventos e iniciativas públicas durante 2012. Uma série de eventos públicos especiais coordenados estão acontecendo hoje nos 15 Estados Membros, assim como muitas exposições do Universo Deslumbrante.

Como parte das celebrações de aniversário, e pela primeira vez, esta manhã o VLT apontou para um objeto no céu escolhido por membros do público - a nebulosa Elmo de Thor. Esta nebulosa foi escolhida no recente concurso Escolha o que o VLT vai observar. As observações foram feitas por Brigitte Bailleul - vencedora do concurso Tuíte até ao VLT! - e foram transmitidas ao vivo pela internet a a partir do observatório do Paranal. Esta imagem, obtida sob excelentes condições de observação, típicas do Paranal, é a mais detalhada até hoje deste objeto.

"Com o VLT, o ALMA e o futuro E-ELT, o ESO está entrando numa nova era, uma que nem mesmo os iniciais sonhos ambiciosos dos membros fundadores do ESO poderiam ter previsto. A todos os que tornaram isto possível, obrigado da parte do ESO!" conclui Tim de Zeeuw.

Isto não é tudo, muitas contribuições virão até o primeiro século do ESO!

Fonte: ESO

Estrela de menor período no centro galáctico

Descoberta uma estrela que orbita o buraco negro no centro da Via Láctea a uma distância recorde.

© UCLA/Andrea Ghez (órbitas das estrelas S0-2 e S0-102)

O objeto demora "apenas" 11,5 anos para dar uma volta ao redor do buraco negro; para se ter ideia, é apenas a segunda estrela conhecida com uma órbita menor que 20 anos, a maioria leva mais de seis décadas. Os dados foram obtidos  de 1995 a 2012 através dos telescópios W. M. Keck, localizados em Mauna Kea, no Havaí.

Os cientistas nomearam a nova estrela de S0-102. Antes dela, a estrela de menor órbita conhecida (16 anos) era a S0-2. Esses dois objetos podem ajudar agora os pesquisadores a testar uma das mais bem sucedidas teorias da ciência.

"O teste da Teoria Geral da Relatividade de Albert Einstein é o próximo objetivo", afirma o artigo. Segundo os pesquisadores, as previsões do físico alemão passaram nos experimentos realizados no Sistema Solar, mas nunca foram testadas em um objeto de massa tão grande quanto um buraco negro supermassivo.

"O potencial gravitacional da região onde S0-102 e S0-2 estão é duas ordens de magnitude maior que os testes de gravidade anteriores, como os testes no Sistema Solar ou do pulsar binário de Hulse-Taylor", diz Andrea Ghez, cientista da Universidade da Califórnia em Los Angeles (UCLA) e autora do estudo. Ela explica que dois experimentos podem ser realizados.

"Estes dois testes poderão ser feitos com as duas estrelas de curto período ao redor do buraco negro central: nós poderemos testar o desvio gravitacional para o vermelho impresso na luz emitida por uma estrela que está dentro da região do buraco negro. O desvio para o vermelho testa o princípio da equivalência de Einstein, segundo o qual, a massa gravitacional e inercial são iguais", diz a pesquisadora.

O desvio gravitacional para o vermelho ocorre quando a luz, ao deixar um campo gravitacional forte, perde energia (não se deve confundir com o efeito Doppler, que ocorre devido ao movimento). Já o princípio da equivalência diz que não conseguimos distinguir, sem um referencial, entre o efeito da gravidade e de um objeto em aceleração. Por exemplo, em um foguete sem janelas, não saberíamos dizer se estamos parados no chão ou acelerando a uma velocidade equivalente. Ou seja, não há distinção entre a massa gravitacional e a inercial.

"O redshift (desvio para o vermelho) gravitacional também é uma consequência direta deste princípio da equivalência. Como o campo gravitacional nas vizinhanças do buraco negro é muito intenso, as observações dos corpos presentes nessas regiões podem fornecer informações sobre o fenômeno em um regime que ainda não foi testado. Essa é a grande importância desse estudo", explica Gustavo Rojas, professor da Universidade Federal de São Carlos (UFScar) e representante no Brasil do Observatório Europeu do Sul (ESO).

No outro teste, os pesquisadores pretendem estudar o momento de maior aproximação dessas estrelas ao buraco negro (periapse), o que leva a um desvio da órbita para uma elipse perfeita. Isso vai testar a forma quantitativa da teoria, isto é, as equações de Einstein.

Um dos primeiros testes bem sucedidos da Teoria da Relatividade Geral foi explicar a precessão do periélio (ponto de maior aproximação do Sol) de Mercúrio, a mudança da posição do periélio ao longo do tempo, que a mecânica newtoniana não conseguia prever com precisão. A precessão da periapse é mais acentuada quando há um objeto muito massivo envolvido, o que é o caso de um buraco negro. Novamente, as observações destas estrelas são importantes, pois fornecem informações desse fenômeno em um campo gravitacional muito intenso, constituindo um teste adicional da teoria em um regime gravitacional extremo.

Contudo, esses testes não devem ocorrer tão cedo. Segundo a pesquisadora, o primeiro deles deve acontecer somente em 2018, quando S0-2 chega ao ponto mais próximo do buraco negro. Para o outro, contudo, ainda não há tecnologia suficiente. "Nós teremos que aguardar a próxima geração de telescópios ópticos, como o Telescópio de 30 metros (previsto para ser concluído na próxima década), para conseguir a precisão necessária".

Fonte: Terra e Science