ARP 188 e a cauda do Girino

Nessa imagem deslumbrante, gerada a partir de dados do projeto Hubble Legacy Archive, galáxias distantes formam um cenário dramático interrompido pela galáxia ARP 188, a Galáxia do Girino.

© Hubble/Bill Snyder (Galáxia do Girino)

O girino cósmico está localizado a apenas 420 milhões de anos-luz na direção da constelação distante do norte, Draco. Sua atraente cauda tem cerca de 280 mil anos-luz de comprimento e apresenta enormes e brilhantes aglomerados de estrelas azuis. Uma história sobre essa cena diz que uma galáxia intrusa mais compacta cruzou na frente da ARP 188 – da direita para a esquerda neste ponto de vista – e foi capturada pela atração gravitacional da Galáxia do Girino. Durante o encontro, as forças de maré arrancaram estrelas, gás e poeira da galáxia espiral formando essa cauda espetacular. A galáxia intrusa, propriamente dita, que está a uma distância estimada de cerca de 300 mil anos-luz atrás da Galáxia do Girino, pode ser vista através de braços espirais em primeiro plano no canto superior esquerdo. Seguindo seu homônimo terrestre, a Galáxia do Girino, provavelmente vai perder sua cauda à medida que envelhecer, e os aglomerados globulares de sua cauda formarão galáxias satélites menores que orbitarão uma grande galáxia espiral.

Fonte: NASA

Methone: a lua de Saturno em forma de ovo

Por que essa lua tem a forma de um ovo suave?

© Cassini (Methone)

A sonda Cassini completou seu primeiro sobrevoo pela pequena lua Methone de Saturno em maio de 2012 e descobriu que a lua não tinha as crateras óbvias que se pensava ali encontrar. Crateras, normalmente geradas por impactos tem sido observadas em cada uma das luas, asteroides e até mesmo em núcleos cometários sempre que são imageados em detalhe. Mesmo a Terra e Titã, têm crateras. A suavidade do terreno e a forma de ovo dessa lua de 3 quilômetros de diâmetro pode ter sido causada pelo fato da superfície de Methone ser capaz de se transformar, o que pode ter acontecido é que a lua pode ter sido coberta por uma profunda camada de um material não visível. Se for isso, é possível determinar um grupo de objetos no sistema solar que sejam similares, entre eles, pode-se incluir, as luas de Saturno Telesto, Pandora e Calypso, bem como o asteroide Itokawa, todos eles apresentam grandes seções que são incomumente suaves. Apesar de sua aparência, Methone não é totalmente desprovida de características, já que algumas regiões aparecem mais escuras que as outras. Embora sobrevoar a lua Methone seja algo bem complicado o interesse na natureza e na história dessa incomum lua com certeza continuará.

Fonte: NASA

Violento episódio de formação estelar

O telescópio espacial Hubble conseguiu fazer uma imagem da apagada e irregular galáxia NGC 3738, uma galáxia de explosão estelar.

© Hubble (galáxia NGC 3738)

A galáxia está atravessando um violento episódio de formação de estrelas, durante o qual ela está convertendo reservatórios de gás hidrogênio no centro da galáxia em estrelas. O Hubble registrou o gás brilhante ao redor da NGC 3738, um dos sinais mais distintos de que a formação de estrelas está acontecendo.

Localizada na constelação da Ursa Major (O Grande Urso), a NGC 3738 está localizada a aproximadamente 12 milhões de anos-luz de distância do Sol, e pertence ao Grupo de Galáxia Messier 81. Essa galáxia, observada pela primeira vez por William Herschel em 1789, é um exemplo de uma anã compacta azul, o tipo de galáxia de explosão de estrelas mais apagado que existe. As anãs compactas azuis são pequenas se comparadas com as grandes galáxias espirais, a NGC 3738 tem aproximadamente 10.000 anos-luz de diâmetro, ou seja, algo em torno de um décimo do tamanho da Via Láctea.

Esse tipo de galáxia é azul em aparência devido ao fato de conter grandes aglomerados formados por estrelas quentes e massivas, que ionizam o gás interestelar ao seu redor com sua intensa radiação ultravioleta. Eles são relativamente apagados e aparecem de forma irregular. Diferente das galáxias espirais e elípticas, as galáxias irregulares não possuem características distintas como um bulbo central ou braços espirais. Ao invés disso, elas são extremamente caóticas em aparência. Essas galáxias são consideradas como sendo parte sobrevivente das primeiras galáxias que se formaram no Universo e podem assim, fornecer informações sobre como as estrelas apareceram logo depois do Big Bang.

Fonte: NASA

Rigel e a Nebulosa da Cabeça da Bruxa

As feiticeiras na tragédia Macbeth de William Shakespeare talvez deveriam consultar a Nebulosa da Cabeça da Bruxa!

© Rogelio Bernal Andreo (Rigel e Nebulosa da Cabeça da Bruxa)

A forma sugestiva da nebulosa de reflexão está associada com a brilhante estrela Rigel na constelação de Órion. Mais formalmente conhecida como IC 2118, a Nebulosa da Cabeça da Bruxa se espalha por 50 anos-luz e é composta de grãos de poeira interestelar refletindo a luz da estrela Rigel. Nesse retrato cósmico, a cor azul da Nebulosa da Cabeça da Bruxa e da poeira ao redor da Rigel é causada não somente pela intensa luz estelar azul da Rigel mas também pelos grãos de poeira que espalham a luz azul de forma mais eficiente do que a vermelha. O mesmo processo físico faz com que o céu da Terra tenha a cor azul, embora na atmosfera da Terra o que seja responsável por espalhar a luz sejam as moléculas de nitrogênio e oxigênio. Rigel, a Nebulosa da Cabeça da Bruxa, e o gás e a poeira que as envolvem localizam-se a aproximadamente 800 anos-luz de distância.

Fonte: NASA

Descoberta de uma superestrela rara

O astrônomo brasileiro, Alexandre Roman Lopes, pesquisador da Universidade de La Serena, no Chile, conseguiu encontrar, no meio das mais de 200 bilhões de estrelas da Via Láctea, um astro com pelo menos cem vezes a massa do nosso Sol.

© Hubble (aglomerado NGC3603)

Astros tão maciços são difíceis de encontrar, pois são muito raros e têm vida relativamente curta.

A estrela descoberta, batizada de WR42e, provavelmente tem elementos químicos essenciais à formação e desenvolvimento da vida como a conhecemos. Dentro destas estrelas massivas, ocorre a fusão nuclear, que dá origem a elementos mais pesados, como o carbono e o oxigênio, que são essenciais para a vida. E, na explosão que marca a morte das grandes estrelas, estes elementos químicos deverão se espalhar pelo espaço. A descoberta poderá ajudar na compreensão de como os elementos químicos se formam, e até a evolução da nossa própria galáxia.

A estrela tem apenas 1 milhão de anos. Por comparação, o nosso Sol possui 4,6 bilhões de anos, e está na metade de sua existência. No entanto, a vida será bem mais curta para o astro descoberto.

Quanto maior a massa de uma estrela, mais rápido ela consome o combustível de seu interior. Acredita-se que o fim da vida para esse objeto massivo seja, na melhor das hipóteses, daqui a 1 milhão de anos.

A superestrela se formou no aglomerado NGC3603, localizado na Via Láctea. A região é uma espécie de berçário estelar, onde vários astros se concentram em um espaço reduzido.

 

© Alexandre Roman Lopes (localização da estrela WR42e)

Tanta proximidade causa interações gravitacionais poderosas e foi numa dessas que a grandalhona acabou sendo lançada à aproximadamente 19 anos-luz para a periferia desse sistema, estando agora isolada a cerca de 25 mil anos-luz daqui. O mais provável é que ela tenha surgido no aglomerado NGC 3603 e tenha sido expulsa de lá pela interação gravitacional, mas pode ainda haver outras explicações teóricas.

Este objeto extremamente raro foi descoberto através de observações efetuadas com o telescópio SOAR, situado no Chile.

Esta estrela gigante pode ajudar a revisar as teorias de formação estelar. Essa proposição foi publicada recentemente no "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society".

Fonte: G1 e Folha

Estrelas antigas ou modernas?

Os aglomerados globulares encontram-se entre os objetos mais antigos do Universo, e o NGC 6362 não consegue esconder a sua idade.

© ESO (aglomerado estelar globular NGC 6362)

As muitas estrelas amareladas viveram já a maior parte das suas vidas e tornaram-se estrelas gigantes vermelhas. No entanto, os aglomerados globulares não são relíquias estáticas do passado, alguma atividade estelar bastante interessante ainda tem lugar nestas densas cidades estelares.

Por exemplo, o NGC 6362 abriga muitas estrelas vagabundas azuis, estrelas velhas mas que, na realidade, parecem ser bastante jovens. Todas as estrelas num aglomerado formam-se a partir do mesmo material e aproximadamente ao mesmo tempo (tipicamente há cerca de 10 bilhões de anos, para a maioria dos aglomerados). No entanto, as vagabundas azuis são mais azuis e luminosas - consequentemente com maior massa, do que seria de esperar depois de dez bilhões de anos de evolução estelar. As estrelas azuis são quentes e consomem o seu combustível muito depressa, por isso se estas estrelas se formaram há cerca de dez bilhões de anos, deveriam ter já desaparecido há muito tempo. Como é que sobreviveram?

Os astrônomos procuram entender o segredo da aparência jovem das vagabundas azuis. Atualmente, existem duas teorias para explicar este fenômeno: estrelas que colidem e se fundem, e transferência de matéria entre duas estrelas companheiras. A ideia básica por trás destas duas teorias é que as estrelas não nasceram tão grandes como as vemos hoje, mas que receberam sim, uma injeção de material em determinado momento das suas vidas, o que lhes deu claramente uma "vida nova".

Embora menos conhecido do que outros aglomerados globulares mais brilhantes, o NGC 6362 é um objeto que suscita interesse na comunidade astronômica, e por isso tem sido bastante estudado ao longo dos anos. Foi selecionado como um dos 160 campos estelares para o rastreio preliminar FLAMES Survey feito entre 1999 e 2002, com o telescópio de 2,2 metros em La Silla, no intuito de encontrar estrelas adequadas as observações posteriores com o espectróscopio FLAMES do VLT.

A nova imagem mostra todo o aglomerado sob um rico fundo de estrelas da Via Láctea. As partes centrais do NGC 6262 foram igualmente estudadas em detalhe pelo telescópio espacial Hubble da NASA/ESA.

© Hubble (aglomerado NGC 6362)

A imagem do Hubble mostra uma região muito menor do céu, mas muito mais detalhada. As duas imagens - uma de grande angular e outra em zoom - complementam-se perfeitamente.

Esta brilhante bola de estrelas situa-se na constelação austral do Altar. Pode ser facilmente observada com um pequeno telescópio. Foi o primeiro aglomerado descoberto em 1826 pelo astrônomo escocês James Dunlop, que utilizou um telescópio de 22 centímetros, na Austrália.

Fonte: ESO

A Nebulosa Planetária da Aranha Vermelha

A Nebulosa Planetária da Aranha Vermelha mostra a complexa estrutura que pode resultar quando uma estrela normal ejeta seus gases externos e torna-se uma estrela do tipo anã branca.

© Carlos Milovic (NGC 6537)

Oficialmente chamada de NGC 6537, essa nebulosa planetária simétrica com dois lobos abriga uma das anãs brancas mais quentes já observadas, provavelmente como parte de um sistema binário de estrelas. Ventos internos emanando das estrelas centrais visíveis no centro, foram medidos e excedem os 1.000 quilômetros por segundo. Esses ventos expandem a nebulosa, fluem ao longo da parede da nebulosa, e causam ondas de gás quente e poeira que colidem. Os átomos capturados nessas ondas de colisão irradiam a luz mostrada na imagem acima obtida pelo telescópio espacial Hubble. A Nebulosa da Aranha Vermelha localiza-se no centro da constelação do Arqueiro (Sagittarius). A sua distância não é muito bem conhecida mas tem sido estimada em algo em torno de 4.000 anos-luz.

Fonte: NASA

Phobos: a lua condenada de Marte

Phobos é uma lua condenada. Marte, o planeta vermelho que recebeu esse nome em homenagem ao deus romano da guerra, possui duas pequenas luas, Phobos e Deimos, que tiveram seus nomes derivados do grego para Medo e Pânico.

© NASA/HiRISE (Phobos)

Essas luas marcianas podem muito bem serem asteroides capturados originados no cinturão principal de asteroides que se localiza entre Marte e Júpiter, ou talvez possam ser originadas de regiões mais distantes ainda do nosso Sistema Solar. A maior lua, Phobos, é vista como um objeto semelhante a um asteroide repleto de crateras nessa bela imagem colorida feita pela sonda Mars Reconnaissance Orbiter, registrada numa resolução de aproximadamente sete metros por pixel. Mas a órbita de Phobos está localizada tão perto de Marte, aproximadamente 5.800 quilômetros acima da superfície (só para se ter um comparativo, a nossa Lua fica a aproximadamente 400.000 km), que as forças gravitacionais de maré estão puxando a lua cada vez mais para baixo, ou seja, para mais próximo do planeta. Em 100 milhões de anos estima-se que Phobos será provavelmente destruída pelas tensões geradas pelas forças de maré, e que os detritos originados dessa destruição formarão um anel de decaimento ao redor do planeta Marte.

Fonte: NASA

O halo da nebulosa de emissão NGC 6164

A bela nebulosa de emissão NGC 6164 foi criada por uma rara, quente e luminosa estrela do tipo O, que é 40 vezes mais massiva que o Sol.

© Don Goldman (nebulosa de emissão NGC 6164)

Vista no centro da nuvem cósmica, a estrela tem somente entre 3 e 4 milhões de anos de vida. Em mais três ou quatro milhões de anos a estrela massiva chegará ao fim de sua vida numa explosão de supernova. Se espalhando por 4 anos-luz de diâmetro, a nebulosa propriamente dita apresenta uma simetria bipolar. Isso faz com que ela se pareça com as conhecidas nebulosas planetárias, os escudos gasosos que envolvem estrelas moribundas parecidas com o Sol. Também, como muitas nebulosas planetárias, a NGC 6164 possui um extenso halo apagado, que é revelado nessa imagem telescópica profunda da região. Se expandindo pelo meio interestelar, o material no halo é provavelmente originado de uma fase ativa anterior da estrela tipo O. A bela cena cósmica exibida acima, é na verdade uma composição de imagens de bandas curtas destacando o gás brilhante, e dados de banda larga que mostram o campo estelar ao redor. A NGC 6164 está a 4.200 anos-luz de distância da Terra na constelação do céu do sul da Norma.

Fonte: NASA

O maior catálogo do centro da nossa Galáxia

Utilizando uma imagem enorme, de vários gigapixeis, do telescópio de rastreio infravermelho VISTA, localizado no Observatório do Paranal do ESO, uma equipe internacional de astrônomos criou um catálogo de mais de 84 milhões de estrelas situadas nas partes centrais da Via Láctea.

© ESO/VISTA (mapa visto do centro da Via Láctea)

Esta base de dados gigantesca contém dez vezes mais estrelas que estudos anteriores e representa um enorme passo em frente na compreensão da nossa galáxia. A imagem proporciona-nos uma incrível visão detalhada da região central da Via Láctea.

"Ao observar em detalhe as miríadas de estrelas que circundam o centro da Via Láctea, podemos aprender mais sobre a formação e evolução, não só da nossa galáxia, mas também das galáxias espirais duma maneira geral," explica Roberto Saito (Pontificia Universidad Católica de Chile, Universidad de Valparaíso e The Milky Way Millennium Nucleus, Chile), autor principal deste estudo.

A maioria das galáxias espirais, incluindo a Via Láctea, possuem uma grande concentração de estrelas velhas que rodeiam o centro, zona denominada bojo. Compreender a formação e evolução do bojo da Via Láctea é vital para compreender a galáxia como um todo. No entanto, obter observações detalhadas desta região não é tarefa fácil.

"Observar o bojo da Via Láctea é muito difícil porque este se encontra obscurecido por poeira," diz Dante Minniti (Pontificia Universidad Catolica de Chile, Chile), co-autor do estudo. "Para espreitar para o coração da galáxia, temos que observar no infravermelho, radiação que é menos afetada pela poeira."

© ESO (regiões centrais da Via Láctea no infravermelho e visível)

O enorme espelho, grande campo de visão e detectores infravermelhos muito sensíveis do telescópio de rastreio do ESO de 4,1 metros, o Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA), tornam-no de longe o instrumento ideal para este estudo. A equipe de astrônomos utiliza dados do programa Variáveis VISTA na Via Láctea (VVV), um dos seis rastreios públicos executados pelo VISTA. Os dados foram usados para criar uma monumental imagem a cores de 54.000 por 40.500 pixeis, o que corresponde a um total de 2 bilhões de pixeis. Esta é a maior imagem astronômica já feita. A equipe utilizou estes dados para compilar o maior catálogo até hoje da concentração central de estrelas na Via Láctea.

Para ajudar a analisar este enorme catálogo, é calculado o brilho de cada estrela em função da cor, para as cerca de 84 milhões de estrelas, de modo a criar um diagrama cor-magnitude. Esta é a primeira vez que um tal gráfico, sendo que este contém mais de dez vezes mais estrelas do que qualquer estudo feito anteriormente, é calculado para todo o bojo. Os diagramas cor-magnitude são ferramentas indispensáveis utilizadas pelos astrônomos para estudar as diferentes propriedades físicas das estrelas, tais como temperaturas, massas e idades. Um diagrama cor-magnitude é um gráfico que mostra o brilho aparente de um conjunto de objetos em função das suas cores. A cor é medida comparando o brilho dos objetos quanto observados através de filtros diferentes. É um diagrama parecido a um diagrama de Hertzsprung-Russell (HR), com a diferença de que este último apresenta a luminosidade (ou magnitude absoluta) em vez do brilho aparente. No caso de um diagrama HR precisamos também de saber a distância às estrelas.

© ESO (diagrama cor-magnitude do bojo galáctico)

"Cada estrela ocupa um lugar particular no diagrama em cada momento da sua vida. Este lugar depende de quão brilhante e quente é. Uma vez que estes novos dados nos dão uma fotografia instantânea de todas as estrelas de uma só vez, conseguimos fazer um censo de todas as estrelas nesta zona da Via Láctea," explica Dante Minniti.

O novo diagrama cor-magnitude do bojo contém imensa informação sobre a estrutura e o conteúdo da Via Láctea. Um resultado interessante revelado por estes novos dados é a existência de um grande número de estrelas anãs vermelhas de fraca luminosidade. Estas estrelas são boas candidatas à procura de pequenos exoplanetas na sua órbita, pelo método de trânsito. O método de trânsito procura um pequeno decréscimo no brilho de uma estrela, o qual ocorre quando um planeta passa em frente desta bloqueando alguma da sua radiação. O pequeno tamanho das estrelas anãs vermelhas, tipicamente de tipo espectral K e M, origina um decréscimo relativamente maior em brilho quando planetas de baixa massa passam à sua frente, tornando por isso mais fácil procurar planetas nas suas órbitas.

"Uma das outras coisas fantásticas acerca do rastreio VVV é que se trata de um dos rastreios públicos do VISTA do ESO, o que significa que estamos tornando públicos todos os dados através do arquivo de dados do ESO. Esperamos, por isso, que saiam daqui muitos outros resultados interessantes," conclui Roberto Saito.

Fonte: ESO

Buraco negro central em ação na Via Láctea

O telescópio nuclear epectroscópico da NASA, o NuSTAR, realizou sua primeira observação, de um gigantesco buraco negro situado no centro de nossa galáxia.

© NASA (evolução da erupção no buraco negro)

As observações do NuSTAR mostram o buraco negro numa etapa de atividade, que surpreendeu os pesquisadores e que servirá para elucidar este fenômeno.

"Estes dados nos ajudarão a entender melhor este gigante que está no centro de nossa galáxia e por que às vezes sua atividade se recrudesce durante horas e depois volta a dormir", explicou Fiona Harrison, pesquisadora principal da missão no Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena. A imagem feita em luz infravermelha mostra a localização do buraco negro gigantesco no centro da Via Láctea, chamado Sagitário A.

O NuSTAR é o único telescópio capaz de produzir imagens focalizadas de raios X de alta energia, o que dá aos astrônomos uma nova ferramenta para sondar objetos como os buracos negros.

Lançado no último dia 13 de junho, durante os próximos dois anos o NuSTAR buscará gigantescos buracos negros e outros fenômenos na Via Láctea e em outras galáxias.

Sua meta científica é uma observação profunda do espaço na busca por buracos negros bilhões de vezes maiores que o Sol e um entendimento melhor da forma como as partículas se aceleram nas galáxias ativas.

Fonte: NASA

A Nebulosa da Cabeça do Cavalo

Uma das mais indentificáveis nebulosas no céu, a Nebulosa da Cabeça do Cavalo em Órion, é na verdade parte de uma grande e escura nuvem molecular.

© Nigel Sharp (Nebulosa da Cabeça do Cavalo)

Também conhecida como Barnard 33, a forma pouco comum da nebulosa foi pela primeira descoberta numa chapa fotográfica no final dos anos de 1800. O brilho avermelhado origina-se do gás hidrogênio que existe de forma predominante além da nebulosa, ionizado pelo brilho da estrela próxima Sigma Orionis. A escuridão da Cabeça do Cavalo é causada principalmente pela espessa poeira, embora a parte inferior do pescoço da Cabeça do Cavalo gere uma sombra para a esquerda. Jatos de gás que deixam a nebulosa são afunilados pelo forte campo magnético. Os pontos brilhantes na base da Nebulosa da Cabeça do Cavalo são estrelas jovens que se encontram em processo de formação. A luz leva cerca de 1.500 anos para sair da nebulosa e nos alcançar na Terra. A imagem acima foi feita com o telescópio de 0,9 metros do Observatório Nacional de Kitt Peak.

Fonte: NASA

A fusão da NGC 2623

O objeto denominado de NGC 2623 é na verdade duas galáxias que estão se tornando uma só.

© Hubble/Martin Pugh (NGC2623)

O objeto que está sendo observado nos estágios finais de uma titânica fusão galáctica, o par localiza-se a 300 milhões de anos-luz de distância da Terra na direção da constelação de Câncer. O violento encontro entre as duas galáxias que pode ter acontecido de maneira similar com a Via Láctea tem produzido uma vasta formação de estrelas perto de seu núcleo luminoso e ao longo das caudas gravitacionais. Preenchidas com poeira, gás e aglomerados jovens de estrelas azuis, as caudas gravitacionais opostas se estendem por mais de 50.000 anos-luz desde o núcleo que se encontra em fusão. Provavelmente disparada pela fusão, acrescida de um buraco negro supermassivo é atividade que ocorre no núcleo da galáxia. A formação de estrelas e seu ativo núcleo galáctico fazem da NGC 2623 brilhante através de todo o espectro. Essa bela e nítida imagem cósmica da NGC 2623, também conhecida como ARP 243 é baseada em dados de imagens do chamado Hubble Legacy Archive que também revelou galáxias até mesmo mais distantes em segundo plano através de todo o campo de visão.

Fonte: NASA

Nova fonte de raios cósmicos

Pesquisadores do Centro Nacional para Pesquisa Científica da França anunciaram a descoberta de uma nova fonte de raios cósmicos.

© Hubble (aglomerado de estrelas Arches)

Usando dados coletados pelo satélite XMM-Newton a partir da observação do o aglomerado de estrelas Arches, os astrônomos descobriram que esse tipo de fenômeno pode ser produzido pelo impacto de milhares de estrelas jovens se movendo a cerca de 700.000 quilômetros por hora pelo espaço.

Apesar do nome, os raios cósmicos não são exatamente raios, mas partículas energicamente carregadas que percorrem o espaço. Eles foram descobertos há 100 anos pelo físico austríaco Victor Franz Hess, que detectou radiação ionizante de origem extraterrestre atingindo nosso planeta. A origem dessas partículas se tornou clara com o tempo: elas vinham de supernovas. Com a explosão dessas estrelas, sua matéria é ejetada a velocidade supersônica, gerando ondas de choque que aceleram essas partículas. Como resultado, os núcleos atômicos ganham energia cinética muito alta, percorrem grandes distâncias e conseguem entrar na atmosfera da Terra.
No entanto, somente esses raios cósmicos de alta energia são detectados nas vizinhanças da Terra. Raios mais fracos acabam sendo desviados por partículas que são ejetadas pelo Sol, conhecidas como ventos solares. Até agora, os pesquisadores não tinham sido capazes de estudar esses raios com menor energia, que podiam vir de outras fontes na galáxia.
A solução encontrada pelos pesquisadores foi procurar indiretamente por esses raios. Isso foi possível porque os cósmicos, ao interagir com os átomos de gás em sua volta, produzem uma emissão característica de raios X, que pôde ser captada pelo satélite XMM-Newton.
Como resultado, os astrônomos descobriram sinais de uma grande e rápida população de partículas carregadas nas vizinhanças do aglomerado Arches, a cerca de cem anos-luz do centro de nossa galáxia. Segundo os cientistas, os raios cósmicos provavelmente são produzidos pela colisão em alta velocidade das estrelas do aglomerado com nuvens de gás que encontram em seu caminho.
Essa é a primeira vez que uma fonte de raios cósmicos de baixa energia foi descoberta fora do Sistema Solar. Ela mostra que as ondas de choque de supernovas não são os únicos objetos capazes de causar aceleração em massa de núcleos atômicos e criar os raios cósmicos em nossa galáxia. A descoberta deve ajudar a identificar novas fontes de partículas carregadas no meio interestelar e pode levar a uma melhor compreensão dos efeitos dessas partículas na formação de estrelas.

Fonte: Astronomy & Astrophysics

Filamento de matéria escura em 3D

Usando o telescópio espacial Hubble, astrônomos puderam estudar um filamento gigante de matéria escura em três dimensões pela primeira vez.

© NASA/ESA (enxame de galáxias e filamentos de matéria escura)

Estendendo-se por 60 milhões de anos-luz do centro de um dos aglomerados de galáxias mais massivos conhecidos, o filamento é parte da teia cósmica que constitui em larga escala a estrutura do Universo, e é uma sobra dos primeiros momentos depois do Big Bang. Se a alta massa medida nos filamentos representa o resto do Universo, essas estruturas podem conter mais da metade de toda a massa universal.

A teoria do Big Bang prevê que a variação na densidade da matéria nos primeiros momentos do Universo levou a maior parte da matéria no cosmos a se condensar em uma teia de filamentos emaranhados. Essa visão é apoiada por simulações da evolução cósmica em computador, que sugerem que o Universo é estruturado como uma teia, com longos filamentos que se conectam em locais de aglomerados de galáxias massivas. Estes filamentos, apesar de vastos, são feitos principalmente de matéria escura, o que os torna difíceis de observar.

A primeira identificação convincente de uma seção destes filamentos foi feita no início do ano. Agora, com o estudo em 3D, é possível eliminar muitas das armadilhas que surgem ao estudar a imagem plana de uma estrutura assim. "Filamentos da teia cósmica são extremamente estendidos e difusos, o que faz com que sejam difíceis de detectar", diz Mathilde Jauzac, do Laboratório de Astrofísica de Marselha (LAM), na França, e da Universidade de KwaZulu-Natal, na África do Sul, líder da pesquisa.

A equipe combinou imagens de alta resolução da região ao redor do aglomerado de galáxias MACS J0717.5+3745 (ou MAC J0717), tiradas usando o Hubble, o Subaru, e o telescópio Canadá-França-Havaí, com dados espectroscópicos sobre as galáxias dentro dele a partir dos observatórios WM Keck e Gemini. Analisar essas observações conjuntamente dá uma visão completa da forma dos filamentos e de como se estendem para fora do aglomerado até quase nossa linha de visão.

As teorias da evolução cósmica sugerem que aglomerados de galáxias se formam onde filamentos da teia cósmica se encontram, com os filamentos lentamente afunilando matérias no aglomerado. "Do nosso trabalho anterior na MACS J0717 já sabíamos que este aglomerado está crescendo ativamente e, portanto, seria um alvo privilegiado para um estudo detalhado da rede cósmica", explica Harald Ebeling, da Universidade do Havaí em Manoa, coautor do estudo.

A equipe também contou com técnicas avançadas de lentes gravitacionais. A famosa teoria de Einstein da relatividade geral diz que o caminho da luz é desviado quando passa próximo a objetos com uma grande massa. Filamentos da teia cósmica são, em grande parte, compostos de matéria escura, que não pode ser vista diretamente, mas tem massa o suficiente para desviar a luz e distorcer as imagens das galáxias ao fundo, em um processo chamado de lente gravitacional. A equipe desenvolveu ferramentas para converter as distorções de imagem em um mapa de massa.

As imagens em alta resolução também auxiliaram a equipe. A lente gravitacional é um fenômeno sutil, e estudá-lo implica em ter imagens detalhadas. As observações do Hubble permitiram que a equipe estudasse a deformação precisa nas formas das galáxias com esse fenômeno. Isso, por sua vez, revela onde o filamento de matéria escura escondido está localizado. "O desafio era encontrar um modelo da forma da aglomeração que tivesse todas as características de lente gravitacional que nós observamos", explica Jean-Paul Kneib, do LAM, coautor na pesquisa.

Outro ingrediente na pesquisa foram as medições de distâncias e movimentos. Observar a forma dos filamentos nos aglomerados requerem observações em 3D mais precisas do que as feitas em duas dimensões. Imagens coloridas e velocidades de galáxias medidas com espectrômetros, usando os dados de outros telescópios, permitiram que a equipe localizasse milhares de galáxias dentro do filamento e detectassem movimentos de várias delas.

Um modelo que combinou informações de posição e velocidade para todas estas galáxias foi construído, o que revelou a forma em 3D e a orientação da estrutura filamentar. Isso permitiu que os pesquisadores medissem as propriedades reais dessa estrutura sem as incertezas que vêm ao projetar a imagem em duas dimensões.

Os resultados obtidos empurram os limites das previsões feitas pelos trabalhos teóricos e simulações numéricas da teia cósmica. Com um comprimento de ao menos 60 milhões de anos-luz, o filamento da MACS J0717 é extremo mesmo em escalas astronômicas. E se a massa medida pela equipe pode ser tomada como representativa de filamentos próximos a aglomerados gigantes, então estas ligações difusas entre os nós da rede cósmica podem conter ainda mais massa (na forma de matéria escura) do que os teóricos previram, tanto que mais da metade da massa do Universo pode estar escondida nessas estruturas.

O telescópio especial James Webb, da NASA, ESA e CSA, que deve ser lançado em 2018 pode ser uma ferramenta importante para detectar filamentos na teia cósmica, devido a sua maior sensibilidade.

Os cientistas apresentam o seu trabalho num artigo na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: Royal Astronomical Society