Medida exata da massa de buracos negros

Um grupo de cientistas europeus desenvolveu um novo método para determinar com exatidão a massa dos buracos negros localizados no centro das galáxias.

© NASA/ESA (galáxia NGC 4526)

O modelo permitiu aos pesquisadores calcularem que o buraco negro situado no núcleo da galáxia NGC 4526, a cerca de 55 milhões de anos luz da Terra, tem uma massa 450 milhões de vezes maior que a do Sol.

Para determinar a massa desse buraco negro, o grupo liderado por Timothy Davis, do Observatório Austral Europeu em Garching, na Alemanha, estudou os efeitos desse corpo celeste nas nuvens de gás molecular que o rodeiam.

Segundo os pesquisadores, é possível usar esse mesmo método para precisar a massa dos buracos negros no centro de muitas das galáxias próximas. Davis e sua equipe desenvolveram modelos que predizem o movimento das nuvens de gás diante da presença ou da ausência de um buraco negro. A partir da mudança de posição dos gases causada pelo buraco negro, é possível calcular sua massa.

Os buracos negros são regiões do espaço com uma concentração de massa tão elevada que seu campo gravitacional não permite que nada escape, nem mesmo a luz, o que dificulta qualquer medição direta de suas propriedades.

"O número de buracos negros que foram medidos com exatidão até agora é pequeno, e os métodos para fazer isso são limitados", argumentaram os cientistas. A estimativa exata da massa dos buracos negros facilitará a compreensão sobre como algumas galáxias se formaram.

As massas dos buracos negros no centro de galáxias guardam uma relação direta com uma série de propriedades das galáxias, o que sugere que ambos poderiam ter evoluído de forma conjunta.

Para fazer o cálculo, foi usada uma nova geração de interferômetros, que medem com maior precisão a luz de galáxias distantes que chega à Terra.

Graças a essa tecnologia, os pesquisadores que usaram, entre outros, o telescópio Alma, localizado no deserto chileno do Atacama, dizem que as medições podem se repetir com um tempo de observação de cerca de 5 horas.

"O uso de gás molecular como referência deve permitir estimar a massa de buracos negros em centenas de galáxias, muito mais do que é possível com as técnicas atuais", afirmaram os cientistas.

Fonte: G1 e Nature

A Nebulosa Escura Doodad

A encantadora Nebulosa Escura Doodad deriva através do céu do hemisfério sul da Terra, um alvo realmente tentador para aqueles que usam binóculos para observar o céu na constelação da Musca (Mosca).

© Ivan Eder (Nebulosa Escura Doodad)

A nuvem cósmica empoeirada é vista contra o rico campo estelar um pouco ao sul da proeminente nebulosa do Saco de Carvão e do Cruzeiro do Sul. Se esticando por aproximadamente 3 graus através da cena, a Nebulosa Escura Doodad parece estar pontuada na sua extremidade sul (parte inferior esquerda) pelo aglomerado globular estelar NGC 4372. Claro, que o aglomerado NGC 4372 flutua ao redor do halo da Via Láctea, um objeto de segundo plano localizado a 20.000 anos-luz de distância e que somente por coincidência junta-se à nossa visada para a Nebulosa Escura Doodad. A silhueta bem definida da Nebulosa Escura Doodad pertence à nuvem molecular da Musca, mas é melhor conhecida pelo seu apelido que foi pela primeira vez cunhado pelo escritor e astrofotógrafo Dennis di Cicco em 1986 enquanto observava o cometa Halley no deserto Outback Australiano. A Nebulosa Escura Doodad está a aproximadamente 700 anos-luz de distância e tem mais de 30 anos-luz de comprimento.

Fonte: NASA

Os anéis coloridos de Andrômeda

O redemoinho de poeira preenchendo a galáxia de Andrômeda se destaca de maneira colorida nessa nova imagem feita pelo observatório espacial Herschel.

© Herschel (galáxia de Andrômeda)

O brilho visto aqui vem dos comprimentos de onda mais longos, ou da parte mais distante final  do espectro infravermelho, dando assim aos astrônomos a chance de identificar a parte empoeirada mais fria da nossa vizinha galáxia. Esse comprimento de onda da luz se espalha de 250 a 500 mícron, que é aproximadamente um quarto da metade de um milímetro. A habilidade do Herschel de detectar a luz permite aos astrônomos observarem nuvens de poeira que estão a temperaturas de somente algumas dezenas de graus acima do zero absoluto. Essas nuvens são escuras e opacas nos comprimentos de onda mais curtos. A visão do Herschel também destaca partes empoeiradas entre os anéis concêntricos.

As cores na imagem acima foram realçadas para fazer com que fosse mais fácil vê-las, mas elas refletem as variações reais no dado. As nuvens mais frias são mais brilhantes nos comprimentos de onda mais longos, e são coloridas em vermelho aqui, enquanto que as mais quentes são tingidas de azul na imagem acima.

Esses dados integrados com os dados obtidos por outros observatórios, revelam que outras propriedades da poeira além simplesmente da temperatura, estão afetando a cor infravermelha da imagem. Aglomerações de grãos de poeira, ou mantos de gelo crescidos nos grãos em direção às partes mais externas da galáxia parecem contribuir para essas sutis variações nas cores.

Essas observações foram feitas pelo instrumento do Herschel, chamado de Spectral and Photometric Imaging Receiver (SPIRE). Os dados foram processados como parte de um projeto para melhorar os métodos de gerar mosaicos a partir das observações feitas com o SPIRE. A luz com um comprimento de onde de 250 mícron é renderizada em azul, a luz com 350 mícron em verde e a de 500 mícron em vermelho. A saturação das cores foi realçada para mostrar as pequenas diferenças nesses comprimentos de onda.

© Herschel (a fria galáxia de Andrômeda)

Nessa nova imagem da galáxia de Andrômeda feita pelo observatório espacial Herschel, linhas frias de formação de estrelas são reveladas com os maiores detalhes até hoje já vistos.

A galáxia de Andrômeda, também conhecida como M31, é a maior galáxia próxima da nossa Via Láctea, a uma distância de 2,5 milhões de anos-luz, fazendo dela um laboratório natural ideal para se estudar a formação das estrelas e a evolução da galáxia.

Sensível à luz do infravermelho distante vinda da fria mistura entre gás e poeira, o Herschel procura por nuvens de gás onde as estrelas nascem.

As regiões mais quentes como o bulbo central densamente povoado, sendo o lar de estrelas mais velhas, aparecem em azul.

Estruturas intrigantes estão presentes através dos 200000 anos-luz da extensão da galáxia com zonas de formação de estrelas organizadas em braços espirais e no mínimo cinco anéis concêntricos intercalados com vazios escuros onde a formação de estrelas está ausente.

A galáxia de Andrômeda abriga algumas centenas de bilhões de estrelas e mostra claramente que muito mais estrelas estão sendo geradas.

Fonte: NASA e ESA

No centro da Nebulosa Trífida

Nuvens de gás brilhante se misturam com as linhas de poeira da Nebulosa Trífida, uma região de formação de estrelas localizada na direção da constelação do Arqueiro (Sagittarius).

© Subaru/Hubble (Nebulosa Trífida)

No centro, as três proeminentes linhas de poeira que dão o nome de Trífida a essa nebulosa aparecem juntas. Montanhas de poeira opaca aparecem na parte direita da imagem, enquanto que outros filamentos escuros de poeira são visíveis percorrendo toda a nebulosa. Uma única estrela massiva visível no centro gera quase todo o brilho da Trífida. A Trífida, também conhecida como M20, só tem 300.000 anos de vida, fazendo dela uma das jovens nebulosas de emissão conhecida. A nebulosa localiza-se a aproximadamente 9.000 anos-luz de distância da Terra e a parte mostrada na imagem acima se espalha por aproximadamente 10 anos-luz. A imagem acima é uma composição feita com uma imagem obtida pelo telescópio Subaru de 8,2 metros em Terra, com detalhes fornecidos pelo telescópio espacial Hubble com seus 2,4 metros, com dados coloridos fornecidos por Martin Pugh e a montagem e o processamento da imagem realizado por Robert Gendler.

Fonte: NASA

Um peso pesado intergaláctico

A imagem profunda abaixo mostra o que é conhecido como um superaglomerado de galáxias, um grupo gigante de aglomerados de galáxias ligados entre si.

© ESO (aglomerados Abell 901 e 902)

Este, conhecido como Abell 901/902, é constituído por três aglomerados principais diferentes e um número de filamentos de galáxias, típicos de tais super estruturas. Um dos aglomerados, Abell 901a, pode ser visto por cima e um pouco à direita da estrela vermelha bastante proeminente que se encontra em primeiro plano, próximo do centro da imagem. Um outro, Abell 901b, está situado à direita de Abell 901a, um pouco mais abaixo. Por fim, o aglomerado Abell 902 encontra-se diretamente abaixo da estrela vermelha, estendendo-se para baixo na imagem.

O superaglomerado Abell 901/902 situa-se a um pouco mais de dois bilhões de anos-luz da Terra e contém centenas de galáxias numa região com cerca de 16 milhões de anos-luz de dimensão. Em termos de comparação, o Grupo Local de Galáxias, que contém a nossa Via Láctea, para além de mais outras 50 galáxias, tem uma dimensão de aproximadamente 10 milhões de anos-luz.

Esta imagem foi obtida com a câmara Wide Field Imager (WFI), montada no telescópio MPG/ESO de 2,2 metros, situado no Observatório de La Silla, no Chile. Em 2008, com dados do WFI e do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, astrônomos mapearam de modo preciso a distribuição de matéria escura no superaglomerado, mostrando que os aglomerados e as galáxias individuais que fazem parte da superestrutura se encontram no seio de enormes nodos de matéria escura. Para chegar a este resultado, os astrônomos observaram como é que a radiação emitida por 60 mil galáxias distantes, situadas atrás do aglomerado, era distorcida devido à influência gravitacional da matéria escura existente no aglomerado, e revelaram deste modo a sua distribuição. Pensa-se que a massa dos quatro nodos de matéria escura do Abell 901/902 seja cerca de 10 trilhões de vezes a do Sol.

Fonte: ESO

Estrelas que o vento apagou

Há algo misterioso sobre a evolução das galáxias anãs.

© ESO (galáxia anã Fornax)

Os astrônomos observam um número muito menor desses pequenos aglomerados de estrelas do que prevê a teoria atual de como o Universo se formou a partir de uma explosão ocorrida há 13,7 bilhões de anos, o Big Bang. Por essa razão, acredita-se que ou há algo de errado com essa teoria – opção cada vez menos aceita pelos especialistas –, ou algo aconteceu durante a formação dessas galáxias que as deixou tão vazias de estrelas que nem os mais poderosos telescópios conseguem observá-las.

Em um trabalho recém-aceito para publicação na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, um grupo de astrônomos brasileiros apresenta resultados que fortalecem a segunda hipótese e detalham um possível mecanismo que teria impedido algumas galáxias anãs de produzirem estrelas em abundância. Por meio de simulações de computador, Diego Falceta-Gonçalves, da Universidade de São Paulo (USP), e Luciana Ruiz, Gustavo Lanfranchi e Anderson Caproni, da Universidade Cruzeiro do Sul (Unicsul), propõem que uma série de explosões estelares ocorridas no início da formação das galáxias anãs teria expulsado delas quase todo o gás que serviria para gerar novas estrelas. Como consequência, elas se tornariam quase despovoadas.

Embora tenham ocorrido há mais de 13 bilhões de anos, pouco após a criação do Universo, essas explosões estelares podem ter deixado traços – diferenças na concentração de elementos químicos dentro e fora das galáxias – que podem ser verificados por meio de observações astronômicas e contribuir para confirmar ou refutar o modelo. “Nosso trabalho explica o que pode ter ocorrido tanto no interior da galáxia anã como entre os aglomerados de galáxias”, diz Lanfranchi.

As galáxias anãs existem em todo o Universo, orbitando galáxias maiores, como a nossa, a Via Láctea. Em geral, elas possuem centenas de milhões de estrelas – cerca de 0,1% do total encontrado na Via Láctea. Algumas ainda contêm gás e se mantêm capazes de gerar novas estrelas. Mas a maioria abriga apenas um grupo de estrelas velhas. Na Ursa Menor, uma das galáxias anãs que orbita a Via Láctea, por exemplo, a última estrela nasceu 9 bilhões de anos atrás.

De acordo com a teoria cosmológica corrente, segundo a qual o Universo nasceu há 13,7 bilhões de anos a partir de uma explosão inicial e vem expandindo desde então, as galáxias anãs foram os primeiros aglomerados de estrelas a se formar, em torno de 300 milhões de anos após o Big Bang. Galáxias maiores, do porte da Via Láctea, só começariam a surgir 1 bilhão de anos depois. Os astrônomos ainda debatem se as galáxias maiores surgiram da aglutinação de anãs ou se cresceram independentemente delas. Mas todos acreditam que as galáxias, grandes ou pequenas, nasceram do gás acumulado em regiões do espaço onde a matéria escura se concentrou.

© NASA/CXC/M. Weiss (a estrutura do Universo)

A matéria escura é uma substância invisível e de identidade ainda desconhecida. Ela permeia todo o espaço e só é percebida pela influência gravitacional que exerce no movimento de estrelas e galáxias. Pelas observações cosmológicas, deve existir de cinco a nove vezes mais matéria escura do que matéria normal no Universo. E as simulações computacionais baseadas na teoria do Big Bang sugerem que as galáxias maiores se formaram justamente nas regiões em que uma quantidade maior de matéria escura se aglomerou, os chamados halos.

Essas simulações também mostram que cada um desses grandes halos de matéria escura é cercado de uma constelação de centenas de halos menores, que, em princípio, deveriam originar galáxias anãs. Mas em vez de centenas, foram observadas apenas 26 delas orbitando a Via Láctea. “De acordo com as observações e as simulações, deve haver centenas de halos de matéria escura que não formaram quase nenhuma estrela”, comenta Lanfranchi.

Outro mistério a respeito das galáxias anãs é que a proporção entre a matéria normal e a escura é muito diferente daquela observada nas galáxias maiores. A massa do halo de matéria escura que envolve a Via Láctea é 10 vezes maior que a massa total de suas estrelas. Já as galáxias anãs estudadas têm de 20 até 3,4 mil vezes mais matéria escura que massa estelar. “Por alguma razão, foram formadas proporcionalmente muito menos estrelas nas galáxias anãs do que na Via Láctea”, diz Gonçalves.

Para esclarecer o passado das galáxias anãs, vários grupos de astrofísicos vêm desenvolvendo simulações de como teria evoluído a concentração inicial de gás e matéria escura que as originou. Todos os trabalhos sugerem que os protagonistas dessa história são as supernovas – as explosões que marcam o fim da vida de estrelas com massa muito elevada, dezenas de vezes maior que a do Sol. Segundo os modelos teóricos, as primeiras supernovas formadas nessas galáxias teriam transferido tanta energia para o gás no interior desses aglomerados de estrelas que terminaram por expulsá-lo para o meio intergaláctico. E, sem gás, a formação estelar teria sido interrompida.

Nenhuma simulação até agora, porém, havia chegado a um nível de detalhe suficiente para explicar exatamente como esse gás escaparia nem em que quantidade e em qual estágio da evolução galáctica. Os astrônomos brasileiros aceitaram então o desafio de simular o primeiro bilhão de anos das galáxias anãs da maneira mais realista possível, usando um código computacional desenvolvido pelo astrofísico polonês Grzegorz Kowal, da USP. Nas simulações os pesquisadores avaliaram 11 cenários possíveis para a evolução dessas galáxias, variando parâmetros como a distribuição de matéria escura e a taxa de formação de supernovas. Eles também levaram em conta detalhes como o surgimento aleatório das supernovas em várias regiões da galáxia e a quantidade de energia das explosões convertida em calor ou luz.

Apesar de controlarem os parâmetros de suas simulações, os pesquisadores não tinham como saber o resultado de antemão. “Conseguimos determinar quão rápido as galáxias perdem gás, dependendo de sua massa, da distribuição de matéria escura e da taxa de formação de supernovas”, explica Gonçalves.

Em todos os cenários, as simulações mostraram que as supernovas criam ventos que começam a expelir o gás da galáxia 100 milhões de anos após seu nascimento. No caso mais extremo, 88% do gás foi eliminado em 1 bilhão de anos. “A maioria dos halos acaba com poucas estrelas e se tornam invisíveis”, conta o pesquisador. “As galáxias que observamos hoje se formaram nos cenários em que o vento foi mais brando.”

Os pesquisadores imaginavam que o gás aquecido pelas supernovas superasse a atração gravitacional e escapasse da galáxia por ser impulsionado com muita energia, como um foguete lançado rumo ao espaço. Mas descobriram que não era sempre assim. De 5% a 40% do gás aquecido pelas explosões escapava em menos de 200 milhões de anos, mesmo sem energia para vencer a gravidade, ao flutuar no gás mais frio e mais denso a sua volta. “É mais como uma bexiga cheia de hélio, que sobe sozinha, sem ser lançada”, explica Gonçalves.

Esse fenômeno, conhecido como instabilidade de Rayleigh-Taylor, é o mesmo responsável pela elevação de gás quente em forma de cogumelo de uma explosão de bomba atômica. Na simulação dos brasileiros, as supernovas criam bolhas de gás quente ao seu redor, que migram para as camadas mais externas e frias da galáxia, se expandindo e se fundindo, formando canais por onde o gás escapa. Uma consequência importante desse fenômeno é que a composição do gás que sai das galáxias anãs não é a mesma do gás primordial, composto por elementos químicos leves (hidrogênio e hélio), os primeiros a surgirem no Universo. O gás que escapa é enriquecido com elementos químicos mais pesados, criados nas explosões das supernovas.

“Esses resultados são interessantes e devem ser confrontados com observações para verificar se a teoria está correta”, afirma o astrofísico Reinaldo de Carvalho, do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, estudioso da evolução das galáxias. Os pesquisadores esperam encontrar evidências do que ocorreu com as galáxias anãs ao investigar a composição química de suas estrelas. Para isso, estão analisando uma galáxia anã, a Ursa Menor. Eles planejam comparar as conclusões com a composição do meio intergaláctico, para onde teriam sido expelidos os elementos químicos mais pesados.

Fonte: FAPESP (Pesquisa)

Abrindo uma caixa cósmica de jóias

Os enxames estelares são, entre os objetos que se podem observar no céu, os mais interessantes visualmente e também os mais fascinantes em termos astrofísicos.

© ESO/VLT (enxame Caixa de Jóias)

Um dos mais espectaculares encontra-se no céu meridional, na constelação do Cruzeiro do Sul.

O enxame Kappa Crucis, também conhecido como NGC 4755, ou simplesmente a “Caixa de Jóias” é suficientemente brilhante para poder ser visto a olho nu. Deve o seu nome ao astrônomo inglês John Herschel, que nos anos 30 do século XIX, o observou através de um telescópio e o achou parecido uma peça de joalharia exótica, devido aos seus marcantes contrastes de cor entre estrelas azuis pálidas e estrelas de cor laranja.

Os enxames abertos, tais como o NGC 4755, contêm tipicamente alguns milhares de estrelas, ligeiramente ligadas gravitacionalmente.

Os enxames estelares abertos ou galácticos não devem ser confundidos com os enxames globulares, que são enormes bolas de dezenas de milhar de estrelas velhas que orbitam a nossa Galáxia e outras galáxias. Pensa-se que a maior parte das estrelas, incluindo o nosso Sol, se formaram em enxames abertos.

Uma vez que as estrelas se formaram todas ao mesmo tempo, a partir da mesma nuvem de gás e poeira, as suas idades e composições químicas são semelhantes, o que as torna laboratórios perfeitos para estudos de evolução estelar.

A posição do enxame entre campos ricos em estrelas e nuvens de poeira da Via Láctea austral é mostrada no campo bastante grande da imagem gerada a partir de dados do Digitized Sky Survey 2. Esta imagem inclui igualmente uma das estrelas do Cruzeiro do Sul e parte da imensa nuvem escura do Saco de Carvão. O Saco de Carvão é uma nebulosa escura no hemisfério sul, próxima do Cruzeiro do Sul, que pode ser observada a olho nu. Uma nebulosa escura não é a completa ausência de luz, é apenas uma nuvem interestelar de poeira espessa que obscurece a maior parte da radiação de fundo emitida no visível.

A combinação de imagens obtidas por três telescópios excepcionais, o VLT (Very Large Telescope) do ESO, o telescópio de 2,2 metros MPG/ESO que se encontra no observatório de La Silla, do ESO, e o telescópio espacial Hubble da NASA/ESA, permitiu observar o enxame estelar da Caixa de Jóias numa perspectiva completamente diferente. Esta imagem obtida com a câmara WFI (Wide Field Imager) montada no MPG/ESO mostra o enxame assim como a zona em seu redor, em todo o seu esplendor colorido. Com o grande campo de visão desta câmara podemos observar um grande número de estrelas. Muitas estão situadas por trás de nuvens de poeira da Via Láctea e por isso aparecem vermelhas. Se a radiação de uma estrela distante atravessar nuvens de poeira no espaço, a radiação azul é dispersada mais do que a vermelha. Como resultado, a radiação estelar emitida é mais vermelha quando chega à Terra. É igualmente este efeito que origina as gloriosas cores vermelhas durante o pôr-do-sol terrestre.

A Caixa de Jóias é muito colorida em imagens obtidas no visível, a partir da Terra. No entanto, observada a partir do espaço, com o telescópio espacial Hubble da NASA/ESA, podemos captar radiação em comprimentos de onda mais curtos dos que os observados a partir do solo. Esta imagem do Hubble, do centro do enxame, representa a primeira imagem de um enxame estelar aberto que cobre o espectro electromagnético desde o ultravioleta longínquo ao infravermelho próximo. São visíveis nesta imagem várias estrelas supergigantes muito brilhantes de um azul pálido, uma solitária estrela supergigante vermelha rubi, e muitas outras estrelas menos brilhantes. As intrigantes cores de muitas das estrelas resultam da emissão de intensidades diferentes de radiação em diferentes comprimentos de onda do ultravioleta.

A grande variedade em brilho das estrelas no enxame deve-se ao fato das mais brilhantes terem 15 a 20 vezes mais massa do que o Sol, enquanto as mais fracas têm menos de metade da massa solar. As estrelas de maior massa brilham mais intensamente. Também envelhecem mais depressa e passam a estrelas gigantes muito mais depressa do que as suas irmãs menos brilhantes e de menor massa.

O enxame da Caixa de Jóias encontra-se a cerca de 6.400 anos-luz de distância e tem aproximadamente 16 milhões de anos.

Fonte: ESO

A galáxia espiral próxima NGC 4945

A grande galáxia espiral NGC 4945 é vista de lado na imagem abaixo perto do centro desse retrato cósmico galáctico.

© SSRO (galáxia espiral NGC 4945)

De fato, a NGC 4945 é quase do tamanho da nossa Via Láctea. Seu disco empoeirado, os jovens aglomerados estelares azuis e as regiões rosadas de formação de estrelas  se destacam nessa imagem telescópica colorida. Localizada a aproximadamente 13 milhões de anos-luz de distância na direção da expansiva constelação do hemisfério sul de Centaurus, a NGC 4945 é somente seis vezes mais distante do que a galáxia de Andrômeda, a galáxia espiral grande mais próxima da Via Láctea. Apesar da região central da galáxia estar em grande parte escondida da visão dos telescópios ópticos, observações feitas em raios X e em infravermelho indicam significantes emissões de alta energia e uma grande atividade de formação de estrelas no núcleo da NGC 4945. Seu núcleo obscuro, porém ativo, qualifica essa bela ilha do Universo como sendo uma galáxia Seyfert, e provavelmente abriga um buraco negro central supermassivo.

Fonte: NASA

Incendiando a escuridão

Uma nova imagem obtida pelo telescópio APEX (Atacama Pathfinder Experiment) mostra uma bela vista de nuvens de poeira cósmica na região de Órion.

© APEX (região de Órion)

Embora estas nuvens densas interestelares pareçam escuras em imagens obtidas no visível, a câmara LABOCA (Large APEX BOlometer CAmera LABOCA) do APEX consegue detectar o calor emitido pelos grãos de poeira e revelar os locais secretos onde novas estrelas estão se formando. No entanto, uma destas nuvens escuras não é o que parece.

No espaço, nuvens densas de gás e poeira cósmica são os locais onde nascem novas estrelas. Na radiação visível, a poeira aparece-nos escura e obscurante, escondendo as estrelas que estão por trás. Tanto que, quando o astrônomo William Herschel observou uma destas nuvens na constelação do Escorpião em 1774, pensou que era uma região sem estrelas e teria até exclamado "Existe de fato aqui um buraco no céu!"

De modo a compreender melhor a formação estelar, os astrônomos utilizam telescópios que podem observar a maiores comprimentos de onda, tais como no domínio do submilimétrico, no qual os grãos de poeira escuros brilham em vez de absorverem radiação. O APEX, no Planalto do Chajnantor, nos Andes chilenos, é o maior telescópio composto por uma única antena parabólica, no hemisfério sul, a trabalhar no submilimétrico, o que o torna ideal para ajudar os astrônomos a estudar o nascimento das estrelas.

Situado na constelação de Órion, a 1.500 anos-luz de distância da Terra, o Complexo da Nuvem Molecular de Órion é a região mais próxima de nós onde se formam estrelas em grande número, contendo, por isso, um tesouro de nebulosas brilhantes, nuvens escuras e estrelas jovens. A nova imagem mostra apenas parte deste vasto complexo observado no visível, com as observações submilimétricas do APEX sobrepostas em tons de laranja brilhante, que parecem incendiar as nuvens escuras. Muitas vezes, os nós brilhantes observados pelo APEX correspondem a regiões mais escuras no visível; um sinal claro de uma nuvem densa de poeira que absorve radiação visível, mas que brilha nos comprimentos de onda submilimétricos, sendo possivelmente um local de formação estelar.

A região brilhante por baixo do centro da imagem é a nebulosa NGC 1999. Esta região, quando vista no visível, ou seja uma nebulosa de reflexão, onde o brilho azul pálido da radiação estelar de fundo é refletido pelas nuvens de poeira. A nebulosa é principalmente iluminada pela radiação energética emitida pela jovem estrela V380 Orionis, que se encontra no seu coração. A estrela V380 Orionis tem uma elevada temperatura à superfície, cerca de 10.000 Kelvin, quase o dobro da do nosso Sol. Estima-se que a sua massa seja 3,5 vezes a do Sol. No centro da nebulosa encontra-se uma zona escura, a qual se observa ainda melhor numa bem conhecida imagem do telescópio espacial Hubble da NASA/ESA, vista a seguir.

© Hubble (NGC 1999)

Normalmente, uma região escura como esta indicaria uma nuvem densa de poeira cósmica, obscurecendo as estrelas e a nebulosa por trás. No entanto, nesta imagem podemos ver que a região permanece estranhamente escura, mesmo quando incluímos as observações do APEX. Graças a estas observações do APEX, combinadas com observações no infravermelho, obtidas por outros telescópios, os astrônomos pensam que esta região é de fato um buraco ou cavidade na nebulosa, escavada pelo material que flui da estrela V380 Orionis. Desta vez, existe de fato um buraco no céu!

A região mostrada nesta imagem situa-se a cerca de dois graus a sul da enorme e bem conhecida nebulosa de Órion (Messier 42), a qual pode ser vista no limite superior da imagem de grande angular, no visível, do Digitized Sky Survey.

Fonte: ESO

Estrela Betelgeuse prestes a explodir

Os múltiplos arcos revelados na imagem que mostra Betelgeuse, a supergigante vermelha mais próxima da Terra, indicam que a estrela está se encaminhando para uma poderosa supernova, explosão que ocorre quando a vida de uma estrela massiva chega ao fim.

© Herschel (arco ao redor da estrela Betelgeuse)

A agência espacial europeia (ESA) registrou o processo de destruição com o telescópio espacial Herschel.

A estrela Betelgeuse, também chamada de Alfa Órion, é cerca de mil vezes maior que o Sol e tem um brilho aproximadamente 100 mil vezes mais forte. Localizada na constelação de Órion, pode ser vista a olho nu no céu noturno como uma estrela de cor vermelho-alaranjada à esquerda das chamadas Três Marias, que formam o cinturão da constelação de Órion. Betelgeuse marca o ombro direito do caçador.

A recém-divulgada imagem infravermelha mostra como os ventos da estrela estão colidindo contra o meio estelar em seu entorno, criando um choque em arco enquanto a supergigante se move pelo espaço à velocidade de aproximadamente 30 km/s. Uma série de arcos à frente da direção de deslocamento testemunha uma turbulenta história de perda de massa.

As supergigantes vermelhas como a Betelgeuse representam uma das últimas fases da vida de uma estrela de grande massa. Durante essa fase, de curta duração, a estrela aumenta de tamanho e expele as suas camadas exteriores para o espaço a uma taxa prodigiosa, emitindo enormes quantidades de material (correspondentes aproximadamente à massa do Sol) em apenas 10 mil anos, ou estimados 5 mil anos, no caso da Betelgeuse.

Fonte: ESA

Os buracos negros constroem sua moradia?

O que vem primeiro, os buracos negros supermassivos que devoram matéria freneticamente ou as enormes galáxias nas quais eles residem?

© ESO (quasar HE0450-2958)

Um novo cenário surgiu de um conjunto de observações extraordinárias feitas de um buraco negro sem casa: os buracos negros podem estar construindo a sua própria galáxia hospedeira. Este pode bem ser o elo perdido, há muito procurado, que explica porque razão é que as massas dos buracos negros são maiores em galáxias que contêm maior número de estrelas.

“A questão do ‘ovo e da galinha’ relativamente a saber se é a galáxia ou o seu buraco negro que se forma primeiro é um dos assuntos mais debatidos na astrofísica moderna,” diz o autor principal David Elbaz. “O nosso trabalho sugere que os buracos negros supermassivos podem desencadear a formação estelar, ‘construindo’ desse modo as suas próprias galáxias hospedeiras. Esta descoberta poderá também explicar porque é que as galáxias que albergam buracos negros têm mais estrelas.”

Para chegar a uma conclusão tão extraordinária, a equipe de astrônomos observou extensivamente um objeto peculiar, o quasar próximo HE0450-2958, o único quasar para o qual não foi ainda detectada uma galáxia hospedeira. O HE0450-2958 situa-se a cerca de 5 bilhões de anos-luz de distância. Os buracos negros supermassivos encontram-se no interior das maiores galáxias; contrariamente ao buraco negro, bastante esfomeado e inativo, que se encontra no centro da Via Láctea, uma fração destes buracos negros estão ativos, no sentido em que consomem enormes quantidades de matéria. Estas ações frenéticas libertam uma enorme quantidade de energia em todo o espectro electromagnético; particularmente espectacular é o caso dos quasares, nos quais o núcleo ativo é tão brilhante que ultrapassa a luminosidade da galáxia hospedeira.

Até agora especulava-se que a galáxia hospedeira deste quasar estaria escondida por trás de grandes quantidades de poeira, e por isso os astrônomos utilizaram um instrumento que trabalha no infravermelho médio montado no VLT (Very Large Telescope) do ESO. A tais comprimentos de onda, as nuvens de poeira brilham intensamente sendo por isso facilmente detectadas. “Observando a estes comprimentos de onda poderíamos delinear a poeira que estaria escondendo a galáxia hospedeira,” diz Knud Jahnke, que liderou as observações feitas no VLT. “Contudo, não encontramos poeira nenhuma. No entanto, descobrimos que uma galáxia sem relação aparente, situada na vizinhança imediata do quasar, se encontra produzindo estrelas a uma taxa elevadíssima.”

Estas observações propiciou uma visão completamente diferente deste sistema. Embora não se encontre nenhuma estrela à volta do buraco negro, a sua galáxia companheira é extremamente rica em estrelas muito jovens e brilhantes. Está formando estrelas a uma taxa equivalente a cerca de 350 Sóis por ano, ou seja cem vezes mais do que as taxas observadas para galáxias típicas do Universo local.

Observações anteriores tinham mostrado que a galáxia companheira se encontra, de fato, a ser alvejada: o quasar liberta um jato de partículas altamente energéticas na sua direcção, acompanhado por uma corrente de gás que se move a alta velocidade. Esta injeção de matéria e energia na galáxia indica que o próprio quasar poderá estar induzindo a formação de estrelas e portanto criando a sua própria galáxia hospedeira; num tal cenário, as galáxias se desenvolveriam a partir de nuvens de gás atingidas por jatos energéticos vindos de quasares.

Os dois objetos estão destinados a colidir e fundir-se no futuro: o quasar desloca-se a uma velocidade de apenas algumas dezenas de milhar de km/h relativamente à galáxia companheira e a sua separação é de apenas 22.000 anos-luz. Assim, quando o quasar se fundir com a sua companheira rica em estrelas, passará finalmente a residir no interior duma galáxia hospedeira como todos os outros quasares.

Deste modo, a equipe identificou os jatos de buracos negros como possíveis motores de formação galáctica, o que pode também representar o elo perdido, há muito procurado, para compreender porque é que a massa dos buracos negros é maior em galáxias que contêm mais estrelas. A maioria das galáxias no Universo local contém um buraco negro supermassivo com uma massa de cerca de 1/700 da massa do bojo galáctico. A origem desse buraco negro versus a sua relação com a massa estelar é um dos assuntos mais debatidos na astrofísica moderna.

Os instrumentos futuros, tais como: ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), E-ELT (European Extremely Large Telescope) e JWST (James Webb Space Telescope) serão capazes de procurar tais objetos similares noutros sistemas a maiores distâncias de nós, investigando a relação entre os buracos negros e a formação de galáxias no Universo mais distante.

Fonte: ESO

As aparências podem ser enganadoras

Os aglomerados globulares são coleções aproximadamente esféricas de estrelas extremamente velhas, e por volta de 150 desses aglomerados estão espalhados ao redor da nossa galáxia.

© Hubble (aglomerado NGC 411)

O Hubble é um dos melhores telescópios para estudá-los, já que sua alta resolução deixa os astrônomos observarem as estrelas de forma individual, mesmo no núcleo repleto de estrelas. Todos os aglomerados têm uma aparência muito similar e em imagens do Hubble podem ser muito difícil distinguí-los, e todos eles se parecem muito com o NGC 411, visto na imagem acima.

E até mesmo nas imagens do Hubble as aparências podem enganar. O NGC 411, de fato nem é um aglomerado globular, e as suas estrelas nem são velhas. Além do mais ele nem mesmo está na Via Láctea.

O NGC 411 é classificado como um aglomerado aberto. Menos unidas que um aglomerado globular, as estrelas em aglomerados abertos tendem se afastarem ao longo do tempo à media que envelhecem, enquanto que em aglomerados globulares elas sobrevivem por mais de 10 bilhões de anos da história galáctica. O NGC 411 é um aglomerado relativamente novo, não tem muito mais que um décimo dessa idade. Longe de ser uma relíquia dos primeiros anos do Universo, as estrelas no NGC 411 têm de fato uma fração da idade do Sol.

As estrelas no NGC 411 tem aproximadamente a mesma idade, tendo se formado de uma vez a partir de uma nuvem de gás. Mas elas não são todas do mesmo tamanho. A imagem do Hubble mostra uma grande variação de cores e brilhos nas estrelas do aglomerado. Isso informa muitos fatos sobre as estrelas, incluindo suas massas, temperatura e fase de evolução. Estrelas azuis, por exemplo, têm uma temperatura superficial maior do que as estrelas vermelhas.

A imagem acima é na verdade uma composição produzida com observações ultravioleta, visível e infravermelha feitas pela Wide Field Camera 3 do Hubble. Essa combinação de filtros permite o telescópio “ver” as cores um pouco além da parte terminal vermelha e violeta do espectro.

Fonte: ESA

Nebulosa com formato de peixe-boi

A Fundação Nacional de Ciência (NSF, na sigla em inglês) dos Estados Unidos divulgou uma nova imagem obtida através do observatório de radioastronomia Karl G. Jansky.

© NSF (nebulosa W50)

O registro é da gigantesca nebulosa W50, e chama a atenção na imagem o formato do objeto, que lembra um peixe-boi.

A nebulosa tem cerca de 20 mil anos e é o resultado de uma explosão de supernova. Essa enorme nuvem de gás tem cerca de 700 anos-luz de comprimento e ocupa dois graus do céu; se fosse visível a olho nu, ela equivaleria a quatro vezes a Lua Cheia. Ela fica na constelação de Aquila (Águia).

A W50 foi formada quando uma estrela explodiu como uma supernova, lançando seus componentes ao redor e formando uma enorme bolha de gás. Hoje, essa nuvem se alimenta da matéria expelida por uma estrela companheira próxima. Essa matéria forma um disco antes de entrar na nebulosa. Este disco e poderosas linhas magnéticas formam um canal, que acaba por ejetar poderosos jatos que saem do sistema a uma velocidade próxima à da luz. Esse complexo sistema é conhecido pelos astrônomos como microquasar SS433.

Conhecida como W50 (já que foi o 50º objeto listado no catálogo do astrônomo holandês Gart Westerhout, de 1958), recebeu um novo apelido pela organização americana: Nebulosa Peixe-Boi.

Fonte: NASA

O Laço de Barnard e a NGC 2170

O mosaico cósmico abaixo revela a beleza de como as coisas são.

© John Davis (NGC2170 e Laço de Barnard)

A cena evocativa abrange aproximadamente 6 graus ou 12 luas cheias no céu do planeta Terra. Na parte esquerda da imagem, essa cortina vermelha de gás brilhante é uma pequena parte de um imenso arco de 300 anos-luz de largura. Conhecido como laço de Barnard, a estrutura é muito apagada para ser vista a olho nu. Essa estrutura é formada por explosões de supernovas ocorridas a muito tempo atrás e pelos ventos de estrelas massivas, além de ser traçada pela luz dos átomos de hidrogênio. O laço de Barnard localiza-se a aproximadamente 1.500 anos-luz de distância aproximadamente no centro da grande nebulosa de Órion, um berçário estelar localizado ao longo das nuvens moleculares de Órion. Mas além dessa bela estrutura podemos encontrar na imagem acima outros férteis campos estelares no plano da Via Láctea. Na parte direita da imagem de longa exposição, podemos encontrar a NGC 2170, um complexo empoeirado de nebulosas perto da vizinhança da nuvem molecular, localizada a aproximadamente 2.400 anos-luz de distância da Terra.

Fonte: NASA

Um pedaço movimentado do Grande Atrator

Um pedaço do espaço cheio de objetos foi captado nessa imagem do telescópio espacial Hubble. Disseminado com muitas estrelas próximas, o campo também tem numerosas galáxias em segundo plano.

© Hubble (Abell 3627)

Localizado na divisa das constelações  Triangulum Australe (O Triângulo do Sul) e Norma, esse campo cobre parte do chamado Aglomerado de Norma, Abell 3627, bem como uma densa área da nossa própria galáxia, a Via Láctea.

O Aglomerado de Norma, é o aglomerado massivo de galáxias mais próximo da Via Láctea, e localiza-se a aproximadamente 220 milhões de anos-luz de distância. A enorme massa concentrada aqui, e a consequente atração gravitacional, explica porque que essa região do espaço é conhecida pelos astrônomos como o Grande Atrator, e domina a nossa região do Universo.

A maior galáxia visível nessa imagem é a ESO 137-002, uma galáxia espiral vista de lado. Nessa imagem do Hubble, nós podemos ver grandes regiões de poeira através do bulbo da galáxia. O que nós não vemos aqui é a cauda de raios X brilhante que tem sido observado se estendendo para fora da galáxia, mas que é invisível a um telescópio óptico como o Hubble.

Observar o Grande Atrator em comprimentos de onda ópticos é complicado. O plano da Via Láctea, responsável por numerosas estrelas brilhantes nessa imagem, tanto brilha (com as estrelas) como obscurece (com a poeira) muitos objetos além dele. Porém existem alguns truques para observarmos através dele, por exemplo, por meio de imagens infravermelhas e observações de rádio, mas a região além do centro da Via Láctea, onde a poeira é mais espessa, permanece ainda quase que um mistério completo para os astrônomos.

A imagem acima foi feita combinando imagens obtidas na luz azul e infravermelha com a Advanced Camera for Surveys do Hubble.

Fonte: ESA