ALMA localiza galáxias primordiais

Uma equipe de astrônomos utilizou o novo telescópio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para determinar a localização de mais de 100 galáxias com formação estelar intensa no Universo primordial.

© ALMA (localização precisa de galáxias primordiais)

O ALMA é tão potente que, em apenas algumas horas, fez tantas observações destas galáxias como as que tinham sido feitas por todos os telescópios semelhantes de todo o mundo ao longo de mais de uma década.

Os episódios de formação estelar mais intensos no Universo primordial tiveram lugar em galáxias distantes que continham uma enorme quantidade de poeira cósmica. Estas galáxias são a chave para compreender a formação e evolução galática ao longo da história do Universo, no entanto a poeira obscurece-as, o que torna difícil a sua identificação com telescópios ópticos. Para as observar, os astrônomos precisam de telescópios como o ALMA, que observa a radiação a maiores comprimentos de onda, por volta do milímetro.
“Os astrônomos esperam por dados como estes desde há mais de uma década. O ALMA é tão potente que revolucionou o modo como observamos estas galáxias, e isto ainda quando o telescópio não se encontrava completamente operacional, altura em que foram feitas as observações”, disse Jacqueline Hodge (Max-Planck-Institut für Astronomie, Alemanha), autora principal do artigo científico que descreve estas observações.
O melhor mapa que existia até agora destas galáxias distantes e empoeiradas tinha sido feito com o auxílio do telescópio Atacama Pathfinder Experiment (APEX), operado pelo ESO. Este telescópio mapeou uma região do céu de cerca do tamanho da Lua Cheia e detectou 126 galáxias deste tipo. No entanto, nas imagens APEX cada um destes episódios de formação estelar intensa aparece como uma mancha relativamente difusa, tão desfocada que cobre mais do que uma galáxia em imagens mais nítidas obtidas a outros comprimentos de onda. Sem saber exatamente qual das galáxias está formando estrelas, o estudo da formação estelar no Universo primordial torna-se muito difícil.
Localizar exatamente as galáxias certas requer observações mais nítidas e consequentemente telescópios maiores. O APEX é uma antena parabólica de 12 metros de diâmetro, mas telescópios como o ALMA utilizam várias antenas, como a do APEX, distanciadas entre si. Os sinais capturados por todas as antenas são combinados e o efeito obtido é o mesmo que se tivéssemos um único telescópio gigante, tão grande quanto a rede total de antenas.
A equipe utilizou o ALMA durante a sua fase inicial de observações científicas, para observar as galáxias mapeadas pelo APEX, numa época, portanto, em que a rede total de antenas ALMA ainda estava em construção. Usando menos de um quarto da rede final de 66 antenas, separadas por distâncias de até 125 metros, o ALMA precisou de apenas 2 minutos por galáxia para localizar cada uma delas numa região pequeníssima, 200 vezes menor que as enormes manchas desfocadas observadas pelo APEX, e com três vezes mais sensibilidade. O ALMA é muito mais sensível que os outros telescópios do seu tipo e, em apenas algumas horas, duplicou o número total de observações deste gênero já feitas.
A equipe conseguiu não apenas identificar de forma clara quais as galáxias que apresentavam regiões de formação estelar ativa, mas também descobriu, em metade dos casos, que várias galáxias com formação estelar tinham sido misturadas numa única mancha nas observações anteriores. Os olhos do ALMA conseguiram assim separar as diferentes galáxias umas das outras.
“Pensávamos anteriormente que as mais brilhantes destas galáxias estavam formando estrelas mil vezes mais depressa do que a nossa própria galáxia, a Via Láctea, com o risco de explodirem em pedaços. As imagens ALMA revelaram galáxias múltiplas menores formando estrelas a taxas relativamente mais razoáveis”, disse Alexander Karim (Universidade de Durham, Reino Unido), um membro da equipe e autor principal de um artigo científico complementar deste trabalho.
Os resultados formam o primeiro catálogo estatisticamente confiável de galáxias empoeiradas com formação estelar do Universo primordial e fornecem uma base fundamental para avançar na investigação sobre as propriedades destas galáxias em diferentes comprimentos de onda, sem o risco de má interpretação, devido às galáxias aparecerem juntas, quando na realidade são objetos separados entre si.
Embora o ALMA observe com enorme nitidez e sensibilidade sem precedentes, telescópios como o APEX continuam desempenhando um papel importante. “O APEX consegue cobrir uma grande área no céu mais depressa que o ALMA, por isso é ideal para descobrir estas galáxias. Uma vez sabendo para onde devemos olhar, podemos usar o ALMA para as localizar exatamente”, conclui Ian Small (Universidade de Durham, Reino Unido), co-autor do novo artigo científico.

Fonte: ESO

Registro da explosão de supernova em bactéria

Sedimentos recolhidos numa amostra do fundo do mar podem abrigar ferro radioativo soprado por uma supernova distante a 2,2 milhões de anos atrás e que pode estar preservado numa bactéria fossilizada.

© NASA/JPL (supernova remanescente Cassiopeia A)

Se confirmado, o ferro seria a primeira assinatura biológica de uma explosão estelar específica.

Shawn Bishop, um físico na Universidade Técnica de Munique na Alemanha, relatou os achados preliminares no recente encontro da Sociedade Física Americana em Denver, no Colorado.

Em 2004, os cientistas revelaram descobertas do isótopo ferro-60, que não se forma na Terra, em pedaço do assoalho oceânico do Oceano Pacífico. Eles calcularam quanto tempo esse isótopo radioativo tinha chegado na Terra usando a taxa de decaimento do mesmo ao longo do tempo. Eles concluíram então que esse isótopo havia se originado numa supernova na nossa vizinhança cósmica.

Bishop imaginou se ele poderia encontrar sinais dessa explosão em registros fósseis na Terra. Alguns candidatos naturais são certas espécies de bactérias que reúnem o ferro de seu ambiente para criar cristais magnéticos com 100 nanômetros de largura, que os micróbios usam para se orientarem dentro do campo magnético da Terra, de modo que elas possam navegar em condições preferenciais. Essas bactérias magnetotáteis vivem nos sedimentos localizados no fundo do mar.

Assim Bishop e seus colegas adquiriram partes de uma amostra de sedimentos do Oceano Pacífico do leste equatorial, datadas entre 1,7 milhões e 3,3 milhões de anos. Eles obtiveram amostras de sedimentos de uma camada correspondendo a períodos separados por aproximadamente 100.000 anos, e trataram essas amostras com uma técnica química que extraiu o ferro-60, mas não o ferro das fontes não biológicas, como o solo que formaram os continentes. Os cientistas então passaram as amostras por um espectrômetro de massa para ver se alguma parte do ferro-60 estava presente.

Forem encontrados níveis minúsculos de ferro-60, mas o único lugar que eles parecem aparecer é em camadas datadas de aproximadamente 2,2 milhões de anos de vida. Esse sinal aparente do ferro-60 poderia ser a parte remanescente das cadeias de magnetita (Fe₃O₄) formadas pelas bactérias no assoalho oceânico à medida que detritos radioativos da supernova eram derramados sobre elas desde a atmosfera depois que esses detritos cruzaram o espaço interestelar à velocidade da luz.

Ninguém está certo sobre qual estrela particular pode ter explodido, embora um artigo aponte que essa estrela possa ser uma associação estelar Scorpius-Centaurus a uma distância aproximada de 130 parsecs, ou 424 anos-luz do Sol.

Outro registro num fóssil em nosso planeta está sendo agora procurado numa segunda amostra, também do Pacífico, para verificar se ela também tem sinal do ferro-60.

Fonte: Nature

Descoberta estrela supergigante azul distante

Os pesquisadores Youichi Ohyama (Academia Sinica, Taiwan) e Ananda Hota (Centro UM-DAE para Excelência nas Ciências Básicas, Índia) descobriram auma estrela supergigante azul muito distante na constelação de Virgem.

© GALEX (imagem em ultravioleta da galáxia IC 3418)

Usando observações ópticas e ultravioletas dos telescópios Subaru da National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ), do telescópio Canada-France-Hawaii (CFHT) e do Galaxy Evolution Explorer (GALEX) da NASA, a dupla identificou o que pode ser a estrela mais distante já observada espectroscopicamente, localizada a cerca de 55 milhões de anos-luz de distância.
O objeto é chamado SDSS J122952.66+112227.8, uma fonte compacta formada por uma bolha brilhante e azulada na cauda gasosa e grumosa da galáxia IC 3418. Ela é uma galáxia pequena que colapsa em direção ao aglomerado de galáxias de Virgem com velocidade de 1.000 km/s, formando uma trilha de 55.500 anos-luz de comprimento e é provavelmente formada devido à pressão dinâmica do plasma quente, que arranca o gás frio galáctico.
O brilho da cauda em comprimentos de onda ópticos e ultravioletas sugere que as estrelas estão se formando dentro dos seus invólucros, e por isso Ohyama e Hota decidiram observá-los em mais detalhe. Usando o espectrógrafo FOCAS (Subaru Telescope's Faint Object Camera and Spectrograph) acoplado ao Telescópio Subaru e imagens de telescópios terrestres e espaciais, foi descoberto que o objeto não tem muitas das linhas de emissão esperadas numa região de formação estelar. Em vez disso, as suas impressões digitais espectrais coincidem com a emissão de uma supergigante azul, uma estrela do tipo-O, massiva e quente, que chegou ao fim da sua fase de fusão de hidrogênio.
É impossível determinar se a sua emissão é proveniente de uma ou várias estrelas, mas os autores pensam que uma única supergigante azul seria brilhante o suficiente para explicar as características. A confirmação vai demorar: os instrumentos atuais simplesmente não têm a resolução necessária, por isso os astrônomos terão que esperar pelo telescópio Thirty Meter sendo planejado para o futuro.
O estudo mostra claramente que a espectroscopia estelar de estrelas muito luminosas vai ser viável às distâncias do enxame de Virgem, onde as condições são muito diferentes das que temos na nossa Via Láctea.
Normalmente, a formação de estrelas ocorre em nuvens moleculares gigantes, vastos complexos gasosos e frios, onde nós densos colapsam sob a sua própria gravidade para formar estrelas. As caudas amontoadas da IC 3418 e um punhado de outras galáxias são diferentes.

O plasma nestas nuvens possuem temperaturas superiores a um milhão de graus. Nestes ambientes a turbulência pode ser mais importante do que a gravidade, com remoinhos formando densas pepitas gasosas que podem arrefecer rapidamente e colapsar para formar estrelas. O estudo da IC 3418 e ambientes similares pode ajudar os astrônomos a melhor compreender a formação estelar nestes locais excêntricos.

Fonte: NAOJ

Estrela com disco de detritos e planetas

O observatório espacial Herschel da ESA forneceu a primeira imagem de um cinturão de poeira, produzido pela colisão de cometas ou asteroides, orbitando uma estrela subgigante conhecida por abrigar um sistema planetário.

© ESA (disco de detritos ao redor de estrela)

Após bilhões de anos queimando constantemente hidrogênio em seu núcleo, estrelas como o nosso Sol exaurem sua reserva de combustível central e começam a queimar em conchas ao redor do núcleo. Elas então se tornam estrelas subgigantes antes de mais tarde se tornarem gigantes vermelhas.

No mínimo, durante a fase de subgigante, planetas, cometas e cinturões de asteroides ao redor dessas estrelas aposentadas podem sobreviverem, mas as observações são necessárias para medir suas propriedades. Uma abordagem é pesquisar por discos de poeira ao redor das estrelas, gerados pelas colisões entre as populações de asteroides ou cometas.

Graças às capacidades de detecção sensíveis ao infravermelho distante do observatório espacial Herschel, os astrônomos tem sido capaz de resolver a emissão brilhante ao redor da estrela Kappa Coronae Borealis (Kappa Cor Bor), indicando a presença de um disco de detritos empoeirado.

A estrela é um pouco mais pesada que o nosso Sol, com 1,5 vezes a sua massa, e tem aproximadamente 2,5 bilhões de anos, localizando-se a aproximadamente 100 anos-luz.

A partir de observações feitas com instrumentos baseados em Terra, sabe-se que essa estrela abriga um planeta gigante com um tamanho aproximadamente de duas vezes o tamanho do planeta Júpiter, orbitando a estrela a uma distância equivalente à distância do Cinturão de Asteroides do nosso Sistema Solar. Suspeita-se que exista um segundo planeta, mas a sua massa ainda não é bem aferida.

A detecção do Herschel fornece uma rara ideia sobre a vida de sistemas planetários orbitando estrelas subgigantes, e permite que se possa fazer um estudo detalhado da arquitetura do seu planeta e do sistema de disco.

“Essa é a primeira estrela aposentada que nós encontramos com um disco de detritos e um ou mais planetas”, disse Amy Bonsor, do Institute de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble, e principal autor do estudo.

“O disco tem sobrevivido durante toda a vida da estrela sem ter sido destruído. Isso é muito diferente do que acontece no nosso Sistema Solar, onde a maior parte dos detritos foram varridos numa fase conhecida como a Última Era de Bombardeamento Pesado, ocorrida a 600 milhões de anos depois da formação do Sol”.

A equipe de pesquisadores usou modelos para propor três possíveis configurações para o disco e os planetas que se ajustam às observações do Herschel feitas da Kapa Cor Bor.

O primeiro modelo é sobre a existência de um disco contínuo de poeira se estendendo de 20 a 220 UA (Unidades Astronômicas).

Por comparação, o disco de detritos congelados do nosso Sistema Solar, conhecido como Cinturão de Kuiper, se localiza a uma distância entre 30 e 50 UA do Sol.

Nesse modelo, um dos planetas orbita a estrela a uma distância de mais de 7 UA da estrela, e sua influência gravitacional pode esculpir a borda interna do disco.

Uma variação nesse modelo tem um disco sendo agitado pela influência gravitacional de ambos os companheiros, misturando–se de tal forma que a taxa de produção de poeira nos picos do disco ocorre em torno de 70 a 80 UA da estrela.

Outro interessante cenário, o disco de poeira é dividido em dois cinturões estreitos, centrados em 40 UA e 165 UA, respectivamente. Aqui, o companheiro mais externo pode orbitar a estrela entre os dois cinturões a uma distância entre 7 e 70 UA, abrindo a possibilidade desse ser mais massivo que um planeta propriamente dito, possivelmente uma anã marrom subestelar.

“Esse é um sistema misterioso e intrigante: existe um planeta ou até mesmo dois planetas esculpindo um disco largo, ou a estrela tem uma anã marrom como companheira, que está dividindo o disco em dois?”, disse Bonsor.

Como esse é o primeiro exemplo conhecido de uma estrela subgigante com planetas e um disco de detritos orbitando-a, mais exemplos serão necessários para determinar se a Kappa Cor Bor é incomum ou não.

“Graças às capacidades sensíveis ao infravermelho distante do Herschel, e ao seu rico conjunto de dados, nós já temos pistas de outras estrelas subgigantes, que podem ter discos empoeirados. Mais trabalho são necessários para ver se existem também planetas”, disse Göran Pilbratt, cientista do projeto Herschel da ESA.

Fonte: ESA

Telescópio com detectores em tanques d'água

Astrônomos divulgaram nos Estados Unidos a primeira imagem feita pelo telescópio de raios gama HAWC (High-Altitude Water Cherenkov Gamma-Ray Observatory).

© HAWC (telescópio com tanques d'água)

Sediado no México, o equipamento detém o recorde de captura de luz com a mais alta energia e funciona com detectores instalados no fundo de tanques d'água.

A imagem da sombra deixada pela Lua, bloqueando luz e partículas, foi revelada em um congresso da Sociedade Americana de Física.
O telescópio, localizado a 4,1 mil metros de altitude em um parque nacional na cidade de Puebla, próximo ao vulcão Sierra Negra, é atualmente composto por 30 detectores, que devem ser ampliados para 300 no ano que vem.
Cada um deles está instalado no fundo de tanques de 4 metros de altura e 7,3 metros de diâmetro preenchidos com água pura, mas eles não capturam os raios cósmicos e raios gama diretamente.
Ao atingirem moléculas na atmosfera da Terra, os raios cósmicos e raios gama dão início a uma reação envolvendo outras partículas que se movem em alta velocidade, e são essas partículas que o HAWC detecta.
Enquanto a velocidade da luz no vácuo não pode ser ultrapassada, a velocidade em outros meios pode ser bem mais lenta.
Quando essas partículas atravessam a água dos tanques do HAWC, elas geram ondas eletromagnéticas que os detectores localizados no fundo dos tanques podem capturar.
Outros telescópios Cherenkov, localizados na Namíbia e nas Ilhas Canárias, capturam este processo diretamente da atmosfera, no ponto em que essas partículas chegam à Terra.
Tom Weisgraber, da Universidade de Wisconsin-Madison, destaca uma das vantagens do HAWC. Ele diz que enquanto o novo telescópio captura menos eventos deste tipo no alto da atmosfera, ele pode investigar uma quantidade maior destas ocorrências todos os dias e noites.
"Complementamos estes outros instrumentos, mas vemos uma fração muito grande do céu. O HAWC não precisa apontar para uma direção, e não é afetado pelo Sol, a Lua, o tempo ou qualquer outra coisa - ele só depende da atmosfera", diz.
O novo telescópio também detém o recorde de captura de luz com a energia mais alta, até 100 TeV, ou seja, luz com dezenas de trilhões de vezes mais energia do que aquela visível pelo olho humano.
Partículas e luz com esse nível de energia fornecem uma nova maneira de analisar fenômenos cósmicos, desde os resquícios de supernovas até gigantes buracos negros.
E é somente quando os capturamos em imagens que podemos entender como essas regiões do Universo criam tais fenômenos.
Apesar dos avanços, no entanto, o HAWC está apenas começando sua missão, e para garantir que seus 30 detectores estão funcionando da forma prevista, a equipe capturou uma imagem justamente de onde se não se esperava que seja emitido nenhum raio cósmico: a sombra da Lua.
Espera-se que mais um conjunto de cem detectores esteja instalado e em funcionamento até agosto.
"É aí que poderemos realmente começar a fazer um trabalho mais aprofundado", avalia o cientista Tom Weisgraber.

Fonte: BBC Brasil

Aceleração de prótons em supernovas

O cosmo é cheio de surpresas. Um novo estudo sobre as origens dos raios cósmicos em nossa galáxia acaba de ser elaborado.

© Bob Franke (IC 443)

Essas partículas de alta energia, em sua maioria prótons, bombardeiam a Terra de todas as direções.
Os astrofísicos há muito suspeitam que ondas de choque da expansão de supernovas ancestrais – estrelas que explodiram há milhares de anos – aceleram prótons a altas velocidades, lançando-os pela galáxia para eventualmente colidir com a Terra. Mas foram necessários quatro anos para que uma equipe de pesquisadores de um dos principais observatórios espaciais da NASA confirmasse essa suspeita com evidências sólidas.
Stefan Funk e Yasunobu Uchiyama da Universidade Stanford, Takaaki Tanaka da Universidade de Kyoto e seus colegas usaram um instrumento do telescópio espacial Fermi de raios gama para monitorar dois remanescentes de supernovas, conhecidos como IC 443 e W44, que explodiram há cerca de 10 mil anos, relativamente próximas da Via Láctea. Os raios gama são a variedade de fótons de mais alta energia , com milhões ou até bilhões de vezes a energia de um fóton de luz visível.

© Herschel e XMM-Newton (W44)

“Com os raios gama que detectamos com o telescópio Fermi, mostramos que os raios cósmicos são acelerados em remanescentes de supernova”, declarou Funk em uma conferência da Associação Americana para o Avanço da Ciência, em Boston, transmitida pela internet. “Nos dois remanescentes de supernova os raios gama tem um disparo de nuvem de partículas característico e único que agora, pela primeira vez, fornece evidências incontestáveis de que são prótons acelerados”. O  disparo de nuvem é um déficit de raios gama de baixa energia se comparados com suas contrapartes mais energéticas no espectro de fótons emitidos pelos remanescentes de supernova. Isso sinaliza uma origem de raios gama a partir de um decaimento de partículas chamado de píons neutros, que são produzidos quando prótons de alta energia (a partir da onda de choque de uma supernova, por exemplo) colidem com prótons mais comuns em densas nuvens de gás interestelar. A produção de píons neutros nos dois locais remanescentes de supernovas sinaliza, portanto, que os objetos de fato aceleraram prótons a velocidades tremendas.
Os astrofísicos precisam se basear em evidências observacionais como píons neutros e os raios gamas que eles produzem porque os raios cósmicos em si – os prótons de alta energia – carregam carga elétrica e, portanto, são desviados por campos magnéticos conforme viajam pela galáxia.

E aí reside o apelo de fótons de raios gama, que não carregam carga elétrica. “Esses raios gama podem ser produzidos por prótons energéticos e então viajar em linhas retas e nos dizer onde os prótons são acelerados, onde os raios cósmicos são produzidos”, adiciona Funk.
Os dois objetos que Funk e seus colegas estudaram têm raios gama em intensidade superior a qualquer outro remanescente de supernova, o que os torna alvos óbvios para a busca. Mas mesmo assim, distinguir a produção de raios gama brilhantes do material  ao redor de estrelas mortas levou algum tempo. O problema é que a assinatura que está sendo procurada está no limite do espectro de energia do detector. E nessas energias baixas, os raios gama não deixam muita informação no detector.

Fonte: Science

A Nebulosa do Anel do Sul

Foi a estrela mais apagada e não a estrela mais brilhante, no cetro da NGC 3132 que criou essa estranha e bela nebulosa planetária.

© Donald Waid (nebulosa NGC 3132)

Conhecida como Nebulosa do Anel do Sul (Eight-Burst Nebula, em inglês), o gás brilhante teve origem nas camadas externas de uma estrela como o Sol. Nessa imagem colorida reprocessada, a piscina quente de luz roxa vista ao redor do sistema binário é energizada pela superfície quente da estrela apagada. Embora fotografada para explorar simetrias incomuns, é a assimetria que ajuda a fazer dessa nebulosa planetária um objeto tão intrigante. Nem a forma incomum da concha mais fria ao redor, nem a estrutura com faixas filamentares de poeira escura através da NGC 3132 são bem compreendidas.

Fonte: NASA

Uma bolha verde fantasma

A nova imagem a seguir obtida com o Very Large Telescope (VLT) do ESO mostra a nebulosa planetária IC 1295, verde e brilhante, que rodeia uma estrela moribunda tênue situada a cerca de 3.300 anos-luz de distância, na constelação do Escudo.

© ESO/VLT (nebulosa planetária IC 1295)

Esta é a imagem mais detalhada deste objeto obtida até hoje.

Estrelas do tamanho do Sol terminam as suas vidas sob a forma de anãs brancas, estrelas pequenas e tênues. Na transição final para a “reforma”, a atmosfera é lançada para o espaço. Durante apenas alguns milhares de anos, estes objetos encontram-se rodeados por espectaculares nuvens brilhantes e coloridas de gás ionizado, conhecidas como nebulosas planetárias.
Esta imagem da nebulosa planetária IC 1295 tem a característica particular de ser composta por inúmeras conchas que a fazem parecer um micro-organismo visto através do microscópio, com as muitas camadas correspondendo às várias membranas de uma célula.
Estas bolhas são formadas pelo gás que constituía a atmosfera da estrela e que foi expelido pelas reações de fusão instáveis, acontecendo no núcleo da estrela, que geram liberação de energia súbita, como se fossem enormes jorros termonucleares. O gás brilha devido à intensa radiação ultravioleta emitida pela estrela moribunda. Os diferentes elementos químicos brilham com diferentes cores e o proeminente tom esverdeado da IC 1295 vem do oxigênio ionizado.
No centro da imagem podemos ver um ponto brilhante azul esbranquiçado situado no coração da nebulosa, que é o que resta do núcleo queimado da estrela. O fraco brilho desta minúscula anã branca vem da energia térmica armazenada que, por sua vez, irá ser dissipada lentamente, ao longo de muitos bilhões de anos, à medida que a anã branca arrefece.
Estrelas com a massa do Sol e com massas que podem ir até oito vezes a massa solar, darão origem a nebulosas planetárias na fase final das suas vidas. O Sol tem 4,6 bilhões de anos e viverá ainda muito provavelmente mais quatro bilhões de anos.
Apesar do seu nome, as nebulosas planetárias não têm nada a ver com planetas. Este termo descritivo foi usado em algumas das primeiras descobertas destes objetos incomuns e deveu-se à semelhança visual apresentada entre eles e os planetas exteriores Urano e Netuno, quando observados através dos telescópios da época. Observadores antigos, como por exemplo William Herschel, que descobriu muitas nebulosas planetárias e especulou sobre a sua origem e composição, já sabiam que estes objetos não eram planetas que se encontravam em órbita do Sol, já que não se moviam relativamente às estrelas de fundo. Através de observações espectroscópicas no século XIX, descobriu-se que estes objetos eram, na realidade, gás brilhante.
Esta imagem obtida pelo VLT do ESO, situado no Cerro Paranal no deserto do Atacama, no norte do Chile, foi auxiliada pelo instrumento FORS (sigla do inglês FOcal Reducer Spectrograph). Foram feitas exposições em três filtros diferentes, na luz azul (mostradas em azul), na radiação visível (mostradas em verde) e na luz vermelha (mostradas em vermelho), que foram combinadas nesta imagem.

Fonte: ESO

Buraco negro absorvendo exoplaneta

Um grupo de astrofísicos detectou um planeta com uma massa 15 vezes maior que a de Júpiter e que foi absorvido por um buraco negro em uma galáxia situada a 47 milhões de anos-luz da Via Láctea.

© ESA (ilustração mostra a ação do buraco negro sobre o planeta)

Cientistas da Universidade de Genebra notaram um sinal luminoso que vinha de um buraco negro, que estava "adormecido" há mais de 30 anos, situado no centro da galáxia NGC 4845, cuja massa é 300 mil vezes superior à do Sol.

"Foi uma observação totalmente inesperada em uma galáxia que esteve tranquila durante ao menos 20 ou 30 anos", afirmou Marek Nikojuk, da Universidade de Bialystok, na Polônia, o principal autor do artigo.

A descoberta na galáxia NGC 4845 foi feita pelo observatório espacial Integral da ESA, com acompanhamento de observações a partir do XMM-Newton da ESA, do Swift da NASA e do monitor de raios X na Estação Espacial Internacional MAXI do Japão.

O buraco negro demorou três meses para desviar o planeta de sua trajetória e absorver 10% de sua massa total. O resto permaneceu em órbita. Astros com este intervalo de massa corresponde às anãs marrons, objetos subestelares que não são grande o suficiente para fundir o hidrogênio em seu núcleo e inflamar como estrelas.

Fonte: Astronomy & Astrophysics

Sob a asa da Pequena Nuvem de Magalhães

A Pequena Nuvem de Magalhães (SMC), é uma das vizinhas galácticas, mais próximas da Via Láctea.

© Hubble (NGC 602)

Mesmo apesar de ser uma pequena, e assim chamada galáxia anã, a SMC é tão brilhante que pode ser observada a olho nu para os observadores do hemisfério sul e perto da linha do equador. Muitos navegadores, incluindo Fernão de Magalhães a usaram para encontrar seus caminhos pelo oceano. Essa galáxia foi nomeada em homenagem ao grande navegador Fernão de Magalhães.

Diferente dos navegadores que só a usavam para se encontrar na imensidão dos oceanos, os astrônomos modernos estão interessados em fazer um estudo mais profundo da SMC. Pelo fato dela estar tão perto e ser tão brilhante, ela oferece uma oportunidade única onde se pode estudar fenômenos difíceis de serem examinados em galáxias mais distantes.

Novos dados do Chandra forneceram uma nova descoberta da SMC: a primeira detecção de emissão de raios X de jovens estrelas com massas similares à massa do nosso Sol, fora da Via Láctea. As novas observações do Chandra dessas estrelas de baixa massa foram feitas na região conhecida como Asa da SMC. Na imagem composta da Asa, os dados do Chandra, são mostrados em roxo, os dados ópticos obtidos pelo telescópio espacial Hubble são mostrados em vermelho, verde e azul e os dados infravermelhos obtidos pelo telescópio espacial Spitzer são mostrados em vermelho.

A Asa da SMC é uma região conhecida por ter menos metais (elementos que são mais pesados que o hidrogênio e que o hélio) se comparada com a maior parte das áreas dentro da Via Láctea. Ali também se tem relativamente menos quantidade de gás, poeira e estrelas se compararmos com a Via Láctea.

Juntas, essas propriedades fazem da Asa, um excelente local para estudar o ciclo de vida das estrelas e o gás localizado entre elas. Não somente, são essas condições típicas para galáxias anãs irregulares, como a SMC, mas elas são repetidas em galáxias muito mais distantes do início do Universo.

A maior parte da formação de estrelas perto da ponta da asa está ocorrendo numa pequena região conhecida como NGC 602, que possui uma coleção de no mínimo três aglomerados estelares. Um deles, o NGC 602a, é similar em idade, massa e tamanho ao famoso Aglomerado da Nebulosa de Orion. Os pesquisadores estudam o NGC 602a, para ver se as estrelas jovens, ou seja, aquelas com poucos milhões de anos de vida, têm propriedades diferentes quando elas tem baixos níveis de metais, como as encontradas no aglomerado NGC 602a.

Usando o Chandra, os astrônomos descobriram extensas emissões de raios X, de duas das mais densamente povoadas regiões no NGC 602a. A extensa nuvem de raios X provavelmente vem da população de jovens estrelas de baixa massa no aglomerado, que foram anteriormente registradas em pesquisas no infravermelho e óptico pelo Spitzer e pelo Hubble respectivamente. Essa emissão pouco provavelmente está relacionada ao gás quente soprado pelas estrelas massivas, pois o baixo conteúdo de metais das estrelas na NGC 602a, implica que essas estrelas devem ter ventos fracos. A falha em detectar emissões de raios X de estrelas mais massivas no NGC 602a, suporta essa conclusão, pois a emissão de raios X é um indicador da força dos ventos das estrelas massivas. Nenhuma estrela individual de pouca massa foi identificada, mas a sobreposição da emissão de algumas milhares de estrelas é brilhante o suficiente para ser observada.

Os resultados do Chandra implicam que as jovens estrelas pobres em metais no NGC 602a, produzem raios X de uma maneira similar às estrelas com conteúdo de metal muito mais elevado encontrado no aglomerado de Órion na nossa galáxia. Os autores especulam que se as propriedades dos raios X das jovens estrelas são similares em diferentes ambientes, então outras propriedades relacionadas, incluindo a formação e a evolução dos discos onde os planetas se formam, são também provavelmente similares.

A emissão de raios X descreve a atividade magnética das jovens estrelas e está relacionada com a eficiência do seu dínamo magnético. Os dínamos magnéticos geram os campos magnéticos nas estrelas através de um processo envolvendo a velocidade de rotação da estrela e a convecção, a ascensão e queda do gás quente no interior da estrela.

© NASA (imagem composta da NGC 602 e jovens objetos estelares)

A combinação dos dados ópticos, de raios X e infravermelho também revelam, pela primeira vez fora da Via Láctea, objetos representativos de um estágio até mesmo mais jovem da evolução de uma estrela. Esses jovens objetos estelares têm idades de poucos milhares de anos e ainda estão mergulhados nos pilares de poeira e gás de onde as estrelas se formam, como o famoso Pilar da Criação da Nebulosa da Águia. A imagem composta abaixo mostra em destaque a localização desses jovens objetos estelares.

Fonte: The Astrophysical Journal

Quebrado recorde da supernova mais distante

O telescópio espacial Hubble quebrou o recorde na busca pela supernova mais distante do tipo usado para medir distâncias cósmicas.

© Hubble (supernova mais distante)

Essa supernova explodiu a mais de 10 bilhões de anos atrás, com um redshift igual a 1,914, numa época em que o Universo estava nos seus anos iniciais de formação e as estrelas nasciam numa taxa rápida.

A supernova, designada, como SN UDS10Wil, pertence à classe especial de estrelas que explodem conhecida como supernova do Tipo Ia. As supernovas são importantes, pois podem ser usadas como parâmetro para medir distâncias cósmicas, gerando assim pistas sobre a natureza da energia escura, a misteriosa força que está acelerando a taxa de expansão do Universo.

“Esse novo recorde de distância estabelecido abri uma janela no Universo primordial, oferecendo novas ideias essenciais sobre como essas supernovas se formam”, disse o astrônomo David O. Jones da Universidade Johns Hopkins em Baltimore, e autor principal do artigo científico que detalha a descoberta. “Nessa época, nós podemos testar teorias sobre quão confiáveis essas detonações são para se entender a evolução do Universo e a sua expansão”.

Um dos debates sobre as supernovas do Tipo Ia é a natureza do fusível que as inflama. Essa última descoberta adiciona credibilidade a uma das duas teorias que competem para explicar como elas explodem. Embora preliminares, a evidência favorece a fusão explosiva de duas estrelas moribundas – pequenas, apagadas e densas estrelas conhecidas como anãs brancas, o estado final da vida de estrelas como o Sol.

A descoberta foi parte de um programa de três anos do Hubble chamado de CANDELS+CLASH Supernova Project, que começou em 2010. Esse programa tem como objetivo pesquisar supernovas do Tipo Ia muito distantes para determinar suas distâncias e verificar a alteração de comportamento nos mais de 13,8 bilhões de anos desde o Big Bang, usando a nitidez e a versatilidade da Wide Field Camera 3 do Hubble.

O projeto CANDELS+CLASH tem descoberto mais de 100 supernovas de todos os tipos que explodiram entre 2,4 e 10 bilhões de anos atrás. A equipe identificou oito dessas descobertas como sendo supernovas do Tipo Ia que explodiram a mais de 9 bilhões de anos atrás -  incluindo essa nova recordista, que, embora seja somente 4% mais velha do que a recordista anterior, empurrando o recorde aproximadamente 350 milhões de anos de volta no tempo.

A técnica de pesquisa de supernovas usada pela equipe envolveu a aquisição de múltiplas imagens infravermelhas espaçadas aproximadamente de 50 dias sobre um período de três anos, procurando por supernovas apagadas. Após registrar a SN UDS10Wil, em dezembro de 2010, a equipe do CANDELS então usou o espectrômetro na Wide Field Camera 3 do Hubble, juntamente com o Very Large Telescope (VLT) do Observatório Sul Europeu (ESO), para verificar a distância da supernova e decodificar sua luz, esperando encontrar a assinatura única de uma supernova do Tipo Ia.

Encontrar supernovas remotas abre a possibilidade de medir a expansão acelerada do Universo provocada pela energia escura. Contudo, essa é uma área que não é completamente entendida, e nem a origem das supernovas do Tipo Ia. “Esse novo resultado é realmente animador em direção ao estudo de supernovas no Universo distante”, disse Jens Hjorth, membro da equipe do Dark Cosmology Centre no Instituto Niels Bohr, na Universidade de Copenhagen. “Nós podemos começar a explorar e entender as estrelas que causam essas violentas explosões”.

A evidência preliminar da equipe mostra um declínio marcante na taxa de explosões de supernovas entre 7,5 bilhões de anos atrás e mais de 10 bilhões de anos atrás. Isso, combinado com a descoberta desse tipo de supernova no início do Universo, sugere que o mecanismo de explosão é uma fusão entre duas anãs brancas.

No cenário de uma única anã branca, onde uma anã branca gradualmente se alimenta de matéria de uma estrela companheira normal e explode quando agrega muita massa, a taxa de supernovas pode ser relativamente alta no começo do Universo, pois alguns desses sistemas podem alcançar o ponto de explosão rapidamente. A queda abrupta, favorece o mecanismo das anãs brancas duplas, pois ele prevê que a maioria das estrelas no início do Universo são muito jovens para se tornar uma supernova do Tipo Ia.

Sabendo o que inicia as supernovas do tipo Ia mostrará também quão rapidamente o Universo se enriquece com elementos pesados como o ferro. Essas explosões estelares produzem cerca de metade do ferro no Universo, a matéria prima para a geração de planetas e da vida.

Os resultados obtidos pela equipe aparecerão na edição de maio de 2013 no The Astrophysical Journal.

Fonte: ESA

A Galáxia do Olho Negro

A imagem a seguir mostra a bela e brilhante galáxia espiral M64 (Messier 64), normalmente chamada de Galáxia do Olho Negro ou a Galáxia da Bela Adormecida, devido a sua aparência de pálpebras pesadas em visões telescópicas.

© Martin Pugh (galáxia M64)

A M64 está localizada a aproximadamente 17 milhões de anos-luz de distância da Terra na constelação do céu do hemisfério norte Coma Berenices. De fato, ser chamada de Galáxia do Olho Vermelho também seria um apelido apropriado com base nessa imagem colorida, que é na verdade uma composição de imagens obtidas com filtros de banda larga e banda estreita. As enormes nuvens de poeira que obscurecem a região central da M64 no seu lado visível são concatenadas com o brilho avermelhado do hidrogênio associado com as regiões de formação de estrelas. Mas essas não são as únicas características marcantes da galáxia. Observações mostram que a M64 é na verdade composta por dois sistemas concêntricos, em rotação contrária de estrelas, um localizado numa parte interna com 3.000 anos-luz de raio e outro se estendendo a aproximadamente 40.000 anos-luz de raio, os dois girando em direções opostas. O olho empoeirado e a rotação bizarra é provavelmente o resultado de uma fusão ocorrida a um bilhão de anos atrás de duas galáxias diferentes.

Fonte: NASA

A Nebulosa Cabeça de Cavalo Azul

Você vê a cabeça do cavalo?

© Scott Rosen (Nebulosa Cabeça de Cavalo Azul)

O que você está vendo não é a famosa nebulosa Cabeça de Cavalo em Órion.

© Nigel Sharp (Nebulosa Cabeça de Cavalo)

A nebulosa em questão é uma nebulosa de reflexão catalogada como IC 4592. As nebulosas de reflexão são, na verdade, constituídas de pó muito fino que normalmente aparece escuro, mas pode ser visualizado bastante azulado quando refletindo a luz de estrelas energéticas próximas. Neste caso, a fonte de grande parte da luz refletida é devido a uma estrela no olho do cavalo. Essa estrela é parte da Nu Scorpii, um dos sistemas de estrelas mais brilhantes na direção da constelação do Escorpião. A segunda nebulosa de reflexão denominada IC 4601 é visível em torno de duas estrelas na parte superior direita do centro da imagem.

Fonte: NASA

Caçando estrelas massivas com o Herschel

A imagem abaixo mostra a vasta nuvem de formação de estrelas conhecida como W3.

© Herschel (gigantesca nuvem molecular W3)

O observatório espacial Herschel da ESA nos conta a história de como estrelas massivas estão nascendo nesta região.

A W3 é uma gigantesca nuvem molecular contendo um enorme berçário estelar e que está localizada a aproximadamente 6.200 anos-luz de distância da Terra no Braço Perseus, um dos braços espirais da nossa Via Láctea.

Se espalhando por quase 200 anos-luz, a W3 é um dos maiores complexos de formação de estrelas na parte externa da Via Láctea, abrigando a formação de estrelas tanto de pequena massa como de grande massa. A distinção é estabelecida em oito vezes a massa do nosso Sol: acima desse limite, as estrelas terminam suas vidas como supernovas.

© ESA (descrição das regiões da W3)

Densos e brilhantes nós azuis de poeira quente marcam a formação de estrelas massivas dominando a parte superior esquerda da imagem em duas regiões mais jovens na cena: a W3 Principal e a W3 (OH), localizadas entre a IC 1795. A radiação extrema fluindo para longe das recém formadas estrelas aquecem o gás e a poeira ao redor fazendo com que ela brilhe intensamente para os olhos do Herschel sensíveis ao infravermelho.

As estrelas de grande massa, mais velhas são também vistas aquecendo a poeira e o seu ambiente, aparecendo como regiões azuis codificadas como AFGL 333, na parte inferior esquerda da versão anotada da imagem, e o loop KR 140, na parte inferior direita.

Redes extensivas de um gás e de uma poeira muito mais frios permeiam a cena na forma de filamentos vermelhos e em estruturas em forma de pilar. Alguns desses núcleos frios possuem formação de estrela de baixa massa, marcados pelos nós amarelos de emissão.

Estudando as duas regiões de formação de estrelas massivas, a W3 Principal e a W3 (OH), os cientistas tem feito progresso em resolver um dos maiores desafios no nascimento de estrelas massivas. Esse mistério é, por que, mesmo durante sua formação, a radiação é expelida para fora dessas estrelas de modo tão poderoso que elas devem empurrar para fora grande quantidade de material de que elas estão se alimentando. Se esse é o caso como podem as estrelas massivas se formarem?

As observações da W3 indicam uma possível solução: nessas regiões muito densas, parece existir um processo contínuo pelo qual o material bruto se move ao redor, comprimido e confinado, sob a influência de aglomerados de protoestrelas massivas e jovens.

Através dessa radiação forte e dos poderosos ventos, as populações das estrelas jovens de grande massa podem ser capazes de gerar e manter aglomerados localizados de material dos quais elas podem continuamente se alimentarem durante seus anos caóticos iniciais, apesar da incrível saída de energia.

Fonte: ESA

Nova radiogaláxia gigante é descoberta

Uma equipe liderada pelo astrônomo George Heald descobriu uma radiogaláxia gigante previamente desconhecida, usando imagens iniciais de uma nova pesquisa de rastreamento no comprimento de onda do rádio.

© SDSS (nova radiogaláxia gigante)

A galáxia foi descoberta usando o poderoso International LOFAR Telescope (ILT), construído e desenhado pelo Netherlands Institute for Radio Astronomy (ASTRON).

A equipe está atualmente realizando a primeira pesquisa de imageamento de todo o céu do LOFAR (LOw Frequency ARray), chamada de Multi-frequency Snapshot Sky Survey (MSSS). O LOFAR é uma nova rede de interferometria por rádio consistindo de antenas de baixo custo, a maioria das estações estão dispostas em uma área de diâmetro de 100 km operando na frequência entre 10 e 250 MHz.

Enquanto analisava o primeiro conjunto de imagens do MSSS, a equipe identificou uma nova fonte do tamanho da Lua Cheia projetada no céu. A emissão de rádio está associada com o material ejetado por um dos membros de uma interação de trinca de galáxias ocorrida de dezenas a centenas de milhões de anos atrás. A extensão física do material é muito maior do que o próprio sistema de galáxias, se estendendo por milhões de anos-luz através do espaço intergaláctico. A pesquisa MSSS ainda está em andamento e é a responsável por descobrir muitas novas fontes com este aspecto.

A nova galáxia é um membro de uma classe de objetos chamados de Giant Radio Galaxies (GRGs). As GRGs são um tipo de radiogaláxia que é extremamente grande, sugerindo que elas são muito poderosas e muito velhas. O LOFAR é uma ferramenta efetiva para encontrar novas GRGs como essa, pois ele é um instrumento extremamente sensível a esses grandes objetos, combinado com sua operação nas baixas frequências que são bem ajustadas para a observação de fontes antigas.

O centro da nova GRG está associado com um membro de uma trinca de galáxias conhecida como UGC 09555. A galáxia central está localizada num desvio para o vermelho de z = 0.054536, o que dá a ela uma distância de 750 milhões de anos-luz da Terra. A fonte de rádio central era anteriormente desconhecida e tem um espectro de rádio achatado, típico das radiogaláxias gigantes.

A pesquisa MSSS do LOFAR é na verdade um esforço concentrado com o objetivo de mapear todo o céu do norte em frequências de rádio extremamente baixas, entre 30 e 160 MHz, com comprimento de onda entre 2 e 10 metros. O objetivo principal da pesquisa é realizar um rastreamento inicial raso do céu, com a intenção de criar um modelo que irá apoiar a calibração de observações bem mais profundas. Ele é comparável em sensibilidade e resolução angular às pesquisas prévias feitas com os radiotelescópios clássicos como o Very Large Array (VLA), nos EUA, o ASTRON’s Westerbork Synthesis Radio Telescope (WSRT) e o Giant Metrewave Radio Telescope, na Índia. O WSRT é um dos observatórios de rádio mais poderosos do mundo, permite aos astrônomos estudar uma ampla gama de problemas astrofísicos em frequências entre 115 MHz a 8.650 MHz.

O MSSS é único pois opera em frequências substancialmente menores e é esperado que ele descubra fontes que foram perdidas pelas pesquisas anteriores, e será usado para fornecer informações adicionais sobre os objetos já detectados.

Fonte: ASTRON