A temperatura do núcleo da Terra

Novas medições sugerem que o centro da Terra é muito mais quente do que se pensava anteriormente e que teria uma temperatura de 6.000ºC, semelhante à da superfície do Sol.

© Flicker (ilustração da variação do calor no interior da Terra)

O núcleo sólido de ferro é cristalino e está rodeado pelo núcleo externo, líquido e em movimento.

Mas a temperatura na qual esse cristal pode ser formado vinha sendo objeto de um longo debate. Um novo experimento usou raios X para analisar pequenas amostras de ferro sob uma extraordinária pressão com o objetivo de examinar como esse material cristalino se forma e se funde.

A análise das ondas sísmicas geradas após os terremotos em todo o mundo pode proporcionar muita informação sobre a grossura e a densidade das camadas da Terra, mas não podem indicar sua temperatura. Isso deve ser calculado em um laboratório ou a partir de modelos informatizados que simulam o interior da Terra.

As medições feitas no início dos anos 1990 das "curvas de fundição", a partir das quais a temperatura do núcleo terrestre pode ser deduzida, sugeriam uma temperatura de cerca de 5.000ºC.

"Esse era só o início desse tipo de medição, então eles fizeram uma primeira estimativa para determinar a temperatura dentro da Terra. Outros pesquisadores fizeram outras medições e cálculos por computador e não se chegou a nenhum acordo. Não é bom para nosso campo de trabalho não conseguirmos concordar uns com os outros", afirmou Agnes Dewaele, da agência de pesquisas francesa CEA, coautora do novo estudo..

Determinar a temperatura do núcleo terrestre é crucial para uma série de disciplinas que estudam regiões do interior do planeta que nunca serão acessadas diretamente, guiando nosso entendimento sobre questões como terremotos ou o campo magnético da Terra.

"Temos que dar respostas aos geofísicos, aos sismólogos, aos pesquisadores de geodinâmica. Eles precisam de certos dados para alimentar os modelos informatizados", explica Dewaele.

Sua equipe de pesquisadores acaba de reconsiderar esses mais de 20 anos de medições utilizando as instalações do European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), na França, laboratório mantido em conjunto por 19 países e que possui uma das mais intensas fontes de raios X do mundo. Para replicar a enorme pressão no limite do núcleo terrestre, mais de um milhão de vezes a pressão ao nível do mar, eles usaram um dispositivo que mantém uma minúscula amostra de ferro entre duas pontas de diamantes sintéticos.

Após submeter as amostras a altas pressões e altas temperaturas usando um laser, os cientistas usaram feixes de raios X para promover uma difração, ou seja, para rebater todos os raios X sobre o núcleo dos átomos de ferro e ver como mudava o padrão à medida em que o ferro mudava de sólido para líquido. Esses padrões de difração oferecem informações sobre os estados do ferro parcialmente fundido, que é o que os primeiros pesquisadores mediram nas experiências originais.

Eles sugerem agora uma temperatura de cerca de 6.000ºC, com uma margem de erro de 500ºC para mais ou para menos, aproximadamente a mesma temperatura estimada para a superfície do Sol. Mas o mais importante, segundo observa Dewaele, é que "agora todo mundo concorda" com as estimativas.

Os resultados foram publicados na revista especializada Science.

Fonte: BBC Brasil

Einstein ainda está certo

Astrônomos usaram o Very Large Telescope (VLT) do ESO e radiotelescópios de todo o mundo para encontrar e estudar um par estelar bizarro, constituído pela estrela de nêutrons de maior massa conhecida até hoje e uma estrela anã branca.

© ESO/L. Calçada (ilustração de um pulsar e uma anã branca)

Este estranho sistema binário permite testar a teoria da gravitação de Einstein, a relatividade geral, de maneiras que não tinham sido possíveis até hoje. Até agora, as novas observações estão exatamente de acordo com as previsões da relatividade geral e são inconsistentes com algumas teorias alternativas.

Uma equipe internacional descobriu um sistema binário exótico, constituído por uma estrela de nêutrons, pequena mas excepcionalmente pesada, que gira em torno de seu próprio eixo 25 vezes por segundo, e por uma estrela anã branca que a orbita a cada duas horas e meia. A estrela de nêutrons é um pulsar que emite ondas de rádio, que podem ser observadas a partir da Terra com radiotelescópios. Além de ser muito interessante por si só, este par incomum é também um laboratório único para testar os limites das teorias físicas.
O pulsar chamado PSR J0348+0432 é o que resta da explosão de uma supernova. Ele tem duas vezes mais massa que o Sol, mas tem um diâmetro de apenas 20 quilômetros. A gravidade em sua superfície é mais de 300 bilhões de vezes mais intensa que a sentida na Terra, e em seu centro cada pedaço do tamanho de um cubo de açúcar tem mais de um bilhão de toneladas de matéria comprimidas. A sua companheira anã branca é apenas um pouco menos exótica: trata-se de um resto brilhante de uma estrela muito mais leve, que perdeu a sua atmosfera e que lentamente vai se apagando.
“Observei este sistema com o VLT do ESO, procurando variações na radiação emitida pela anã branca, causadas pelo seu movimento em torno do pulsar”, diz John Antoniadis, um estudante de doutorado no Instituto Max Planck de Rádio Astronomia (MPIfR) em Bonn, e autor principal do artigo científico que descreve estes resultados. “Uma análise rápida fez-me perceber que o pulsar é um verdadeiro peso pesado. Tem duas vezes a massa do Sol, o que o torna  a estrela de nêutrons de maior massa conhecida até hoje e é também um excelente laboratório para a física fundamental”.
A teoria da relatividade geral de Einstein, que explica a gravidade como uma consequência da curvatura do espaço-tempo criada pela presença de matéria e energia, tem resistido a todos os testes desde o primeiro momento da sua publicação, há quase um século atrás. Mas ela não pode ser a explicação derradeira e deverá, em última instância, perder a sua validade. A relatividade geral não é consistente com outra grande teoria física do século XX, a mecânica quântica. Ela também prevê singularidades para certas circunstâncias, quando algumas quantidades tendem para o infinito, tal como no centro de um buraco negro.
Os físicos construíram outras teorias de gravidade que levam a previsões diferentes das da relatividade geral. Para algumas destas alternativas, as diferenças são percebidas apenas para campos gravitacionais extremamente fortes, os quais não podem ser encontrados no Sistema Solar. Em termos de gravidade, o PSR J0348+0432 é de fato um objeto extremo, mesmo quando comparado com outros pulsares que foram usados em testes de alta precisão da relatividade geral de Einstein. O primeiro pulsar binário, PSR B1913+16, foi descoberto por Joseph Hooton Jr. e Russell Hulse, que ganharam por isso o Prêmio Nobel da Física em 1993. Os cientistas mediram de forma exata as variações nas propriedades deste objeto, mostrando que eram precisamente consistentes com as perdas de energia de radiação gravitacional previstas pela relatividade geral.

Em campos gravitacionais tão fortes, pequenos aumentos na massa podem levar a grandes variações no espaço-tempo em torno destes objetos. Até agora, os astrônomos não tinham ideia do que podia acontecer na presença de uma estrela de nêutrons de massa tão elevada como a PSR J0348+0432. Este objeto oferece a oportunidade única de levar estes testes a território desconhecido.
A equipe combinou as observações da anã branca, obtidas pelo VLT, com o sinal muito preciso do pulsar obtido pelos radiotelescópios. Este trabalho utilizou dados dos radiotelescópios de Effelsberg, Arecibo e Green Bank, além dos telescópios ópticos Very Large Telescope e William Herschel Telescope.

Um sistema binário tão próximo emite ondas gravitacionais e perde energia, o que faz com que o período orbital varie de uma pequena quantidade, sendo que as previsões para esta variação feitas pela relatividade geral e pelas outras teorias são diferentes.
“As nossas observações em rádio foram tão precisas, que já conseguimos medir a variação do período orbital com valores da ordem de 8 milionésimos de segundo por ano, exatamente como previsto pela teoria de Einstein”, diz Paulo Freire, outro integrante da equipe.
Este é apenas o começo dos estudos detalhados sobre este objeto único, e os astrônomos irão utilizá-lo para testar a relatividade geral com cada vez mais precisão, à medida que o tempo passa.

Os resultados deste estudo foram publicados hoje na revista Science.

Fonte: ESO

Calor do nascimento de estrelas afeta galáxias

Astrônomos utilizando o telescópio espacial Hubble mostraram pela primeira vez que a explosão resultante da formação de estrelas tem um impacto muito maior do que os limites da galáxia onde elas se encontram.

© NASA/ESA (starburst na galáxia M82)

Esses eventos de energia podem after o gás galáctico em distâncias até 20 vezes maiores do que o tamanho visível da galáxia, alterando a forma como a galáxia evolui, e como a matéria e a energia se espalham pelo Universo.

Quando as galáxias formam novas estrelas, por vezes ocorrem episódios de atividade intensa conhecidos como starbursts (explosão de estrelas). Esses eventos ocorriam com frequência nos primórdios do Universo, mas são mais raras em galáxias próximas. Durante essas explosões, centenas de milhões de estrelas nascem, e seu efeito combinado pode formar um poderoso vento que viaja para além da galáxia.

Até então, se sabia que esses ventos afetavam a galáxia progenitora, mas o novo estudo desenvolvido por pesquisadores das agências espaciais americana (NASA) e europeia (ESA) mostra que o efeito é muito mais intenso do que se imaginava. A equipe internacional de astrônomos responsável pelo estudo observou 20 galáxias próximas, algumas das quais passavam por uma starburst. Eles descobriram que os ventos que acompanhavam o processo de formação das estrelas eram capazes de ionizar gases a até 650 mil anos-luz do centro da galáxia, distância cerca de 20 vezes superior ao seu tamanho visível.

Essa é a primeira evidência direta da observação de explosões estelares locais impactando grande quantidade de gás ao redor da galáxia que habitam, e tem consequências significativas sobre como a galáxia continua a evoluir e formar galáxias.

Os resultados serão publicados na edição de maio na revista The Astrophysical Journal.

Fonte: NASA e ESA

O aglomerado globular Palomar 2

Aglomerados globulares são relativamente comuns no nosso céu e geralmente são parecidos. Contudo, essa imagem, feita com o telescópio espacial Hubble mostra um único exemplo de um aglomerado desse tipo, o Palomar 2.

© Hubble (aglomerado globular Palomar 2)

O Palomar 2 é parte de um grupo de 15 aglomerados globulares conhecidos como os Aglomerados de Palomar. Esses aglomerados, como o nome sugere, foram descobertos nas chapas fotográficas feitas pelo Palomar Observatory Sky Survey nos anos de 1950, um projeto que envolveu alguns dos astrônomos mais conhecidos na época, entre eles, Edwin Hubble. Eles foram descobertos bem tarde pois eles eram muito apagados, além de extremamente remotos, e bem escondidos por trás da cobertura de poeira, ou por possuírem um pequeno número de estrelas remanescentes.

Esse aglomerado em particular, é único por mais de uma razão. Uma delas, ele é o único aglomerado globular que nós podemos observar nessa parte do céu, ou seja, na parte norte da constelação de Auriga (O Cocheiro). Aglomerados globulares orbitam o centro das galáxias como a Via Láctea da mesma maneira que satélites orbitam a Terra. Isso significa que eles são normalmente localizados próximos do centro galáctico, e quase sempre são vistos na mesma região do céu. Porém o Palomar 2, é uma exceção a essa regra, já que ele está cinco vezes mais distante do centro da Via Láctea do que os outros aglomerados. Ele também se localiza na direção oposta, e assim é chamado de um aglomerado globular de halo externo.

Ele também é incomum devido ao seu brilho. O aglomerado é coberto por uma máscara de poeira, fazendo com que seu brilho aparente diminua fazendo com que ele pareça na verdade como uma apagada explosão de estrelas. A imagem espetacular feita pelo Telescópio Espacial Hubble, registra o Palomar 2 de uma maneira que jamais poderia ser feita por telescópios pequenos na Terra, alguns astrônomos amadores com grandes telescópios tentam observar todos os obscuros e escondidos membros do Palomar como um desafio para ver quantos eles podem registrar num céu estrelado.

Fonte: ESA

Os segredos da supernova 1987A

Uma equipe de astrônomos liderados pelo International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR) tiveram sucesso em observar os restos mortais de uma estrela gigante com detalhes sem precedentes.

© ICRAR (imagem de emissão em rádio da SN 1987A)

Imagem acima mostra a emissão na região do rádio da remanescente de SN 1987A produzido a partir de observações realizadas com a Austrália Telescope Array Compact (ATCA).

Em Fevereiro de 1987, os astrônomos observaram a Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia anã próxima da Via Láctea, e notaram a repentina aparência do que parecia ser uma nova estrela. De fato eles não estavam observando o início de uma estrela, mas sim o fim de uma, e a supernova mais brilhante vista da Terra em quatro séculos, desde que o telescópio foi inventado. Na manhã seguinte da descoberta as notícias da descoberta se espalharam e os observadores do hemisfério Sul da Terra começaram a observar as consequências dessa enorme explosão estelar, conhecida como supernova.

Em duas décadas e meia depois da descoberta, a remanescente de supernova, conhecida como SN 1987A, continua sendo o foco para muita pesquisa ao redor do mundo, fornecendo uma vasta informação sobre um dos eventos mais extremos do Universo.

Em pesquisa publicada no The Astrophysical Journal, uma equipe de astrônomos na Austrália e Hong Kong tiveram sucesso ao usar o Australia Telescope Compact Array, o rádio telescópio do CSIRO, localizado na parte norte de New Suth Wales, para fazer a rádio imagem de mais alta resolução da expansão da remanescente da supernova em comprimentos de onda milimétricos.

Diferente dos telescópio ópticos, um radiotelescópio pode operar durante o dia e pode espiar através do gás e da poeira permitindo que os astrônomos possam ver atividades internas de objetos como a parte remanescente de uma supernova, de radiogaláxias e de buracos negros.

“As partes remanescentes de supernovas são como aceleradores naturais de partículas, a emissão de rádio que nós observamos vem de elétrons que estão espiralando ao longo das linhas de campo magnético e emitindo fótons toda vez que eles completam uma volta. Quanto maior a resolução das imagens, mais nós podemos aprender sobre a estrutura desse objeto”, disse o Professor Lister Staveley-Smith, Vice Diretor do ICRAR e do CAASTRO (Centre for All-Sky Astrophysics).

Os cientistas estudam a evolução das supernovas nas remanescentes de supernovas para poder ter uma ideia sobre a dinâmica dessas explosões massivas e a interação da onda de choque com o meio ao redor

“Não somente nós tivemos a capacidade de analisar a morfologia da SN 1987A através da nossa imagem de alta resolução, nós também pudemos comparar essa imagem com dados ópticos e de raios X com o objetivo de modelar sua provável história”, disse o Professor Bryan Gaenslaer, Diretor do CAASTRO, na Universidade de Sidney.

A equipe suspeita de uma fonte compacta localizada no centro da emissão de rádio, implicando que a explosão de supernova não transformou o colapso estelar em um buraco negro. Eles agora tentarão observar cada vez mais fundo em direção ao núcleo e ver o que está ali.

Fonte: International Centre for Radio Astronomy Research

Descobertos dois novos sistemas planetários

A missão Kepler da NASA descobriu dois novos sistemas planetários que incluem três super-Terras, planetas na chamada zona habitável, ou seja, corpos localizados a uma distância da estrela onde a temperatura superficial permite que a água exista no estado líquido.

© NASA (ilustração do sistema estelar Kepler-62)

O sistema Kepler-62, tem cinco planetas: 62b, 62c, 62d, 62e e 62f.

© NASA (diagrama do sistema Kepler-62)

O sistema Kepler-69 tem dois planetas: 69b e o 69c.

© NASA (diagrama do sistema Kepler-69)

Os planetas Kepler-62e, 62f e 69c são os planetas considerados super-Terras.

Dois dos recém descobertos planetas orbitam uma estrela menor e mais fria que o Sol. O Kepler-62f é somente 40% maior que a Terra, fazendo dele o exoplaneta que tem o tamanho mais próximo do tamanho da Terra e que está localizado na zona habitável de outra estrela. O Kepler-62f provavelmente possui uma composição rochosa. O Kepler-62e orbita a estrela na borda interna da zona habitável e é aproximadamente 60% maior que a Terra.

O terceiro planeta, o Kepler-69c, é 70% maior que a Terra, e orbita a zona habitável de uma estrela parecida com o nosso Sol. Os astrônomos não tem certeza sobre a composição do Kepler-69c, mas a sua órbita de 242 dias ao redor de uma estrela parecida com o Sol lembra a do nosso planeta vizinho Vênus.

Os cientistas não sabem se a vida poderia existir nos planetas recém encontrados, mas suas descobertas sinalizam que nós estamos um passo mais a frente para encontrar um mundo parecido com a Terra ao redor de uma estrela parecida com o Sol.

“A sonda Kepler com certeza se transformou na estrela da ciência”, disse John Grunsfeld, administrador associado do Science Mission Directorate da NASA, na sede da agência em Washington. “A descoberta desses planetas rochosos na zona habitável de estrelas nos leva um pouco mais perto de se encontrar um outro mundo como o nosso. É somente uma questão de tempo antes de nós sabermos se a galáxia é o lar de múltiplos planetas como a Terra, ou se nós somos mesmo uma raridade”.

O telescópio espacial Kepler, que simultaneamente e continuamente mede o brilho de mais de 150.000 estrelas, é a primeira missão da NASA capaz de detectar planetas do tamanho da Terra ao redor de estrelas como o Sol.

Orbitando sua estrela a cada 122 dias, o planeta Kepler-62e, foi o primeiro desses planetas identificado na zona habitável. O Kepler-62f, com um período orbital de 267 dias, foi o último encontrado por Eric Agol, professor associado de astronomia na Universidade de Washington.

O tamanho do planeta Kepler-62f já foi medido, mas a sua massa e a sua composição ainda não foram. Contudo, com base em estudos prévios de exoplanetas rochosos similares em tamanho, os cientistas são capazes de estimar sua massa por associação.

“A detecção e confirmação de planetas é um esforço colaborativo imenso de talentos e recursos, e requer especialidades através de toda a comunidade científica para que se possa produzir esses tremendos resultados”, disse William Borucki, principal pesquisador da missão Kepler no Ames Research Center da NASA em Moffett Filed na Califórnia, e autor principal do artigo sobre o sistema planetário Kepler-62 na revista Science. “O Kepler tem trazido uma ressurgência nas descobertas astronômicas e nós estamos fazendo um excelente progresso para determinar se planetas como o nosso são ou não exceção à regra”.

Os dois mundos na zona habitável orbitando o sistema Kepler-62 têm três companheiros em órbitas mais próximas da estrela, dois maiores que a Terra e um do tamanho aproximado de Marte. O Kepler-62b, Kepler-62c e Kepler-62d orbitam a estrela a cada 5, 12, e 18 dias respectivamente, fazendo deles planetas muito quentes e inóspitos para a vida como nós a conhecemos.

Os cinco planetas do sistema Kepler-62 orbita uma estrela classificada como uma anã K2, medindo apenas dois terços do tamanho do Sol e com somente um quinto de seu brilho. Com 7 bilhões de anos de vida, a estrela é um pouco mais velha que o Sol. Ela está localizada a aproximadamente 1.200 anos-luz de distância da Terra na constelação de Lyra.

Um companheiro do Kepler-69c, conhecido como Kepler-69b, tem mais de duas vezes o tamanho da Terra e orbita a estrela a cada 13 dias. A estrela hospedeira dos planetas do sistema Kepler-69 pertence à mesma classe de estrelas que o Sol, ou seja, classificada como uma estrela do Tipo-G. ela tem 93% do tamanho do Sol e 80% de sua luminosidade e está localizada a aproximadamente 2.700 anos-luz de distância da Terra na constelação de Cygnus.

“Nós só sabemos de uma estrela que hospeda um planeta com vida, o Sol. Encontrar um planeta na zona habitável ao redor de uma estrela muito parecida com o Sol é um marco significante na direção de encontrarmos planetas verdadeiramente parecidos com a Terra”, disse Thomas Barclay, cientista do Kepler no Bay Area Environmental Research Institute em Sonoma, na Califórnia, e principal autor do artigo que descreveu a descoberta do sistema Kepler-69, publicado no The Astrophysical Journal.

Quando um candidato a planeta, transita, ou passa em frente de uma estrela, uma porcentagem da luz da estrela é bloqueada. Essa queda resultante, no brilho da estrela revela o tamanho do planeta com relação à sua estrela. Usando esse chamado método de trânsito, o Kepler, já detectou 2.740 corpos candidatos a exoplanetas. Usando várias outras técnicas de análises, telescópios terrestres e outras naves espaciais, 122 planetas têm sido confirmados.

No início da missão, o telescópio Kepler primeiramente encontrou grandes planetas, gigantes gasosos em órbitas bem próximas de suas estrelas. Conhecidos como Júpiteres Quentes esses planetas são fáceis de serem detectados devido ao seu tamanho e ao seu período orbital bem curto. A Terra levaria três anos para realizar os três trânsitos necessários para um candidato ser aceito como exoplaneta. À medida que o Kepler continua observando sinais de trânsito na zona habitável de planetas do tamanho da Terra que estão orbitando estrelas parecidas com o Sol começam a emergir.

Fonte: NASA

Galáxia gera estrelas intensamente

O telescópio Herschel, da Agência Espacial Europeia (ESA), descobriu uma nova galáxia que fabrica estrelas a uma velocidade 2 mil vezes superior à da Via Láctea, o que questiona as teorias atuais sobre a evolução de nossa nebulosa.

© ESA (galáxia HFLS3 em vários comprimentos de onda)

A nova galáxia, denominada HFLS3 e observada quando o Universo tinha menos de 1 bilhão de anos frente aos atuais 13,81 bilhões de anos, parece pouco mais do que um ponto na imagem capturada pelo telescópio espacial.

A pequena mancha é na realidade uma fábrica de estrelas que transforma furiosamente o gás em novas estrelas.

Apesar de sua curta idade, a galáxia recém-descoberta pelos cientistas tinha então uma massa similar à da Via Láctea na atualidade, por isso que deduzem que com outros 13 bilhões de anos de crescimento poderia ter se transformado na galáxia de maior massa conhecida no Universo.

Essa dedução implica em um enigma pois, segundo as teorias que atualmente são aceitas sobre a evolução das galáxias, nenhuma deveria ter essa massa em um curto período de tempo - em escala espacial - desde a explosão do Big Bang.

"Esta galáxia em particular nos chamou a atenção porque era brilhante e muito vermelha se comparada com outras como ela", declarou o pesquisador Dave Clements do Imperial College of London.

Essa cor vermelha levou os cientistas a pensarem que a galáxia HFLS3 poderia ser encontrada a uma grande distância, em um Universo que se expande, e algumas análises posteriores confirmaram que, efetivamente, se trata da galáxia desse tipo mais distante encontrada até hoje.

Trata-se de uma "galáxia com foco estelar", ou seja, uma fábrica cósmica que produz o que depois se transforma em gerações de galáxias, estrelas e a maior parte da matéria conhecida. Os especialistas sabiam que existiam, mas nunca tinham descoberto nenhuma com idade tão avançada depois do Big Bang.

"O Herschel encontrou um estranho exemplo de uma galáxia abarrotada de estrelas em um período cósmico no qual havia muito poucas como ela", comentou o especialista da ESA Göran Pilbratt.

Fonte: ESA

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