Mistério dos jatos emitidos por buracos negros

Duas equipes internacionais de astrônomos usaram o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para estudar os jatos emitidos por enormes buracos negros situados no centro das galáxias e observar como é que estes jatos afetam o seu meio circundante.

© ALMA/Hubble (imagem composta da galáxia NGC 1433)

As equipes obtiveram, respectivamente, a melhor imagem até hoje do gás molecular em torno de um buraco negro calmo próximo e inesperadamente viram de relance a base de um jato poderoso próximo de um buraco negro distante.

Existem buracos negros de massa extremamente elevada, com massas que vão até vários bilhões de vezes a massa solar, no núcleo de quase todas as galáxias do Universo, incluindo a nossa própria galáxia, a Via Láctea. Num passado distante, estes objetos estranhos encontravam-se muito ativos, engolindo enormes quantidades de matéria do seu meio circundante, brilhando intensamente e expelindo pequenas frações dessa matéria sob a forma de jatos extremamente poderosos. No Universo atual a maioria dos buracos negros de elevada massa encontram-se muito menos ativos do que na sua juventude, mas a interação entre os jatos e o meio circundante ainda afeta a evolução das galáxias.
Dois novos estudos, ambos publicados hoje na revista especializada Astronomy & Astrophysics, fizeram uso do ALMA para investigar jatos de buracos negros a escalas muito diferentes. Um dos estudos investigou um buraco negro próximo e relativamente calmo situado na galáxia NGC 1433, enquanto o outro observou um objeto muito distante e ativo chamado PKS 1830-211.
“O ALMA revelou uma estrutura em espiral surpreendente no gás molecular próximo do centro da NGC 1433”, diz Françoise Combes (Observatoire de Paris, França), autora principal do primeiro artigo científico. “Isto explica como é que o material flui para o interior, alimentando o buraco negro. Com as novas observações muito nítidas do ALMA descobrimos um jato de matéria sendo emitido pelo buraco negro e que se estende ao longo de apenas 150 anos-luz. Esta é a menor corrente molecular fluindo para o exterior já observada numa outra galáxia”.
A descoberta desta corrente de matéria, que está sendo arrastada com o jato emitido pelo buraco negro central, mostra como é que tais jatos podem fazer parar a formação estelar e regular o crescimento dos bojos centrais das galáxias.
Na PKS 1830-211, Ivan Martí-Vidal (Chalmers University of Technology, Onsala Space Observatory, Onsala, Suécia) e a sua equipe observaram também um buraco negro de massa extremamente elevada com um jato, mas muito mais brilhante e mais ativo que o anterior, situado no Universo primordial. A PKS 1830-211 tem um desvio para o vermelho (redshift) de 2,5, o que significa que a sua luz teve que viajar cerca de 11 bilhões de anos antes de chegar até nós. A radiação que observamos foi emitida quando o Universo tinha apenas 20% da sua idade atual. Comparativamente, a radiação emitida pela NGC 1433 leva apenas 30 milhões de anos para chegar à Terra, um tempo muito curto em termos galáticos. Este objeto é incomum porque a sua intensa radiação atravessa uma galáxia de elevada massa situado no seu percurso a caminho da Terra, dividindo-se em duas imagens por efeito de lente gravitacional.
De vez em quando, os buracos negros de massa extremamente elevada engolem de repente uma enorme quantidade de matéria, a qual faz aumentar a potência do jato e consequentemente a radiação é emitida nas energias mais elevadas. O ALMA conseguiu agora, e completamente por acaso, capturar um destes eventos na PKS 1830-211.
“As observações ALMA no caso desta “indigestão” do buraco negro deram-se completamente por acaso. Estávamos observando a PKS 1830-211 por outro motivo, quando percebemos variações sutis na cor e na intensidade nas imagens da lente gravitacional. Uma análise muito cuidadosa deste comportamento inesperado levou-nos à conclusão de que estávamos observando, por um feliz acaso do destino, no exato momento em que matéria nova estava entrando na base do jato do buraco negro”, diz Sebastian Muller, co-autor do segundo artigo científico.
A equipe verificou também se este fenômeno violento teria sido observado por outros telescópios e ficou surpreendida ao descobrir um sinal de raios gama muito claro, graças a observações de monitorização do satélite Fermi-LAT. O processo que deu origem ao aumento de radiação nos longos comprimentos de onda observados pelo ALMA, foi igualmente responsável por aumentar de forma dramática a radiação no jato, levando-a até às energias mais elevadas do Universo.
“Esta é a primeira vez que se estabelece uma ligação tão clara entre raios gama e radiação rádio submilimétrica, proveniente da base do jato de um buraco negro”, acrescenta Sebastian Muller.
As duas novas observações são apenas o início das investigações executadas com o ALMA no âmbito do funcionamento de jatos emitidos por buracos negros de massa extremamente elevada, tanto próximos como distantes. A equipe de Combes está já estudando outras galáxias ativas próximas com o ALMA e o objeto PKS 1830-211 será o foco de muita investigação futura com o ALMA e outros telescópios.
“Há ainda muito para aprender sobre como é que os buracos negros criam estes enormes jatos energéticos de matéria e radiação”, conclui Ivan Martí-Vidal. “Mas os novos resultados, obtidos ainda antes do ALMA estar completamente construído, mostram que esta é uma ferramenta extremamente poderosa para estudar estes jatos. As descobertas estão apenas começando”.

Fonte: ESO

Exoplaneta solitário sem estrela

Astrônomos anunciaram a descoberta de um planeta solitário fora do Sistema Solar, flutuando sozinho no espaço e sem girar na órbita de uma estrela.

© MPIA (ilustração mostra o exoplaneta PSO J318.5-22)

Chamado PSO J318.5-22, o planeta está apenas a 80 anos-luz da Terra e tem seis vezes a massa de Júpiter. Formado há 12 milhões de anos, ele é considerado novo entre os seus pares.

"Nunca tínhamos visto um objeto flutuando livremente no espaço com esse aspecto. Tem todas as características dos jovens planetas descobertos ao redor de outras estrelas, mas vagueia completamente só", disse o chefe da equipe de pesquisadores, Michael Liu, do Instituto de Astronomia da Universidade do Havaí, em Manoa. "Questionei-me muitas vezes se esses objetos solitários existiriam e agora sabemos que sim", acrescentou.

Os pesquisadores acreditam que o novo planeta tenha uma massa mais leve que a dos demais corpos que flutuam livremente.

Durante a última década, os cientistas descobriram cerca de mil planetas extrassolares, mas apenas meia dúzia foi observada diretamente, já que muitos giram em torno de jovens estrelas, a menos de 200 milhões de anos e emitem muita luz.

O trabalho foi publicado no Astrophysical Journal Letters.

Fonte: Universidade do Havaí

A Grande Nebulosa da Carina

Uma joia do céu do hemisfério sul da Terra, a Grande Nebulosa da Carina, também conhecida como NGC 3372, se espalha por mais de 300 anos-luz, e é uma das maiores regiões de formação de estrelas da nossa galáxia.

© Lorand Fenyes (NGC 3372)

Localizada mais ao norte da Grande Nebulosa de Órion, a Nebulosa da Carina é facilmente visível a olho nu, apesar de estar a uma distância de 7.500 anos-luz da Terra, cinco vezes mais distante do que a Nebulosa de Órion. Essa bela imagem telescópica mostrada acima revela detalhes impressionantes dos filamentos brilhantes da região de gás interestelar e de nuvens de poeira escuras. Mais vasto do que o tamanho angular da Lua Cheia, o campo de visão se espalha por mais de 300 anos-luz através da nebulosa. A Nebulosa da Carina é o lar de estrelas extremamente massivas e jovens, incluindo a ainda enigmática estrela variável Eta Carinae, uma estrela com mais de 100 vezes a massa do Sol. A estrela Eta Carinae é a estrela mais brilhante localizada perto do centro da imagem, um pouco a esquerda da empoeirada Nebulosa Keyhole (NGC 3324). Enquanto que a própria Eta Carinae esteja talvez na eminência de uma explosão de supernova, imagens em raios X indicam que a Grande Nebulosa da Carina tem sido uma incrível fábrica de supernovas.

Fonte: NASA

Nuvem inesperada em torno de estrela enorme

Esta nova imagem do Telescópio de Rastreio do VLT (VST), instalado no Observatório do Paranal do ESO, mostra o super enxame estelar Westerlund 1.

© ESO (Westerlund 1)

Este enxame excepcionalmente brilhante situa-se a cerca de 16.000 anos-luz de distância da Terra na constelação austral do Altar. O enxame contém centenas de estrelas muito brilhantes de elevada massa, todas com uma idade de apenas alguns milhões de anos. No entanto, torna-se difícil observar este enxame devido ao gás e poeira que impedem que a maior parte da radiação visível emitida pelas estrelas chegue até à Terra. 
Agora, ao estudarem imagens do Westerlund 1 com o auxílio de um novo rastreio do céu austral, os astrônomos descobriram algo inesperado neste enxame. Em torno de uma das estrelas, uma supergigante vermelha chamada W26 e possivelmente a maior estrela que se conhece, descobriram nuvens de hidrogênio brilhante, as quais aparecem nesta nova imagem em verde.
Tais nuvens brilhantes em torno de estrelas de elevada massa são muito raras, sendo ainda mais raro aparecerem em torno de uma supergigante vermelha, esta é a primeira nebulosa ionizada descoberta em torno de um tal tipo de estrelas. A W26 propriamente dita deverá ser fria demais para fazer com que o gás brilhe, por isso os astrônomos suspeitam que a fonte de radiação ionizante seja, ou estrelas quentes azuis situadas noutra zona do enxame ou uma estrela mais tênue mas muito mais quente, companheira da W26.
A W26 irá eventualmente explodir sob a forma de supernova. A nebulosa que a rodeia é muito semelhante à nebulosa que circunda a SN1987A, os restos de uma estrela que explodiu sob a forma de supernova em 1987. Pensa-se que esta nebulosa circundava a estrela progenitora da SN1987A antes desta ter explodido sob a forma de supernova. A SN1987A foi a supernova que se observou mais próxima da Terra desde 1604, tendo dado por isso aos astrônomos a oportunidade de explorar as propriedades destas explosões. Estudar objetos como esta nova nebulosa em torno da W26 ajudará a compreender os processos de perda de massa em torno de estrelas de elevada massa, os quais levam eventualmente ao seu fim explosivo.

Fonte: ESO

O glóbulo cometário CG30

Anéis brilhantes e formas fluidas se juntam perto do centro desse rico campo estelar na direção da fronteira das constelações do sul Pupis e Vela.

© Subaru (glóbulo cometário CG30)

Composta de gás e poeira interestelar, o agrupamento de glóbulos cometários com tamanho na escala do ano-luz, está localizado a aproximadamente 1.300 anos-luz de distância da Terra. A luz ultravioleta energética de estrelas quentes próximas tem moldado os glóbulos e ionizado seus anéis brilhantes. Os glóbulos também fluem para longe da remanescente de supernova da Vela que pode ter influenciado nas formas varridas das estruturas observadas. Dentro deles, núcleos de gás frio e poeira estão provavelmente se colapsando para formar estrelas de pouca massa, cuja formação no final fará com que os glóbulos se dispersem. De fato, o glóbulo cometário CG30 (a parte superior direita do grupo), ostenta um pequeno brilho avermelhado perto de sua cabeça, um sinal dos jatos energéticos de uma estrela nos seus estágios iniciais de formação.

Fonte: NASA

A luz e a poeira das estrelas

Nuvens de poeira interestelar e brilhantes nebulosas abundam na fértil constelação de Orion.

© Tony Hallas (M78)

Uma das mais brilhantes, a M78, está logo à esquerda do centro dessa colorida imagem telescópica, que cobre uma área localizada a norte do cinturão de Orion. A uma distância de aproximadamente 1500 anos-luz, a nebulosa azulada por si só tem cerca de 5 anos-luz de diâmetro. Sua tonalidade azul se deve ao fato da poeira preferencialmente refletir a luz azul emitida por quentes estrelas jovens na região. Linhas escuras de poeira e outras nebulosas podem ser facilmente traçadas através dessa maravilhosa cena celeste. A cena também inclui a impressionante Nebulosa de McNeil – uma nebulosa recentemente reconhecida associada com a formação de uma estrela parecida com o Sol, e com o brilho avermelhado de muitos objetos Herbig-Haro, jatos energéticos de estrelas em processo de formação.

Fonte: NASA

A Nebulosa da Caneca de Toby

O Very Large Telescope (VLT) do ESO captou esta bela imagem muito detalhada da Nebulosa da Caneca de Toby, uma nuvem de gás e poeira que rodeia uma estrela gigante vermelha.

© ESO/VLT (IC 2220)

Esta imagem mostra a estrutura em arco caraterística da nebulosa, a qual, fiel ao seu nome, se parece de fato com uma caneca.

Situada a cerca de 1.200 anos-luz de distância da Terra na constelação austral de Carina (a Quilha), a Nebulosa da Caneca de Toby, conhecida pelo nome formal IC 2220, é um exemplo de uma nebulosa de reflexão. Trata-se de uma nuvem de gás e poeira iluminada do interior por uma estrela chamada HD 65750. Esta estrela, do tipo conhecido por gigante vermelha, tem cinco vezes a massa do nosso Sol e encontra-se numa fase muito mais avançada da sua vida, apesar da sua comparativamente idade jovem de cerca de 50 milhões de anos. Estrelas com mais massa vivem as suas vidas muito mais depressa do que estrelas mais leves como o Sol, cujas vidas se medem em bilhões de anos, ao invés de milhões de anos.
A nebulosa foi criada pela estrela, que está perdendo parte da sua massa para o espaço circundante, formando uma nuvem de gás e poeira à medida que a matéria arrefece. A poeira é composta por elementos como o carbono e componentes simples e resistentes ao calor como o dióxido de titânio e o óxido de cálcio (cal). Neste caso, estudos detalhados do objeto no infravermelho apontam para que o dióxido de silício (sílica) seja o componente que está muito provavelmente refletindo a luz da estrela.
A IC 2220 torna-se visível quando a radiação estelar é refletida pelos grãos de poeira. Esta estrutura de borboleta celeste é praticamente simétrica e tem uma dimensão de cerca de um ano-luz. Esta fase da vida das estrelas é de curta duração e por isso tais objetos são raros.
As gigantes vermelhas formam-se de estrelas que estão envelhecendo e se aproximam das fases finais da sua evolução. Estas estrelas gastaram praticamente todas as suas reservas de hidrogênio, reservas essas que abastecem as reações que ocorrem durante a maior parte da vida da estrela. Este efeito faz com que a atmosfera da estrela se expanda enormemente. Estrelas como a HD 65750 queimam uma concha de hélio no exterior de um núcleo de carbono e oxigênio, por vezes acompanhada de uma concha de hidrogênio situada mais próximo da superfície da estrela.
Daqui a bilhões de anos, no nosso Sol irá também expandir-se até se tornar uma gigante vermelha. Pensa-se que a atmosfera solar expandirá muito para lá da atual órbita da Terra, engolindo os planetas interiores nesse processo. Neste momento, a Terra estará já em muito más condições. O elevado aumento de radiação e os fortes ventos solares que acompanharão o processo de inflação do Sol, destruirão toda a vida na Terra e farão com que a água dos oceanos se evapore, antes do planeta inteiro se desfazer completamente.
Os astrônomos britânicos Paul Murdin, David Allen e David Malin deram à IC 2220 a alcunha de Nebulosa da Caneca de Toby por causa da sua forma, a qual se assemelha a uma caneca antiga inglesa, algo que lhes era bastante familiar durante a juventude.

Fonte: ESO

A galáxia ativa NGC 1275

A galáxia ativa NGC 1275 é o membro central e dominante do grande e relativamente próximo ao aglomerado de galáxias de Perseus.

© Hubble (galáxia NGC 1275)

Com uma aparência selvagem nos comprimentos de onda da luz visível, a galáxia ativa também é uma prodigiosa fonte de raios X e de emissão de rádio. A NGC 1275 acresce matéria enquanto galáxias inteiras caem dentro dela, em última análise alimentando um buraco negro supermassivo localizado no centro da galáxia. Essa imagem colorida acima, recriada dos dados de arquivo do telescópio espacial Hubble, destaca os detritos galácticos resultantes e os filamentos de gás brilhante, com cerca de 20.000 anos-luz de comprimento. Os filamentos persistem na NGC 1275 mesmo apesar da turbulência de colisões que deveriam destruí-los.

O que mantém os filamentos juntos?

Observações indicam que as estruturas, empurradas para fora do centro da galáxia pela atividade do buraco negro, são mantidas juntos por meio de campos magnéticos. Também conhecida como Perseus A a NGC 1275 se espalha por mais de 100.000 anos-luz e localiza-se a aproximadamente 230 milhões de anos-luz de distância da Terra.

Fonte: NASA

A galáxia mais densa do Universo?

O brilhante núcleo e as regiões mais externas da gigantesca galáxia elíptica M60, ou NGC 4649 avultam no canto superior direito dessa imagem detalhada feita pelo telescópio espacial Hubble.

© Hubble (galáxias M60 e M60-UCD1)

Localizada a aproximadamente 54 milhões de anos-luz de distância da Terra e com 120.000 anos-luz de diâmetro, a M60 é uma das maiores galáxias no Aglomerado de Virgem. Em contraste cósmico, a pequena e arredondada mancha  no centro da imagem é agora reconhecida como sendo uma galáxia anã ultra compacta. Catalogada como M60-UCD1, ela pode ser muito bem a galáxia mais densa do Universo. Essa galáxia concentra metade de sua massa total de 200 milhões de sóis num raio de somente 80 anos-luz, com isso, as estrelas nas regiões mais internas da M60-UCD1 estão em média 25 vezes mais próximas do que na vizinhança da Terra na Via Láctea. Explorando a natureza da M60-UCD1, os astrônomos estão tentando determinar se as galáxias anãs ultra compactas são a parte remanescente central de galáxias maiores que foram arrancadas pelos encontros gravitacionais, ou se elas evoluíram como massivos aglomerados globulares de estrelas. Recentemente descoberta, uma brilhante fonte de raios X no centro da galáxia poderia ser um buraco negro supermassivo. Se essa fonte realmente for um buraco negro, esse é um ponto a favor da origem remanescente da M60-UCD1.

Fonte: NASA

O primeiro mapa de nuvens de um exoplaneta

Astrônomos usando dados dos telescópios espaciais Kepler e Spitzer da NASA criaram o primeiro mapa de nuvens de um planeta além do Sistema Solar, um mundo do tamanho aproximado de Júpiter conhecido como Kepler-7b.

© NASA (ilustração do exoplaneta Kepler-7b)

O planeta é marcado por altas nuvens no seu lado oeste e por céus claros no lado leste. Estudos prévios feitos com o Spitzer tinham resultado em mapas de temperatura de planetas orbitando outras estrelas, mas essa é a primeira vez que se consegue observar estruturas de nuvens num mundo distante.

“Observando esse planeta com o Spitzer e com o Kepler, por mais de três anos, nós fomos capazes de produzir um mapa de resolução bem baixa, desse gigantesco planeta gasoso”, disse Brice-Olivier Demory do Massachussetts Institute of Technology em Cambridge. Demory é o principal autor de um artigo aceito para publicação no Astrophysical Journal Letters. “Nós não esperamos ver oceanos e continentes nesse tipo de planeta, mas nós detectamos uma clara assinatura refletiva que nós interpretamos como sendo nuvens”.

O Kepler já descobriu mais de 150 exoplanetas, ou seja, planetas que orbitam outras estrelas fora do Sistema Solar, e o Kepler-7b foi um dos primeiros a terem sido descobertos. Problemas no Kepler o impedirão de continuar buscando por exoplanetas, mas os astrônomos possuem uma quantidade enorme de dados para serem analisados, que foram obtidos durante os mais de quatro anos da missão.

As observações feitas na luz visível pelo Kepler, das fases do  Kepler-7b levaram a criação de um mapa do planeta que mostrou uma mancha brilhante no hemisfério oeste. Mas esses dados não eram suficientes para decifrarem se a brilhante mancha era causada por nuvens ou pelo calor. O telescópio espacial Spitzer, teve então um papel crucial para ajudar a responder a esse pergunta.

Como o Kepler, o Spitzer, pode fixar seu foco num sistema de estrelas à medida que um planeta orbita uma estrela, obtendo pistas sobre a atmosfera do planeta. A habilidade do Spitzer de detectar a luz infravermelha, significa que  ele foi capaz de medir a temperatura do Kepler-7b, estimada entre 1.100 e 1.300 Kelvin. Essa temperatura é relativamente baixa para um planeta que possui uma órbita tão próxima de sua estrela, em torno de 0,06 UA (unidades astronômicas), muito frio para ser uma fonte de luz medida pelo Kepler. Assim, os astrônomos determinaram a luz vinda da luz da estrela refletida nos topos da nuvens no lado oeste do planeta.

“O Kepler-7b reflete muito mais luz do que a maior parte dos planetas gigantes gasosos que nós conhecemos, que nós atribuímos a nuvens localizadas na atmosfera superior”, disse Thomas Barclay, cientista do Kepler no Ames Research Center da NASA em Moffett Filed, na Califórnia. “Diferente das nuvens na Terra, os padrões de nuvens nesse planeta não parecem mudar muito com o decorrer do tempo, ele tem um clima impressionantemente estável”.

As descobertas são um passo a frente na direção de se usar as técnicas similares para estudar as atmosferas dos planetas mais parecidos com a Terra em composição e tamanho.

“Com o Spitzer e o Kepler juntos, nós temos uma ferramenta para detectar múltiplos comprimentos de ondas para dar uma melhor olhada nos planetas que estão a trilhões de quilômetros de distância”, disse Paul Hertz, diretor do Astrophysics Division da NASA, em Washington.

O Kepler identificava planetas olhando as quedas na curva de luz de estrelas que ocorreria enquanto o planeta transitava, ou passava na frente de suas estrelas bloqueando a luz. Essa técnica e outras observações  do Kepler-7b revelaram anteriormente que ele é um dos planetas mais leves já encontrados, ou seja, se ele fosse colocado num tubo de água poderia até flutuar. O planeta gira ao redor da sua estrela em menos de cinco dias.

Explore todos os 900 explonetas já descobertos através de um aplicativo com visualização em 3D disponível para download no site Eyes on Exoplanets. O programa é atualizado diariamente com as últimas descobertas realizadas pela missão Kepler da NASA e por observatórios no solo ao redor do mundo que pesquisam sobre exoplanetas.

Fonte: Jet Propulsion Laboratory

A persistente atmosfera de Plutão

Embora diste bilhões de quilômetros do Sol, o frígido Plutão tem aparência terrestre: uma atmosfera composta principalmente de nitrogênio, o mesmo gás que constitui 78% do ar que respiramos.

© NASA/ESA (Plutão)

Mas o planeta anão segue uma órbita tão elíptica em torno do Sol que todo esse gás pode congelar em sua superfície quando está mais distante e frio do astro-rei. Em 4 de maio deste ano, porém, Plutão passou na frente de uma estrela na constelação de Sagitário e permitiu que os observadores assistissem sua atmosfera bloquear parte da luz da estrela e deduzir que seu ar é tão substancial que nunca desaparece.
Essa passagem foi fundamental para a compreensão da atmosfera futura, observou Catherine Olkin, uma cientista planetária do Southwest Research Institute em Boulder, no Colorado, cuja equipe monitorou a chamada ocultação. Em um trabalho apresentado no site Icarus ela e seus colegas relataram que a atmosfera de Plutão agora está mais espessa que nunca.
Astrônomos descobriram a atmosfera de Plutão em 1988, quando o planeta ocultou outra estrela. Um planeta anão sem atmosfera teria cortado a luz da estrela de forma abrupta; em vez disso, a luz estelar desapareceu gradualmente, revelando um ar com cerca de um centésimo de milésimo de pressão superficial igual à nossa, o equivalente à atmosfera terrestre a 80 km de altitude.
Plutão está tão distante que leva 248 anos para completar uma única órbita. Ele atingiu o seu ponto mais próximo do Sol em 1989 e desde então tem se afastado da estrela. Quando Plutão avançar para o seu ponto mais distante, em 2113, ele estará 3 bilhões de quilômetros mais longe e a luz solar em sua superfície será 36% mais fraca que em 1989. “Muitos cientistas previram que a atmosfera de Plutão colapsaria à medida que ele se afastasse do Sol”, comenta Olkin. “Ao receber menos luz solar, o gás condensaria em sua superfície”. Marte, cuja órbita também é bastante elíptica, perde temporariamente um quarto de seu ar toda vez que seu hemisfério sul passa pelo inverno, quando o gás marciano congela na calota polar sul.
Plutão é, em sua maior parte, formado por rochas, mas sua crosta consiste em gelo aquático. À temperatura de Plutão, de aproximadamente 40 kelvin (-233 graus Celsius), a água é tão dura como rocha, constituindo um ambiente em que nitrogênio e metano se alternam entre gelo e gás.
As novas observações indicam que o ar de Plutão atualmente está três vezes mais denso que em 1988, contrariando os modelos que previam que sua atmosfera desapareceria um dia. De acordo com Olkin, a pressão mais elevada concorda com um modelo que indica que a região localizada a cerca de 100 m abaixo da superfície retém o calor durante seus encontros próximos com o Sol, liberando-o lentamente e mantendo sua superfície quente o suficiente para que uma parte do nitrogênio permaneça sempre gasosa. “À medida que Plutão gira em torno do Sol, sua atmosfera nunca se condensa completamente”, explica Olkin. Seu trabalho sugere que a camada de água gelada de Plutão é compacta, pois um subsolo poroso perderia rapidamente qualquer calor.
“É um belo trabalho” comentou John Stansberry, um cientista planetário do Space Telescope Science Institute. “Esses tipos de observações são essenciais para o estudo de evoluções sazonais em Plutão”. No entanto, Stansberry teme que Plutão seja mais complexo que o modelo presume. Isso significa que o comportamento de sua atmosfera é menos claro que Olkin afirma. “Com base nesses resultados vale dizer que a atmosfera de Plutão não colapsará tão em breve; mas afirmar que ela estará em 2140 talvez seja um pouco arriscado”, diz Stansberry.
Olkin e Stansberry concordam quanto a uma polêmica bem maior: Plutão é um planeta. Em 2005, astrônomos descobriram Eris, um mundo distante que seria maior que Plutão, o que alimentou os argumentos de que Plutão deveria perder seu status planetário e levou a previsões de que uma infinidade de mundos superiores a Plutão em tamanho estava para ser descobertos.
As coisas não funcionaram assim. Em 2010, Eris passou na frente de uma estrela e não fez jus às expectativas. A curta duração da ocultação revelou que Eris tinha apenas 2.326 quilômetros de diâmetro, em comparação com os 2.350 km de Plutão. E ninguém jamais encontrou algo maior que Plutão orbitando o Sol além da órbita de Netuno.
O diâmetro de Plutão, no entanto, é incerto: pode ser de 2.300 km ou 2.400 km. Ironicamente, é a atmosfera que distorce a luz das estrelas durante as ocultações e complica as medições de seu diâmetro.
Felizmente a ajuda está a caminho. Em julho de 2015 a sonda espacial New Horizons da NASA navegará por Plutão e suas cinco luas conhecidas. “Não sei o que veremos, mas não consigo esperar para chegarmos lá”, diz Olkin. “Isso vai revolucionar a nossa visão”.

Fonte: Scientific American

Descoberto plástico na atmosfera de Titã

A sonda Cassini da NASA detectou propileno,  um produto químico usado para se fazer vasilhas onde se guardam comida, para choques de carros e outros produtos na lua Titã, de Saturno.

© NASA/Cassini (Titã)

Essa é a primeira detecção definitiva de um ingrediente plástico em qualquer lua ou planeta que não seja a Terra.

Uma pequena quantidade de propileno foi identificada na atmosfera inferior de Titã, pelo instrumento chamado de Composite Infrared Spectrometer (CIRS), da sonda Cassini. Esse instrumento mede a luz infravermelha, ou a radiação do calor, emitida de Saturno e de suas luas quase que dá mesma maneira que as nossas mãos sentem o calor do fogo.

Propileno, é a primeira molécula descoberta em Titã usando o CIRS. Isolando o mesmo sinal em várias altitudes, dentro da atmosfera inferior, os pesquisadores identificaram o elemento químico com um alto grau de confiança.

“Esse elemento químico está ao nosso redor em tudo na vida, ele é combinado em longas cadeias para formar um plástico chamado de polipropileno”, disse Conor Nixon, um cientista planetário no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, e principal autor do artigo que descreve a descoberta. “Esse plástico você encontra, por exemplo, numa doceria com o código de reciclagem 5 na base, esse é o polipropileno”.

O CIRS pode identificar um gás particular brilhando nas camadas inferiores da atmosfera a partir da sua assinatura térmica única. O desafio é isolar essa assinatura dos sinais de todos os outros gases ao redor.

A detecção de um elemento preenche um misterioso vazio existente nas observações em Titã que datam desde que a sonda Voyager 1 fez seu primeiro sobrevoo pela lua em 1980.

A Voyager identificou muitos dos gases na atmosfera marrom e nublada de Titã como sendo hidrocarbonetos, os elementos químicos que primariamente constituem o petróleo e outros combustíveis fósseis na Terra.

Em Titã, os hidrocarbonetos se formam depois que a luz do Sol quebra parte do metano, o segundo gás em maior quantidade na atmosfera. Os novos fragmentos podem se unir e formar cadeias de dois, três, ou mais carbonos. A família de elementos químicos com dois carbonos inclui o gás inflamável etano. O propano, um combustível comum, pertence a família com três carbonos.

Anteriormente, a Voyager encontrou propano, o membro mais pesado da família com três carbonos, e propeno, um dos membros mais leves. Mas um dos elementos químicos intermediários, como o propileno, estava perdido.

Mesmo com os pesquisadores descobririndo mais e mais elementos químicos na atmosfera de Titã, usando instrumentos baseados no espaço e na Terra, o propileno ainda permanecia elusivo. Ele foi finalmente descoberto como um resultado de análises mais detalhadas feitas dos dados do CIRS.

“Essas medidas foram muito difíceis de serem feitas pois a assinatura fraca do propileno é disfarçada por outros elementos relacionados com sinais mais fortes”, disse Michael Flasar, cientista do Goddard e principal pesquisador do instrumento CIRS. “Esse sucesso aumenta nossa confiança de que nós encontraremos ainda mais elementos químicos escondidos na atmosfera de Titã”.

O espectrômetro de massa da Cassini, um aparelho que olha a composição da atmosfera de Titã, já tinha antes dado pistas de que o propileno poderia estar presente na atmosfera superior. Contudo, uma identificação positiva não tinha sido feito ainda.

“Eu sempre fico feliz quando os cientistas descobrem moléculas que nunca tinham sido observadas antes na atmosfera”, disse Scott Edgington, cientista de projeto da Cassini no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, na Califórnia. “Essa nova peça do quebra-cabeça fornecerá um teste adicional de como nós entendemos bem o verdadeiro zoológico químico que é a atmosfera de Titã”.

Os detalhes dessa descoberta foram publicados num artigo da edição de 30 de Setembro de 2013 do Astrophysical Journal Letters.

Fonte: Jet Propulsion Laboratory

A galáxia mais densa no Universo local

Esta imagem composta mostra a M60 e a região ao seu redor, onde os dados do observatório de raios X Chandra da NASA estão em rosa e os dados do telescópio espacial Hubble estão em vermelho, verde e azul.

© NASA (galáxia M60-UCD1)

A imagem do Chandra mostram o gás quente, estrelas duplas que contêm buracos negros e estrelas de nêutrons e a imagem do Hubble revela estrelas na M60 e galáxias vizinhas, incluindo a M60-UCD1.

A galáxia, conhecida como M60-UCD1, é um tipo de galáxia anã ultra-compacta, e está localizada perto de uma enorme galáxia elíptica, a NGC 4649, também chamada de Messier 60 (M60), cerca de 60 milhões de anos-luz da Terra. Ela foi descoberta com o telescópio espacial Hubble, acompanhada de observações realizadas com o Chandra, o WM Keck e outros telescópios ópticos terrestres.

Observações do observatório WM Keck no topo do Mauna Kea, no Havaí, caracterizou a M60-UCD1 como a mais luminosa galáxia conhecida de seu tipo e uma das mais maciças, pesando 200 milhões de vezes mais do que o nosso Sol.

O que torna a M60-UCD1 tão notável é cerca de metade dessa massa é encontrada dentro de um raio de apenas cerca de 80 anos-luz. Isto faria com que a densidade de estrelas é cerca de 15.000 vezes maior do que a encontrada na Via Láctea, o que significa que as estrelas estão em torno de 25 vezes mais perto.

O telescópio de espelho múltiplo de 6,5 metros no Arizona foi usado para estudar a quantidade de elementos mais pesados ​​que o hidrogênio e o hélio em estrelas da M60-UCD1. Os valores encontrados são semelhantes ao nosso Sol.

A abundância de elementos pesados ​​nesta galáxia torna um ambiente fértil para os planetas e, potencialmente, na formação de vida.

Outro aspecto interessante da M60-UCD1 é que os dados do Chandra revelam a presença de uma fonte de raios X brilhante no seu centro. Uma explicação para essa fonte é um buraco negro gigante pesando cerca de 10 milhões de vezes a massa do Sol.

Os astrônomos estão tentando determinar se a M60-UCD1 e outras galáxias anãs ultra-compactas ou nascem como aglomerados de estrelas ou se elas são galáxias que ficam menores porque têm estrelas longe delas. Grandes buracos negros não são encontrados em aglomerados de estrelas, então se a fonte de raios X é de fato devido a um buraco negro maciço, provavelmente foi produzida pela colisão entre a galáxia e uma ou mais galáxias próximas. A massa da galáxia e a abundância de elementos semelhantes ao Sol também favorecem a ideia de que a galáxia é o remanescente de uma galáxia muito maior.

Se esta separação fez ocorreu, então a galáxia era originalmente 50 a 200 vezes mais massiva do que é agora, o que tornaria a massa de seu buraco negro à massa original da galáxia mais parecida com a Via Láctea e muitas outras galáxias. É possível que esta separação ocorreu há muito tempo e que a M60-UCD1 cessou seu tamanho atual a vários bilhões de anos. Os pesquisadores estimam que a M60- UCD1 possui mais de 10 bilhões de anos.

A densidade de estrelas na galáxia é tão alto que não é esperado encontrar uma assinatura de matéria escura no movimento das estrelas. No entanto, estas galáxias são consideradas susceptíveis de conter alguma matéria escura.

Estes resultados foram publicados na edição de setembro do The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: W. M. Keck Observatory

Estrela de nêutrons sofre severas alterações

Estas duas imagens do observatório de raios X Chandra da NASA mostram uma grande mudança no brilho de raios X de uma estrela de nêutrons em rápida rotação, ou pulsar, entre 2006 e 2013.

© NASA (IGR J18245-2452)

A estrela de nêutrons, o remanescente extremamente denso deixado para trás por uma supernova, está em uma órbita apertada em torno de uma estrela de baixa massa. Este sistema estelar binário, IGR J18245-2452 é um membro do aglomerado globular M28.

O IGR J18245-2452 fornece informações importantes sobre a evolução dos pulsares em sistemas binários. Pulsos de ondas de rádio foram observados a partir da estrela de nêutrons, pois faz uma rotação completa a cada 3,93 milissegundos (uma taxa surpreendente de 254 vezes por segundo), identificando-o como um "pulsar de milissegundo".
O modelo amplamente aceito para a evolução desses objetos é que a matéria é retirada da estrela companheira para a superfície da estrela de nêutrons através de um disco ao seu redor. Durante esta assim chamada fase de acreção, o sistema é descrito como um binário de raios X, uma vez que uma brilhante emissão de raios X a partir do disco é observada. O material do disco colapsa sobre a estrela de nêutrons, aumentando a sua velocidade de rotação. A transferência da matéria eventualmente desacelera e o material restante é varrido pelo campo magnético girando da estrela de nêutrons como um pulsar de rádio de milissegundo.

A evolução completa de binário de raios X de baixa massa em um pulsar de milissegundo deve acontecer ao longo de vários bilhões de anos, mas no decorrer desta evolução, o sistema pode mudar rapidamente entre estes dois estados. O IGR J18245-2452 fornece a primeira evidência direta para tais mudanças drásticas no comportamento. Em observações de julho de 2002 a maio de 2013, são os períodos em que ele atuou como um binário de raios X e os pulsos de rádio desaparecem, e há momentos em que ele desliga-se como um binário de raios X e os pulsos de rádio surgem.

As últimas observações com dois radiotelescópios na região dos raios X mostram que as transições entre um binário de raios X e um pulsar de rádio podem ocorrer em ambos os sentidos e em uma escala de tempo que é menor do que o esperado, talvez apenas alguns dias. Eles também fornecem fortes evidências para uma ligação evolutiva entre os binários de raios X e pulsares de rádio de milissegundo.

As observações de raios X continham dados do Chandra da NASA, XMM-Newton da ESA, o Gamma-Ray Astrophysics Laboratory International (INTEGRAL), Swift/XRT da NASA e as observações de rádio usadas no Australia Telescope Array Compact, o telescópio Green Bank, radiotelescópio Parkes e o radiotelescópio Westerbok Synthesis.

As observações do IGR J18245-2452 e suas implicações estão descritas em um artigo publicado em setembro de 2013 da revista Nature.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

M31 versus M33

Separadas por 14 graus (28 luas cheias) no céu do planeta Terra, as galáxias espirais M31, à esquerda, e M33, são ambas grandes membros do Grupo Local, junto com a nossa própria galáxia, a Via Láctea.

© Rogelio Bernal Andreo (M31 e M33)

Este mosaico telescópio de campo amplo capta detalhes bem coloridos da estrutura espiral em ambas, enquanto as duas galáxias vizinhas parecem ser equilibradas de cada lado pela brilhante Mirach, estrela beta da constelação de Andrômeda. Mas a M31, a galáxia de Andrômeda, está na verdade a 2,5 milhões de anos-luz de distância e a M33, a Galáxia do Triângulo, está também a cerca de 3 milhões de anos-luz distante. Mirach, está a apenas 200 anos-luz do Sol, se localiza bem dentro da Via Láctea, junto com as tênues nuvens de poeira se espalhando pela imagem a apenas poucas centenas de anos-luz acima do plano galático. Embora pareçam bem distantes, M31 e M33 estão ligadas em um mútuo abraço gravitacional. Radioastrônomos encontraram indícios de uma ponte de gás hidrogênio neutro que pode conectar as duas, evidência de um encontro mais próximo no passado. Com base em medições, simulações gravitacionais atualmente preveem que a Via Láctea, M31 e M33 irão todas passar por um encontro próximo mútuo e potencialmente se mesclar daqui a bilhões de anos.

Fonte: NASA