Buracos negros moldam estranhas galáxias vermelhas

O Universo que podemos ver é composto de bilhões de galáxias, cada uma contendo centenas de milhares a centenas de bilhões de estrelas.

© CfA/David A. Aguilar (ilustração das galáxias extremamente vermelhas)

Um grande número de galáxias são de forma elíptica, vermelha e na sua maioria composta de estrelas velhas. Outro tipo mais comum é na formato em espiral, onde os braços curvam para fora de um disco fino azul com um bojo vermelho central. Em média estrelas em galáxias espirais tendem a ser muito mais jovens do que aquelas em galáxias elípticas. Agora, um grupo de astrônomos descobriu uma relativamente simples relação entre a cor de uma galáxia e do tamanho do seu bojo: quanto mais massivo for o bojo, mais vermelha será a galáxia. Grandes bojos significam grandes buracos negros e estes podem pôr fim a formação de estrelas.

Um grupo de astrônomos liderados por Asa Bluck da Universidade de Victoria, no Canadá, descobriu esta relação entre a cor de uma galáxia e o tamanho do seu bojo. Asa e sua equipe usaram dados do Sloan Digital Sky Survey (SDSS) para agrupar mais de meio milhão de galáxias de todas as diferentes cores, formas e massas. Eles então usaram um software de reconhecimento de padrões para medir a forma de cada uma, para ver como a proporção de estrelas vermelhas em uma galáxia varia de acordo com as suas outras propriedades.

© A. Bluck/Cosmonovas (diagrama da massa total de estrelas em relação à taxa do bojo estelar)

Acima são mostradas imagens de uma pequena fração das galáxias analisadas no novo estudo. As galáxias são ordenadas por massa total de estrelas (de baixo para cima) em relação à taxa do bojo estelar (da esquerda para a direita). As galáxias que aparecem mais vermelhas têm valores elevados para ambas as medidas, o que significa que a massa do bojo e buraco negro central determina sua cor.

Eles descobriram que a massa no bojo central, independentemente de quão grande é o disco que o rodeia, é a chave para saber a cor de toda a galáxia. Acima de uma determinada massa do bojo, as galáxias são vermelhas e não possuem novas estrelas jovens.

Quase todas as galáxias contêm buracos negros supermassivos em seus centros. A massa do bojo está intimamente relacionado com a massa do buraco negro; quanto mais massa do buraco negro, mais energia é liberada na galáxia circundante na forma de jatos potentes e emissão de raios X. Isso pode soprar e aquecer o gás, impedindo a formação de novas estrelas.

Quase 13 bilhões de anos-luz da Terra, uma espécie estranha de galáxia estava escondida envolta em poeira e escurecida devido à distância. O poder revelador do telescópio espacial Spitzer da NASA, sensível à luz infravermelha, descobriu quatro galáxias extremamente vermelhas.

As galáxias recém-descobertas são mais de 60 vezes mais brilhantes no infravermelho do que são as cores mais avermelhadas que o telecópio espacial Hubble pode detectar.

As galáxias podem ser muito vermelhas por várias razões. Elas podem ser muito empoeiradas. Elas podem conter estrelas vermelhas muito velhas, ou elas podem estar muito distantes, situação em que a expansão do Universo estende a sua luz para comprimentos de onda mais longos e, consequentemente, as cores avermelhadas, um processo conhecido como redshift. Todos as três razões parecem aplicar-se às galáxias recém-descobertas.

Todas as quatro galáxias estão agrupadas perto umas das outras e parecem estar fisicamente associadas. Devido as suas distâncias serem enormes, nós as vemos como elas eram apenas um bilhão de anos após o Big Bang, uma época em que as primeiras galáxias se formaram.

"O Hubble mostrou-nos algumas das primeiras protogaláxias que se formaram, mas nada que se pareça com isso. Num certo sentido, estas galáxias podem ser um elo perdido na evolução galáctica", disse o co-autor da pesquisa Giovanni Fazio do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA).

Os pesquisadores divulgaram seus resultados no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, publicado pela Oxford University Press.

Fonte: Royal Astronomical Society e Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Uma anã marrom muito gelada

O telescópio espacial Spitzer e o Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) da NASA descobriram o que parece ser a mais fria anã marrom conhecida, um corpo parecido com uma estrela fraca que, surpreendentemente, é tão gelado como polo norte da Terra.

© Penn State University/NASA/JPL-Caltech (ilustração da anã marrom gelada)

As imagens dos telescópios espaciais também identificaram a distância do objeto, localizado a 7,2 anos-luz de distância, sendo quarto sistema mais próximo do nosso Sol. O sistema mais próximo, um trio de estrelas, está Alpha Centauri, a cerca de 4 anos-luz de distância.
"É muito emocionante descobrir um novo vizinho do nosso Sistema Solar que está tão perto", disse Kevin Luhman, astrônomo do Centro de Exoplanetas e Mundos Habitáveisde da Universidade Estadual Pensilvânia. "E dado sua temperatura extrema, deve dizer-nos muito sobre as atmosferas de planetas, que muitas vezes têm temperaturas igualmente frias."
Anãs marrons começam suas vidas como estrelas, como o colapso bolas de gás, mas falta-lhes a massa para queimar combustível nuclear e irradiar a luz das estrelas. A recém-descoberta anã marrom mais fria é denominada WISE J085510.83-071.442.5, tem uma temperatura de menos 48 para menos 13 graus Celsius. Recordistas anteriores para anãs marrons mais frias, também encontrado pelo WISE e Spitzer, eram da ordem da temperatura ambiente.
O WISE foi capaz de detectar o objeto raro porque ele examinou o céu inteiro duas vezes em luz infravermelha, observando algumas áreas até três vezes. Objetos frios como as anãs marrons podem ser invisíveis quando vistos por telescópios na luz visível, mas sua incandescência térmica, mesmo sendo débil, destaca-se na luz infravermelha. Além disso, quanto mais próximo de um corpo, mais ela parece mover-se em imagens efetuadas durante meses. Aviões são um bom exemplo deste efeito: um avião próximo voando baixo vai parecer deslocando mais rapidamente do que um voando alto.
Depois de perceber o movimento rápido do WISE J085510.83-071.442.5 em março de 2013, Luhman  analisou as imagens adicionais tiradas com Spitzer e o telescópio Gemini Sul em Cerro Pachón, no Chile. Observações em infravermelho do Spitzer ajudaram a determinar a temperatura gelada da anã marrom. Detecções combinadas do WISE e Spitzer, obtidas de diferentes posições ao redor do Sol, possibilitou a medição da distância através do efeito de paralaxe. Este é o mesmo princípio que explica por que seu dedo, quando estendido frontalmente de você, parece saltar de um lado para outro quando ele é visto alternativamente pelos olhos esquerdo e direito.
"É notável que, mesmo depois de muitas décadas de estudo do céu, ainda não há um inventário completo dos vizinhos mais próximos do Sol", disse Michael Werner, cientista do projeto para o Spitzer no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, na Califórnia. "Este novo resultado emocionante demonstra o poder de explorar o Universo utilizando novas ferramentas, como os olhos infravermelhos do WISE e Spitzer."
Estima-se que o WISE J085510.83-071.442.5 deva ter de 3 a 10 vezes a massa de Júpiter. Com uma massa tão baixa, poderia ser um gigante gasoso semelhante à Júpiter que foi expulso do seu sistema estelar. Mas os cientistas indagam que é provavelmente uma anã marrom em vez de um planeta, pois as anãs marrons são conhecidas por serem bastante comuns. Se assim for, é uma das anãs marrons enormes menos conhecidas.
Em março de 2013, a análise de Luhman das imagens do WISE descobriu um par de anãs marrons muito mais quentes a uma distância de 6,5 anos-luz, fazendo com que esse sistema seja o terceiro mais próximo do Sol. Sua busca por corpos movendo-se rapidamente também demonstrou que o Sistema Solar exterior, provavelmente, não contém um grande planeta ainda não descoberto, que foi chamado de "Planeta X" ou "Nemesis".

Fonte: NASA

Uma nebulosa mutante

O Universo é raramente estático, embora as escalas de tempo envolvidas podem ser muito longas.

© Hubble (Nebulosa de Gyulbudaghian)

Por intermédio de observações astronômicas modernas foi possível ver os locais de nascimento de novas estrelas e planetas, buscar e estudar as mudanças sutis que propiciaram a descoberta do que está acontecendo no âmago  destes objetos.

O ponto brilhante localizado na borda da estrutura em forma de leque azulado nesta imagem efetuada pelo telescópio espacial Hubble é uma estrela jovem chamada V* PV Cephei, ou PV Cep. Ela está localizada na constelação do norte de Cepheus, a uma distância de mais de 1.600 anos-luz da Terra.

É um alvo favorito para astrônomos amadores devido ao formato da nebulosidade, conhecida como GM 1-29 ou Nebulosa de Gyulbudaghian, que altera sua configuração ao longo de um prazo de meses. O brilho da estrela também tem variado ao longo do tempo.

Imagens da estrela PV Cep obtida em 1952 mostrou a nebulosa com forma de faixa, semelhante a uma cauda de cometa. No entanto, desapareceu quando novas imagens da estrela foram reslizadas cerca de vinte e cinco anos depois. Em vez disso, surgiu uma nebulosa em forma de leque azul. Vinte e cinco anos é um período muito curto em escalas de tempo cósmicas, por isso, os astrônomos pensam que a misteriosa raia pode ter sido um fenômeno temporário, como os restos de um enorme clarão estelar, semelhante às erupções solares que estamos acostumados a ver no  Sistema Solar.

Ao mesmo tempo em que isso acontecia, a própria estrela foi brilhando. Isto forneceu a luz para iluminar a nebulosa em forma de leque recém-formada. Este brilho pode estar relacionado com o início da fase de queima de hidrogênio da estrela, o que significaria que ela estava atingindo a maturidade.

A estrela PV Cep está cercada por um disco de gás e poeira, que bloqueia a luz de em todas as direções. A aparência na forma de leque é, portanto, provavelmente um resultado da luz das estrelas fugindo do disco de poeira e projetando sobre a nebulosa.

Fonte: ESA

ARP 81: 100 milhões de anos depois

Do planeta Terra, nós observamos esse par de galáxias fortemente distorcido, catalogado como ARP 81, como eles eram a somente 100 milhões de anos depois da colisão entre as galáxias que o formam.

© Hubble Legacy Archive e Martin Pugh (ARP 81)

A destruição causada pela interação gravitacional mútua durante o encontro é detalhada nessa composição colorida que mostra os fluxos retorcidos de gás e poeira, um caos de formação de estrelas massivas, e uma cauda de maré que se estende por 200 mil anos-luz enquanto varre os detroços cósmicos. Também conhecidas como NGC 6622 (esquerda) e NGC 6621 (direita), as galáxias possuem aproximadamente o mesmo tamanho mas estão destinadas a se fundirem formando uma galáxia maior num futuro distante, participando de repetidas interações até finalmente se aglutinarem. Localizadas na constelação de Draco, as galáxias estão a 280 milhões de anos-luz de distância. Até mesmo as galáxias mais distantes de segundo plano podem ser observadas nessa imagem nítida que foi reprocessada a partir de dados do Hubble Legacy Archive.

Fonte: NASA

Par de buracos negros supermassivos é descoberto

Um par de buracos negros supermassivos em órbita um do outro foi registrado pelo XMM-Newton.

© ESA/C. Carreau (ilustração de sistema binário de buracos negros supermassivos)

Essa é a primeira vez que um par tem sido observado numa galáxia ordinária. Eles foram descobertos pois estavam dilacerando uma estrela quando o observatório espacial estava focalizado na sua direção.

A maior parte das galáxias massivas no Universo provavelmente abrigam no mínimo um buraco negro supermassivo em seus centros. Dois buracos negros supermassivos são as evidências de que galáxias estão se fundindo. Assim, encontrar buracos negros supermassivos binários podem significar como as galáxias se desenvolvem nas formas e tamanhos atuais.

Até hoje, somente poucos candidatos a buracos negros supermassivos binários próximos foram encontrados. Todos eles, estão em galáxias ativas onde eles estão constantemente rompendo nuvens de gás, num prelúdio da colisão entre eles, que deve acontecer em algum momento.

No processo de destruição, o gás é aquecido a temperaturas tão altas que ele brilha em muitos comprimentos de onda, incluindo em raios X. Isso dá a galáxia um centro brilhante incomum, por isso são denominadas de galaxias ativas. A nova descoberta, reportada por Fukun Liu, da Universidade de Peking, em Beijing, na China e seus colegas, é importante pois ela é a primeira a encontrar esse tipo de interação em galáxias que não sejam ativas.

“Pode haver uma população inteira de galáxias quiescentes que abrigam buracos negros binários em seus centros”, disse o co-autor Stefanie Komossa, do Max-Plank-Institut für Radioastronomie, em Bonn, na Alemanha. Mas encontrá-los é uma tarefa difícil em galáxias quiescentes, não existem nuvens de gás alimentando os buracos negros, e assim os núcleos dessas galáxias são verdadeiramente escuros.

A única esperança que os astrônomos têm é olhar na direção certa no momento em que um buraco negro está destruindo uma estrela em pedaços. Esse tipo de ocorrência é chamada de “evento de ruptura de maré”. À medida que a estrela é puxada pela gravidade do buraco negro, ela emite um brilho de raios X.

Numa galáxia ativa, o buraco negro é continuamente alimentado pelas nuvens de gás. Numa galáxia quiescente, o buraco negro é alimentado pelos eventos de ruptura de maré que ocorrem esporadicamente e são impossíveis de serem previstos. Assim, para aumentar a chance de se observar um evento desses, os pesquisadores usam o observatório de raios X XMM-Newton da ESA de uma maneira nova.

Normalmente, o observatório coleta os dados de alvos designados, um por vez. Uma vez que ele completa a observação, ele passa para o próximo objeto da lista. O truque é que durante esse movimento, o XMM-Newton mantém os instrumentos focados e registrando. Efetivamente essa pesquisa do céu tem um padrão aleatório, produzindo dados que podem ser analisados em busca de fontes de raios X desconhecidas e inesperadas.

Em 10 de Junho de 2010, um evento de ruptura de maré foi registrado pelo XMM-Newton na galáxia SDSS J120136.02+300305.5. Komossa e seus colegas estavam escaneando os dados em busca desses eventos e programando observações subsequentes poucos dias depois com o XMM-Newton e com o satélite Swift da NASA.

A galáxia estava expelindo raios X no espaço. Se parecia exatamente como um evento de ruptura de maré causado por um buraco negro supermassivo, mas enquanto eles rastreavam a vagarosa emissão que se apagava dia após dia, algo estranho aconteceu.

Os raios X caíram abaixo dos níveis detectáveis entre os dias 27 e 48 depois da descoberta. Então eles reapareceram e continuaram a seguir uma taxa de queda mais esperada, como se nada tivesse acontecido.

Agora, graças a Fukun Liu, o comportamento pode ser explicado. “Isso é exatamente o que se espera de um par de buracos negros supermassivos, orbitando um ao redor do outro”, disse Liu.

Liu tem trabalhado em modelos de sistemas binários de buracos negros que previu uma repentina queda para a escuridão e então a recuperação do brilho pois a gravidade de um dos buracos negros corrompeu o fluxo de gás de outro, temporariamente privando-o do combustível necessário para gerar um brilho em raios X. Ele encontrou que duas configurações eram possíveis para reproduzir as observações da J120136.

Na primeira, o buraco negro primário continha 10 milhões de vezes a massa do Sol e estava orbitando um buraco negro de cerca de um milhão de vezes a massa do Sol em uma órbita elíptica. Na segunda solução, o buraco negro primário, tinha cerca de um milhão de vezes a massa do Sol e tinha uma órbita circular.

Em ambos os casos, a separação entre os buracos negros era relativamente pequena: cerca de 0,6 milliparsecs, ou algo em torno de 2 milionésimos de um ano-luz. Isso é aproximadamente a largura do Sistema Solar.

Sendo tão próximos, o destino desse par de buracos negros recém descoberto está selado. Eles irão irradiar sua energia orbital, gradativamente epiralando de forma conjunta, até cerca de 2 milhões de anos eles se fundirão em um único buraco negro.

Agora que os astrônomos encontraram seu primeiro candidato para um buraco negro binário, em uma galáxia quiescente, a pesquisa é mais do que inevitável. O XMM-Newton continuará sua vagarosa busca. Essa detecção também despertará o interesse numa rede de telescópios que pesquisem o céu como um todo em busca dos eventos de ruptura de maré.

“Uma vez que se detecte milhares de eventos de ruptura de maré, nós podemos começar a extrair estatísticas confiáveis sobre a taxa em que as galáxias se fundem”, disse Komossa.

Existe uma outra esperança para o futuro. Quando buracos negros binários se fundem, é previsto que eles lancem uma explosão massiva de energia no Universo, mas não na sua maioria em raios X. “A fusão final espera-se ser a fonte mais intensa de ondas gravitacionais no Universo”, disse Liu.

As ondas gravitacionais são ondas no contínuo espaço-tempo. Recentemente está sendo construído um novo tipo de observatório para detectar essas ondulações. A ESA também está envolvida em abrir essa nova janela no Universo. Em 2015, a ESA lançará a sonda LISA Pathfinder, que testará a tecnologia necessária para se construir um detector espacial de ondas gravitacionais. A pesquisa pelas elusivas ondas gravitacionais é também um tema para uma grande missão científica da ESA, a missão L3, no programa Cosmic Vision.

Por enquanto, o XMM-Newton continuará procurando pelos eventos de rompimento de maré que indicam a presença de candidatos a buracos negros supermassivos binários.

“O uso inovador das observações feitas com o XMM-Newton tornou possível a detecção dos sistemas binários de buracos negros supermassivos”, disse Norbert Schartel, ciientista de projeto do XMM-Newton da ESA. “Isso demonstra a importância de se manter por longos períodos observatórios espaciais que podem detectar eventos raros que potencialmente podem abrir novas áreas na astronomia”.

Fonte: ESA

Uma massiva galáxia espiral próxima

A galáxia espiral NGC 2841 é uma das mais massivas conhecidas.

© Hubble/Subaru/Robert Gendler (galáxia espiral NGC 2841)

Localizada a 46 milhões de anos-luz distância, a galáxia espiral NGC 2841 pode ser encontrada ao norte da constelação da Ursa Maior. Esta visão nítida de linda ilha do Universo mostra um núcleo e disco galáctico amarelo impressionante. Faixas de poeira, regiões de formação de estrelas rosa e jovens aglomerados de estrelas azuis são incorporados nos braços espirais irregulares enrolados. Em contrapartida, muitas outras apresentam grandes espirais, braços arrebatadores com grandes regiões de formação estelar. A NGC 2841 tem um diâmetro de mais de 150.000 anos-luz, ainda maior do que a nossa Via Láctea, e foi captada por esta imagem composta fundindo exposições do telescópio espacial Hubble de 2,4 metros em órbita e do telescópio Subaru de 8,2 metros em terra. Imagens de raios X sugerem que os ventos e explosões estelares resultantes criam nuvens de gás quente que se estendem em um halo ao redor da NGC 2841.

Fonte: NASA

Anã branca atua como lente de aumento cósmica

Os astrônomos Ethan Kruse e Eric Agol, da Universidade de Washington, Seattle, relataram a descoberta do primeiro sistema binário em que o efeito de lente gravitacional de uma das componentes não só compensa completamente a perda de brilho que resultaria de um eclipse mas aumenta ainda o brilho total do sistema.

© Eric Agol/NASA (anã branca age como uma lupa com estrela semelhante ao Sol que está em órbita)

Este efeito foi previsto em 1973 pelo astrônomo suíço André Maeder, conhecido pelos seus estudos seminais da evolução estelar. Kruse e Agol descobriram o sistema ao estudar detalhadamente a enorme base de dados de curvas de luz acumulada pelo telescópio Kepler. O sistema binário Algol, a estrela beta da constelação Perseu, teve sua variabilidade registrada pela primeira vez  por Geminiano Montanari em 1670, porém a existência de eclipses foi identificado por John Goodricke em 1783.

Situado a 2.600 anos-luz, o sistema KOI-3278 é composto por uma estrela semelhante ao Sol em massa e luminosidade de tipo espectral G, e uma anã branca com cerca de 63% da massa do Sol e um raio de 8.200 quilômetros, cerca de 1,3 vezes do raio da Terra. As anãs brancas são os núcleos nús e inertes de estrelas que passaram pela fase de gigante vermelha. Têm uma densidade elevadíssima, onde um centímetro cúbico de material de uma tal estrela pesaria cerca de uma tonelada, e na maioria são constituídas por uma mistura de átomos de carbono e oxigênio empacotados tão próximo quanto o permitido pelas leis da mecânica quântica. As componentes orbitam um centro de gravidade comum, com órbitas quase circulares, em aproximadamente 88,18 dias, semelhante ao período orbital de Mercúrio.

A orientação orbital é tal que, vistas da Terra, cada uma das componentes passa à frente da outra periodicamente. Este tipo de sistema é designado de binário com eclipse, por razões óbvias. Sempre que cada componente passa em frente da outra, a luminosidade total do sistema diminui pois parte da luz da componente eclipsada deixa de ser vista a partir da Terra.

© Ethan Kruse e Eric Agol (curva de luz do sistema KOI-3278 em torno dos eclipses)

A imagem acima mostra a curva de luz do sistema KOI-3278 em torno dos eclipses, cuja duração é de cerca de 5 horas devido à distância relativamente grande entre as estrelas. Do lado direito ocorre o efeito da passagem da estrela de tipo espectral G em frente da anã branca. A luminosidade do sistema decresce de 1 para 0,999, uma diminuição de apenas 0,1%. No outro eclipse, à esquerda, a anã branca passa em frente da estrela de tipo G. Em vez de uma diminuição da luminosidade total do sistema, que deveria acontecer porque a anã branca bloqueia parte da superfície da estrela G, vemos pelo contrário um aumento da luminosidade total, cerca de 0,1%!

O campo gravitacional da anã branca é tão poderoso, cerca de 100 mil vezes mais intenso do que o da Terra, que funciona como uma lente gravitacional amplificando e curvando a trajetória de parte da luz proveniente da estrela G, inclusive luz que em circunstâncias normais seria ocultada por ela. O efeito é tão forte que consegue não só compensar a diminuição de luminosidade provocada pela ocultação de parte da estrela G como ainda fazer aumentar a luminosidade total do sistema.

Com base nos dados do Kepler os astrônomos conseguiram calcular com precisão os elementos orbitais do sistema e os tamanhos das estrelas. A massa da estrela G pode ser estimada com precisão pelas suas características espectrais. Por outro lado, a massa da anã branca foi estimada com base no efeito de lente gravitacional observado, obtendo-se os referidos 63% da massa do Sol. As anãs brancas são tanto mais pequenas quanto mais maciças devido à compressão gravitacional.

A determinação rigorosa do raio e massa das anãs brancas reveste-se de grande importância pois permite aos astrofísicos conhecer com mais detalhe a equação que descreve o estado da matéria nestas estrelas, a chamada Equação de Estado. Este conhecimento é importante, por exemplo, para a cosmologia, uma vez que uma das suas ferramentas essenciais, as supernovas de tipo Ia, resultam da explosão termonuclear de anãs brancas.

Fonte: Science e Nature

Uma deslumbrante região do Universo

Uma imagem de um aglomerado de galáxias feita pelo telescópio espacial Hubble nos presenteia com uma impressionante seção do Universo, mostrando objetos em diferentes distância e em diferentes estágios da história cósmica.

© Hubble (Fred, Ginger e CLASS B1608+656)

A distância varia desde vizinhos cósmicos próximos até objetos que são observados nos anos iniciais do Universo. A exposição registrou objetos um bilhão de vezes mais apagados do que aqueles que podem ser observados a olho nu.

Essa nova imagem do Hubble apresenta uma impressionante variedade de objetos em diferentes distâncias de nós, estendendo por mais da metade do que se conhece até hoje o limite do Universo observável. As galáxias que aparecem nessa imagem localizam-se na sua maiores a cerca de cinco bilhões de anos-luz da Terra, mas o campo também contém outros objetos, tanto significantemente mais próximos como bem mais distantes.

Estudos dessa região do céu têm mostrado que muitos dos objetos que parecem estar localizados próximos podem na verdade estarem separados por bilhões de anos-luz. Isso ocorre porque alguns agrupamentos de galáxias localizam-se na mesma linha de visão, criando um tipo de ilusão óptica. A seção do Hubble é completada por imagens distorcidas de galáxias distantes localizadas em segundo plano na imagem.

Esses objetos algumas vezes são distorcidos devido a um processo conhecido como lente gravitacional, uma técnica extremamente valiosa na astronomia para se estudar objetos muito distantes. Esse efeito de lente é causado pela distorção do contínuo espaço-tempo por galáxias massivas localizadas perto da nossa linha de visão com relação aos objetos distantes.

Uma lente gravitacional pode amplificar a luz que vem de objetos distantes, permitindo telescópios como o Hubble ver os objetos que seriam demasiado fraco e longínquo. Este efeito será explorado durante a campanha de observação Frontier Fields, que visa combinar o poder do Hubble com a amplificação natural causado pela forte lente gravitacional de aglomerados de galáxias distantes, para estudar o passado do Universo.

Um desses sistemas de lente visível aqui é chamado de CLASS B1608+656, que aparece como um pequeno loop no centro da imagem. Ele apresenta duas galáxias em primeiro plano distorcendo e amplificando a luz de um quasar distante conhecido como QSO-160913+653228. A luz desse brilhante disco de matéria, que está atualmente caindo em um buraco negro, demorou nove bilhões de anos para chegar até nós, ou seja, dois terços da idade do Universo.

Além do CLASS B1608+656, os astrônomos identificaram duas outras lentes gravitacionais dentro dessa imagem. Duas galáxias, denominadas Fred e Ginger, em homenagem aos pesquisadores que as estudaram, que contém massa suficiente para visivelmente distorcer a luz de objetos localizados além dela. Fred, também conhecida de maneira mais prosaica como [FMK2006] ACS J160919+6532, localiza-se perto das galáxias na lente em CLASS B1608+656, enquanto Ginger ([FMK2006] ACS J160910+6532) está muito mais perto de nós. Apesar da diferença em distância da Terra, ambas podem ser vistas perto do CLASS B1068+656 na região central dessa imagem do Hubble.

Para captar objetos distantes e apagados como esses, o Hubble necessita de uma longa exposição. A imagem acima é feita com observações no visível e no infravermelho com um tempo total de exposição de 14 horas.

Fonte: NASA

Descoberto primeiro exoplaneta habitável do tamanho da Terra

Cientistas descobriram o primeiro planeta fora do Sistema Solar de tamanho semelhante ao da Terra e onde pode existir água em estado líquido, o que o torna habitável.

© NASA Ames/SETI Institute/JPL-Caltech (ilustração mostra como seria o planeta Kepler-186f)

A descoberta reforça a possibilidade de encontrar planetas similares à Terra na nossa galáxia, a Via Láctea, segundo uma equipe internacional de astrônomos.

"É o primeiro exoplaneta do tamanho da Terra encontrado na zona habitável de outra estrela", destaca Elisa Quintana, astrônoma do centro de pesquisas Ames, da NASA, que ficou à frente da pesquisa.

"O que torna esta descoberta algo particularmente interessante é que este planeta, batizado de Kepler-186f, tem o tamanho terrestre e está em órbita ao redor de uma estrela classificada como anã, menor e menos quente do que o Sol, na zona temperada onde a água pode ser líquida", afirmou.

Considera-se que esta zona seja habitável poque a vida como a conhecemos tem possibilidades de se desenvolver naquele ambiente, segundo os pesquisadores.

Para Fred Adams, professor de Física e Astronomia da Universidade de Michigan, "trata-de de um passo importante na busca para descobrir um exoplaneta idêntico à Terra".

Nos últimos vinte anos foram detectados cerca de 1.800 exoplanetas, dos quais cerca de vinte orbitam ao redor de sua estrela em uma zona habitável. Mas esses planetas são muito maiores do que a Terra e, por isso, é difícil, devido ao seu tamanho, determinar se são de composição gasosa ou rochosa.

Segundo modelos teóricos sobre a formação planetária, estabelecidos a partir de observações, os planetas que têm raio 1,5 vez inferior ao da Terra têm poucas chances, por causa do seu tamanho, de acumular uma atmosfera espessa como os planetas gasosos gigantes do nosso Sistema Solar.

"Nestes anos aprendemos que há uma transição líquida entre os exoplanetas cujo raio é 1,5 vez o da Terra", explica Stephen Kane, um astronauta da Universidade de San Francisco, co-autor da descoberta.

"Quando o raio é entre 1,5 e 2 vezes o do raio terrestre, os planetas são grandes o suficiente para acumular uma atmosfera espessa de hidrogênio e hélio", acrescentou.

O exoplaneta Kepler-186f tem raio 1,1 vez maior do que o da Terra e entra na categoria de planetas rochosos característicos do Sistema Solar, como Terra, Marte e Vênus.

"Levando em conta o pequeno tamanho do planeta, tem grandes possibilidades de ser rochoso e ter uma atmosfera. Se essa atmosfera oferecer boas condições, a água pode existir em estado líquido na superfície. Para se ter certeza de que é realmente rochoso, seria preciso obter a massa do planeta, o que não é possível com os instrumentos atuais", explica Emelie Bolmont, pesquisadora da Universidade de Bordeaux, França, que participou da descoberta.

O Kepler-186f está em um sistema estelar situado a 490 anos-luz do Sol (um ano luz = 9,46 trilhões de quilômetros) e conta com outros cinco planetas, todos de tamanho parecido com o da Terra, mas situados fora da zona habitável.

Em novembro de 2013, os astrônomos consideraram que existem bilhões de planetas de tamanho terrestre potencialmente habitáveis. Essa conclusão se baseia nas observações do telescópio espacial Kepler, lançado em 2009 para esquadrinhar mais de 100 mil planetas similares ao nosso e situados nas constelações de Cisne e Lira.

Fonte: Science

Um estudo em escarlate

A nova imagem abaixo obtida no Observatório de La Silla do ESO, no Chile revela uma nuvem de hidrogênio chamada Gum 41.

© ESO (região de formação estelar Gum 41)

No seio desta nebulosa pouco conhecida, estrelas luminosas, quentes e jovens, emitem radiação que faz brilhar o hidrogênio circundante num caraterístico tom escarlate.

A região do céu austral na constelação do Centauro acolhe muitas nebulosas brilhantes, cada uma associada a estrelas quentes recém nascidas que se formaram das nuvens de hidrogênio gasoso. A intensa radiação emitida pelas estrelas jovens excita o hidrogênio restante, fazendo com que este brilhe na cor vermelha típica das regiões de formação estelar. Outro exemplo famoso do mesmo fenômeno pode ser observado na Nebulosa da Lagoa, uma enorme nuvem que brilha em semelhantes tons escarlates.

© ESO (Nebulosa da Lagoa)

A nebulosa Gum 41 situa-se a cerca de 7.300 anos-luz de distância da Terra. Foi descoberta pelo astrônomo australiano Colin Gum em fotografias obtidas no Observatório de Mount Stromlo, próximo de Canberra. Gum incluiu este objeto no seu catálogo de 84 nebulosas de emissão, publicado em 1955. Gum 41 é, na realidade, uma pequena parte de uma estrutura muito maior chamada Nebulosa Lambda Centauri, também conhecida pelo nome mais exótico de Nebulosa da Galinha Fugitiva. Gum morreu tragicamente em 1960, ainda jovem, num acidente de esqui na Suíça.
Nesta imagem de Gum 41, as nuvens parecem ser muito espessas e brilhantes, no entanto não é este o caso. Se um hipotético viajante espacial passasse pelo meio desta nebulosa, muito provavelmente nem a notaria. É que, mesmo de muito perto, a nebulosa apresenta-se tênue demais para poder ser detectada com o olho humano, fato que ajuda a perceber como é que um objeto tão grande apenas foi descoberto em meados do século XX, a sua radiação expande-se de modo muito tênue e o brilho vermelho não se consegue observar adequadamente no domínio ótico.
Esta nova imagem da Gum 41, provavelmente uma das melhores obtidas até agora, foi criada a partir de dados do instrumento Wide Field Imager (WFI), montado no telescópio MPG/ESO de 2,2 metros, no Observatório de La Silla, no Chile. Trata-se de uma combinação de imagens captadas através de três filtros de cor (azul, verde e vermelho) e de um filtro especial que capta a radiação vermelha emitida pelo hidrogênio.

Fonte: ESO

Nascimento de uma nova lua em Saturno?

A sonda Cassini da NASA tem documentado a formação de um pequeno objeto congelado dentro dos anéis de Saturno que pode ser uma nova lua do gigante gasoso, e pode também fornecer pistas para a formação das luas já conhecidas do planeta.

© Cassini (possível formação de nova lua de Saturno)

Imagens feitas pela câmera de ângulo restrito da sonda Cassini, em 15 de Abril de 2013, mostram distúrbios na borda do Anel A de Saturno, o mais externo dos brilhantes anéis. Um desses distúrbios é um arco, cerca de 20% mais brilhante do que o ambiente ao redor, que tem cerca de 1.200 quilômetros de comprimento e 10 quilômetros de largura. Os cientistas também encontraram protuberâncias incomuns no perfil normalmente suave  da borda do anel. Os cientistas, acreditam que o arco e as protuberâncias sejam causadas pelos efeitos gravitacionais de um objeto próximo.

Não é esperado que o objeto cresça mais, e na verdade ele pode até se partir. Mas o processo da sua formação e o seu movimento contribui para o nosso entendimento sobre como as luas congeladas de Saturno, incluindo Titã e Encélado, possam ter se formado em anéis muito massivos a muito tempo atrás. Esses estudos também fornecem ideias sobre como a Terra e os outros planetas no nosso Sistema Solar, se formaram e migraram para longe do Sol.

“Nós nunca tínhamos visto algo assim antes”, disse Carl Murray da Queen Mary University de Londres, e o principal autor do artigo que descreve a descoberta. “Nós podemos estar olhando para o ato de nascimento, onde esse objeto está apenas deixando os anéis e saindo para ser uma lua propriamente dita”.

O objeto, informalmente chamado de Peggy, é muito pequeno para ser visto nas imagens. Os cientistas estimam que ele tenha provavelmente não mais do que um quilômetro de diâmetro. As luas congeladas de Saturno variam de tamanho dependendo da sua proximidade com o planeta, quanto mais distante do planeta maiores elas são. E muitas luas de Saturno são compostas primariamente de gelo, já que são as partículas que formam os anéis. Com base nesses fatos, e outros indicadores, os pesquisadores propuseram recentemente que as luas congeladas se formam de partículas dos anéis e então se movem para longe do planeta, fundindo com outras luas no caminho.

“Testemunhar o possível nascimento de uma pequena lua, é algo animador, e um evento inesperado”, disse Linda Spilker, cientista de projeto da Cassini no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, em Pasadena, na Califórnia. De acordo com Spilker, a órbita da Cassini será movida para mais perto da borda externa do Anel A no final de 2016 e fornecerá assim, uma oportunidade para se poder estudar Peggy em mais detalhe e até mesmo, quem sabe, fazer imagens do pequeno satélite.

É possível que o processo de formação de luas nos anéis de Saturno tenha terminado com Peggy, já que os anéis estão agora, muito depletados para gerar novas luas. Como provavelmente esse processo não será observado novamente, Murray e seus colegas estão tirando das observações tudo que eles podem aprender.

“A teoria diz que Saturno a muito tempo atrás tinha um sistema de anéis mais massivo capaz de gerar grandes luas”, disse Murray. “À medida que as luas se formaram perto da borda, elas exauriram os anéis e evoluíram, assim, as que se formaram primeiro são as maiores e mais distantes”.

Detalhes das observações foram publicados na edição de 14 de Abril de 2014 da revista Icarus.

Fonte: NASA

Escolhido o local da instalação da Rede de Telescópios Cherenkov

O local do ESO Paranal-Armazones no Chile foi escolhido como um dos dois potenciais locais no hemisfério sul para instalar o International Cherenkov Telescope Array, uma grande rede de telescópios para a astronomia de raios gama feita a partir do solo.

© ESO (Cherenkov Telescope Array)

Trata-se de um importante passo na realização deste projeto e, se o local for efetivamente escolhido, será uma nova fronteira que se abrirá para o ESO.
No dia 10 de abril de 2014 representantes dos governos de 12 dos países envolvidos no projeto Cherenkov Telescope Array (CTA) juntaram-se em Munique e decidiram começar negociações em dois locais, Aar na Namíbia e Paranal-Armazones no Chile, mantendo Leoncito na Argentina como uma terceira opção.
O projeto CTA trata-se de uma iniciativa para construir a próxima geração de instrumentos no solo que operarão nas altas energias, os raios gama. O projeto CTA pretende usar a deteção da energia dos raios gama para investigar o Universo das altas energias.
O porta-voz do Consórcio CTA, o Professor Werner Hofmann, disse: “A escolha do local é um passo crucial na implementação do CTA; esta decisão representa um enorme passo em frente na concretização do projeto e por isso agradecemos a devoção e o apoio das agências que nos financiam e dos delegados dos países envolvidos na decisão.”
Os raios gama são emitidos pelos objetos do Universo mais quentes e poderosos, tais como buracos negros de massa extremamente elevada, supernovas e possivelmente restos do Big Bang. Quando um fóton de alta energia choca com a atmosfera da Terra, pode causar uma cascata de partículas secundárias, dando origem a um tipo de emissão conhecida por radiação de Cherenkov, um tênue flash de luz azul visível bastante característico. Este flash pode durar apenas alguns bilionésimos de segundo, por isso é necessário capturá-lo em imagens de modo extremamente rápido e com o auxílio de telescópios que possuam grande poder de colectar luz.
O Cherenkov Telescope Array é um projeto multinacional de todo o mundo, onde se encontram envolvidos 1.000 cientistas e engenheiros de 28 países e mais de 170 instituições de pesquisa. Com o CTA será dado um salto de uma ordem de magnitude em termos de sensibilidade, relativamente aos atuais instrumentos, e teremos acesso a conhecimentos novos sobre alguns dos processos mais extremos no Universo. A maioria dos sistemas que medem a radiação de Cherenkov usam apenas alguns telescópios. O CTA será constituído por cerca de 100 telescópios de Cherenkov, com diâmetros de 23, 12 e 4 metros, situados no hemisfério sul. Haverá ainda um local mais pequeno no hemisfério norte. Uma rede desta extensão fará aumentar o número de flashes que podem ser detectados, cobrirá todo o intervalo de energia necessário e aumentará de forma drástica a resolução angular, permitindo a identificação dos objetos emissores a outros comprimentos de onda. Instrumentos de baixas energias (menos de 100 GeV) terão um campo de visão moderado de cerca de 4-5 graus; os de energia média (100 GeV até 1 TeV) cobrirão cerca de 6-8 graus e os de alta energia capturarão os flashes mais intensos, mais de 10 TeV, num campo de visão muito maior, de cerca de 10 graus.
“Embora as conversações formais não tenham ainda começado, a escolha do Paranal-Armazones como potencial local do CTA ilustra bem a excelência do local e das infraestruturas do Very Large Telescope e do European Extremely Large Telescope. Se for escolhido, o CTA tirará partido da grande experiência que o ESO possui na astronomia feita no solo,” disse o Diretor Geral do ESO, Tim de Zeeuw. “Aguardamos com expectativa as conversações com o CTA.”

Fonte: ESO

Primeiro eclipse total da Lua no ano

Na madrugada da próxima terça-feira, dia 15, ocorrerá um eclipse lunar total.

© Fred Espenak (Eclipse Lunar)

Este será o primeiro fenômeno de uma tétrade de luas cheias que vão acontecer a cada seis meses. O próximo eclipse ocorrerá em 8 de outubro deste ano, seguido por um em 4 de abril de 2015 e outro em 28 de setembro de 2015. O alinhamento perfeito entre a Terra, a Lua e o Sol não acontece desde 10 de dezembro de 2011. A última sequência de quatro eclipses lunares totais ocorreu entre 2003 e 2004 e a próxima ocorrência será entre 2032 e 2033.

O fenômeno ocorre quando a Lua passa através da sombra provocada pela Terra. Nessa configuração, a Terra fica entre o Sol e a Lua. Quando a Lua penetra totalmente no cone de sombra projetado pela Terra é o eclipse lunar total. A luz proveniente do Sol é desviada sobre a Lua eclipsada e ao atingir a atmosfera da Terra absorve a tonalidade azul do espectro de cores, resultando na cor avermelhada da Lua durante a fase de totalidade do eclipse.

A Lua estará entre a estrela Espiga e Marte (que hoje está mais próximo da Terra) durante o eclipse que terá início às 1h53 (horário de Brasília), nessa fase (penumbra) apenas parte da luz solar estará sendo bloqueada pela Terra. A Lua entrará no cone de sombra total da Terra (umbra), aproximadamente às 2h58 (início do eclipse parcial). A Lua estará completamente encoberta as 4h06, sendo ápice do eclipse total às 4h45, e o nosso satélite natural começará a sair da umbra às 5h24, saindo totalmente da umbra às 6h33 (fim do eclipse parcial). O fenômeno finalizará às 7h37. A duração do eclipse total, ou seja, a Lua imersa no cone de sombra da Terra, será de aproximadamente 78 minutos.

Fonte: NASA e Cosmo Novas

Saturno em azul e dourado

Por que Saturno é parcialmente azul?

© Cassini (Saturno)

A imagem acima de Saturno, que mostra o planeta com as cores aproximadas àquelas que um ser humano as veriam se estivesse flutuando próximo do gigante, foi feita em 2006 pela sonda Cassini. Nessa imagem os anéis de Saturno aparecem como uma fina linha vertical. Os anéis mostram suas complexas estrutuas na sombra que é projetada na parte esquerda da imagem. A lua chafariz de Saturno, Encélado, aparecem na imagem como saliência nos anéis. O hemisfério norte de Sarurno aparece parcialmente azul pela mesma razão que o céu da Terra também aparece azul, ou seja, moléculas nas porções sem nuvens da atmosfera de ambos os planetas espalham melhor a luz azul do que a luz vermelha. Quando se olha nas profundezas das nuvens de Saturno a tonalidade dourada natural do planeta torna-se dominante. Não se sabe ao certo por que o hemisfério sul de Saturno não apresenta essa mesma tonalidade azulada; uma hipótese é que as nuvens nessa parte do planeta sejam mais altas. Também não se sabe por que as huvens de Saturno apresentam essa tonalidade dourada.

Fonte: NASA

Estrelas nascem nos limites da Via Láctea

Pela primeira vez astrônomos detectaram estrelas em um enorme fluxo de gás lançado pelas Nuvens de Magalhães, as duas galáxias mais brilhantes que orbitam a nossa Via Láctea.

© NRAO/D. Nidever (Braço Dianteiro e Fluxo de Magalhães)

Procuradas há décadas, essas estrelas recém-descobertas são jovens, o que significa que se formaram recentemente, quando o gás das Nuvens de Magalhães colidiu com o gás da Via Láctea.
As estrelas recém-nascidas oferecem informações sobre processos que ocorreram no passado do Universo, quando pequenas galáxias ricas em gás colidiam para dar origem a gigantes como a Via Láctea. “Essa é a primeira e única interação galáctica que podemos modelar em detalhes”, declara Dana Casetti-Dinescu, astrônoma da Southern Connecticut State University, que aponta que outras colisões de nuvens gasosas entre galáxias ficam mais distantes, e que portanto são mais difícieis de observar. “Nós não temos tantas informações sobre interações entre sistemas mais distantes”.
Cerca de duas dúzias de galáxias revolvem ao redor da Via Láctea, mas apenas as Nuvens de Magalhães são brilhantes o suficiente para que astrônomos amadores possam vê-las a olho nu. O que realmente diferencia as duas é seu vigor: ao contrário de outros satélites da Via Láctea, as Nuvens de Magalhães têm grandes quantidades de gás, a matéria-prima de novas estrelas.
As Nuvens de Magalhães com certeza ficam próximas: a Grande Nuvem de Magalhães fica a apenas 160 mil anos-luz da Terra, enquanto a Pequena Nuvem de Magalhães fica a 200 mil anos-luz de nós, e a 75 mil anos-luz de sua companheira. Conforme as duas galáxias orbitam a Via Láctea, é provável que também orbitem uma a outra.
Um olhar mais detalhado das Nuvens de Magalhães revela mais detalhes. No início dos anos 70, rádio-astrônomos descobriram um longo fluxo de gás que acompanha as duas galáxias enquanto elas nos orbitam.
Esse gás, chamado de Fluxo de Magalhães, consiste principalmente de átomos neutros de hidrogênio, que transmitem ondas de rádio com 21 centímetros de comprimento. Um componente gasoso mais curto fica adiante das Nuvens de Magalhães, e por isso foi batizado de Braço Dianteiro. Do início do Braço Dianteiro até o fim do Fluxo de Magalhães, essa faixa gasosa tem pelo menos 200 graus de comprimento e se estende por mais de meio milhão de anos-luz de espaço.
Assim como a Lua eleva os mares terrestres, o arrasto gravitacional da Grande Nuvem de Magalhães removeu a maior parte desse gás da Pequena Nuvem de Magalhães, que não tem tanta força para segurá-lo. Estrelas também devem ter se espalhado a partir das Nuvens de Magalhães. Ainda que tanto estrelas quanto gás existam entre as Nuvens de Magalhães, ninguém nunca tinha encontrado qualquer estrela no Fluxo de Magalhães ou no Braço Dianteiro. Até agora.
Casett-Dinescu e seus colegas usaram o telescópio Walter Baade, de 6,5 metros,  no Observatório Las Campanas, no Chile, para revelar seis luminosas estrelas azuis no Braço Dianteiro. “Elas se formaram no local”, declara a pesquisadora. “Elas não têm outra opção, porque são muito jovens, elas não tiveram tempo suficiente para viajar das Nuvens até sua localização atual durante seu tempo de vida”. Cinco das seis estrelas estão a aproximadamente 60 mil anos-luz do centro da Via Láctea, perto da periferia do disco estelar de nossa galáxia.
Como a maioria das galáxias espirais, a Via Láctea mantém um vasto reservatório de gás hidrogênio que circunda o disco estelar. Então as estrelas recém-nascidas podem ter se originado em nossa galáxia. Porém, as estrelas compartilham a velocidade do gás no Braço Dianteiro, sugerindo que elas surgiram conforme seu gás se chocou com o disco externo de gás da Via Láctea, comprimindo o gás do Braço até que ele produzisse estrelas.
“Essa é a primeira evidência razoável de estrelas associadas ao Braço Dianteiro”, declara David Nidever da University of Michigan, que está conduzindo sua própria busca. Ele está especialmente intrigado com a sexta estrela que os astrônomos localizaram, a mais distante. Localizada a 130 mil anos-luz do centro galáctico, cerca de duas vezes a distância das outras estrelas, ela fica muito além da borda do disco estelar da Via Láctea, no vasto halo externo. A estrela tem um tipo espectral O6, que corresponde a uma temperatura de superfície de 44 mil kelvins. Uma estrela tão quente tem um brilho poderoso, mas breve; ela se formou há apenas um ou dois milhões de anos. “Parece que aquela estrela realmente deve ter nascido no halo”, comenta Nidever.
O halo externo da Via Láctea, ainda que em sua maior parte destituído de estrelas, possui um gás quente difuso que recebe o gás vindo do Braço Dianteiro. “Esse material está mergulhando no halo da Via Láctea, que é muito quente”, observa Casetti-Dinescu. O gás de Magalhães já atingiu o gás do halo, acredita ela, sendo comprimido e forjando a estrela de vida curta.
Ainda que as estrelas devam seu nascimento ao gás das Nuvens de Magalhães, elas agora revolvem ao redor de um novo mestre: a Via Láctea, que aumentou seu tamanho já imponente ao arrebatar gás de seus dois satélites mais extravagantes e transformá-lo em novas estrelas, um processo que nossa galáxia deve ter explorado várias vezes em épocas antigas enquanto crescia para se tornar uma gigante.

As descobertas foram relatadas no periódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: Scientific American