Telescópio Spitzer testemunha colisão entre asteroides

O telescópio espacial Spitzer da NASA avistou uma erupção de poeira ao redor de uma estrela jovem, possivelmente o resultado de uma colisão entre dois asteroides grandes. Este tipo de colisão pode eventualmente conduzir à formação de planetas.

© NASA/JPL-Caltech (ilustração do rescaldo de grande impacto de asteroides em torno de estrela)

Os cientistas rastreavam regularmente a estrela, com o nome NGC 2547-ID8, quando entre Agosto de 2012 e Janeiro de 2013 surgiu uma enorme quantidade de poeira fresca.

"Nós achamos que dois grandes asteroides colidiram um com o outro, criando uma enorme nuvem de partículas do tamanho de grãos de areia muito fina, que agora estão quebrando-se em pedaços e lentamente afastando-se da estrela," afirma o autor principal Huan Meng, da Universidade do Arizona em Tucson, EUA.

O Spitzer já observou vários episódios empoeirados de colisões suspeitas entre asteroides, mas esta é a primeira vez que os cientistas recolheram dados do "antes e depois" de uma colisão deste gênero em outro sistema planetário. A observação fornece um vislumbre do violento processo de formação de planetas rochosos como o nosso.

Os planetas rochosos começam a sua vida como material poeirento ao redor de estrelas jovens. O material agrupa-se para formar asteroides que chocam uns com os outros. Muitas vezes os asteroides são destruídos, mas alguns crescem ao longo do tempo e transformam-se em protoplanetas. Depois de aproximadamente 100 milhões de anos, os objetos tornam-se planetas terrestres plenamente desenvolvidos. Pensa-se que a nossa Lua tenha sido formada a partir de um impacto gigante entre a proto-Terra e um objeto do tamanho de Marte.

No novo estudo, o Spitzer observou a estrela NGC 2547-ID8 no infravermelho, que tem mais ou menos 35 milhões de anos e está situada a 1.200 anos-luz de distância na direção da constelação de Vela. As observações anteriores já tinham registado variações na quantidade de poeira em torno da estrela, sugerindo a possível existência de colisões entre asteroides. Na esperança de testemunhar um impacto ainda maior, um passo fundamental no nascimento de um planeta terrestre, os astrônomos observaram regularmente a estrela com o Spitzer. A partir de Maio de 2012, o telescópio começou a observar a estrela, às vezes diariamente.

A mudança dramática na estrela surgiu quando o Spitzer teve de apontar para longe da NGC 2547-ID8 porque o Sol estava no caminho.

"Nós não só testemunhamos o que parecem ser os restos de uma enorme colisão, mas fomos capazes de seguir as mudanças; o sinal está desaparecendo à medida que a nuvem se aniquila, moendo os grãos para que possam escapar da estrela," afirma Kate Su da Universidade do Arizona e co-autora do estudo. "O Spitzer é o melhor telescópio para monitorizar estrelas regularmente e com precisão, em busca de pequenas mudanças na radiação infravermelha, durante meses e até mesmo anos."

Uma nuvem muito espessa de detritos de poeira orbita agora a estrela na zona onde os planetas rochosos se formam. À medida que os cientistas observam o sistema estelar, o sinal infravermelho da nuvem varia com base no que é visível da Terra. Por exemplo, quando a nuvem alongada está de frente para nós, mais da sua área de superfície é exposta e o sinal é maior. Quando a cabeça ou a cauda da nuvem são visíveis, recebemos menos luz infravermelha. Ao estudar as oscilações infravermelhas, a equipe está recolhendo dados nunca antes obtidos do processo e resultado das colisões que criam planetas rochosos como a Terra.

"Estamos assistindo ao vivo à formação de planetas rochosos," afirma George Rieke, co-autor do novo estudo, também da mesma universidade. "É uma oportunidade única para estudar este processo quase em tempo real."

A equipe continua atenta à estrela com o Spitzer. Vão ver durante quanto tempo estes níveis elevados de poeira persistem, o que vai ajudar a calcular a frequência destes eventos, nesta e em outras estrelas, e com sorte conseguem observar outra colisão gigantesca.

Os resultados deste estudo foram publicados na revista Science.

Fonte: NASA

Telescópios desvendam antiga construção de galáxia gigante

Astrônomos obtêm, pela primeira vez, um vislumbre dos primeiros estágios de construção massiva de galáxias.

© NASA/ESA (ilustração do nascimento de estrelas no interior de uma galáxia em desenvolvimento)

O local das construções, com a alcunha de "Sparky", é um núcleo galáctico denso que brilha com a luz de milhões de estrelas recém-nascidas e formando-se a um ritmo alucinante.

A descoberta foi possível através de observações combinadas dos telescópios espaciais Hubble e Spitzer da NASA, do Observatório W. M. Keck em Mauna Kea, no Havaí, e pelo observatório espacial Hershel da ESA.

Uma galáxia elíptica totalmente desenvolvida é um aglomerado de estrelas velhas e com deficiências de gás, cuja teoria diz que se desenvolve de dentro para fora e com um núcleo compacto que assinala o seu início, expandindo-se através de fusões com outras galáxias mais pequenas e parecidas, para se tornarem as galáxias elípticas gigantes que vemos no Universo próximo. Devido à distância do núcleo galáctico observado, a luz que a Terra recebe agora foi na realidade criada há 11 bilhões de anos, apenas 3 bilhões de anos após o Big Bang.

Apesar de ter apenas uma fração do tamanho da Via Láctea, o pequeno mas potente núcleo galáctico já contém cerca de duas vezes o número de estrelas da nossa Galáxia, todas amontoadas numa região com apenas 6.000 anos-luz de diâmetro. A Via Láctea, por sua vez, mede cerca de 100.000 anos-luz em diâmetro.

"Nós suspeitamos que este processo de formação do núcleo é um fenômeno exclusivo do início do Universo porque, como um todo, era mais compacto nesse momento. Hoje, o Universo é tão difuso que já não consegue criar objetos deste gênero," disse Erica Nelson da Universidade de Yale em New Haven, no estado americano de Connecticut, autora principal do estudo.

© NASA/ESA (GOODS-N-774)

Esta imagem mostra observações de um núcleo galáctico recentemente descoberto, com o nome de catálogo GOODS-N-774, obtidas pelos instrumentos WFC3 e ACS do telescópio espacial Hubble. O núcleo está no centro da ampliação, para onde a seta aponta. Esta é a primeira vez que uma galáxia é avistada neste estágio de formação, um estágio inicial onde o denso núcleo galáctico está ainda fabricando estrelas furiosamente.

Além de determinar o tamanho da galáxia a partir de imagens do Hubble, a equipe procurou imagens de arquivo obtidas no infravermelho distante pelo Spitzer e pelo Herschel. Isso permitiu-lhes determinar a velocidade de formação estelar no núcleo galáctico. Sparky produz aproximadamente 300 estrelas por ano, em comparação com as 10 estrelas por ano que a Via Láctea produz.

"É como um caldeirão medieval de formação estelar. Tem muita turbulência e borbulha. Se nos encontrássemos nessa galáxia, o céu noturno seria brilhante devido ao grande número de estrelas jovens e existiria muita poeira, gás e remanescentes de estrelas que explodiram," afirma Nelson.

Os astrônomos teorizam que este nascimento estelar frenético foi desencadeado por uma corrente de gás que se dirigiu para o núcleo da galáxia enquanto se formava dentro de um poço gravitacional de matéria escura, material cósmico invisível que atua como um andaime do Universo para a construção de galáxias.

As observações indicam que a galáxia fabrica estrelas a um ritmo furioso há já mais de um bilhão de anos. É provável que este processo eventualmente chegue ao fim e que ao longo dos próximos 10 bilhões de anos outras galáxias se juntem a Sparky, fazendo com que cresça ainda mais e se torne numa galáxia elíptica gigante mas calma.

"Eu acho que a nossa descoberta resolve a questão de saber se este processo de construção galáctica aconteceu realmente ou não," comenta Pieter van Dokkum, membro da equipe e também da Universidade de Yale. "A questão agora é, com que frequência é que isto ocorria? Nós suspeitamos que existam outras galáxias como esta, que são ainda mais tênues em comprimentos de onda infravermelhos. Pensamos também que são mais brilhantes em comprimentos de onda mais longos, por isso serão os telescópios infravermelhos do futuro, como o telescópio espacial James Webb da NASA, que encontrarão mais destes objetos."

Fonte: Nature

Hubble observa a luz e a escuridão no Universo

Essa nova imagem feita pelo telescópio espacial Hubble da NASA e ESA mostra uma grande variedade de fenômenos cósmicos.

© Hubble ([B77] 63)

Circundada por estrelas brilhantes, na parte central superior da imagem é possível ver um pequeno jovem objeto estelar(YSO), conhecido como SSTC2D J033038.2+303212. Localizada na constelação de Perseus, essa estrela está nos estágios iniciais de sua vida. Nessa imagem feita pela Advanced Camera for Surveys do Hubble (ACS), parece que se tem uma fumaça de material emanando para fora e para baixo, enquadrada por explosões brilhantes de gás fluindo da própria estrela. Essa estrela está na verdade circundada por um disco brilhante de material que faz movimentos de turbilhão ao redor enquanto ela se forma, um disco que é observado de lado a partir da nossa perspectiva.

Contudo, esse pequeno ponto brilhante é ofuscado pelo seu vizinho cósmico em direção à parte inferior do quadro, um aglomerado de luz, filetes de gás fino ao redor enquanto parece expelir material escuro para o espaço. A nuvem brilhante é uma nebulosa de reflexão conhecida como [B77] 63, uma nuvem de gás interestelar que está refletindo a luz das estrelas embebidas  dentro dela. Existe na verdade um grande número de estrelas dentro da [B77]63, sendo que as mais notáveis são linhas de emissão da estrela LkHA 326, e da sua vizinha próxima LZK 18.

Essas estrelas estão iluminando o gás ao redor e esculpindo as formas vistas nessa imagem. No entanto a parte mais dramática da imagem parece ser um fluxo escuro de fumaça saindo da [B77]63 e de suas estrelas, uma nebulosa escura conhecida como Dobashi 4173. Nebulosas escuras são nuvens incrivelmente densas de material escuro que obscurece o pedaço do céu atrás delas, criando rasgos e pedaços do céu estranhamente vazios. As estrelas que brilham na parte superior dessa região extremamente escura localiza-se entre nós e o objeto Dobashi 4173.

Fonte: NASA

Encontradas as mais distantes estrelas da Via Láctea

Assim como todos os planetas do Sistema Solar orbitam o Sol, todas as estrelas da Via Láctea orbitam o grande buraco negro no centro de nossa galáxia. Mas qual é o tamanho da Via Láctea?

© Sloan Digital Sky Survey (estrela no centro da imagem é a mais distante já vista em nossa galáxia)

Astrônomos estão mais próximos de responder essa pergunta com a descoberta de duas remotas estrelas gigantes. “Essas são as estrelas mais distantes que já vimos na Via Láctea”, declara John Bochanski do Haverford College, o astrônomo que as encontrou. As duas estrelas ficam em uma região inexplorada do espaço e devem ajudar a medir a massa total de nossa galáxia, que é pouco conhecida.
As duas estrelas são gigantes vermelhas, sois idosos que brilham com tanta intensidade que podem ser observadas de longe. Uma delas fica a cerca de 890 mil anos-luz da Terra, na constelação de Peixes, 33 vezes mais distante do centro galáctico que nós, e muito além da fronteira do disco galáctico.
O único outro membro da Via Láctea localizado a uma distância comparável é uma pequena galáxia chamada de Leo I, que orbita nossa própria galáxia a uma distância de 850 mil anos-luz. Se a estrela em Peixes seguir uma órbita circular com a mesma velocidade que nós, ela precisaria de aproximadamente oito bilhões de anos para completar uma única órbita ao redor da galáxia. Isso é mais que a metade da idade do Universo.
A outra estrela recém-descoberta fica a cerca de 780 mil anos-luz de distância, na constelação de Gêmeos, e mais de um milhão de anos-luz da outra estrela. Em comparação, a estrela individual mais distante conhecida até então fica a aproximadamente meio milhão de anos-luz da Terra.
A astrônoma Rosemary Wyse da Johns Hopkins University, que não participou da pesquisa, elogia o novo trabalho. “Eles provaram que existem estrelas localizadas a distâncias colossais”, aponta ela. “É simplesmente fascinante”. O projeto apenas começou, então provavelmente mais estrelas serão encontradas. “Isso será muito importante para um grande número de áreas científicas”, observa Wyse.
Para encontrar os residentes mais distantes da Via Láctea, a equipe de Bochanski começou com quase sete milhões de estrelas, usando dados de infravermelho próximo para selecionar as que tinham cores do tipo espectral M, que designa estrelas vermelhas e frias.
Ao adicionar outros critérios, os astrônomos reduziram a lista para 404 estrelas do tipo M. Em novembro último, Bochanski obteve espectros de algumas dessas estrelas. A maior parte delas se revelou como apenas anãs-vermelhas, sois tênues nas proximidades do disco galáctico, mas cinco eram M gigantes, e duas eram tão diminutas que só podiam estar extremamente distantes da Terra.
Mas a descoberta levanta uma pergunta: “O que diabos uma M gigante está fazendo tão longe?” pergunta John Norris da Australian National University, astrônomo sem afiliação com a equipe de pesquisa.
Perto do fim de sua vida, uma estrela como o Sol expande e esfria; nosso Sol se tornará uma gigante amarela de tipo espectral G, e então uma gigante laranja do tipo K, antes de se transformar em uma gigante vermelha M, mais fria. Mas as estrelas no halo da Via Láctea, a população ancestral que envolve o disco galáctico, diferem do Sol por ter uma quantidade muito menor de elementos pesados. Quando essas estrelas se tornam gigantes, elas não ficam mais frias que o tipo K. As duas M gigantes, portanto, são anormalmente ricas em metais para estarem no halo, como se fossem milionários vivendo em locais desfavorecidos. 
Elas podem ter vindo de outra galáxia. De fato, cerca de duas dúzias de outras galáxias orbitam a Via Láctea.
As duas galáxias-satélite mais brilhantes, as Nuvens de Magalhães, têm grandes quantidades de estrelas com tantos elementos pesados que suas gigantes realmente se tornam vermelhas do tipo M.
Em contraste, a maior parte das outras galáxias-satélite é tão pequena que não têm poder estelar para produzir tantos elementos pesados, então ficam sem M gigantes. Assim, Bochanski suspeita que as duas M gigantes podem ter se originado em uma galáxia-satélite maior que a média.
Mas uma galáxia assim deveria ser luminosa o bastante para ser observada. Talvez ela tenha desintegrado. Ou talvez cada M gigante seja a estrela mais brilhante de uma galáxia tão difusa que ainda não sabemos de sua existência.
De qualquer forma, estrelas adicionais em distâncias tão grandes poderiam revelar a massa da Via Láctea porque, quanto mais massiva uma galáxia, mais rápido suas estrelas a orbitam, e as melhores estrelas para medir sua massa total são as mais distantes. Assim, mesmo que as estrelas recém-descobertas não sejam nativas da Via Láctea, elas poderiam revelar seu peso melhor que todas as estrelas que iluminam seu brilhante disco.

A descoberta aparece no periódico Astrophysical Journal Letters.

Fonte: Scientific American

A Nebulosa Trífida e o aglomerado estelar aberto M21

A bela nebulosa Trífida, também conhecida como Messier 20 (M20), é fácil de ser encontrada com um pequeno telescópio na constelação rica em nebulosas de Sagittarius.

© Lorand Fenyes (M20 e M21)

Localizada a cerca de 5.000 anos-luz de distância da Terra, a M20 é retratada nessa bela imagem colorida que mostra os contrastes cósmicos e onde a nebulosa pode também compartilhar o campo de visão com aproximadamente 1 grau de largura com o aglomerado estelar aberto Messier 21 (M21), que aparece na parte superior direita da imagem. Cruzada por linhas de poeira, a nebulosa Trífida possui cerca de 40 anos-luz de diâmetro e tem meros 300.000 anos de vida. Isso faz dela uma das regiões de formação de estrelas mais jovens no nosso céu, com estrelas recém nascidas e embrionárias embebidas nas suas nuvens natais de gás e poeira. As distâncias estimadas até o aglomerado estelar aberto M21 são similares às distâncias estimadas até a M20, mas acredita-se que embora eles possam compartilhar a mesma cena, como nessa bela imagem telescópica, não existe nenhuma conexão aparente entre os dois objetos. De fato o M21 é muito mais velho, com cerca de 8 milhões de anos.

Fonte: NASA

ARP 188 e a Cauda do Girino

Por que esta galáxia tem uma cauda tão longa?

© Hubble Legacy Archive/Joachim Dietrich (ARP 188)

Nesta vista deslumbrante, com base em dados de imagem do Hubble Legacy Archive, galáxias distantes formam um cenário espetacular ao fundo da galáxia espiral perturbada ARP 188, a Galáxia do Girino. O girino cósmico está a apenas 420 milhões de anos-luz de distância na direção da constelação boreal do Dragão (Draco). Sua cauda atraente tem cerca de 280 mil anos-luz de comprimento e apresenta conjuntos brilhantes e massivos de estrelas azuis.

Uma história diz que uma galáxia intrusa mais compacta cruzou na frente de ARP 188, da direita para a esquerda nesta vista, e foi lançada para trás do Girino por sua atração gravitacional. Durante o encontro próximo, as forças de maré tiraram da galáxia espiral estrelas, gás e poeira que formam a cauda espetacular. A própria galáxia intrusa, a uma distância estimada de 300.000 anos-luz atrás do Girino, pode ser vista através dos braços espirais em primeiro plano no canto superior direito.

Assim como o seu xará terrestre, a Galáxia do Girino provavelmente perderá sua cauda à medida que envelhece, com os aglomerados de estrelas da cauda formando satélites menores da grande galáxia espiral.

Fonte: NASA

Galáxias em fusão no Universo longínquo vistas por lente gravitacional

O famoso detetive Sherlock Holmes usava uma lupa para descobrir as pistas quase invisíveis mas importantes dos seus casos. Do mesmo modo, os astrônomos combinaram o poder de muitos telescópios na Terra e no espaço com uma enorme lupa cósmica para estudar um caso de formação estelar vigorosa no Universo primordial.

© Hubble/Keck/ALMA (galáxias em fusão no Universo longínquo)

Com o auxílio do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), e de outros telescópios instalados no solo e no espaço, uma equipe internacional de astrônomos obteve a melhor imagem de uma colisão entre duas galáxias quando o Universo tinha apenas metade da sua idade atual. A equipe usou uma lupa do tamanho de uma galáxia para ver detalhes que de outra maneira seriam impossíveis de detectar. Este novo estudo da galáxia H-ATLAS J142935.3-002836 mostrou que este objeto complexo e distante se parece com as Galáxias Antena, uma colisão local bem conhecida. Trata-se de uma colisão espetacular entre duas galáxias, que se pensa que teriam estrutura de disco no passado. Enquanto o sistema Antena forma estrelas a uma taxa de apenas algumas dezenas de massas solares por ano, a H1429-0028 transforma mais de 400 vezes da massa do Sol em gás em novas estrelas todos os anos.
“Embora os astrônomos se encontrem normalmente limitados pelo poder dos seus telescópios, em alguns casos a nossa capacidade de observar detalhes é aumentada por lentes naturais criadas pelo Universo,” explica o autor principal do estudo Hugo Messias da Universidad de Concepción (Chile) e do Centro de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Lisboa (Portugal). “Einstein previu na sua teoria da relatividade geral que, dada bastante massa, a luz não viaja em linha reta mas curva-se, da mesma maneira que a luz é refratada por uma lente normal.”
Estas lentes cósmicas são criadas por estruturas massivas como galáxias ou aglomerados de galáxias, as quais defletem a luz dos objetos que se encontram por trás, devido à sua forte gravidade, um efeito chamado lente gravitacional. As propriedades de ampliação deste efeito permitem aos astrônomos estudar objetos que, de outro modo, não seriam visíveis e comparar diretamente galáxias locais com outras muito mais remotas, observadas quando o Universo era significativamente mais novo.
No entanto, para que estas lentes gravitacionais funcionem, a galáxia lente e a que se encontra por trás dela devem estar precisamente alinhadas.
“Estes alinhamentos ocasionais são bastante raros e tendem a ser difíceis de identificar,” acrescenta Hugo Messias, “no entanto, estudos recentes mostraram que observando nos comprimentos de onda do infravermelho longínquo e do milímetro conseguimos encontrar estes casos de forma mais eficaz.”
A H-ATLAS J142935.3-002836 (ou apenas H1429-0028) trata-se de uma destas fontes e foi encontrada pelo rastreio Herschel Astrophysical Terahertz Large Area (H-ATLAS). Apesar de muito tênue em imagens no visível, esta galáxia encontra-se entre os mais brilhantes objetos encontrados até à data ampliados gravitacionalmente no infravermelho longínquo, embora o estejamos observando no momento em que o Universo tinha apenas metade da sua idade atual.
O estudo deste objeto encontrava-se no limite do que seria possível, por isso começou uma campanha de observação extensa utilizando os telescópios mais poderosos, instalados tanto no solo como no espaço, incluindo o telescópio espacial Hubble da NASA/ESA, o ALMA, o Observatório Keck, o Karl Jansky Very Large Array (JVLA), entre outros. Os diferentes telescópios forneceram diferente informação, que foi posteriormente combinada e permitiu obter o melhor conhecimento conseguido até à data sobre a natureza deste objeto tão invulgar.
As imagens do Hubble e Keck revelaram um detalhado anel de luz, induzido gravitacionalmente, em torno da galáxia situada em primeiro plano. Estas imagens de alta resolução mostraram igualmente que a galáxia lente é uma galáxia de disco vista de lado, semelhante à nossa própria Galáxia, a Via Láctea, a qual obscurece parte da radiação do campo de fundo devido às enormes nuvens de poeira que contém.
No entanto, este obscurecimento não é problemático nem para o ALMA nem para o JVLA, uma vez que estas duas infraestruturas observam a maiores comprimentos de onda, imunes à poeira. Utilizando os dados combinados, afoi possível descobrir que o sistema no  fundo se tratava efetivamente de duas galáxias em processo de colisão. A partir desse momento, tanto o ALMA como o JVLA desempenharam um papel fundamental na caracterização do objeto.
Em particular, o ALMA traçou o monóxido de carbono, o qual permite fazer estudos detalhados dos mecanismos de formação estelar nas galáxias. As observações ALMA permitiram também fazer a medição do movimento do material no sistema de fundo, verificando-se assim que o objeto estava realmente sofrendo colisão galáctica e formando centenas de novas estrelas por ano. Uma das galáxias em colisão mostra ainda sinais de rotação: uma indicação de que se tratava de uma galáxia de disco antes do encontro.
Rob Ivison, diretor de ciência do ESO e co-autor do novo estudo conclui: “O ALMA permitiu-nos resolver esta questão porque nos deu informação acerca da velocidade do gás nas galáxias, informação esta que permitiu separar os diversos componentes, revelando a assinatura clássica de uma colisão de galáxias. Este estudo apanhou a colisão no momento em que esta começa a dar origem a um episódio extremo de formação estelar.”

Fonte: ESO

Supernova vista em infravermelho e raios X

Os resultados destrutivos de uma poderosa explosão de supernova se revelam numa delicada mistura da luz infravermelha e dos raios X, como pode ser visto na imagem abaixo feita com a integração dos dados obtidos pelo telescópio espacial Spitzer e pelo observatório de raios X Chandra da NASA com o XMM-Newton da ESA.

© NASA/ESA (Puppis A)

A nuvem borbulhante, observada acima é na verdade uma onda de choque irregular, gerada por uma supernova que foi testemunhada na Terra, a 3.700 anos atrás. A remanescente dessa explosão, chamada de Puppis A, está localizada a cerca de 7.000 anos-luz de distância da Terra, e a onda de choque tem cerca de 10 anos-luz de diâmetro.

As tonalidades em pastel nessa imagem, revelam que as estruturas observadas em raios X e em infravermelho estão estreitamente delineadas. Partículas de poeira aquecidas são responsáveis pela maior parte dos comprimentos de onda da luz infravermelha, assinalada nas cores vermelho e verde nessa imagem. O material aquecido pela onda de choque da supernova emite raios X, que são coloridos em azul. As regiões onde as emissões infravermelho e de raios X se misturam, tornam-se mais brilhantes, e são coloridas em tons pastel.

A onda de choque parece se iluminar enquanto ela bate nas nuvens de gás e poeira ao redor que preenchem o espaço interestelar nessa região.

A partir do brilho infravermelho, os astrônomos têm encontrado uma quantidade total de poeira na região que é igual a um quarto da massa do nosso Sol. Os dados coletados do espectrógrafo infravermelho do Spitzer, revela como a onda de choque está partindo os frágeis grãos de poeira  que preenchem o espaço ao redor.

As explosões de supernovas forjam os elementos pesados que podem fornecer o material bruto dos quais as futuras gerações de estrelas e de planetas irão se formar. Estudando como as remanescentes de supernovas se expandem na galáxia e como elas se interagem com outro material fornece pistas cruciais sobre a nossa própria origem.

Os dados infravermelhos do Multiband Imaging Photometer (MIPS) do Spitzer nos comprimentos de onda de 24 e 70 mícron são renderizados em verde e vermelho. Os dados de raios X do XMM-Newton variam entre as energias de 0,3 a 8 keV (kiloelétron-volts) e são mostrados em azul na imagem acima.

Fonte: NASA

Uma paisagem espetacular de formação estelar

O NGC 3603 é um aglomerado estelar muito brilhante, famoso por ter a mais alta concentração de estrelas massivas descobertas na nossa Galáxia até agora.

© ESO/G. Beccari (NGC 3603 e NGC 3576)

Esta imagem obtida pelo instrumento Wide Field Imager, no Observatório de La Silla do ESO, no Chile, mostra duas regiões de formação estelar no braço em espiral de Carina-Sagitário da Via Láctea austral. A primeira destas regiões, à esquerda, é dominada pelo aglomerado estelar NGC 3603 e situa-se a 20.000 anos-luz de distância. A segunda, à direita, trata-se de uma coleção de nuvens de gás brilhante conhecidas pelo nome de NGC 3576 e está apenas a 9.000 anos-luz de distância da Terra, muito mais perto que o NGC 3603, mas aparece próximo deste no céu.
No seu centro situa-se um sistema estelar múltiplo Wolf-Rayet, conhecido por HD 97950. As estrelas Wolf-Rayet encontram-se num estado avançado de evolução e apresentam massas a partir de 20 vezes a massa solar. No entanto, apesar da sua elevada massa, estas estrelas libertam uma quantidade considerável de matéria, devido a intensos ventos estelares, que enviam o material da superfície estelar para o espaço a velocidades de vários milhões de quilômetros por hora, no que pode ser considerado uma dieta drástica de proporções cósmicas.
O NGC 3603 está localizado numa região de formação estelar muito ativa. As estrelas nascem em regiões do espaço escuras e poeirentas, escondidas da vista. À medida que as estrelas muito jovens começam a brilhar e limpam os casulos de material que as rodeiam, tornam-se visíveis e dão origem a brilhantes nuvens de material circundante, conhecidas por regiões HII. As regiões HII brilham devido à interação entre a radiação ultravioleta emitida pelas estrelas jovens quentes brilhantes e as nuvens de gás de hidrogênio. As regiões HII podem ter um diâmetro de várias centenas de anos-luz e a região HII que rodeia o NGC 3603 tem a particularidade de ser a mais massiva da nossa Galáxia.
Este aglomerado foi observado pela primeira vez por John Herschel em 14 de março de 1834 perto da Cidade do Cabo, durante a sua expedição de três anos para mapear o céu austral de forma sistemática. Este astrônomo descreveu o objeto como extraordinário e pensou que poderia tratar-se de um aglomerado estelar globular. Estudos posteriores mostraram que não se trata de um enxame globular velho, mas sim de um jovem aglomerado aberto, um dos mais ricos conhecidos.
A NGC 3576 apresenta dois enormes objetos curvos que parecem os chifres de um bode. Estes estranhos filamentos são o resultado de ventos estelares emitidos por estrelas quentes e jovens que se situam nas regiões centrais da nebulosa e que lançam gás e poeira para o exterior a centenas de anos-luz de distância. Duas regiões escuras, conhecidas por glóbulos de Bok, são também visíveis neste vasto complexo de nebulosas. As nuvens pretas próximo do topo da nebulosa são igualmente potenciais locais de futura formação estelar.  
A NGC 3576 foi também descoberta por John Herschel em 1834, fazendo com que este fosse um ano particularmente produtivo e visualmente recompensador para o astrônomo inglês.

Fonte: ESO

Pulsos de radiação iluminam buraco negro raro

Astrônomos mediram com precisão e confirmando a existência de um raro buraco negro de massa intermédia com cerca de 400 vezes a massa do nosso Sol numa galáxia a 12 milhões de anos-luz da Via Láctea.

© NASA/H. Feng (a galáxia M82 e o buraco negro M82 X-1)

Esta imagem da galáxia M82 é uma composição de dados do observatório de raios X Chandra, do telescópio espacial Hubble e do telescópio espacial Spitzer. O buraco negro de massa intermédia M82 X-1 é o objeto mais brilhante na ampliação do canto superior direito, aproximadamente às 2 horas do centro da galáxia.

A descoberta usa uma técnica nunca antes aplicada desta maneira, e abre a porta para novos estudos sobre estes objetos misteriosos.

O Universo tem tantos buracos negros que é impossível contá-los todos. Só na nossa Galáxia podem existir 100 milhões destes objetos astronômicos. Quase todos os buracos negros pertencem a uma de duas classes: grande e colossal. Os buracos negros que variam entre cerca de 10 vezes e 100 vezes a massa do nosso Sol são os remanescentes de estrelas moribundas, e os buracos negros supermassivos, com mais de um milhão de vezes a massa do Sol, habitam os centros da maioria das galáxias.

Mas espalhados pelo Universo como oásis no deserto, estão alguns buracos negros aparentemente de um tipo mais misterioso. Variando desde uma centena de vezes até algumas centenas de milhares de vezes a massa do Sol, estes buracos negros de massa intermédia são tão difíceis de medir que até a sua existência é por vezes contestada, e pouco se sabe sobre como se formam.

Agora, uma equipe de astrônomos conseguiu medir com precisão e confirmando a existência de um buraco negro com aproximadamente 400 vezes a massa do nosso Sol numa galáxia a 12 milhões de anos-luz da Terra. A descoberta foi feita pelo estudante de astronomia Dheeraj Pasham e dois colegas, da Universidade de Maryland (EUA). O co-autor Richard Mushotzky, professor de astronomia da mesma universidade, diz que o buraco negro em questão é uma versão ideal desta classe de objetos.

"Os objetos nesta escala são os menos esperados de todos os buracos negros," afirma Mushotzky. "Os astrônomos têm vindo a perguntar, será que estes objetos existem ou não? Quais são as suas propriedades? Até agora não tínhamos dados para responder a estas questões." Apesar do buraco negro de massa intermédia que a equipe estudou não ser o primeiro medido, é o primeiro a ser medido com precisão, estabelecendo-o como um exemplo interessante desta classe de buracos negros," realça Mushotzky.

Um buraco negro é uma região no espaço que contém uma massa tão densa que nem mesmo a luz pode escapar à sua gravidade. Os buracos negros são invisíveis, mas podem ser encontrados devido à atração gravitacional que exercem sobre outros objetos. A matéria que é puxada na direção do buraco negro reúne-se ao seu redor como detritos de uma tempestade que giram em torno do centro de um tornado. Estes materiais cósmicos entram em contato uns com os outros e produzem atrito e radiação, o que faz com que as regiões imediatamente próximas do buraco negro estejam entre as mais brilhantes do Universo.

Desde a década de 1970 foram observados algumas centenas de objetos que poderiam ser buracos negros de massa intermédia. Mas não conseguiam medir a sua massa, por isso não podiam ter a certeza. "Por razões que são muito difíceis de explicar, estes objetos têm resistido às técnicas de medição padrão," comenta Mushotzky.

Pasham, que completará o seu doutoramento no dia 22 de Agosto, focou-se num objeto em Messier 82 (M82), uma galáxia na constelação de Ursa Maior. A M82 é a galaxia mais próxima da Via Láctea, que atravessa um período de formação estelar excepcionalmente ativo,  onde estrelas jovens estão em formação. Desde 1999 que o observatório espacial de raios X Chandra da NASA, detecta raios X na M82 a partir de um objeto brilhante prosaicamente apelidado M82 X-1. Os astrônomos, incluindo Mushotzky e o co-autor Tod Strohmayer do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA, suspeitam há já quase uma década que o objeto era um buraco negro de massa intermédia, mas as estimativas da sua massa não eram suficientemente definitivas para o confirmar.

Entre 2004 e 2010, o telescópio espacial RXTE (Rossi X-Ray Timing Explorer) da NASA observou o M82 X-1 cerca de 800 vezes, registando partículas individuais de raios X emitidas pelo objeto. Pasham mapeou a densidade e comprimento de onda dos raios X em cada sequência, agrupou-as e analisou os resultados.

Entre o material que orbita o alegado buraco negro, avistou dois surtos repetidos de radiação. Os surtos mostravam um padrão rítmico de pulsos, um ocorrendo 5,1 vezes por segundo e outro 3,3 vezes por segundo, ou uma proporção de 3:2.

As duas oscilações foram como duas partículas de poeira presas nos sulcos de um disco de vinil a ser tocado num toca-discos. Se as oscilações fossem batidas musicais, produziriam um ritmo sincopado específico.

Os astrônomos podem usar a oscilação de radiação 3:2 para medir a massa de um buraco negro. A técnica tem sido usada em buracos negros mais pequenos, mas nunca tinha sido aplicada para buracos negros de massa intermédia.

Pasham usou as oscilações para estimar que o M82 X-1 tem 428 vezes a massa do Sol, com mais ou menos 105 massas solares. Ele não propõe uma explicação para como esta classe de buracos negros se forma. "Precisamos primeiro confirmar a sua existência por meio de observações," afirma. "Agora, os teóricos podem começar a trabalhar."

Embora o telescópio Rossi já não esteja operacional, a NASA planeia lançar um novo telescópio de raios X, o NICER (Neutron Star Interior Composition Explorer), daqui a cerca de dois anos, que será acoplado à Estação Espacial Internacional. Pasham, que começará uma posição de pesquisa de pós-doutorado no Centro Goddard da NASA no final de Agosto, identificou seis potenciais buracos negros de massa intermédia que o NICER poderá explorar.

Fonte: Nature e Astronomy

A causa da explosão da supernova SN 2014J

Novos dados obtidos pelo observatório de raios X Chandra da NASA têm fornecido informações cruciais sobre o ambiente ao redor de uma das supernovas mais próximas da Terra. Os resultados do Chandra fornecem ideias sobre a possível causa da explosão.

© NASA/CXC/SAO/R.Margutti (M82)

No dia 21 de Janeiro de 2014, os astrônomos testemunharam uma supernova logo depois dela ter explodido na galáxia Messier 82 (M82). Os telescópios terrestres e no espaço viraram sua atenção para estudar essa estrela recém explodida, incluindo o Chandra. Os astrônomos determinaram que essa supernova, chamada de SN 2014J, pertence a uma classe de explosão  chamada de Supernovas do Tipo Ia. Essas supernovas são usadas como marcadores de distância e têm um papel fundamental na descoberta da expansão acelerada do Universo, que tem sido atribuída aos efeitos da energia escura. Acredita-se que todas as supernovas do Tipo Ia envolvem a detonação de uma anã branca. Uma importante questão é se a fusão na explosão acontece quando a anã branca puxa muito material de sua estrela companheira, parecida com o Sol, ou quando duas anãs brancas se fundem. A imagem contém dados do Chandra, onde os raios X de baixa, média e alta energia, são mostrados em vermelho, verde e azul, respectivamente. A ausência de raios X detectados pelo Chandra é uma importante pista para os astrônomos procurarem pelo mecanismo exato de como essa estrela explodiu.

A não detecção de raios X, revela que a região ao redor do local da explosão da supernova é relativamente desprovida de material. Os astrônomos esperam que se uma supernova explode devido a isso ela tem constantemente coletado material de uma estrela companheira antes de explodir, o processo de transferência de massa não seria 100% eficiente, e a anã branca mergulharia numa nuvem de gás. Se uma quantidade significante de material estivesse ao redor da estrela moribunda, a onda de explosão gerada pela supernova teria sido observada quando o Chandra foi apontado para ela, produzindo uma brilhante fonte de raios X. Como eles não detectaram qualquer raio X, os pesquisadores determinaram que a região ao redor da SN 2014J é excepcionalmente limpa.

Uma candidata viável para a causa da SN 2014J precisa explicar o ambiente relativamente livre de gás ao redor da estrela antes da explosão. Uma possibilidade é a fusão de duas estrelas do tipo anãs brancas, onde nesse caso haveria pouca transferência de massa e poluição do ambiente antes da explosão. Outra é que algumas erupções menores na superfície da anã branca limpou a região antes da supernova. Observações futuras, poucos dias depois da explosão poderiam mostrar a quantidade de gás em um volume maior, e ajudar a decidir entre esses e outros cenários.

Um artigo descrevendo esses resultados foi publicado no periódico The Astrophysical Journal.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Anéis ao redor da Nebulosa do Anel

Ela parece familiar para os entusiastas do céu, mesmo com um pequeno telescópio. Contudo, há muito mais a ser visto da Nebulosa do Anel (M57) do que com um pequeno telescópio.

© Hubble/Robert Gendler (M57)

O anel central facilmente visível tem cerca de um ano-luz de diâmetro, mas esta exposição incrivelmente profunda, que combina dados de três grandes telescópios diferentes, explora os filamentos curvos de gás brilhante que se estendem muito além da estrela central da nebulosa. Esta composição notável inclui imagens de banda estreita de hidrogênio, a emissão em luz visível e a emissão de luz infravermelha. Claro, neste exemplo bem estudado de uma nebulosa planetária, o material brilhante não vem de planetas. Em vez disso, a mortalha gasosa representa as camadas externas expulsas de uma estrela parecida com o Sol que está morrendo. A Nebulosa do Anel está a cerca de 2.000 anos-luz de distância na direção da constelação de Lyra.

Fonte: NASA

NuSTAR vê luz desfocada ao redor de buraco negro

O telescópio NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) da NASA captou um evento extremo e raro nas regiões imediatas em torno de um buraco negro supermassivo.

© NASA/JPL-Caltech (ilustração da luz  na base de um jato proveniente da coroa)

Uma fonte compacta de raios X, que fica perto do buraco negro, chamada coroa, mudou-se para mais perto do buraco negro ao longo de um período de poucos dias.

"A coroa recentemente colapsou na direção do buraco negro, o que fez com que a intensa gravidade do buraco negro puxasse toda a luz para o seu disco envolvente, onde o material espirala para dentro," afirma Michael Parker do Instituto de Astronomia de Cambridge, Reino Unido, autor principal de um novo estudo.

À medida que a coroa se deslocava para mais perto do buraco negro, a gravidade deste objecto exercia uma maior força sobre os raios-X emitidos. O resultado foi uma desfocagem e um alongamento extremo dos raios-X. Já foram observados eventos deste género, mas nunca com este grau e com tanto detalhe.

Pensa-se que os buracos negros supermassivos residem nos centros de todas as galáxias. Alguns são mais massivos e giram mais depressa que outros. O buraco negro neste estudo, referido como Markarian 335, ou Mrk 335, está a cerca de 324 milhões de anos-luz da Terra na direção da constelação de Pégaso. É um dos sistemas mais extremos com massa e rotação já medidas. O buraco negro compacta aproximadamente 10 milhões de vezes a massa do nosso Sol numa região com apenas 30 vezes o diâmetro do Sol, e gira tão rapidamente que o espaço e o tempo arrastam-se ao seu redor.

Sabendo que uma certa quantidade de luz cai para um buraco negro supermassivo e nunca mais é vista, outras formas de luz emanam da coroa e do disco de material superaquecido em acreção ao redor. Embora os astrônomos não tenham a certeza da forma e temperatura das coroas, sabem que contêm partículas que se movem a velocidades próximas à da luz.

© NASA/JPL-Caltech (raios X emitidos pelo buraco negro supermassivo Markarian 335)

Este gráfico (brilho x energia) mostra os dados obtidos pelo NuSTAR dos raios X emitidos por regiões perto de um buraco negro supermassivo Markarian 335.

O satélite Swift da NASA examina Mrk 335 há anos, e recentemente notou uma mudança dramática no seu brilho em raios X. No que é chamado de observação alvo de oportunidade, o NuSTAR foi redirecionado para observar os raios X altamente energéticos desta fonte na faixa dos 3 a 79 keV (quilo elétron-volt). Esta faixa de energia em particular oferece uma visão detalhada sobre o que está acontecendo perto do horizonte de eventos, a região em torno de um buraco negro a partir da qual a luz já não consegue escapar ao alcance da gravidade.

Observações posteriores indicam que a coroa ainda está nesta configuração íntima, meses após ter-se movido. Os pesquisadores não sabem se a coroa vai voltar à sua posição original. Além disso, as observações do NuSTAR revelam que o domínio da gravidade do buraco negro puxou a luz da coroa para a parte interna do seu disco superaquecido, iluminando-o melhor. Quase como se alguém tivesse apontado uma lanterna aos astrônomos, a mudança na posição da coroa iluminou precisamente a região que queriam estudar.

Os novos dados podem, em última análise, ajudar a saber mais sobre a natureza misteriosa das coroas dos buracos negros. Em adição, as observações têm proporcionado melhores medições sobre a furiosa velocidade de rotação relativística de Mrk 335. As velocidades relativísticas são aquelas que se aproximam da velocidade da luz, como descrito pela teoria da relatividade de Albert Einstein.

"Nós ainda não entendemos exatamente como a coroa é produzida ou porque muda de forma, mas nós o vemos iluminando o material em torno do buraco negro, permitindo o estudo das regiões onde os efeitos descritos pela teoria geral da relatividade de Einstein se tornam proeminentes," afirma Fiona Harrison, pesquisadora principal do NuSTAR, do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) em Pasadena, EUA. "A capacidade sem precedentes do NuSTAR, para observar este e outros eventos similares, permite-nos estudar os efeitos da curvatura da luz mais extremos da relatividade geral."

Os resultados foram publicados na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: Astronomy

A incrível história de uma estrela que virou planeta!

Os avanços da astronomia criaram um problema inusitado de taxonomia estelar, ou seja, de classificação de objetos.

© John Pinfield (ilustração de estrelas e exoplaneta)

Com a melhoria da capacidade dos instrumentos científicos, mas também dos modelos teóricos de formação de estrelas, os astrônomos continuamente foram empurrando o limite inferior de massa das estrelas. Simplificando, astrônomos foram descobrindo cada vez mais estrelas cada vez menores. Aí surgiu a discussão, qual deveria ser o valor da massa mínima para que um corpo celeste pudesse ser classificado como estrela.
Por definição, um corpo celeste é considerado estrela se ele tem massa suficiente para produzir energia através de fusão nuclear, juntando átomos de hidrogênio e formando átomos de hélio, nos casos mais simples. É possível haver fusão de átomos mais pesados se fundindo em outros mais pesados ainda, no interior de estrelas de muita massa. Com esse processo é possível produzir até átomos de ferro. Por conta dos detalhes da física nuclear, produzir átomos mais pesados que o ferro não gera energia, mas sim a consome. Se a estrela chega a esse ponto ela se torna uma supernova, numa explosão tão poderosa que pode criar uma estrela de nêutrons ou mesmo um buraco negro, mas também produz todos os elementos da tabela periódica.
Mas, qual o valor da massa que um corpo celeste deve ter para que as condições necessárias para haver fusão de nuclear ocorra?

Modelos teóricos dizem que 75 vezes a massa de Júpiter, mas esse valor pode variar, e muito, de acordo com a composição química da estrela. Para piorar, em 1988 foi descoberto um objeto de massa sub estelar que foi classificado como uma anã marrom. Essa classe de objetos têm massas variando entre 12 e 80 vezes a massa de Júpiter. Isso é muito pouco para produzir a fusão do hidrogênio comum, mas com 13 massas de Júpiter, um corpo é capaz de fundir o deutério, um isótopo do átomo de hidrogênio. As anãs marrons com mais de 65 massas de Júpiter conseguem fundir átomos de lítio.
E aí? Como fica agora? Se a definição inicial dizia que uma estrela é o corpo celeste que consegue produzir energia por fusão nuclear, as anãs marrons não deveriam ser consideradas estrelas? Ou esses corpos deveriam ser considerados Júpiteres gigantes? Alguns astrônomos acham que não, aqueles que pensam justamente nos processos de fusão nuclear dizem que são estrelas. Já outros, que pensam nos processos de formação de estrelas acham que sim, que não passam de Júpiteres bombados.
Polêmicas à parte, o que ocorre é que não existe uma linha bem definida que separe estrelas de exoplanetas, mas sim uma extensa faixa cinza. Para se ter uma ideia, a anã marrom mais massiva tem 29 vezes a massa de Júpiter, portanto é capaz de produzir energia através da fusão nuclear de deutério, mas é considerado o exoplaneta mais massivo já descoberto.
Bom, se já é difícil dizer quem é Júpiter gigante e quem é estrela, o que dizer de um corpo celeste que tenha nascido com cara de estrela, mas hoje poderia ser classificado como planeta?
Esse é o caso do objeto WISE J0304-2705, descoberto por um grupo internacional de astrônomos liderado por David Pinfeld da Universidade de Hertfordshire, Inglaterra. Classificado inicialmente como uma anã marrom da classe mais fria possível, o espectro de J0304 mostrou que ele tinha características de uma estrela muito antiga e que passou por um processo de esfriamento ao longo de bilhões de anos e hoje é quente o suficiente para ferver água, apenas.
De acordo com a linha do tempo traçada por Pinfeld e colaboradores, durante os primeiros 20 milhões de anos de vida dessa (ainda) estrela, sua temperatura era de 2.800 graus Celsius, o mesmo que uma anã vermelha. Depois de 100 milhões de anos a temperatura baixou para 1.500 graus e nuvens de silicatos começaram a se condensar em sua atmosfera. Com uma idade de um bilhão de anos a temperatura já era de 1.000 graus, fazendo com que nuvens de metano e vapor d'água trouxessem as características típicas de uma anã marrom. Desde então, J0304 esfriou até chegar a uma temperatura entre 100 e 150 graus Celsius.
Esse objeto tem entre 20 a 30 vezes a massa de Júpiter, o que a faria uma anã marrom, mas com uma temperatura baixa assim, lembre-se que Vênus tem por volta de 450 graus, J0304 está mais para um planeta e não pode realizar qualquer fusão nuclear. Situado a uma distância entre 33 e 55 anos luz de distância, esse é o primeiro objeto conhecido a cruzar a linha cinza entre estrelas e planetas e é o primeiro caso de uma estrela que virou planeta.

Fonte: Globo G1

A idade do aglomerado globular IC 4499

Observações do Hubble feitas do aglomerado globular IC 4499 tem ajudado a apontar sua idade. Observações desse aglomerado dos anos de 1990 sugerem uma idade jovem, desafiante quando comparado com outros aglomerados globulares dentro da Via Láctea.

© Hubble (aglomerado globular IC 4499)

Contudo, desde as primeiras estimativas, novos dados do Hubble têm sido obtidos e se descobriu que muito provavelmente o IC 4499 tem na verdade a mesma idade de outros aglomerados da Via Láctea, com aproximadamente 12 bilhões de anos.

Por muito tempo acreditou-se que todas as estrelas dentro de um aglomerado globular se formam aproximadamente ao mesmo tempo, uma propriedade que pode ser usada para determinar a idade do aglomerado. Entretanto, observações detalhadas de aglomerados mais massivos têm mostrado que isso não é inteiramente verdade; existem evidências que os aglomerados consistem de múltiplas populações de estrelas nascidas em diferentes épocas. Uma das evidências por trás do comportamento acredita-se que seja a gravidade; pois, aglomerados globulares mais massivos podem juntar mais gás e poeira, que podem posteriormente se transformarem em novas estrelas.

O IC 4499 é um caso especial. Sua massa localiza-se entre os aglomerados de baixa massa, que mostram uma única geração, sendo que os mais complexos e mais massivos aglomerados globulares podem conter mais de uma geração de estrelas. Estudando objetos como o IC 4499, os astrônomos têm a possibilidade de explorar quanto a massa afeta o conteúdo do aglomerado. Os astrônomos não encontraram nenhum sinal de múltiplas gerações de estrelas no IC 4499, suportando a ideia de que os aglomerados menos massivos em geral são constituídos por somente uma geração estelar.

Fonte: ESA