O Universo está se expandindo mais rápido do que o esperado

Os astrônomos usando o telescópio espacial Hubble descobriram que o Universo está em expansão de mais rápida do que o esperado.

© STScI/JHU/A. Riess (galáxia UGC 9391)

A imagem acima mostra a galáxia UGC 9391, que reside cerca de 130 milhões de anos-luz da Terra, e contém dois tipos de estrelas que os astrônomos utilizam para calcular distâncias precisas para galáxias, uma medida fundamental na determinação da constante de Hubble: variáveis Cefeidas (marcadas com círculos vermelhos) que pulsam a taxas que correspondem ao seu verdadeiro brilho; e uma supernova Tipo Ia (a cruz azul indica a posição da supernova 2003du).

"Esta descoberta surpreendente pode ser uma pista importante para entender as partes misteriosas do Universo que compõem 95% de tudo e não emitem luz, como a energia escura, matéria escura e radiação escura", disse o líder do estudo e Prêmio Nobel Adam Riess do Space Telescope Science Institute e da Universidade Johns Hopkins, ambos em Baltimore, Maryland.

Existem algumas explicações possíveis para o excesso de velocidade do Universo. Uma possibilidade é que a energia escura, já conhecida por estar acelerando o Universo, pode estar empurrando as galáxias para longe uma do outra, com força ainda maior.

Outra ideia é que o cosmos continha uma nova partícula subatômica em sua história, que viajou perto da velocidade da luz. Tais partículas rápidas são coletivamente referidas como radiação escura e incluem previamente os neutrinos. O acréscimo de energia da radiação escura adicional poderia estar eliminando os melhores esforços para prever a taxa de expansão atual de sua trajetória após o Big Bang.

O impulso na aceleração também pode significar que a matéria escura possui algumas características desconhecidas. A matéria escura é a espinha dorsal do Universo sobre o qual galáxias foram construídas até as estruturas de grande escala vistas hoje.

E, finalmente, o Universo mais rápido pode estar dizendo que a teoria da gravidade de Einstein é incompleta.

A equipe de Riess fez a descoberta por refinação da taxa de expansão atual do Universo com uma precisão sem precedentes, reduzindo a incerteza de apenas 2,4%. A equipe fez os refinamentos do desenvolvimento de técnicas inovadoras que melhoraram a precisão de medições de distâncias às galáxias distantes.

Estas medidas são fundamentais para tornar os cálculos mais precisos de quão rápido o Universo se expande com o tempo, um valor chamado a constante de Hubble. O valor da constante de Hubble melhorado é de 73,2 quilômetros por segundo por megaparsec (um megaparsec equivale a 3,26 milhões de anos-luz). O novo valor significa que a distância entre objetos cósmicos vai dobrar em mais 9,8 bilhões de anos.

Esta calibração refinada representa um quebra-cabeça, porque não está totalmente de acordo com a taxa de expansão prevista para o Universo de sua trajetória logo após o Big Bang. Medidas do arrebol do Big Bang por Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) da NASA e as previsões de rendimento da missão do satélite Planck da ESA para a constante de Hubble, que são de 5% e 9% menores, respectivamente.

"Nós sabemos muito pouco sobre as partes escuras do Universo, é importante para medir como elas empurram e puxam sobre o espaço ao longo da história cósmica", disse Lucas Macri da Universidade do Texas.

Comparando a taxa de expansão do Universo com WMAP, Planck e Hubble é como construir uma ponte. Na costa mais distante estão radiação cósmica de fundo observadas no início do Universo. Na costa mais próxima estão as medições efetuadas pela equipe.

As observações do Hubble foram conduzidas pela equipe Supernova H0 for the Equation of State (SH0ES), que trabalha para refinar a precisão da constante de Hubble para uma precisão que permite uma melhor compreensão do comportamento do Universo.

Os astônomos fizeram as melhorias ao racionalizar e reforçar a construção da escala de distância cósmica, que são utilizadas para medir distâncias precisas de galáxias próximas e distantes da Terra. A equipe comparou essas distâncias com a expansão do espaço medida pelo alongamento de luz de galáxias se afastando. Eles usaram estes dois valores para calcular a constante de Hubble.

O objeto cósmico mais confiável para medir distâncias relativamente curtas são as variáveis ​​Cefeidas, estrelas pulsantes que piscam com taxas que correspondem ao seu verdadeiro brilho. Portanto, suas distâncias podem ser inferidas comparando seu verdadeiro brilho com o seu brilho aparente, visto da Terra.

Os pesquisadores calibraram este critério estelar usando uma ferramenta básica de geometria chamada de paralaxe, a mesma técnica para medir distâncias na Terra. Com a câmera de visão aguçada Wide Field Camera 3 (WFC3) do Hubble, que estendeu as medidas de paralaxe mais longe do que era possível anteriormente através da galáxia Via Láctea, para alcançar distantes Cefeidas.

Para calcular distâncias precisas de galáxias próximas, a equipe olhou para as galáxias que contêm as estrelas cefeidas e supernovas de tipo Ia. Estas supernovas são explosões estelares que se alargam com o mesmo brilho e são brilhantes o suficiente para serem vistas a partir de distâncias relativamente longas. Até agora, a equipe mediu cerca de 2.400 estrelas Cefeidas em 19 dessas galáxias, o que representa a maior amostra de tais medições fora da Via Láctea. Ao comparar o brilho observado de ambos os tipos de estrelas nessas galáxias próximas é possível medir com precisão o seu verdadeiro brilho e, portanto, calcular distâncias para cerca de 300 supernovas de tipo Ia em galáxias distantes.

Usando o instrumento WFC3 para transpor a escala de distância, os pesquisadores eliminaram os erros sistemáticos que são quase inevitavelmente introduzidos pela comparação das medições em diferentes telescópios. Medir a constante de Hubble com um único instrumento é como medir um corredor com uma fita métrica longa em vez de uma única régua de 30 cm. Ao evitar a necessidade de pegar a régua, possibilita evitar erros cumulativos.

A equipe SH0ES ainda está usando Hubble para reduzir a incerteza na constante de Hubble ainda mais, com o objetivo de alcançar uma precisão de 1%. Os telescópios atuais, como satélite Gaia da ESA, e telescópios do futuro, como o telescópio espacial James Webb (JWST), um observatório infravermelho, e o Wide Field Infrared Space Telescope (WFIRST), também poderiam ajudar os astrônomos a fazer melhores medições da taxa de expansão.

Antes do lançamento do Hubble em 1990, as estimativas da constante de Hubble variavam por um fator de dois. No final da década de 1990 o Projeto Key do telescópio espacial Hubble na escala de distância extragaláctica refinou o valor da constante de Hubble para um erro de apenas 10%, cumprindo um dos objetivos principais do telescópio. A equipe SH0ES reduziu a incerteza no valor da constante de Hubble por 76% desde o início de sua busca em 2005.

Os resultados serão publicados na próxima edição da revista The Astrophysical Journal.

Fonte: Space Telescope Science Institute

Encontrado exoplaneta em torno de estrela muito jovem

Em contradição com a ideia de longa data de que os planetas maiores levam mais tempo a formar-se, astrônomos anunciaram a descoberta de um planeta gigante numa órbita íntima em torno de uma estrela tão jovem que ainda mantém um disco circunstelar de gás e poeira.

© NASA/JPL-Caltech (ilustração de um exoplaneta ao redor de uma estrela jovem)

"Durante décadas, a sabedoria convencional afirmou que planetas grandes como Júpiter demoram pelo menos 10 milhões de anos para se formar," afirma Christopher Johns-Krull, o autor principal do novo estudo acerca do planeta CI Tau b. "Isso tem sido posto em causa ao longo dos últimos 10 anos, têm surgido muitas ideias novas, mas a questão fundamental é: se queremos entender completamente a formação planetária, precisamos de identificar um número de planetas recém-formados em torno de estrelas jovens".

CI Tau b é pelo menos 8 vezes maior que Júpiter e orbita uma estrela com 2 milhões de anos a aproximadamente 450 anos-luz da Terra na direção da constelação de Touro. Johns-Krull e outros pesquisadores da Universidade Rice, do Observatório Lowell, da Universidade do Texas em Austin, da NASA e da Universidade do Norte do Arizona divulgaram na semana passada o estudo revisto por pares.

A Terra e o Sol têm mais de 4 bilhões de anos e apesar do catálogo exoplanetário com mais de 3.300 entradas incluir alguns planetas mais velhos e alguns mais novos do que a Terra, os obstáculos para a sua descoberta em torno de estrelas recém-formadas são diversos e complicados. Existem relativamente poucas estrelas candidatas jovens e brilhantes o suficiente para serem observadas em detalhe com os telescópios existentes e que ainda mantêm discos de gás e poeira a partir dos quais os planetas se formam. As estrelas assim tão jovens são muitas vezes ativas, com explosões visuais e diminuições de brilho, fortes campos magnéticos e manchas estelares enormes que podem "imitar" planetas onde estes não existem.

CI Tau b completa uma órbita em torno da estrela CI Tau a cada nove dias. O planeta foi descoberto pelo método de velocidade radial, uma técnica de caça exoplanetária que depende de pequenas variações na velocidade de uma estrela para determinar a força gravitacional exercida por planetas próximos que são demasiado fracos para observar diretamente com um telescópio. A descoberta resultou de um levantamento iniciado em 2004 de 140 estrelas candidatas na região de formação estelar Touro-Cocheiro.

"Este resultado é único porque demonstra que um planeta gigante pode formar-se tão rapidamente que o gás e poeira remanescente a partir dos quais a estrela jovem se formou, em torno do sistema sob a forma de disco, ainda estão presentes," comenta Lisa Prato do Observatório Lowell. "A formação de planetas gigantes na parte interna deste disco, onde CI Tau b está localizado, terá um impacto profundo na região onde os planetas terrestres mais pequenos estão também, potencialmente, se formando."

Os dados ópticos iniciais de velocidade radial, obtidos pelo Observatório McDonald, confirmaram a presença de um planeta, e a equipe acrescentou medições fotométricas do Lowell e cinco anos de observações infravermelhas obtidas também pelo Kitt Peak a fim de descartar a possibilidade de que o sinal óptico era resultado de manchas estelares ou de outros fenômenos.

Johns-Krull disse que a equipe examinou cerca de metade das estrelas jovens na amostra do levantamento em Touro-Cocheiro e que os dados de várias destas estrelas sugerem a presença de mais planetas.

"O nosso grupo não é o único à procura de planetas em torno de estrelas jovens e a minha esperança é que os astrônomos possam encontrar um número suficiente para ajudar a responder a várias questões persistentes sobre a formação de planetas," comenta Johns-Krull. "Por exemplo, o deserto de anãs marrons, uma escassez inexplicável de objetos maiores que planetas gigantes, mas mais pequenos que estrelas. Se uma inspeção detalhada de estrelas jovens revelar mais anãs marrons em órbitas com um período curto do que em outros lugares, tal poderá confirmar a teoria que elas tendem a fundir-se com as suas estrelas centrais poucos milhões de anos após a sua formação."

O novo estudo será publicado na revista The Astrophysical Journal.

Fonte: Astrobiology Magazine

O coração de Plutão: como uma lâmpada de lava cósmica

Tal como uma lâmpada de lava cósmica, uma grande parte da superfície gelada de Plutão está sendo constantemente renovada por um processo chamado convecção, que substitui gelos mais velhos à superfície por material mais fresco.

© NASA/JHUAPL/SwRI (Sputnik Planum)

A imagem acima, que cobre cerca de 400 km, usa dados do MVIC da New Horizons, obtida dia 14 de julho de 2015.

Combinando modelos de computador com dados topográficos e de composição recolhidos pela sonda New Horizons da NASA o verão passado, os membros da equipe determinaram a profundidade desta camada de nitrogênio gelado dentro da inconfundível característica em forma de coração de Plutão, uma grande planície informalmente conhecida como Sputnik Planum, e quão rápido o gelo flui.

Os cientistas da missão usaram simulações computacionais para mostrar que a superfície de Sputnik Planum está coberta com "células" convectivas de gelo com 16 a 48 km de diâmetro e com menos de um milhão de anos. Os resultados oferecem esclarecimentos adicionais sobre a geologia invulgar e altamente ativa de Plutão e, talvez, de outros corpos como ele na periferia do Sistema Solar.

"Pela primeira vez, podemos determinar o que são estes 'vergões' estranhos na superfície gelada de Plutão," afirma William B. McKinnon, da Universidade de Washington em St. Louis, que liderou o estudo. "Nós encontramos evidências de que mesmo num objeto distante e frio a bilhões de quilômetros da Terra, existe energia suficiente para uma atividade geológica robusta, contando que temos o 'material ideal', isto é, algo macio e maleável como nitrogênio sólido."

McKinnon e colegas pensam que o padrão destas células resulta da convecção térmica lenta dos gelos dominados por nitrogênio que existem em Sputnik Planum. Um reservatório com vários quilômetros de profundidade que provavelmente existe em alguns lugares, o nitrogênio sólido é aquecido pelo modesto calor interno de Plutão, torna-se flutuante e ergue-se em "gotas" grandes, como uma lâmpada de lava, antes de arrefecer e afundar novamente para renovar o ciclo.

Os modelos de computador mostram que o gelo só precisa de ter alguns quilômetros de profundidade para que este processo ocorra, e que as células de convecção são muito amplas. Os modelos também mostram que estas bolhas de capotamento de nitrogênio sólido podem evoluir lentamente e fundir-se ao longo de milhões de anos. As cordilheiras que marcam onde o gelo de nitrogênio arrefecido afunda de volta para baixo podem ser comprimidas e abandonadas, resultando nas características em forma de Y ou X, cruzamentos onde três ou quatro células de convecção se agruparam.

"Sputnik Planum é das mais surpreendentes descobertas geológicas nos mais de 50 anos de exploração planetária e este achado por McKinnon e outros membros da nossa equipe científica, de que esta vasta área é criada por convecção gelada atual, está entre os mais espetaculares da missão da New Horizons," afirma Alan Stern, pesquisador principal e do SwRI (Southwest Research Institute) em Boulder, no estado americano do Colorado.

Estes movimentos convectivos à superfície atingem, em média, apenas alguns centímetros por ano, quase tão rápido quanto o crescimento das nossas unhas, o que significa que as células reciclam as suas superfícies a cada 500.000 anos ou mais. Embora lento para os relógios humanos, é rápido para escalas geológicas de tempo.

"Esta atividade provavelmente ajuda a suportar a atmosfera de Plutão, renovando continuamente a superfície do 'coração'," comenta McKinnon. "Não seria surpresa se víssemos este processo em outros planetas anões do Cinturão de Kuiper. Esperamos vir a ter uma oportunidade para descobrir, no futuro, com missões de exploração."

A New Horizons também poderá, potencialmente, olhar de perto outro objeto mais pequeno e antigo, mais longe do Cinturão de Kuiper, a região em forma de disco além da órbita de Netuno que se acredita abrigar cometas, asteroides e outros pequenos corpos gelados. A New Horizons voou pelo sistema de Plutão no dia 14 de julho de 2015, fazendo as primeiras observações próximas de Plutão e da sua família de cinco luas. A sonda está a caminho de nova passagem rasante por outro objeto do Cinturão de Kuiper,o 2014 MU69, no dia 1 de janeiro de 2019, enquanto se aguarda aprovação da NASA para financiamento de uma missão estendida.

O estudo foi publicado na revista Nature.

Fonte: Purdue University & NASA

A Galáxia da Baleia

A NGC 4631 é uma grande e bonita galáxia espiral.

© Martin Pugh (NGC 4631)

Ela é vista de perfil, e está localizada a apenas 25 milhões de anos-luz de distância em direção ao norte da pequena constelação Canes Venatici. A forma de cunha levemente distorcida da galáxia sugere a alguns um arenque cósmico e para outros seu apelido popular de Galáxia da Baleia. De qualquer forma, é semelhante em tamanho à nossa própria Via Láctea. Nesta imagem de cores nítidas e núcleo da galáxia amarelado, existem nuvens escuras de poeira, brilhantes aglomerados de estrelas azuis, e estrelas vermelhas formando regiões que são fáceis de serem detectadas. Uma companheira galáctica, aparece A pequena galáxia elíptica NGC 4627 é uma companheira que aparece um pouco acima da Galáxia da Baleia. Correntes de estrelas fracas são vistas em imagens profundas que são os restos de pequenas galáxias companheiras interrompidas por encontros repetidos com a Galáxia da Baleia no passado remoto. A Galáxia da Baleia também é conhecida por ter expelido um halo de gás quente brilhando em raios X.

Fonte: NASA

Estrelas e gases da Nebulosa da Galinha Fugitiva

Para alguns, ela se parece com uma galinha gigante correndo através do céu. Para outros, ela se parece com uma nebulosa gasosa, onde a formação de estrelas ocorre.

© Andrew Campbell (IC 2944)

Catalogada como IC 2944, a Nebulosa da Galinha Fugitiva abrange cerca de 100 anos-luz e está situada a 6.000 anos-luz de distância na direção da constelação do Centauro (Centaurus).

A imagem em destaque, mostrada em cores cientificamente atribuídas, foi captada recentemente em uma exposição de 11 horas a partir de um quintal perto de Melbourne, Austrália.

Dois aglomerados estelares são visíveis: o aglomerado da Pérola visto na extrema esquerda, e Collinder 249 incorporado no gás brilhante da nebulosa. Embora difícil de discernir aqui, várias nuvens moleculares escuras com formas distintas podem ser encontradas dentro da nebulosa.

Fonte: NASA

Sinal de radar descobre registro de idade do gelo na calota polar de Marte

Usando dados de radar obtidos pela sonda MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) da NASA, os cientistas encontraram um registo da mais recente era glacial marciana gravada na calota polar norte do planeta.

© NASA/JPL/U. Arizona/R. Luk (calotas polares de Marte)

A imagem acima é uma perpetiva tridimensional simulada, criada com dados de imagem captados pelo instrumento THEMIS a bordo da sonda Mars Odyssey da NASA.

Os novos resultados estão de acordo com os modelos anteriores que indicam que um período glacial terminou há cerca de 400.000 anos atrás, bem como previsões sobre a quantidade de gelo acumulada nos polos desde então.

Os resultados ajudam a refinar os modelos do clima passado e futuro do Planeta Vermelho, permitindo com que os cientistas determinem como é que os gelos se movem entre os polos e as latitudes médias, e em que volumes.

Marte tem brilhantes calotas polares de gelo que são facilmente visíveis através dos telescópios terrestres. Uma cobertura sazonal de dióxido de carbono gelado e neve pode ser observada por cima dos polos durante o ano marciano. Durante o verão no hemisfério norte do planeta, a totalidade da restante calota polar é água gelada; a calota polar sul possui também água gelada, mas permanece coberta por uma camada relativamente fina de dióxido de carbono gelado mesmo até durante o verão no hemisfério sul.

Mas Marte também sofre variações na sua inclinação e na forma da sua órbita ao longo de centenas de milhares de anos. Estas mudanças provocam alterações substanciais no clima do planeta, incluindo idades do gelo. A Terra tem fases parecidas, mas menos variáveis, a que damos o nome ciclos de Milankovitch.

Os cientistas usaram dados do instrumento SHARAD (Shallow Subsurface Radar) a bordo da MRO para produzir imagens chamadas radargramas que são como fatias verticais que atravessam as camadas de gelo e poeira que compõem os depósitos polares de gelo marciano. Para o novo estudo, os pesquisadores analisaram centenas destas imagens para procurar variações nas propriedades das camadas.

Foi identificado um limite no gelo que se estende por toda a calota polar norte. Acima deste limite, as camadas acumularam-se muito rapidamente e uniformemente, em comparação com as camadas abaixo.

"As camadas nas centenas de metros superiores mostram características indicativas de um período de erosão, seguido por um período de rápida acumulação que ainda ocorre hoje," afirma Isaac Smith, cientista planetário e autor principal do estudo. Smith liderou o trabalho enquanto estava no SwRI (Southwest Research Institute) em Boulder, Colorado, EUA, mas está agora no Planetary Science Institute em Tucson, Arizona, EUA.

Na Terra, as idades do gelo surgem quando as regiões polares e altas latitudes tornam-se mais frias do que o normal durante milhares de anos, fazendo com que os glaciares cresçam a latitudes médias. Em contraste, a variedade marciana ocorre quando - como resultado do aumento da inclinação do planeta - os seus polos tornam-se mais quentes do que as latitudes mais baixas. Durante estes períodos, as calotas polares podem recuar e o vapor de água migra para mais perto do equador, formando gelo no solo e glaciares a latitudes médias. À medida que o período polar quente termina, o gelo polar começa a acumular-se novamente, enquanto o gelo desaparece das latitudes médias. Esta retirada e novo crescimento do gelo polar é exatamente o que Smith e colegas viram no registo revelado pelas imagens de radar do SHARAD.

Um aumento no gelo polar, seguido por uma idade do gelo a latitudes médias, é também aquilo esperado a partir de modelos climáticos que mostram como é que o gelo se move com base nas propriedades orbitais de Marte, especialmente a sua inclinação. Estes modelos preveem que a última idade do gelo de Marte terminou há aproximadamente 400.000 anos atrás, à medida que os polos começaram a arrefecer em relação ao equador. Os modelos sugerem que, desde então, os depósitos polares engrossaram cerca de 300 metros.

A unidade superior identificada por Smith e colegas atinge uma espessura máxima de 320 metros por toda a calota polar, o equivalente a uma camada global de gelo com 60 centímetros de espessura. Isto é, essencialmente, o mesmo valor indicado pelas previsões dos modelos feitos por outros pesquisadores em 2003 e 2007.

"Isto sugere que identificamos o registo do mais recente período glacial de Marte e o novo crescimento do gelo polar desde então. Com estas medições, podemos melhorar a nossa compreensão da quantidade de água que se move entre os polos e as outras latitudes, possibilitando saber mais sobre o clima marciano," comenta Smith.

Depois de 10 anos em órbita, a sonda MRO e os seus seis instrumentos científicos ainda estão em excelente forma. "A longevidade da missão permitiu-nos a melhor e mais completa cobertura radar dos polos de Marte," explica Richard Zurek, cientista do projeto da missão no Jet Propulsion Laboratory da NASA em Pasadena, Califórnia. "A nossa vida longa em órbita e as ferramentas tridimensionais de análise estão permitindo com que os cientistas desvendem a história climática do passado de Marte."

Os resultados foram publicados na revista Science.

Fonte: Jet Propulsion Laboratory

O olho de gato arregalado e profundo

A Nebulosa do Olho de Gato (NGC 6543) é uma das nebulosas planetárias mais conhecida no céu.

© Josh Smith (Nebulosa do Olho de Gato)

Seus contornos familiares são vistos na região central mais brilhante da nebulosa nesta impressionante vista de grande angular. Mas a imagem composta combina muitas exposições curtas e longas para também revelar o halo exterior extremamente fraco. A uma distância estimada de 3.000 anos-luz, o halo exterior tênue tem mais de 5 anos-luz de diâmetro. As nebulosas planetárias têm sido muito apreciadas como uma fase final na vida de uma estrela parecida com o Sol. Mais recentemente, algumas nebulosas planetárias são encontradas com halos como este, provavelmente formados de material rejeitado durante os episódios anteriores na evolução da estrela. Enquanto a fase de nebulosa planetária ocorre durante cerca de 10.000 anos, estima-se que a idade das porções filamentares exteriores deste halo têm 50.000 a 90.000 anos. Visível no lado esquerdo, cerca de 50 milhões de anos-luz além da nebulosa planetária vigilante, reside a galáxia espiral NGC 6552.

Fonte: NASA

A Grande Nebulosa da Carina

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

© Peter Ward (NGC 3372)

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

Fonte: NASA

Pistas de como os buracos negros gigantes se formaram tão depressa

Usando dados dos Grandes Observatórios da NASA, os astrônomos descobriram as melhores evidências, até à data, das sementes cósmicas no Universo primordial que cresceram para buracos negros supermassivos.

© NASA/CXC/STScI (ilustração do colapso de uma nuvem de gás produzindo um buraco negro)

Os pesquisadores combinaram dados do Observatório de raios X Chandra, do Telescópio Espacial Hubble e do Telescópio Espacial Spitzer para identificar estas possíveis sementes de buracos negros.

"A nossa descoberta, se confirmada, explica como é que estes buracos negros monstruosos nasceram," afirma Fabio Pacucci da SNS (Scuola Normale Superiore) em Pisa, Itália, que liderou o estudo. "Nós encontramos evidências de que as sementes de buracos negros podem formar-se diretamente a partir do colapso de uma nuvem de gás gigante, saltando quaisquer passos intermediários."

Acredita-se que um buraco negro supermassivo habita no centro de quase todas as grandes galáxias, incluindo a nossa própria Via Láctea. Eles descobriram que alguns destes buracos negros supermassivos, que contêm milhões ou até bilhões de vezes a massa do Sol, formaram-se menos de um bilhão de anos após o início do Universo, o Big Bang.

Uma teoria sugere que as sementes de buracos negros foram construídas puxando gás dos seus arredores e por fusões de buracos negros menores, um processo que deveria levar muito mais tempo do que aquele determinado para os buracos negros que se formam rapidamente.

Estas novas descobertas sugerem, ao invés, que alguns dos primeiros buracos negros formaram-se durante o colapso de uma nuvem de gás, ignorando quaisquer outras fases intermediárias, tais como a formação e posterior destruição de uma estrela massiva.

"Há muita controvérsia no que toca ao percurso que estes buracos negros tomam," afirma Andrea Ferrara, também da SNS. "O nosso trabalho sugere que estamos caminhando para uma descoberta, onde os buracos negros começam grandes e crescem a um ritmo normal, em vez de começarem pequenos e crescerem a um ritmo muito rápido."

Os pesquisadores usaram modelos de computador de sementes de buracos negros combinados com um novo método para selecionar candidatos para estes objetos a partir de imagens de longa exposição do Chandra, Hubble e Spitzer.

A equipe encontrou dois candidatos fortes para as sementes de buracos negros. Ambos combinam com o perfil teórico dos dados infravermelhos, inclusive são objetos muito vermelhos e também emitem raios X detectados com o Chandra. As estimativas da sua distância sugerem que podem ter sido formados quando o Universo tinha menos de um bilhão de anos.

"As sementes de buracos negros são extremamente difíceis de encontrar e a confirmação da sua detecção é muito complexa," afirma Andrea Grazian, do Instituto Nacional de Astrofísica na Itália. "No entanto, pensamos que a nossa pesquisa descobriu os dois melhores candidatos até o momento."

A equipe planeja obter mais observações em raios X e no infravermelho para verificar se estes objetos têm mais das propriedades esperadas para as sementes dos buracos negros. Os próximos observatórios, como o Telescópio Espacial James Webb e o E-ELT (European Extremely Large Telescope), vão ajudar nos estudos futuros através da detecção da luz de buracos negros mais distantes e pequenos. Os cientistas estão atualmente construindo a estrutura teórica necessária para interpretar os próximos dados, com o objetivo de encontrar os primeiros buracos negros do Universo.

As descobertas serão publicadas num artigo da próxima edição da revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: NASA

Tsunamis antigos em Marte revelam potencial para a vida

A forma geológica do que já foram linhas costeiras nas planícies norte de Marte convence os cientistas de que dois grandes meteoritos, que atingiram o planeta com milhões de anos de diferença, desencadearam um par de mega-tsunamis.

© NASA/JPL-Caltech (tsunamis criados por impactos de meteoritos no Valle Marineris em Marte)

Estas ondas gigantescas marcaram para sempre a paisagem marciana e produziram evidências de oceanos frios e salgados, conducentes à manutenção da vida.

"Há cerca de 3,4 bilhões de anos, um grande impacto de meteorito desencadeou a primeira onda de tsunami. Esta onda era composta por água líquida. Formou canais generalizados que transportaram a água de volta para o oceano," afirma Alberto Fairén, cientista visitante de Cornell e pesquisador principal do Centro de Astrobiologia de Madrid.

Os cientistas descobriram evidências de outro grande impacto de meteorito, que desencadeou uma segunda onda de tsunami. Nos milhões de anos entre os dois impactos e os seus mega-tsunamis associados, Marte passou por uma fria mudança climática, a água transformou-se em gelo. "O nível do mar recuou desde a sua linha costeira original para formar uma segunda linha costeira, porque o clima tornou-se significativamente mais frio," disse Fairén.

O segundo tsunami formou lóbulos arredondados de gelo. "Estes lóbulos congelaram no solo à medida que atingiam o seu ponto máximo de extensão e o gelo nunca mais voltou para o oceano, o que implica que o oceano estava, pelo menos, parcialmente congelado no momento," explica Fairén. "O nosso estudo fornece evidências bastante sólidas para a existência de oceanos muito frios no passado de Marte. É muito difícil imaginar praias californianas no passado de Marte, mas tente imaginar os Grandes Lagos num inverno particularmente frio e longo; essa poderá ser uma imagem mais exata da água que formava mares e oceanos."

Estes lóbulos gelados mantiveram as suas fronteiras bem definidas e as suas formas relacionadas com o fluxo, comenta Fairén, sugerindo que o antigo oceano gelado era salgado. "As águas salgadas e frias podem oferecer refúgio a vida em ambientes extremos, pois os sais ajudam a manter a água líquida... se a vida já existiu em Marte, estes lóbulos gelados do tsunami são excelentes candidatos para a procura de bioassinaturas," conclui.

O trabalho foi publicado na Scientific Reports, uma publicação da revista Nature.

Fonte: Cornell University

Detectada a galáxia mais débil do início do Universo

Uma equipe internacional de cientistas detectou e confirmou a menor galáxia do Universo primordial através do observatório W. M. Keck no cume do Maunakea no Havaí.

© W. M. Keck Observatory/M. Bradáč (espectros da fonte)

A imagem colorida acima do aglomerado foi efetuada com o telescópio espacial Hubble através de três filtros diferentes que foram combinados para fazer uma imagem RGB. Na inserção, são vistos três espectros do sistema fotografado. Eles têm picos no mesmo comprimento de onda, mostrando que eles pertencem a uma mesma fonte.

Além de usar o telescópio mais poderoso do mundo, a equipe contou com lentes gravitacionais para ver o objeto incrivelmente fraco nascido logo após o Big Bang, observando uma galáxia como era há 13 bilhões de anos atrás.

A detecção foi feita usando o instrumento DEIMOS montado no telescópio de 10 metros do Keck II, e foi possível graças a um fenômeno previsto por Einstein em que um objeto é ampliado pela gravidade de outro objeto que está entre ele e o observador. Neste caso, a galáxia estava atrás do aglomerado de galáxias MACS2129.4-0741, que é enorme o suficiente para criar três imagens diferentes do objeto.

"Os telescópios do obervatório Keck são simplesmente os melhores do mundo para este trabalho," disse Marusa Bradáč, uma professora da Universidade da Califórnia, que liderou a equipe. "Seu poder, associado à força gravitacional de um conjunto massivo de galáxias, permite-nos ver realmente onde nenhum ser humano tenha visto antes."

"Por causa de serem vistos três deles com características exatamente idênticas, isso significa que a galáxia foi inflluenciada pelo efeito da lente gravitacional, " disse Marc Kassis, astrônomo do observatório Keck.

A galáxia encontra-se perto do final da época de reionização, um momento no início do Universo onde a maior parte do gás hidrogênio existente estre as galáxias estava passando pela transição de um gás neutro para um mais ionizado, que possibilitou acender as estrelas pela primeira vez.

"Temos agora boas restrições sobre quando o processo de reionização termina, pelo desvio para o vermelho em torno de 6 ou 12,5 bilhões de anos atrás, mas nós ainda não sabemos muitos detalhes sobre como isso aconteceu," disse Kuang-Han Huang da Universidade da Califórnia. "A galáxia detectada em nosso trabalho é provavelmente um membro da população de galáxias tênues que impulsionam o processo de reionização".

Esta galáxia possui uma massa estelar muito baixa, com apenas 1% da Via Láctea. Esta galáxia muito pequena e distante pode ajudar a compreender o processo de reionização, e as lentes gravitacionais são ferramentas essenciais para desvendar como era o Universo no seu início.

Os resultados foram publicados no periódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: W. M. Keck Observatory

IC 5067 na Nebulosa do Pelicano

O cume proeminente de emissão apresentado nesta nítida paisagem cósmica colorida é catalogado como IC 5067.

© Subaru/Roberto Colombari (IC 5067)

Parte de uma nebulosa de emissão de maior porte com uma forma distinta, popularmente chamada de Nebulosa do Pelicano, o cume se estende por cerca de 10 anos luz, seguindo a curva da cabeça e pescoço de um pelicano cósmico.

Esta visão de cores falsas traduz também o brilho penetrante das linhas de emissão estreitas originadas de átomos na nebulosa, mostrados em uma paleta de cores que se tornou popular em imagens do telescópio espacial Hubble, evidenciando regiões de formação de estrelas.

As fantásticas formas escuras que habitam esse campo largo de 1/2 grau são nuvens de gás frio e poeira esculpidas pelos ventos e radiação de estrelas quentes e massivas.

Imagens ampliadas de algumas das nuvens esculpidas mostram sinais claros de estrelas recém-formadas.

A Nebulosa do Pelicano está localizada a 2.000 anos luz da Terra. Para encontrá-la, procure a brilhante estrela Deneb na direção da constelação de Cygnus.

Fonte: NASA

Novas descobertas nos discos de restos

Com o auxílio de 39 das 66 antenas do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), situado a 5.000 metros de altitude no planalto do Chajnantor nos Andes chilenos, os astrônomos conseguiram detectar monóxido de carbono (CO) no disco de restos situado em torno de uma estrela de tipo F.

© ESO/ALMA (HD 181327)

Embora o monóxido de carbono seja a segunda molécula mais comum no meio interestelar, depois do hidrogénio molecular, esta é a primeira vez que foi detectado CO em torno de uma estrela deste tipo. A estrela, chamada HD 181327, é um membro do grupo em movimento Beta Pictoris, localizado a quase 170 anos-luz de distância da Terra.

Até agora, a presença de CO tinha sido apenas detectada em torno de algumas estrelas de tipo A, as quais são substancialmente mais massivas e luminosas que a HD 181327. Utilizando a excelente resolução espacial e sensibilidade oferecidas pelo observatório ALMA, os astrônomos foram agora capazes de capturar este extraordinário anel de gás e mapear a densidade de CO no interior do disco.

O estudo de discos de restos é um dos modos de caracterizar sistemas planetários e os resultados da formação planetária. Descobriu-se que o gás de CO se encontra no mesmo local que os grãos de poeira no anel de restos e que este gás  foi produzido recentemente.

Colisões destrutivas de planetesimais gelados existentes no disco são fontes possíveis do reabastecimento contínuo de gás de CO. Para que haja colisões nos discos de restos é normalmente necessário que os corpos gelados sofram perturbações gravitacionais por parte de objetos maiores, de modo a atingirem velocidades de colisão suficientes. Adicionalmente, a composição de CO encontrada nos planetesimais gelados do disco é consistente com a dos cometas do nosso Sistema Solar. Esta possível segunda origem para o gás de CO sugere que os cometas gelados possam ser comuns em torno de estrelas semelhantes ao nosso Sol, o que tem fortes implicações para a adaptabilidade da vida em exoplanetas do tipo terrestre.

Estes resultados foram publicados num artigo intitulado “Exocometary gas in the HD 181327 debris ring” na revista da especialidade Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: ESO

LL Orionis: quando ventos cósmicos colidem

O que teria criado este grande arco no espaço?

© Hubble (LL Orionis)

Esta graciosa estrutura arqueada é, na verdade, um arco de choque com cerca de meio ano-luz de diâmetro, criado quando o vento da jovem estrela LL Orionis colide com o fluxo da Nebulosa de Órion.

À deriva no nascedouro estelar de Órion, e ainda em seus anos de formação, a estrela variável LL Orionis produz um vento mais energético do que o vento de nosso Sol de meia idade.
À medida  que o veloz vento estelar vai em direção ao gás em movimento lento, forma-se uma frente de choque, análoga à onda de um remo em uma barco movendo-se pela água, ou um avião viajando a velocidade supersônica.
O gás mais lento está fluindo do quente aglomerado estelar central da Nebulosa de Órion, o Trapézio, localizado fora da borda inferior direita da imagem. Em três dimensões, a envolvente onda de choque de LL Orionis tem a forma de uma tijela que parece mais brilhante quando vista ao longo da borda "inferior".
O complexo nascedouro estelar em Órion mostra uma miríade de formas fluidas similares associadas à formação estelar, incluindo o arco de choque circundando uma esmaecida estrela no alto, à direita. Parte de um mosaico que cobre a Grande Nebulosa em Órion, esta imagem colorida composta foi registrada em 1995 pelo telescópio espacial Hubble.

Fonte: NASA

Novo retrato de Marte obtido pelo Hubble

Calotas polares brilhantes e geladas, e nuvens por cima de uma paisagem da cor da ferrugem, mas vívida, revelam Marte como um planeta sazonal e dinâmico nesta imagem captada pelo telescópio espacial Hubble da NASA no dia 12 de maio de 2016, quando Marte estava a 80,4 milhões de quilômetros da Terra.

© Hubble (Marte)

A imagem do Hubble revela detalhes tão pequenos quanto 32 a 48 km de comprimento.

A grande região escura na seção direita extrema é Syrtis Major Planitia, uma das primeiras características identificadas à superfície do planeta por observatórios do século XVII. Christiaan Huygens usou esta característica para medir a rotação de Marte (um dia marciano corresponde a aproximadamente 24 horas e 37 minutos). Hoje sabemos que Syrtis Major é um antigo e inativo vulcão escudo. Na imagem, as nuvens ao final da tarde cercam o seu pico.

Uma grande característica oval a sul de Syrtis Major é a brilhante bacia Hellas Planitia. Com mais ou menos 1.770 km de diâmetro e 8 de profundidade, foi formada há cerca de 3,5 bilhões de anos atrás pelo impacto de um asteroide.

A área laranja no centro da imagem é Arabia Terra, uma vasta região de terras altas no norte de Marte que cobre aproximadamente 4.500 km. A paisagem está densamente craterada e fortemente erodida, indicando que poderá estar entre os terrenos mais antigos do planeta. Gargantas de rios secos (demasiado pequenas para serem vistas aqui) serpenteiam pela região e desaguam nas grandes planícies norte.

A sul de Arabia Terra, correndo de leste para oeste ao longo do equador, encontram-se as características escuras e longas conhecidas como Sinus Sabaeus (a leste) e Sinus Meridiani (a oeste). Estas regiões mais escuras estão cobertas por rocha escura e depósitos de areia fina "moída" por fluxos de lava antigos e outras características vulcânicas. Estes grãos de areia são mais grosseiros e menos refletivos do que a poeira fina que dá às regiões mais brilhantes de Marte a sua aparência avermelhada. Os primeiros observadores de Marte mapearam estas regiões.

Por cima da região polar sul encontra-se um manto enorme de nuvens. A calota polar norte recuou para um tamanho comparativamente pequeno porque nesse hemisfério o verão está chegando ao fim. O Hubble fotografou uma nuvem lateral e fina da tarde que se prolongava por pelo menos 1.600 km a latitudes médias a norte. As primeiras nuvens e névoas da manhã estendem-se ao longo do limbo ocidental.

Este hemisfério de Marte contém os locais de pouso de várias missões robóticas da NASA, incluindo a Viking 1 (1976), a Mars Pathfinder (1997) e o ainda operacional rover Opportunity. Os locais de pouso dos rovers Spirit e Curiosity estão localizados no outro lado do planeta.

Esta observação foi feita apenas alguns dias antes de Marte alcançar a oposição de dia 22 de maio, quando o Sol e Marte estarão exatamente nos lados opostos da Terra, e quando Marte estiver a uma distância de 75,3 milhões de quilômetros. Marte é especialmente fotogênico durante a oposição porque pode ser visto totalmente iluminado pelo Sol a partir da Terra.

As aproximações bienais entre Marte e a Terra não são todas iguais. A órbita de Marte em torno do Sol é marcadamente elíptica; as aproximações à Terra podem variar entre os 56,3 e os 101,3 milhões de quilômetros.

Ocorrem porque a cada dois anos a órbita da Terra "alcança" a órbita de Marte, alinhando o Sol, a Terra e Marte numa linha reta, de modo que Marte e o Sol estão em lados "opostos" da Terra. Este fenômeno é o resultado da diferença de períodos orbitais entre a órbita da Terra e a órbita de Marte. Enquanto a Terra demora os normais 365 dias a completar uma volta em torno do Sol, Marte leva 687 dias terrestres a fazer uma volta em torno da nossa estrela. Como resultado, a Terra completa quase duas órbitas completas no tempo que Marte leva a fazer apenas uma, resultando na ocorrência de oposições de Marte mais ou menos a cada 26 meses.

Fonte: Space Telescope Science Institute