Pesquisa reforça função das supernovas no estudo do Universo

Quanto da história do Universo podemos saber com a ajuda de uma supernova?

© NASA (supernova G299)

Uma nova pesquisa efetuda por cosmólogos da Universidade de Chicago e da Universidade Estatal de Wayne confirma a precisão das supernovas do Tipo Ia na medição do ritmo no qual o Universo se expande. Os resultados suportam uma teoria extensamente aceita de que a expansão do Universo está acelerando, cuja aceleração é atribuída a uma força misteriosa conhecida como energia escura. As descobertas vão contra manchetes recentes de que as supernovas do Tipo Ia não são de confiança na medição da expansão do Universo.

A utilização da luz da explosão de uma estrela, tão brilhante quanto galáxias inteiras, para determinar distâncias cósmicas, levou ao Prêmio Nobel da Física em 2011. O método baseia-se no pressuposto que, tal como lâmpadas de uma potência conhecida, todas as supernovas do Tipo Ia têm quase o mesmo brilho máximo quando explodem. Esta consistência permite com que sejam usadas como "velas padrão" para medir os céus. Quanto mais fraca a luz, mais distante está a estrela. Mas o método tem sido posto em dúvida nos últimos anos por causa das descobertas de que a luz emitida pelas supernovas do Tipo Ia parecem mais inconsistentes do que o esperado.

"Os dados que examinamos combatem estas reivindicações da morte das supernovas do Tipo Ia como uma ferramenta para medir o Universo," afirma Daniel Scolnic, pós-doutorado do Instituto Kavli para Física Cosmológica da Universidade de Chicago. "Nós não devemos ser persuadidos por estas outras reivindicações apenas porque atraíram muita atenção, embora seja importante continuar a questionar e a reforçar as nossas suposições fundamentais."

Uma das últimas críticas às supernovas do Tipo Ia como ferramenta de medição concluiu que o brilho destas supernovas parece estar em duas subclasses diferentes, o que poderia levar a problemas ao tentar medir distâncias. Na nova pesquisa, liderada por David Cinabro, professor da Universidade Estadual Wayne, não foi encontrada evidências de duas subclasses de supernovas do Tipo Ia nos dados examinados do SDSS (Sloan Digital Sky Survey) e SSSLS (Supernovae Search and Supernova Legacy Survey). Os artigos recentes que desafiam a eficácia das supernovas do Tipo Ia para a medição usaram conjuntos diferentes de dados.

Uma segunda crítica centrou-se na forma como as supernovas do Tipo Ia são analisadas. Quando os cientistas descobriram que as supernovas do Tipo Ia eram mais fracas do que o esperado, concluíram que o Universo estava se expandindo a um ritmo acelerado. Esta aceleração é explicada através da energia escura, que estima-se compor cerca de 70% do Universo. A força enigmática puxa a matéria, impedindo a gravidade de retardar a expansão do Universo.

No entanto, uma substância que perfaz 70% do Universo, mas permanece desconhecida, é frustrante para os cosmólogos. O resultado foi uma reavaliação das ferramentas matemáticas usadas para analisar supernovas que ganhou atenção em 2015, argumentando que as supernovas do Tipo Ia nem sequer mostram que a energia escura existe.

Os cientistas Scolnic e Adam Riess, que ganharam em 2011 o Prêmio Nobel pela descoberta da aceleração da expansão do Universo, escreveram um artigo na edição de 26 de outubro de 2016 da revista Scientific American, refutando as alegações. Eles mostraram que, mesmo que as ferramentas matemáticas usadas para analisar as supernovas do Tipo Ia tivessem sido usadas "incorretamente", ainda há uma probabilidade de 99,7% do Universo estar acelerando.

As novas descobertas são tranquilizadoras para os cientistas que usam as supernovas do Tipo Ia para obter uma compreensão cada vez mais precisa da energia escura, comenta Joshua A. Frieman, membro do Laboratório do Acelerador Nacional Fermi, que não esteve envolvido no estudo.

"O impacto deste trabalho será o de reforçar a nossa confiança na utilização das supernovas do Tipo Ia como sondas cosmológicas," acrescenta.

A pesquisa foi publicada na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: Universidade de Chicago

Nuvens da galáxia de Andrômeda

A bela galáxia de Andrômeda é muitas vezes fotografada por astrônomos baseados na Terra.

© Rogelio Bernal Andreo (galáxia de Andrômeda)

A galáxia de Andrômeda é também conhecida como M31, sendo a maior galáxia espiral mais próxima da Terra. Ela é uma galáxia familiar com faixas de poeira escura, núcleo amarelado brilhante e braços espirais marcados pela luz azulada das estrelas. O mosaico foi realizado usando dados de banda larga e estreita, onde o retrato colorido e primoroso de nossa galáxia vizinha oferece características surpreendentemente desconhecidas, porém, as apagadas nuvens avermelhadas de gás de hidrogênio ionizado brilham no mesmo campo amplo de visão. Ainda assim, as nuvens de hidrogênio ionizado provavelmente estão em primeiro plano nesta imagem, no interior da Via Láctea. Elas podem estar associadas com as nuvens interestelares empoeiradas que se espalham por centenas de anos-luz acima do plano galáctico. Se elas estivessem localizadas a uma distância de 2,5 milhões de anos-luz da Galáxia de Andrômeda, elas seriam enormes, já que a própria galáxia de Andrômeda tem 200 mil anos-luz de extensão.

Fonte: NASA

Os segredos escondidos das Nuvens de Órion

Esta bela imagem é um dos maiores mosaicos em alta resolução no infravermelho próximo da nuvem molecular Órion A, a fábrica de estrelas massivas mais próxima que se conhece, situada a cerca de 1.350 anos-luz de distância da Terra.

© ESO/VISION (nuvem molecular Órion)

Esta nova imagem composta do rastreio VISION (VIenna Survey In Orion) é uma montagem de imagens obtidas na região do infravermelho próximo pelo telescópio de rastreio VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy), instalado no Observatório do Paranal do ESO no Chile, revelando muitas estrelas jovens e outros objetos que normalmente se encontram enterrados profundamente no núcleo das nuvens de poeira. A imagem cobre toda a nuvem molecular Órion A, uma de duas nuvens moleculares gigantes que fazem parte do complexo da Nuvem Molecular de Órion. Orion A estende-se para sul da familiar região de Órion conhecida como a espada, ao longo de cerca de 8 graus. A outra nuvem molecular gigante da Nuvem Molecular de Órion é a Órion B, que se situa a este do cinturão de Órion.

O VISTA é o maior telescópio de rastreio do mundo. Possui um enorme campo de visão o qual observa com detectores infravermelhos muito sensíveis, o que o torna ideal na obtenção de imagens infravermelhas profundas de alta qualidade, indispensáveis a este rastreio ambicioso.

O rastreio VISION resultou num catálogo com cerca de quase 800.000 estrelas, objetos estelares jovens e galáxias distantes individuais identificadas, o que representa uma melhor profundidade e cobertura do que as conseguidas até à data por qualquer outro rastreio desta região.

© ESO/VISION (coleção de imagens da nuvem molecular Órion)

O VISTA observa radiação que o olho humano não vê, permitindo aos astrônomos identificar muitos objetos na maternidade estelar, de outro modo invisíveis. Estrelas muito jovens que não podem ser observadas em imagens obtidas no visível são reveladas quando observadas nos maiores comprimentos de onda do infravermelho, onde a poeira que as rodeia se torna mais transparente.

Esta nova imagem representa um passo em frente na obtenção de uma fotografia completa dos processos de formação estelar em Órion A, tanto para estrelas de pequena massa como para estrelas massivas. O objeto mais espectacular é a gloriosa Nebulosa de Órion, também chamada Messier 42 (M42), que pode ser vista do lado esquerdo da imagem. Esta região forma parte da espada da famosa constelação brilhante do caçador Órion.

A nebulosa de Órion foi inicialmente descoberta no início do século XVII, embora a identidade do seu descobridor permaneça incerta. O caçador de cometas francês Messier fez um desenho esquemático preciso das suas estruturas principais em meados do século XVIII, tendo-lhe atribuído o número 42 no seu famoso catálogo. Messier atribuiu também o número 43 à região mais pequena separada situada a norte da parte principal da nebulosa. Mais tarde William Herschel especulou que a nebulosa poderia ser “o material caótico de futuros sóis” e os astrônomos descobriram entretanto que a neblina é de fato gás brilhando devido à intensa radiação ultravioleta emitida por estrelas quentes jovens recentemente formadas no local.

O catálogo VISTA cobre tanto objetos familiares como novas descobertas. Estes novos objetos incluem cinco candidatos a objetos estelares jovens e dez candidatos a aglomerados de galáxias.

No resto da imagem podemos ver as nuvens escuras de Órion A e encontrar muitos tesouros escondidos, como discos de material que poderão dar origem a novas estrelas (discos protoestelares), nebulosidades associadas a estrelas recém-nascidas (objetos de Herbig Haro), aglomerados de estrelas menores e até aglomerados de galáxias situados muito além da Via Láctea. O rastreio VISION permite o estudo sistemático das fases de evolução mais precoces das estrelas jovens no coração de nuvens moleculares próximas.

Esta imagem muito detalhada de Órion A estabelece uma nova base observacional para estudos futuros de formação de estrelas e aglomerados, destacando uma vez mais o poder do telescópio VISTA na obtenção de imagens de vastas áreas do céu, rápida e profundamente, na região do infravermelho próximo do espectro eletromagnético. O bem sucedido rastreio VISION de Órion será seguido por um novo rastreio público maior de outras regiões de formação estelar chamadas VISIONS, que será efetuado pelo VISTA e terá início em abril de 2017.

Este trabalho foi descrito no artigo científico intitulado “VISION - Vienna survey in Orion I. VISTA Orion A Survey”, de S. Meingast et al., que foi publicado na revista especializada Astronomy & Astrophysics.

Fonte: ESO

O papel dos gases na evolução das galáxias

Um dos temas mais fascinantes da cosmologia trata do estudo da evolução das galáxias.

© Robert Gendler (Galáxia de Andrômeda)

O objetivo é compreender como as nuvens primordiais de gás, no Universo recém-nascido, condensaram-se até formar estrelas e galáxias, e como estas evoluíram até se tornar espirais magníficas como a Via Láctea.

Um trabalho de astrofísicos brasileiros e espanhóis procurou estimar como, ao longo de bilhões de anos, processou-se a queda do gás interestelar das regiões externas do disco em espiral em direção ao núcleo galáctico, atraído por sua tremenda força gravitacional.

Descobrir qual a taxa da queda do gás interestelar no tempo e no espaço é fundamental para saber a razão de formação de estrelas, pois é daquele gás que elas são feitas. Ou seja, quanto mais gás cai através do disco, mais estrelas se formam e mais brilhante se torna a galáxia.

Mas há um problema. Os instrumentos básicos dos astrônomos para estudar a evolução galáctica são os observatórios. Só que, salvo raras exceções, a tecnologia atual não permite a observação de galáxias quando o Universo era jovem, ou seja, quando tinha metade da idade atual, que é de aproximadamente 13,8 bilhões de anos.

“A imagem é muito tênue, difusa, de baixa resolução. Isso é problemático, principalmente quando se sabe que a primeira metade da vida do Universo foi o período mais dinâmico na evolução das galáxias”, disse Oscar Cavichia, professor do Instituto de Física e Química da Universidade Federal de Itajubá, um dos autores do estudo.

Para tentar entender como eram as galáxias quando jovens, os pesquisadores usaram o cluster computacional Alphacrucis, instalado no Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG) da Universidade de São Paulo (USP).

Trata-se de um dos maiores aglomerados de processadores (são 192 servidores que agregam 2.304 processadores) unicamente dedicados ao estudo da Astronomia. Inaugurado em 2012, o Alphacrucis é um dos maiores supercomputadores do Brasil e foi adquirido com apoio da FAPESP.

“Fizemos simulações de 144 modelos diferentes de queda de gás. Eles variavam, por exemplo, de acordo com a massa e o tamanho da galáxias. A potência computacional do Alphacrucis permitiu que realizássemos todas as simulações ao mesmo tempo, em vez de separadamente, o que economizou muito tempo e acelerou o trabalho”, disse Cavichia.

Foram feitas simulações com galáxias espirais hipotéticas de três tamanhos. Médias, como a vizinha Triângulo (M33), que tem 40 bilhões de estrelas. Grandes, como a Via Láctea, com 400 bilhões de estrelas. E gigantes, como a vizinha mais próxima, Andrômeda (M31), com 1 trilhão de estrelas.

As simulações envolveram a queda do gás naqueles três tipos de galáxias a partir da sua formação inicial, quando o Universo contava apenas 1 bilhão de anos (redshift 6), e prosseguiram ao longo do tempo para estimar o que acontecia quando o Universo tinha 1,5 bilhão de anos (redshift 4), 3 bilhões (redshift 2), 6 bilhões (redshift 1) e 9 bilhões de anos (redshift 0,5). Redshift, ou “desvio para o vermelho”, é a alteração na forma como a frequência das ondas de luz é observada em função da velocidade relativa entre a fonte emissora e o receptor.

Também se procurou analisar a variação da queda do gás a partir da distância que ele se encontrava do núcleo galáctico, sob argumento de que quanto mais perto do núcleo maior é a gravidade e mais rápida a queda. Por outro lado, quanto mais longe do núcleo, menor é a gravidade e mais lenta a queda.

“A hipótese do trabalho era de que as galáxias de maior massa se formariam mais rapidamente do que as de menor massa, pois quanto maior a massa da galáxia, maior é a sua força gravitacional”, disse Cavichia.

“Da mesma forma, nossa hipótese sugeria que o gás deveria cair mais rapidamente nas partes internas da galáxia do que nas externas”, completou Cavichia.

O resultado das simulações foi na direção do que os astrofísicos esperavam, mas trouxe uma surpresa. “A queda do gás é mais ou menos constante, com exceção das regiões centrais”, contou Cavichia.

De fato, quanto mais próximo do núcleo da galáxia está o gás, mais acelerada é a sua queda. E, conforme teorizado, o gás cai de forma mais lenta nas galáxias de menor massa.

Mas isso não quer dizer que as galáxias pequenas se formaram mais lentamente do que as grandes; e as grandes, por sua vez, mais devagar do que as gigantes. “O que a simulação revelou foi que todas as galáxias, tanto gigantes quanto grandes e pequenas, capturam gás a uma taxa muito similiar à medida que o tempo passa”, explicou Cavichia.

A maior parte do gás interestelar disponível para a formação de novas estrelas já teria caído quando o Universo completou 9 bilhões de anos, o que está de acordo com as observações astronômicas.

O passo atual dessa pesquisa é estudar a abundância química de elementos, como por exemplo o oxigênio, nos discos das galáxias simuladas. O objetivo é determinar a quantidade correspondente de cada elemento químico no gás presente nos discos formados e avaliar se a similaridade observada na taxa de queda de gás para galáxias de diferentes massas tem algum reflexo na distribuição dos elementos químicos ao longo do tempo nestas galáxias.

O estudo foi publicado no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: FAPESP

Quando galáxias colidem

Esta mancha delicada no espaço profundo é muito mais turbulenta do que parece.

© Hubble (IRAS 14348-1447)

Conhecido como IRAS 14348-1447, um nome derivado do projeto que o descobriu, o Infrared Astronomical Satellite (IRAS), este objeto celeste é na verdade a combinação de duas galáxias espirais ricas em gás. Esta dupla condenada se aproximou muito no passado, e a gravidade puxou uma para a outra lentamente, destruindo-as e as fundindo num só objeto. A imagem mostrada aqui foi feita pela Advanced Camera for Surveys (ACS) do Hubble.

O IRAS 14348-1447 está localizado a mais de um bilhão de anos-luz da Terra. É um dos exemplos mais ricos em gás conhecidos de uma galáxia ultraluminosa infravermelha, uma classe de objetos cósmicos que brilha de forma característica e intensa na região infravermelha do espectro. Quase 95% da energia emitida pelo IRAS 14348-1447 está no infravermelhodistante!

A quantidade enorme de gás molecular dentro do IRAS 14348-1447 abastece sua emissão, e origina uma série de processos dinâmicos enquanto interage e se move ao redor; estes mecanismos são responsáveis pela própria aparência giratória e etérea do IRAS 14348-1447, criando caudas e saliências proeminentes que se estendem para longe do corpo principal da galáxia.

Fonte: NASA

Dois astros são detectados próximos da Terra

A missão NEOWISE descobriu recentemente dois novos objetos com características peculiares em órbitas próximas da Terra.

© NASA/JPL-Caltech (ilustração do 2016 WF9)

O primeiro recebeu a designação provisória de 2016 WF9 e deverá aproximar-se do nosso planeta no dia 25 de fevereiro de 2017, a uma distância de 51 milhões de quilômetros. O segundo é o cometa C/2016 U1 NEOWISE, um pequeno objeto escuro que viaja numa trajetória hiperbólica, o que sugere que poderá estar numa primeira incursão através do Sistema Solar interior.

O 2016 WF9 foi descoberto a 27 de novembro de 2016 e tem aproximadamente 0,5 a 1,0 km de diâmetro. A sua órbita transporta-o através do Cinturão de Asteroides, desde as proximidades da órbita de Júpiter até ao interior da órbita da Terra. A sua superfície é bastante escura, refletindo apenas uma pequena percentagem da luz solar incidente. Objetos com estas características poderão ter múltiplas origens. A maioria são antigos membros das populações de asteroides ricos em carbono que habitam as regiões mais exteriores do Cinturão de Asteroides. Uma pequena fração são provavelmente antigos cometas que perderam a maioria dos compostos voláteis que originalmente se encontravam depositados junto à superfície.

© Michael Jäger (cometa C/2016 U1 NEOWISE)

O C/2016 U1 NEOWISE foi detectado a 21 de outubro de 2016 e, ao contrário do 2016 WF9, exibe uma coma bem definida. Nas próximas duas semanas deverá aumentar consideravelmente o seu brilho, podendo tornar-se visível através de uns bons binóculos. Neste momento é possível observar o C/2016 U1 NEOWISE pouco antes do nascer do Sol, na direção da constelação do Ofiúco. Nos próximos dias, o cometa irá mover-se cada vez mais para sul, até alcançar o periélio da sua órbita no dia 14 de janeiro, momento em que o seu brilho deverá ultrapassar a 6ª magnitude.

As trajetórias dos dois objetos são já suficientemente bem conhecidas para excluir qualquer possibilidade de colisão com a Terra num futuro próximo.

Fonte: Astronomy Now

Conchas de gás ionizado na Grande Nuvem de Magalhães

Uma visão fascinante no céu sul, a Grande Nuvem de Magalhães (LMC) é vista aqui através de filtros de banda estreita.

© John Gleason (Grande Nuvem de Magalhães)

Os filtros são projetados para transmitir apenas a luz emitida por átomos de enxofre ionizado, hidrogênio e oxigênio. Ionizados pela luz energética das estrelas, os átomos emitem sua luz característica quando os elétrons são recapturados e o átomo passa para um estado de energia inferior. Como resultado, esta imagem de cor falsa da galáxia LMC parece coberta com nuvens de gás ionizado em forma de concha envolvendo estrelas massivas e jovens. As nuvens brilhantes dominadas pela emissão de hidrogênio, esculpidas pelos fortes ventos estelares e pela radiação ultravioleta, são conhecidas como regiões HII (hidrogênio ionizado). Ela é composta de muitas conchas sobrepostas; a Nebulosa Tarântula é a grande região formadora de estrelas no centro superior. Um satélite da da Via Láctea, a galáxia LMC tem cerca de 15.000 anos-luz de diâmetro e está a apenas 180.000 anos-luz de distância na constelação de Dorado.

Fonte: NASA

Um megamaser cósmico

Esta galáxia tem uma classificação muito mais emocionante e futurista do que a maioria, é um megamaser.

© Hubble (megamaser IRAS 16399-0937)

Megamasers são intensamente brilhantes, cerca de 100 milhões de vezes mais brilhante do que os masers (Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation) encontrados em galáxias como a Via Láctea. Toda a galáxia atua essencialmente como um laser astronômico que irradia emissão de microondas em vez de luz visível.

Este megamaser é chamado IRAS 16399-0937, e está localizado a mais de 370 milhões de anos-luz da Terra. Esta imagem do telescópio espacial Hubble desmente a natureza energética da galáxia, pintando-a pelo contrário como um botão de rosa cósmico bonito e sereno. A imagem compreende observações captadas através de vários comprimentos de onda por dois dos instrumentos do Hubble: a Advanced Camera for Surveys (ACS), e a Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS).

A excelente sensibilidade, resolução e campo de visão da NICMOS fornece a oportunidade única de observar a estrutura do IRAS 16399-0937 em detalhes. Foi descoberto que o IRAS 16399-0937 hospeda um núcleo duplo no processo de fusão. Os dois componentes, denominados IRAS 16399N e IRAS 16399S para as partes norte e sul, respectivamente, situam-se a mais de 11.000 anos-luz de distância. No entanto, ambos estão enterrados profundamente dentro do mesmo redemoinho de gás cósmico e poeira e estão interagindo, dando à galáxia sua estrutura peculiar.

Os núcleos são muito diferentes. O IRAS 16399S parece ser uma região de formação estelar em um ritmo incrível. O IRAS 16399N, no entanto, é algo conhecido como um núcleo LINEAR (Low Ionization Nuclear Emission Region), que é a região cuja emissão em grande parte provém de átomos fracos ionizados ou neutros de gases particulares. O núcleo norte também hospeda um buraco negro com cerca de 100 milhões de vezes a massa do Sol!

Fonte: ESA

País das maravilhas cósmico

Por razões desconhecidas, a NGC 6357 está formando algumas das estrelas mais massivas já descobertas.

© UKIRT/Chandra/Spitzer (NGC 6357)

Esta região de formação de estrelas consiste de numerosos filamentos de poeira e gás circundando enormes cavidades de aglomerados de estrelas. Os padrões intrincados são causados por interações complexas entre os ventos interestelares, as pressões de radiação, os campos magnéticos e a gravidade.

A imagem composta em destaque inclui não apenas a luz visível (azul) tomada pelo telescópio UKIRT no Havaí do SuperCosmos Sky Surveys, mas a luz infravermelha (laranja) do telescópio espacial Spitzer da NASA e luz de raio X (rosa) do telescópio ROSAT e do Observatório Chandra da NASA.

Os raios X do Chandra e ROSAT revelam centenas de fontes pontuais, que são as estrelas jovens na NGC 6357, bem como a emissão difusa de raios X do gás quente. Há bolhas, ou cavidades, que foram criadas por radiação e material lançados das superfícies de estrelas massivas, além de explosões de supernovas.

A NGC 6357 é uma região HII, ou seja, uma região criada quando a radiação de estrelas quentes e jovens extraem os elétrons de átomos de hidrogênio neutro no gás circundante para formar nuvens de hidrogênio ionizado.

Os pesquisadores usam o Chandra para estudar a NGC 6357 e objetos semelhantes, porque as estrelas jovens brilham em raios X. Além disso, os raios X podem penetrar nas nuvens de gás e poeira que cercam estas estrelas jovens, permitindoobter detalhes do nascimento de estrelas que de outra forma seriam perdidos.

A NGC 6357 abrange cerca de 100 anos-luz e fica a cerca de 5.500 anos-luz de distância em direção à constelação do Escorpião. Dentro de 10 milhões de anos, as estrelas mais massivas atualmente vistas na NGC 6357 explodirão se tornando supernovas.

Um artigo recente sobre as observações do Chandra da NGC 6357 descrito por Leisa Townsley da Universidade Estadual da Pensilvânia foi publicado no The Astrophysical Journal Supplement Series.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

A magnífica Nebulosa Cabeça de Cavalo

Esculpida por ventos estelares e radiação, uma nuvem de poeira interestelar magnífica por acaso assumiu esta forma reconhecível.

© Osservatorio MTM (Barnard 33 e IC 434)

Adequadamente chamada de Nebulosa Cabeça de Cavalo, ela está cerca de 1.500 anos-luz de distância, incorporada no vasto complexo de nuvens de Órion. Aproximadamente cinco anos-luz de "altura", a nuvem escura é catalogada como Barnard 33 e é visível somente porque sua poeira obscurecedora é mostrada em silhueta contra a nebulosa de emissão avermelhada e brilhante IC 434.

As estrelas estão se formando dentro da nuvem escura. Em contraste está nebulosa de reflexão azul NGC 2023, em torno de uma estrela quente e jovem, localizada no canto inferior esquerdo. A  bela paisagem colorida combina imagens de banda estreita e de banda larga gravadas usando três telescópios diferentes.

Fonte: NASA

Pele de Raposa, Unicórnio e Árvore de Natal

As nuvens incandescentes do gás hidrogênio enchem este retrato colorido do céu na fraca mas fantástica constelação Monoceros, o Unicórnio.

© Michael Miller/Jimmy Walker (NGC 2264)

É uma região de formação de estrelas catalogada como NGC 2264, a profusão complexa de poeira gás cósmico está a cerca de 2.700 anos-luz de distância e mistura nebulosas de emissão avermelhadas excitadas pela luz energética de estrelas recém-nascidas com nuvens escuras de poeira interestelar.

Onde as nuvens de poeira obscuras também refletem a luz das estrelas quentes e jovens que ficam próximas, formando nebulosas de reflexão azul. A imagem acima do mosaico telescópico ergue-se cerca de 3/4 de grau ou quase 1,5 luas cheias, cobrindo 40 anos-luz à distância de NGC 2264.

Seu elenco de aspectos cósmicos inclui a Nebulosa Pele de Raposa, cuja pelagem empoeirada e enrolada fica à esquerda do centro, a estrela brilhante variável S Monocerotis está imersa na névoa aluzada à direita da Nebulosa Pele de Raposa, e a Nebulosa do Cone aponta para baixo na parte superior da imagem.

Naturalmente, as estrelas da NGC 2264 são conhecidas também como o aglomerado de estrelas da Árvore de Natal. A forma triangular da árvore traçada pelas estrelas tem seu ápice na Nebulosa do Cone. A base mais larga da árvore é centrada perto de S Monocerotis.

Feliz Natal!

Fonte: NASA

Próximo de Pandora

Esta imagem da nave espacial de Cassini da NASA é uma das vistas de alta resolução nunca tomadas da lua Pandora de Saturno.

© NASA/JPL/Space Science Institute/Cassini (Pandora)

Pandora possui 84 quilômetros de extensão e trafega numa órbita próxima da fronteira exterior do anel F de Saturno.

A Cassini captou a imagem durante seu mais próximo voo de Pandora no dia 18 de dezembro de 2016, durante o terceiro de seus passeios de rastreio pelas bordas externas dos anéis principais de Saturno.

A imagem foi tirada em luz verde com a câmera de ângulo estreito da nave espacial Cassini a uma distância de aproximadamente 40,5 quilômetros de Pandora. A escala da imagem é de 240 metros por pixel.

Na imagem nota-se duas grandes crateras com cerca de 30 km de diâmetro. O interior destas crateras encontra-se preenchido por uma espessa camada de detritos. Estes materiais são provavelmente finas partículas de gelo dos anéis resgatadas pela fraca gravidade de Pandora.

Fonte: NASA

Os locais de nascimento da maioria das estrelas atuais

Astrônomos olharam, pela primeira vez, para o local exato onde a maioria das estrelas de hoje nasceram. Para tal, utilizaram o VLA (Karl G. Jansky Very Large Array) do NSF (National Science Foundation) e o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para observar galáxias distantes, vistas como eram há cerca de 10 bilhões de anos.

© NRAO/NASA/K. Trisupatsilp (combinação de imagens no rádio e no visível de galáxias distantes)

Naquela época, o Universo atravessava o pico da sua formação estelar. A maioria das estrelas presentes no Universo nasceram naquela momento.

"Nós sabíamos que as galáxias daquela época estavam formando estrelas prolificamente, mas não sabíamos o aspeto dessas galáxias porque estão envoltas em tanta poeira que quase nenhuma luz visível lhes escapa," afirma Wiphu Rujopakam, do Instituto Kavli para Física e Matemática do Universo, da Universidade de Tóquio e da Universidade de Chulalongkorn em Bangkok.

As ondas de rádio, ao contrário da luz visível, podem atravessar a poeira. No entanto, a fim de revelar os detalhes de galáxias tão distantes e tênues, os astrônomos tiveram que obter as imagens mais sensíveis alguma vez captadas pelo VLA.

As novas observações, usando o VLA e o ALMA, responderam a questões de longa data sobre quais os mecanismos responsáveis pela maior parte da formação estelar nessas galáxias. Descobriram que a intensa formação de estrelas nas galáxias que estudaram ocorreu mais frequentemente por todas as galáxias, ao contrário de regiões muito menores em galáxias atuais com altas e semelhantes taxas de formação estelar.

Os astrônomos usaram o VLA e o ALMA para estudar galáxias no HUDF (Hubble Ultra Deep Field), uma área muito pequena do céu observada desde 2003 com o telescópio espacial Hubble. O Hubble obteve exposições muito longas da área, a fim de detectar galáxias no Universo muito longínquo, e numerosos programas de observação com outros telescópios acompanharam o seu trabalho.

"Usamos o VLA e o ALMA para ver as profundezas dessas galáxias, para além da poeira que obscurece as suas entranhas ao Hubble," afirma Kristina Nyland, do NRAO (National Radio Astronomy Observatory). "O VLA mostrou-nos onde a formação estelar estava ocorrerendo, e o ALMA revelou o gás frio que é o combustível da formação das estrelas," acrescenta.

"Neste estudo, fizemos a imagem mais sensível do VLA," comenta Preshanth Jagannathan, também do NRAO. "Se pegássemos no nosso telefone celular, que transmite um fraco sinal de rádio, e o colocássemos a mais de duas vezes a distância até Plutão, perto da orla externa do Sistema Solar, o seu sinal seria aproximadamente tão forte quanto o detectado a partir destas galáxias," comenta.

Os pesquisadores relatam os seus achados na revista The Astrophysical Journal.

Fonte: National Radio Astronomy Observatory

A estrela Betelgeuse gira mais depressa do que o esperado

O astrônomo J. Craig Wheeler da Universidade do Texas em Austin pensa que Betelgeuse, a estrela brilhante e vermelha que marca o ombro de Órion, o Caçador, pode ter tido um passado mais interessante do que dá a entender.

© L. Decin/U. de Leuven/ESA (imagem infravermelha de Betelgeuse)

A imagem infravermelha acima de Betelgeuse, obtida pelo telescópio espacial Herschel em 2012, mostra duas conchas de matéria em interação num lado da estrela.

Trabalhando com um grupo internacional de estudantes, Wheeler encontrou evidências de que a supergigante vermelha nasceu com uma companheira estelar, e que mais tarde engoliu essa estrela. 

Para uma estrela tão bem conhecida, Betelgeuse é misteriosa. Sabe-se que ela é uma supergigante vermelha, uma estrela massiva perto do final da sua vida e que, portanto, inchou até muitas vezes o seu tamanho original. Algum dia explodirá como uma supernova, mas ninguém sabe quando.

"Pode ser daqui a dez mil anos, ou pode ser amanhã à noite," comenta Wheeler, especialista em supernovas.

Uma nova pista para o futuro de Betelgeuse envolve a sua rotação. Quando uma estrela incha para se tornar supergigante, a sua rotação deverá abrandar. É como a clássica patinadora no gelo que rodopia, abrindo os seus braços. À medida que a patinadora estica os seus braços, ela diminui de velocidade. Assim, também, a rotação de Betelgeuse deveria diminuir à medida que a estrela se expande. Mas não foi isso que a equipe de Wheeler encontrou.

"Não conseguimos explicar a rotação de Betelgeuse," realça Wheeler. "Ela gira 150 vezes mais depressa do que qualquer estrela única plausível."

Ele orientou uma equipe de estudantes, incluindo Sarafina Nance, Manuel Diaz e James Sullivan da Universidade do Texas em Austin, EUA, bem como estudantes da China e da Grécia, num estudo de Betelgeuse com um programa de modelagem computacional chamado MESA. Os estudantes usaram o MESA para modelar, pela primeira vez, a rotação de Betelgeuse.

Será que Betelgeuse teve uma companheira quando nasceu? Supondo que a companheira orbita Betelgeuse numa órbita correspondente ao tamanho atual desta estrela. Quando Betelgeuse se tornou numa supergigante vermelha, absorveu-a e engoliu-a.

Ele explicou que a estrela companheira, uma vez engolida, iria transferir o momento angular da sua órbita em redor de Betelgeuse para o seu invólucro externo, acelerando a rotação de Betelgeuse.

Estima-se que a estrela companheira teria tido aproximadamente a mesma massa que o Sol, a fim de explicar a atual rotação de Betelgeuse de com velocidade de 15 km/s.

"Se Betelgeuse engoliu, realmente, uma estrela companheira, é provável que a interação entre as duas tenha provocado com que a supergigante liberasse alguma matéria para o espaço," comenta Wheeler.

Possuindo a velocidade a que a matéria sai de uma estrela gigante vermelha, cerca de 10 km/s, Wheeler afirmou que foi capaz de estimar aproximadamente quão longe de Betelgeuse este material deveria estar hoje.

"Então, na minha ingenuidade, debrucei-me sobre a literatura e li mais sobre Betelgeuse, e ao que parece existe uma concha de matéria situada para além de Betelgeuse, apenas um pouco mais perto do que tinha suposto," explica Wheeler.

Imagens infravermelhas de Betelgeuse, captadas em 2012 por Leen Decin da Universidade de Leuven, Bélgica, com o telescópio espacial Herschel, mostram duas conchas de matéria interagindo de um lado de Betelgeuse. Existem várias interpretações; há quem diga que esta matéria é uma onda de choque criada à medida que a atmosfera de Betelgeuse empurra através do meio interestelar.

Ninguém sabe a origem com certeza. Mas existem evidências de que Betelgeuse teve algum tipo de distúrbio aproximadamente nesta escala de tempo, isto é, há 100.000 anos atrás, quando a estrela se expandiu para supergigante vermelha.

A teoria da companheira estelar poderia explicar tanto a rápida rotação de Betelgeuse como esta matéria vizinha.

Wheeler e a sua equipe de estudantes estão prosseguindo com suas investigações sobre esta estrela enigmática. Esperam estudar Betelgeuse usando uma técnica chamada asterosismologia, procurando ondas sonoras que afetam a superfície da estrela, a fim de obterem pistas sobre o que está ocorrendo nas profundezas do seu casulo. Vão também usar o código MESA para melhor entender o que aconteceria se Betelgeuse tivesse engolido uma estrela companheira.

A pesquisa foi publicada na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: McDonald Observatory

Órbita de Proxima Centauri é determinada após um século

O interesse suscitado pelo sistema estelar vizinho de Alfa Centauri tem sido particularmente elevado desde a recente descoberta de um planeta com a massa da Terra, chamado Proxima b, em órbita da terceira estrela do sistema e a mais próxima do Sol, a Proxima Centauri.

© ESO/DSS 2/P. Kervella (órbita de Proxima Centauri)

Apesar do par estelar maior do sistema, Alfa Centauri A e B, parecer ter um movimento próprio no céu muito semelhante ao da estrela mais tênue e menor, a Proxima Centauri, não foi possível demonstrar que as três estrelas formam na realidade um único sistema triplo gravitacionalmente ligado.

Agora três astrônomos, Pierre Kervella, Frédéric Thévenin e Christophe Lovis, concluíram que as três estrelas formam efetivamente um sistema ligado. Desde o momento que foi descoberta, há 100 anos atrás, que a fraca luminosidade da Proxima Centauri tem tornado extremamente difícil medir de modo preciso a sua velocidade radial, a velocidade à qual a estrela se aproxima ou se afasta da Terra. O instrumento caçador de planetas do ESO, o HARPS, conseguiu fazer uma medição extremamente precisa da velocidade radial desta estrela, tendo atingido uma precisão muito elevada, mesmo tendo já em conta outros efeitos mais sutis.

As medições das velocidades radiais das estrelas foram feitas por observação de estruturas específicas na sua radiação chamadas raias espectrais. Certos efeitos físicos podem fazer deslocar os comprimentos de onda observados destas raias, levando a medições de valores incorretos das velocidades. Por exemplo, se uma estrela apresentar uma superfície instável, este efeito pode dar origem ao chamado desvio para o azul convectivo das raias espectrais, enquanto a sua gravidade pode levar a um desvio para o vermelho gravitacional.

Como resultado, os astrônomos conseguiram deduzir valores muito semelhantes para as velocidades radiais do par Alfa Centauri e de Proxima Centauri, validando a hipótese de que estas estrelas fazem  efetivamente parte um único sistema ligado. Considerando estas novas medições, os cálculos das órbitas das três estrelas indicam que a velocidade relativa entre a Proxima Centauri e o par Alfa Centauri encontra-se bem dentro do limite a partir do qual as três estrelas não estariam ligadas pela gravidade.

Este resultado tem implicações significativas na nossa compreensão do sistema Alfa Centauri e na formação de planetas neste sistema. O resultado sugere que Proxima Centauri e o par Alfa Centauri têm a mesma idade, cerca de 6 bilhões de anos, o que por sua vez nos fornece uma boa estimativa da idade do planeta em órbita, Proxima b.

Os astrônomos sugerem que o planeta se possa ter formado em torno da Proxima Centauri numa órbita mais extensa e tenha depois migrado para a sua posição atual, muito próximo da sua estrela progenitora, resultado da passagem da Proxima Centauri perto das suas primas, o par Alfa Centauri. Alternativamente, o planeta pode ter-se formado em torno do par Alfa Centauri e ter sido mais tarde capturado pela gravidade de Proxima Centauri. Se uma destas hipóteses estiver correta, é possível que o planeta tenha sido antes um mundo gelado que sofreu um descongelamento, tendo agora água líquida à sua superfície.

Este trabalho foi descrito num artigo científico que será publicado na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics.

Fonte: ESO