Construção do Telescópio Gigante Magalhães

Um vídeo sobre o Telescópio Gigante Magalhães (GMT), produzido pela Agência FAPESP, será exibido em breve em observatórios, planetários e associações de astrônomos amadores em todo o Brasil.

 

  © GMTO (maquete do GMT)

O GMT será o primeiro de uma classe conhecida como “telescópios extremamente grandes”. Com um conjunto de sete espelhos de 8 metros e 40 centímetros cada um, os sete espelhos do GMT correspondem a um único espelho de 25 metros de diâmetro e serão capazes de explorar o cosmos com definição e sensibilidade sem precedentes.

Com um poder coletor 100 vezes maior que o Hubble e com imagens 10 vezes mais nítidas do que as obtidas por esse satélite astronômico, o GMT vai mirar no espaço longínquo para explorar o passado do Universo. Ele será tão potente que poderá chegar perto do Big Bang, quando as primeiras estrelas, galáxias e buracos negros estavam se formando.

O vídeo mostra os desafios da construção do GMT no deserto do Atacama junto ao Observatório Las Campanas, no Chile. Construir um telescópio como o GMT é um empreendimento monumental. Com um custo estimado em US$ 1 bilhão, o projeto é composto por um consórcio internacional e envolve diversos países: Austrália, Coreia do Sul, Chile, Brasil e universidades dos Estados Unidos.

O Brasil é representado pela FAPESP. Com um investimento de US$ 40 milhões, o que equivale a 4% do investimento total do projeto, a FAPESP garantirá aos pesquisadores do Estado de São Paulo 4% do tempo de operação do GMT.

Isso será muito importante para o desenvolvimento da pesquisa em Astronomia no Brasil, como destaca no vídeo João Steiner, professor no Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (IAG-USP) e coordenador geral do projeto GMT – FAPESP.

“O GMT tem uma série de ambições científicas que justificam o investimento e o esforço com que ele está sendo construído. Queremos descobrir, por exemplo, planetas habitáveis e caracterizá-los da melhor forma possível, isto é, descobrir se eles têm água, se eles têm oxigênio em estado livre que são essenciais para que a vida possa se reproduzir. Queremos também descobrir o que ocorreu entre o Big Bang e o Universo,” disse Steiner.

Outro professor do IAG-USP, Augusto Damineli, coordenador de educação e divulgação do projeto GMT – FAPESP, explica no vídeo como os telescópios do tipo produzem suas imagens. “A partir de Newton, os telescópios passaram a usar espelhos côncavos em vez de lentes,” disse Damineli.

Claudia de Oliveira, coordenadora de instrumentação do projeto GMT – FAPESP e também professora do IAG-USP, detalha o funcionamento dos instrumentos que comporão o telescópio, como os espectrógrafos. Esses instrumentos servirão, por exemplo, para o estudo de planetas fora do Sistema Solar.

Octavio Paschoal, gerente do projeto GMT – FAPESP destaca a possível participação de empresas brasileiras na construção de componentes do telescópio. “Olhando o projeto do GMT, percebemos que apenas a estrutura que suporta o telescópio representa cerca de mil toneladas de aço, o invólucro do telescópio são mais 4 mil toneladas de aço, e aqui eu só estou falando em aço, fora os outros materiais que compõem e que irão conter na construção desse telescópio gigante. Este é o papel do GMT – FAPESP, que é atrair a indústria do Estado de São Paulo, para oferecer partes desses sistemas, e componentes para o telescópio GMT,” comenta Paschoal.

Acesse o vídeo: Telescópio Gigante Magalhães.

Fonte: Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas

Observatório Nacional oferece o curso a distância: O Sistema Solar

Estão abertas as inscrições para o curso a distância "O Sistema Solar", no site do Observatório Nacional.

© ON (divulgação do curso a distância O Sistema Solar)

Os cursos a distância oferecidos pelo Observatório Nacional são gratuitos. Tratando-se de um curso em nível de divulgação científica, não é necessário conhecimento prévio para acompanhá-lo à distância, uma vez que ele está voltado para um público não especializado em ciências exatas. O seu principal objetivo é socializar o conhecimento científico.

Devido à sua característica abrangente, durante o curso serão abordados assuntos muito básicos, o que não deve ser entendido pelos professores participantes ou por aqueles que já possuem conhecimento prévio (científico ou técnico) como um demérito à sua competência.

O compromisso deste curso é transformar um assunto científico complexo em uma linguagem simples e compreensível, mas sem abrir mão do rigor das ciências exatas, estabelecendo uma conexão entre a pesquisa científica e o público. É a oportunidade de uma instituição federal de pesquisa colocar a serviço da sociedade os conhecimentos que são produzidos por seus pesquisadores, democratizando assim o seu acesso.

O material disponibilizado no site pode ser copiado (download) e impresso, desde que não seja publicado em outros meios ou vendido.

Este curso terá duração de quatro meses, tendo início no dia 3 de julho de 2017 e encerrando no dia 13 de novembro de 2017. O curso é constituído de 03 (três) módulos e tem carga horária equivalente ou estimada a 120 horas.

As inscrições permanecerão abertas até o final do último dia de prova (13/11/2017). O participante pode se inscrever a qualquer momento. Se perder um módulo ou uma prova, não há problema, pode participar da fase seguinte.

Ao final do curso, se o aluno obtiver nota com média mínima igual a 6,0 (seis), será emitido o certificado e disponibilizado na página do Observatório Nacional, sem qualquer custo. Não será emitido ou enviado certificado impresso ou declarações. A divulgação das notas e o acesso ao certificado são restritos ao aluno.

Fonte: Observatório Nacional

Ondulações na teia cósmica é medida usando quasares duplos raros

Astrônomos acreditam que a matéria no espaço intergaláctico é distribuída em uma vasta rede de estruturas filamentares interligadas conhecidas como a teia cósmica. Quase todos os átomos do Universo residem nesta teia, material vestigial deixado do Big Bang.

© MPIA/J. Onorbe (modelos do Universo gerados por pares de quasar)

A imagem acima é uma representação do volume de saída de uma simulação de supercomputador mostrando parte da teia cósmica, há 11,5 bilhões de anos. Este e outros modelos do Universo foram gerados e comparados diretamente com dados de pares de quasar para medir as ondulações em pequena escala na teia cósmica. O cubo tem 24 milhões de anos-luz de lado.

Uma equipe liderada por pesquisadores do Max Planck Institute for Astronomy (MPIA) fizeram as primeiras medidas de flutuações de pequena escala na teia cósmica apenas 2 bilhões de anos após o Big Bang. Estas medições foram permitidas por uma técnica nova que usa pares de quasares para sondar a teia cósmica ao longo das linhas adjacentes, estreitamente separadas da visão. Isto possibilitará reconstruir um capítulo inicial da história cósmica conhecido como a época da reionização.

As regiões mais estéreis do Universo são os cantos distantes do espaço intergaláctico. Nestas vastas extensões entre as galáxias, há apenas alguns átomos por metro cúbico, uma névoa difusa de gás de hidrogênio residual do Big Bang. Visto em maiores escalas, este material difuso, no entanto, explica a maioria dos átomos no Universo, e preenche a teia cósmica, seus fios emaranhados que medem bilhões de anos-luz.

Agora, uma equipe liderada por astrônomos do MPIA fizeram as primeiras medições de ondas em pequena escala neste gás de hidrogênio primitivo. Embora as regiões da teia cósmica que estudaram estão tão distantes que sua luz leva quase 11 bilhões de anos para chegar até nós, elas forneceram mediads das variações em sua estrutura em escalas cem mil vezes menores, comparáveis ​​ao tamanho de uma única galáxia.

O gás intergaláctico é tão tênue que não emite luz própria. Em vez disso, os astrônomos estudam-no indiretamente observando como ele absorve seletivamente a luz proveniente de fontes distantes conhecidas como quasares. Os quasares constituem uma breve fase hiperluminosa do ciclo de vida galáctico, alimentados pelo acúmulo de matéria no buraco negro supermasivo central de uma galáxia.

Quasares agem como faróis cósmicos; faróis brilhantes e distantes que permitem aos astrônomos estudar os átomos intergalácticos que residem entre a localização dos quasares e a Terra. Mas, como estes episódios hiperluminosos duram apenas uma pequena fração da vida de uma galáxia, os quasares são correspondentemente raros no céu e são tipicamente separados por centenas de milhões de anos-luz uns dos outros.

A fim de sondar a teia cósmica em escalas muito menores, os astrônomos exploraram uma coincidência cósmica fortuita: identificaram pares de quasares extremamente raros um ao lado do outro no céu e mediram diferenças sutis na absorção de átomos intergalácticos ao longo de duas linhas de visão.

"Um dos maiores desafios foi desenvolver as ferramentas matemáticas e estatísticas para quantificar as pequenas diferenças que medimos neste novo tipo de dados," diz Alberto Rorai, pesquisador pós-doutorado da Universidade de Cambridge. Rorai desenvolveu estas ferramentas como parte da pesquisa para seu doutorado no MPIA e aplicou suas ferramentas de espectros de quasares obtidos com os maiores telescópios do mundo, incluindo os telescópios Keck de 10m de diâmetro no cume do Mauna Kea no Havaí, como também o Very Large Telescope (VLT) do ESO de 8m de diâmetro no Cerro Paranal e o telescópio Magellan de 6,5m de diâmetro no Observatório Las Campanas, ambos localizados no deserto chileno do Atacama.

Os astrônomos compararam suas medidas com modelos de supercomputadores que simulam a formação de estruturas cósmicas desde o Big Bang até o presente. "A entrada para nossas simulações são as leis da Física e a saída é um Universo artificial que pode ser diretamente comparado aos dados astronômicos. Estas novas medidas concordam com o paradigma bem estabelecido de como as estruturas cósmicas se formam," diz José Oñorbe, pesquisador pós-doutorado do MPIA, que liderou o trabalho de simulação do supercomputador. Em um único laptop, estes cálculos complexos teriam exigido quase mil anos para ser concluído, mas os supercomputadores modernos permitiram que os pesquisadores os realizassem em apenas algumas semanas.

"Uma das razões pelas quais estas flutuações de pequena escala são tão interessantes é que elas codificam informações sobre a temperatura do gás na teia cósmica apenas alguns bilhões de anos após o Big Bang," explica Joseph Hennawi, que lidera o grupo de pesquisa do MPIA responsável pela medição.

Os astrônomos acreditam que a matéria no Universo passou por transições de fase há bilhões de anos atrás, o que mudou dramaticamente sua temperatura. Estas transições de fase, conhecidas como reionização cósmica, ocorreram quando o brilho ultravioleta coletivo de todas as estrelas e quasares no Universo se tornou suficientemente intenso para retirar elétrons dos átomos no espaço intergaláctico.

Como e quando a reionização ocorreu é uma das maiores questões abertas no campo da cosmologia, e estas novas medições fornecem pistas importantes que ajudarão a narrar este capítulo da história cósmica.

Os resultados foram publicados na revista Science.

Fonte: Max Planck Institute for Astronomy

Sistema planetário vizinho é parecido com o nosso

O observatório aéreo Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) da NASA, concluiu recentemente um estudo detalhado de um sistema planetário vizinho. As pesquisas confirmaram que este sistema planetário tem uma arquitetura notavelmente semelhante à do nosso Sistema Solar.

© NASA/SOFIA/Lynette Cook (ilustração do sistema Epsilon Eridani)

Na imagem acima, no sistema Epsilon Eridani mostra o exoplaneta Epsilon Eridani b. No plano da frente, à direita, encontra-se um planeta da massa de Júpiter que se sabe orbitar a estrela progenitora para além da orla exterior de um cinturão de asteroides. No plano de fundo, pode ser vista um outro cinturão estreito, de asteroides ou de cometas, e um terceiro cinturão, mais exterior, parecido em tamanho com o cinturão de Kuiper do nosso Sistema Solar.

Localizada a 10,5 anos-luz de distância na direção da constelação do hemisfério sul, Erídano, a estrela Epsilon Edirani, diminutivo eps Eri, é o sistema planetário mais próximo ao redor de uma estrela parecida com um jovem Sol. É um local privilegiado para pesquisar como os planetas se formam em torno de estrelas parecidas com o Sol.

Os estudos anteriores indicaram que eps Eri tinha um disco de detritos, ou seja, material remanescente que ainda está em órbita da estrela após a construção planetária ter terminado. Os detritos podem assumir a forma de gás e poeira, bem como pequenos corpos rochosos e gelados. Os discos de detritos podem ser contínuos e largos ou concentrados em cinturões de detritos, semelhantes ao cinturão de asteroides do nosso Sistema Solar e ao cinturão de Kuiper, a região situada para além de Netuno onde residem centenas de milhares de objetos rochosos. Além disso, medições sensíveis do movimento de eps Eri indicam que um planeta com quase a massa de Júpiter orbita a estrela a uma distância comparável à do nosso gigante gasoso em relação ao Sol.

Com as novas imagens obtidas pelo SOFIA, Kate Su da Universidade do Arizona e a sua equipe foram capazes de distinguir entre dois modelos teóricos da localização de detritos quentes, como poeira e gás, no sistema eps Eri. Estes modelos foram baseados em dados anteriores obtidos com o telescópio espacial Spitzer da NASA.

Um modelo indica que o material quente está em dois anéis estreitos de detritos, que corresponderiam respetivamente às posições do cinturão de asteroides e à órbita de Urano no nosso Sistema Solar. Usando este modelo, os teóricos indicam que o maior planeta num sistema planetário poderia, normalmente, estar associado com um cinturão de detritos adjacente.

O outro modelo atribui o material quente a poeira originária da zona exterior parecida ao cinturão de Kuiper e enchendo um disco de detritos mais perto da estrela central. Neste modelo, o material quente está num disco largo, não está concentrado em anéis paracidos com o cinturão de asteroides nem está associado a quaisquer planetas na região interna.

Usando o SOFIA, Su e a sua equipe verificaram que o material quente em torno de Eps Eri está organizado como o primeiro modelo sugere; encontra-se, pelo menos, num cinturão estreito em vez de num disco largo e contínuo.

Estas observações foram possíveis porque o SOFIA tem uma abertura telescópica maior que a do Spitzer, 100 polegadas (2,5 metros) em diâmetro em comparação com as 33,5 polegadas (0,85 metros) do Spitzer, o que permitiu com que a equipe a bordo do SOFIA discernisse detalhes três vezes menores do que seria possível observar com o Spitzer. Adicionalmente, a poderosa câmara infravermelha do SOFIA, FORCAST (Faint Object infraRed CAmera for the SOFIA Telescope), permitiu com que a equipe estudasse a mais forte emissão infravermelha do material quente em torno de eps Eri, em comprimentos de onda entre os 25 a 40 micrômetros, indetectável por observatórios terrestres.

"A alta resolução espacial do SOFIA, em combinação com a cobertura única e a impressionante faixa dinâmica da câmara FORCAST, permitiu-nos resolver a emissão quente em torno de eps Eri, confirmando o modelo que localizava o material quente perto da órbita do planeta joviano," comenta Su. "Além disso, é necessário um objeto de massa planetária para parar a camada de poeira da zona exterior, semelhante ao papel de Netuno no nosso Sistema Solar. É realmente impressionante como eps Eri, uma versão muito mais jovem do nosso Sistema Solar, está 'montado' como o nosso."

Este estudo foi publicado no periódico The Astronomical Journal.

Fonte: Iowa State University

Ondas gigantescas no aglomerado Perseus

Combinando dados do observatório de raios X Chandra da NASA com observações de rádio e simulações de computador, os cientistas descobriram uma vasta onda de gás quente no aglomerado de galáxias de Perseu.

© CfA/John ZuHone (simulação de ondas gigantes no aglomerado Perseus)

Abrangendo cerca de 200.000 anos-luz, a onda é cerca de duas vezes o tamanho da galáxia Via Láctea.

Os pesquisadores acreditam que a onda se formou há bilhões de anos atrás, depois que um pequeno aglomerado de galáxias passou a 650 mil anos-luz do centro do aglomerado Perseus e fez com que seu vasto suprimento de gás flutuasse em um enorme volume.

Os aglomerados de galáxias são as maiores estruturas ligadas à gravidade no Universo atual. O aglomerado de galáxias Perseus tem cerca de 11 milhões de anos-luz de diâmetro e está localizado a cerca de 240 milhões de anos-luz de distância. Como todos os aglomerados de galáxias, a maior parte de sua matéria observável toma a forma de um gás penetrante com uma média de dezenas de milhões de graus, tão quente que só brilha em raios X.

Os dados de Chandra revelaram uma variedade de estruturas neste gás, de vastas bolhas sopradas pelo buraco negro supermassivo na galáxia central do aglomerado, a NGC 1275, com característica côncava enigmática conhecida como a "baía".

Para pesquisar a baía, os pesquisadores combinaram dados de alta resolução do Chandra com observações de campo largo em energias entre 700 e 7.000 eV (elétrons-volt). Uma imagem em raio X do gás quente no aglomerado de galáxias Perseus foi feita a partir destas observações. Então, os pesquisadores filtraram os dados de uma forma que iluminou o contraste das arestas, a fim de tornar os detalhes sutis mais óbvios. Uma oval destaca a localização da enorme onda, centrada em torno de 7 horas, encontrada rolando através do gás. Em seguida, os pesquisadores compararam a imagem de Perseus aprimorada em relação a simulações computacionais de fusão de aglomerados de galáxias executados no supercomputador Pleiades, no Centro de Pesquisa Ames da NASA.

Uma simulação mostrada acima parece explicar a formação da baía. Na simulação, o gás em um grande aglomerado similar à Perseus se estabeleceu em duas componentes: uma região central "fria" com temperaturas em torno de 30 milhões de graus Celsius e uma zona circundante onde o gás é três vezes mais quente. Então um pequeno aglomerado de galáxias contendo cerca de mil vezes a massa da Via Láctea contorna o aglomerado maior, perdendo seu centro em cerca de 650.000 anos-luz.

A interação cria um distúrbio gravitacional que agita o gás como creme disperso no café, criando uma espiral em expansão de gás frio. Depois de cerca de 2,5 bilhões de anos, quando o gás subiu quase 500 mil anos-luz do centro, vastas ondas se formam e rolam em sua periferia por centenas de milhões de anos antes de se dissiparem.

Estas ondas são versões gigantes de ondas Kelvin-Helmholtz, que aparecem sempre que há uma diferença de velocidade através da interface de dois fluidos, como o vento soprando sobre a água. Elas podem ser encontradas no oceano, em formações de nuvens na Terra e outros planetas, no plasma perto da Terra, e até mesmo no Sol.

Um artigo descrevendo os resultados aparece na edição de junho de 2017 da revista Monthly Notices da Royal Astronomical Society.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Enxergando através do véu de poeira da Pequena Nuvem de Magalhães

A Pequena Nuvem de Magalhães é uma galáxia proeminente que pode ser vista a olho nu no céu austral. No entanto, os telescópios que operam no visível não conseguem obter uma visão clara desta galáxia, devido às nuvens de poeira interestelar que a obscurecem.

© ESO/VISTA VMC (Pequena Nuvem de Magalhães)

As capacidades infravermelhas do VISTA permitiram aos astrônomos observar a miríade de estrelas nesta nossa galáxia vizinha com muito mais nitidez do que conseguido até hoje. O resultado é esta imagem recorde, a maior imagem infravermelha já obtida da Pequena Nuvem de Magalhães, repleta de milhões de estrelas.

A Pequena Nuvem de Magalhães é uma galáxia anã, a irmã menor da Grande Nuvem de Magalhães. Tratam-se de duas das nossas galáxias vizinhas mais próximas, a Pequena Nuvem de Magalhães situa-se a cerca de 200.000 anos-luz de distância, apenas 1/12 da distância a que se encontra de nós a mais famosa Galáxia de Andrômeda. No entanto, ambas as galáxias anãs apresentam formas peculiares, resultado de interações uma com a outra e com a própria Via Láctea.

A sua relativa proximidade à Terra faz com que as Nuvens de Magalhães sejam candidatas ideais para estudar a formação e evolução estelar. Porém, apesar de se saber que a distribuição e história de formação estelar nestas galáxias anãs é complexa, um dos maiores obstáculos para se obter observações claras da formação estelar é a poeira interestelar. Nuvens enormes destes grãos minúsculos dispersam e absorvem parte da radiação emitida pelas estrelas, especialmente no visível, limitando assim o que pode ser observado pelos telescópios à superfície da Terra. É a chamada extinção interestelar.

A Pequena Nuvem de Magalhães está repleta de poeira e por isso a radiação visível emitida pelas suas estrelas sofre uma extinção significativa. Felizmente, nem toda a radiação eletromagnética é afetada da mesma maneira pela poeira. A radiação infravermelha passa através da poeira interestelar muito mais facilmente que a visível, por isso ao observarmos no infravermelho podemos aprender como é que as novas estrelas se formam nas nuvens de gás e poeira.

O telescópio VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope) foi concebido para observar a radiação infravermelha. O VISTA Survey of the Magellanic Clouds (VMC) foca-se no mapeamento da história de formação estelar da Pequena e Grande Nuvens de Magalhães, mapeando também as suas estruturas tridimensionais. Foram obtidas imagens infravermelhas de milhões de estrelas da Pequena Nuvem de Magalhães graças a este rastreio, o que nos fornece uma visão sem precedentes desta galáxia quase sem os efeitos da extinção interestelar.

Toda a imagem se encontra repleta de estrelas que pertencem à Pequena Nuvem de Magalhães e inclui também galáxias de fundo e vários aglomerados de estrelas brilhantes, como 47 Tucanae que se encontra à direita na imagem e se situa muito mais perto da Terra do que a Pequena Nuvem de Magalhães. Um zoom da imagem mostra-nos esta galáxia como nunca observada antes!

A grande quantidade de nova informação contida nesta imagem de 1,6 gigapixels foi analisada por uma equipe internacional liderada por Stefano Rubele da Universidade de Pádua, na Itália. A equipe utilizou modelos estelares de vanguarda para obter alguns resultados surpreendentes.

O rastreio mostrou que a maioria das estrelas na Pequena Nuvem de Magalhães se formaram muito mais recentemente do que as das suas galáxias vizinhas maiores. Este resultado preliminar do rastreio é apenas o aperitivo de novas descobertas que certamente surgirão, já que o rastreio continua preenchendo “buracos vazios” nos nossos mapas das Nuvens de Magalhães.

Este trabalho foi descrito num artigo científico intitulado "The VMC survey – XIV. First results on the look-back time star formation rate tomography of the Small Magellanic Cloud”, que foi publicado na revista especializada Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: ESO

Sistema estelar pode semear vida entre exoplanetas adjacentes

Depois da NASA ter anunciado, em fevereiro, a descoberta de um sistema solar com sete planetas, três dos quais foram considerados potencialmente habitáveis, o pesquisador de pós-doutorado Sebastiaan Krijt, da Universidade de Chicago, perguntou-se: caso exista vida num destes planetas, será que os detritos espaciais podem transportá-la para outro?

© NASA/JPL-Caltech (ilustração do aspeto de cada um dos planetas do sistema TRAPPIST-1)

A ilustração mostra o hipotético aspeto de cada um dos planetas do sistema TRAPPIST-1, com base nos dados disponíveis sobre o seu tamanho, massa e distância orbital.

Krijt e outros cientistas da mesma universidade concluem que formas de vida, como bactérias ou organismos unicelulares, poderiam percorrer pelo recém-descoberto sistema TRAPPIST-1, um sistema solar incomum que é um novo e excitante lugar na Via Láctea para procurar vida extraterrestre.

"Parece provável uma troca frequente de material entre planetas adjacentes no íntimo sistema TRAPPIST-1," comenta Krijt, autor principal do estudo. "Se algum destes materiais contiver vida, é possível que possam inocular outro planeta com vida."

Para que isso aconteça, um asteroide ou cometa terá que atingir um dos planetas, lançando detritos suficientemente grandes para o espaço e isolando a forma de vida dos perigos da viagem espacial. O material teria que ser expelido rápido o suficiente para romper com a atração gravitacional do planeta, mas não tão rápido que destruísse a forma de vida. E a viagem teria que ser relativamente curta para que a forma de vida pudesse sobreviver.

Os cientistas realizaram várias simulações para o TRAPPIST-1 e descobriram que o processo poderia ocorrer ao longo de um período tão curto quanto 10 anos. A maior parte da massa transferida entre planetas, que seria grande o suficiente para que a vida sobrevivesse à irradiação durante a transferência e ao calor durante a reentrada, seria ejetada a uma velocidade apenas ligeiramente superior à velocidade de escape, concluíram.

"Dado que os sistemas planetários íntimos estão sendo detectados com mais frequência, esta pesquisa fará com que repensemos o que esperamos encontrar em termos de planetas habitáveis e de transferência de vida, não só no sistema TRAPPIST-1, mas também em outros lugares," comenta Fred Ciesla, professor de ciências geofísicas na Universidade de Chicago. "Devemos pensar em termos de sistemas de planetas como um todo, e como interagem, e não em termos de planetas individuais."

O primeiro exoplaneta, um planeta em órbita de uma estrela que não o Sol, foi confirmado em 1992. Atualmente, já foram descobertos mais de 3.600 exoplanetas, com pelo menos outros 3.000 candidatos à espera de confirmação. Além disso, já foram confirmados mais de 600 sistemas exoplanetários múltiplos.

O impulso agora não é tanto descobrir novos planetas, mas sim caracterizá-los, determinar como evoluíram e entender como interagem.

Os sistemas exoplanetários servem como laboratórios para ajudar os cientistas a compreender o Sistema Solar, observando que 40.000 toneladas de detritos espaciais caem para a Terra a cada ano. "O material da Terra deve também estar flutuando por aí, e é concebível que parte possa estar transportando vida. Algumas formas de vida são muito robustas e podem sobreviver à viagem espacial," salienta Krijt.

A pesquisa foi publicada na revista The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: University of Chicago

Uma confabulação cósmica

Esta imagem da Wide Field Camera 3 (WFC3) do Hubble mostra uma galáxia espiral NGC 5917, talvez mais conhecida por suas intrigantes interações com sua vizinha galáxia MCG-01-39-003, não visível aqui, mas localizada na parte inferior direita da imagem.

© Hubble (NGC 5917)

A massa é muitas vezes confundida com o peso, mas eles são coisas muito diferentes. A massa é a própria substância de um objeto e é algo que sempre se tem, não importa a localização. Se você voar para a Lua e experimentar condições de baixa gravidade, sua massa não mudou nada. O que realmente mudou é o seu peso, porque o peso é uma força causada pela atração gravitacional de outro corpo massivo. A gravidade é como os objetos com massa "conversam" uns com os outros. As pessoas pesam menos na Lua, mas não porque tenham perdido qualquer massa corporal; a massa da Lua é menor que a da Terra, então exerce uma atração gravitacional menor sobre elas.

Entender o que é a massa é vital quando se trata de compreender por que os objetos se comportam da maneira que fazem no espaço. Sem massa atuando através da gravidade, os planetas não orbitariam o Sol, e as galáxias não interagiriam como a NGC 5917 faz com sua vizinha. As interações galácticas podem levar a efeitos muito interessantes. As galáxias podem roubar massa, na forma de estrelas, poeira e gás, umas das outras, distorcer e entortar a forma uma da outra, ou acionar ondas imensas de nova formação estelar. Às vezes, duas galáxias interagem tão fortemente que elas acabam colidindo e se fundindo completamente. Infelizmente, se a NGC 5917 estiver destinada a se fundir com sua vizinha celestial, isso acontecerá muito longe no futuro para que possamos desfrutar do espetáculo.

Fonte: ESA

Asteroide Bee-Zed tem órbita na contramão

No Sistema Solar, há um asteroide que gira ao redor do Sol na contramão dos planetas.

© Paul Wiegert (órbita do asteroide 2015 BZ509)

Em amarelo a órbita de Júpiter, em branco os milhares de asteroides troianos, e em verde a órbita do asteroide 2015 BZ509.

É o 2015 BZ509, também conhecido como Bee-Zed. Ele dá uma volta completa no Sol a cada 12 anos, mesmo período de Júpiter, com o qual compartilha a órbita, mas movendo-se em sentido oposto.

A identificação do asteroide na contramão foi a comprovação do que Helena Morais, professora no Instituto de Geociências e Ciências Exatas (IGCE) da Unesp, previu há dois anos. Tanto que o estudo sobre a observação do asteroide foi comentado por Morais em um artigo na seção News & Views na edição da revista Nature.

A pesquisadora tinha a certeza de que as órbitas contrárias co-orbitais existiam. Em parceria com Fathi Namouni, do Observatório de Côte d'Azur, na França, Morais desenvolveu uma teoria sobre co-orbitais retrógrados (movimento no sentido oposto ao dos planetas) e ressonâncias orbitais retrógradas em geral, em série de artigos publicados na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society e Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy.

No estudo agora publicado na Nature, por Paul Wiegert, da University of Western Ontario, no Canadá, o objeto 2015 BZ509, detectado em janeiro de 2015 a partir do Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System (Pan-STARRS) no Havaí, foi seguido com o Large Binocular Telescope, no Arizona. A confirmação do movimento contrário e co-orbital à Júpiter veio destas observações adicionais.

Órbitas contrárias são raras. Estima-se que dos mais de 726 mil asteroides conhecidos até hoje, apenas 82 sejam retrógrados. Por outro lado, co-orbitais movendo-se no mesmo sentido não são novidade; só na órbita de Júpiter existem cerca de 6 mil asteroides troianos, que compartilham a mesma órbita do planeta gigante.

 

© Helena Morais/IGCE/Unesp (o co-orbital retrógrado está representado no painel d)

Bee-Zed é incomum por compartilhar a mesma órbita de um planeta, estar na contramão e, principalmente, por ser estável há milhões de anos. Em vez de ser expulso da órbita por Júpiter, como seria de se esperar, o asteroide está em uma configuração que lhe garante estabilidade, uma vez que seu movimento está sincronizado com o do planeta, evitando colisões com este.

O asteroide cruza o caminho com Júpiter a cada seis anos, mas, devido à ressonância co-orbital, os dois nunca se aproximam mais do que 176 milhões de quilômetros. A distância é suficiente para evitar grandes perturbações da órbita, embora a gravidade de Júpiter seja essencial para manter o movimento orbital Bee-Zed em sincronismo.

Planetas e a maioria dos asteroides do Sistema Solar giram no mesmo sentido em torno do Sol. Isso se dá porque o Sistema Solar foi formado a partir de uma nuvem em rotação. Por esta razão, os planetas e a maior parte dos asteroides giram em torno do Sol, todos no mesmo sentido.

A maior parte destes objetos que se deslocam ao contrário são cometas. Eles têm órbitas tipicamente inclinadas, muitas delas retrógradas. É o caso do Halley, o mais famoso de todos, que gira ao contrário no Sistema Solar, com inclinação de 162º, praticamente idêntica à do 2015 BZ509.

Quando o Sistema Solar estava em formação, pequenos corpos foram ejetados para distâncias muito grandes do Sol, formando um repositório de cometas conhecido como Nuvem de Oort.

A estas distâncias, o efeito gravitacional da Via Láctea perturba as órbitas dos pequenos corpos. Inicialmente, estes rodavam próximo do plano da eclíptica no mesmo sentido dos planetas, mas suas órbitas foram sendo deformadas pela perturbação da força de maré da galáxia e interação com estrelas próximas, ficando gradualmente mais inclinadas e formando um reservatório mais ou menos esférico.

Caso as órbitas destes corpos sofram uma perturbação, por exemplo, por uma estrela que passa, eles retornam para perto dos planetas do Sistema Solar, e podem tornar-se cometas ativos. Os pequenos corpos gelados que se aproximam do Sol se aquecem, o que causa a sublimação do gelo que os constitui, formando uma coma, uma nuvem de poeira e gás que circunda o núcleo de um cometa, e por vezes uma cauda, tornando-se cometas observáveis.

No caso do 2015 BZ509, o que mais surpreende é o longo período de estabilidade. “O tempo de vida particularmente longo de 2015 BZ509 em sua órbita retrógrada faz com que seja o mais intrigante objeto na vizinhança de Júpiter. São necessários mais estudos para confirmar como este misterioso objeto chegou à sua configuração atual,” comentam Morais e Namouni.

Wiegert especula que é provável que Bee-Zed tenha tido origem na Nuvem de Oort, semelhante aos cometas da família do Halley. De qualquer forma, serão necessários mais estudos para recuperar a saga de Bee-Zed pelo Sistema Solar.

Sabe-se que asteroides em ressonâncias retrógrados não são exclusividade de Bee-Zed. Há registro de outros casos: em 2013, Morais e Namouni descreverem a identificação de um conjunto de asteroides, denominados Centauros e Damocloides, em órbita contrária no Sistema Solar e que entram em ressonância com Júpiter e Saturno. É o caso de asteroides como 2006 BZ8 e 2008 SO218, em ressonância retrógrada com Júpiter, e 2009 QY6, com Saturno.

“De fato, 2006 BZ8 poderia até mesmo entrar na ressonância co-orbital retrógrada com Saturno no futuro. As nossas simulações mostraram que a captura em ressonância é mais provável para objetos que têm órbitas retrógradas do que para aqueles que têm órbitas no mesmo sentido dos planetas,” explicam Morais e Namouni.

A expectativa é que Bee-Zed possa permanecer por mais um milhão de anos em seu estado atual. Com a descoberta, pesquisadores acreditam que asteroides do tipo co-orbitais retrógrados com Júpiter e outros planetas possam ser mais comuns do que se pensava anteriormente, reforçando ainda mais a teoria deste estudo.

Fonte: Istituto Nazionale di Astrofisica

Planeta "bola de neve" descoberto através de microlente gravitacional

Os cientistas descobriram um novo planeta com a massa da Terra, em órbita da sua estrela à mesma distância que orbitamos o Sol.

© NASA/JPL-Caltech (ilustração de gélido exoplaneta encontrado através de microlentes)

No entanto, o planeta é provavelmente demasiado frio para ser habitável para a vida como a conhecemos devido à sua estrela ser tão tênue. Mas a descoberta aumenta a compreensão sobre os tipos de sistemas planetários que existem para além do nosso.

"Este planeta 'bola de neve' é o menor já encontrado através de microlentes," comenta Yossi Shvartzvald, do Jet Propulsion Laboratory (JPL) da NASA.

O efeito de microlente gravitacional é um fenômeno que facilita a descoberta de objetos distantes através da utilização de estrelas de fundo como uma espécie de lanterna. Quando uma estrela passa, precisamente, em frente de uma brilhante estrela de fundo, a gravidade da estrela em primeiro plano foca a luz da estrela de fundo, fazendo-a parecer mais brilhante. Um planeta em órbita do objeto em primeiro plano poderá provocar um lampejo adicional do brilho da estrela. Neste caso, o lampejo apenas durou algumas horas. Esta técnica encontrou os exoplanetas conhecidos mais distantes da Terra e pode detectar planetas de baixa massa substancialmente mais distantes das suas estrelas do que a Terra está do nosso Sol.

O exoplaneta recém-descoberto, chamado OGLE-2016-BLG-1195Lb, auxilia na pesquisa de descobrir a distribuição de planetas na nossa Galáxia. Uma questão em aberto é saber se há uma diferença na frequência de planetas no bojo central da Via Láctea em comparação com o seu disco, a região com formato de panqueca em torno do bojo. O OGLE-2016-BLG-1195Lb está localizado no disco, tal como os dois planetas previamente detectados através de microlentes pelo telescópio espacial Spitzer da NASA.

"Embora tenhamos apenas um punhado de sistemas planetários com distâncias bem determinadas que estejam assim tão longe do nosso Sistema Solar, a ausência de detecções do Spitzer no bojo sugere que os planetas podem ser menos comuns para o centro da Galáxia do que no disco," explica Geoff Bryden, astrônomo do JPL.

Para o novo estudo, os pesquisadores foram alertados para o evento de microlente pelo levantamento terrestre Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE), gerido pela Universidade de Varsóvia, Polônia. Os autores do estudo usaram a rede Korea Microlensing Telescope Network (KMTNet), operada pelo Instituto Coreano de Astronomia e Ciência Espacial, e o Spitzer, para rastrear o evento da Terra e do espaço.

A KMTNet consiste de três telescópios de campo largo: um no Chile, um na Austrália e o terceiro na África do Sul. Quando os cientistas da equipe do Spitzer receberam o alerta do OGLE, perceberam o potencial para uma descoberta planetária. O alerta de evento de microlente ocorreu apenas um par de horas antes da finalização dos alvos do Spitzer para a semana, mas conseguiu-se calendarizá-lo.

Com a rede KMTNet e o Spitzer observando o evento, os cientistas tinham dois pontos de vista para estudar os objetos envolvidos, como se dois olhos separados por uma grande distância o estivessem vendo. Os dados destas duas perspetivas permitiram-lhes detectar o planeta com a KMTNet e calcular a massa da estrela e do planeta usando os dados do Spitzer.

"Conseguimos determinar detalhes sobre este planeta graças à sinergia entre a KMTNet e o Spitzer," realça Andrew Gould, professor emérito de astronomia da Universidade Estatal do Ohio, Columbus, EUA.

Embora o exoplaneta OGLE-2016-BLG-1195Lb tenha aproximadamente a mesma massa que a Terra e a mesma distância da sua estrela progenitora que o nosso planeta em relação ao Sol, as semelhanças podem terminar aí.

O OGLE-2016-BLG-1195Lb fica a quase 13.000 anos-luz de distância e orbita uma estrela tão pequena que não há certeza que é, de fato, uma estrela. Poderá ser uma anã marrom, um objeto tipo-estrela cujo núcleo não é quente o suficiente para gerar energia através da fusão nuclear. Esta estrela em particular tem apenas 7,8% da massa do nosso Sol, mesmo na fronteira entre ser ou não uma estrela.

Alternativamente, poderá ser uma estrela anã ultrafria muito parecida com TRAPPIST-1, que o Spitzer e telescópios terrestres recentemente revelaram abrigar sete planetas do tamanho da Terra. Estes sete planetas "amontoam-se" intimamente em torno de TRAPPIST-1, ainda mais perto do que Mercúrio em torno do Sol, e todos têm potencial para a existência de água líquida à sua superfície. Mas o OGLE-2016-BLG-1195Lb, à distância Terra-Sol de uma estrela muito fraca, será extremamente frio, provavelmente ainda mais frio que Plutão do nosso Sistema Solar, de modo que qualquer água à superfície estará no estado sólido. O planeta precisaria de orbitar muito mais perto da tênue e minúscula estrela para receber luz suficiente a fim de manter a água, à sua superfície, no estado líquido.

Os telescópios terrestres, disponíveis hoje, não são capazes de encontrar planetas menores do que este usando o método de microlentes. Seria necessário um telescópio espacial altamente sensível para avistar os pequenos corpos em eventos de microlentes. O Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST) da NASA, com lançamento previsto para meados da década de 2020, terá esta capacidade.

"Um dos problemas em estimar quantos planetas como este existem por aí é que alcançamos o limite inferior de massas planetárias que podemos, atualmente, detectar com microlentes," comenta Shvartzvald. "O WFIRST será capaz de mudar isso."

O estudo foi publicado na revista The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: Jet Propulsion Laboratory

Explorando as Antenas

Duas grandes galáxias estão colidindo, a cerca de 60 milhões de anos-luz de distância da Terra, na constelação do sul Corvus.

© Roberto Colombari (NGC 4038 e NGC 4039)

As estrelas nas duas galáxias, catalogadas como NGC 4038 e NGC 4039, colidem muito raramente no decorrer deste cataclismo fenomenal com duração de centenas de milhões de anos. Mas as grandes nuvens de poeira e gás molecular das galáxias geram grandes episódios de formação estelar perto do centro dos destroços cósmicos.

Abrangendo mais de 500 mil anos-luz, esta deslumbrante imagem também revela novos aglomerados de estrelas e matéria lançada para longe da cena do acidente devido às forças de marés gravitacionais. A notável imagem no mosaico foi construída usando dados do telescópio Subaru, que mostra fluxos de marés, associados com dados do telescópio espacial Hubble, que mostra detalhes extremos dos núcleos brilhantes.

A sugestiva aparência visual das estruturas em arco estendidas fornecem ao par de galáxias seu nome popular: As Antenas.

Fonte: NASA

Detectada faixa de poeira escura equatorial em disco de protoestrela

Uma equipe internacional, liderada por Chin-Fei Lee do Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics (ASIAA), em Taiwan, obteve uma nova imagem de alta fidelidade com o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), avistando uma protoestrela se alimentando de um disco de acreção empoeirado.

© ALMA (mapas do jato, envelope e disco no sistema HH 212)

Na imagem acima os quadros são descritos por:

• (A) Uma imagem composta da parte interna do jato HH 212: o azul representa o mapa de H2+ o contínuo de 2,12 μm, obtido com o Very Large Telescope (VLT), o verde e vermelho representam os mapas SiO e CO obtidos respectivamente Com ALMA. Contornos em cinza mostram o mapa contínuo do envelope/disco em 850 μm, obtido com ALMA em uma resolução de ~0".5. Os contornos começam em 3,125 mJy por feixe com um passo de 3,75 mJy por feixe, sendo um mJy (milliJansky) igual a 10^–26W/m²/Hz.
• (B) Uma imagem ampliada do centro para o jato e envelope/disco.
• (C) Uma imagem ampliada do centro do continuum com uma resolução de ~0".1. Os contornos começam em 1,23 mJy por feixe, com um passo de 0,62 mJy por feixe.
• (D) Uma imagem ampliada do centro do continuum com uma resolução de ~0".02. Os contornos começam em 0,29 mJy por feixe com um passo de 0,49 mJy por feixe. Os asteriscos marcam a posição da fonte possível em α₍₂₀₀₀₎= 05h43m51s.4086, δ₍₂₀₀₀₎= −01°02′53″.147, obtido por comparação com o modelo.

Esta nova imagem não só confirma a formação de um disco de acreção ao redor de uma protoestrela muito jovem, mas também revela a estrutura vertical do disco, pela primeira vez na fase mais inicial da formação estelar. Não só representa um grande desafio para algumas teorias atuais da formação do disco como também, potencialmente, nos dá novas informações sobre os processos de crescimento dos grãos e de assentamento que são importantes para a formação dos planetas.

"É bastante espantoso ver uma estrutura tão detalhada de um disco de acreção muito jovem. Durante muitos anos, os astrônomos têm procurado discos de acreção na fase mais inicial da formação estelar, para determinar a sua estrutura, como são formados e como o processo de acreção ocorre. Agora, usando o ALMA no seu poder máximo de resolução, não só detectamos um disco de acreção como também o resolvemos, especialmente a sua estrutura vertical, em detalhe," comenta Chin-Fei Lee do ASIAA.

"Na fase inicial da formação estelar, existem dificuldades teóricas na produção de tal disco, porque os campos magnéticos podem retardar a rotação do material em colapso, impedindo com que se forme em torno de uma protoestrela muito jovem. Esta nova descoberta implica que o efeito retardador dos campos magnéticos, na formação do disco, pode não ser tão eficiente como pensávamos antes," afirma Zhi-Yun Li da Universidade da Virgínia, EUA.

O HH 212 é um sistema protoestelar próximo, em Órion, a uma distância de cerca de 1.300 anos-luz. A protoestrela central é muito jovem, com uma idade estimada em apenas mais ou menos 40.000 anos (cerca de 1 centésimo de milésimo da idade do nosso Sol) e uma massa de cerca de 1/5 da do Sol. Alimenta um poderoso jato bipolar e, portanto, deve acumular material de forma eficiente. A pesquisa anterior, a uma resolução de 200 UA, só tinha encontrado um invólucro achatado espiralando para o centro e uma sugestão de um pequeno disco de poeira perto da protoestrela. Agora, com o ALMA e uma resolução de 8 UA, 25 vezes maior, não só detectaram como também resolveram espacialmente o disco poeirento no comprimento de onda submilimétrico.

O disco é visto quase de lado e tem um raio de aproximadamente 60 UA. Curiosamente, mostra uma proeminente banda escura equatorial entre duas características mais brilhantes, devido à relativamente baixa temperatura e à alta profundidade óptica perto do plano médio do disco. Pela primeira vez, esta faixa escura é vista em comprimentos de onda submilimétricos, produzindo um aspeto de um "hamburger" que lembra a imagem de luz dispersa de um disco visto de lado no visível e no infravermelho próximo. A estrutura da banda escura claramente implica que o disco é fulgurado, como esperado num modelo de discos de acreção.

As observações abrem uma excitante possibilidade de detectar e caracterizar diretamente discos pequenos ao redor das protoestrelas mais jovens através de imagens de alta resolução com o ALMA, que fornecem fortes restrições sobre as teorias de formação de disco. As observações da estrutura vertical também podem fornecer informações relevantes sobre os processos de crescimento de grãos e de assentamento que são importantes para a formação dos planetas na fase mais inicial.

Fonte: Science

As galáxias NGC 4302 e NGC 4298 no aniversário do Hubble

A galáxia espiral NGC 4302, vista de perfil (à esquerda), encontra-se a cerca de 55 milhões de anos-luz de distância na consagrada constelação Coma Berenices.

© STScI/Hubble/M. Mutchler (NGC 4302 e NGC 4298)

Um membro do grande aglomerado de galáxias de Virgem, que se estende por cerca de 87.000 anos-luz, um pouco menor do que a Via Láctea. Como a Via Láctea, notam-se as raias de poeira proeminentes da NGC 4302 cortadas ao longo do centro do plano galáctico, obscurecendo e avermelhando a luz das estrelas de nossa perspectiva. A galáxia menor e companheira, a NGC 4298, é igualmente uma espiral empoeirada. Ela está mais inclinada e quase de frente para a nossa visão, NGC 4298 mostrando faixas de poeira ao longo dos braços espirais traçados pela luz azulada de estrelas jovens, bem como seu núcleo amarelado brilhante.

Em comemoração ao 27º aniversário do lançamento do telescópio espacial Hubble, em 24 de abril de 1990, os astrônomos usaram o lendário telescópio para captar este lindo retrato de luz visível do par de galáxias contrastantes.

Fonte: NASA

Como explicar a expansão acelerada do Universo sem a energia escura?

A enigmática energia escura, que se acredita responder por 68% da composição do Universo, pode não existir, de acordo com uma equipe húngaro-americana.

© István Csabai (imagem de um dos quadros da simulação feita durante o estudo)

Na imagem acima, um quadro da animação mostra a expansão do Universo: no painel superior esquerdo, em vermelho, na cosmologia padrão ‘Lambda Cold Dark Matter’, que inclui a energia escura; no painel superior do meio, em azul, o novo Modelo AvERA, que considera a estrutura do Universo e elimina a necessidade de energia escura; no painel superior direito, verde, na cosmologia Einstein-de-Sitter, o modelo original sem energia escura. O painel na parte inferior mostra o aumento do “fator de escala” (uma indicação do tamanho) em função do tempo, onde 1Gya representa bilhões de anos. O crescimento da estrutura também pode ser visto nos painéis superiores. Um ponto representa aproximadamente um aglomerado de galáxias. As unidades de escala estão em Megaparsecs (Mpc). Um parsec é equivalente a 3,26156 anos-luz ou 3,08568×10¹⁶ metros.

Os pesquisadores acreditam que os modelos matemáticos do Universo não levam em conta sua estrutura mutável, mas que, uma vez que isso é feito, a necessidade de energia escura desaparece.

Nosso Universo foi formado no Big Bang, há 13,8 bilhões de anos, e tem se expandido desde então. A prova chave desta expansão é a lei de Hubble, baseada em observações das galáxias, onde a velocidade com que a galáxia se afasta de nós é proporcional à sua distância.

Astrônomos medem esta velocidade de recessão observando linhas no espectro eletromagnético de uma galáxia, que se deslocam mais para o vermelho quanto mais rápido a galáxia está se afastando. A partir da década de 1920, o mapeamento das velocidades das galáxias levou os cientistas a concluírem que o Universo está se expandindo, e que ele se iniciou como um minúsculo ponto.
Na segunda metade do século 20, astrônomos encontraram evidências de uma matéria “escura” invisível ao observar que algo a mais era necessário para explicar o movimento das estrelas dentro das galáxias. Hoje, acredita-se que a matéria escura equivale a 27% do conteúdo do Universo, sendo que apenas 5% representa a matéria ordinária.

Observações de explosões de estrelas anãs brancas em sistemas binários, chamadas de supernova do tipo Ia, nos anos 1990 levaram os cientistas à conclusão de que um terceiro componente, a energia escura, constituía 68% do cosmos e seria responsável por conduzir uma aceleração na expansão do Universo.

No novo trabalho, os pesquisadores, liderados pelo doutorando Gábor Rácz, da Universidade Eötvös Loránd, na Hungria, questionam a existência da energia escura e sugerem uma explicação alternativa. Eles argumentam que os modelos convencionais de cosmologia, que estuda a origem e evolução do Universo, dependem de aproximações que ignoram sua estrutura e nas quais se assume que a matéria possui densidade uniforme.

“As equações da relatividade geral de Einstein, que descrevem a expansão do Universo, são tão complexas matematicamente que, durante cem anos, não foram encontradas soluções que levassem em conta o efeito das estruturas cósmicas. Sabemos através de observações bastante precisas de supernovas que a expansão do Universo está se acelerando, mas, ao mesmo tempo, dependemos de aproximações grosseiras das equações de Einstein, as quais podem introduzir sérios efeitos colaterais, como a necessidade de energia escura nos modelos desenhados para se ajustarem aos dados observacionais,” explica László Dobos, também da Universidade Eötvös Loránd.

Na prática, matéria normal e matéria escura parecem preencher o Universo com uma estrutura parecida com espuma, onde galáxias estão localizadas nas finas paredes entre bolhas, e estão agrupadas em superaglomerados. Em contrapartida, o interior das bolhas está quase vazio de ambos os tipos de matéria.

Utilizando uma simulação por computador para modelar o efeito da gravidade na distribuição de milhões de partículas de matéria escura, os cientistas reconstruíram a evolução do Universo, incluindo os agrupamentos iniciais de matéria, e a formação de estruturas em larga escala.

Ao contrário das simulações convencionais, com uma expansão suave do Universo, levar em conta a estrutura conduziu a um modelo no qual diferentes regiões do cosmos se expandem em diferentes ritmos. A taxa média de expansão, porém, é consistente com as presentes observações, o que sugere uma aceleração, no geral.

“A teoria da relatividade geral é fundamental para entender a forma como o Universo evolui. Não questionamos a sua validade; questionamos a validade das soluções aproximadas. Nossas descobertas baseiam-se em uma conjectura matemática que permite a expansão diferencial do espaço, consistente com a relatividade geral, e mostram como a formação de estruturas de matéria complexas afetam esta expansão. Anteriormente, estas questões haviam sido descartadas, mas levá-las em conta pode explicar a aceleração sem a necessidade de energia escura,” completa Dobos.

Se esta descoberta se sustentar, pode ter um impacto significante nos modelos do Universo e na direção das pesquisas em física. Nos últimos 20 anos, astrônomos e físicos teóricos têm especulado sobre a natureza da energia escura, mas ela continua um mistério. Com o novo modelo, a equipe espera ao menos dar início a um animado debate.

A equipe publicou seus resultados num artigo na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: Scientific American

Lente cósmica fornece visão única de supernova

Astrônomos descobriram uma supernova tipo Ia através de lente gravitacional, que logo lhes dará uma nova medida da expansão do Universo.

© Hubble/SDSS/Palomar (lente gravitacional da supernova tipo Ia)

Esta imagem composta mostra a supernova iPTF16geu de tipo Ia vista com diferentes telescópios. A imagem de fundo mostra o céu noturno através do observatório Palomar. A imagem mais à esquerda mostra uma observação do Sloan Digital Sky Survey (SDSS). O telescópio espacial Hubble captou a imagem central, que mostra a galáxia de primeiro plano responsável por curvar a luz da supernova (SDSS J210415.89-062024.7). A imagem mais à direita também foi obtida com o Hubble e retrata as quatro imagens da explosão de supernova ao redor da galáxia.

É assim que Mansi Kasliwal, do California Institute of Technology (Caltech), descreve sua primeira impressão quando ela olhou para as imagens iniciais da supernova iPTF 16geu. Era claramente um tipo Ia, o tipo de supernova que se tornou famosa em seu papel como uma vela padrão. Em 2011, uma equipe de astrônomos usou apenas este tipo de supernovas para medir a luminosidade independentemente da distância para descobrir a existência da energia escura. Os cientistas norte-americanos Saul Perlmutter, Adam Riess e Brian Schmidt receberam o Prêmio Nobel de Física por pesquisas que mostraram como a expansão do Universo está acelerando.

Mas esta supernova não parecia seguir a regra que governava o resto do seu tipo."Era muito mais brilhante do que deveria ter sido dada sua distância de nós," diz Kasliwal.

Observações efetuadas com o telescópio espacial Hubble, o telescópio Keck no Havaí e o Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO) no Chile revelaram mais três supernovas perto da primeira. Elas eram exatamente idênticas. Acontece que a gravidade de uma galáxia de primeiro plano tinha curvado a luz da supernova iPTF 16geu durante sua viagem de 4,3 bilhões de anos em direção à Terra, evidenciando seu brilho por um fator de 52 e dividindo sua luz em quatro imagens apenas 0,3 segundos de arco. O resultado é uma clássica Cruz de Einstein, a primeira relativa a uma supernova do Tipo Ia.

Os astrônomos descobriram dezenas de lentes gravitacionais pela dúzia. As galáxias massivas em primeiro plano ou os aglomerados de galáxias magnificam e distorcem a luz das galáxias de fundo, propicinado uma visão do Universo primordial que estaria de outra maneira fora de alcance.

Mas as supernovas raramente são captadas em tais lentes. Seu brilho de luz é muito breve, da ordem de meses ou anos, dependendo do tipo de supernova e sua distância. Apenas uma supernova com múltiplas imagens foi captada antes: a Supernova Refsdal, uma supernova de colapso de núcleo.

Esta descoberta foi realizada pelo Intermediate Palomar Transient Factory (iPTF), um telescópio totalmente automatizado de 1,2 metros que varre o céu com uma câmera de campo largo. Ele foi projetado para captar eventos celestes em rápida mudança, como supernovas, em tempo quase real. Os pesquisadores do Global Relay of Observatories Watching Transients Happen (GROWTH) lideraram as observações que acompanharam a descoberta da supernova.

Como a luz da Supernova iPTF 16geu foi dividida em quatro imagens, cada uma destas imagens tomou um caminho ligeiramente diferente para a Terra. Agora, a equipe internacional de astrônomos está calculando o comprimento de cada um destes caminhos. Logo, os astronômos terão uma medida da constante de Hubble, que nos diz quão rapidamente o Universo está se acelerando. Esta é uma peça valiosa de dados, já que os astrônomos têm discutido sobre a constante do Hubble há décadas e o debate apenas se intensificou nos últimos anos.

"Quando a taxa de expansão do Universo é medida localmente, usando supernovas ou estrelas Cefeidas, é obtido um número diferente daquele procurado nas primeiras observações do Universo e da radiação de fundo de microondas cósmico," diz Ariel Goobar, da Universidade de Estocolmo, Suécia.

Fonte: Sky & Telescope