Buracos negros massivos estão por toda parte

O astrônomo Amy Reines do National Radio Astronomy Observatory (NRAO) descobriu buracos negros massivos no centro de galáxias anãs.

© SDSS/NRAO (galáxia anã NGC 4395)

Sabe-se que todas as galáxias massivas possuem um buraco negro supermassivo em seu interior. De fato, quanto maior o bulbo galáctico, maior o buraco negro supermassivo (SMBH). Existe um elo definitivo entre a evolução das galáxias e a evolução de seus buracos negros centrais.

Uma questão em aberto, é: como esses buracos negros supermassivos se formaram?

Muitos milhões ou bilhões de buracos negros de massa regular poderiam se encaixar em um SMBH, mas é difícil de imaginar isso acontecendo no Universo. É muito provável, contudo, que os SMBHs começaram como simplesmente buracos negros massivos (MBHs), durante os primeiros dias do Universo, seja como nuvens de gás colapsadas de forma catastrófica ou como estrelas supermassivas que de alguma forma formaram a semente massiva dos buracos negros. Esses buracos negros iniciais estão muito distantes para serem observados com a atual tecnologia disponível.

E esse é o motivo pelo qual os astrônomos estão tão animados por terem encontrado um análogo a esses buracos negros num lugar inesperado: galáxias anãs. Nós já sabemos que todas as grandes galáxias, como a Via Láctea, abrigam buracos negros supermassivos em seus centros, mas as galáxias menores que não possuem um bulbo central e que tendem a se aglomerar ao redor de galáxias maiores não pareciam ter esses buracos negros centrais.

© Chandra (galáxia Henize 2-10)

Então, a poucos anos atrás, Reines descobriu um buraco negro massivo no coração da galáxia anã Henize 2-10. Isso levou seu trabalho para uma direção totalmente nova. Agora, depois de ter estudado de forma detalhada cerca de 25000 galáxias anãs, ela e seus colaboradores encontraram evidências para buracos negros em crescimento em 100 delas. Esses MBHs não têm milhões ou bilhões de vezes a massa do Sol, mas sim poucas centenas de milhares de vezes a massa do Sol. Eles são muito parecidos com o que as  sementes dos buracos negros supermassivos iniciais devem ter sido no início do universo, e estão perto o suficiente para serem estudados.

Se você pensar, 100, das 25000 galáxias, não parece ser um número muito grande. Contudo, essas são somente aquelas que possuem material caindo neles de forma ativa. Nós sabemos que cerca de 10% dos buracos negros supermassivos são ativos, deixando os outros 90% sendo buracos negros calmos. Nós não sabemos a porcentagem de buracos negros ativos com relação aos calmos nas galáxias anãs, ainda, mas provavelmente, esses 100 são somente a ponta do iceberg. E agora nós temos muitas galáxias anãs que abrigam buracos negros massivos centrais bem como suas primas maiores, e isso, de fato, representa uma mudança de paradigma no que nós conhecemos atualmente sobre a evolução das galáxias e dos buracos negros.

Há mais uma história como bônus. Os astrônomos nem sequer tem que obter novos dados para fazer essa descoberta. Ao invés disso, eles estão analisando o espectro de galáxias que já foram imageadas com o gigantesco projeto, conhecido como Sloan Digital Sky Survey.

À medida que a astronomia se move para uma era onde os telescópios ficarão cada vez maiores e maiores pesquisas serão feitas, é crucial que esses dados sejam acessíveis para que qualquer pesquisador possa analisar e encontrar algo que nós nunca pensávamos que veríamos nem mesmo com outros telescópios.

Esse trabalho foi publicado no periódico Astrophysical Journal.

Fonte: Astronomy e Discovery

Exoplaneta gigante é descoberto em sistema estelar

Um novo planeta gigante foi descoberto em um sistema de estrelas dentro da constelação de Peixes.

© Stephen Leshin (galáxias em Peixes)

O exoplaneta, talvez duas vezes a massa de Júpiter, poderia ajudar os pesquisadores a saber mais sobre como os planetas extrassolares são formados. O sistema de estrelas que abriga o novo planeta contém apenas uma estrela, como também outros três sistemas pesquisado pela equipe. É um achado surpreendente, dada a elevada taxa de sistemas múltiplos de estrelas em nossa vizinhança solar.

"Há um grande interesse nessas estrelas que são conhecidos por sediar planetas", explicou Stephen Kane, um professor assistente de física e astronomia da Universidade Estadual de São Francisco, uma vez que os astrônomos suspeitam que a formação de planetas em um sistema estelar múltiplo seria muito diferente na formação de planetas em um sistema simples, tal como o Sistema Solar. Kane apresentou suas descobertas hoje na conferência anual da Sociedade Astronômica Americana.
Um sistema de estrelas múltiplas pode ter dois discos planetários. A presença de uma estrela extra seria perturbador, e sua gravidade poderia causar a separação de  protoplanetas. Relativamente poucos exoplanetas foram encontrados em sistemas múltiplos de estrelas, mas sabe-se que eles existem.

Nos quatro sistemas estudados pelos pesquisadores, utilizando dados de imagem óptico coletados no observatório Gemini Norte, no Havaí, houve alguns sinais intrigantes que, talvez, uma segunda estrela estava presente. Mas, após análise foi excluída a possibilidade de que outra estrela estivesse perturbando o sistema.

Em cada sistema, os exoplanetas foram descobertos pela técnica da velocidade radial, efetuada pelo astrônomo Geoffrey Marcy, na Universidade da Califórnia, em Berkeley. A técnica da velocidade radial mede variações na velocidade em que uma estrela se move para longe e para perto da Terra, perturbada pela força gravitacional de um corpo cósmico nas proximidades. Dependendo da assinatura velocidade radial, os astrônomos podem calcular se a oscilação é proveniente de um planeta ou estrela.

Nos sistemas de estrelas estudadas por Kane e seus colegas, havia uma parte dos dados de velocidade radial, que não pode ser explicada totalmente pela força de um planeta em órbita. E, ao mesmo tempo, os planetas que já haviam sido descobertos nestes sistemas seguiam órbitas excêntricas, oscilando longe de suas estrelas em uma forma menos circular e mais elíptica, mais parecido com o de um cometa.

Mas, no caso de uma estrela , HD 4230, a velocidade radial inexplicável parece estar vindo da atração de um planeta gigante anteriormente desconhecido, relatam os pesquisadores. Eles confirmaram a presença do exoplaneta com dados de velocidade radial adicionais recolhidos no observatório Keck do Havaí.

Tendo em conta que os pesquisadores não encontraram companheiros estelares, é muito provável que a velocidade radial forneça um sinal de que há planetas adicionais que podem ser encontrados em todos os quatro sistemas. Sendo especialmente provável encontrar tal situação no sistema chamado de HD 168443, onde a sua capacidade de detectar uma estrela companheira era muito forte.

Kane é um dos poucos astrônomos usam uma variedade de técnicas de caça planetária, incluindo velocidade radial e de imagem. Ele disse que as novas descobertas lhe motivou a olhar para outros sistemas extrassolares com os mesmos tipos de dados de velocidade radial inexplicáveis​​, para ver se outras estrelas ou planetas podem estar à espreita lá.

Um artigo intitulado "Limits on Stellar Companions to Exoplanet Host Stars with Eccentric Planets" está no Astrophysical Journal.

Fonte: San Francisco State University

Nova espécie de planeta ou estrela anã marrom?

Um objeto descoberto por astrofísicos da Universidade de Toronto, no Canadá, está orbitando uma estrela muito jovem a cerca de 440 anos-luz de distância do Sol pode desafiar entendimentos tradicionais sobre como os planetas e as estrelas se formam.

© Celestia (localização da estrela ROXs 42B)

O exoplaneta foi nomeado ROXs 42Bb por sua proximidade à estrela ROXs 42B, o objeto é de aproximadamente nove vezes a massa de Júpiter, abaixo do limite estabelecido para diferenciar planetas de anãs marrons, que são mais maciças. No entanto, ele está localizado 30 vezes mais longe da estrela do que Júpiter é do Sol.

"Temos medidas muito detalhadas deste objeto abrangendo de sete anos, até mesmo um espectro revelando sua gravidade, temperatura e composição molecular, mas ainda não podemos determinar se é um planeta ou uma estrela anã marrom", disse Thayne Currie, do Departamento de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Toronto e principal autor desta pesquisa.

O ROXs 42Bb é um objeto tão grande e tão longe da sua estrela hospedeira, e para ser considerado um planeta, como teria se formado?

A maioria dos astrônomos acreditam que os planetas gigantes gasosos, como Júpiter e Saturno foram formados por acreção de núcleo, em que os planetas se formam a partir de um núcleo sólido que, em seguida, acresce um envelope maciço gasoso. Acreção do núcleo funciona eficientemente na maioria dos planetas quando estiverem mais perto da estrela progenitora, devido ao espaço de tempo necessário para formar o primeiro núcleo.

Uma teoria alternativa proposta para a formação de planetas gigantes gasosos é a instabilidade do disco, um processo pelo qual fragmentos de gás do disco em torno de uma jovem estrela desmorona diretamente sob sua própria gravidade colapsando em um planeta. Este mecanismo funciona melhor quando estiver mais longe de sua estrela.

Uma dúzia de outros objetos jovens com massas planetárias foram observados por Currie e outros astrônomos, alguns têm índices de massa planeta-estrela menor do que cerca de 10 vezes maior que a massa de Júpiter e estão localizados dentro de cerca de 15 vezes a separação de Júpiter e o Sol. Outros têm índices de massa muito mais elevados e/ou estão localizados mais de 50 vezes a separação orbital de Júpiter, cujas as propriedades são semelhantes aos muito mais maciços objetos amplamente aceitos para não ser planetas. O primeiro grupo seria planetas formados por núcleo de acreção, e o segundo grupo provavelmente formado como estrelas e anãs marrons. Entre estas duas populações há um grande fosso que separa planetas verdadeiros de outros objetos.

O novo objeto pode estar situado entre a distinção de planetas e anãs marrons preenchendo esta lacuna. Porém, é difícil entender como este objeto foi formado como Júpiter a longa distância, e com muito baixa massa para ser uma típica anã marrom. Ele pode representar uma nova classe de planetas ou ele pode ser apenas uma anã muito rara com massa planetária.

"Independentemente disso, ele deve estimular novas pesquisas sobre planetas e as teorias de formação de estrelas, e servir como um ponto de referência fundamental para compreender as propriedades de planetas jovens com temperaturas semelhantes, massas e idades ", disse Currie, que apresentou estes resultados na reunião anual da Sociedade Astronômica Americana, em Washington.

Os dados observacionais utilizados para a descoberta foi obtida utilizando os telescópios do Observatório Keck e Observatório Subaru em Mauna Kea, Havaí, e os telescópios do Observatório Europeu do Sul (ESO), no Chile.

A descoberta é relatada em um estudo intitulado "Direct imaging and spectroscopy of a candidate companion below/near the deuterium-burning limit in the young binary star system, ROXs 42B", que também pode ser visto no arXiv.org.

Um artigo sobre a descoberta foi publicado esta semana no Astrophysical Journal Letters.

Fonte: Universidade de Toronto

Distância entre galáxias é medida com precisão inédita

Cientistas mediram as distâncias entre galáxias no Universo com precisão inédita, de 99%. O levantamento, incrivelmente preciso, abrangendo 6 bilhões de anos-luz, é considerado fundamental para o mapeamento do cosmos e da origem da energia escura.

© Rainer Zmaritsch & Alexander Gross (galáxias M81 e M82)

O novo cálculo foi feito pelo projeto Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS), usando o telescópio 2,5m da Sloan Digital Sky Survey (SDSS) no Novo México, Estados Unidos. Os resultados foram anunciados durante a 223ª reunião da Sociedade Americana de Astronomia, em Washington.

"Não existem muitas coisas nas nossas vidas cotidianas que conhecemos com tal precisão. Hoje sei mais sobre o tamanho do Universo do que sei sobre o tamanho da minha casa", disse o físico David Schlegel, do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley (LBNL), e principal pesquisador do BOSS.

"Há 20 anos, astrônomos brigavam por causa de estimativas que diferiam em torno de 50%. Cinco anos atrás, o grau de incerteza foi reduzido a 5% e, um ano atrás, ele era 2%. Precisão com margem de incerteza de 1% vai ser o novo parâmetro durante muito tempo."

A equipe do BOSS usou oscilações acústicas dos bárions (BAOs, na sigla em inglês) como "a régua-padrão" para medir distâncias intergalácticas.​

AS BAOs são as impressões "congeladas" criadas pela ondas de pressão que se moveram logo no início do Universo, e que influem na distribuição das galáxias que vemos hoje.

"A natureza nos deu uma linda régua", disse Ashley Ross, astrônomo da Universidade de Portsmouth, na Inglaterra. "E essa régua tem meio bilhão de anos-luz de comprimento, então podemos usá-la para medir distâncias com precisão, mesmo que desde muito longe."

"Determinar distâncias é um dos grandes desafios da astronomia: "Uma vez que você sabe quão longe algo está, aprender todas as outras coisas a respeito disso torna-se, repentinamente, muito mais fácil", disse Daniel Eisenstein, diretor do Sloan Digital Sky Survey III.

© LBNL (ilustração da medição acurada do Universo pelo BOSS)

As distâncias disponibilizadas pelo BOSS vão ajudar a calibrar propriedades cosmológicas fundamentais, por exemplo, como a energia escura acelera a expansão do Universo. Os resultados mais recentes indicam que a energia escura é uma constante cosmológica cuja força não varia no espaço ou tempo. O projeto também traz uma estimativa excelente da curvatura do espaço. "A resposta é, o espaço não é muito curvado. O Universo é extraordinariamente plano", disse Schlegel.

"E isso tem implicações sobre a questão da infinitude do Universo. Embora não possamos dizer com certeza, é provável que o Universo se estenda para sempre no espaço e continue para sempre no tempo. Nossos resultados são consistentes com a hipótese de um Universo infinito."

Quando o projeto BOSS tiver sido completado, o levantamento terá reunido espectros de alta qualidade de 1,3 milhão de galáxias, 160 mil quasares (misteriosos corpos celestes encontrados nos confins do Universo que emitem quantidades imensas de radiação) e milhares de outros objetos astronômicos.

Fonte: Sloan Digital Sky Survey III

Hubble capta imagens das galáxias mais antigas do Universo

Astrônomos estão utilizando o telescópio espacial Hubble para tentar observar as primeiras galáxias do Universo. Os resultados iniciais do projeto, chamado The Frontier Fields, foram apresentados durante a reunião anual da Sociedade Astronômica Americana, em Washington.

© Hubble (aglomerado de galáxias Abell 2744)

A imensa gravidade do Abell 2744, um aglomerado de galáxias maciço localizado a 3,5 bilhões de anos-luz de distância na constelação do Escultor, está sendo usado como uma lente gravitacional, fenômeno descrito pela teoria da relatividade geral de Albert Einstein, para ampliar as imagens das galáxias mais distantes, a mais de 12 bilhões de anos atrás, não muito tempo depois do Big Bang que ocorreu a 13,8 bilhões de anos. Foram reveladas aproximadamente 3.000 galáxias ao fundo do Abell 2744 que de outro modo não poderiam ser observadas. Ainda não se sabe, contudo, se estamos diante das primeiras galáxias que se formaram no Universo ou se outras mais antigas podem estar ainda mais longe, fora do alcance de detecção atual. Devido ao fenômeno de lente gravitacional, as galáxias de fundo são ampliadas aparecendo 10 a 20 vezes maior do que seria normalmente. Além disso, o mais fraco desses objetos ampliado de 10 a 20 vezes é mais fraco do que qualquer galáxia observada anteriormente. Sem o emprego da lente gravitacional, as muitas galáxias de fundo seriam invisíveis.

As imagens mostram que as galáxias estão mais próximas, são menores, de cor azul brilhante e estão por toda a parte. São provavelmente menores e diferentes que a Via Láctea. As exposições do Hubble será combinada com imagens do Spitzer (em infravermelho) e do Chandra (em raios X) da NASA para proporcionar uma nova visão sobre a origem e evolução de galáxias e seus acompanhantes buracos negros.

Hubble também descobriu uma população substancial de 58 jovens galáxias, que os cientistas há muito suspeitavam sendo responsáveis ​​pela produção de uma maioria de estrelas agora presente no cosmos durante os primeiros anos do Universo.
Exposições profundas na luz ultravioleta, feitas com Wide Field Camera 3 do Hubble, revelou uma amostra de galáxias que existiram a mais de 10 bilhões de anos atrás, quando o Universo tinha cerca de 3,4 bilhões anos de idade. Elas são as menores e mais fracas galáxias observadas no Universo remoto até hoje. Um censo de galáxias existentes no momento indica que estas galáxias tênues são 100 vezes mais abundante no Universo do que suas primas mais maciças.

© Hubble (aglomerado de galáxias Abell 1689)

Normalmente, é muito fraco para o Hubble para ver, estas galáxias foram reveladas também através de lente gravitacional focada em um aglomerado de galáxias maciço conhecido como Abell 1689 na constelação de Ursa Maior. A luz emitida dos objetos distantes do aglomerado foi ampliada, fazendo com que as galáxias recém-descobertas se tornem maior e mais brilhante. Se essa amostra é representativa de toda a população na época, então a maioria das novas estrelas se formaram em tais galáxias pequenas e anteriormente invisíveis.

Fonte: NASA

A morte de galáxia anã provocada por buraco negro

Um flare de longa duração pode ser o primeiro caso registrado de um buraco negro destruindo uma estrela em uma galáxia anã. A evidência vem de dois estudos independentes, utilizando dados do observatório de raios X Chandra da NASA e outros telescópios.

© NASA (galáxia anã localizada no aglomerado Abell 1795)

Como parte de uma busca contínua de dados de arquivo do Chandra para eventos que sinalizem rompimento de estrelas por buracos negros, os astrônomos encontraram um excelente candidato. A partir de 1999, uma fonte de raios X extraordinariamente brilhante havia aparecido em uma galáxia anã e então desapareceu, até que não foi mais detectada após 2005.
"Não podemos ver a estrela que está sendo dilacerada pelo buraco negro", mas podemos controlar o que acontece com restos da estrela, e compará-lo com outros eventos semelhantes. Este se encaixa no perfil de um buraco negro mortal", disse Peter Maksym da Universidade do Alabama que liderou um dos estudos". Os cientistas prevêem que uma estrela que vagueia demasiado perto de um gigante ou supermassivo buraco negro poderia ser dilacerada por forças de maré extremas. Como os destroços estelar cai em direção ao buraco negro, ele iria produzir radiação X intensa quando aquecido a milhões de graus.

Nos últimos anos, o Chandra e outros satélites astronômicos identificaram vários casos suspeitos de um buraco negro supermassivo rasgando uma estrela próxima. Este recém-descoberto episódio cósmico, induzido pela violência de um buraco negro é diferente porque ele tem sido associado com uma galãxia muito menor do que outros casos.
A galáxia anã está localizada no aglomerado de galáxias Abell 1795, cerca de 800 milhões de anos- luz da Terra. Ela contém cerca de 700 milhões de estrelas, muito menos do que uma galáxia típica, como a Via Láctea, que tem entre 200 e 400 bilhões de estrelas.
Além disso, o buraco negro nesta galáxia anã pode ser apenas algumas centenas de milhares de vezes mais massivo que o Sol, tornando-se dez vezes menos massivo do que o buraco negro supermassivo da galáxia, e colocá-lo na categoria de "buraco negro de massa intermediária".
"Os cientistas têm procurado esses buracos negros de massa intermediária ao longo de décadas", disse Davide Donato do Goddard Space Flight Center da NASA (GSFC), que liderou uma equipe separada de pesquisadores.

A evidência de uma estrela que está sendo rasgada por um buraco negro da galáxia anã surgiu ao vasculhar dados do Chandra que foram tomadas ao longo de vários anos. O aglomerado Abell 1795 é um alvo que o Chandra observa regularmente para ajudar a calibrar seus instrumentos, e os pesquisadores tiveram acesso a um invulgarmente grande reservatório de dados sobre este objeto.
Localizada em um aglomerado a galáxia anã também torna uma vítima em potencial de outro tipo de violência cósmica. Porque aglomerados estão repletos de galáxias, é possível que um grande número de estrelas se afastaram da galáxia anã por interações gravitacionais com outra galáxia, no passado, um processo chamado remoção das marés.
Os astrônomos acreditam que os buracos negros de massa intermediária podem ser as "sementes" que, finalmente, formaram os buracos negros supermassivos nos centros das galáxias como a Via Láctea. Encontrar exemplos próximos adicionais devem nos ensinar sobre como estas galáxias do Universo primordial cresceram e evoluiram ao longo do tempo cósmico.
Algumas das pistas adicionais a este ataque estelar foi proveniente do Extreme Ultraviolet Explorer da NASA, que captou uma fonte ultravioleta muito brilhante, em 1998, evidenciando que a estrela foi dilacerada. Um flare em raios X também pode ter sido detectado pelo satélite XMM-Newton da ESA em 2000.
Peter Maksym apresentou estes resultados na reunião da American Astronomical Society, em Washington. Um artigo descrevendo o seu trabalho foi publicado na edição de novembro de 2013 no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. O artigo de Davide Donato e seus colegas neste mesmo evento foi aceito para publicação no Astrophysical Journal.

Fonte: NASA

Telescópio Swift capta raios X no centro da Via Láctea

Recentes observações do telescópio Swift da NASA forneceram aos cientistas uma visão única sobre a atividade no centro de nossa galáxia e levou à descoberta de uma entidade celestial rara que pode ajudá-los a testar previsões da teoria da relatividade geral de Albert Einstein.

© NASA/Swift (imagem em raios X do centro galáctico)

Esta imagem em raios X do centro galáctico funde observações do Swift até 2013. O buraco negro Sgr A* está no centro. Os raios X de baixa energia são de 300 a 1.500 eV (elétron-volts), são mostrados em vermelho, de média energia são de 1.500 a 3.000 eV, em verde, e de alta energia são de 3.000 a 10.000 eV, em azul. O tempo total de exposição é de 12,6 dias.

Esta semana, na reunião anual da Sociedade Astronômica Americana, em National Harbor, Maryland, cientistas apresentaram suas pesquisas em imagens captadas pelo Swift, explicando como essas imagens vão ajudar a decifrar a natureza física das explosões de raios X e permitindo a descoberta de um subclasse rara de estrela de nêutrons.
A campanha do Swift de sete anos para monitorar o centro da Via Láctea dobrou o número de imagens disponíveis de explosões de raios X que ocorrem no buraco negro central da galáxia, batizado de Sagitário A* (SgrA*).
O Sgr A* fica no centro da região mais interna da Via Láctea, a 26.000 anos-luz de distância na direção da constelação de Sagitário. A sua massa é de pelo menos 4.000.000 de vezes a do Sol. Apesar de seu tamanho considerável , não é tão brilhante se fosse mais ativa.
"Dada a sua dimensão, este buraco negro supermassivo é de cerca de um bilhão de vezes mais fraca do que poderia ser", disse Nathalie Degenaar, pesquisador principal do Swift e astrônomo da Universidade de Michigan. "Apesar de estar calmo agora, era bastante ativo no passado e ainda produz regularmente breves explosões de raios X atualmente."
Para entender melhor o comportamento do buraco negro ao longo do tempo, a equipe do Swift começou a fazer observações regulares do centro da Via Láctea, em fevereiro de 2006. Todos os dias, a sonda espacial Swift vira-se para a região mais interna da galáxia e focalizando durante 17 minutos com o seu telescópio de raios X (XRT).
Até o momento, o XRT do Swift detectou seis flares durante o qual a emissão de raios X do buraco negro foi até 150 vezes mais brilhante por um par de horas. Essas novas detecções permitiu à equipe estimar que flares semelhantes ocorrem a cada cinco a 10 dias. Os cientistas vão olhar para as diferenças entre as explosões para decifrar sua natureza física.
Uma nuvem de gás frio chamado G2, cerca de três vezes a massa da Terra, vai passar perto do Sgr A* e já está sendo afetado pelas marés do poderoso campo gravitacional do buraco negro. Os astrônomos esperam que o G2 chegar tão perto do buraco negro durante o segundo trimestre deste ano que ele vai esquentar até o ponto onde produzirá raios X.
Se algum gás da nuvem realmente atingir o Sgr A*, poderemos assistir a um aumento significativo na atividade do buraco negro. O evento se desenvolverá ao longo dos próximos anos, dando aos cientistas um lugar na primeira fila para estudar os fenômenos.
"Os astrônomos de todo o mundo estão aguardando ansiosamente o primeiro sinal do início dessa interação", disse Jamie Kennea, um membro da equipe da Pennsylvania State University.

Os cientistas observaram um sinal em abril, quando Swift detectou uma poderosa explosão de alta energia e um aumento dramático no brilho de raios X do Sgr A*. A atividade surgiu de uma fonte separada muito perto do buraco negro: uma subclasse rara de estrela de nêutrons.
Uma estrela de nêutrons é o núcleo esmagado de uma estrela destruída por uma explosão de supernova, com massa equivalente a meio milhão de Terras em uma esfera não maior do que uma grande cidade. A estrela de nêutrons, chamada SGR J1745-29, é um magnetar, ou seja, o seu campo magnético é milhares de vezes mais forte do que uma estrela média de nêutrons. Apenas 26 magnetars foram identificados até o momento.
A descoberta da SGR J1745-29 pode ajudar os cientistas na exploração de propriedades importantes do buraco negro Sgr A*. Como ele gira, o magnetar emite pulsos regulares de raios X e de rádio. Como ele orbita Sgr A*, os astrônomos poderiam detectar mudanças sutis no tempo de pulso por causa do campo gravitacional do buraco negro, uma previsão da teoria da relatividade geral de Einstein.
"Este programa de longo prazo colheu muitas recompensas científicas, e devido a uma combinação de flexibilidade da sonda espacial e a sensibilidade de seu XRT, o Swift é o único satélite que pode finalizar tal pesquisa", disse Neil Gehrels, pesquisador principal da missão no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland.

Fonte: NASA

Imagem direta de um exoplaneta

Após quase uma década de desenvolvimento, o instrumento Gemini Planet Imager (GPI) começou a coletar luz de mundos distantes.

© Christian Marois/NRC Canada (exoplaneta Beta Pictoris b)

A primeira imagem de luz feita pelo GPI de Beta Pictoris b, um planeta orbitando a estrela Beta Pictoris. O Beta Pictoris b é um planeta gigante, várias vezes maior do que Júpiter, e tem cerca de dez milhões de anos. Estas imagens do infravermelho próximo (1,5-1,8 mícrons) mostram o planeta brilhando na luz infravermelha devido o calor liberado. A estrela brilhante Beta Pictoris está escondida atrás de uma máscara no centro da imagem, onde sua luz emitida é bloqueada.

O equipamento GPI foi desenvolvido, construído e otimizado para registrar planetas fora do Sistema Solar. Além disso, ele deve estudar discos de poeira ao redor de jovem estrelas, onde podem nascer novos exoplanetas. O GPI atua no telescópio Gemini, um dos maiores do mundo com espelho de 8 metros, está localizado no Chile. O Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da Nasa contribuiu com o projeto ao desenvolver um sensor de infravermelho de extrema precisão. O sensor serve para medir pequenas distorções na luz da estrela que podem esconder um planeta.

© Space Telescope Science Institute (estrela HR4796A)

A imagem acima foi obtida pelo GPI mostrando a luz dispersa por um disco de poeira orbitando a jovem estrela HR4796A. Este anel estreito é provavelmente a poeira de asteroides ou cometas deixados durante a formação de planetas, alguns cientistas têm teorizado que a borda afiada do anel é definido por um planeta invisível. A imagem à esquerda (1,9-2,1 microns) mostra luz normal, incluindo o anel de poeira e a luz residual da estrela central espalhados pela turbulência na atmosfera da Terra. A imagem da direita mostra apenas a luz polarizada. Sobra a luz das estrelas que não é polarizada e, portanto, removida da imagem. A luz da borda traseira do disco é fortemente polarizado, pois espalha em nossa direção.

"Primeiro, nós mantemos a estrela no centro do instrumento, então seu brilho é bloqueado ao máximo. Segundo, garantimos que o instrumento em si está estável durante as longas exposições necessárias para registrar os fracos companheiros (planetas)", diz Kent Wallace, do JPL.

O GPI detecta o infravermelho, ou emissão de calor de jovens planetas parecidos com Júpiter e que tem órbitas distantes de sua estrela. Cada planeta registrado pode ser estudado em detalhes, revelando os componentes de sua atmosfera.

Apesar de ter sido criado para observar planetas distantes, o GPI pode estudar mundos dentro do Sistema Solar. Na terça-feira, os cientistas divulgaram as imagens de teste da lua Europa, de Júpiter, durante o encontro da Sociedade Americana de Astronomia, em Washington.

© Space Telescope Science Institute/SETI (Europa)

A imagem acima mostra uma comparação da lua Europa observada com GPI em banda K1 na direita e visualização do albedo com base em um mapa composto feito com dados das sondas Galileo e Voyager 1 e 2 do lado esquerdo. Entretanto o GPI não é projetado para objetos extensos como este, mas as suas observações poderiam ajudar em alterações superficiais sobre satélites gelados de Júpiter ou fenômenos atmosféricos na lua de Saturno, Titã.

Fonte: NASA e Gemini Observatory

Matéria escura nas proximidades da Terra

Bilhões de partículas da invisível matéria escura provavelmente estão atravessando seu corpo neste exato momento, passando pelo o espaço entre seus átomos sem deixar um único rastro.

© NASA/CXC/CfA/STScI/ESO (aglomerado de galáxias 1E 0657-556)

A imagem mostra o aglomerado de galáxias 1E 0657-556 que provavelvemente contém matéria escura além da matéria bariônica (comum).

De acordo com a concepção convencional, essas partículas seriam menos frequentes durante o inverno boreal e deveriam atingir seu pico por volta de 1º de junho. Mas um novo estudo sugere que esse cálculo está muito errado; o verdadeiro pico ocorre no começo do mês de março.

Acredita-se que a matéria escura constitua quase 27% da massa e energia totais do Universo, mas sua natureza é um mistério. Uma das melhores ideias da física é que essa matéria seja composta por partículas teóricas chamadas de WIMPs (partículas massivas de interação fraca, em inglês), mas até agora as WIMPs não foram detectadas. Seja o que for a matéria escura, ela parece se aglomerar em grandes nuvens chamadas de halos que abarcam galáxias, incluindo nossa própria Via Láctea. Conforme o Sistema Solar faz sua progressão regular pela Via Láctea, ele passa por esse halo, fazendo com que matéria escura bombardeie o Sol e os planetas com um vento estável. A Terra, no entanto, também gira ao redor do Sol. Astrofísicos supunham que quando nosso planeta se movia na direção contrária à do vento de matéria escura (o que ocorre durante o verão boreal), nós deveríamos ver um aumento percentual no número de partículas de matéria escura, e uma redução correspondente quando a Terra viaja com a maré durante o inverno boreal.

Mas essas ideias já aceitas podem estar erradas. O novo estudo sugere que o padrão seria fortemente afetado pelos efeitos gravitacionais do Sol, que até então não eram levados em consideração. “Conforme WIMPs passam pelo Sistema Solar, o arrasto gravitacional do sol altera suas trajetórias individuais, mudando sua direção e velocidade”, explica Samuel Lee da Princeton University, um dos autores do novo artigo, que foi publicado em 3 de janeiro no periódico Physical Review Letters. “Para nossa surpresa, descobrimos que os efeitos podem ser bem drásticos”. Esse arrasto gravitacional também poderia fazer com que a densidade de partículas de matéria escura variem percentualmente, e deveriam modificar o pico sazonal em aproximadamente três meses. “É importante considerar os dois efeitos”, observa Lee.

O arrasto do Sol sobre a matéria escura é chamado de gravitational focusing, porque o Sol age como uma lente para focalizar as rotas das WIMPs em sua direção. O fenômeno depende da energia e velocidade dessas partículas: WIMPs rápidas seriam menos afetadas porque passariam pelo Sistema Solar em velocidades muito altas para sofrer os efeitos do arrasto do Sol, que poderia alterar a rota de WIMPs menos energéticas, que se movessem mais lentamente. “O resultado geral é que a data do sinal máximo se afasta da data canônica de 1º de junho e vai para 1º de março”, explica Lee.

Os efeitos sazonais sobre a matéria escura podem impactar experimentos que pretendam detectar partículas de matéria escura diretamente. Esses experimentos são projetados para capturar as intangíveis WIMPs na rara ocasião de colidirem com partículas de matéria comum. Uma maneira de diferenciar WIMPs reais de partículas comuns é encontrar mais delas em um momento do ano que em outro. Levar a focalização gravitacional em conta poderia ser crucial para identificar um sinal de matéria escura de verdade, apenas WIMPs reais teriam um pico em março todos os anos. “Existem muitos experimentos e muitas situações relevantes em que esse efeito poderia ser muito importante”, declara o físico teórico Peter Graham da Stanford University, que não se envolveu no estudo. “Eu acho que esse é um trabalho excelente que aumenta nossa compreensão do sinal da matéria escura em um experimento de detecção direta”.

Vários projetos estão se aproximando das WIMPs e de outras partículas candidatas à matéria escura e devem ser capazes de encontrá-las, ou descartá-las, dentro de uma década ou menos. Um experimento controverso, o DAMA/Libra (Large sodium Iodide Bulk for RAre processes) no Laboratório Nacional Gran Sasso do Instituto Nacional de Física Nuclear (INFN), na Itália, alegou em 2008 ter detectado WIMPs e tê-las observado em maior número em março que em outras épocas do ano. Muitos físicos duvidaram da descoberta, especialmente porque seus resultados conflitaram com as descobertas nulas de outros detectores. Lee e seus colaboradores apontam que os resultados do DAMA/Libra de fato concordam com sua previsão de que o pico de matéria escura deveria se deslocar de junho para março. “Usar o ângulo de focalização gravitacional como segunda verificação nos ajudará a saber se esses eventos vêm da matéria escura. E experimentos futuros com certeza serão capazes de fazer uso desse efeito como segunda verificação”.

A natureza da matéria escura tem eludido os cientistas por décadas, mas poderia existir um reservatório dela bem na nossa vizinhança?

Se as estranhas medidas feitas pelos satélites do Sistema de Posicionamento Global (GPS) provarem ser causadas por um halo da matérica não bariônica ao redor do nosso planeta. Durante uma apresentação no congresso da União Geofísica Americana (AGU) em San Francisco em Dezembro de 2013, o especialista em GPS, Ben Harris (da Universidade do Texas em Arlington) descreveu algumas medidas da massa da Terra feitas usando uma frota de satélites GPS que estão em órbita ao redor do nosso planeta.

Ele notou uma discrepância de massa quando comparou os resultados com as medidas oficiais de massa usadas pela União Astronômica Internacional (IAU). O conhecimento orbital dos satélites ajudou Harris a calcular a estatística vital da Terra com alto grau de precisão. Depois de analisar 9 meses de dados do GLONASS, do GPS e do Galileo, ele encontrou um valor de massa da Terra que é 0,005 e 0,008 por cento maior do que as medidas anunciadas pela IAU. O que isso significa? Bem, isso poderia indicar um erro não forçado na coleta de dados para as análises, mas existe outra possibilidade intrigante.

Essa discrepância na massa da Terra poderia ser influência de um halo, ou anel, de matéria escura existente ao redor do nosso planeta. Harris explica suas medidas, dizendo que o halo planetário de matéria escura invisível precisaria estar localizado na região equatorial da Terra e teria uma espessura de 191 quilômetros, e uma largura de 70.000 quilômetros. Como observado por Anil Ananthaswamy da New Scientist, Harris ainda levaria em conta os efeitos das interações gravitacionais e relativísticas com o Sol e com a Lua.

Essa pesquisa destaca o vazio de conhecimento que existe sobre a matéria escura. Acredita-se que 85% do Universo seja composto por essa matéria não bariônica, mas nós ainda não a observamos diretamente, somente criada em imensos aceleradores de partículas como o LHC. Nós sabemos que ela está ali, contudo, permeando os aglomerados de galáxias e dobrando o espaço-tempo. Através de indicações indiretas, como as lentes gravitacionais e os movimentos orbitais, nós podemos detectar a coisa e essas medidas recentes de GPS fornecem outro significado tentador do entendimento do efeito sútil de massa numa potencial junção Terra com a matéria escura.

De maneira interessante, a presença hipotética da matéria escura poderia ter outro efeito sutil na nossa vizinhança planetária. Durante os sobrevvos das sondas pela Terra, anomalias minúsculas na velocidade das sondas foram detectadas. Por exemplo, a sonda NEAR (Near-Earth Asteroid Rendezvous) da NASA usou o nosso planeta para uma assitência na velocidade gravitacional em 1998. Durante o sobrevoo, em adição à velocidade extra fornecida pelo sobrevoo, aconteceu um acréscimo misterioso de 13 milímetros por segundo. Esse pequeno valor, tem sido registrado em outros sobrevoos de outras sondas, e é conhecido como anomalia de sobrevoo e é um dos fatores que contribuem para reforçar a evidência de que a gravidade exercida nas sondas é exercida por um halo invisível de matéria escura.

O sobrevoo mais recente, contudo, da sonda com destino a Júpiter da NASA, a Juno, ocorrido em Novembro de 2013, não revelou nenhuma anomalia de velocidade, só aumentando o mistério sobre a natureza das anomalias de sobrevoo.

A saga para elucidar a existência da matéria escura continua.

Fonte: Discovery e Scientific American

Descoberto exoplaneta gasoso com massa da Terra

Uma equipe internacional de astrônomos descobriu o mais leve exoplaneta a ter sua massa e tamanhos medidos.

© C. Pulliam & D. Aguilar (ilustração do exoplaneta KOI-314c)

O exoplaneta KOI-314c tem massa similar à da Terra, mas diâmetro 60% maior, o que indica que ele deve ter uma grande e gasosa atmosfera.

"Este planeta tem a mesma massa da Terra, mas certamente não é similar à Terra", diz David Kipping, do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, líder do estudo. "Isso prova que não há uma divisão clara entre planetas rochosos como a Terra e planetas leves como mundos de água ou gigantes gasosos."

A equipe usou dados do telescópio Kepler da NASA para estudar o KOI-314c, que orbita uma estrela anã vermelha a cerca de 200 anos-luz da Terra. Ele está bem perto de sua estrela progenitora e leva 23 dias para orbitá-la. Estima-se que o planeta tem uma temperatura de cerca de 104°C, o que seria quente demais para a vida como a conhecemos.

O KOI-314c é apenas 30% mais denso que a água. Isso indica que ele está envelopado em uma grande atmosfera de hidrogênio e hélio. Além disso, ele deve ter começado sua vida como um mini-Netuno, mas perdeu parte de sua atmosfera para a intensa radiação da estrela.

O segundo planeta do sistema, KOI-314b, é aproximadamente do mesmo tamanho do KOI-314C, mas significativamente mais denso, pesando cerca de quatro vezes mais do que a Terra. Ele orbita a estrela a cada 13 dias, o que significa que está em uma ressonância de 5 a 3 com o planeta exterior.

O exoplaneta KOI-314c foi descoberto por acaso pela equipe quando os dados do Kepler eram vasculhados para encontrar exoluas. O projeto Hunt for Exomoons with Kepler (HEK), liderado por Kipping, varre a trajetória de exoplanetas  por intermédio do telescópio Kepler à procura de variações de tempo de trânsito (TTV), que também pode ser uma assinatura de uma exolua.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

ALMA descobre fábrica de poeira em supernova

Novas observações obtidas pelo Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) mostram pela primeira vez os restos de uma supernova recente transbordando poeira recentemente formada.

© ALMA/Chandra/Hubble (imagem composta da supernova 1987A)

Esta imagem mostra o resto da supernova 1987A, a comprimentos de onda diferentes. Os dados ALMA (a vermelho) mostram a poeira recém formada no centro do resto. Os dados Hubble (a verde) e Chandra (a azul) mostram a onda de choque em expansão.

Se uma quantidade suficiente desta poeira conseguir percorrer o difícil trajeto até ao espaço interestelar, poderemos ter a explicação de como muitas galáxias adquiriram uma aparência fusca e poeirenta.

As galáxias podem ser locais bastante poeirentos. A poeira cósmica consiste em grãos de silicatos e grafite, minerais abundantes na Terra. A cinza do pavio de uma vela é muito semelhante à poeira de grafite cósmica, embora o tamanho dos grãos na cinza seja dez ou mais vezes maior que o tamanho típico dos grãos de grafite cósmica. Pensa-se que as supernovas são a principal fonte dessa poeira, particularmente no Universo primordial. No entanto, evidências diretas da capacidade das supernovas em formar poeira têm sido difíceis de observar, não tendo sido possível até agora explicar a enorme quantidade de poeira detectada nas galáxias jovens distantes. Observações obtidas com o ALMA começam, no entanto, a mudar este fato.
“Descobrimos uma quantidade notável de poeira concentrada na região central do material ejetado por uma supernova relativamente jovem e próxima”, disse Remy Indebetouw, astrônomo no Observatório Nacional de Radioastronomia (NRAO, National Radio Astronomy Observatory) e da Universidade de Virgínia, ambos em Charlottesville, EUA. “Esta é a primeira vez que conseguimos efetivamente obter uma imagem do local onde a poeira se forma, o que é um passo importante na compreensão da evolução das galáxias.”
Uma equipe internacional de astrônomos utilizou o ALMA para observar os restos brilhantes da Supernova 1987A, situada na Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia anã que orbita a Via Láctea a uma distância de cerca de 160.000 anos-luz da Terra. A SN 1987A é a explosão de supernova mais próxima jamais observada, depois da observação de Johannes Kepler de uma supernova que explodiu no interior da Via Láctea em 1604.
Os astrônomos previram que, à medida que o gás arrefece depois da explosão, enormes quantidades de poeira se formariam sob a forma de átomos de oxigênio, carbono e silício, ligados entre si nas regiões centrais frias do resto de supernova. No entanto, observações anteriores da SN 1987A obtidas com telescópios infravermelhos durante os primeiros 500 dias depois da explosão, revelaram apenas uma pequena quantidade de poeira quente.
Com a resolução e sensibilidade sem precedentes do ALMA, a equipe conseguiu obter imagens da muito mais abundante poeira fria, que brilha intensamente na radiação milimétrica e submilimétrica. É estimado que o resto de supernova contém agora cerca de 25% da massa do Sol em poeira recentemente formada. Foi descoberto também que se formaram quantidades significativas de monóxido de carbono e de monóxido de silício.
“A SN 1987A é um lugar especial porque, uma vez que não se misturou com o meio circundante, o que lá se encontra é efetivamente o que se formou no local,” disse Indebetouw. “Os novos resultados ALMA, que são os primeiros deste tipo, revelam um resto de supernova transbordando material que simplesmente não existia há algumas décadas atrás.”
As supernovas podem, no entanto, tanto criar como destruir os grãos de poeira.
À medida que a onda de choque da explosão inicial se propaga no espaço, produz anéis de matéria resplandecentes, já observados anteriormente com o telescópio espacial Hubble da NASA/ESA. Ao atingir este envelope de gás, deixado pela estrela gigante vermelha no final da sua vida, uma parte desta enorme explosão ricocheteia de volta em direção ao centro do resto de supernova.

“Em determinado momento, esta onda de choque que vem de volta colidirá com os amontoados de poeira recentemente formada. É provável que alguma desta poeira seja destruída nesse instante. É difícil prever a quantidade que será destruída, talvez apenas um pouco, mas possivelmente cerca de metade ou mesmo dois terços.”

Se uma fração razoável sobreviver e chegar ao espaço interestelar, poderá explicar a enorme quantidade de poeira que é detectada no Universo primordial.
“As galáxias muito primordiais são incrivelmente poeirentas e esta poeira desempenha um papel importante na evolução das galáxias”, disse Mikako Matsuura da University College London. “Hoje sabemos que a poeira pode ser criada de várias maneiras, mas no Universo primordial a maior parte deve ter tido origem nas supernovas. E agora temos finalmente uma evidência direta que apoia esta teoria.”

Fonte: ESO

Estrelas falhadas próximas poderão ter um planeta

Astronômos, incluindo Yuri Beletsky da Instituição Carnegie, obtiveram medidas precisas do par mais próximo do Sol de estrelas que falharam, o que sugere que o sistema abriga um terceiro objeto com massa planetária.

© Gemini Observatory/NSF (sistema binário Luhman 16AB)

Estrelas falhadas são conhecidas como anãs marrons e tem uma massa inferior a 8 % da massa do Sol, e não são grande o suficiente para queimar hidrogênio em seus centros. Este sistema em particular, denominado Luhman 16AB, foi descoberto no início do ano passado e está a apenas 6,6 anos-luz de distância.

Após o anúncio da descoberta, várias equipes de astrônomos, utilizaram uma variedade de telescópios para caracterizar o casal vizinho.

Depois de dois meses de observações e extensa análise de dados, a equipe de Beletsky, liderada por Henri Boffin do Observatório Europeu do Sul (ESO), constatou que ambos os objetos têm uma massa entre 30 e 50 massas de Júpiter. Em comparação, o Sol tem uma massa de cerca de 1.000 massas de Júpiter.

As duas anãs marrons são separadas por cerca de três vezes a distância entre a Terra e o Sol. Em sistemas binários as anãs marrons são gravitacionalmente ligadas, onde uma orbita em torno da outra. Estas duas anãs marrons têm tão pouca massa que elas levam cerca de 20 anos para completar uma órbita.

A equipe utilizou o instrumento FORS2 no Very Large Telescope (VLT) do ESO em Paranal para obter  imagens do par de anãs marrons, detectando pequenos deslocamentos dos dois objetos em sua órbita durante apenas o período de dois meses. Os astrônomos foram capazes de medir as posições das duas anãs marrons com dez vezes mais precisão (milisegundos de arco) do que antes e, assim, detectar até mesmo pequenas perturbações de sua órbita.

Os desvios parecem estar correlacionados  à presença de um acompanhante que perturba o movimento de uma das duas anãs marrons. Esse companheiro é mais provável ser um objeto com massa planetária, que tem um período orbital entre dois meses e um ano.

Outras observações são necessárias para confirmar a existência de um planeta, mas é provável que o sistema binário de anãs marrons mais próximo ao Sol deva ser um sistema triplo!

Um artigo foi submetido ao peíódico Astronomy & Astrophysics.

Fonte: Carnegie Institution of Science

Uma pista para a verdadeira natureza da gravidade?

Uma equipe internacional de astrônomos usando o telescópio Green Bank (GBT) do National Science Foundation (NSF) descobriram um sistema estelar único que consiste em duas estrelas anãs brancas e um pulsar superdenso que podem fornecer uma pista chave para resolver um dos principais problemas pendentes de física fundamental, a verdadeira natureza da gravidade.

© NSF (pulsar e anãs brancas)

Os pulsares são estrelas de nêutrons que emitem pulsos de ondas de rádio como um farol que varrem rapidamente através do espaço quando o objeto gira sobre seu eixo. O pulsar Boyles descoberto fica a cerca de 4.200 anos-luz da Terra, e gira a cerca de 366 vezes por segundo. Tais pulsares que giram em rapidamente são chamados pulsares de milissegundo, e podem serem usados  como ferramentas de precisão para estudar uma variedade de fenômenos, incluindo pesquisas das elusivas ondas de gravidade.
Observações subsequentes mostraram que o pulsar está em uma órbita estreita com uma estrela anã branca, e que o par está em órbita com outra estrela anã branca mais distante.

"Após a descoberta, nós rotineiramente realizamos medições de acompanhamento do pulsar para caracterizar suas propriedades ", disse Jason Boyles, ex-aluno de pós-graduação da Universidade West Virginia, agora um membro do corpo docente da Western Kentucky University, que originalmente descobriu o pulsar em 2012, como parte de uma busca em grande escala para os pulsares com o GBT.

Neste caso, as medições da frequência de rotação revelou uma órbita complexa, que só poderia ser explicada invocando a presença de duas estrelas anãs brancas orbitando conjuntamente com o pulsar.

Este sistema triplo fornece um laboratório natural cósmico muito melhor do que qualquer coisa encontrada anteriormente para descrever exatamente como esses sistemas de três corpos trabalham e, potencialmente, para a detecção de problemas com a Relatividade Geral que os físicos esperam ver em condições extremas.

Os cientistas começaram um programa de observação intensiva usando o GBT, o radiotelescópio de Arecibo, em Porto Rico, e o radiotelescópio Westerbork Synthesis, na Holanda. Eles também estudaram o sistema usando os dados do Sloan Digital Sky Survey, do satélite GALEX, do telescópio WIYN em Kitt Peak, no Arizona, e o telescópio espacial Spitzer.

Os pesquisadores observaram que as perturbações gravitacionais impostas a cada um dos membros desse sistema pelos outros são incrivelmente pura e forte. O pulsar de milissegundo serve como uma ferramenta extremamente poderosa para medir com precisão essas perturbações.

A pesquisa deste sistema utilizou técnicas que remontam aos utilizados por Issac Newton para estudar o sistema Terra-Lua-Sol, combinado com o método posterior da gravidade de Albert Einstein. Este sistema descoberto propicia aos cientistas a melhor oportunidade de descobrir a violação de um conceito chamado de Princípio da Equivalência.

Este princípio afirma que o efeito da gravidade sobre um corpo não depende da natureza ou estrutura interna desse corpo. Enquanto a Teoria da Relatividade Geral de Einstein foi até agora confirmada por cada experiência, não é compatível com a teoria quântica. Por causa disso, os físicos esperam que ele irá quebrar sob condições extremas. Este sistema triplo de estrelas compactas fornece uma grande oportunidade de obter a violação de uma forma específica do princípio da equivalência chamado de Princípio da Equivalência Forte.

Nesta condição, o efeito gravitacional da anã branca exterior seria idêntico tanto para a anã branca interior e da estrela de nêutrons. Se o Princípio da Equivalência Forte é inválido de acordo com as condições deste sistema, o efeito gravitacional da estrela exterior sobre a anã branca interior e da estrela de nêutrons seria um pouco diferente e o pulsar de alta precisão poderia facilmente mostrar isso.

Mais uma vez a Teoria da Relatividade Geral de Einstein está sendo testada. Será que a violação do Princípio da Equivalência Forte poderia explicar a existência da matéria escura?

Fonte: West Virginia University

A Prima não muito distante da Via Láctea

A imagem abaixo é de uma galáxia próxima vista de perfil.

© ESO (galáxia NGC 4945)

As observações sugerem que a NGC 4945 é uma galáxia espiral muito parecida à nossa, com braços espirais luminosos e a região central em forma de barra. Excluindo estas semelhanças, a NGC 4945 tem um centro mais brilhante que a Via Láctea, albergando provavelmente um buraco negro supermassivo, que se encontra absorvendo enormes quantidades de matéria e lançando furiosamente energia para o espaço.

Uma vez que a NGC 4945 se situa a apenas cerca de 13 milhões de anos-luz de distância na constelação de Centauro, um pequeno telescópio é suficiente para que esta galáxia extraordinária possa ser observada pelos assíduos observadores do céu. A designação da NGC 4945 corresponde ao seu número de entrada no New General Catalogue (NGC), compilado pelo astrônomo dinamarquês/irlandês John Louis Emil Dreyer nos anos 80 do século XIX. É a James Dunlop, astrônomo escocês, que se deve a descoberta da NGC 4945 em 1826, na Austrália.

Vista a partir da Terra, a NGC 4945 aparece-nos com a forma de um charuto, mas na realidade a galáxia é um disco muitas vezes mais largo do que espesso, com bandas de estrelas e gás brilhante que se deslocam em movimentos espirais em torno do seu centro. Utilizando filtros ópticos especiais para isolar a cor da radiação emitida pelos gases quentes, tais como o hidrogênio, a imagem mostra intensos contrastes, que indicam zonas de formação estelar.

Observações posteriores revelararam que a NGC 4945 possui um núcleo ativo, o que significa que o seu bojo central emite muito mais energia do que galáxias mais calmas, como, por exemplo, a Via Láctea. Os cientistas classificam a NGC 4945 como uma galáxia de Seyfert, de acordo com o astrônomo americano Carl K. Seyfert que, em 1943 publicou um estudo descrevendo as estranhas assinaturas da radiação emitida por alguns núcleos galáticos. Desde então, suspeita-se que um buraco negro supermassivo cause a intensa agitação no centro das galáxias de Seyfert. Os buracos negros atraem gravitacionalmente gás e poeira, acelerando e aquecendo esta matéria atraída até que ela emita radiação de alta energia, incluindo raios X e radiação ultravioleta. A maior parte das grandes galáxias espirais, incluindo a Via Láctea, alojam nos seus centros um buraco negro, embora muitos destes monstros escuros não estejam consumindo matéria ativamente nesta fase de desenvolvimento galáctico.

Fonte: ESO

Exoplanetas cobertos com nuvem

Cientistas usaram o telescópio espacial Hubble para caracterizar as atmosferas de dois dos tipos mais comuns de planetas na Via Láctea, descobrindo que ambos podem estar cobertos com nuvens.

© Space Telescope Science Instutute (ilustração de um exoplaneta nublado)

Os exoplanetas são GJ 436b, localizado a 36 anos-luz da Terra na direção da constelação de Leão, e GJ 1214b, a 40 anos-luz na direção da constelação de Ofiúco. Apesar dos inúmeros esforços, a natureza das atmosferas em torno destes exoplanetas havia escapado da identificação definitiva até agora. Os pesquisadores descrevem o seu trabalho como um marco importante no caminho para caracterizar mundos tipo-Terra potencialmente habitáveis.

Os dois planetas caem no intervalo intermédio de massa, entre planetas mais pequenos e rochosos como a Terra e gigantes gasosos como Júpiter. O exoplaneta GJ 436b é caracterizado como um "Netuno quente" porque está muito mais próximo da sua estrela do que o gelado Netuno está do Sol. O exoplaneta GJ 1214b é conhecido como uma "super-Terra" devido ao seu tamanho. Tanto GJ 436b como GJ 1214b foram observados em trânsito, ou seja, passando em frente das suas estrelas hospedeiras. Isto proporciona uma oportunidade para estudar estes planetas com mais detalhe porque a luz estelar é filtrada através das suas atmosferas.

Um estudo atmosférico do GJ 436b foi realizado com base em observações de trânsito com o Hubble, lideradas por Heather Knutson do Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena, na Califórnia. O espectro do Hubble não continha aspectos de qualquer natureza na atmosfera do GJ 436b.

"Ou este planeta tem uma camada de nuvens altas que obscurece a visão, ou tem uma atmosfera sem nuvens que é deficiente em hidrogênio, o que o torna muito diferente de Netuno," afirma Knutson. "Em vez de hidrogênio, pode ter quantidades relativamente grandes de moléculas mais pesadas como vapor de água, monóxido de carbono e dióxido de carbono, o que comprime a atmosfera e torna difícil a detecção de quaisquer assinaturas químicas."

Observações semelhantes àquelas obtidas para o GJ 436b já tinham sido adquiridas anteriormente para o GJ 1214b. O primeiro espectro do planeta também era inexpressivo, mas indicava que a atmosfera do GJ 1214b era dominada por vapor de água ou hidrogênio, com nuvens de altitude elevada.

Usando o Hubble, astrônomos liderados por Laura Kreidberg e Jacob Bean da Universidade de Chicago observaram o GJ 1214b em mais detalhe. Descobriram o que consideram ser evidências definitivas de nuvens altas cobrindo o planeta e ocultando informações acerca da composição e comportamento da atmosfera inferior e superfície. Os novos espectros do Hubble também não revelaram assinaturas químicas na atmosfera do GJ 1214b, mas os dados eram tão precisos que foram capazes de descartar pela primeira vez composições atmosféricas sem nuvens de vapor de água, metano, nitrogênio, monóxido de carbono ou dióxido de carbono.

"Ambos os planetas dizem-nos algo sobre a diversidade dos tipos de planetas que ocorrem fora do nosso Sistema Solar; neste caso descobrimos que podemos não conhecê-los tão bem quanto pensávamos," acrescenta Knutson. "Gostaríamos muito de determinar o tamanho a partir do qual estes planetas passam de mini-gigantes gasosos até algo mais parecido com um mundo de água ou uma versão gigante da Terra. Ambas as observações tentam, fundamentalmente, responder a esta pergunta."

Os resultados aparecem em dois artigos separados na edição de 2 de Janeiro da revista Nature.

Fonte: Space Telescope Science Institute