Erupção inédita de luminosidade no espaço

A Nebulosa do Caranguejo impressionou os astrônomos ao emitir uma quantidade inédita de raios gama, uma forma de energia extremamente luminosa.

© Chandra (Nebulosa do Caranguejo)

A Nebulosa do Caranguejo consiste em detritos de uma estrela supernova que foi destruída em uma explosão. O que motivou a erupção sem precedentes de raios gama, ocorrida em meados de abril, é um grande mistério para os cientistas.

Aparentemente, ela vem de uma pequena área da nebulosa, há tempos considerada uma fonte constante de luz. A novidade é que o telescópio Fermi, que observa a nebulosa, detectou uma atividade luminosa ainda mais intensa na estrutura.

A emissão de raios gama durou cerca de seis dias, alcançando níveis 30 vezes maiores que o normal e, em alguns momentos, com variações a cada hora.

© NASA/Fermi (aumento na emissão de raios gama)

O fenômeno foi descrito no III Fermi Symposium que está acontecendo em Roma. Há fontes de luz em abundância no céu, mas o telescópio Fermi é programado para medir apenas os raios gama.

Eles emanam dos ambientes mais extremos do Universo e são decorrentes dos processos mais violentos, como a explosão de uma supernova. A nebulosa foi observada pela primeira vez por John Bevis em 1731, que corresponde a brilhante supernova SN 1054 registrada por astrônomos chineses e árabes em 1054.

No coração da nuvem colorida e brilhante de gás é possível observar um pulsar - uma estrela que emite ondas de rádio em impulsos repetidos regularmente. Mas, até o momento, nenhum dos componentes já conhecidos da nebulosa é capaz de explicar a luminosidade observada pelo Fermi.

© NASA (dados da emissão de raios-X)

"Tem de haver outra fonte para esses raios gama altamente energéticos. São necessários cerca de seis anos para a luz cruzar a nebulosa, então essas erupções têm de ser produzidas em uma região bem compacta em comparação com o tamanho da nebulosa", diz Roger Blandford, diretor de um Instituto de Astrofísica e Cosmologia nos EUA.

Desde seu lançamento, há quase três anos, o Fermi já identificou três dessas erupções. As duas primeiras foram relatadas no início deste ano na reunião da Sociedade Astronômica Americana.

Essas erupções liberam raios gama com energia de mais de 100 MeV (milhões de elétron-volts). Mas a erupção mais recente da Nebulosa do Caranguejo é mais de cinco vezes mais intensa do que qualquer outra emanação de luz já observada.

A principal suspeita do fenômeno até agora é de que, em uma região próxima ao pulsar, intensos campos magnéticos vão em direções opostas, reorganizando-se repentinamente e acelerando partículas a uma velocidade próxima à da luz.

À medida que eles se movem em caminhos curvados, as partículas emitiriam os raios gama observados no Fermi.

O telescópio foi lançado em 2008, e é uma parceria da NASA com alguns países europeus e asiáticos. Seu nome é uma homenagem a Enrico Fermi, físico ítalo-americano que trabalhou no desenvolvimento do primeiro reator nuclear e que recebeu o Nobel de Física em 1938 por sua pesquisa sobre a radiatividade.

Fonte: NASA

Imagem do asteroide Vesta pela sonda Dawn

A NASA divulgou a primeira imagem feita pela sonda especial Dawn do asteroide gigante Vesta.

© NASA (asteroide Vesta)

A expectativa é que a nave comece a orbitar o asteroide em 16 de julho, quando estará a 188 milhões de km da Terra.

Dawn foi lançada há quase quatro anos, em setembro de 2007, e possui a longa e lenta missão de revelar segredos do Sistema Solar por meio do estudo do asteroide Vesta e do planeta-anão Ceres, devendo percorrer 5 bilhões de km ao final da missão.

A imagem registrada pelas câmeras da sonda foi feita no dia 3 de maio e o asteroide aparece como uma luz brilhante, cercado de estrelas ao fundo. Vesta passui cerca de 520 km de diâmetro, sendo o terceiro maior asteroide do Sistema Solar. Telescópios espaciais já obtiveram imagens do objeto brilhante, mas com pouca riqueza de detalhes.

A sonda espacial leva instrumentos fotográficos e científicos para estudar a superfície do asteroide e analisar sua força gravitacional. A objetivo da missão da Dawn é ajudar a compreender os primeiros momentos da aparição do Sistema Solar, há 4,6 bilhões de anos.

Fonte: NASA

O carbono primordial que originou a vida

Praticamente todos os elementos químicos mais pesados do que o hélio exigem as condições extremas encontradas no interior das estrelas para se formarem.

© Hubble (galáxia M64)

No caso do carbono - um elemento fundamental para a vida na Terra - é necessário que seu núcleo passe por um certo estado intermediário especial, para que ele possa se formar no interior das estrelas,

Esse estado - chamado estado de Hoyle - é uma forma do núcleo de carbono rica em energia, uma espécie de passo intermediário entre o núcleo de hélio e o núcleo de carbono, muito mais pesado.

O problema é que os cientistas vinham tentando calcular o estado de Hoyle há quase de 60 anos, sem sucesso.

Se o estado de Hoyle não existisse, as estrelas poderiam gerar apenas quantidades muito pequenas não apenas do carbono, mas também de outros elementos mais pesados, como oxigênio, nitrogênio e ferro.

Ou seja, sem esse passo intermediário, o Universo não seria mais do que uma massa gasosa ou gelatinosa, com muito poucos elementos pesados.

Sem esse tipo específico de núcleo de carbono, a vida como a conhecemos não teria sido possível - e, eventualmente, nem mesmo o Universo como o conhecemos.

Mas a vida e o Universo existem, com todos os elementos pesados - logo, a peça que faltava ao quebra-cabeças deveria estar em algum lugar.

O processo de formação do carbono no interior das estrelas é chamado processo triplo alfa: duas partículas alfa, que são núcleos de hélio, reagem para formar o berílio-8, que, por sua vez, reage com uma terceira partícula alfa para formar o carbono-12.

© Wikipédia (processo triplo alfa)

Esse, contudo, não é o carbono-12 que conhecemos hoje, mas um estado especial de alta energia, ou estado de Hoyle.

O estado de Hoyle não é exatamente um átomo, mas um estado de ressonância, o que significa que ele não pode ser localizado espacialmente e tem uma meia vida finita, determinada pela energia que falta para o limite de emissão da partícula.

Apenas 1 em cada 2.500 estados de ressonância vão de fato decair e gerar um carbono-12 estável, como o conhecemos.

Fred Hoyle previu o estado de ressonância em 1954 e alguns anos depois experimentalistas comprovaram sua existência.

Mas, até agora, ninguém havia conseguido entender exatamente o estado de ressonância e descrevê-lo matematicamente.

"As tentativas de calcular o estado de Hoyle têm fracassado desde 1954. Mas agora, nós conseguimos," comemora o Dr. Ulf-G. Meibner, da Universidade de Bonn, na Alemanha.

Segundo os pesquisadores, esses cálculos vinham fracassando porque não se estava adotando uma precisão suficiente paras as forças atuando entre os diversos núcleos - é o que os cientistas chamam de cálculos de primeiros princípios, que partem das forças mais fundamentais da natureza para simular a evolução, neste caso, dos átomos de carbono.

Depois de uma semana ininterrupta de uso de um supercomputador, os cientistas obtiveram resultados que coincidem tão bem com os dados experimentais que eles acreditam ter de fato calculado o estado de Hoyle.

"Agora nós podemos analisar esta forma essencial do núcleo de carbono em cada detalhe," diz o Dr. Meibner. "Nós iremos determinar seu tamanho e sua estrutura. E isso também significa que agora poderemos analisar em detalhes toda a cadeia de formação dos elementos químicos."

Durante décadas, o estado de Hoyle foi o melhor exemplo para a teoria de que as constantes fundamentais da natureza devem ter precisamente os seus valores verificados experimentalmente, e não quaisquer outros, pois, caso contrário, não estaríamos aqui para observar o Universo - este é o chamado princípio antrópico.

"Para o estado de Hoyle, isso significa que ele deve ter exatamente a quantidade de energia que ele tem, ou então nós não existiríamos", afirma o Dr. Meibner. "Agora nós podemos calcular se, em um mundo diferente, com outros parâmetros, o estado de Hoyle teria de fato uma energia diferente quando comparado com a massa de três núcleos de hélio."

Se o estado de Hoyle foi de fato obtido, os cálculos validariam o princípio antrópico.

Fonte: Physical Review Letters

O fator buraco negro

O que surgiu primeiro, os buracos negros ou as galáxias? Esta é a pergunta que João Evangelista Steiner, professor do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (USP) procurou responder na palestra “Buracos negros: sementes ou cemitérios de galáxias?”.

© NASA (ilustração de um buraco negro)

No encontro realizado no dia 5, o coordenador do Instituto Nacional Avançado de Astrofísica – um dos INCTs apoiados em São Paulo pela FAPESP e pelo CNPq –, destacou os avanços nos últimos dez anos na área, como a confirmação da existência de um buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea, a medida do momento angular dos buracos negros estelares e supermassivos e o paradigma da coevolução entre galáxias e buracos negros.

De modo geral, buracos negros são objetos espaciais compactados cuja superfície possui aceleração infinita, tornando-a irresistível. Devido a esse fenômeno, toda matéria próxima a um buraco negro é capturada.

“Até mesmo a luz próxima é capturada. O espectador não enxerga nada, pois a matéria (gás) ou qualquer outro tipo de informação produzida dentro dele não consegue escapar à superfície de singularidade de aceleração. Para quem o vê de fora, o objeto é um buraco negro, onde tudo entra e nada sai”, exemplificou Steiner.

Atualmente, os buracos negros são divididos em duas categorias: estelares e supermassivos. Na primeira, são alimentados por uma estrela vizinha. “Como esses fenômenos galácticos não emitem qualquer tipo de luz, a medição do espectro só é possível quando se encontra em um sistema binário, isto é, quando há uma estrela companheira. Nesse caso, o buraco negro suga a matéria dela”, disse Steiner.

O primeiro objeto encontrado na Via Láctea com essa característica foi uma fonte, confirmada em 1973, de raios X denominada Cygnus X-1. “Ela se mostrou tão densa que ou poderia ser uma estrela de nêutrons – aquelas cuja densidade pode chegar a 10 trilhões de vezes a da água [que tem 1g/cm³] e estão associadas a explosões de supernovas – ou um buraco negro. Mas, ao medir sua massa, os cientistas observaram que era algo muito maior do que uma estrela de nêutrons”, contou.

Os buracos negros estelares têm entre 5 e 20 vezes a massa do Sol e são originados pela explosão de uma estrela. Estima-se que a temperatura atinja em torno de 100 milhões a 1 bilhão de Kelvin, devido ao processo de transformação de energia potencial gravitacional em térmica e, finalmente, luminosa.

Dos bilhões de estrelas na Via Láctea, calcula-se que existam cerca de 10 milhões de buracos negros estelares. Até agora, os cientistas conseguiram identificar apenas 20. “Se eles não estiverem em sistema binário, não teremos nem como observá-los”, disse Steiner.

© ESO (a galáxia NGC 300 abriga o maior buraco negro existente)

Evidências da outra categoria, os supermassivos, surgiram na mesma época dos estelares. Os buracos negros supermassivos podem chegar a 4 bilhões de vezes a massa do Sol e estão sempre localizados no centro de galáxias devido à gravidade.

“A ideia dos supermassivos surgiu com a descoberta dos quasares, objetos extremamente luminosos e compactos, capazes de brilhar mais que uma galáxia inteira, mas com o volume de um sistema solar”, pontuou Steiner. Já foram identificadas e calculadas as massas de 50 buracos negros desse tipo.

Entre os avanços da década na astrofísica dos buracos negros citados por Steiner, o mais recente é a medição do momento angular, ou seja, o quanto ele gira em torno do próprio eixo. “Medir o momento angular é ainda mais difícil do que calcular a massa desses fenômenos galácticos”, disse.

De todos os buracos negros conhecidos, de ambas as categorias, sabe-se o momento angular de apenas 13 deles, sendo oito estelares e cinco supermassivos. “Quase todos giram com velocidade máxima, ou seja, têm o momento angular próximo de 1. Apenas um deles apresentou resultado inferior a 0,5”, disse.

De acordo com o professor do IAG-USP, há anos se especulava sobre a existência de um buraco negro supermassivo desativado no centro da Via Láctea. “Se ela tivesse um buraco negro capturando gás, seria facilmente visível, pois ele estaria produzindo uma grande quantidade de energia que poderia ser observada. Mas isso não ocorre”, destacou.

Para Steiner, essa característica física se configura num quasar morto e que justifica o motivo pelo qual outros buracos negros supermassivos ainda não foram identificados.

A confirmação desse objeto desativado veio em 2002 com a publicação de um estudo da órbita de uma estrela vizinha. O objeto escuro, que possui 4 milhões de massas solares, foi observado por um grupo de cientistas durante 15 anos. “Cedo ou tarde, uma das estrelas que giram em torno desse objeto irá colidir e liberar gás suficiente para libertar o quasar”, disse.

Outra descoberta recente da astrofísica dos buracos negros é o paradigma sobre a evolução desses fenômenos, que explica por que todas as galáxias têm um buraco negro em seu centro.

Steiner explicou que existe uma correlação entre a massa do buraco negro e a massa da galáxia que o hospeda. A galáxia sempre tem 500 vezes mais massa do que seu buraco negro. “Essa é a regra. O buraco negro determina a evolução da galáxia e vice-versa. Ambos coevoluiram desde o Big Bang”, disse.

O astrofísico destacou que se não existissem os buracos negros as galáxias não existiriam ou elas não teriam as configurações que conhecemos hoje. “Para compreender o Universo, temos que levar em consideração o fator buraco negro. Ele tem um papel fundamental e é esse o paradigma da coevolução”, disse.

Fonte: FAPESP (Agência)

Um buraco negro espelhado

Há quase meio século os astrofísicos catalogam regiões do espaço tão densas e compactas, dotadas de um enorme campo gravitacional, que delas nada escapa, nem a luz.

© Aurore Simonnet/NASA (ilustração de um buraco negro)

Até agora foram identificados buracos negros, como são denominados genericamente esses pontos do Universo em que o espaço e tempo se encontram deformados, dos mais variados tipos e tamanhos. Para ficar apenas em dois casos extremos, pouco mais de 1% das estrelas conhecidas pode, no final de sua vida, virar pequenos sugadores de matéria e a maioria das galáxias, talvez até todas, abriga no seu interior buracos negros supermassivos, com massa superior à de milhões ou bilhões de sóis.

Um forte indício da existência de mais uma variante desses objetos de natureza singular foi obtido pelo astrofísico João Steiner, da Universidade de São Paulo (USP), e dois de seus alunos de doutorado, Tiago Ricci e Roberto Menezes, ambos bolsistas da FAPESP.  Por meio do emprego de um sofisticado método de análise de dados tridimensionais, inventado por eles mesmos, os pesquisadores encontraram um buraco negro espelhado –  ou seja, um buraco negro e sua imagem projetada num cone de íons de hidrogênio que se comporta como um espelho –  no centro da NGC 7097, galáxia elíptica situada na constelação austral de Grus, a aproximadamente 105 milhões de anos-luz da Terra. “É a primeira vez que se registra esse fenômeno, previsto antes apenas em teoria”, diz Steiner, que vai publicar um artigo sobre o achado na revista científica Astrophysical Journal Letters.

© IAG-USP/GEMINI (o que foi visto no centro da galáxia NGC 7097)

O buraco negro e sua imagem se encontram tão próximos que é quase impossível distingui-los. A distância que os separa é da ordem de 20% de um segundo de arco. Medida usada em astronomia, um segundo de arco equivale a 1/3.600 de um ângulo com um grau de comprimento. Em outras palavras, um nada se interpõe entre o objeto real e o virtual. “Nosso método permite ver dois pontos no centro da galáxia onde outras técnicas enxergam apenas um”, afirma Steiner.
Por definição, um buraco negro não pode ser observado em nenhum dos comprimentos da onda eletromagnética. Não há, portanto,  prova cabal  de sua existência, apenas indícios indiretos. Pouco antes de ser engolida pelo buraco negro, a matéria está tão aquecida que libera energia na forma de radiação, como raios X.  Fontes misteriosas ou inexplicadas de radiação em certos pontos do Universo, como no centro de galáxias com um núcleo ainda ativo, são interpretadas pelos astrofísicos como associadas a buracos negros.
No caso da NGC 7097, as evidências da presença de um objeto com essas características foram captadas por um espectrógrafo de campo integral instalado no telescópio Gemini Sul, situado em Cerro Pachon, no Chile, projeto internacional do qual o Brasil é um dos sócios. O instrumento gera informações extremamente detalhadas sobre o céu e o objeto observado na forma de um cubo de dados, em 3D.  Duas dimensões do cubo são espaciais: imagens bidimensionais que representam a altura e a largura da região analisada. A terceira dimensão, equivalente à profundidade, é dada na forma de um gráfico do espectro, das chamadas linhas de emissão de energia, obtido do objeto estudado. Esse tipo de espectrógrafo produz tanta informação que a extração de dados relevantes para estudos científicos é apenas parcial, e não otimizada de forma matemática.
Para contornar essa limitação, Steiner e seus alunos criaram há dois anos um método estatístico de análise dos chamados componentes principais dos cubos de dados.Inspirada levemente na tomografia usada na medicina, a técnica filtra os registros produzidos pelo espectrógrafo e  resume e ordena 99,9% dos dados na forma de um conjunto de cinco imagens e seus respectivos gráficos. Apenas a primeira foto contém 99,53% da informação do cubo de dados. Juntas, a segunda, terceira, quarta e quinta imagens representam o restante 0,46%.
A título de exemplo, a imagem que revelou o espelho com a projeção do buraco negro da NGC 7097 equivale a 0,02% da informação contida no cubo de dados sobre a galáxia.

A técnica pode ser útil para trazer à tona fenômenos sutis do Universo. “Ela pode revelar um sinal fraco ‘escondido’ no meio de outro mais forte, como é o caso da assinatura de buracos negros supermassivos no centro das galáxias, onde a luz é dominada pela emissão das estrelas”, afirma a astrofísica Thaisa Storchi-Bergmann, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), que também usa o método.

Fonte: FAPESP (Pesquisa)

Tempestade de gás varrendo galáxia

O telescópio especial Herschel da ESA (agência espacial europeia), registrou imagens de tempestades de gás molecular varrendo o centro de galáxias.

© ESA (ilustração de galáxia com escape de gás molecular)

Os ventos sopram a uma velocidade de 1 mil km/s, sendo milhares de vezes mais rápidos que os furacões.

Essa é a primeira vez que as tempestades de gás molecular foram observadas em profundidade nas galáxias. "Com o Herschel, nós agora temos a chance de estudar o que essas tempestades significam para a evolução das galáxias", disse Eckhard Sturm, um dos autores do estudo.

A observação mostra que as galáxias mais ativas contém ventos descomunais, que podem impedir a formação de novas estrelas porque "roubam" a matéria-prima necessária, o reservatório de gás molecular da galáxia.

Segundo os pesquisadores, os ventos podem ser gerados pela intensa emissão de luz e partículas de estrelas jovens, por ondas de choque da explosão de estrelas velhas e ainda pela radiação emitida com os redemoinhos de matéria ao redor do buraco negro.

Fonte: ESA

Campos magnéticos cósmicos

Os campos magnéticos desempenham importante função na formação de estrelas, permitindo que uma protoestrela perca momento angular.

© MPIfR (rádio polarizado e campo magnético da NCC 6946)

O movimento de rotação da protoestrela é retardado por uma força de arraste, provocado pelo campo magnético, contra o disco de acreção circundante.

Os discos de acreção ao redor de estrelas com a dimensão dos buracos negros criam jatos que injetam material ionizado e quente no meio interestelar, enquanto que a região central de buracos negros supermassivos pode criar jatos que injetam esse material para o meio intergaláctico.

No interior das galáxias, os campos magnéticos surgem a partir do fluxo turbulento de material ionizado, talvez mais agitado devido às explosões de supernovas.

© MPIfR (emissão em rádio e campo magnético da NGC 1097)

Os campos magnéticos primordiais podem ser ampliados ainda mais por um efeito do dínamo de corrente, sendo atraídos para o fluxo de rotação da galáxia.

Na escala galáctica os campos magnéticos são muitas vezes vistos em padrões espirais, formando-se em toda a galáxia de disco, e também evidenciando alguma estrutura vertical.

Os campos magnéticos podem ser indiretamente identificados através da polarização da luz, do efeito Zeeman ou da rotação de Faraday.

A força média, entre clusters galácticos, dos campos magnéticos tem valores na ordem 3 x 10^-6 G (gauss). A média do campo magnético da Terra é de 0,5 G e um ímã de geladeira é de cerca de 50 G. No entanto, esses campos entre clusters oferecem a oportunidade de rastrear interações passadas entre as galáxias e possibilita a determinação da função exercida dos campos magnétios no início do Universo, especialmente na formação das primeiras estrelas e galáxias.

Fonte: Instituto Max-Planck e Universe Today

Asteroide gigante passará próximo da Terra

Um asteroide gigante que se move em direção à Terra vai passar por nosso planeta entre 8 e 9 de novembro de 2011.

© NASA (animação da trajetória do asteroide YU55)

O asteroide 2005 YU55 foi descoberto no dia 28 de dezembro de 2005 por Robert McMillan, do Programa de Observação Espacial, perto de Tucson, no Arizona, Estados Unidos.

O asteroide possui quase 400 m de largura e pesa 55 milhões de toneladas, sendo o maior objeto a se aproximar tão perto da Terra. O objeto quem tem um período de 14 meses, vai passar a uma distância de 324 mil km da Terra. Essa distância é mais próxima da Terra que a Lua, que orbita a mais de 384 mil km.

O asteroide vai poder ser visível com pequenos telescópios. O corpo celeste não representa perigo para o nosso planeta, mas poderá revelar detalhes importantes do Sistema Solar.

Fonte: NASA

Sonda confirma teoria de Albert Einstein

O físico Albert Einstein apresentou a Teoria da Relatividade Restrita em 1905 e a teoria Geral da Relatividade em 1915, mudando para sempre nosso entendimento do Universo.

© Cosmo Novas (distorção do espaço-tempo por corpos massivos)

Agora, a NASA anunciou que a sonda Gravity Probe B confirmou a Teoria Geral da Relatividade, que indaga que a presença de matéria provoca distorções no espaço e no tempo. A missão Gravity Probe B é liderada pelo físico Francis Everitt da Universidade de Stanford, nos Estados Unidos.
A Gravity Probe B foi lançada em Abril de 2004, em uma órbita de mais de 600 km sobre a Terra. A bordo, quatro giroscópios extremamente precisos, construídos seguindo as idéias de Leonard Schiff. Mais de 40 anos antes, em 1959, Schiff havia proposto que a presença do espaço-tempo poderia ser verificada com a utilização de giroscópios. A sonda também possuía um telescópio precisamente apontado para uma estrela-guia, a IM Pegasi.
Seguindo apenas as Leis de Newton, um giroscópio situado na órbita terrestre deverá ficar perfeitamente fixo. Mas se o espaço-tempo curva-se pela ação de uma força gravitacional, o giroscópio, devido à sua inércia natural, deverá mover-se com ele, previsão feita por Einstein. Foi preciso esperar bastante pelo desenvolvimento da tecnologia necessária para construir esses giroscópios com a precisão necessária.

© NASA (ilustração da sonda medindo a curvatura do espaço-tempo)

A Gravity Probe B foi construída para testar dois efeitos previstos por Einstein: o efeito geodésico - como a Terra curva o espaço-tempo - e o efeito de arrasto - como a rotação da Terra distorce o espaço-tempo ao seu redor. Seguindo a teoria de Einstein, o efeito geodésico deve causar uma inclinação de 0,0018 graus nos giroscópios. Já o efeito de arrasto de referenciais deve causar uma inclinação de 0,000011 graus. Em órbita, a sonda mediu a distorção provocada pela massa do planeta Terra.

As tecnologias criadas para desenvolver a sonda gravitacional foram utilizadas posteriormente para elaborar os sistemas de posicionamento global (GPS) e o cálculo da radiação de fundo do Universo, que é a base da teoria do Big Bang e concedeu o prêmio Nobel a John Mather, da NASA.

As medições da sonda se aproximam significativamente com as projeções de Einstein, de acordo com as descobertas publicadas na revista científica Physical Review Letters.

Fonte: NASA

Duas imagens de uma galáxia deformada

A galáxia do Gancho de Carne ou NGC 2442, situada na constelação austral do Peixe Voador é facilmente reconhecida pelos seus braços em espiral assimétricos. Pensa-se que a aparência distorcida da galáxia se deve à interação gravitacional com outra galáxia em determinado momento da sua evolução - embora até agora os astrônomos não tenham conseguido identificar de forma clara esse outro objeto.

© ESO (NGC 2442)

Esta imagem de campo largo, obtida com o instrumento Wide Field Imager montado no telescópio MPG/ESO de 2,2 metros em La Silla, Chile, mostra muito claramente o duplo gancho que dá a esta galáxia a sua alcunha. Esta imagem mostra igualmente outras galáxias próximas de NGC 2442 e outras ainda, mais distantes, que formam um pano de fundo bastante rico. Embora o instrumento Wide Field Imager no solo não consiga atingir a nitidez das imagens do Hubble no espaço, pode no entanto cobrir uma área muito maior do céu numa única exposição. Estes dois instrumentos fornecem muitas vezes aos astrônomos informações complementares entre si.
Uma imagem de perto obtida com o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA mostra o núcleo da galáxia e o mais compacto dos dois braços em espiral. Em 1999 uma estrela de grande massa no final da sua vida explodiu neste braço sob a forma de supernova. Comparando observações mais antigas feitas a partir do solo, imagens do Hubble de 2001 e estas imagens obtidas no final de 2006, os astrônomos puderam estudar em detalhe o que aconteceu à estrela nos seus últimos momentos. Na altura da obtenção desta imagem a própria supernova já se desvaneceu e não é visível.
As observações do ESO também destacam a outra ponta do ciclo de vida das estrelas relativamente ao Hubble. Pontilhadas ao longo da galáxia e particularmente no mais comprido dos braços em espiral, encontram-se zonas vermelho/rosa. Esta cor vem do gás de hidrogênio nas regiões de formação estelar: à medida que a forte radiação das estrelas recém-nascidas excita o gás nas nuvens a partir das quais elas se formaram, este gás brilha intensamente em tons de vermelho. 
A interação com outra galáxia que originou a estranha forma assimétrica da Galáxia do Gancho de Carne pode também, e muito provavelmente, ter originado este recente episódio de formação estelar. As mesmas forças de maré que deformaram a galáxia alteraram as nuvens de gás dando origem ao seu colapso gravitacional.

Fonte: ESO

Colisão de asteroides vista por telescópios

No ano passado, astrônomos notaram que um asteroide, chamado (596) Scheila, estava apresentando um brilho repentino e algumas emanações ligeiras, semelhantes aos jatos emitidos pelos cometas.

© NASA (imagem em ultravioleta e visível do asteroide Scheila)

Agora, dados dos telescópios espaciais Hubble e Swift mostraram que esse comportamento inesperado ocorreu porque o Scheila foi atingido por um asteroide até então desconhecido, mas muito menor. O asteroide Scheila, que mede pouco mais de 113 quilômetros de diâmetro, foi descoberto em 1906. Ele tem aproximadamente 70 km de diâmetro e orbita o Sol a cada cinco anos.

"As colisões de asteroides produzem fragmentos de rochas, de gigantescos blocos até uma fina poeira, que acabam se chocando com os planetas e suas luas," explica Dennis Bodewits, astrônoma da Universidade de Maryland, que analisou as imagens do telescópio Swift. "Mesmo sendo comuns, esta é a primeira vez que fomos capazes de observar uma colisão poucas semanas depois do impacto, antes que as evidências se dissipassem."

© NASA (asteroide Scheila circundado por uma nuvem de partículas)

"Os dados do Hubble podem ser explicados por um impacto, a 18.000 km/h, com um asteroide desconhecido medindo cerca de 30 metros de diâmetro," afirmou David Jewitt, cientista da Universidade da Califórnia, que analisou o outro conjunto de dados.

Foi o Hubble que detectou a primeira colisão entre asteroides em 2009, que produziu um rastro espetacular em forma de X.

Os astrônomos calculam que o impacto ocorreu em um ângulo de 30 graus, criando uma cratera de 300 metros de diâmetro no asteroide Scheila, o que arremessou para o espaço cerca de 660.000 toneladas de detritos.

Isto é 10.000 vezes mais do que o material ejetado quando a sonda Impacto Profundo chocou-se contra o cometa Tempel 1.

Fonte: Astrophysical Journal Letters

O lado negro de Titã

A missão da sonda espacial Cassini divulgou uma imagem do lado negro da maior lua de Saturno, Titã.

© JPL/NASA (atmosfera de Titã)

O registro foi feito em 26 de novembro de 2010, quando a sonda estava a 1,9 milhões de km do satélite natural.

A missão Cassini-Huygens é administrada pelas agências espaciais americana (NASA), europeia (ESA) e italiana (ASI). A imagem mostra um halo formado quando a luz se espalha na atmosfera de Titã. A escala da imagem é de 12 km por pixel. A camada mais fraca vista na imagem é a escassa atmosfera da lua e tem cerca de 5.150 km de espessura.

Fonte: NASA

Volta aos primórdios do Universo

No início da formação do Universo, estrelas de grande massa (pelo menos 10 vezes a massa do Sol) e vida curta eram as principais fábricas de elementos químicos que entravam na composição de novas estrelas.

 

© U. Texas (simulação da formação das primeiras estrelas)

Além de grandes, esses corpos celestes também giravam depressa, propõe um estudo liderado pela astrônoma brasileira Cristina Chiappini, do Instituto Leibnitz para Astronomia de Potsdam, na Alemanha, publicado na revista Nature desta semana.

“A presença de alguns elementos em estrelas antigas só pode ser explicada se as estrelas massivas da época tivessem rotação rápida”, explica Cristina. A ideia brotou do trabalho de Beatriz Barbuy, do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (IAG-USP), que em 2009 publicou um artigo na revista Astronomy & Astrophysics em que analisava 8 estrelas muito velhas – por volta de 12 bilhões de anos – no centro da nossa galáxia.

A astrônoma da USP examinou imagens captadas pelo Very Large Telescope (VLT), do Observatório Europeu do Sul (ESO), que registram os espectros de elementos na atmosfera dos corpos celestes. Beatriz notou uma abundância excessiva de bário e lantânio, elementos pesados que precisariam de um processo lento para se formarem. Só que essas estrelas nasceram no início da formação do Universo, quando ainda não tinha passado tempo suficiente para que esses elementos se formassem da forma tradicionalmente aceita.

Cristina logo percebeu a ligação com o trabalho do grupo do Observatório de Genebra, a que está associada, com modelos de alta rotação de estrelas. O movimento poderia explicar a presença desses metais porque funciona mesmo como uma batedeira, levando a processos de mistura dentro da estrela que permitem a captura lenta de nêutrons, produzindo os chamados elementos-s. Sem rotação, esses elementos seriam produzidos somente em estrelas de baixa massa, com tempos de vidas muito longos.

Cristina procurou então Beatriz, com quem tinha contato desde que fez doutorado na USP, e pediu que verificasse nos espectros a quantidade de outros metais, ítrio e estrôncio, nessas estrelas antigas. Voltando às imagens, viu valores perfeitamente compatíveis com o modelo da pesquisadora radicada na Europa: só estrelas de grande massa em rotação vigorosa poderiam gerar aqueles elementos nas quantidades necessárias para compor as anciãs ainda vivas hoje.

Não é a única explicação possível, mas é a mais plausível. A conclusão é ainda mais forte porque dois pesquisadores do grupo de Genebra, proponentes de outro modelo para explicar a evolução química da galáxia, também assinam o artigo da Nature. “O modelo deles explica a evolução de algumas estrelas nesse aglomerado, mas o nosso explica todas”, conta Cristina. A interpretação ainda é mais corroborada pelo trabalho de um grupo independente da Universidade do Texas, nos Estados Unidos, que com uma técnica completamente diferente demonstrou a rotação rápida das primeiras estrelas.

Para Beatriz, o trabalho quebra um paradigma aceito pela maior parte dos pesquisadores na área. “Há 30 anos, um autor falou que as estrelas velhas são compostas por elementos formados por um processo rápido, e mostramos que não é assim.” Um grande passo, mas as duas pesquisadoras brasileiras veem a publicação na Nature como uma chave que deve lhes abrir novas portas. Com a repercussão que o trabalho deve ter, elas esperam conseguir mais tempo de observação no VLT e no Hubble, telescópios disputados por pesquisadores do mundo todo e cujo uso é determinado por mérito.

“Precisamos melhorar os modelos”, completa Cristina, “mas incluir outros metais é um processo muito lento”. Não é para menos. Os elementos que as estrelas criam, e lançam no gás do Universo quando morrem, não só formam outras estrelas, mas também o Sol, a Terra e os corpos das pessoas. Não é uma busca modesta.

Fonte: FAPESP (Pesquisa)

Trânsito do planeta mais denso conhecido

O planeta, chamado 55 Cancri-e, é 60% maior em diâmetro que a Terra, mas oito vezes mais maciço. Duas vezes mais denso que a Terra - quase tão denso como o chumbo - é o mais denso planeta sólido conhecido.

© NASA e UBC (ilustração do trânsito 55 Cancri-e)

O sistema planetário de 55 Cancri na constelação do Caranguejo é composto por 5 planetas que orbitam uma estrela de tipo espectral G8 V muito rica em “metais”. O planeta 55 Cancri-e foi descoberto em 2004 por McArthur et al. utilizando o telescópio Hobby-Eberly do observatório de McDonald, no Texas. Na altura, a análise dos dados indicava que este planeta deveria possuir uma massa de cerca de 14,2 vezes a da Terra e orbitar a estrela hospedeira com um período de 2,8 dias. Em 2008, uma nova análise por Debra Fisher e colegas da San Francisco State University, detectou um planeta adicional, o 55 Cancri-f, e confirmou a existência do 55 Cancri-e. Em 2010, uma análise mais detalhada dos dados levou Rebekah Dawson e Daniel Fabrycky a propor que o verdadeiro período de do 55 Cancri-e era de 0,74 dias, pouco menos de 18 horas! Esta nova órbita, fez descer a estimativa da massa mínima do planeta para 8,3 vezes a massa da Terra e aumentou a sua probabilidade de trânsito de uns 13%, na sua órbita original, para 33%. Foi precisamente esta probabilidade elevada de trânsito que levou os autores do artigo a tentarem a sua detecção utilizando para o efeito o telescópio espacial MOST.

Com base nos trânsitos, Winn e co-autores derivam uma massa de 8,6 e um raio de 1,6, em unidades terrestres, para o planeta, correspondendo a uma densidade de 10.9 g/cm³. Este valor da densidade, cerca do dobro da terrestre, é notável e sugere que o planeta é predominantemente composto por metais e por rocha. As probabilidades de suportar uma atmosfera substancial são pequenas. O brilho da estrela hospedeira permitirá observar os trânsitos com grande detalhe com o telescópio Hubble, no visível e ultravioleta, e com o telescópio Spitzer, no infravermelho, o que possibilitará a detecção e caracterização da sua atmosfera tênue.

Fonte: SienceDaily

A galáxia anã UGC 9128

As galáxias se apresentam no Universo em diversas formas e tamanhos, com a maior parte delas classificadas como elípticas ou espirais. Contudo, algumas delas caem em categorias conhecidas como irregulares, como a UGC 9128.

© Hubble (galáxia anã UGC 9128)

A UGC 9128 é uma galáxia anã irregular, que significa não possuir uma forma definida, ela provavelmente contém somente uma centena de milhões de estrelas – muito menos estrelas do que é encontrado por exemplo em grandes galáxias espirais como a Via Láctea. As galáxias anãs são importantes para entender como o Universo tem evoluído e são quase que definidas como os blocos de construção galáctica, pelo fato das galáxias crescerem a partir da fusão de pequenas outras galáxias.

Recentemente os astrônomos estão tentando descobrir se as galáxias anãs contêm um halo similar e uma estrutura de disco parecida com as galáxias maiores, onde estrelas mais velhas são encontradas em um halo esferoidal estendido, com um disco plano sendo o lar de estrelas mais jovens. As observações da UGC 9128 indicam que elas contêm um halo similar e uma estrutura de disco.

A UGC 9128, localiza-se a aproximadamente 8 milhões de anos-luz de distância, o que significa que ela é parte do Grupo Local de mais de 30 galáxias próximas  e ela é encontrada na constelação de Boötes (O Vaqueiro). Apesar da sua distância relativamente próxima, ela é muito apagada e somente foi descoberta no século XX. A imagem do Hubble identifica claramente a população estelar da galáxia e também mostra muito mais distantes galáxias no plano de fundo.

Fonte: ESA