Quando as galáxias se apagam

Algumas galáxias atingem um ponto em suas vidas quando o processo de formação estelar acaba e elas então se desligam.

© Hubble (amostra de galáxias sem formação estelar)

As galáxias desligadas no passado distante aparecem muito menores do que as galáxias desligadas no Universo atualmente. Isso sempre foi um mistério para os astrônomos; como essas galáxias crescem se elas não tem mais formação de estrelas?

Uma equipe de astrônomos usou agora um conjunto de observações do Hubble para dar uma resposta surpreendentemente simples para essa questão cósmica de longa data.

Até agora, acreditava-se que essas pequenas galáxias desligadas cresciam se tornando as galáxias apagadas maiores que observamos hoje. Como essas galáxias não formam mais novas estrelas, acreditava-se que elas cresciam por meio da colisão e da fusão com outras galáxias apagadas menores, aproximadamente entre cinco e dez vezes menos massivas. Contudo, essas fusões necessitariam da presença de muito mais galáxias pequenas flutuando ao redor para que a população de galáxias apagadas pudessem se alimentar, o que não é observado.

Até recentemente não era possível explorar um número suficiente de galáxias desligadas, mas agora uma equipe de astrônomos usou observações feitas com a Hubble COSMOS Survey para identificar e contar essas galáxias desligadas através dos últimos oito bilhões de anos de história cósmica.

“O crescimento das galáxias desligadas tem sido um dos maiores mistérios sobre a evolução galáctica por muitos anos”, disse Marcella Carollo, da ETH Zurich, na Suíça, principal autora de um novo artigo que explora essas galáxias. “Nenhuma coleção única de imagens tem sido grande o suficiente para nos permitir estudar um grande número de galáxias exatamente da mesma maneira, até o projeto COSMOS do Hubble”, adicionou o coautor Nick Scoville da Caltech, nos EUA.

A equipe usou o grande conjunto de imagens do COSMOS, juntamente com observações adicionais feitas com o Canada-France-Hawaii Telescope e com o telescópio Subaru, ambos no Havaí, EUA, para espiar uma época em que o Universo tinha menos da metade da idade atual. Essas observações mapearam uma área no céu quase nove vezes maior do que a área da ocupada pela Lua Cheia.

As galáxias desligadas vistas nessa época eram pequenas e compactas, e surpreendentemente elas pareciam ficar do mesmo jeito. Ao invés de crescerem por intermédio de fusões através do tempo, essas galáxias pequenas mantinham o tamanho que elas tinham quando o processo de formação de estrelas parou. Então por que nós observamos essas galáxias aparentemente maiores com o passar do tempo?

“Nós descobrimos que um grande número de galáxias maiores que ao invés de se desligarem em momentos posteriores se juntaram com outras galáxias menores também desligadas dando a falsa impressão de que havia ocorrido um crescimento individual com o passar do tempo”, disse o coautor Simon Lilly, também do ETH Surich. “É como dizer que o aumento no tamanho médio de um apartamento em uma cidade não se deve à adição de novos quartos em prédios velhos, mas sim devido a construção de novos apartamentos maiores” adicionou o coautor Alvio Renzini do Observatório INAF Padua na Itália.

Isso nos diz muito sobre como as galáxias se desenvolveram nos últimos oito bilhões de anos da história do Universo. Já se sabia que as galáxias com formação de estrelas ativa eram menores no início do Universo, explicando por que elas eram menores quando o processo de formação estelar foi interrompido.

“O COSMOS nos forneceu simplesmente o melhor conjunto de observações para esse tipo de trabalho, ele nos deixou estudar um grande número de galáxias exatamente no mesmo período, o que não era possível de ser feito antes”, adiciona o coautor Peter Capak, também da Caltech. “Nosso estudo oferece uma explicação surpreendentemente simples e óbvia para esse mistério. Sempre que podemos ver simplicidade na natureza no meio de toda a complexidade aparente, é algo muito satisfatório”, concluiu Carollo.

Fonte: ESA

Dançando com a NGC 3718

Se olharmos cuidadosamente para o retrato cósmico colorido abaixo poderemos ter a revelação surpreendente de um grande número de galáxias tanto próximas quanto mais distantes na direção da constelação da Ursa Maior.

© Martin Pugh (galáxia NGC 3718)

A mais impressionante delas é a NGC 3718, a galáxia espiral dobrada localizada perto do centro da imagem. Os braços espirais da NGC 3718 parecem torcidos e estendidos, repletos com jovens aglomerados estelares azuis. Linhas de poeira obscurecem sua região central amarelada. A meros 150 mil anos-luz de distância para a direita está outra grande galáxia espiral, a NGC 3729. As duas galáxias provavelmente estão interagindo gravitacionalmente, o que provavelmente propicia a aparência peculiar da NGC 3718. Enquanto esse par de galáxias localiza-se a aproximadamente 52 milhões de anos-luz de distância da Terra, o impressionante Hickson Group 56 pode ser visto se aglomerando acima da NGC 3718, perto da parte superior da imagem. O Hickson Group 56 consiste de cinco galáxias em interação e localiza-se a aproximadamente 400 milhões de anos-luz de distância da Terra. Essa imagem foi escolhida como a imagem vencedora da competição David Malin Astrophotography Competition de 2013.

Fonte: NASA

O lado oculto da Via Láctea

Astrônomos do consórcio Sloan Digital Sky Survey III (SDSS-III) lançaram hoje um novo banco de dados público que contém informações para 60 mil estrelas e ajuda a contar a história de como a Via Láctea se formou.

© SDSS (Apogee DR10)

Trata-se do Data Release 10, cujo destaque é um novo conjunto de espectros estelares de alta resolução (medições da quantidade de luz emitida por uma estrela em cada frequência eletromagnética) na luz infravermelha, invisível aos olhos humanos mas capaz de penetrar o véu de poeira que obscurece o centro da Galáxia.
"Esta é a mais abrangente coleção de espectros estelares no infravermelho jamais produzida", diz Steven Majewski, cientista da University of Virginia que lidera o projeto Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment (APOGEE). Este é um subprojeto do SDSS-III que busca criar um censo abrangente da população estelar da Via Láctea: "Estas 60 mil estrelas foram selecionadas por estarem em partes diferentes de nossa galáxia, desde nossa vizinhança quase despovoada até o centro envolto por poeira. Nossos espectros permitem-nos retirar as cortinas que fazem com que parte da Via Láctea nos seja oculta".
"O espectro estelar contém informações importantes para o conhecimento de uma estrela. Ele indica detalhes fundamentais, como temperatura e tamanho da estrela, e quais elementos estão em sua atmosfera", afirma Jon Holtzman, da New Mexico State University, que liderou a preparação dos dados: "Os espectros são uma das melhores ferramentas de que dispomos para aprender sobre as estrelas. É como ter a foto de uma pessoa em vez de apenas conhecer sua altura e peso".
A participação do Brasil no projeto é coordenada pelo Laboratório Interinstitucional de e-Astronomia (LIneA), cuja sede fica no Observatório Nacional. "O time brasileiro colaborou com a equipe do APOGEE com simulações de populações estelares da Via Láctea, que permitiram a escolha das melhores posições do céu para apontar o instrumento, de modo a ter uma boa cobertura da galáxia. Agora, participamos do esforço de interpretação desses dados", conta o pesquisador Luiz Nicolaci da Costa, do Observatório Nacional.
A questão de como a Via Láctea se formou tem sido objeto de especulação científica e debate já há centenas de anos. O mapa tridimensional do APOGEE fornecerá informações-chave para a solução de questões centrais sobre como a nossa Galáxia se formou e evoluiu ao longo dos bilhões de anos de sua história.
Nos cenários atualmente aceitos pela comunidade científica, a Via Láctea tem atualmente três partes principais: um bojo oblongo de alta densidade no centro, o disco achatado em que vivemos, e uma componente esférica de baixa densidade chamada de "halo" que se estende por centenas de milhares de anos-luz. "Estrelas nessas diferentes regiões têm idades e composições químicas distintas, o que significa que elas se formaram em momentos diferentes e sob condições diversas ao longo da história da nossa galáxia", explica Gail Zasowski, da Ohio State University, que selecionou a melhor amostra possível de estrelas.
Quem olha para o céu a partir de um local escuro, longe do brilho esmagador das luzes da cidade, enxerga a Via Láctea aparecendo como uma faixa luminosa no céu, entrecortada por cortinas escuras. Esta faixa é o disco e bojo de nossa galáxia, e as cortinas são formadas pela poeira que bloqueia a luz visível de partes mais distantes. Devido a essa poeira, estudos anteriores eram limitados em sua capacidade de medir de forma consistente estrelas na direção do centro da Via Láctea. A solução buscada pelo APOGEE foi observar a luz infravermelha delas, que consegue atravessar com mais facilidade as nuvens de poeira. Esta capacidade de explorar regiões previamente escondidas da galáxia permite ao APOGEE conduzir o primeiro estudo abrangente da Via Láctea, do centro ao halo.
Observar dezenas de milhares de estrelas é uma tarefa demorada. Para conseguir seu objetivo de observar 100 mil estrelas em apenas três anos, o APOGEE observa até 300 estrelas diferentes ao mesmo tempo, usando cabos de fibra óptica ligados a uma grande placa de alumínio com furos alinhados à posição de cada estrela. A luz é levada através de cada fibra ao espectrógrafo APOGEE, onde uma rede prismática distribui a luz por comprimento de onda. "A grade é a primeira e maior de seu tipo já implantada em um instrumento astronômico", revela John Wilson, da University of Virginia, que liderou a equipe de design do instrumento APOGEE.
Espectros de estrelas da Apogee ajudarão a desvendar a história da nossa galáxia, e a chave para isso é conhecer a composição química e o movimento das estrelas de cada região. Como os elementos mais pesados que o hidrogênio e o hélio são produzidos em estrelas e disseminados pela galáxia por explosões e ventos estelares, os astrônomos sabem que as estrelas que tenham mais desses elementos pesados devem ter-se formado mais recentemente, após gerações estelares anteriores terem tempo para criar esses elementos pesados.
"Em descobrindo quais partes da galáxia contêm estrelas mais velhas e quais contém estrelas mais jovens, e considerando essa informação em conjunto com o modo como as estrelas estão se movendo, podemos traçar uma história detalhada de como a galáxia se formou e evoluiu para o que vemos hoje", diz Peter Frinchaboy, da Texas Christian University, que coordenou todas as observações do APOGEE.
Os dados do APOGEE também fornecem um contexto rico para investigar uma ampla gama de questões sobre as próprias estrelas. Uma vez que o APOGEE observa cada estrela-alvo várias vezes, ele pode identificar mudanças em seu espectro ao longo do tempo. Esta característica permitiu que a equipe do APOGEE descobrisse tipos incomuns de estrelas variáveis de curto período, identificasse quantas estrelas são realmente binárias com companheiros invisíveis e, até mesmo, detectasse movimentos estelares sutis causados por exoplanetas em órbita.
O Data Release 10 também publica outros 685 mil espectros de outro subprojeto do SDSS, o Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS). Esses novos espectros vêm de galáxias e quasares distantes, cuja luz corresponde a uma época muito mais jovem do Universo, justamente quando a força misteriosa conhecida como energia escura começava a influenciar a expansão do Universo. Os novos espectros coletados pelo BOSS e os espectros adicionais que o SDSS-III vai continuar a obter nos anos finais da pesquisa ajudarão os cientistas a entender o que é a energia escura.
O SDSS-III é um levantamento de seis anos voltado para estrelas próximas, a Via Láctea e o cosmos distante. O telescópio de 2,5 metros de diâmetro da Sloan Foundation, situado no Observatório Apache Point, no Novo México, conduz observações que são usadas para alimentar ou o espectroscópico óptico do BOSS ou o espectroscópio infravermelho do APOGEE. "Temos lançado dados desde 2001 e ainda não estamos perto de parar", diz o porta-voz do SDSS-III, Michael Wood-Vasey, da University of Pittsburgh: "Acesso público aos dados sempre foi um objetivo central de nosso projeto, e estamos orgulhosos de continuar essa tradição, hoje, com esta nova distribuição rica em informação sobre nossa galáxia". Todos os dados estão disponíveis para quem tiver interesse em http://www.sdss3.org/dr10. Em breve, eles também poderão ser encontrados no portal mantido pelo LineA, no endereço: http://skyserver.linea.gov.br.

Fonte: ON

Quaoar não é o mais denso astro transnetuniano

A vida não é tão simples para Quaoar, uma bola de rocha e gelo à deriva nas periferias do Sistema Solar.

© NASA (ilustração de Quaoar)

Em tempos foi o segundo no comando de Plutão, o segundo maior objeto no cinturão de Kuiper, um anel de planetas anões e outros corpos para lá da órbita de Netuno. Mas mundos recém-descobertos e maiores continuam aparecendo. Entretanto, o tamanho de Quaoar foi revisto em baixa, graças a novas e melhoradas medições. O mundo estranho foi praticamente esquecido.

Agora Quaoar pode ter perdido a honra que lhe resta, como o objeto mais denso no cinturão de Kuiper. As últimas revisões do seu tamanho, densidade e forma sugerem que o objeto negligenciado tem muito mais em comum com os seus vizinhos do que se suspeitava.

O seu novo e maior tamanho potencialmente aumenta a sua elegibilidade de adesão ao clube de planetas anões, formado como resultado da despromoção de Plutão. Só que Quaoar parece ser um elipsoide, o que lhe poderá negar entrada, até os planetas anões têm que ser esféricos.

Com o nome de um deus-criador nativo americano, Quaoar orbita a 6,5 bilhões de quilômetros do Sol. O seu tamanho coloca-o perto do limite do que o telescópio espacial Hubble pode ver, o que torna difícil obter mais detalhes.

© Hubble (Quaoar)

Trabalhos anteriores vasculharam as imagens desfocadas do Hubble e fizeram modelos de Quaoar e da sua única lua, Weywot, com base na noção de que ambos os objetos seriam mais ou menos como as luas de Urano. Essa pesquisa indicou que Quaoar tem cerca de 900 km de largura e é tão denso que pode ser principalmente rocha, incomum para o cinturão de Kuiper, onde a maioria dos objetos são misturas de gelo e poeira.

Mas imagens infravermelhas por telescópios modernos, tais como o telescópio espacial Herschel, e outras observações, mostraram que a composição da superfície de Quaoar não é nada como as das luas uranianas. Por isso, Felipe Braga-Ribas do Observatório Nacional do Rio de Janeiro, Brasil, e colegas tomaram um rumo diferente.

Em 2011 e 2012, várias equipes observaram Quaoar passando em frente de uma estrela, fazendo com que diminuísse de brilho durante um curto período de tempo. Ao cronometrar as observações e ao registar as mudanças na luz da estrela, estas ocultações proporcionaram algumas das medições mais precisas do tamanho e forma do distante Quaoar.

A equipe de Braga-Ribas calcula que Quaoar tem na realidade 1.138 km de largura, um pouco maior que o planeta anão Ceres, e que tem uma densidade de apenas 1,99 gramas por centímetro cúbico, o que pode torná-lo mais numa bola de neve suja como Plutão.

As ocultações fazem mais sentido se Quaoar for um elipsoide alongado incorporando ou uma montanha muito grande ou uma cratera profunda. O problema é que nenhuma destas características deve perdurar por muito tempo se o objeto for constituído por uma mistura de gelo e rocha.

Por isso a equipe também examinou o que seria necessário para uma forma mais suave coincidir com os dados. Assumindo pequenos erros de temporização que estão majoritariamente dentro dos limites esperados, um inexpressivo elipsoide, mas mais redondo, em forma de ovo, também pode explicar os dados.

A equipe de Braga-Ribas também relata a inexistência de uma atmosfera em Quaoar. Porém, observa-se que objetos na região do cinturão de Kuiper têm gelos moderadamente voláteis nas suas superfícies que são relativamente quentes o suficiente para produzir atmosferas ligeiras e frágeis.

No trabalho submetido à revista Astrophysical Journal Letters, Fraser e colegas apresentam os dados de quando Quaoar passou em frente de uma estrela em meados de Julho, a partir da perspectiva do telescópio Gemini Sul, no Chile. Eles descartam uma atmosfera de nitrogênio ou dióxido de carbono, mas pensam que é ainda possível uma atmosfera de metano puro, e que uma cobertura fofa e difusa de metano poderia encaixar nos resultados da ocultação de Braga-Ribas. Ou Quaoar tem um fino invólucro de gás, ou está de algum modo desafiando os nossos conhecimentos da química do cinturão de Kuiper.

O que é claro das várias observações é que Quaoar não é perfeitamente redondo. Mas quando a UAI (União Astronômica Internacional) redefiniu o termo planeta, também decidiu que os planetas anões precisam de ser massivos o suficiente para que a sua gravidade os torne pelo menos quase redondos.

O planeta anão Ceres também não é perfeitamente redondo. Isto sugere que a definição da UAI pode ter de ser reexaminada.

Fonte: New Scientist

Estrela está sendo puxada por exoplaneta

Analisando as vibrações sônicas em uma estrela distante parecida com o Sol, os astrônomos podem ter calculado exatamente quão rápido estrelas giram e quanto pesa um exoplaneta gigante próximo.

© CNES/ESA (ilustração do exoplaneta e a estrela HD 52265)

Estrelas, incluindo o Sol, experimentam ondas sonoras que varrem seu interior e causam pequenas flutuações rítmicas em seu brilho. Estudando essas variações é possível entender melhor o interior das estrelas, um emergente campo científico conhecido como asterosismologia, que é semelhante à sismologia na Terra, que ajuda os geólogos a entenderem melhor o interior do nosso planeta.

Os cientistas usaram o satélite COROT para analisar a estrela parecida com o Sol HD 52265, localizada a cerca de 92 anos-luz da Terra, na constelação de Monoceros, o Unicórnio. A estrela que tem uma massa aproximadamente equivalente a 1,2 vezes a massa do Sol e um diâmetro aproximado de 1,3 vezes o diâmetro do Sol tem entre 2,1 e 2,7 bilhões de anos de existência.

Oscilações repetidas nos movimentos da HD 52265 sugerem que a força gravitacional de um planeta gigante estava agindo, o exoplaneta denominado HD 52265b. A magnitude das oscilações sugere que o exoplaneta tem uma massa de no mínimo 1,09 vezes as massa do planeta Júpiter; os cientistas não podem ter um entendimento mais preciso com base somente nas oscilações.

As oscilações no brilho que os pesquisadores investigam estão ligadas com ondas nessa estrela que estão, pelo menos em parte baseada na sua taxa de rotação. Calcula-se que o interior da estrela HD 52265 completa uma revolução a cada 12 dias, significando que ela tem uma velocidade de revolução 2,3 vezes mais rápida que o Sol.

“Conhecer a rotação das estrelas é importante para entender os ciclos de atividades estelares”, disse Laurente Gizon, um astrofísico do Instituto Max Planck para a Pesquisa do Sistema Solar, na Alemanha e autor principal do estudo. “Campos magnéticos nas estrelas parecidas com o Sol são mantidos pela rotação e pela convecção”.

Descobrir a maneira com a qual a estrela HD 52265 rotaciona também fornece pistas sobre como o planeta HD 52265b está orientado em sua direção, assumindo que o equador da estrela esteja alinhado com o do planeta, como tipicamente acontece com os planetas no Sistema Solar. Quando esses dados são combinados com as informações sobre a magnitude das oscilações que o planeta exerce na estrela, a massa do planeta é de aproximadamente 1,85 vezes a massa do planeta Júpiter.

A pesquisa aparece na Proceedings of the National Academy of Sciences.

Fonte: New York University

Chandra observa planeta eclipsando sua estrela

A imagem abaixo mostra o HD 189733b, o primeiro exoplaneta registrado passando em frente a sua estrela em comprimentos de onda de raios X.

© NASA/CXC/M.Weiss (ilustração do sistema HD 189733)

Os observatórios de raios X Chandra da NASA e o XMM-Newton da ESA têm sido usados para observar uma queda na intensidade dos raios X enquanto que o HD 189733b transita sua estrela.

A imagem principal, é na verdade uma concepção artística que mostra o sistema do HD 189733, contendo uma estrela parecida com o Sol sendo orbitada pelo HD 189733b, um exoplaneta com o tamanho semelhante ao do planeta Júpiter. Esse Júpiter Quente está a mais de 30 vezes mais perto da sua estrela do que a Terra está do Sol, e orbita a estrela uma vez a cada 2,2 dias, como pôde ser determinado em observações anteriores. Também, na ilustração está uma estrela companheira vermelha, que foi detectada pela primeira vez em raios X com essas observações. Essa estrela orbita a estrela principal uma vez a cada 3.200 anos.

O quadro destacado contém a imagem feita pelo Chandra, do HD 189733. A fonte no meio é a estrela principal e a fonte na parte inferior direita é a estrela companheira apagada. A fonte na parte inferior da imagem é um objeto de fundo que não está contido no sistema HD 189733.

O exoplaneta propriamente dito, não pode ser observado na imagem do Chandra, já que o trânsito, na verdade envolve medir pequenas quedas na emissão de raios X pela estrela principal. Os autores estimam que a porcentagem de declínio na luz de raios X durante o trânsito é alto em torno de três vezes maior do que a queda correspondente na luz visível. Isso informa que a região que está bloqueando os raios X da estrela é substancialmente maior do que a região que está bloqueando a luz óptica da estrela, ajudando assim a determinar o tamanho da atmosfera do planeta. A extensão da atmosfera determinada a partir dos resultados é mostrada pela luz de cor azul ao redor do planeta. Recentes observações do HD 189733b feitas com o telescópio espacial Hubble têm confirmado que a atmosfera inferior do planeta tem uma cor azul profunda, devido ao preferencial espalhamento da luz azul, causada pelas partículas de silicatos na sua atmosfera.

Por aproximadamente uma década os astrônomos têm conhecimento de que a radiação ultravioleta e raios X da estrela principal no sistema HD 189733 estão evaporando a atmosfera do planeta que orbita a estrela de perto com o passar do tempo. Estima-se que o exoplaneta HD 189733b está perdendo entre 100 milhões e 600 milhões de quilogramas por segundo. Essa taxa é algo entre 25% a 65% maior do que seria se a atmosfera do planeta não fosse extensa.

A uma distância de apenas 63 anos-luz, o exoplaneta HD 189733b é o Júpiter Quente mais próximo da Terra, o que faz dele um alvo preferencial para os astrônomos que querem aprender mais sobre esse tipo de exoplaneta e sobre a atmosfera ao seu redor.

O Chandra foi usado para fazer observações de seis trânsitos pelo HD 189733b e a equipe também usou dados de arquivos do XMM-Newton para um trânsito. Esses resultados serão publicados numa futura edição do The Astrophysical Journal.

Fonte: NASA

Buraco negro ejetado de uma colisão galáctica?

Será que buracos negros abandonam suas casas e vão para outras galáxias?

© NASA (galáxia NGC 1277)

Se for o caso, uma galáxia chamada NGC 1277 pode abrigar um fugitivo em seu núcleo.

Em 2012, astrônomos descobriram um buraco negro supermassivo em seu centro, com a massa de 17 bilhões de sois, o mais massivo conhecido. Veja notícia divulgada neste blog.
Normalmente, um buraco negro tão enorme só seria encontrado em uma galáxia muito maior, o que sugere algo incomum no passado da NGC 1277. Dois astrônomos têm uma ideia: e se o buraco negro foi capturado após ser ejetado de uma colisão galáctica há bilhões de anos?
Na verdade, o buraco negro pode ser o que restou de uma galáxia ainda maior que fica nas proximidades. Há bilhões de anos, duas galáxias, cada uma carregando um buraco negro em seu núcleo, se chocaram para formar uma galáxia massiva chamada de NGC 1275.

© Hubble (galáxia NGC 1275)

Durante a colisão, os buracos negros centrais se atraíram, se fundiram, e recuaram para o espaço intergaláctico. O recém-nascido buraco negro sem casa vagou pelo aglomerado galáctico de Perseu até a galáxia NGC 1277 passar perto o suficiente para atraí-lo gravitacionalmente.
“Isso é especulação, mas é uma história divertida”, declara Gregory Shields, astrônomo da University of Texas, em Austin, e principal autor de um artigo publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters propondo esse cenário. “Você não precisa inventar nenhuma física nova. Você só precisa ter a sorte de encontrar uma galáxia menor”.
Simulações de computador mostram que quando dois buracos negros se fundem, a radiação irregular de energia gravitacional dá um chute no buraco negro resultante.
No caso de buracos negros supermassivos encontrados no centro de galáxias, esse chute pode ejetar o buraco negro final a uma velocidade de até cinco mil quilômetros por segundo, rápido o bastante para expulsá-lo de sua própria galáxia. 
Inspirado por essas simulações, Shields começou a trabalhar com Erin Bonning, astrofísica da Quest University Canada, para procurar buracos negros órfãos.
“Nós consideramos a possibilidade de que quando um buraco negro é ejetado dessa forma, ele pode arrastar um longo disco de gás consigo e continuar a se alimentar desse gás mesmo enquanto voa para longe da galáxia original”.
O conjunto de buraco negro e gás formaria um quasar flutuando livremente: um brilhante motor de radiação movido a gás superaquecido espiralando ao redor de um buraco negro massivo.
Apesar de eles ainda não terem encontrado um quasar andando entre galáxias, a ideia nunca foi abandonada. “É um processo tão fascinante que você simplesmente continua pensando nele”, comenta Shields.
Quando a descoberta de um buraco negro muito grande na NGC 1277 foi anunciada em 2012, Shields ficou atento. “Quando eu li aquele artigo, a ideia simplesmente surgiu na minha mente: aquele buraco negro se formou em uma galáxia maior e foi chutado dela”.
Karl Gebhardt, outro astrofísico da University of Texas, Austin, e co-descobridor do buraco negro da NGC 1277, está um pouco cético: “Essa é uma ideia muito interessante... mas vai precisar de muita sorte”.
Para que o cenário de Shields funcione, três fenômenos precisam ocorrer: os buracos negros precisam se fundir, o buraco negro resultante precisa ser chutado de outra galáxia (a NGC 1275) e então ser capturado pela NGC 1277.
Cada um desses eventos tem baixa probabilidade de ocorrer.
Mas em um Universo tão grande, até coisas improváveis acontecem de vez em quando. “Essa galáxia é estranha”, observa Gebhardt, “então o fato de que uma possível explicação também é estranha pode não ser tão surpreendente”.
Para descobrir o quanto a explicação é estranha será necessário observar muitas outras galáxias. “Se não houver outra galáxia com um buraco negro tão massivo [quanto esse]”, explica Gebhardt, “então algo com uma probabilidade muito baixa poderia ser uma explicação válida”.
Se, no entanto, descobrirmos que buracos negros enormes não são tão incomuns, devemos pensar em outra explicação.
A NGC 1277 pode já ter sido uma galáxia maior, e pode ter tido muitas de suas estrelas e gás roubados durante uma colisão próxima. Ou talvez o buraco negro tenha sido ejetado a partir de uma grande galáxia e arrastado o núcleo dessa galáxia consigo. Todos os cenários em que astrônomos conseguem pensar, porém, começam com o buraco negro surgindo em uma galáxia muito maior.
Descobrir de onde vêm esses buracos negros colossais pode levar a pistas sobre como galáxias evoluem.
Há algum tempo astrônomos sabem que buracos negros supermassivos e suas galáxias hospedeiras exercem influência um sobre o outro. Conforme galáxias aumentam devido a colisões sucessivas, os buracos negros crescem.
Um buraco negro massivo pode se acender como um quasar ao sugar gases que teriam formado novas estrelas. O gás então dispara jatos com milhares de anos-luz de comprimento, reduzindo a formação estelar da galáxia.
“As pessoas estão vendo a simbiose de um buraco negro, a energia que ele produz como um quasar, e a evolução da própria galáxia como uma parceria que pode ter influências significativas de uma forma ou de outra”, finaliza Shields. “Então nós queremos entender como buracos negros chegam às galáxias”.

Fonte: Scientific American Brasil

Messier 100: Esplendor grandioso

As galáxias espirais são geralmente objetos esteticamente muito atraentes, ainda mais quando nos aparecem de frente.

© ESO/VLT (galáxia M100)

Esta imagem mostra um exemplo particularmente bonito: trata-se da galáxia espiral Messier 100, situada a cerca de 55 milhões de anos-luz de distância, na região sul da constelação da Cabeleira de Berenice.
Além dos braços espirais extremamente bem definidos, Messier 100 apresenta também no seu centro uma estrutura em barra muito tênue, o que permite classificá-la como sendo do tipo SAB. Embora não seja muito óbvia a partir desta imagem, os cientistas confirmaram efetivamente a existência da barra ao observar a galáxia em outros comprimentos de onda.
Esta imagem muito detalhada mostra as características principais que se esperam de uma galáxia deste tipo: enorme nuvens de hidrogênio gasoso, que brilham em regiões avermelhadas quando re-emitem a energia absorvida, emitida por estrelas de grande massa recentemente formadas; o brilho uniforme das estrelas mais velhas amareladas situadas próximo do centro; e as manchas negras de poeira que se entrelaçam por entre os braços da galáxia.
Messier 100 é um dos membros mais brilhantes do aglomerado da Virgem, constituído pelas galáxias mais próximas da Via Láctea, e que contém mais de 200 galáxias, incluindo espirais, elípticas e irregulares. Esta fotografia é a combinação de imagens obtidas com o instrumento FORS, montado no Very Large Telescope do ESO, no Observatório do Paranal, no Chile, com os filtros vermelho (R), verde (V) e azul (B).

Fonte: ESO

Terceira supernova descoberta na galáxia M74

A galáxia M74 não somente pode ser considerada uma espiral quase que perfeita como também é um local repleto de atividades de supernovas, em onze anos três supernovas explodiram nessa galáxia.

© Jim Misti (galáxia M74)

O mais novo objeto chamado PSN J01364816+1545310, cujo nome oficial é SN 2013ej, foi descoberto brilhando com uma magnitude de 12,4  pelo projeto conhecido como Lick Observatory Supernova Search, no Observatório Lick perto de San Jose, na Califórnia.

A M74 é uma galáxia espiral clássica com braços que parecem ser soprados do núcleo brilhante repleto de estrelas. Localizada a 32 milhões de anos-luz de distância na constelação de Pisces, a M74 contém algo em torno de 100 bilhões de estrelas. Os braços espirais são pontuados com densos aglomerados estelares e com nuvens rosas de gás hidrogênio fluorescente.

A pesquisa do Lick usa um telescópio robótico de 76 cm dedicado especificamente para vasculhar o céu procurando por novas supernovas. Ele registrou a última explosão estelar na M74 no dia 25 de Julho de 2013. Anteriormente duas supernovas já haviam explodido nessa galáxia, a SN 2002ap e a SN 2003gd, com magnitudes 12 e 13 respectivamente.

© Remanzacco Observatory (supernova 2013ej)

A imagem acima mostra a localização da supernova 2013ej feita por uma equipe de astrônomos usando um espectrógrafo no Faulkes Telescope South em Siding Spring, na Austrália, fizeram um estudo separado da luz da supernova e agora sabem exatamente o que explodiu. Tudo indica que essa supernova se originou de uma estrela supergigante com no mínimo 8 vezes a massa do Sol. Após uma vida relativamente curta de milhões de anos, a supergigante esgotou seu combustível. Com o gás esgotado e com nenhuma nova energia sendo produzida em seu núcleo para contrapor a força da gravidade, a estrela implodiu, enviando uma onda de choque em direções opostas.

A explosão de supernova, que é do Tipo II, enviou o material estelar para o espaço a uma velocidade aproximada de 70.000 km/s. O mais espetacular, é que uma poderosa explosão de supernova pode lançar energia equivalente àquela produzida pelo Sol em todos os seus 10 bilhões de anos de vida.

Enquanto a M74 é relativamente brilhante e aparece de modo espetacular nas imagens de longa exposição, em telescópios menores ela é apagada e sem brilho.

Fonte: Universe Today

Os exoplanetas mais velhos já descobertos

Dois grandes planetas do tamanho de Júpiter estão entre os mundos alienígenas mais velhos já descobertos.

© UMN/LCSE (exoplanetas se formando ao redor de estrela vermelha)

Eles foram descobertos em 2012 orbitando uma estrela localizada a 375 anos-luz de distância da Terra, que irá em breve se transformar em uma gigante vermelha. “A própria Via Láctea ainda não está completamente formada”, disse Johny Setiawan, do Max-Planck Institute for Astronomy em Heidelberg, na Alemanha. Durante uma pesquisa usando a técnica de velocidade radial, onde os astrônomos observam por oscilações periódicas na luz da estrela devido a força gravitacional de corpos que a orbitam, Setiawan e seus colegas descobriram as assinaturas de dois planetas orbitando a estrela, chamada de HIP 11952.

Com uma idade estimada de 12,8 bilhões de anos, a estrela hospedeira e seus planetas, muito provavelmente se formaram no alvorecer do Universo, menos de um bilhão de anos depois do Big Bang. Com base no cálculo feito pela equipe, um exoplaneta é quase tão massivo quanto Júpiter e completa a sua órbita em aproximadamente sete dias. O outro exoplaneta tem cerca de três vezes a massa de Júpiter e tem um período orbital de nove meses e meio.

“Normalmente os planetas se formam pouco depois da formação da estrela. Planetas de segunda geração podem também se formar depois da estrela morta, mas isso ainda se encontra em debate”, disse Setiawan.

A descoberta indica que a formação do planeta no início do Universo foi possível apesar do fato das estrelas existentes naquela época possuírem uma deficiência de elementos mais pesados do que o hidrogênio e o hélio, o que vai contra a vastamente aceita teoria do modelo do crescimento, que diz que os elementos mais pesados são necessários para formar os planetas. No caso da HIP 11952, sua abundância em ferro é somente um por cento daquela existente no Sol.

A teoria do crescimento tem por muito tempo tido o suporte de observações: A maior parte das estrelas que abrigam planetas e que foram descobertas até o momento são relativamente jovens e possuem uma quantidade moderada de metais, mas os astrônomos pensam que o modelo de crescimento esteja correto pois os caçadores de planetas usando os dados da missão Kepler têm observado na maior parte das vezes estrelas jovens e parecidas com o Sol.

Para verificar essa questão é necessário fazer uma busca de planetas ao redor de estrelas mais velhas e pobres em metal, completa Setiawan.

Um artigo foi publicado no periódico Astronomy & Astrophysics.

Fonte: Daily Galaxy

Misteriosos centauros podem ser cometas

A verdadeira identidade dos centauros, os pequenos corpos celestes que orbitam o Sol entre Júpiter e Netuno, é um dos grandes mistérios persistentes da astrofísica. Eles são asteroides ou cometas?

© NASA/JPL (ilustração de Centauro com asteroides e cometas)

Um novo estudo de observações feitas com o Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) da NASA indica que a maior parte dos objetos centauros são cometas.

Até agora, os astrônomos não tinham certeza se os centauros são asteroides expulsos da parte interna do Sistema Solar, ou cometas viajando em direção ao Sol de muito longe. Devido a sua natureza dúbia, eles receberam o nome da criatura da mitologia grega que tem cabeça e dorso humano e pernas de cavalo.

“Como as criaturas místicas, os objetos centauros parecem ter uma vida dupla”, disse James Bauer do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, em Pasadena, na Califórnia. “Nossos dados apontam para uma origem cometária para a maior parte dos objetos, sugerindo que eles veem dos locais mais profundos do Sistema Solar”.

A origem cometária significa que um objeto provavelmente é feito do mesmo material de um cometa, que pode ter sido um cometa ativo no passado e que pode voltar a ser ativo no futuro.

As descobertas vieram da maior pesquisa em infravermelho já realizada até a data dos centauros e de seus primos mais distantes, chamados de objetos dispersos de disco. A NEOWISE, a porção da missão WISE que caça asteroides, adquiriu imagens infravermelhas de 52 centauros e objetos dispersos de disco. Quinze dos 52 são novas descobertas. Os Centaurus e os objetos dispersos de disco orbitam em um cinturão instável. A gravidade dos planetas gigantes levarão esses objetos para mais perto do Sol ou para mais distante de suas posições atuais.

Embora os astrônomos já tivessem observado anteriormente alguns dos objetos centauros com halos empoeirados, uma característica comum de cometas, e o telescópio espacial Spitzer da NASA também tivesse encontrado evidências para cometas no grupo, eles não eram capazes de estimar o número de cometas e asteroides.

Dados infravermelhos da missão NEOWISE fornecem informações sobre o albedo dos objetos, ou seja, sua refletividade, para ajudar os astrônomos a vasculharem a população. A missão NEOWISE pode dizer se um objeto centauro tem uma superfície escura ou uma superfície brilhante e que reflete mais luz. As peças do quebra-cabeça começam a fazer sentido quando os astrônomos combinam as informações de albedo com o que já se sabia sobre as cores dos objetos. Observações na luz visível têm mostrado que os objetos centauros normalmente têm tonalidades azul acinzentadas ou mais avermelhadas. Um objeto azul acinzentado poderia ser um asteroide ou um cometa. A missão NEOWISE mostrou que a maior parte dos objetos azul acinzentados são escuros, uma assinatura dos cometas. Um objeto mais avermelhado é mais provável que seja um asteroide.

“Os cometas têm uma superfície congelada coberta por material escuro, fazendo com que eles sejam mais escuros do que a maior parte dos asteroides”, disse o co-autor do estudo, Tommy Grav do Planetary Science Institute em Tucson, no Arizona. “As superfícies dos cometas tendem a ser mais escuras, enquanto que as dos asteroides são mais brilhantes como a da Lua”.

Os resultados indicam que aproximadamente dois terços da população dos objetos centauros são cometas, que vieram das regiões frígidas do nosso Sistema Solar. Não é claro se o restante dos objetos são asteroides. Os corpos centauros não perderam sua mística inteiramente, mas futuras pesquisas da missão NEOWISE podem revelar seus segredos mais escondidos.

Um artigo foi publicado online esta semana no periódico The Astrophysical Jornal.

Fonte: NASA

Detectados pósitrons nas explosões solares

As erupções solares são associadas às tempestades magnéticas gerando explosões gigantescas no Sol que enviam energia, luz e partículas em todas as direções do espaço, cujo pico ocorre num ciclo de aproximadamente onze anos.

© SOHO (erupção solar)

Quando o Universo se formou a 13,8 bilhões de anos no evento que conhecemos como o Big Bang, existia a mesma quantidade de matéria e antimatéria. De alguma forma a matéria aniquilou a antimatéria ficando apenas uma porção de matéria, o suficiente para formar estrelas, planetas e as galáxias que formam o nosso Universo.

O estudo de fontes naturais de antimatéria, permitirá aos pesquisadores entender porque a matéria prevaleceu em relação à antimatéria nos primórdios do nosso Universo.

Os pósitrons são antipartículas de antimatéria. Os pósitrons possuem carga elétrica positiva (e⁺) e são antipartículas dos dos elétrons que possuem carga elétrica negativa (e^-). Esta diferença de carga faz com que os pósitrons interajam de forma diferente com os campos eletromagnéticos, o que o professor Gregory Fleishman, do Instituto de Tecnologia de New Jersey e seus colegas russos do Instituto de Física Solar-Terrestre usaram para distinguí-los.

O processo das erupções solares são muito energéticas e a massa que é ejetada acelera as partículas a uma velocidade próxima da velocidade da luz, permitindo a criação desses pósitrons.

Usando os dados do SOHO e imagens de rádio de duas frequências diferentes obtidas pelo radioheliógrafo Nobeyama do Japão, a equipe russo-americana descobrirou que a luz foi polarizada em diferentes direções para baixas frequências, onde predomina a matéria ordinária, comparativamente às altas frequências, onde mais antimatéria é esperada.

Este tipo de antipartículas que são criadas nas erupções solares não é surpresa, mas esta é a primeira vez que os seus efeitos imediatos são detectados.

O estudo tem profundas implicações para a obtenção de um conhecimento valioso através da detecção remota de antipartículas relativistas pelo Sol e de outros objetos astrofísicos por meio de observações através de radiotelescópios.

A capacidade de detectar essas antipartículas numa fonte astrofísica promete melhorar a nossa compreensão da estrutura básica da matéria e dos processos de alta energia, tais como erupções solares, que oferece ser um laboratório natural para abordar a maioria dos mistérios fundamentais do Universo.

Estes resultados foram apresentados este mês na 44ª reunião da Divisão de Física Solar da Sociedade Americana de Astronomia, em Bozeman, Montana.

Fonte: Sci-News

Formação explosiva ou fiasco estelar?

Novas observações obtidas com o telescópio ALMA no Chile forneceram aos astrônomos a melhor pista até hoje sobre como é que a formação estelar vigorosa pode ejetar gás de uma galáxia.

© ESO (imagem em 3D das correntes de gás ejetadas pela galáxia)

Este processo faz com que futuras gerações de estrelas não tenham combustível suficiente para se formar e crescer. A imagem mostra enormes correntes de gás molecular sendo ejetadas por regiões de formação estelar na vizinha galáxia do Escultor. Este novo resultado ajuda a explicar a estranha escassez de galáxias de massa extremamente elevada no Universo.

As galáxias, sistemas como a nossa Via Láctea que contém até centenas de bilhões de estrelas, são os blocos constituintes do cosmos. Um objetivo ambicioso da astronomia moderna é compreender o modo como as galáxias crescem e evoluem, sendo que a formação estelar é uma questão fundamental neste processo: o que é que determina o número de novas estrelas que irão se formar numa galáxia?

© ESO (vista de grande angular da galáxia NGC 253)

A Galáxia do Escultor, também conhecida como NGC 253, é uma galáxia espiral situada na constelação austral do Escultor. A uma distância de cerca de 11,5 milhões de anos-luz do Sistema Solar, é uma das nossas vizinhas galáticas mais próxima, e uma das galáxias com formação estelar explosiva mais próxima visível desde o hemisfério sul. Com o auxílio do ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), os astrônomos descobriram colunas imensas de gás frio e denso sendo ejetadas a partir do centro do disco galático.
“Com a magnifica resolução e sensibilidade do ALMA, podemos ver claramente pela primeira vez concentrações maciças de gás frio sendo ejetadas por conchas em expansão com pressão extremamente elevada, criadas por estrelas jovens", diz Alberto Bolatto (Universidade de Maryland, EUA), autor principal do artigo científico que descreve estes resultados. “A quantidade de gás que medimos nos dá uma evidência clara de que algumas galáxias em crescimento cospem mais gás do que ingerem. Podemos estar assistindo um exemplo atual de uma ocorrência bastante comum no Universo primordial”.
Estes resultados podem ajudar a explicar porque é que os astrônomos encontraram muito poucas galáxias de massa elevada no cosmos. Modelos de computador mostram que as galáxias mais velhas, vermelhas, deveriam ter consideravelmente mais massa e um maior número de estrelas do que se observa atualmente. Parece que os ventos galáticos ou as correntes de gás ejetado são tão fortes que privam a galáxia do combustível necessário à formação de novas gerações de estrelas.
“Estes jatos traçam um arco que está quase perfeitamente alinhado com os extremos da corrente de gás ionizado observada anteriormente”, comenta Fabian Walter, pesquisador principal no Instituto Max Planck de Astronomia (Heidelberg, Alemanha), e co-autor do artigo. “Estamos assistindo uma evolução passo a passo que nos leva desde da formação estelar explosiva às correntes de matéria ejetada”.
Os pesquisadores determinaram que enormes quantidades de gás molecular, quase dez vezes a massa do nosso Sol e possivelmente muito mais, estão sendo ejetadas pela galáxia, por ano, a velocidades entre 150 mil a quase um milhão de quilômetros por hora. A quantidade total de gás ejetada seria maior do que a quantidade de gás que teria sido usada para efetivamente formar as estrelas da galáxia, nesse momento. A esta taxa, a galáxia poderia ficar sem gás em tão pouco tempo como 60 milhões de anos.
“Para mim este é um exemplo claro de como os novos instrumentos moldam o futuro da astronomia. Estamos estudando esta região de formação estelar explosiva na NGC 253, e em outras galáxias próximas do mesmo tipo, há quase dez anos. Mas antes do ALMA não tínhamos chance de ver tais detalhes“, diz Walter. O estudo utilizou uma configuração inicial do ALMA com apenas 16 antenas. “É bastante excitante pensar no que o ALMA completo com as 66 antenas nos mostrará estes tipos de jatos!”, acrescenta Walter.
Mais estudos que utilizarão a rede completa do ALMA ajudarão na determinação do destino final do gás que está sendo levado pelo vento, o que revelará se estes ventos originados pela formação estelar explosiva estão reciclando o material que serve para formar estrelas ou se estão efetivamente o removendo da galáxia.

Este estudo será publicado na edição de amanhã da revista Nature.

Fonte: ESO