Um saco cósmico cheio de carvão

Manchas escuras bloqueiam quase completamente um rico campo estelar nesta nova imagem obtida pelo instrumento Wide Field Camera, instalado no telescópio MPG/ESO de 2,2 metros no Observatório de La Silla, no Chile.

© ESO (parte da Nebulosa do Saco de Carvão)

As áreas escuras são pequenas partes de uma enorme nebulosa escura chamada Saco de Carvão, um dos objetos mais proeminentes do seu tipo, visível a olho nu. Daqui a milhões de anos, pedaços deste Saco de Carvão irão se acender, assim como o combustível fóssil de seu nome, com o brilho de muitas estrelas jovens.

A Nebulosa do Saco de Carvão situa-se a cerca de 600 anos-luz de distância na constelação do Cruzeiro do Sul. Este enorme objeto empoeirado forma uma silhueta conspícua sobre a faixa estrelada brilhante da Via Láctea e é por isso que esta nebulosa é conhecida dos povos do hemisfério sul desde que a humanidade caminha sobre a Terra.
O explorador espanhol Vicente Yáñez Pinzón foi o primeiro a assinalar aos europeus a presença da Nebulosa do Saco de Carvão em 1499. A Saco de Carvão em seguida foi apelidada de Nuvem de Magalhães Preta, devido à sua aparência escura quando comparada com o brilho intenso das duas Nuvens de Magalhães, que são na realidade galáxias satélite da Via Láctea. Estas duas galáxias brilhantes são claramente visíveis no céu austral, tendo chamado a atenção dos europeus durante as explorações de Fernão de Magalhães no século XVI. No entanto, a Saco de Carvão não é uma galáxia. Como outras nebulosas escuras, trata-se de uma nuvem interestelar de poeira tão espessa que não permite que a maioria da radiação emitida pelas estrelas de fundo chegue até aos observadores.
Um número significativo de partículas de poeira nas nebulosas escuras estão cobertas de gelo de água, nitrogênio, monóxido de carbono e outras moléculas orgânicas simples. Estes grãos impedem que a radiação visível passe através da nuvem cósmica. Para se ter uma ideia de quão escura é a Saco de Carvão, nos anos 1970 o astrônomo finlandês Kalevi Mattila publicou um estudo que estimava que a Nebulosa do Saco de Carvão possuía apenas cerca de 10% do brilho da Via Láctea à sua volta. Uma pequena parte da radiação estelar de fundo consegue no entanto passar através da nebulosa, como mostra esta nova imagem do ESO e outras observações obtidas por telescópios modernos.
Esta pequena quantidade de radiação que passa através da nebulosa não sai do outro lado sem ter sido modificada. A radiação que vemos nesta imagem parece mais vermelha do que seria normalmente. Este efeito deve-se ao fato da poeira nas nebulosas escuras absorver e dispersar mais a radiação azul das estrelas do que a radiação vermelha, “pintando” as estrelas de vários tons mais avermelhados do que seriam de outro modo.
Daqui a milhões de anos os dias negros da Saco de Carvão chegarão ao fim. Nuvens interestelares espessas como a Saco de Carvão contêm muito gás e poeira, o combustível de novas estrelas. À medida que o material disperso na nebulosa coalesce sob o efeito da gravidade, as estrelas formam-se e começam a brilhar, fazendo com que os “pedaços” de carvão “incendeiem”, quase como se tivessem sido tocados por uma chama.

Fonte: ESO

A Nebulosa Tromba do Elefante em IC 1396

A Nebulosa Tromba do Elefante se retorce através da nebulosa de emissão e aglomerado estrelar jovem que constituem o complexo IC 1396, na direção da constelação de Cepheus.

© J.C. Canonne/P. Bernhard/D. Chaplain/L. Bourgon (Nebulosa Tromba do Elefante e IC 1396)

Obviamente, essa tromba de elefante cósmica é gigantesca, medindo cerca de 20 anos luz de comprimento. Esta composição de imagens foi registrada através do uso de filtros de banda estreita que captam a luz emanada pelos átomos de hidrogênio ionizado, enxofre e oxigênio da região.

O quadro resultante acima, obtido pela equipe Ciel Boreal, destaca os brilhantes sulcos varridos que delineiam bolsões de poeira fria interestelar e nuvens de gás. Estas engastadas e escuras nuvens em formato de gavinha contêm matéria prima necessária para a formação estelar e escondem as protoestrelas dentro da obscura poeira cósmica.

Está em estudo se há formações estrelares na Nebulosa Tromba do Elefante, pois contém muitas estrelas jovens com menos de cem mil anos de existência. Essas estrelas foram descobertas através de imagens em infravermelho em 2003. As estrelas estão presentes em uma cavidade circular na cabeça do glóbulo. Os ventos dessas estrelas podem ter esvaziado a cavidade.

O relativamente esmaecido complexo IC 1396 reside a 3.000 anos luz de distância, cobrindo uma larga região dos céus, abrangendo mais de 5 graus.

Fonte: NASA

Galáxia, estrelas e poeira

Esta galáxia estaria presa em uma teia de poeira?

© Eric Coles/Mel Helm (NGC 7497 e MBM 54)

Não, pois a galáxia se encontra muito além da nuvem. Entretanto, estrelas pontiagudas e formas assustadoras são abundantes nesta profunda paisagem cósmica. Este campo de visão abrange cerca de um Lua Cheia no céu na direção da constelação de Pégaso.

As estrelas brilhantes mostram suas pontas causadas pela difração, um efeito comumumente observado pelos suportes internos nos sistemas reflexivos dos telescópios e tratam-se de estrelas pertencentes a galáxia Via Láctea.

As tênues e difusas nuvens interestelares navegam sobre o plano galáctico e refletem fracamente as luzes combinadas das estrelas da Via Láctea.

Conhecidas como cirrus de alta latitude ou nebulosas de fluxo integrado, estas estruturas estão associadas com nuvens moleculares. Neste caso, a nuvem difusa catalogada como MBM 54, que reside a menos de um ano luz de distância da Terra, preenche a cena cósmica.

O objeto que aparentemente está imerso na nuvem de poeira é a notável galáxia espiral NGC 7497, localizada a cerca de 60 milhões de anos de distância da Terra. Vista de forma quase perfilada perto do centro do campo de visão, os próprios braços espirais e trilhas de poeira da galáxia NGC 7497 ecoam as cores das estrelas e da poeira da Via Láctea.

Fonte: NASA

Explosões de uma estrela recém-nascida

Um par de jatos com simetria quase perfeita está sendo lançado pelo objeto Herbig-Haro (HH) 212, que se vê nesta imagem obtida pelo instrumento (já desativado) do ESO, o Infrared Spectrometer And Array Camera (ISAAC).

© ESO/M.McCaughrean (explosões de uma estrela recém-nascida)

Este objeto situa-se na constelação de Órion, numa região molecular densa de formação estelar, não muito longe da famosa Nebulosa da Cabeça de Cavalo. Em regiões como esta, as nuvens de gás e poeira colapsam sob a ação da gravidade, rodando cada vez mais depressa e tornando-se cada vez mais quentes até que uma estrela jovem se acende no coração da nuvem. O material em rotação que resta ainda em torno da protoestrela recém-nascida junta-se dando origem a um disco de acreção que, sob as condições óbvias, evolui para formar o material base à criação de planetas, asteroides e cometas.
Embora este processo ainda não esteja completamente compreendido, é comum a protoestrela e o seu disco de acreção, que se vê aqui de perfil, serem a causa dos jatos. A estrela no centro de  HH 212 é na realidade muito jovem, com apenas alguns milhares de anos de idade. Os seus jatos são notavelmente simétricos, com vários nodos aparecendo a intervalos relativamente estáveis. Esta estabilidade sugere que a pulsação do jato varia de forma regular, e numa escala de tempo curta, talvez até tão curta como 30 anos!

Mais longe do centro, enormes arcos de choque espalham-se pelo espaço interestelar, causados pelo gás ejetado colidindo com o gás e poeira do meio interestelar a velocidades de várias centenas de quilômetros por segundo.

Fonte: ESO

Poeira de estrelas em Perseus

Esta expansão cósmica de poeira, gases e estrelas cobre uma área de 6 graus nos céus na constelação de Perseus.

© Lynn Hilborn (IC 348, Nebulosa do Fantasma Voador e NGC 1333)

Na parte superior esquerda dessa magnífica paisagem celeste está o intrigante e jovem aglomerado de estrelas IC 348 e a vizinha Nebulosa do Fantasma Voador.

À direita, outra região ativa de formação estelar NGC 1333 está conectada por tentáculos escuros e poeirentos nas bordas da nuvem molecular de Perseus, localizada a cerca de 850 anos-luz de distância.

Outras nebulosas empoeiradas estão espalhadas ao redor do campo de visão, juntamente com a luz avermelhada tênue de gás hidrogênio.

Na verdade, a poeira cósmica tende a obscurecer as estrelas recém-formadas e os objetos estelares jovens ou proto-estrelas, bloqueando a captação pelos telescópios ópticos.

Por causa da gravidade intrínseca, as proto-estrelas se formam a partir do colapso dos núcleos densos incorporados da empoeirada nuvem molecular.

Considerando a distância estimada da nuvem molecular, este campo de visão abrange quase 90 anos-luz de diâmetro.

Fonte: NASA

New Horizons encontra céus azuis e água gelada em Plutão

As primeiras imagens a cores das neblinas atmosféricas de Plutão, enviadas pela sonda New Horizons da NASA na semana passada, revelam que são azuis.

© NASA/JHUAPL/SwRI (o céu azul de Plutão)

A imagem acima foi gerada por software que combina informação de imagens azuis, vermelhas e no infravermelho próximo, a fim de replicar tanto quanto possível a cor que o olho humano veria.

"Quem teria esperado um céu azul no Cinturão de Kuiper? É lindo," afirma Alan Stern, pesquisador principal da New Horizons no Southwest Research Institute (SwRI) em Boulder, no estado americano do Colorado.

As partículas da neblina, propriamente ditas, são provavelmente cinzentas ou vermelhas, mas o modo como dispersam a luz captou a atenção da equipe científica da New Horizons. "Aquele impressionante tom azul diz-nos mais sobre o tamanho e composição das partículas da neblina," afirma Carly Howett, pesquisadora da equipe científica, também do SwRI. "Um céu azul muitas vezes resulta da dispersão da luz solar por partículas muito pequenas. Na Terra, essas partículas são moléculas muito pequenas de nitrogênio. Em Plutão, parecem ser partículas maiores, mas ainda relativamente pequenas, parecidas com fuligem que chamamos de tolinas".

Os cientistas pensam que as tolinas se formam bem alto na atmosfera, onde a luz ultravioleta do Sol quebra e ioniza as moléculas de nitrogênio e metano e permite com que reajam uma com a outra para formar íons mais complexos carregados positivamente e negativamente. Quando são recombinados, formam macromoléculas muito complexas, um processo encontrado pela primeira vez na atmosfera superior da lua de Saturno, Titã. As moléculas mais complexas continuam se combinando e crescendo até que se tornam partículas pequenas; os gases voláteis condensam e revestem as suas superfícies com geada antes que tenham tempo para cair através da atmosfera até à superfície, onde são acrescentadas à coloração vermelha de Plutão.

Num importante segundo achado, a New Horizons detectou inúmeras regiões pequenas e expostas de água gelada em Plutão. A descoberta foi feita a partir de dados recolhidos pelo espectrômetro do instrumento Ralph a bordo da New Horizons.

© NASA/JHUAPL/SwRI (água em Plutão)

As regiões com água gelada exposta são realçadas em azul nesta composição do instrumento Ralph, que combina imagens da câmara Multispectral Visible Imaging Camera (MVIC) com espectroscopia infravermelha do Linear Etalon Imaging Spectral Array (LEISA). As assinaturas mais fortes de água gelada ocorrem ao longo de Virgil Fossa, a oeste da cratera Elliot à esquerda da inserção, e também em Viking Terra perto do topo da imagem. Um grande afloramento também aparece em Baré Montes, mais para a direita da imagem, bem como outros mais pequenos predominantemente associados com crateras de impacto e vales entre montanhas. A cena cobre aproximadamente 450 km.

"Grandes áreas de Plutão não apresentam água gelada exposta," afirma Jason Cook, membro da equipe científica, também do SwRI, "porque aparentemente é mascarada por outros gelos mais voláteis em quase todo o planeta. Compreender por que a água aparece exatamente onde aparece, e não em outros lugares, é um desafio que estamos estudando."

Um aspeto curioso da detecção é que as áreas que mostram as mais óbvias assinaturas espectrais de água gelada correspondem a áreas que têm um tom vermelho vivo nas imagens coloridas divulgadas recentemente. "Fiquei surpreso ao ver que esta água gelada é tão vermelha," afirma Sylvia Protopapa, membro da equipe científica e da Universidade de Maryland, em College Park, EUA. "Nós ainda não entendemos a relação entre a água gelada e os corantes avermelhados das tolinas à superfície de Plutão."

A New Horizons está atualmente a 5 bilhões de quilômetros da Terra e todos os sistemas estão operarando normalmente.

Fonte: NASA

A Nebulosa do Violão

O pulsar B2224+65 está se movendo através do espaço muito rapidamente. Devido a essa alta velocidade, o pulsar está criando uma onda de choque.

© Chandra/Hubble/Hale (Nebulosa do Violão)

Essa estrutura é conhecida como Nebulosa do Violão, e a semelhança com o instrumento musical pode ser vista nos dados ópticos (azul) da imagem composta feita pelo telescópio espacial Hubble e pelo telescópio Hale do Observatório do Palomar. Os raios X obtidos pelo Chandra (rosa) revelam um longo jato que é coincidente com a localização do pulsar na ponta do braço do violão, mas não está alinhado com a direção do movimento. Os astrônomos continuarão estudando esse sistema para determinar a natureza desse jato de raios X.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Descobertas ondas misteriosas ao longo de disco de formação planetária

Com o auxílio de imagens do Very Large Telescope (VLT) do ESO e do telescópio espacial Hubble da NASA/ESA, astrônomos descobriram estruturas nunca antes observadas em um disco de poeira que rodeia uma estrela próxima.

© ESO/NASA/ESA (ondas deslocando rapidamente no disco de poeira da estrela AU Microscopii)

Neste mosaico a linha de cima mostra uma imagem obtida pelo telescópio espacial Hubble em 2010 do disco da estrela AU Microscopii, a linha central corresponde a uma imagem obtida pelo telescópio espacial Hubble em 2011 e a linha de baixo mostra dados do VLT/SPHERE de 2014. Os círculos pretos centrais tapam a luz brilhante da estrela central de modo a podermos observar o disco que é muito mais fraco. A posição da estrela está marcada esquematicamente. A barra de escala no alto da imagem indica, comparativamente, o diâmetro da órbita do planeta Netuno no Sistema Solar (60 UA). Note que o brilho das regiões mais exteriores do disco foi artificialmente aumentado para se poder observar a sua estrutura tênue.

As estruturas do tipo de ondas que se deslocam rapidamente no disco da estrela AU Microscopii não se parecem com nada que tenha sido observado, ou mesmo previsto, até hoje. A origem e natureza destas estruturas é um novo mistério que os astrônomos precisam desvendar.

A estrela próxima AU Microscopii, ou AU Mic, é jovem e encontra-se rodeada por um grande disco de poeira. A estrela AU Mic situa-se a apenas 32 anos-luz de distância da Terra. O disco contém essencialmente asteroides que colidiram tão violentamente que acabaram pulverizados. Estudos de discos de detritos como este fornecem pistas valiosas sobre como é que os planetas se formam a partir deles.
Os astrônomos têm estudado o disco de AU Mic no intuito de procurarem sinais de estruturas mais condensadas ou deformadas, já que tais estruturas podem indicar a localização de possíveis planetas. Em 2014 foram utilizadas as capacidades de imagem de alto contraste do instrumento SPHERE do ESO, recém instalado no VLT, tendo-se descoberto algo muito incomum.
“As nossas observações mostraram algo inesperado,” explica Anthony Boccaletti do Observatório de Paris, França, autor principal do artigo científico que descreve estes resultados. “As imagens do SPHERE mostram um conjunto de estruturas inexplicáveis no disco, em forma de arcos ou ondas, diferentes de tudo o que foi observado até hoje.”
Cinco arcos em forma de onda a diferentes distâncias da estrela aparecem nas novas imagens, fazendo lembrar pequenas ondas propagando-se numa poça d'água. Após ter descoberto estas estruturas nos dados do SPHERE, a equipe verificou imagens anteriores do disco obtidas com o telescópio espacial Hubble em 2010 e 2011 para ver se também aí apareceriam tais estruturas. Os dados foram recolhidos pelo instrumento Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) do Hubble. A equipe não só conseguiu identificar estas estruturas nas imagens mais antigas do Hubble, como também descobriu que estas variam com o tempo. Aparentemente estas ondas estão se deslocando muito rapidamente!
“Processamos as imagens dos dados Hubble e obtivemos informação suficiente para seguir o movimento destas estranhas estruturas durante um período de 4 anos,” explica o membro da equipe Christian Thalmann do ETH Zürich, na Suíça. “Descobrimos assim que os arcos se afastam da estrela a velocidades que vão até cerca de 40.000 km/hora!”
As estruturas parecem estar se movendo mais depressa e mais longe da estrela do que mais próximo dela. Pelo menos três delas estão se deslocando tão depressa que poderão escapar da atração gravitacional da estrela. Tais velocidades tão elevadas excluem a possibilidade de que estas sejam estruturas convencionais no disco causadas por objetos, tais como planetas, que perturbam o material do disco à medida que orbitam a estrela. Outro fenômeno qualquer deve estar envolvido  para que as ondas sejam aceleradas e se desloquem tão depressa, o que significa que estas estruturas são um sinal de algo verdadeiramente incomum. O disco é observado de perfil, o que complica a interpretação da sua estrutura tridimensional.
“Tudo nesta descoberta é bastante surpreendente!” comenta a co-autora Carol Grady da Eureka Scientific, EUA. “E uma vez que nunca foi observado nada do gênero, e nem sequer previsto pela teoria, podemos apenas tecer conjecturas sobre o que estamos vendo e como é que poderá ter se formado.”
A equipe não pode dizer com toda a certeza o que teria causado estas ondas misteriosas em torno da estrela. No entanto, já considerou uma série de fenômenos que foram rejeitados como explicação possível, incluindo a colisão de dois objetos raros e massivos do tipo de asteroides que libertariam enormes quantidades de poeira, e ondas em espiral com origem em instabilidades na gravidade do sistema.
No entanto, consideraram também outras ideias que parecem mais promissoras.
“Uma explicação possível para estas estranhas estruturas tem a ver com as erupções da estrela. A AU Mic é uma estrela com uma alta atividade de erupções, lançando frequentemente enormes quantidades de energia da sua superfície ou perto dela,” explica o co-autor Glenn Schneider do Steward Observatory, EUA. “Uma destas erupções poderia ter dado origem a algum fenômeno num dos planetas, se houver planetas, como um violento arrancar de matéria que poderia agora estar se propagando ao longo do disco, impulsionada pela força da erupção.”
“É muito satisfatório que o SPHERE se tenha revelado extremamente capaz de estudar discos como este no seu primeiro ano de operações,” acrescenta Jean-Luc Beuzit,  co-autor do novo estudo e que liderou também o desenvolvimento do SPHERE.
A equipe planeja continuar observando o sistema AU Mic com o SPHERE e outras infraestruturas, incluindo o ALMA, no intuito de tentar compreender o que se está se passando. Mas por agora, estas curiosas estruturas permanecem um mistério por resolver.

Este trabalho foi descrito no artigo científico intitulado “Fast-Moving Structures in the Debris Disk Around AU Microscopii” que será publicado amanhã na revista Nature.

Fonte: ESO

Uma nova perspectiva sobre um extraordinário aglomerado galáctico

Os aglomerados galácticos são muitas vezes descritos com superlativos. Afinal de contas, são aglomerados enormes de galáxias, gás quente e matéria escura e representam as maiores estruturas no Universo, unidas pela gravidade.

© Chandra/Hubble (Aglomerado da Fênix)

Os aglomerados de galáxias tendem a ser pobres na produção de estrelas novas nos seus centros. Geralmente, têm uma galáxia gigante no meio que forma estrelas a uma taxa significativamente mais lenta do que a maioria das galáxias, incluindo a nossa Via Láctea. A galáxia central contém um buraco negro supermassivo com cerca de mil vezes a massa do buraco negro no centro da Via Láctea. Sem o aquecimento gerado pelos surtos deste buraco negro, as grandes quantidades de gás quente encontrado na galáxia quente devem arrefecer, permitindo a formação de estrelas a uma taxa elevada. Pensa-se que o buraco negro central age como um termostato, impedindo o arrefecimento rápido do gás quente e a formação estelar.

Novos dados fornecem mais detalhes sobre o aglomerado galáctico SPT-CLJ2344-4243, apelidado de Aglomerado da Fênix (nome da constelação onde se encontra), que desafia esta tendência. O aglomerado já quebrou vários recordes no passado: em 2012, os cientistas anunciaram que o Aglomerado da Fênix tinha a maior taxa de arrefecimento de gás quente e formação estelar jamais vista no centro de um aglomerado de galáxias e, de todos os aglomerados conhecidos, é o produtor mais poderoso de raios X. A taxa a que o gás quente arrefece no centro do aglomerado é também a mais alta já observada.

Novas observações deste aglomerado galáctico em raios X, no ultravioleta e no visível pelo observatório de raios X Chandra, pelo telescópio espacial Hubble e pelo telescópio Clay-Magalhães localizado no Chile, estão ajudando os astrônomos a melhor compreender este objeto notável. Os dados ópticos do Clay-Magalhães revelam filamentos estreitos no centro do aglomerado onde as estrelas se estão formando. Estes gigantescos filamentos cósmicos de gás e poeira, a maioria dos quais nunca tinham sido detectados antes, estendem-se entre 160.000 e 330.000 anos-luz. Estes valores são superiores ao diâmetro da Via Láctea, o que os torna os filamentos mais longos alguma vez vistos num aglomerado de galáxias.

Estes filamentos rodeiam grandes cavidades, regiões com emissões de raios X muito reduzida, no gás quente. As cavidades de raios X podem ser vistas na imagem composta, que mostra os dados do Chandra em azul e os dados ópticos do telescópio espacial Hubble (vermelho, verde e azul). Os astrônomos pensam que as cavidades de raios X foram esculpidas a partir do gás circundante por jatos de partículas altamente energéticas emanadas perto de um buraco negro supermassivo da galáxia central do aglomerado. À medida que a matéria espirala em direção a um buraco negro, é libertada uma grande quantidade de energia gravitacional. Observações de buracos negros supermassivos em outros aglomerados galácticos, no rádio e em raios X, mostraram que uma fração significativa desta energia é liberada como jatos de manifestações intensas que podem chegar a durar milhões de anos. O tamanho observado das cavidades de raios X em SPT-CLJ2344-4243 indica que o surto que as produziu foi um dos eventos mais energéticos já registados.

No entanto, o buraco central no Aglomerado da Fênix está sofrendo de uma espécie de crise de identidade, partilhando propriedades com "quasares", objetos muito brilhantes alimentados por material que cai para um buraco negro supermassivo, e com "galáxias de rádio" que contêm jatos de partículas energéticas que brilham no rádio, também alimentadas por buracos negros gigantes. Metade da produção de energia deste buraco negro surge dos jatos empurrarem mecanicamente o gás ao redor (modo rádio) e a outra metade de radiação óptica, UV e raios X provenientes de um disco de acreção (modo quasar). Os astrônomos sugerem que o buraco negro pode estar no processo de alternar entre estes dois estados.

As cavidades de raios X localizadas mais longe do centro do aglomerado fornecem evidências de surtos fortes do buraco negro central há cerca de cem milhões de anos atrás (desprezando o tempo de viagem da luz até ao aglomerado). Isto implica que o buraco negro pode ter estado no modo rádio, com surtos, há cerca de cem milhões de anos atrás, depois mudou para o modo quasar, e depois mudou novamente para o modo rádio.

Pensa-se que pode ter ocorrido um rápido arrefecimento entre estes dois surtos, desencadeando a formação estelar em grupos e filamentos por toda a galáxia central a uma taxa de 610 massas solares por ano. Em comparação, apenas um par de novas estrelas se formam a cada ano na nossa Via Láctea. As propriedades extremas do sistema do Aglomerado da Fênix estão fornecendo novas informações sobre vários problemas astrofísicos, incluindo a formação de estrelas, o crescimento das galáxias e dos buracos negros, e a coevolução dos buracos negros e do seu ambiente.

O artigo que descreve estes resultados, liderado por Michael McDonald, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, foi aceito para publicação na revista The Astrophysical Journal e está disponível online.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Uma microlente gravitacional misteriosa

O campo estrelado abaixo mostra o aglomerado globular NGC 6553, que se situa a aproximadamente 19.000 anos-luz de distância na constelação do Sagitário.

© ESO/VISTA (aglomerado globular NGC 6553 e uma microlente gravitacional)

Neste campo, as astrônomos descobriram um misterioso evento de microlente gravitacional. A microlente é uma forma de lente gravitacional, na qual a radiação emitida por uma fonte de fundo se curva devido ao campo gravitacional de um objeto que se encontra em primeiro plano, dando origem a uma imagem amplificada do objeto de fundo. O objeto pertencente ao NGC 6553 que causa a microlente gravitacional faz curvar a radiação emitida por uma estrela gigante vermelha que se encontra no campo de fundo (marcada com uma seta). Se este objeto se situar realmente no aglomerado, poderia ser um buraco negro com uma massa duas vezes a do Sol, o que o tornaria o primeiro objeto deste tipo a ser descoberto num aglomerado globular. Seria também o buraco negro de massa estelar mais velho descoberto até hoje. No entanto, são necessárias mais observações para determinar a verdadeira natureza deste objeto.
Esta curiosidade cosmológica foi detectada pelo telescópio VISTA do ESO instalado no Observatório do Paranal no Chile, no âmbito do rastreio VVV (Variáveis VISTA na Via Láctea), um rastreio no infravermelho próximo que mapeia as regiões centrais da Via Láctea.

Fonte: ESO

Caronte revela uma história colorida e violenta

A sonda New Horizons da NASA transmitiu a melhor imagem a cores e de alta resolução, até agora, da maior lua de Plutão, Caronte, cujas fotografias mostram uma história surpreendentemente complexa e violenta.

© NASA/JHUAPL/SwRI (Caronte)

A imagem acima mostra Caronte em cores reforçadas e resolve detalhes tão pequenos quanto 2,9 km. A sonda New Horizons captou esta imagem a cores e em alta-resolução de Caronte antes da maior aproximação do dia 14 de julho de 2015. O mosaico combina imagens azuis, vermelhas e infravermelhas obtidas pelo instrumento Multispectral Visual Imaging Camera (Ralph/MVIC); as cores foram processadas para melhor realçar as propriedades da superfície em Caronte. A paleta de cores não é tão diversa como a de Plutão; o tom mais avermelhado é o da região polar norte, informalmente conhecida como Mordor Macula.

Com metade do diâmetro de Plutão, Caronte mede 1.214 km de diâmetro e é o maior satélite do Sistema Solar em tamanho relativo, quando comparado com o seu planeta anão. Muitos cientistas da New Horizons esperavam que Caronte fosse monótono, um mundo assolado por crateras; em vez disso, estão descobrindo uma paisagem coberta por montanhas, desfiladeiros, deslizamentos de terra, variações de cor à superfície e muito mais.

"Nós pensávamos que a probabilidade de ver essas características tão interessantes neste satélite de um mundo tão distante no nosso Sistema Solar era baixa," afirma Ross Beyer, da equipe Geology, Geophysics and Imaging (GGI) do Instituto SETI e do Centro de Pesquisa Ames da NASA em Mountain View, no estado americano da Califórnia.

As imagens de alta resolução do hemisfério de Caronte voltado para Plutão, obtidas pela New Horizons enquanto a sonda passava pelo sistema de Plutão no dia 14 de julho e transmitidas para a Terra no dia 21 de setembro, revelam detalhes de um cinturâo de fraturas e desfiladeiros mesmo para norte do equador da lua. Este grande sistema de desfiladeiros estende-se por mais de 1.600 km em toda a face de Caronte e provavelmente até para o outro lado do satélite. Quatro vezes maior que o Grande Canyon nos EUA, e em locais duas vezes mais profundo, estas fendas e desfiladeiros indicam uma perturbação geológica titânica no passado de Caronte.

"Parece que toda a crosta de Caronte foi rasgada," comenta John Spencer, vice-líder da equipe GGI no Southwest Research Institute (SwRI) em Boulder, no estado americano da Califórnia. "No que diz respeito ao seu tamanho em relação a Caronte, esta característica geológica é muito parecida com o vasto sistema de desfiladeiros Valles Marineris em Marte."

A equipe também descobriu que as planícies ao sul dos desfiladeiros de Caronte, informalmente conhecidas como Vulcan Planum, têm menos crateras grandes do que as regiões para norte, indicando que são visivelmente mais jovens. A suavidade das planícies, bem como as suas ranhuras e sulcos leves, são sinais claros de material que retornou à superfície em larga-escala.

Uma possibilidade para a superfície lisa é um tipo de atividade vulcânica fria, chamada criovulcanismo. "A equipe está discutindo a possibilidade que um oceano interno de água pode ter congelado há muito tempo atrás, e que a resultante mudança de volume pode ter levado Caronte a rasgar-se, permitindo com que estas lavas à base de água alcançassem a superfície nessa época," explica Paul Schenk, membro da equipe da New Horizons e do Instituto Lunar e Planetário de Houston, EUA.

Imagens com ainda mais resolução e dados de composição de Caronte estão ainda por chegar à medida que a New Horizons transmite os dados armazenados na sua memória digital durante o próximo ano. A sonda New Horizons está atualmente a 5 bilhões de quilômetros da Terra e todos os sistemas estão operando normalmente.

O cientista Hal Weaver, participante do projeto da missão e do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins, em Laurel, no estado americano de Maryland, exclama: "Eu prevejo que a história de Caronte se torne ainda mais espetacular!"

Fonte: NASA

Massa oculta da Via Láctea é parcialmente encontrada

As galáxias gigantes como a Via Láctea e Andrômeda consistem principalmente da exótica matéria escura.

© NRAO (liberação de gás no halo da Via Láctea)

À medida que a Grande e a Pequena Nuvem de Magalhães orbitam a Via Láctea, e uma à outra, elas liberam seu gás (mostrado em rosa na imagem acima) no halo de nossa galáxia.

Mas até o substrato comum da primeira ainda é um enigma, já que sua maior parte está desaparecida e continua sem ser descoberta por cientistas. Agora, porém, astrônomos fizeram uma estimativa da quantidade de gás que cerca o brilhante disco da Via Láctea ao observarem uma galáxia atravessando sua periferia, e constataram que esse material supera todo o gás e poeira interestelar de sua região.
Medições da radiação cósmica de fundo deixada pelo Big Bang indicam que um sexto de toda a matéria no Universo é comum, ou bariônica, contendo bárions (prótons e nêutrons), assim como ocorre com estrelas, planetas e seres humanos. Com base no movimento de objetos distantes que orbitam a Via Láctea, astrônomos estimam que nossa galáxia seria aproximadamente um trilhão de vezes mais massiva que o Sol. Se cinco sextos desse material são matéria escura, então essa substância exótica compõe 830 bilhões de massas solares de nossa galáxia; a matéria bariônica deve explicar os 170 bilhões restantes. 
O problema é que todas as estrelas e a matéria interestelar conhecidas de nossa galáxia somam apenas cerca de 60 bilhões de massas solares: 50 bilhões em estrelas e 10 bilhões em gás e poeira interestelar. (A Via Láctea tem mais de 100 bilhões de estrelas, mas a maioria delas é menor que o Sol.) Isso deixa colossais 110 bilhões de massas solares de material comum inexplicáveis, desaparecidos. Se a Via Láctea for ainda mais massiva do que se calcula atualmente, esse problema bariônico se agrava. E outras galáxias gigantes apresentam o mesmo mistério.
Onde estão os bárions que faltam? Talvez em um difuso halo gasoso ao redor da Via Láctea. Satélites de raios X detectaram átomos de oxigênio em nossa galáxia que perderam a maior parte de seus oito elétrons, um sinal de que eles habitam um gás de milhões de graus de temperatura; muito mais quente que a superfície do Sol. Mas como não sabemos a que distância esses átomos de oxigênio aquecidos estão de nós, não podemos avaliar com precisão o tamanho desse componente galáctico. Se estiverem relativamente perto do disco, então esse chamado meio circungaláctico não é vasto, extensivo, e, portanto, não tem grande importância. Mas se estiverem muito distantes, espalhados por um halo gigantesco, esse material gasoso poderia superar todas as estrelas da galáxia, fornecendo combustível para a formação estelar por bilhões de anos vindouros.

Felizmente, a Via Láctea é tão imensa que governa um séquito de galáxias menores que giram em torno dela, assim como luas orbitam um planeta. A mais esplêndida galáxia satélite é a Grande Nuvem de Magalhães, que brilha a 160 mil anos-luz da Terra. Como todos os outros satélites galácticos, ela se move ao redor da Via Láctea, mas ao contrário da maioria de seus iguais, está repleta de gás, que é ejetado à medida que ele mesmo se choca violentamente com o gás do halo. A quantidade de gás perdido depende da velocidade com que nosso vizinho se move e da densidade do gás do halo. E com essa densidade pode-se calcular a estimativa correspondente de massa.
Recentemente, o telescópio espacial Hubble mediu a velocidade da galáxia. Isso permitiu que os astrônomos Munier Salem, da Universidade Columbia, Gurtina Besla da Universidade do Arizona, e seus colegas estudassem o gás ejetado, ou perdido, e estimassem que a densidade de gás no halo da Via Láctea, perto da Grande Nuvem de Magalhães, é de 0,0001 átomo por centímetro cúbico. Isso não é muito, somente cerca de 10 mil vezes mais tênue que o gás interestelar no disco da Via Láctea, mas o halo cobre uma área muito grande. Os astrônomos presumem que a densidade do gás diminui à medida que se distancia do centro da Via Láctea, e calculam que ele equivale a 26 bilhões de massas solares, ou quase a metade da quantidade contida em todas as estrelas da Via Láctea. Matthew Miller, estudante de graduação na Universidade de Michigan, que está concluindo sua dissertação sobre o meio circungaláctico, afirma que esse número corresponde a estimativas anteriores, mas está baseado em uma medição mais direta da densidade. 
A massa de gás do halo calculada recentemente constitui apenas 15% do esperado conteúdo bariônico da Via Láctea. De acordo com Besla, a verdadeira quantidade de gás do halo provavelmente é maior, porque sua densidade pode diminuir menos com a distância do que previsto pelo modelo padrão. Miller suspeita que os bárions desaparecidos possam estar completamente ausentes da Via Láctea, sem jamais terem caído em nossa galáxia com a matéria escura; nesse caso, eles estariam à deriva no vasto espaço entre galáxias gigantes.
Besla prevê que futuros trabalhos poderão produzir uma medição mais precisa. Outra galáxia rica em gás, a Pequena Nuvem de Magalhães, a 200 mil anos-luz da Terra, orbita a Grande Nuvem de Magalhães. A dança das duas lançou gás em um imenso fluxo de mais de meio milhão de anos-luz de extensão. A maior parte desse chamado Fluxo de Magalhães se estende além da Grande Nuvem de Magalhães e, portanto, a densidade do gás do halo deveria ser sondada em outro lugar, restringindo ainda mais a massa do meio circungalácticio, pondera Besla.
De fato, astrônomos aqui na Terra têm sorte: eles habitam uma das poucas galáxias gigantes que têm a vantagem de ter duas galáxias satélite ricas em gás próximas. “É incrível quanta informação esse sistema nos fornece”, comemora Besla. Comparativamente, todos os satélites que orbitam uma galáxia gigante mais típica não têm mais gás, e quaisquer astrônomos ali podem olhar com silenciosa inveja para seus iguais na Via Láctea.

A pesquisa foi apresentada para publicação no periódico The Astrophysical Journal.

Fonte: Scientific American

Confirmada evidências de fluxos de água líquida no planta Marte

Novas descobertas da sonda Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) da NASA forneceram as evidências mais fortes, até agora, de que água líquida corre de forma intermitente no planeta Marte.

© NASA/JPL/U. Arizona (listras longas, estreitas e escuras em Marte)

Estas listras longas, estreitas e escuras com 100 metros de comprimento chamadas Recurring Slope Lineae (RSL) que correm monte abaixo em Marte são formadas por fluxos contemporâneos de água. Recentemente, os cientistas planetários detectaram sais hidratados nestas encostas da cratera Hale, corroborando a sua hipótese inicial de que as estrias são, na verdade, formadas por água líquida. Pensa-se que a cor azul vista mais acima nos montes sejam estrias escuras não relacionadas com a sua formação, ao invés relacionadas com a presença do mineral piroxena. A imagem foi produzida graças a uma imagem a cores falsas IRB (infravermelho-vermelho-azul) ortorretificada num modelo digital do terreno produzido pelo HiRISE a bordo da MRO. O exagero vertical é de 1,5.

Usando um espectrômetro de imagem a bordo da MRO, os pesquisadores detectaram assinaturas de minerais hidratados em encostas onde misteriosas listras são vistas no Planeta Vermelho. Estas estrias escuras parecem aparecer e desaparecer ao longo do tempo. Escurecem e parecem correr encostas íngremes durante as estações mais quentes e, em seguida, desaparecem nas estações mais frias. Foram avistadas em vários locais de Marte quando as temperaturas estão acima dos -23º C, e desapareceram em épocas mais frias.

"A nossa missão em Marte tem sido a de 'seguir a água', na nossa busca por vida no Universo, e agora temos ciência convincente que valida o que há muito suspeitávamos," afirma John Grunsfeld, astronauta e administrador associado de missões científicas da NASA em Washington, EUA. "Este é um desenvolvimento significativo, pois parece confirmar que a água, embora salgada, corre atualmente à superfície de Marte."

Estes fluxos monte abaixo têm sido muitas vezes descritos como estando possivelmente relacionados com água líquida. Os novos achados de sais hidratados nas encostas apontam para qual será a relação com essas características escuras. Os sais hidratados baixam o ponto de solidificação de uma solução salina líquida, tal como o sal nas estradas aqui na Terra faz com que o gelo e a neve derretam mais rapidamente. Os cientistas dizem que é provavelmente a existência de um fluxo raso à subsuperfície, com água suficiente para subir à superfície e assim explicar o escurecimento.

"Nós descobrimos os sais hidratados apenas quando as características sazonais eram mais vastas, o que sugere que ou as próprias listras escuras ou um processo que as forma será a fonte da hidratação. Em ambos os casos, a detecção de sais hidratados nestas encostas significa que a água desempenha um papel vital na formação das estrias," afirma Lujendra Ojha do Instituto de Tecnologia da Georgia em Atlanta.

Ojha notou pela primeira vez estas características intrigantes enquanto estudante da Universidade do Arizona em 2010, usando imagens do instrumento High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) da MRO. As observações do HiRISE documentaram agora RSL em dúzias de locais em Marte. O novo estudo junta observações do HiRISE com mapeamento mineral do Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM), também do mesmo orbitador.

As observações do espectrômetro mostram assinaturas de sais hidratados em vários locais de RSL, mas apenas quando as características escuras são relativamente largas. Quando os pesquisadores observaram os mesmos locais e os RSL não eram tão extensos, não detectaram sais hidratados.

© NASA/JPL/U. Arizona (criação dos RSL numa encosta de Marte com aumento da temperatura)

As assinaturas espectrais foram interpretadas como provocadas por minerais hidratados chamados percloratos. Os sais hidratados mais consistentes com as assinaturas químicas são provavelmente uma mistura de perclorato de magnésio, clorato de magnésio e perclorato de sódio. Sabe-se que alguns percloratos impedem líquidos de congelar mesmo em condições tão frias quanto -70º C. Na Terra, os percloratos produzidos naturalmente estão concentrados em desertos, e alguns tipos de percloratos podem ser usados como combustível para foguetes.

Os percloratos já foram anteriormente observados em Marte. O módulo de aterrissagem Phoenix da NASA e o rover Curiosity descobriram percloratos no solo do planeta e alguns cientistas acreditam que as missões Viking na década de 1970 mediram também assinaturas destes sais. No entanto, este estudo dos RLS detectou percloratos, agora na forma hidratada, em diferentes áreas daquelas exploradas a partir do solo. Esta é também a primeira vez que os percloratos foram identificados a partir de órbita.

A MRO estuda Marte desde 2006 com os seus seis instrumentos científicos.

"A capacidade da MRO em observar vários anos marcianos com uma carga útil capaz de ver os pequenos detalhes dessas características permitiu resultados como estes: primeiro, a identificação destas intrigantes listras sazonais, e agora um grande passo em frente no sentido de explicar o que são," afirma Rich Zurek, cientista do projeto MRO no Jet Propulsion Laboratory (JPL) da NASA em Pasadena, no estado americano da Califórnia.

Para Ojha, as novas descobertas são mais uma prova de que as linhas misteriosas que viu pela primeira vez escurecendo encostas marcianas há cinco atrás são, de fato, água.

"Quando a maioria das pessoas falam sobre água em Marte, geralmente falam de água no passado ou água gelada," explica. "Agora, sabemos que a história não termina aqui. Esta é a primeira detecção espectral que inequivocamente apoia as nossas hipóteses de formação de água líquida nos RSL."

Esta descoberta é a mais recente dos muitos avanços das missões marcianas da NASA.

"Foram precisas várias sondas, ao longo de vários anos, para resolver este mistério, e agora sabemos que há água líquida à superfície deste planeta desértico e frio," afirma Michael Meyer, cientista-chefe do Programa de Exploração de Marte da NASA na sede da agência em Washington. "Parece que quanto mais estudamos Marte, mais aprendemos sobre a vida e onde existem recursos para apoiar a vida no futuro."

Um artigo sobre as descobertas foi publicado ontem na revista Nature Geoscience.

Fonte: NASA

Eclipse total da Super Lua

Nesta noite de domingo a Lua irá entrar no cone de sombra da Terra e provavelmente deve adquirir uma coloração avermelhada.

© NASA (Eclipse Total da Lua)

A Lua desta noite será particularmente brilhante, pois ela alcançará sua fase cheia quando estiver relativamente mais próxima da Terra na sua órbita elíptica ao redor do nosso planeta. De fato, por algumas medidas de tamanho e brilho, a Lua Cheia dessa noite é designada como sendo uma Super Lua, pois a Lua estará no perigeu fazendo a Lua parecer 14% maior em diâmetro do que o habitual e cerca de 30% mais brilhante do que a Lua Cheia em média. Contudo, a nossa Lua irá aparentar uma tonalidade avermelhada pois estará totalmente mergulhada na sombra da Terra. A coloração avermelhada resulta do fato da luz solar azul ser mais fortemente espalhada pela atmosfera da Terra, enquanto a luz vermelha é refratada e atinge a Lua eclipsada. A Lua desta noite pode também ser chamada de Lua da Colheita (Harvest Moon), já que é a Lua Cheia que ocorre mais próxima do equinócio de Setembro, uma época marcada pela colheita das plantações no hemisfério norte da Terra. Eclipses totais com Super Lua são fenômenos relativamente raros, a coincidência destes dois eventos ocorreu apenas cinco vezes no século passado, sendo que o último eclipse com Super Lua aconteceu em 1982 e o próximo será em 2033.

A Super Lua é um fenômeno relativamente comum. Na média, acontece uma vez a cada 13 meses. Eclipses lunares também ocorrem todos os anos. Contudo, eclipses lunares totais são mais raros. Aliás, o próximo será visto no Brasil somente daqui a quatro anos.

O eclipse total da Super Lua nesta noite levará um pouco mais de uma hora, com a Lua na totalidade por volta das 23h11 até 0h23 (horário de Brasília), e será visível do leste da América do Norte depois do pôr-do-Sol, na América do Sul no meio da noite e no oeste da Europa antes do nascer do Sol. No Brasil o eclipse será visível em todo o território. O evento começará a partir das 21h12 e ficará totalmente visível até às 2h22 da segunda-feira.

Se o céu estiver limpo e o horizonte aberto o espetáculo estará garantido. Se chover, é possível acompanhar o eclipse pela internet. Vários sites farão transmissão ao vivo do evento. Um deles é o site da revista Sky & Telescope, outro canal é o site da NASA, que começarão a transmitir o evento às 22h deste domingo.

Fonte: NASA & Revista Galileu

Descoberto buraco negro 30 vezes maior que o tamanho esperado

O buraco negro supermassivo de uma galáxia descoberta recentemente é bem maior do seria possível, de acordo com as atuais teorias da evolução galáctica.

© Vista Magellanic Clouds Survey (galáxia SAGE0536AGN)

Na imagem acima a galáxia é o objeto elíptico localizado no centro.

O novo trabalho realizado por astrônomos na Universidade Keele e da Universidade Central Lancashire, mostra que o buraco negro é muito mais massivo do que deveria ser, se comparado com a massa da galáxia ao redor.

A galáxia SAGE0536AGN foi inicialmente descoberta com o telescópio espacial Spitzer da NASA na luz infravermelha. Apesar de ter no mínimo 9 bilhões de anos de vida, ela contém um núcleo galáctico ativo (AGN), um objeto incrivelmente brilhante resultante da acreção de gás por um buraco negro supermassivo central. O gás é acelerado a altíssimas velocidades devido ao imenso campo gravitacional do buraco negro, fazendo com que o gás emita luz.

A equipe também confirmou a presença de um buraco negro medindo a velocidade do gás movendo-se ao seu redor. Usando o Southern African Large Telescope, os cientistas observaram que uma linha de emissão de hidrogênio, no espectro da galáxia (onde a luz é dispersada em suas diferentes cores, um efeito similar é visto usando um prisma) é alargada pelo Efeito Doppler, onde o comprimento de onda (a cor) da luz de um objeto é desviada para o azul e para o vermelho dependendo se ele está se movendo para perto ou para longe nós. O grau de alargamento implica que o gás está se movendo ao redor numa alta velocidade, um resultado do forte campo gravitacional do buraco negro.

Esses dados têm sido usados para calcular a massa do buraco negro: quanto mais massivo é o buraco negro, mais larga é a linha de emissão. O buraco negro descoberto na SAGE0536AGN possui 350 milhões de vezes a massa do Sol. Entretanto, a massa da própria da galáxia, obtida através de medidas do movimento de suas estrelas, tem sido calculada como sendo de 25 bilhões de vezes a massa do Sol. A massa da galáxia é 70 vezes maior que a do buraco negro, mas mesmo assim, o buraco negro é ainda 30 vezes maior do que o esperado para esse tamanho de galáxia.

“As galáxias tem uma grande massa, e então buracos negros aparecem em seus núcleos. Esse um é realmente muito grande, na verdade não seria possível que ele fosse tão grande assim”, disse o Dr. Jacco van Loon, um astrofísico na Universidade Keele.

Em galáxias ordinárias os buracos negros crescem na mesma taxa que a galáxia, mas na SAGE0536AGNN o buraco negro cresceu muito mais rápido, ou a galáxia parou de crescer prematuramente. Devido a essa galáxia ter sido descoberta por acidente, devem existir mais desses objetos esperando para serem descobertos. O tempo irá dizer se a SAGE0536AGN é realmente uma galáxia estranha, ou simplesmente a primeira numa classe de novas galáxias.

Os resultados foram publicados em um artigo no Monthly Notices of The Royal Astronomical Society.

Fonte: Royal Astronomical Society