segunda-feira, 18 de julho de 2016

Físicos demonstraram que o Big Bang pode ter sido um Big Bounce

big bang ou big bounce

Uma equipe internacional de pesquisadores demonstrou que a hipótese de que o Big Bang foi na verdade um Big Bounce é possível. Isso significa que o universo não surgiu de uma grande explosão que trouxe tudo à existência. Ao invés disso, simplesmente começou a se expandir novamente depois de se contrair totalmente. O novo estudo foi publicado na revista Physical Review Letters.

O que é o Big Bounce?
A teoria do Big Bounce, pensada pela primeira vez mais de cem anos atrás, foi criada para explicar como o universo se formou. Ao contrário do modelo do Big Bang, que afirma que o nosso universo nasceu de uma gigantesca explosão de um ponto infinitamente denso, o Big Bounce propõe que o universo está em constante expansão e contração. Isto significa que o universo funciona como uma espécie de balão: se expande a partir de um único ponto, cresce até atingir uma certa distância máxima, e depois se contrai de volta ao ponto original, para começar todo o processo novamente. Até agora, um dos maiores problemas com este modelo hipotético era explicar como o universo faria a transição de contração para expansão uma vez que estivesse totalmente “esvaziado”. O novo estudo tentou resolver essa questão usando as propriedades da mecânica quântica.

Modelo computacional
De acordo com os físicos do Imperial College London (Reino Unido) e do Perimeter Institute for Theoretical Physics (Canadá) envolvidos no estudo, quando o universo está em seu menor ponto, é governado pela mecânica quântica, em vez da física clássica que rege o mundo cotidiano em torno de nós. Nesta escala extremamente pequena, o universo seria salvo da destruição porque os efeitos da mecânica quântica, em essência, evitam que as coisas se quebrem e se separem. Para chegar a essa conclusão, a equipe construiu um modelo de computador que simula como o universo pode ter evoluído ao longo do tempo. Eles descobriram, usando a mecânica quântica, que o universo poderia ter se ampliado a partir de um único ponto mesmo com a quantidade mínima de ingredientes – radiação e um pouco de matéria – presentes no momento. Enquanto o atual modelo explica como o universo pode fazer a transição entre expansão e contração, a equipe ainda precisa determinar se ele pode eventualmente produzir objetos dentro do universo como galáxias e outras estruturas celestes.
Fonte: HYPESCIENCE.COM

Como o universo poderia ter surgido do nada?

idade universo

Meu objetivo não é destruir a religião, apesar de isso ser um efeito colateral interessante. Meu objetivo não é diferente do que o de Charles Darwin com seu livro “A Origem das Espécies”. Meu objetivo é usar essa fascinante questão, que todos fazem, e motivar as pessoas a aprender sobre o universo real”.

De onde veio o Universo?
O físico teórico Lawrence Krauss já tomou parte em muitos tópicos complicados, da evolução até o estado das políticas científicas, passando pela física quântica e até a ciência em Star Trek. Mas em um de seus livros, ele talvez fale sobre o assunto limite: como nosso universo surgiu do nada sem uma intervenção divina.  O argumento de que Deus foi o responsável pelo toque inicial, dando vida ao cosmos, vem desde Aristóteles e Tomás de Aquino. Em debates com teólogos, “a questão ‘porque existe algo ao invés de nada’ sempre aparece como ‘inexplicável’ e implica a existência de um criador”, afirma Krauss. “Nós já fomos tão longe, que responder essa pergunta – ou fazer questões similares – virou parte da ciência.  Ele comentou essa intrigante questão em uma palestra gravada, em uma conferência da Aliança Ateísta Internacional, em 2009. O vídeo já teve mais de um milhão de visualizações, e incitou Krauss a publicar seu mais novo livro, “A Universe From Nothing”.

Porque existe algo ao invés de nada? O cientista afirma que essa questão implica uma pesquisa que não está realmente no propósito científico. “O ‘porque’ nunca é realmente um ‘porque’… de verdade, quando dizemos ‘porque’, estamos querendo saber ‘como. Ok, mas então como temos um universo do nada? Krauss traça uma série de descobertas, desde a teoria geral da relatividade de Einstein até os últimos estudos da energia escura, exemplificando como os cientistas determinaram que os espaços vazios estão preenchidos com energia, na forma de partículas virtuais. Da perspectiva da física quântica, as partículas entram e saem da existência a todo o tempo. Pra Krauss e muitos outros teóricos, o nada é tão instável que ele tem que criado algo: em nosso caso, o universo.

E ainda mais. Krauss e seus colegas tem a visão de que pode haver uma sucessão infindável de big bangs, criando muitos universos com diferentes parâmetros e leis físicas. Alguns desses volta ao nada imediatamente, enquanto outros – como o nosso – ficam por aí tempo suficiente para dar origem às galáxias, estrelas, planetas e vida. Os cientistas ainda não têm uma forma de testar essa hipótese, mas isso explicaria como temos sorte de estar vivos: ganhamos na loteria cósmica.  Alguns dizem ‘Bom, isso é só uma escapatória’”, comenta Krauss. “Mas é uma desculpa menor do que Deus”.

Positivos e negativos - O livro de Krauss não é o primeiro a colocar que Deus é desnecessário para a criação do universo. Stephen Hawking apresentou um ponto parecido em seu livro “The Grand Design”. O argumento chave é que a energia positiva da matéria é balanceada pela energia negativa do campo gravitacional. Da perspectiva quântica, a energia total do universo é zero e a evidência matemática disso seria o fato do universo ser plano e não esférico. Portanto, a energia do “nada” é conservada, mesmo que “algo” entre na história. A ideia de um balanço entre a energia positiva e negativa tem gerado críticas por parte do criacionismo, mas Krauss afirma que o conceito bate com as teorias cosmológicas atuais.

“Soa como uma fraude, mas não é. Uma vez com a gravidade, o incrível é que você pode começar com zero energia e acabar com diversas coisas, e essas podem ter energia positiva, contanto que você faça o efeito contrário com energia negativa. A gravidade permite que a energia seja negativa”, afirma o cientista. Daqui a muito tempo, quando todas as galáxias tiverem expandindo até o fim, e todas as estrelas morrido, os positivos e negativos vão se cancelar, levando nosso universo a voltar à uniformidade do espaço vazio. “O ‘algo’ talvez esteja aqui por um pequeno período de tempo”, afirma Krauss.

Acentuar o positivo - Para muitos isso pode soar um tanto suicida. O famoso evolucionista (e um dos ateus mais famosos do mundo) Richard Dawkins afirma o seguinte: “Se você acha que isso é sombrio e pouco entusiasmante, que pena. Realmente não traz conforto”. Mas Krauss não pretende ser um depressor. Krauss afirma que a perspectiva científica sobre as origens e o destino do universo oferece uma alternativa válida para o tradicional “consolo” que a religião propõe. Aqui estão estas marcantes leis da natureza que surgiram e produziram tudo que você conhece, algo muito mais interessante do que qualquer conto de fadas”, comenta Krauss. “Nós somos os beneficiários sortudos disso, e deveríamos aproveitar o fato de termos consciência para apreciar o universo. É um acidente fantástico, como temos sorte de ser parte disso! E você pode criar uma ‘teologia’ ao redor disso, se quiser. É claro que Krauss não se refere à teologia no sentido literal, do estudo de Deus, mas em um sentido de atitude com a vida e seus significados (ou falta de). Qual é a sua atitude? Sinta-se livre para expressar sua opinião, mas com respeito.
Fonte: HypeScience.com
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Explosão estelar permite-nos observar linha de neve da água


Impressão artística da linha de neve da água em torno da jovem estrela V883 Orionis.Fonte:ESO

O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) obteve a primeira observação bem resolvida de uma linha de neve de água no interior de um disco protoplanetário. Esta linha marca o lugar onde a temperatura no disco que rodeia uma estrela jovem decresce o suficiente para que se possa formar neve. O aumento drástico no brilho da jovem estrela V883 Orionis aqueceu a zona interior do disco, empurrando a linha de neve da água para uma distância muito maior do que o que é normal numa protoestrela, permitindo assim observá-la pela primeira vez. Estes resultados são publicados a 14 de julho de 2016 na revista Nature. As estrelas jovens encontram-se muitas vezes rodeadas por densos discos de gás e poeira em rotação, os chamados discos protoplanetários, a partir dos quais os planetas se formam.

O calor de uma estrela jovem do tipo solar faz com que a água no seio do disco protoplanetário se mantenha no estado gasoso até uma distância de cerca de 3 UA da estrela — menos de 3 vezes a distância média entre a Terra e o Sol — ou cerca de 450 milhões de km. Mais longe, devido à pressão extremamente baixa, as moléculas de água passam diretamente do estado gasoso a uma camada de gelo que cobre grãos de poeira e outras partículas. A região no disco protoplanetário onde a água passa da fase gasosa para a fase sólida é chamada linha de neve da água.

No entanto, a estrela V883 Orionis é invulgar. Um aumento drástico no seu brilho empurrou a linha de neve para uma distância de cerca de 40 UA (cerca de 6 mil milhões de km ou aproximadamente o tamanho da órbita do planeta anão
Plutão no nosso Sistema Solar). Este enorme aumento, combinado com a resolução do ALMA para grandes linhas de base, permitiu à equipa, liderada por Lucas Cieza (Millennium ALMA Disk Nucleus e Universidad Diego Portales, Santiago, Chile) obter as primeiras observações resolvidas de uma linha de neve de água num disco protoplanetário.

O brilho repentino que a V883 Orionis sofreu é um exemplo do que acontece quando enormes quantidades de material do disco que rodeia a estrela jovem caem na sua superfície. A V883 Orionis é apenas 30% mais massiva que o Sol, mas devido a esta explosão que está a ocorrer, a sua luminosidade é atualmente 400 vezes maior que a do Sol, apresentando-se também muito mais quente. O autor principal Lucas Cieza explica: “As observações ALMA revelaram-se surpreendentes para todos nós. As nossas observações estavam preparadas para procurar fragmentações no disco, as quais levam à formação de planetas. Não vimos nada disso, no entanto encontrámos o que parece ser um anel a 40 UA. Isto mostra bem o poder transformador do ALMA, que nos dá resultados excitantes mesmo não sendo os que estamos à procura.”

A ideia estranha de neve em órbita no espaço é fundamental para a formação planetária. A presença de água regula a eficiência da coalescência dos grãos de poeira — a primeira etapa da formação planetária. É no interior da linha de neve, onde a água se evapora, que se pensa que nasçam os planetas rochosos mais pequenos, como a Terra. Para lá da linha de neve, a presença de gelo de água permite a rápida formação de bolas de neve cósmicas, que eventualmente irão formar planetas gasosos massivos como Júpiter.

A descoberta de que estas explosões na estrela podem lançar a linha de neve da água para cerca de 10 vezes o seu raio típico é bastante significativa para o desenvolvimento de bons modelos de formação planetária. Pensa-se que estas explosões sejam uma etapa da evolução da maioria dos sistemas planetários, por isso esta pode bem tratar-se da primeira observação de uma ocorrência comum. Neste caso, esta observação do ALMA poderá contribuir de modo significativo para uma melhor compreensão de como é que os planetas se formam e evoluem no Universo.
Fonte:ESO

Buraco negro faz material oscilar em seu redor



Esta impressão de artista mostra o disco de acreção em redor de um buraco negro, no qual a região interior sofre precessão. "Precessão" significa que a órbita do material em redor do buraco negro muda de orientação.  Nesta três imagens, o disco interior brilha com radiação altamente energética que atinge a matéria no disco de acreção em redor, fazendo com que os átomos de ferro emitam raios-X, tal como indicado no brilho do disco de acreção à direita (imagem a), em frente (imagem b) e à esquerda (imagem c).  Crédito: ESA/ATG medialab

O observatório de raios-X XMM-Newton da ESA provou a existência de um "vórtice gravitacional" em torno de um buraco negro. A descoberta, assistida pela missão NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) da NASA, resolve um mistério que iludia os astrónomos há mais de 30 anos, e permitirá mapear o comportamento da matéria muito perto dos buracos negros. Também pode abrir a porta a futuras investigações da relatividade geral de Albert Einstein. A matéria que cai sobre um buraco negro aquece à medida que mergulha para a sua ruína. Antes de passar para o buraco negro e de se perder para sempre da vista, pode atingir milhões de graus. A essa temperatura, emite raios-X para o espaço. Na década de 1980, os pioneiros astrónomos que usavam os primeiros telescópios de raios-X descobriram que os raios-X provenientes de buracos negros de massa estelar, na nossa Galáxia, cintilam. As mudanças seguem um padrão definido. Quando essa oscilação começa, o escurecimento e reavivamento pode demorar até 10 segundos para completar. À medida que passam dias, semanas e meses, o período diminui até que a oscilação ocorre 10 vezes por segundo. Aí, a cintilação pára subitamente e completamente.

O fenómeno foi apelidado de Oscilação Quasi-Periódica (OQP). "Reconheceu-se imediatamente que era algo fascinante porque vinha de uma zona muito próxima de um buraco negro," afirma Adam Ingram, da Universidade de Amesterdão, na Holanda que, em 2009, começou a trabalhar na compreensão das OQPs para a sua tese de doutoramento.
Durante a década de 1990, os astrónomos começaram a suspeitar que as OQPs estavam associadas com um efeito gravitacional previsto pela relatividade geral de Einstein: que um objeto giratório cria uma espécie de vórtice gravitacional. É um pouco como torcer uma colher com mel. Imagine que o mel é o espaço e tudo o que está embebido no mel será 'arrastado' em redor da colher," explica Ingram. "Na realidade, isto significa que qualquer coisa em órbita de um objeto giratório verá o seu movimento afetado." No caso de uma órbita inclinada, irá sofrer "precessão". Isto significa que toda a órbita vai mudar de orientação em torno do objeto central. O tempo que demora para a órbita voltar à sua condição inicial é conhecido como ciclo de precessão.

Em 2004, a NASA lançou a Gravity Probe B para medir este chamado efeito de Lense-Thirring em redor da Terra. Após uma análise cuidadosa, os cientistas confirmaram que a sonda iria completar um ciclo de precessão a cada 33 milhões de anos. No entanto, em torno de um buraco negro, o efeito será muito mais percetível devido ao muito mais forte campo gravitacional. O ciclo de precessão levaria apenas uma questão de segundos ou menos para ficar concluído. Estes valores são tão parecidos com os das OQPs que os astrónomos começaram a suspeitar de uma ligação. Ingram meteu mãos à obra focando-se no problema e observando o que acontecia no disco plano de matéria em redor de um buraco negro. Conhecido como disco de acreção, é o local onde o material espirala gradualmente na direção do buraco negro. Os cientistas já suspeitavam que, perto do buraco negro, o disco de acreção plano "incha" para um plasma quente, no qual aos eletrões são retirados os seus átomos. Denominado fluxo interno quente, diminui de tamanho ao longo de semanas e meses à medida que é "comido" pelo buraco negro.

Em conjunto com colegas, Ingram publicou um artigo, em 2009, que sugeria que a OQP é impulsionada pela precessão de Lense-Thirring deste fluxo quente. Isto porque quanto menor o fluxo interior, mais perto se aproxima do buraco negro e, portanto, mais rápido o ciclo Lense-Thirring se torna. A questão era: como provar isto?

"Passámos muito tempo a tentar encontrar evidências conclusivas deste comportamento," comenta Ingram. A resposta é que o fluxo interno liberta radiação altamente energética que atinge a matéria no disco de acreção em redor, fazendo com que os átomos de ferro no disco brilhem como um tubo de luz fluorescente. O ferro liberta raios-X num único comprimento de onda - a que se dá o nome "linha espectral.  Dado que o disco de acreção se encontra em rotação, a linha do ferro vê o seu comprimento de onda ser distorcido pelo efeito Doppler. A linha de emissão do lado do disco que gira na direção da Terra é "esmagada" - desvia-se para o azul - e a linha de emissão do lado do disco que gira na direção contrária é "esticada" - desvia-se para o vermelho. Se o fluxo interno está realmente em precessão, vai, por vezes, brilhar no disco de material em aproximação e por vezes no material em recuo, fazendo com que a linha oscile para a frente e para trás ao longo de um ciclo de precessão.

Foi na observação desta oscilação que o XMM-Newton entrou em ação. Ingram e colegas de Amesterdão, de Cambridge Durham, Southampton e de Tóquio, solicitaram uma observação de longa-duração que lhes permitisse ver a OQP repetidamente. Escolheram o buraco negro H 1743-322, que exibia na altura uma OQP de quatro segundos. Observaram o objeto durante 260.000 segundos. Também o observaram durante 70.000 segundos com o Observatório de raios-X NuSTAR da NASA. A capacidade de alta-energia do NuSTAR foi muito importante," realça Ingram. "O NuSTAR confirmou a oscilação na linha do ferro e, adicionalmente, vimos uma característica no espectro chamada 'protuberância de reflexão' que acrescenta mais evidências para a precessão."

Após um processo rigoroso de análise, que consistiu na aglomeração de todos os dados observacionais, viram que a linha do ferro oscilava de acordo com as previsões da relatividade geral. "Estamos a medir diretamente o movimento de matéria num forte campo gravitacional perto de um buraco negro," comenta Ingram. É a primeira vez que se mede o efeito Lense-Thirring num campo gravitacional forte. A técnica permitirá aos astrónomos mapearem a matéria nas regiões interiores dos discos de acreção em torno de buracos negros. Também sugere uma nova e poderosa ferramenta com que testar a relatividade geral.

A teoria de Einstein tem permanecido praticamente não testada em campos gravitacionais tão fortes como este. Por isso, se os astrónomos puderem compreender a física da matéria que flui para o buraco negro, poderão então testar as previsões da relatividade geral como nunca antes - mas só se o movimento da matéria no disco de acreção puder ser completamente compreendido. Se conseguirmos esmiuçar a astrofísica, podemos testar verdadeiramente a relatividade geral," salienta Ingram. Um desvio das previsões da relatividade geral será bem-recebido por uma grande quantidade de astrónomos e físicos.

Será um sinal concreto de que existe uma teoria mais profunda da gravidade. Os maiores telescópios de raios-X, no futuro, poderão ajudar na pesquisa porque são mais poderosos e podem recolher raios-X de forma mais eficiente. Isto permitirá com que os astrónomos investiguem o fenómeno da OQP em mais detalhe. Mas, por agora, os astrónomos podem contentar-se em ter visto o papel da gravidade de Einstein em redor de um buraco negro."Este é um grande avanço, pois o estudo combina informação acerca dos tempos e da energia dos fotões de raios-X para encerrar o debate de 30 anos em torno da origem das OQPs. A capacidade de recolha de fotões do XMM-Newton foi fundamental para este trabalho," conclui Norbert Schartel, cientista do projeto XMM-Newton da ESA.
Fonte: Astronomia Online


quinta-feira, 14 de julho de 2016

A imagem mais profunda de sempre de Orion

Imagens infravermelhas do VLT revelam quantidade inesperada de objetos de pequena massa

O instrumento infravermelho HAWK-I do ESO montado no Very Large Telescope (VLT), no Chile, foi utilizado para sondar as profundezas do coração da Nebulosa de Orion. A imagem obtida revela cerca de dez vezes mais anãs castanhas e objetos de massa planetária isolados do que os que se conheciam anteriormente. Esta descoberta desafia o cenário normalmente aceite da história de formação estelar em Orion. Uma equipa internacional utilizou o instrumento infravermelho HAWK-I montado no Very Large Telescope do ESO (VLT) para produzir a imagem mais profunda e completa da Nebulosa de Orion obtida até à data. A equipa obteve não apenas uma imagem de beleza espectacular, mas também revelou uma enorme abundância de anãs castanhas ténues e objetos de massa planetária isolados.

A presença destes objetos de baixa massa ajuda-nos a compreender melhor a história de formação estelar no seio da própria nebulosa. A famosa Nebulosa de Orion, com uma dimensão de cerca de 24 anos-luz, situa-se na constelação de Orion e pode ser vista a olho nu a partir da Terra, apresentando-se como uma mancha difusa na espada de Orion. Algumas nebulosas, como a de Orion, encontram-se fortemente iluminadas por radiação ultravioleta emitida por muitas estrelas quentes nascidas no seu seio que ionizam o gás, o que o faz brilhar intensamente. A relativa proximidade da Nebulosa de Orion faz dela um laboratório ideal para o estudo dos processos e história de formação estelar e para determinar a quantidade de estrelas de diferentes massas que se formam no seu interior.

Amelia Bayo (Universidad de Valparaíso, Valparaíso, Chile; Max-Planck Institut für Astronomie, Königstuhl, Alemanha), co-autora do novo artigo que descreve estes resultados e membro da equipa de investigação, explica porque é que isto é importante: “Compreendermos porque é que tantos objetos de baixa massa se encontram na Nebulosa de Orion é importante pois ajuda-nos a colocar limites nas atuais teorias de formação estelar. Sabemos agora que o modo como estes objetos de baixa massa se formam depende do meio que os envolve.”

Esta nova imagem causou um enorme entusiasmo pois revela uma quantidade inesperada de objetos de massa muito baixa, o que, por sua vez, sugere que a Nebulosa de Orion pode estar proporcionalmente a formar muito mais objetos de baixa massa do que outras regiões de formação estelar mais próximas e menos ativas. Os astrónomos contam quantos objetos de diferentes massas se formam em regiões como a Nebulosa de Orion para tentar compreender o processo de formação estelar. Antes deste trabalho, o maior número de objetos encontrado tinha massas de cerca de um quarto da massa do nosso Sol. A descoberta desta enorme quantidade de novos objetos com massas muito inferiores a esta na Nebulosa de Orion, criou um segundo máximo a massa muito menor na distribuição de contagem de estrelas.

Estas observações sugerem também que o número de objetos do tamanho de planetas pode ser muito maior do que o que se pensava anteriormente. Apesar da tecnologia necessária para observar imediatamente estes planetas ainda não existir, o futuro European Extremely Large Telescope do ESO (E-ELT), previsto para 2024, foi concebido com vários objetivos, sendo um deles precisamente este tipo de observações. O cientista líder deste trabalho, Holger Drass (Astronomisches Institut, Ruhr-Universität Bochum, Bochum, Alemanha; Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile) conclui: “O nosso resultado é para mim como um espreitar para uma nova era da formação planetária e estelar. O enorme número de planetas isolados encontrados com os nossos atuais limites observacionais, faz-me pensar que iremos certamente ainda descobrir uma imensa quantidade de planetas mais pequenos que a Terra com o E-ELT.”
Fonte: ESO

DAWN mapeia crateras em CERES onde o gelo acumula-se

Nos polos de Ceres, cientistas descobriram crateras que estão permanentemente à sombra (zonas azuis). Estas crateras têm o nome "armadilhas frias" caso tenham temperaturas inferiores a -151º C.  Crédito: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Cientistas da missão Dawn da NASA identificaram regiões permanentemente à sombra no planeta anão Ceres. A maioria destas áreas são provavelmente frias o suficiente para reter água gelada durante mil milhões de anos, sugerindo que os depósitos de gelo podem lá existir agora. As condições em Ceres são as ideais para a acumulação de depósitos de água gelada," afirma Norbert Schorghofer, investigador convidado da Dawn e da Universidade do Hawaii em Manoa, EUA. "Ceres tem massa suficiente para segurar moléculas de água, e as regiões permanentemente à sombra que identificámos são extremamente frias - mais frias do que a maioria das regiões idênticas que existem na Lua e em Mercúrio."

As regiões permanentemente à sombra não recebem luz solar direta. Estão normalmente localizadas no chão de crateras ou ao longo de secções das paredes viradas para o polo. As regiões ainda recebem luz solar indireta, mas caso a temperatura fique abaixo dos -151º C, a área permanentemente à sombra é uma armadilha fria - um bom local para a água gelada se acumular e permanecer estável. As armadilhas frias já tinham sido previstas em Ceres, mas só foram identificadas agora. Neste estudo, Schorghofer e colegas estudaram o hemisfério norte de Ceres, melhor iluminado que o hemisfério sul. As imagens das câmaras da Dawn foram combinadas para produzir a forma do planeta anão, mostrando crateras, planícies e outras características em três dimensões. Usando estes dados, um modelo sofisticado de computador desenvolvido no Centro de Voo Espacial Goddard da NASA, em Greenbelt, no estado americano de Maryland, determinou as áreas que recebem luz solar direta, a quantidade de radiação solar que atinge a superfície e como as condições mudam ao longo do ano de Ceres.

Os investigadores encontraram dúzias de regiões permanentemente à sombra em todo o hemisfério norte. A maior região encontra-se dentro de uma cratera com 16 km de diâmetro localizada a menos de 65 km do polo norte. Como um todo, as regiões permanentemente à sombra de Ceres ocupam cerca de 1800 quilómetros quadrados. É apenas uma pequena fração do planeta anão - muito menos do que 1% da superfície do hemisfério norte. A equipa espera que estas regiões em Ceres sejam mais frias do que aquelas em Mercúrio ou na Lua. Isto porque Ceres está muito longe do Sol, e as áreas nas crateras à sombra recebem muito pouca radiação indireta.  Em Ceres, estas regiões agem como armadilhas frias até latitudes relativamente baixas," explica Erwan Mazarico, investigador convidado da Dawn em Goddard.

"Na Lua e em Mercúrio, só as regiões permanentemente à sombra muito perto dos polos ficam frias o suficiente para o gelo ser estável à superfície. A situação em Ceres é mais semelhante à de Mercúrio do que à da Lua. Em Mercúrio, as regiões à sombra correspondem a mais ou menos à mesma fração do hemisfério norte. A eficiência de armadilhas - a capacidade para acumular água gelada - é também comparável. Pelos cálculos da equipa, cerca de 1 em cada 1000 moléculas de água geradas à superfície de Ceres acaba em armadilhas frias durante o ano de Ceres (1682 dias terrestres). Isso é suficiente para construir depósitos de água, finos, mas detetáveis, ao longo de 100.000 anos ou mais.

"Enquanto as armadilhas frias podem fornecer depósitos de água gelada à superfície como as observadas na Lua e em Mercúrio, Ceres pode ter sido formado com um relativamente maior reservatório de água," acrescenta Chris Russell, investigador principal da missão Dawn, com base na Universidade da Califórnia em Los Angeles, EUA. "Algumas observações indicam que Ceres pode ser um mundo rico em voláteis que não é dependente de outras fontes externas no dia-a-dia. Os resultados estão disponíveis online na revista Geophysical Research Letters.
Fonte: Astronomia Online


Um planeta com três sóis surpreendente


Uma equipe de astrónomos usou o instrumento SPHERE montado no Very Large Telescope do ESO para obter imagens do primeiro planeta alguma vez encontrado numa órbita extensa num sistema triplo de estrelas. Esperava-se que a órbita de um tal planeta fosse instável, resultando muito provavelmente num planeta que seria rapidamente ejectado para fora do sistema. No entanto, este planeta tem sobrevivido. Esta observação inesperada sugere que tais sistemas possam ser efectivamente mais comuns do que o que se pensava anteriormente. Estes resultados serão publicados online a 7 de julho de 2016 na revista Science. Tatooine, o planeta natal de Luke Skywalker da saga da Guerra das Estrelas, era um mundo estranho com dois sóis no céu, no entanto os astrónomos acabam de descobrir um planeta num sistema ainda mais exótico, onde um observador desfrutaria ou de um dia constante, isto é, sem noite, ou de triplos nasceres e pores de sol todos os dias, dependendo das estações, estações estas que neste planeta duram mais que uma vida humana.

Este mundo foi descoberto por uma equipa de astrónomos liderada pela Universidade do Arizona, no EUA, através de imagens diretas obtidas pelo
Very Large Telescope do ESO (VLT), no Chile. O planeta, chamado HD 131399Ab não é como nenhum outro mundo conhecido — a sua órbita em torno da estrela mais brilhante das três é a maior conhecida num sistema estelar múltiplo. Tais órbitas são frequentemente instáveis, devido à atração gravitacional, complexa e variável, das outras duas estrelas do sistema, e por isso pensava-se que seria muito improvável existirem planetas em órbitas estáveis nestas condições.

Situado a cerca de 320 anos-luz de distância da Terra na constelação do
Centauro, o HD 131399Ab tem cerca de 16 milhões de anos de idade, o que o torna igualmente num dos exoplanetas mais jovens  descobertos até à data, e um dos muito poucos a serem diretamente fotografados. Com uma temperatura de 580 graus Celsius e uma massa estimada de cerca de quatro vezes a massa de Júpiter, este exoplaneta é também um dos mais frios e menos massivos a ter sido diretamente fotografado. O HD 131399Ab é um dos poucos exoplanetas que foram diretamente fotografados, tratando-se do primeiro a ser encontrado numa configuração dinâmica tão interessante,” disse Daniel Apai, da Universidade do Arizona, EUA, e um dos co-autores do novo artigo científico que descreve estes resultados.

“Durante cerca de metade da órbita do planeta — que no total tem uma duração de 550 anos terrestres — as três estrelas estão visíveis no céu; as duas mais ténues encontram-se sempre muito juntas, variando a sua separação aparente relativamente à estrela mais brilhante ao longo do ano,” acrescenta Kevin Wagner, o primeiro autor do artigo e descobridor da HD 131399Ab. Kevin Wagner, estudante de doutoramento da Universidade do Arizona, identificou o planeta no meio de centenas de candidatos e liderou as observações de seguimento para verificar a sua natureza. O planeta marca também a primeira descoberta de um exoplaneta com o auxílio do instrumento
SPHERE montado no VLT. O SPHERE é sensível à radiação infravermelha, o que lhe permite detectar assinaturas térmicas de planetas jovens. Ao mesmo tempo possui sofisticadas características que corrigem distúrbios atmosféricos e bloqueiam a luz das estrelas hospedeiras que, de outro modo, seria ofuscante.

Apesar de serem necessárias observações de repetição e de longo termo para determinar de forma precisa a trajectória do planeta no seio das suas estrelas hospedeiras, observações e simulações parecem sugerir o seguinte cenário: estima-se que a estrela mais brilhante seja 80 % mais massiva que o nosso Sol (chamada HD 131399A) e que esteja a ser orbitada pelas duas estrelas menos massivas, B e C, a cerca de 300 UA (sendo que 1 UA corresponde à distância entre a Terra e o Sol). Ao mesmo tempo, as estrelas B e C rodopiam em torno uma da outra, como se fossem um haltere, separadas por uma distância de aproximadamente a distância que separa o Sol de Saturno (10 UA).

Neste cenário, o planeta HD 131399Ab desloca-se em torno da estrela A numa órbita com um raio de cerca de 80 UA, o que corresponde a cerca de duas vezes a órbita de Plutão no Sistema Solar, trazendo o planeta até cerca de um terço da separação entre a estrela A e o par B/C. Os autores apontam para a possibilidade de uma de variedade de cenários orbitais, sendo que o veredicto para a estabilidade a longo prazo do sistema terá que esperar pelas observações de seguimento planeadas que irão limitar melhor a órbita do planeta.

“Se o planeta estivesse mais afastado da estrela mais massiva, seria certamente lançado para fora do sistema, “explica Apai. “As nossas simulações de computador mostraram que este tipo de órbita pode ser estável, mas se variarmos os parâmetros apenas um bocadinho, o sistema torna-se instável muito rapidamente. Planetas em sistemas de estrelas múltiplas têm um interesse especial para os astrónomos e cientistas planetários porque mostram como funciona a formação planetária em cenários muito extremos. Apesar dos sistemas de estrelas múltiplas nos parecerem exóticos, uma vez que a nossa órbita se faz em torno de uma estrela solitária, o certo é que os sistemas de estrelas múltiplas são tão comuns como as estrelas individuais.

“Não é claro perceber como é que este planeta acabou por ficar retido numa órbita tão extensa neste sistema extremo e não podemos ainda dizer o que é que este facto poderá significar para a compreensão dos tipos de sistemas planetários, no entanto mostra que existe mais variedade do que julgávamos possível,” conclui Kevin Wagner. “O que sabemos é que planetas em sistema de estrelas múltiplas têm sido muito pouco estudados, mas são potencialmente tão numerosos como planetas em sistemas de estrelas únicas.”
Fonte: ESO

sexta-feira, 1 de julho de 2016

Impressão artística de um buraco negro supermassivo no centro de uma galáxia

Impressão artística de um buraco negro supermassivo no centro de uma galáxia

Esta impressão artística mostra o meio circundante de um buraco negro supermassivo típico, como muitos dos que se encontram no coração de muitas galáxias. O buraco negro propriamente dito está rodeado por um brilhante disco de acreção de material muito quente a cair para o buraco negro e mais longe encontra-se o toro de poeiras. Vemos também frequentemente jactos de matéria lançados a altas velocidades a partir dos polos do buraco negro, que podem estender-se até enormes distâncias no espaço. Observações obtidas com o ALMA detectaram um campo magnético muito intenso próximo do buraco negro, na base dos jactos, estando este campo muito provavelmente envolvido na produção dos jactos e sua colimação.
Créditos: ESO

O zoo de planetas menores do VISTA

Dados obtidos pelo telescópio VISTA do ESO usados para extrair importantes propriedades no infravermelho próximo de pequenos corpos do Sistema Solar
Uma equipe de astrônomos europeus usou dados do telescópio de rastreio VISTA do ESO para catalogar uma população variada de corpos menores — pequenos objetos do Sistema Solar — nos comprimentos de onda do infravermelho próximo. Este estudo deu origem a uma coleção de medições de quase 40 mil objetos, dados estes que poderão ajudar a responder a questões chave sobre o Sistema Solar primordial.  Sabe-se que o Sistema Solar contém cerca de 700 mil objetos pequenos, desde asteroides rochosos a cometas gelados. Ao estudar estes objetos, os astrônomos esperam compreender como é que o Sistema Solar se formou e evoluiu e, ao mesmo tempo, reunir informações importantes sobre possíveis impactos com a Terra.

A equipe examinou um subconjunto de dados do rastreio do VISTA — o VISTA Hemisphere Survey — que cobriu cerca de 40% do hemisfério sul do céu. Ao examinar de forma cuidada a enorme quantidade de dados deste rastreio, os pesquisadores conseguiram determinar a posição e o brilho de quase 40 mil objetos, obtendo ainda informação de cor para cerca de 35 mil deles. Esta é a primeira vez que dados de um rastreio são analisados para revelar informação sobre um tão grande número de pequenos corpos do Sistema Solar.

Os dados de cor, em particular, podem ser usados para classificar os objetos, ao derivar informação sobre a sua composição à superfície. A diversidade de objetos identificados no catálogo inclui exemplos de todas as categorias conhecidas de corpos deste tipo: asteroides próximos da Terraobjetos que cruzam a órbita de Marteasteroides Hungariaasteroides do cinturão principalasteroides Cybeleasteroides HildaTroianoscometas, objetos do Cinturão de Kuiper, entre outros.

VISTA, o Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy, é o maior telescópio de rastreio do mundo, com um espelho de 4,1 metros de diâmetro. O seu enorme campo de visão, juntamente com os seus detectores muito sensíveis, dá aos astrônomos uma visão completamente nova do céu austral. Os rastreios do céu são uma ferramenta poderosa nos dias de hoje, em que existem detectores tão grandes e sensíveis, permitindo aos astrônomos catalogar de modo rápido um grande número de objetos celestes e fazer análises estatísticas sobre os mesmos. São ideais para os astrônomos que procuram, como neste caso, objetos próximos em movimento, tais como asteroides e cometas.
Fonte: http://www.eso.org/public/brazil/announcements/ann16042/

O super Grand Canyon de Caronte lua de Plutão

Pluto’s largest moon, Charon, is home to an unusual canyon system that’s far longer and deeper than the Grand Canyon.

A maior lua de Plutão, Caronte, é o lar de um sistema de cânion incomum, que é maior e mais profundo que o Grand Canyon. Na imagem acima, o detalhe, amplia uma porção do limbo leste da visão global de Caronte, registrada pela sonda New Horizons da NASA horas antes da maior aproximação no dia 14 de Julho de 2015. Um cânion profundo, informalmente chamado de Argo Chasma, é visto no limbo. A seção observada nessa imagem mede cerca de 300 quilômetros de comprimento. Mas os cientistas da New Horizons  dizem que o comprimento total da Argo é de aproximadamente 700 quilômetros, em comparação, o Grand Canyon, tem 450 quilômetros de comprimento. Nesse ângulo de visão, o cânion é visto de lado, e na porção final norte do cânion a profundidade pode ser facilmente calculada.

Com base nessa e em outras imagens, feitas mais ou menos no mesmo momento, os cientistas da New Horizons, estimaram a profundidade do Argo Chasma em 9 quilômetros, o que é mais de cinco vezes mais profundo do que a profundidade do Grand Canyon. Aparentemente existem locais ao longo do comprimento do cânion onde desfiladeiros atingem alguns quilômetros de altura e poderiam rivalizar, tranquilamente com a Verona Rupes na lua Miranda de Urano, que tem no mínimo 5 quilômetros de altura, como sendo a mais alta parede de abismo do Sistema Solar. A imagem foi obtida pelo instrumento LORRI da sonda New Horizons, e tem uma resolução de 2.33 quilômetros por pixel. Essa imagem foi obtida a cerca de 466000 quilômetros de distância de Caronte, 9 horas e 22 minutos antes da maior aproximação da sonda com a lua de Plutão, em 14 de Julho de 2015.
Fonte: NASA

Pode ser possível sobreviver a uma queda em um buraco negro

Pode ser possível sobreviver a uma queda em um buraco negro

Há uma grande corrida entre os astrônomos em busca da primeira foto de um buraco negro - ainda que muitos ainda defendam que buracos negros podem não existir.     [Imagem: NRAO/AUI/NSF/Dana SkyWorks/ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)]

SIMULAÇÃO DE BURACO NEGRO
Uma simulação inédita mostra que, ao contrário do que os físicos têm proposto, objetos que caiam em um buraco negro em rotação não seriam esmagados pela gravidade descomunal.Isso dá suporte a alguns cenários de ficção científica, como do filme Interestelar. Embora a imagem do buraco negro do filme tenha sido produzida por uma simulação científica, a ideia de que buracos negros são portais para outros universos - ou atalhos para outros locais no nosso próprio universo, ou máquinas do tempo - ainda são controversas.  O que é fato é que o trabalho agora publicado representa a primeira metodologia para simulações de computador dos buracos negros rotativos. "Buracos negros não rotacionais vêm sendo estudados em simulações de computador há décadas. Nós desenvolvemos a primeira simulação em computador de como os campos físicos evoluem quando se aproxima do centro de um buraco negro em rotação," explica Lior Burko (Universidade Georgia Gwinnett), que fez o trabalho juntamente com Gaurav Khanna (Universidade de Massachusetts) e Anil Zenginoglu (Universidade de Maryland).

SOBREVIVER EM UM BURACO NEGRO - A teoria mais aceita hoje estabelece que, no centro de um buraco negro - conhecido como singularidade -, a densidade e a gravidade são infinitas, o que resulta em que as leis da física e o espaço-tempo simplesmente deixam de existir. Mas a simulação revelou um resultado surpreendente: mesmo ainda fora do buraco negro, caindo a partir do seu horizonte de eventos, corpos que tenham a infelicidade de serem sugados pela gravidade descomunal podem não ser destruídos. Em outras palavras, seria teoricamente possível "sobreviver" a uma queda em um buraco negro, o que deixa o caminho aberto para especulações sobre as possibilidades de sondar o seu interior - como na ficção do filme Interestelar.

VIAGENS NO HIPERESPAÇO - Stephen Hawking já havia proposto que pode ser possível escapar de um buraco negro, mas a nova teoria não fala apenas de informações ejetadas de volta, e sim da não destruição da matéria que cai. Tem sido frequentemente assumido que objetos se aproximando de um buraco negro são esmagados pela gravidade crescente. No entanto, descobrimos que, embora as forças gravitacionais aumentem e se tornem infinitas, elas o fazem tão rápido que sua interação permite que objetos físicos fiquem intactos conforme se movem em direção ao centro do buraco negro. Portanto, a simulação é consistente com aspectos de cenários populares da ficção científica, nos quais os buracos negros são usados como portais para viagens no hiperespaço, que exigem que as naves espaciais, e os astronautas dentro delas, permaneçam intactos," explicou Burko.
Fonte: Inovação Tecnológica

O buraco de Eta Carinae

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Estrela menor fura a maior e permite ver abaixo de sua superfície
Eta Carinae, a estrela mais estudada da Via Láctea depois do Sol e uma das maiores e mais luminosas já vistas, continua surpreendendo. Primeiramente os astrônomos verificaram que ela era na verdade formada por duas estrelas muito grandes: a principal e maior, Eta Carinae A, com cerca de 90 massas solares, e a secundária, dois terços menor e 10 vezes menos brilhante, Eta Carinae B. Depois, viram que a cada cinco anos e meio a estrela maior deixa de brilhar por cerca de 90 dias consecutivos em certas faixas do espectro eletromagnético, em especial nos raios X. Agora, especialistas do Brasil, dos Estados Unidos e de outros países, depois de examinarem as informações obtidas no apagão de 2014, o mais recente, descreveram um novo fenômeno: a formação de um buraco causado pela estrela menor na superfície da estrela maior.  A colisão dos fortes ventos das duas estrelas, que já havia sido descrita, e a formação de um buraco em Eta Carinae A elucidam a liberação intensa e até agora não inteiramente explicada de luz produzida por uma das formas do elemento químico hélio observada durante os apagões. Essa forma é o hélio duplamente ionizado ou He++, assim chamado por ter perdido os dois elétrons e ficado apenas com o núcleo, que contém dois prótons e dois nêutrons.

Em 2014, dados obtidos por telescópios terrestres localizados no Chile, no Brasil, nos Estados Unidos, na Austrália e na Nova Zelândia e pelo telescópio espacial Hubble detalharam a variação da intensidade da luz emitida em uma frequência específica pela transformação do He++ em He+, com apenas um elétron.  Apenas a colisão entre os ventos estelares não era o suficiente para produzir a quantidade necessária de He++ para explicar a intensa liberação de luz nessa frequência”, diz o astrofísico Mairan Teodoro, pesquisador no Goddard Space Flight Center da Nasa, a agência espacial norte-americana. Logo após o apagão de 2009, ainda na Universidade de São Paulo, ele começou a planejar a coleta de informações do apagão de 2014 com seu então supervisor de pós-doutorado, Augusto Damineli. Teodoro fez uma chamada internacional, convidando astrônomos profissionais e amadores, criou um site com informações sobre o projeto e afinou os métodos de trabalho dos grupos que se dispuseram a participar.

Em 2012, já nos Estados Unidos, em busca de explicações para os fenômenos observados, Teodoro trabalhou com seu colega da Nasa Thomas Madura, físico teórico que formulou a hipótese de que a estrela menor, ao se aproximar da maior, a cada cinco anos e meio, como resultado de sua órbita elíptica, cavaria um buraco que poderia atingir as camadas mais internas da estrela maior, onde existe He++ em abundância. Faltavam, porém, evidências que alimentassem ou derrubassem essa possibilidade. As informações reunidas durante o apagão de 2014 confirmaram e ajustaram essa hipótese e indicaram que a emissão de luz pelo He++ é o resultado da colisão dos ventos estelares e da formação do buraco na estrela maior.

PERTO DO FIM - O vento estelar funciona como um cobertor, cobrindo a estrela primária”, diz Teodoro, primeiro autor do artigo publicado em março de 2016 na Astrophysical Journal descrevendo esses resultados. De acordo com esse trabalho, a estrela menor vence a resistência dos ventos estelares da maior, já que seus próprios ventos têm uma velocidade maior, mergulha em uma espécie de voo rasante e cava um buraco na maior, deixando ver um pouco do gás em alta temperatura, o plasma, que a compõe. “A luz que sai do buraco é somente de cerca de 100 luminosidades solares, 50 mil vezes mais fraca que a luz da estrela. É como ver um fósforo aceso na frente do Sol”, diz Damineli. Além de tênue, o sinal é escasso, porque a fenda da estrela por onde a luz sai fica aberta pouco mais de um mês a cada cinco anos e meio.

Damineli previu que Eta Carinae, que ele estuda desde 1989, sofreria um eclipse ou apagão – uma redução equivalente ao brilho de 60 sóis num único dia – em 2003. Suas previsões se confirmaram, atraindo um número crescente de astrônomos interessados em observar a estrela. O fenômeno agora está mais claro. “O apagão começa com o mergulho da estrela menor na maior e se completa com o fechamento do buraco, quando desaparecem os sinais de emissão eletromagnética”, diz ele. “Este é um fenômeno completamente novo na astrofísica.”

Os pesquisadores esperam detalhar as dimensões do buraco no próximo apagão, em 2020. Será também uma oportunidade para conhecer um pouco mais sobre a luminosidade e a variação de temperatura das duas estrelas; a menor ainda não foi observada diretamente. Gigantesca e muito brilhante, com uma luminosidade 5 milhões de vezes maior que a do Sol, Eta Carinae é “uma representante da primeira geração de estrelas, formadas 200 milhões de anos depois do Big Bang e que morreram logo em seguida, quando havia matéria-prima abundante”, afirma Damineli. “Eta Carinae e outras maiores, inicialmente sempre binárias, iluminaram o Universo, que era opaco, durante a chamada idade das trevas.”

Por ser a única desse porte e com essas singularidades em nossa galáxia, Eta Carinae, diz ele, “é como um dinossauro vivo no quintal”. A elevada densidade e a composição dos ventos indicam que ela está perdendo massa rapidamente. Os astrônomos preveem que a estrela, talvez em algumas décadas, deve explodir e gerar um buraco negro. “Pode ser que Eta Carinae já tenha morrido e ainda não soubemos”, observa Teodoro, “porque a luz que sai de lá demora 7.500 anos para chegar até a Terra”.
Fonte: Pesquisa Fapespe