4 de dez de 2009

Qual é a idade do Universo?

O Universo tem 13,7 bilhões de anos, com uma margem de erro de 0,2 bilhão para mais ou para menos. Dito assim, parece simples, mas, para chegar a esse valor, os cientistas se bateram durante quase 80 anos. Em 1929, o astrônomo americano Edwin Hubble percebeu que as galáxias estavam se afastando umas das outras e descobriu que, quanto maior a distância, mais alta a velocidade de distanciamento. Isso significa que o Universo está se expandindo, e, portanto, ele deve ter tido um começo. O trabalho do americano possibilitou que o modelo de Universo estático, que dominava a ciência, fosse revisto e desse origem à tese do big-bang.

A par ti r do cálculo da distância e da velocidade atuais, seria possível descobrir há quanto tempo as galáxias estão se movimentando – e, portanto, quando foi exatamente que o nosso Universo começou.  Para mapear o Universo e descobrir sua idade, o astrônomo desenvolveu uma relação, conhecida como Lei de Hubble. Ele mesmo fez as contas e chegou à conclusão de que o Universo tinha 2 bilhões de anos. Acontece que, na época, já se sabia que a Terra e o Sol eram mais velhos do que isso (para o nosso planeta falava-se em 6,5 bilhões, e hoje temos como certa a idade de 4,5 bilhões). Algo estava muito errado aí, e era o valor da constante de Hubble, calculada a partir da distância estimada entre as galáxias.

 O pesquisador dizia que ela tinha o valor de 550 quilômetros por segundo por megaparsec (unidade de medida que corresponde a 3 milhões de anos-luz). Começou então u m lento e difícil trabalho de recálculos e refinamentos dessa constante. Cada nova informação a respeito das distâncias entre os corpos espaciais provocava nova onda de tensão entre os astrônomos. Em 1952, o astrônomo alemão Walter Baade provou que o Universo era pelo menos duas vezes mais velho do que a Terra. Nos anos seguintes, boa parte dos cientistas adotou 20 bilhões de anos.

Era um valor confortável, já que a idade de muitas estrelas era estimada entre 14 e 16 bilhões. Nos anos seguintes, um grupo de físicos chegou à conclusão de que o cálculo mais cor reto estava em torno dos 10 bilhões. A partir do final da década de 1980, com o auge da construção de telescópio s espaciais, novos pesquisadores chegaram aos resultados mais variados, sempre dentro da faixa de 10 a 20 bilhões. Até que, em 1996, o telescópio espacial Hubble forneceu dados que levaram os pesquisadores ao número preocupante de 8 bilhoes.

 Houve quem chegasse a duvidar da teoria do big-bang. No começo da década de 1990, o satélite europeu Hipparcos mediu a distância de milhares de estrelas com uma precisão 100 vezes maior do que a que se conseguia até aquele momento. Com isso, a idade das estrelas mais velhas foi reduzida de 16 para 13 bilhões. Ainda assim, era preciso refazer os cálculos ou explicar os dados fornecidos pelo Hubble.Foi o que dezenas de pesquisadores fizeram e, pela primeira vez, chegaram todos a resultados muito parecidos. Hoje, a constante de Hubble fica em torno de 71 quilômetros por segundo por megaparsec, e a idade do Universo está fixada, com um grau razoável de segurança, em 13,7 bilhões. Pelo menos até que novas informações venham a exigir novos cálculos.

Revelado o tamanho do Universo

O Universo tem pelo menos 156 bilhões de anos-luz (um ano-luz equivale a 9,5 trilhões de km) de largura. Estimativa feita por astrônomos norte-americanos com base em dados obtidos por sonda dedicada ao estudo da radiação cósmica de fundo, também chamada de eco do Big Bang — a explosão primordial que teria dado origem ao Cosmo. O eco contém informações sobre como era o Universo em seus primórdios e como seria o seu desenvolvimento. Estima-se que o Cosmo tenha cerca de 13,7 bilhões de anos de idade, mas a expansão observada desde o Big Bang faz com que medidas tradicionais de distância não se apliquem. Esta estimativa de idade é proveniente de duas linhas independentes de investigação: a que pesquisa a idade das estrelas e a que estuda a expansão do Universo. Elas indicam que a radiação que nos chega proveniente dos primórdios do Universo está viajando há mais de 13 bilhões de anos. Mas as conclusões a que se chegam a partir desse dado — de que o raio do Universo tem 13,7 bilhões de anos-luz e de que sua largura é de 27,4 bilhões de anos-luz — não estariam corretas. Os astrônomos chegaram à conclusão de que o Universo é bem mais complexo, sobretudo porque está em expansão desde o Big Bang quando a energia, o espaço e o tempo surgiram.

Pesquisadores refizeram cálculos sobre o Cosmo

Em estudo publicado na ‘Physics Review Letters’, Neil Cornish, da Universidade do Estado de Montana, e sua equipe sustentam que a distância coberta pela luz aumenta com a expansão do Universo e que, por isso, medições tradicionais não se aplicariam para estimar o tamanho do Cosmo. Um milhão de anos depois do Big Bang, por exemplo, o Universo era cerca de mil vezes menor do que é hoje. De acordo com a nova teoria, isso significaria que a medida de um ano-luz (a distância percorrida pela luz em um ano) daquela época seria equivalente, hoje, a mil anos-luz. Quando essa expansão é levada em conta, conclui-se que o Universo seria muito maior do que se imaginava. Não se poderia mais dizer que a radiação dos primórdios do Universo viajou 78 bilhões de anos-luz até nos alcançar. Significaria que o ponto inicial de uma luz que vemos hoje não está viajando há 13,7 bilhões de anos, mas está a 78 bilhões de anos-luz de distância.
Fonte: Astronomy.com

"Casulos estelares" podem ter sido berço de buracos negros

Os buracos negros não podem ser detectados diretamente pelos astrônomos, mas sim por sinais indiretos, como movimento de matéria estelar girando em torno deles. [Imagem: NASA]

 
Buracos negros gigantes
Um estudo feito nos Estados Unidos propõe uma nova teoria para a formação de buracos negros "supermassivos" - com massas milhões ou até bilhões de vezes maiores que a do Sol -, sugerindo que eles se formaram em "casulos" de gás dentro de estrelas. O estudo apresenta uma alternativa à teoria mais aceita hoje em dia sobre a formação desses eventos cósmicos, a de que eles surgiram a partir da união de um grande número de buracos negros pequenos.
 
Questão genética
O astrônomo que liderou o estudo, Mitchell Begelman, da Universidade do Colorado, analisou os buracos negros surgidos a partir de estrelas supermassivas que nasceram nos primórdios do universo. Segundo ele, em alguns casos, o núcleo dessas estrelas entra em colapso, formando buracos negros - que, devido ao tamanho dessas estrelas, já nascem maiores do que buracos negros comuns. Em um segundo estágio de formação, esses buracos negros passam a engolir a matéria ao redor, dentro da estrela, formando um "casulo" e inchando até engolir o que restou do material que formava a estrela. "O que é novo aqui é que acreditamos ter encontrado um novo mecanismo relativamente rápido de formação desses gigantes", disse Begelman.

Invisíveis
Os buracos negros são objetos cósmicos extremamente densos, formados, acredita-se, pelo colapso de estrelas, e com um campo gravitacional tão forte que nada, nem mesmo a luz, é capaz de escapar da sua atração. Esses eventos não podem ser detectados diretamente pelos astrônomos, mas sim por sinais indiretos, como movimento de matéria estelar girando em torno deles.
Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br

Química das estrelas denuncia presença de planetas extrassolares

Visão artística de uma estrela jovem cercada por um disco protoplanetário, a partir do qual os planetas se formarão. Nesse processo, algum fenômeno físico ainda não explica causa a destruição do lítio presente na estrela.[Imagem: ESO/L. Calçada]
A ciência levou séculos para destruir a ideia mística de que a Terra era o centro do Universo. Não foi tanto tempo, mas demorou para que os próprios cientistas admitissem que havia planetas circundando outras estrelas que não o Sol. Quanto tempo ainda levará para que a ciência admita que a vida não é exclusividade da Terra é uma questão em aberto. Mas é também uma questão que está ficando mais fácil de responder conforme aumenta a quantidade de planetas extrassolares localizados, que já se contam às centenas. E esse número agora deverá aumentar em um ritmo ainda mais intenso.


Olhando para as estrelas - E uma nova técnica poderá facilitar ainda mais a localização de planetas fora do Sistema Solar. A sonda espacial Corot está fazendo um trabalho brilhante, o telescópio Kepler já está aquecendo seus instrumentos científicos e os próprios cálculos dos astrônomos melhoraram muito, permitindo que planetas fossem encontrados até mesmo no arquivo morto do telescópio Hubble. Mas ficaria ainda mais fácil encontrar sistemas planetários espalhados pela galáxia se fosse possível detectá-los analisando diretamente apenas a sua estrela, sem precisar esperar que os planetas transitem entre a estrela e nossos observatórios.

Lítio sumido - Isto agora é possível, graças a uma descoberta feita por cientistas do observatório europeu ESO. "Por quase 10 anos nós vimos tentando descobrir o que distingue as estrelas com sistemas planetários das estrelas solitárias," conta Garik Israelian, um dos autores da pesquisa. "Nós agora descobrimos que a quantidade de lítio presente nas estrelas semelhantes ao Sol depende se ela tem ou não planetas." Há décadas os astrônomos perceberam que o Sol tinha uma quantidade pequena demais de lítio em comparação com outras estrelas, mas ninguém havia encontrado uma explicação razoável para a anomalia. Com a descoberta de centenas de planetas extrassolares - também conhecidos como exoplanetas  os cientistas puderam finalmente comparar as estrelas em torno das quais esses planetas giram. E descobriram um traço distintivo: a baixa concentração de lítio. "A explicação desse quebra-cabeças de mais de 60 anos surgiu para nós de forma extremamente simples. Falta lítio no Sol porque ele tem planetas," diz Israelian.

Elemento pré-histórico - Depois de analisar mais de 500 estrelas, incluindo 70 que possuem planetas, os cientistas descobriram que a maioria das estrelas com planetas possui menos de 1% da quantidade de lítio existente nas estrelas sem planetas. Os cientistas descartaram várias outras possibilidades para explicar a ausência de lítio, incluindo a idade das estrelas. Ao contrário da maioria dos outros elementos mais leves do que o ferro, os núcleos leves do lítio, do berilo e do boro não são produzidos em quantidades significativas nas estrelas. Os cientistas acreditam que o lítio especificamente, composto de apenas três prótons e quatro nêutrons, deve ter sido produzido nos primeiros momentos do Universo, logo após o Big Bang.

Seleção de estrelas candidatas - Desta forma, a maioria das estrelas tem quantidades semelhantes de lítio, a menos que elas o destruam. Os mecanismos pelos quais o nascimento dos planetas destrói o lítio de suas estrelas ainda estão por ser desvendados.  "Há várias formas pelas quais um planeta pode conturbar os movimentos internos da matéria no interior da sua estrela, com isso causando rearranjos na distribuição dos vários elementos químicos e possivelmente causando a destruição do lítio. A bola agora está com os teóricos, para que eles tentem vislumbrar qual possibilidade é mais plausível," disse Michel Mayor, outro membro da equipe. Sem depender da explicação, o fato é que os cientistas agora contam com uma nova forma, mais rápida e mais barata, de procurar por sistemas planetários. A técnica também deverá ser utilizada pelas equipes que já utilizam outros métodos, refinando o seu campo de busca e selecionando as estrelas mais promissoras para que novos planetas possam ser encontrados.
Fonte: Inovação Tecnologica

Astrônomos encontram estrela 35 vezes mais quente que o Sol

A Nebulosa do Inseto, que está a cerca de 35 mil anos-luz da Terra, na constelação de Escorpião, é uma das nebulosas planetárias mais espetaculares já vistas. [Imagem: Anthony Holloway & Tim O'Brien, JBCA.]
Astrônomos da Universidade de Manchester, na Grã-Bretanha, descobriram uma das estrelas mais quentes da galáxia, com uma temperatura 35 vezes maior do que a temperatura do Sol. Segundo os cientistas, esta é a primeira vez que a estrela, que fica na Nebulosa do Inseto, foi observada e retratada. A sua temperatura é superior a 200 mil graus Celsius. "Esta estrela foi muito difícil de ser encontrada porque ela está escondida atrás de uma nuvem de poeira e gelo no meio da nebulosa", disse o professor Albert Zijlstra, da Universidade de Manchester.

Futuro do Sol
 

De acordo com o pesquisador, nebulosas planetárias como a do Inseto se formam quando estrelas que estão morrendo ejetam gás no espaço. "Nosso Sol vai fazer isso em cerca de cinco bilhões de anos. A Nebulosa do Inseto, que está a cerca de 35 mil anos-luz [da Terra,] na constelação de Escorpião, é uma das nebulosas planetárias mais espetaculares." "Nós fomos extremamente sortudos que tivemos a oportunidade para capturar esta estrela próximo ao seu ponto mais quente. De agora em diante ela vai se resfriar na medida em que vai morrendo", disse o autor do artigo, Cezary Szyszka, que trabalha no European Southern Observatory.

Mecanismo desconhecido
 

Zijlstra e sua equipe usaram o telescópio Hubble para encontrar a estrela. Em setembro, o telescópio foi reformado, com a instalação de mais uma câmera. As imagens capturadas pelo Hubble serão publicadas na próxima semana na revista científica Astrophysical Journal. "Este é um objeto verdadeiramente excepcional." egundo o cientista Tim O'Brein, da Universidade de Manchester, ainda não se sabe como uma estrela do tipo ejeta sua massa para formação de nebulosas.

Buracos negros devoram estrelas de dentro para fora

     
Visão artística de um buraco negro sugando matéria de uma estrela vizinha.[Imagem: NASA]

Erupções de raios gama

O modelo atualmente aceito pela comunidade científica propõe que o plasma aquecido por neutrinos no disco de matéria que se forma ao redor de um buraco negro está na origem das erupções de raios gama, feixes monumentais de radiação de altíssima energia que volta e meia chegam até a Terra. Esses flashes contêm radiação similar à radiação emitida pela explosão de armas nucleares - felizmente a atmosfera terrestre a absorve inteiramente, nunca atingindo o solo, o que fez com que elas somente fossem descobertas por telescópios espaciais.

Engolidores de estrelas

Mas o professor Serguei Komissarov, da Universidade de Leeds, na Inglaterra, não apenas não acredita que esse modelo explique bem a realidade, como acha que esses jatos cósmicos de alta energia têm uma origem bem mais dramática. Segundo ele, as erupções de raios gama vêm diretamente dos buracos negros, quando eles avançam em direção às estrelas vizinhas e as engolem. Para elaborar sua teoria, Komissarov baseou-se em dados coletados pelo observatório espacial Swift, que indicam que a fonte central do jato de radiação opera por até 10.000 segundos - muito mais do que o modelo baseado em neutrinos consegue explicar. O matemático acredita que esta é uma evidência para a origem eletromagnética das erupções de raios gama, ou seja, os jatos de radiação viriam diretamente de um buraco negro em alta rotação e seria o estresse magnético causado por esta rotação que focaria e aceleraria o fluxo de radiação. Para que o mecanismo previsto pela "teoria dos neutrinos" faça sentido, a estrela que está colapsando deveria estar girando extremamente rápido, o que aumentaria a duração do próprio colapso estelar, conforme a gravidade sofresse a oposição da fortíssima força centrífuga.

Parasitas cósmicos

Uma explicação alternativa, particularmente peculiar, envolve não uma estrela que está entrando em colapso, mas uma estrela invadida por buraco negro que componha com ela um sistema binário. O buraco negro age como um parasita, mergulhando em direção à estrela normal, girando-a com sua fortíssima força gravitacional enquanto avança em direção ao centro da estrela, devorando-a de dentro para fora. "O modelo de neutrinos não consegue explicar as erupções de raios gama particularmente longas e nem as observações do Swift, uma vez que a velocidade na qual o buraco negro engole a estrela cai rapidamente. Mas o mecanismo magnético explica as duas situações," diz Komissarov. "Nosso conhecimento sobre a quantidade de matéria que se junta ao redor de um buraco negro e a velocidade de rotação da estrela nos permitem calcular qual será a duração das erupções de raios gama - e os resultados se correlacionam muito bem com as observações dos telescópios," acrescenta ele.
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