29 de abr de 2010

O início do Universo: A expansão

Há um século o Universo era imutável, eterno e era constituído apenas pela nossa galáxia. Actualmente, e devido aos novos instrumentos, já tem 13,7 mil milhões de anos, milhões de galáxias e de estrelas, é mutável e poderá ser, ou não eterno.
Conseguimos chegar ao tempo de 10-34 segundos. Daí para trás estamos sujeitos a especulação. Chegámos, por evidências observáveis, e não só, a uma zona comum de onde vêm as galáxias e a uma aceleração da expansão do universo.
Hubble, em 1924, com um telescópio de 2,5 metros aumentou o nosso Universo numa escala de 100 mil milhões. A lei de Hubble nasceu com as observações do astrónomo e com base nela podemos aferir um Big Bang. Posteriormente a Relatividade Geral refere que tecido do Universo se expande e arrasta consigo as galáxias, e a luz, criando o efeito redshift. O grau redshift indica a expansão do Universo. Assim, quanto maior o redshift maior a expansão. Actualmente o maior redshift detectado é de 8, de uma época em que o Universo tinha 1/9 do seu tamanho. “O Telescópio Espacial Hubble e os Telescópios Keck, de 10 metros, em Mauna Kea, (…) nos levaram a (…) poucos [milhares de milhões] de anos após Big Bang [(ABB)]”. E o Telescópio Espacial James Webb e o Alma levar-nos-ão até ao tempo do nascimento das primeiras galáxias.
As simulações indicam que o Universo com 100 milhões de anos continha 5 partes de matéria escura para cada de hidrogénio e hélio. Havia zonas um pouco mais densas que outras, que se expandiram mais lentamente e amplificaram. Estas zonas começaram a colapsar com uma densidade de cerca de 1 milhão de massas solares. Estas foram as primeiras estrelas, muito massivas e com vida curta. Os primeiros elementos pesados foram sintetizados por estes sóis.
A prova destas primeiras estrelas será a captação da radiação das nuvens de hidrogénio primordial com um elevado grau de redshift. A captação estará a cargo de um conjunto de antenas rádio dispostas numa área de 1km2.
Fonte: Scientific American, Turner, Michael, “Origem do Universo

M86 (NGC 4406)

Localizada no enxame de galáxias da Virgem, M86 é uma enorme galáxia elíptica que se move a mais de 5 milhões de km/h através de gás quente difuso que semeia o aglomerado. O movimento supersónico de M86 faz com que a galáxia perca gás no caminho, formando a cauda espectacular visível na imagem de raios-X obtida com o satélite Chandra. Esta galáxia é peculiar no sentido em que pertence ao pequeno grupo de galáxias que se está a aproximar da Terra, em vez de se estar a afastar devido à expansão do Universo. A expansão está a afastar o enxame da Virgem de nós a uma velocidade de 3 milhões de km/h, mas M86 está a aproximar-se de nós, vinda do lado mais afastado do enxame, a uma velocidade de cerca 1.5 milhões de km/h.

Crédito: NASA/CXC/SAO/Pal.Obs. DSS,C. Jones, W. Forman, & S. Murray.
Telescópio: Chandra.

Gelo em asteroide pode explicar origem dos oceanos

A descoberta de um asteroide com água congelada em sua superfície em meio de corpos rochosos que orbitam entre Marte e Júpiter poderá permitir conhecer melhor a origem dos oceanos terrestres e o passado do sistema solar.
"O gelo de água é bem mais frequente nos asteroides do que se pensava e pode até existir em seu interior", concluem Andrew Rivkin (Universidade John Hopkins, Estados Unidos) e Joshua Emery (Universidade do Tennessee) em seu estudo publicado na revista científica Nature.
© Gabriel Pérez, Instituto de Astrofísica de Canarias (ilustração)  
Trabalhos anteriores levaram a supor que "a água que existe atualmente na Terra seria proveniente de asteroides", mas "até agora nenhum registro desta presença havia sido feita", lembra Humberto Campins (Universidade da Flórida Central, Orlando, Estados Unidos) na mesma revista.
Graças ao telescópio de raios infravermelhos situado no cume do vulcão Mauna Kea, no Havaí, as duas equipes de astrônomos estudaram a luz refletida pelo grande asteroide 24 Themis iluminado pelo Sol, situado a cerca de 480 milhões de km (3,2 vezes a distância da Terra ao Sol).A um comprimento de onda de cerca 3 microns, as duas equipes descobriram uma característica que mostra a presença de uma fina camada de gelo associada a moléculas orgânicas. Como o espectro luminoso permaneceu constante durante a rotação, Humberto Campins e seus colegas deduziram que o gelo e os materiais orgânicos estão amplamente espalhados pela superfície do asteroide de 200 km de extensão.
"A grande presença de gelo na superfície do 24 Themis é um tanto inesperada", ressaltam, porque os corpos rochosos do cinturão de asteroides foram considerados próximos demais do Sol para que o gelo permanecesse neles, mesmo a uma temperatura média de entre -70 e -120° C.
© Josh Emery, Universidade do Tennessee
(órbita do asteroide)
Poderia ter evaporado como acontece com o gelo dos cometas. Mas poderia existir sob a superfície um reservatório de água congelada, datando da formação do sistema solar, realimentando regularmente a película congelada externa, frisa Campins.
Para o astrônomo Henry Hsieh (Universidade Queen's, Belfast), a descoberta de gelo testemunha do passado é "o equivalente astronômico" ao surgimento, em 1938, de um coelacanthe vivo, peixe pré-histórico que os paleontólogos acreditavam estar extinto. Será mais fácil saber se a água dos oceanos terrestres tiveram origem nos asteroides, levando-se em consideração sua composição (proporção de deutério, um isótopo do hidrogênio), indica em um comentário publicado na Nature.
Os cientistas chegaram à conclusão pela constância observada no espectro de luz, apesar da rotação dos asteroides, de que o gelo e o material orgânico estavam espalhados uniformemente por toda a sua superfície.
A astrônoma brasileira Thaís Mothé-Diniz, do Observatório do Valongo, da Universidade Federal do Rio de Janeiro, participou da descoberta, comparando o espectro do asteroide ao de meteoritos e minerais, e também assina o artigo. Em 2006, a cientista brasileira iniciou sua colaboração com Campins. Thaís é especialista em famílias de asteroides e sabe aplicar a espectroscopia para investigar a composição desses corpos celestes. Ela conta que, a princípio, não esperava encontrar gelo no asteroide. A principal hipótese era silicato hidratado, um composto que não contém água mas testemunha a existência da substância em algum momento do passado.
Agora, Thaís participa do Projeto Impacton, coordenado pelo Observatório Nacional. Nas próximas semanas, será instalado um telescópio na cidade de Itacuruba, no sertão pernambucano. O instrumento, que conta com um espelho de um metro de diâmetro, vai investigar objetos próximos à órbita da Terra.

Fonte: Nature e O Estado de S. Paulo

ESA: Planck revela a complexidade dos processos de formação das estrelas

Esta imagem cobre uma região do céu de 13x13 graus, na área da constelação de Órion. Trata-se de uma combinação em três tonalidades construída a partir de 3 dos 9 canais de frequência do Planck: 30, 353 e 857 GHz. Crédito: ESA/missão Planck

Imagens inéditas e inovadoras liberadas pela equipe do observatório espacial Planck (ESA) nos revelam as forças que comandam o nascimento das estrelas e fornecem aos astrônomos uma nova forma de perceber como atua a física que consolida o pó cósmico e o gás interestelar em nossa galáxia. A formação estelar se origina em regiões escondidas por densas nuvens de poeira e gás, mas isto não significa que este fenômeno seja invisível para nós. Embora os telescópios ópticos apenas consigam ver áreas enegrecidas, os dispositivos especiais de ‘visão’ do Planck revelam inúmeras estruturas brilhantes de matéria cósmica. Finalmente, esta habilidade do observatório espacial Planck tem sido explorada para elucidar o que está acontecendo em duas regiões de formação estelar próximas do Sistema Solar, em nossa galáxia. A nebulosa de Órion é um berçário estelar, situado a cerca de 1.500 anos luz de distância, que pode ser observada inclusive a olho nu, aparecendo como uma ligeira mancha rosa nos céus. A nebulosa de Órion é a mancha brilhante, em baixo, ao centro. A mancha brilhante à direita fica em volta da Nebulosa Cabeça de Cavalo, assim chamada porque em alta definição a forma vista de sua nuvem de poeira assemelha-se a uma cabeça de cavalo. Os astrônomos sugerem que o Loop de Barnard seja uma onda de explosão de uma estrela explodiu há dois milhões de anos, formando uma nebulosa remanescente de supernova. A bolha cósmica tem um diâmetro estimado em 300 anos luz.
Perseus é uma região de formação estelar de atividade menor (se comparada com a nebulosa de Órion). Esta imagem de uma larga região dos céus, 30x30 graus, é uma composição em 'cor-falsa' a partir de 3 dos 9 canais de frequências do Planck: 30, 353 e 857 GHz. Crédito: ESA/missão Planck

Contrastando com Órion, a região de Perseus é uma área ‘mais calma’ quando consideramos a formação de estrelas, no entanto, como se pode ver pela segunda imagem liberada pela equipe do Planck, também por lá há muita atividade em ação. O Planck consegue mostrar-nos cada um dos processos em separado. Nas freqüências mais baixas, o Planck mapeia as emissões causadas por elétrons de alta velocidade a interagir com os campos magnéticos da Galáxia. Um componente adicional difuso vem das partículas de pó a girar que emitem nestas freqüências. Em comprimentos de onda intermediários, de alguns milímetros, a emissão vem diretamente do gás aquecido pelas jovens e massivas estrelas quentes, recém-nascidas. Em freqüências ainda mais altas, o Planck mapeia o escasso calor emitido pela poeira extremamente fria. Isto pode revelar os núcleos mais frios das nuvens, que se aproximam das fases finais do colapso, antes de renascerem como estrelas em sua plenitude. Então, depois de formadas as novas estrelas, seus ventos estelares e sua violenta radiação dispersa as nuvens que as rodeiam.
Localização das imagens de Planck em Órion (13x13 graus) e Perseus (30x30 graus). As duas imagens mostram três processos físicos que ocorrem na poeira e no gás interestelar. Crédito: ESA/missão Planck


O delicado equilíbrio entre o colapso das nuvens e a dispersão dos gases interestelares regula a quantidade de estrelas que a Galáxia consegue produzir. Assim, além do seu objetivo principal de mapear os ecos do Big Bang, o Planck aumentará em muito o nosso entendimento dos processos estelares, fornecendo dados sobre os mecanismos de emissão. A principal missão do Planck é observar todo o céu no comprimento de onda das microondas para mapear as variações na radiação de fundo emitida pelo Big Bang. Conseqüentemente, ao observar ‘todo-o-céu’, torna-se impossível furtar-se de observar também o comportamento da Via Láctea enquanto varre o céu noturno com seus detectores eletrônicos de microondas.
Fonte: ESA/missão Planck
Science Daily
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