15 de jan de 2011

As Duas Faces da Galáxia do Redemoinho (Whirlpool Galaxy)

 Essas imagens feitas pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA mostram duas visões dramaticamente diferentes da galáxia espiral M51, também chamada de Galáxia Whirlpool (Galáxia do Redemoinho) que fica de frente para a Terra. A imagem da esquerda foi feita na luz visível, destacando os atributos de uma típica galáxia espiral, incluindo os graciosos e curvos braços, as regiões rosadas de formação de estrelas e os brilhantes em azul aglomerados estelares. Na imagem da direita, a maior parte da luz das estrelas foi retirada, revelando as estruturas de poeira que fazem parte do esqueleto da Galáxia do Redemoinho, como vistos no comprimento de onda do infravermelho próximo.

Essa nova imagem é a visão mais detalhada que se tem até hoje da densa poeira que constitui a M51. As linhas estreitas de poeira reveladas pelo Hubble refletem o nome da galáxia, Galáxia do Redemoinho, à medida que eles parecem girar como um redemoinho em direção ao núcleo da galáxia. Para mapear a estrutura de poeira da galáxia, os pesquisadores, coletaram a luz das estrelas da galáxia, combinando imagens feitas com os comprimentos de onda da luz do visível e do infravermelho próximo.

A imagem feita no domínio da luz visível capturou somente uma parte da luz, o resto ficou obscurecido pela poeira. A imagem no infravermelho próximo, contudo, revelou mais luz das estrelas pois esse comprimento de onda é capaz de penetrar a poeira interestelar. Os pesquisadores então subtraíram a quantidade total da luz das estrelas de ambas as imagens para ver a estrutura de poeira que constitui a galáxia. A cor vermelha na imagem no infravermelho próximo traça a poeira, que é pontuada por centenas de pequenos aglomerados de estrelas, cada um com 65 anos-luz de largura.

Essas estrelas nunca tinham sido vistas antes. Os aglomerados de estrelas não podem ser vistos na luz visível pois a densa poeira os esconde. A imagem é de alta resolução revelando detalhes que tenham 35 anos-luz de tamanho. Os astrônomos esperavam ver grandes nuvens de poeira, com largura variando entre 100 até mais de 300 anos-luz. Ao invés disso, o que eles viram é que a maior parte da poeira esta distribuída de forma suave e difusa em linhas de poeira. Um possível encontro no passado com outra galáxia pode ter prevenido a formação dessas nuvens gigantes.

A pesquisa da estrutura de poeira da galáxia serve como um importante diagnóstico para os astrônomos fornecendo informações valiosas de como o gás e a poeira se colapsam para formar as estrelas. Embora o Hubble forneça visões incisivas da estrutura interna de galáxias como a M51, próximo grande telescópio espacial o Jamees Webb Space Telescope (JWST) espera produzir imagens mais detalhadas ainda. Os pesquisadores construíram essa imagem combinando exposições na luz visível feitas entre 18 e 22 de Janeiro de 2005 com a Advanced Camera for Surveys (ACS) e imagens obtidas no infravermelho próximo feitas em Dezembro de 2005 com o Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS).  

O Aparecimento da Supernova

Enquanto vasculhavam os céus em busca de buracos negros usando o Telescópio Espacial Spitzer da NASA, os astrônomos descobriram uma supernova gigantesca que estava escondida e descansando em sua própria poeira. Nessa impressão artística, o objetivo foi representar uma concha externa de gás e poeira, que foi expelida pela estrela há centenas de anos atrás, que obscurece a nossa vista em relação a supernova que se encontra no seu interior. Esse evento em uma galáxia distante aponta para o que pode ser um possível futuro para o sistema estelar mais brilhante na nossa galáxia, a Via Láctea. 

Abell 85: Energia Escura Contém o Crescimento de Estruturas no Universo

                       Creditos: raio X (NASA/CXC/SAO/A.Vikhlinin et al.); Optical (SDSS); Illustration (MPE/V.Springel)

A imagem composta à esquerda do painel é do aglomerado de galáxias Abell 85, localizado a aproximadamente 740 milhões de anos-luz de distância da Terra. A emissão roxa é um gás com milhões de graus que foi detectado em raios-X pelo Observatório de Raios-X Chandra, da NASA e as outras cores mostram galáxias obtidas na luz óptica do Sloan Digital Sky Survey. Esse aglomerado de galáxias é um dos 86 observados pelo Chandra com o objetivo de traçar como a energia escura tem contido o crescimento dessas estruturas massivas pelos últimos 7 bilhões de anos. Aglomerados de galáxias são os maiores objetos colapsados no universo e são ideais para estudar as propriedades da energia escura, a misteriosa forma de gravidade repulsiva que está guiando a expansão acelerada do universo.A ilustração à direita mostra imagens de uma simulação feita por Volker Springel, representando o crescimento da estrutura cósmica quando o universo tinha 0.9 bilhão, 3.2 bilhões e 13.7 bilhões de anos. Isso mostra como o universo se desenvolveu, desde o seu estágio suave até conter um grande número de estruturas. O gás é mostrado nessas imagens, onde as regiões em amarelo são as estrelas e as estruturas mais brilhantes são galáxias e aglomerados de galáxias. O crescimento dessas estruturas foi inicialmente governado somente pela força de atração da gravidade, mas então mais tarde começou a existir uma competição com a força repulsiva da energia escura. Entender a natureza da energia escura é um dos maiores problemas da ciência atualmente. Entre as possíveis explicação se incluem a constante cosmológica, o equivalente para a energia no espaço vazio, uma modificação na relatividade geral em grandes escalas ou uma física de campo mais geral. Para ajudar a decidir entre essas opções, o Chandra foi usado para estudar o aumento em massa do aglomerado de galáxia com o tempo nos último 7 bilhões de anos. Os resultados são impressionantemente consistentes com os resultados anteriores de medida da expansão do universo usando as medidas de distância, revelando que a relatividade geral funciona bem como era esperado em grandes escalas. O trabalho com o aglomerado, em combinação com outros estudos, também fornece a mais forte evidência até o momento de que a energia escura é a constante cosmológica. 
Fonte:http://chandra.harvard.edu/photo/2008/darkenergy/

A pulsação de um buraco negro

                                 © Chandra (GRS 1915+105 no infravermelho, óptico e raios-X)
A imagem abaixo na região óptica e infravermelha do espectro realizada pelo Digitized Sky Survey mostra o campo coroado ao redor do sistema binário GRS 1915+105 (ou apenas GRS 1915) localizado próximo do plano da Via Láctea. O detalhe mostrado na parte superior esquerda destaca a imagem feita pelo Chandra do GRS 1915, e o detalhe na parte inferior direita mostra o gráfico parecido com um gráfico que mede o batimento do coração visto em raios-X desse sistema. Usando o Chandra e o Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE), os astrônomos descobriram o que causa esses batimentos e ganharam uma nova luz sobre a maneira como os buracos negros podem regular o seu influxo e diminuir severamente seu crescimento.

© Chandra (buraco negro absorvendo matéria da estrela)

À medida que o material gira em direção ao buraco negro, um disco se forma. O buraco negro no GRS 1915 estima-se que tem uma rotação máxima possível, permitindo que o material no seu disco interno tenha uma órbita muito próxima ao buraco negro, num raio somente 20% maior que o horizonte de eventos, onde o material viaja a uma velocidade igual a 50% da velocidade da luz. O sistema de buraco negro foi monitorado com o Chandra e com o RXTE por um período de mais de oito horas. Na observação o GRS 1915 emitia um rápido pulso brilhante de raio-X, com um período de aproximadamente 50 segundos. Esse tipo de ritmo cíclico se aproxima muito a um eletrocardiograma feito de um coração humano. Sabia-se anteriormente que o GRS 1915 poderia desenvolver esse tipo de batimento, mas os pesquisadores ganharam um novo entendimento sobre o que governa esses batimentos, e usaram os pulsos para entender o que controla  quanto material o buraco negro consome a partir dos dados do RXTE. Foi utilizado o espectrógrafo de alta resolução do Chandra para estudar os efeitos dessa variação nos batimentos em regiões do disco longe do buraco negro, a uma distância de aproximadamente 100.000 a um milhão de vezes o raio do horizonte de eventos. Analisando o espectro registrado pelo Chandra, eles descobriram um vento muito forte sendo dirigido para longe da parte externa do disco. A taxa da massa expelida nesse vento é impressionantemente alta, mais de 25 vezes a taxa máxima da matéria que cai dentro do buraco negro. Esse vento massivo drena material do disco externo e eventualmente gera a variação observada nos batimentos.
Fonte: www.chandra.si.edu
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