10 de fev de 2011

NGC 6934: que segredos do Universo estão presentes nos aglomerados globulares?

                         O aglomerado globular NGC 6934 capturado pelo Hubble Space Telescope. Crédito: NASA/STScI/WikiSky
Os aglomerados globulares vagam pelo halo da nossa galáxia Via Láctea. Gravitacionalmente amarrados, estes agrupamentos esféricos normalmente agregam várias centenas de milhares de estrelas. Os aglomerados globulares são verdadeiros anciões cósmicos, bem mais velhos do que as estrelas do disco central galáctico.

Os segredos do Universo

Na verdade, as medições de idades de aglomerados globulares antigos tem sido uma das formas independentes de se calcular a idade do Universo! Afinal, os aglomerados globulares tem que ser mais velhos do que as estrelas que nele habitam. Através do estudo dos “aglomerados globulares Chaboyer, Demarque, Kernan e Krauss (1996, Science, 271, 957) calcularam em 12,07 bilhões de anos (com 95% de certeza) a idade mínima do Universo. Gratton et al. calcularam idades entre 8,5 e 13,3 bilhões de anos sendo 12,1 o valor mais provável. Reid estimou a idade entre 11 e 13 bilhões de anos e Chaboyer et al. estabeleceram 11,5 ± 1,3 bilhões de anos para a idade média do mais velho dos aglomerados globulares mais antigos.”  Além dito, de fato, as determinações distâncias exatas aos aglomerados estelares fechados fornecem os degraus na ‘escada astronômica de distâncias’. O aglomerado Globular NGC 6934 reside a cerca de 50.000 anos-luz de distância na direção da constelação de Delphinus (Golfinho). A essa distância, essa imagem nítida da câmera avançada para pesquisas do Hubble (Advanced Camera for Surveys) abrange uma região celeste com cerca de 50 anos-luz. As estrelas do aglomerado globular NGC 6934 têm idade estimada em cerca de 10 bilhões de anos.

Um Aglomerado de Estrelas Antigas

Conhecemos cerca de 150 aglomerados globulares, verdadeiras coleções de estrelas velhas, que orbitam a nossa Galáxia, a Via Láctea. Esta imagem muito nítida da Messier 107, obtida com o instrumento Wide Field Imager, montado no telescópio de 2.2 metros no Observatório de La Silla do ESO, no Chile, mostra a estrutura de um destes aglomerados globulares extremamente detalhada. Estudar estes aglomerados estelares revela-nos muito sobre a história da nossa Galáxia e de como as estrelas evoluem.

Leia a materia completa em: http://cienctec.com.br/wordpress/?p=6609
Créditos: Ciência e Tecnologia

Aglomerado estelar

NGC 5139: Omega Centauri

Um aglomerado estelar é um grupo de estrelas cuja interação gravitacional é estreita e pode formar padrões. O comportamento de todos os corpos celestes do aglomerado pode ser observado como se fosse um só corpo.
 
Comportamento

Quando se observa a posição relativa deste sistema de corpos celestes, verifica-se que esta se mantém inalterada ao participarem da rotação em torno do eixo gravitacional da galáxia que compõe.

Estrutura e tipos de aglomerados

Ao observar a distribuição dos grupos em relação ao núcleo galáctico, vê-se que existem dois padrões de classificação dos aglomerados. Um se chama de aglomerado estelar aberto, o outro se chama aglomerado estelar globular, ou simplificadamente aglomerado aberto e aglomerado globular.

Aglomerados Abertos: Caracterizam-se por possuírem um número reduzido de estrelas, da ordem de cem, e por estas estrelas poderem ser diferenciadas umas das outras, ou seja, podemos contá-las num sistema, apenas observando-o. Estas estrelas geralmente são jovens, e por conseqüências muitos quentes. O nome galáctico decorre do fato de ele estar no plano da nossa Galáxia. Raramente consegue-se observar uma nebulosidade ao redor das estrelas constituintes do grupo. Exemplos de aglomerados abertos não faltam: a "Caixinha de Jóias" é um típico, possui estrelas coloridas de fácil identificação e está situado na constelação do Cruzeiro do Sul; as "Plêiades" é um aglomerado aberto que pode ser visto sem instrumentos, ficando localizado na constelação do Touro.
Aglomerados Globulares: Já os globulares possuem mais de 100 000 estrelas, as quais estão agrupadas em uma forma de esfera, cuja densidade de estrelas é enorme, chegando a dezenas de estrelas por ano-luz cúbico. A conseqüência dessa alta densidade é impossibilidade de contarmos as estrelas do grupo, já que a luminosidade de cada uma se confunde, e quando observado, o aglomerado fica parecido com uma nuvem difusa. É como um enxame de estrelas, num formato de globo, ou glóbulo; por isso o nome globular. As estrelas existentes nesse tipo de grupo são velhas e por isso fria e vermelha. Os aglomerados globulares são objetos que datam do início da formação do que conhecemos hoje como Universo. O maior aglomerado globular conhecido é chamado "Ômega Centauro", que recebe este nome por ser observado a olho nu como a estrela mais fraca da constelação do Centauro. Este aglomerado gigante possui cerca de 1 milhão de estrelas. Outros exemplos de globulares são o "47 Tucanae", na constelação do Tucano, o "M22" em Sagitário, dentre outros. Os aglomerados globulares, ao contrário dos abertos, estão localizados, na maioria, fora do disco da Galáxia. Aqueles observados no disco estão apenas transitando por ele.

Dificuldade de observação e descrição dos sistemas

Quando à noite observamos o globo celeste a olho nu, verificamos a presença de manchas esbranquiçadas, que parecem nuvens, porém, seu movimento aparente obedece ao movimento aparente do firmamento. Devida sua aparência difusa, esses sistemas no passado eram confundidos com nebulosas. Com o aumento da potência dos telescópios, notou-se que existiam inúmeras estrelas naquelas nuvens.

Limitações

Para se observar os aglomerados, existe a limitação da luz difusa e tênue que chega à Terra. Muitos destes grupos estelares tem uma extensão que às vezes é bastante ampla. Um exemplo típico que pode ser citado é o sistema chamado de Omega Centauri, cujo diâmetro aparente visto do Hemisfério Sul da Terra é maior que a Lua, porém só é percebido em condições muito especiais de baixa luminosidade regional e longe de qualquer centro urbano.

A técnica adequada de observação e captura das imagens

A técnica para se observar estes aglomerados é a utilização de instrumentos ópticos de alto ganho luminoso porém com fraco aumento de imagem, cujo campo não supere a duas vezes o diâmetro do sistema a ser observado. Como é difícil a confecção deste tipo de instrumento, a maneira mais eficiente de coleta de imagens dos aglomerados estelares é indireta. A fotografia com largo tempo de exposição sobre montagem equatorial motorizada é ideal para este fim. A vantagem desta técnica, é que a captação da objetiva fotográfica com o obturador aberto e acompanhando o movimento aparente do firmamento, permite captar a baixa luminescência das imagens fugazes, o que para a sensibilidade do olho humano, é praticamente impossível.

Cassiopeia A: Imagens do Chandra Mostram Elementos Gerados na Explosão da Estrela

Uma nova observação de 14 horas feito pelo Chandra da parte remanescente de uma supernova conhecida como Cassiopeia A, tem fornecido dados para elaborar o melhor mapa de elementos pesados ejetados na explosão de uma supernova já feito. No canto superior esquerdo, apresenta-se a imagem de banda larga de raios-X da Cassiopeia A (Cas A), no canto superior direito apresenta-se a imagem feitas por raios-X dos íons de silício, no canto inferior esquerdo está a imagem feita por raios-X dos íons de cálcio e no canto inferior direito está a imagem feita por raios-X dos íons de ferro. Todas as imagens tem 8.5 arcos de minuto de um lado, o que corresponde a 28.2 anos-luz a uma distância de 11000 anos-luz. Essas imagens são designadas para mostrar a distribuição de alguns dos elementos ejetados na explosão que produziu a Cas A. Os elementos são parte do gás que tinha uma temperatura de aproximadamente 50 milhões de graus Celsius.

As cores representam a intensidade de raios-X, com a cor amarela sendo a emissão mais intensa, então vermelho, roxo e verde.  A imagem de banda larga, que mostra todos os raios-X detectados da Cas A, é mais simétrica que as outras. Isso poderia ser devido à presença de raios-X de radiação sincrotron por partículas de energia extremamente alta espiralando no campo magnético da parte remanescente ou por ondas de choque viajando através do material inchado milhares de anos antes da explosão de supernova. A imagem de silício mostram um jato largo e brilhante quebrando-se do lado superior esquerdo da remanescente e correntes apagadas na direção oposta. Esse jato pode existir ali devido a assimetria na hora da explosão. A imagem do cálcio é similar à imagem do silício, mas menos brilhante. A imagem do ferro mostra diferenças significantes das outras imagens. Como o ferro é o elemento mais pesado mostrado esses mapas suportam a sugestão de que as camadas da estrela foram se transformando antes ou durante a explosão.
Créditos: Ciência e Tecnologia - http://cienctec.com.br/wordpress/?p=8403

A Cavidade Gigantesca da Cygnus A

                                Créditos: NASA/UMD/A.Wilson et al.
Essa imagem do Chandra mostra uma cavidade gigante (a região interna amarela e laranja clara) dentro do raio-X emitido pelo gás quente ao redor da galáxia Cygnus A. A cavidade no gás quente foi criada por dois jatos poderosos emitidos da região de um buraco negro central no núcleo da Cygnus A. O gás quente é continuamente acumulado ao redor da cavidade à medida que se expande continuamente, cirando um anel brilhante de emissão de raio-X (a área externa em laranja).A Cygnus A não está sozinha na vizinhança galáctica, mas é um do membros de um grande aglomerado contendo muitas galáxias. Extremamente quente (dezenas de milhões de graus Celsius) o gás é dispersado entre as galáxias. Embora ele tenha uma baixa densidade, esse gás fornece resistência suficiente para reduzir o avanço das partículas dos jatos da Cygnus A. Os jatos por eles mesmos terminam na emissão manchas quentes de raio-X a 300000 anos-luz do centro da galáxia. Os cientistas acreditam que as partículas atômicas rápidas e os campos magnéticos dos jatos transbordam dentro da região fornecendo a pressão que continuamente infla a cavidade.

Astrônomos encontram a silhueta de 58 galáxias

                                          Galáxias se encontram a distância média de 2,4 bilhões de anos-luz do Sistema Solar
Pesquisa do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG) da USP traz informações mais precisas sobre o valor e a distribuição da massa de 58 galáxias. O estudo foi feito pelo professor Laerte Sodré Júnior e pelo pós-doutorando Antonio Guimarães a partir das análises do fenômeno conhecido como “anel de Einstein” e da dinâmica estelar. O trabalho deu origem a um artigo publicado na edição de fevereiro do periódico The Astrophysical Journal. De acordo com Guimarães, as galáxias estudadas se encontram a uma distância média de 2,4 bilhões de anos-luz do Sistema Solar. “A luz das galáxias que estão atrás das outras que tiveram suas massas medidas estão muito mais distantes, algo como 5,7 bilhões de anos-luz”, conta. Na pesquisa foram utilizados dois métodos de medição. O primeiro, baseado no efeito de lentes gravitacionais, analisa a distorção da imagem de uma galáxia que se encontra atrás da galáxia da qual se quer medir a massa. Como essa distorção, conhecida como “anel de Einstein”, é provocada pela ação gravitacional da galáxia que está na frente, torna-se possível calcular a massa responsável pela intensidade do efeito. Esse método só pode ser usado quando são observadas duas galáxias alinhadas, o que é um evento raro.
                                    
Dinâmica

As 58 galáxias que atendiam a essa condição também foram analisadas por meio de outra forma de medição de massa, chamada análise de dinâmica estelar. Nesse procedimento, o cálculo é feito aplicando-se leis da física à velocidade observada das estrelas da galáxia da qual se quer medir a massa. A medição da massa de uma galáxia é feita de forma indireta, a partir de grandezas que podem ser observadas. Por isso, a estimativa da massa depende de alguns “graus de liberdade”. A combinação de métodos de medição limita essas liberdades, aumentando a determinação do cálculo. “Comparando as duas medidas podemos dizer, além de qual é a massa da galáxia, qual é o seu perfil de densidade”, explica Guimarães, que é o autor principal do estudo. O perfil de densidade é a informação mais importante sobre a distribuição da massa na galáxia, e pode ser aplicado em pesquisas de astrofísica abordando formação de galáxias e o estudo de matéria escura (material no Universo cuja existência é inferida, mas que possui natureza ainda desconhecida). O trabalho de Guimarães e Sodré utilizou dados do Telescópio Espacial Hubble e do projeto Sloan Digital Sky Survey, que faz a catalogação de galáxias. Os cálculos foram realizados no IAG, com apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) e do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

Nasa faz foto de galáxias que formaram buracos negros

                 Arp 147 contém os restos de uma galáxia espiral (à direita), que colidiu com uma elíptica (à esquerda)
A Nasa, agência espacial americana, divulgou uma foto da Arp 147, um par de galáxias localizadas a cerca de 430 milhões de anos-luz da Terra. A imagem foi possível pelos raios X emitidos pelo observatório Chandra e pelos dados ópticos do telescópio Hubble. A Arp 147 contém os restos de uma galáxia espiral (à direita na imagem), que colidiu com uma elíptica (à esquerda). Dessa colisão, surgiu uma onda de uma estrela em formação, que na foto aparece como o anel azul, formado por um aglomerado de estrelas novas.
À medida que vão evoluindo, esses corpos celestes explodem como supernovas, deixando para trás buracos negros ou estrelas de nêutrons --uma das possíveis fases finais da vida de uma estrela. Tanto os buracos negros quanto as estrelas de nêutrons podem se tornar fontes de raios X brilhantes. No caso da Arp 147, eles são tão vistosos, que devem ser buracos negros com massa equivalente de dez a vinte vezes superior à do Sol. A foto também captou a "vizinhança" da Arp 147. Uma estrela (à esquerda, abaixo) e um quasar (ponto rosa, na parte de cima). Observações em infravermelho feitas com o Telescópio Espacial Spitzer e observações ultravioletas realizadas com o Galaxy Evolution Explorer (GALEX) da NASA têm permitido estimativas da taxa de formação de estrelas que acontece no anel. Essas estimativas, combinadas com o uso de modelos para a evolução de estrelas binárias têm permitido aos autores concluírem que a mais intensa taxa de formação de estrelas pode ter terminado há 15 milhões de anos, na escala de tempo da Terra.
http://chandra.harvard.edu/photo/2011/arp147/
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