10 de mai de 2011

Via Láctea perdeu massa equivalente a um trilhão de sóis

[Imagem: SDSS Collaboration, Axel Quetz, Max Planck Institute for Astrophysics]
Observe que a imagem apresenta uma coloração avermelhada, que diminui de intensidade a partir do centro da galáxia. Este tom vermelho mostra a auréola de matéria escura da Via Láctea, que é muito maior do que a sua parte visível, constituída por estrelas e outros corpos celestes. A perda de massa, equivalente a um trilhão de sóis, não aconteceu por nenhum evento catastrófico e nem tampouco por alguma espécie de dieta galáctica. Utilizando uma escala mais precisa, cientistas descobriram que a Via Láctea é mais fina e, portanto, tem muito menos matéria escura do que se imaginava até agora.  "A galáxia é mais delgada do que nós pensávamos," explica o astrônomo Xiangxiang Xue. "Isto significa que ela tem menos matéria escura do que se acreditava anteriormente, e que ela é mais eficiente na conversão de seu estoque original de hidrogênio e hélio em estrelas." A nova medição, que consumiu 32.000 horas de CPU, baseou-se no movimento de 2.400 estrelas azuis situadas nas extremidades da auréola que envolve o disco estelar da nossa galáxia. Essas medições alcançaram distâncias de cerca de 200.000 anos-luz do centro da galáxia.

M31: Buraco Negro Próximo é Fraco e Imprevisível na Galáxia de Andrômeda

A imagem maior aqui reproduzida, mostra uma imagem óptica, juntamente com dados do Digitized Sky Survey, da Galáxia de Andrômeda, também conhecida como M31. A imagem em detalhe mostra dados capturados pelo Observatório de Raios-X Chandra de uma pequena região no centro da galáxia de Andrômeda. A imagem à esquerda mostra a soma de 23 imagens feitas com a Câmera de Alta Resolução do Chandra (HRC), antes de Janeiro de 2006 e a imagem à direita mostra a soma de 17 imagens feitas com a HRC após Janeiro de 2006. Antes de Janeiro de 2006, três fontes de raios-X eram claramente visíveis na imagem do Chandra, incluindo uma fonte apagada próximo do centro da imagem. Após 2006, uma quarta fonte, chamada de M31*, aparece um pouco abaixo e a direita da fonte central, produzida por material que cai dentro do buraco negro supermassivo da M31. Um estudo detalhado das observações feitas com o Chandra, por mais de 10 anos, mostra que a M31* estava muito apagada, ou calma, de 1999 até o começo de 2006. Contudo em 6 de Janeiro de 2006, o buraco negro se tornou mais de 100 vezes mais brilhante, sugerindo que uma explosão de raios-X ocorreu na região. Essa foi a primeira vez que um evento desses foi visto acontecendo em um buraco negro supermassivo no nosso universo local. Após a explosão, a M31* entrou novamente em um estado de relativa calma, mas ainda assim dez vezes mais brilhante na média do que antes de 2006. A explosão sugere uma taxa relativamente alta de energia de matéria caindo dentro da M31*, seguido depois por uma taxa menor, mas ainda significante. Da mesma forma que o buraco existente no centro da Via Láctea, a M31* é surpreendentemente calma. De fato, o buraco negro de Andrômeda é entre dez e cem vezes mais apagado com respeito a radiação em raios-X do que os astrônomos esperavam dado o tamanho do reservatório de gás existente ao redor dele. Os buracos negro nas galáxias de Andrômeda e na Via Láctea são um laboratório especial para estudar os tipos mais apagados de crescimento já visto em um buraco negro supermassivo.
Créditos: Ciência e Tecnologia - http://cienctec.com.br/wordpress/?p=11524

Um buraco negro espelhado

Há quase meio século os astrofísicos catalogam regiões do espaço tão densas e compactas, dotadas de um enorme campo gravitacional, que delas nada escapa, nem a luz. Até agora foram identificados buracos negros, como são denominados genericamente esses pontos do Universo em que o espaço e tempo se encontram deformados, dos mais variados tipos e tamanhos.
Desenho de buraco negro com um disco de matéria ao seu redor © IAG-USP/GEMINI
Para ficar apenas em dois casos extremos, pouco mais de 1% das estrelas conhecidas pode, no final de sua vida, virar pequenos sugadores de matéria e a maioria das galáxias, talvez até todas, abriga no seu interior buracos negros supermassivos, com massa superior à de milhões ou bilhões de sóis. Um forte indício da existência de mais uma variante desses objetos de natureza singular foi obtido pelo astrofísico João Steiner, da Universidade de São Paulo (USP), e dois de seus alunos de doutorado, Tiago Ricci e Roberto Menezes, ambos bolsistas da FAPESP. Por meio do emprego de um sofisticado método de análise de dados tridimensionais, inventado por eles mesmos, os pesquisadores encontraram um buraco negro espelhado – ou seja, um buraco negro e sua imagem projetada num cone de íons de hidrogênio que se comporta como um espelho – no centro da NGC 7097, galáxia elíptica situada na constelação austral de Grus, a aproximadamente 105 milhões de anos-luz da Terra. “É a primeira vez que se registra esse fenômeno, previsto antes apenas em teoria”, diz Steiner, que vai publicar um artigo sobre o achado na revista científica Astrophysical Journal Letters. O buraco negro e sua imagem se encontram tão próximos que é quase impossível distingui-los. A distância que os separa é da ordem de 20% de um segundo de arco. Medida usada em astronomia, um segundo de arco equivale a 1/3.600 de um ângulo com um grau de comprimento. Em outras palavras, um nada se interpõe entre o objeto real e o virtual. “Nosso método permite ver dois pontos no centro da galáxia onde outras técnicas enxergam apenas um”, afirma Steiner. Por definição, um buraco negro não pode ser observado em nenhum dos comprimentos da onda eletromagnética. Não há, portanto, prova cabal de sua existência, apenas indícios indiretos. Pouco antes de ser engolida pelo buraco negro, a matéria está tão aquecida que libera energia na forma de radiação, como raios X. Fontes misteriosas ou inexplicadas de radiação em certos pontos do Universo, como no centro de galáxias com um núcleo ainda ativo, são interpretadas pelos astrofísicos como associadas a buracos negros.
© IAG-USP/GEMINI (o que foi visto no centro da galáxia NGC 7097)
No caso da NGC 7097, as evidências da presença de um objeto com essas características foram captadas por um espectrógrafo de campo integral instalado no telescópio Gemini Sul, situado em Cerro Pachon, no Chile, projeto internacional do qual o Brasil é um dos sócios. O instrumento gera informações extremamente detalhadas sobre o céu e o objeto observado na forma de um cubo de dados, em 3D. Duas dimensões do cubo são espaciais: imagens bidimensionais que representam a altura e a largura da região analisada. A terceira dimensão, equivalente à profundidade, é dada na forma de um gráfico do espectro, das chamadas linhas de emissão de energia, obtido do objeto estudado. Esse tipo de espectrógrafo produz tanta informação que a extração de dados relevantes para estudos científicos é apenas parcial, e não otimizada de forma matemática. Para contornar essa limitação, Steiner e seus alunos criaram há dois anos um método estatístico de análise dos chamados componentes principais dos cubos de dados (ver reportagem de Pesquisa FAPESP na edição 159, de maio de 2009). Inspirada levemente na tomografia usada na medicina, a técnica filtra os registros produzidos pelo espectrógrafo e resume e ordena 99,9% dos dados na forma de um conjunto de cinco imagens e seus respectivos gráficos. Apenas a primeira foto contém 99,53% da informação do cubo de dados. Juntas, a segunda, terceira, quarta e quinta imagens representam o restante 0,46%.  A título de exemplo, a imagem que revelou o espelho com a projeção do buraco negro da NGC 7097 equivale a 0,02% da informação contida no cubo de dados sobre a galáxia. “No início, demorava meses usar o método e extrair as informações”, afirma Tiago Ricci. “Hoje produzo as imagens e gráficos em dois dias.” Claro que interpretar os dados é outra história e esse trabalho, sim, pode demorar muito tempo. A técnica pode ser útil para trazer à tona fenômenos sutis do Universo. “Ela pode revelar um sinal fraco ‘escondido’ no meio de outro mais forte, como é o caso da assinatura de buracos negros supermassivos no centro das galáxias, onde a luz é dominada pela emissão das estrelas”, afirma a astrofísica Thaisa Storchi-Bergmann, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), que também usa o método.
Fonte: http://revistapesquisa.fapesp.br/?art=4419&bd=1&pg=1&lg=

Fonte da juventude galáctica

O Telescópio Espacial Hubble das agências espaciais NASA e ESA mostra a galáxia espiral NGC 5775 de perfil. Embora a esteja inclinada mostrando somente uma pequena parte de seu disco para nós, essa perspectiva pode ser vantajosa para os astrônomos pois as regiões acima e abaixo do disco da galáxia podem ser vistas com muito mais clareza.
A galáxia em espiral estreita NGC 5775 apresenta uma alta taxa de formação de estrelas - Crédito: ESA / Hubble e NASA
Por exemplo, os astrônomos tinham usado anteriormente a grande inclinação da galáxia espiral para estudar as propriedades do halo de gás quente que é visível quando a galáxia é observada em comprimentos de onda de raios-X. O mecanismo por trás desses halos é algo não muito claro ainda, mas eles têm sido encontrados ao redor de galáxias espirais que possuem uma alta taxa de formação de estrelas, como a NGC 5775. Alguns astrônomos pensam que o gás quente do disco é dirigido para o halo por meio de explosões de supernovas, que é então retornado para disco à medida que esfria – como se fosse uma massiva fonte galáctica. Enquanto isso, existem rupturas ocorrendo no disco da NGC 5775, à medida ela se encontra nos primeiros estágios do processo de fusão galáctica. Os astrônomos têm observado pontes de gás hidrogênio conectando essa galáxia que está de lado com uma galáxia vizinha que está de frente, a NGC 5774. Mas nenhuma das galáxias apresentam feições de cauda de maré – uma corrente de gás e estrelas corrompida que se estende no espaço – o que é um lugar comum em pares de galáxias que se encontram em processo de interação, como é o caso das Galáxias Antenas.
Visão ampla das galáxias das antenas (duas galáxias que colidiram), tirada por um dos telescópios terrestres NOAO. O seu nome deve-se às longas 'antenas', semelhantes a "braços" que se estendem para fora dos núcleos das duas galáxias. Estas "caudas de atracção" formaram-se durante o encontro inicial das galáxias há cerca de 200 a 300 milhões de anos - Crédito: NOAO/AURA/NSF, B. Twardy, B. Twardy, and A. Block (NOAO)
As galáxias NGC 5775 e a 5774 são membros do Aglomerado de Galáxias Virgo e localizam-se a uma distância de aproximadamente 85 milhões de anos-luz da Terra. Essa imagem colorida foi criada a partir de imagens feitas usando o Wide Field Channel da Advanced Camera for Surveys do Hubble. As imagens feitas através do filtro vermelho (F625W) foram coloridas de azul e imagens feitas através do filtro que isola o brilho do gás hidrogênio (F658N) foram coloridas de vermelho. Os tempos de exposição foram de 2292 e 6848 segundos, respectivamente, e o campo de visão é de 3.2 arcos de minuto de diâmetro.

Impactos cometários podem ser resposáveis pela atmosfera de Titã

De acordo com experiências, um desconhecido número de impactos cósmicos pode ter criado a misteriosa e espessa atmosfera da maior lua de Saturno, Titã. Titã sempre sobressaiu como a única lua no Sistema Solar com uma atmosfera substancial. De facto, a pressão à superfície em Titã é 50% maior que a pressão cá na Terra. O ingrediente principal da atmosfera de Titã é nitrogénio, tal como no nosso planeta. De onde este hidrogénio veio há muito tempo, é tema de debate. Por exemplo, pode ser primordial, acumulando-se à medida que Titã se formava, ou pode ter aparecido mais tarde.

Cometas podem ter criado a atmosfera rica em nitrogénio de Titã.Crédito: NASA, JPL, J. Major

Em 2005, a sonda Huygens, transportada pela Cassini até Saturno, excluiu uma origem primordial para este nitrogénio. A atmosfera de Titã aparentemente tem níveis extremamente baixos do isótopo argón-36, enquanto numa atmosfera primordial rica em nitrogénio seria de esperar níveis altos. Existem várias explicações para como este nitrogénio atmosférico se pode ter formado após o nascimento de Titã. Por exemplo, a luz solar pode ter quebrado a amónia na atmosfera, uma molécula constituída por nitrogénio e hidrogénio. No entanto, quase todas estas sugestões requerem que Titã se tenha formado a temperaturas relativamente altas, o que poderia ter levado a lua a diferenciar-se num manto rochoso e num manto gelado, e os estudos de radar da Cassini sugererem que Titã não está completamente diferenciado. Cometas repletos de nitrogénio podem tê-lo trazido para Titã, mas também levariam a níveis mais altos de argón-36 que os observados. Agora, cientistas no Japão sugerem que inúmeros asteróides e cometas colidiram com a amónia gelada em Titã e a podem ter convertido em nitrogénio gasoso ao longo de várias centenas de milhões de anos após a formação da lua.  "Os nossos resultados sugerem que impactos hipervelozes desempenharam um papel fundamental," afirma Yasushito Sekine, cientista planetário da Universidade de Tóquio. Durante uma era apelidada de "Último Grande Bombardeamento", há cerca de 4 mil milhões de anos trás, o Sistema Solar era tal e qual uma galeria de tiro, onde impactos cósmicos regularmente despedaçavam planetas e luas. Para saber se tais impactos conseguiriam transportar energia suficiente para converter amónia gelada em nitrogénio, os investigadores usaram lasers e "balas" de ouro, platina e folhas de cobre. Os feixes vaporizaram a parte de trás das balas, impulsionando-as a altas velocidades para alvos feitos de amónia e água gelada. Os cientistas descobriram que a "amónia é facilmente convertida em moléculas de nitrogénio por impactos," afirma Sekine. Calcularam que 330 biliões de toneladas de material impactante podem ter produzido a quantidade actual de nitrogénio observado em Titã, "uma massa plausível de impactantes durante o Último Grande Bombardeamento," afirma Catherine Neish, cientista planetária da Universidade Johns Hopkins, que não fez parte da investigação. "É uma nova e interessante hipótese," afirma Neish. "A separação das diferentes hipóteses requer um conhecimento mais detalhado da estrutura interna de Titã, da composição dos cometas e/ou de outros satélites saturnianos." Ela sugere que uma missão futura a um cometa pode muito provavelmente proporcionar evidências chave que ajudem a confirmar ou a refutar a ideia. Uma questão seria a de saber onde estão todas as crateras de tais impactos. Titã tem apenas cerca de 50 crateras reconhecidas, afirma Neish. "Será que isto implica que a superfície Titã é muito jovem?", questiona-se, sugerindo que uma superfície jovem pode ter coberto a maioria das cratera em Titã.
Os cientistas explicam os seus achados na edição de 8 de Maio da revista Nature Geoscience.
Fonte: http://www.ccvalg.pt/astronomia/noticias/2011/05/10_impactos_tita.htm

Sonda da NASA Revela Grandes Mudanças na Atmosfera de Marte

A sonda da NASA Mars Reconnaissance Orbiter descobriu que uma boa parcela da atmosfera de Marte muda de forma dramática à medida que a inclinação do eixo do planeta varia. Esse processo pode afetar a estabilidade da água líquida, se ela existir na superfície de Marte e aumentar a frequência e a intensidade da tempestades de poeira em Marte.
Leia a matéria completa em: http://cienctec.com.br/wordpress/?p=11577
Ciência e Tecnologia

Gravity Probe B Confirma a Existência do Gravitomagnetismo

Créditos e direitos autorais : Gravity Probe B Team, Stanford, NASA
A gravidade possui uma contrapartida magnética? Gire qualquer carga elétrica e você tem um campo magnético. Gire qualquer massa e de acordo com Einstein, você deve ter um efeito bem pequeno que age como magnetismo. Esse efeito é esperado que seja tão pequeno que a sua medida está além dos limites das experiências práticas ou de laboratórios baseados em Terra. Na tentativa de medir diretamente o gravitomagnetismo, a NASA lançou em 2004 as esferas mais suaves já construídas no espaço com o objetivo de ver como elas giravam. Essas quatro esferas cada uma com o tamanho aproximado de uma bola de tênis de mesa são o núcleo do ultra preciso giroscópio localizado no coração do satélite Gravity Probe B. Após os cientistas lutarem contra persistentes ruídos de fundo que mascaravam as medidas, os resultados finalmente foram anunciados – o giroscópio mudou de direção numa taxa consistente com as previsões gravitacionais da Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein. Os resultados que reforçam as descobertas existentes, possuem benefícios de longo prazo ainda não divulgados e benefícios de curto prazo, como por exemplo, um posicionamento melhor dos sistemas de GPS e uma melhor precisão no acerto dos relógios.
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