23 de mai de 2011

A Pluma de Prometeu em Io

Créditos: Galileo Project, JPL, NASA
O que está acontecendo com a lua de Júpiter, Io? Duas erupções de enxofre são visíveis nessa imagem colorida de Io feita pela sonda robô Galileo que orbitou o planeta Júpiter de 1995 até 2003. No topo da imagem, sobre o limbo de Io, uma pluma azulada sobe cerca de 140 quilômetros acima da superfície do satélite na região de caldeira vulcânica conhecida como Pilan Patera. No meio da imagem, próximo da linha divisória do dia e da noite a pluma em forma de anel Prometeu é vista se erguendo a aproximadamente 75 quilômetros acima da superfície de Io enquanto gera uma sombra abaixo da fonte vulcânica. Com o nome dado em homenagem ao Deus Grego que roubou o fogo do Olimpo, a pluma de Prometeu é visível em todas as imagens feitas da região desde os voos da Voyager em 1979 – representando a possibilidade que essa pluma esteja ativa de forma contínua por no mínimo 18 anos. A imagem acima de Io foi registrada originalmente em 1997 a uma distância de aproximadamente 600000 quilômetros de Io. Análises recentes dos dados obtidos pela sonda Galileo descobriram que existe um oceano de magma abaixo da superfície de Io.
Fonte: http://apod.nasa.gov/

Apenas quatro por cento das galáxias são como a nossa Via Láctea

Esta imagem, tirada de uma visualização criada pelo Laboratório de Visualização Avançada do Centro Nacional de Aplicações de Supercomputação (NCSA, sigla em inglês), EUA, mostra a formação da Via Láctea entre 13,7 e 16 milhões de anos atrás. Brian O'Shea da Universidade do Estado de Michigan e Michael Norman da niversidade da Califórnia em San Diego colaboraram na pesquisa. Crédito: National Center for Supercomputing Applications.
 
A National Science Foundation, EUA, divulgou hoje a notícia de que astrofísicos compararam galáxias com a Via Láctea e descobriram que apenas quatro por cento delas são similares a nossa. A descoberta indica que nossa galáxia pertence a um raro subconjunto no amontoado de bilhões de galáxias que povoam o cosmos. A equipe de pesquisadores, liderada pela astrofísica Risa Wechsler da Universidade de Stanford, comparou a Via Láctea às galáxias similares em termos de luminosidade – uma medida de quanta luz é emitida – e distância até outras galáxias brilhantes. Descobriu que as galáxias que possuem dois satélites, tão brilhantes e próximos como as Nuvens de Magalhães Pequena e Grande de nossa galáxia, são raras. Com base em análises de dados coletados da pesquisa “Sloan Digital Sky Survey” (SDSS), o estudo é o primeiro dos três estudos sobre as propriedades dos dois satélites mais massivos da Via Láctea.

O artigo foi publicado na revista Astrophysical Journal hoje. Primeiramente, os pesquisadores fizeram simulações em computador para recriar o universo primordial a partir de conjuntos específicos em condições iniciais. As simulações foram então comparadas aos dados do SDSS. O grupo foi capaz de testar diferentes teorias de formação de galáxia para determinar se, ou não, cada uma resultaria em um universo que coincide com o que vemos hoje. Os resultados das simulações mostraram que apenas quatro por cento das galáxias simuladas tinham dois satélites como as Nuvens de Magalhães, em termos de suas localizações e velocidades. Wechsler acredita que pesquisas futuras permitirão estender este estudo aos satélites de galáxias com o mesmo nível de luminosidade, de forma a construir uma imagem completa da formação de nossa galáxia.

Trio de Leão (Galáxias M65, M66 e NGC 3628)

As galáxias M65 (à esquerda), M66 (em baixo) e NGC 3628 (em cima) formam um trio a cerca de 35 milhões de anos-luz que se pode observar na direcção da constelação de Leão. A M65 (NGC 3623) , de magnitude 9.3, brilho superficial de 12.8 e com dimensões aparentes de 8x1.5 minutos de arco, foi descoberta em 1780 por Charles Messier. É uma galáxia do tipo Sa cujo luminoso disco é dominado por uma já velha população estelar, embora algumas zonas do disco possam estar associadas a regiões de formação de estrelas (pequenos nódulos brancos que se podem ver na imagem). A M66 (NGC 3627) foi descoberta em 1780 por Charles Messier. De magnitude 8.9, brilho superficial de 12.7 e do tipo Sb, apresenta claramente braços espirais deformados pela interacção gravitacional com as galáxias suas vizinhas. Ainda que as suas dimensões (8x2.5 minutos de arco) sejam aproximadamente as mesmas, a M66 é mais brilhante e melhor definida que a M65. Os braços espirais apresentam nuvens de poeiras e nebulosas, sinais de formação estelar. A NGC 3628 foi descoberta por William Herschel em 1784. É a menos brilhante do trio (magnitude 9.5, brilho superficial de 13.4 e tipo Sb) mas, em nossa opinião, a mais interessante. É uma galáxia colocada de perfil face à nossa linha de visão e onde é possível observar um disco de poeiras claramente distorcido nas regiões externas devido à acção gravítica das galáxias vizinhas, M65 e M66. Na imagem é ainda possível vislumbrar mais quatro pequenas galáxias: A IC 2694 , a IC 2708 , a IC 2745 e a IC 2776 , de magnitudes, respectivamente, 15.1, 14.5, 15.1 e 15.3.
Fonte: http://pt.wikipedia.org  

Telescópio Einstein: em busca das ondas gravitacionais

Um grupo internacional de cientistas finalizou o projeto do Telescópio Einstein, um observatório de ondas gravitacionais 100 vezes mais sensível do que os instrumentos atuais. O Telescópio Einstein será subterrâneo, construído a uma profundidade entre 100 e 200 metros, e terá três detectores, interligados por túneis de 10 quilômetros de extensão.

O Telescópio Einstein vai procurar ondas gravitacionais, minúsculas variações na estrutura do espaço-tempo, previstas por Albert Einstein em 1916. [Imagem: ASPERA]
Ondas gravitacionais

Ondas gravitacionais são ondulações no tecido do espaço-tempo, produzidas por eventos violentos no Universo, como colisões de buracos negros e explosões de supernovas, previstas por Albert Einstein em 1916, como uma consequência da sua Teoria Geral da Relatividade. As ondas gravitacionais são emitidas pela aceleração de massas, de forma muito parecida com que as ondas eletromagnéticas são produzidas pela aceleração de cargas elétricas - como os elétrons em uma antena. Ao contrário das outras formas de radiação conhecidas pelo homem, as ondas gravitacionais estariam viajando até nós desde o início do Universo totalmente incólumes, livres de qualquer interferência. Ou seja, a informação que os cientistas coletam a partir da luz, das radiofrequências e de outras ondas, estão de certa forma "corrompidas" por interferências. Isto não deve acontecer com as ondas gravitacionais.

Astronomia de ondas gravitacionais

A capacidade de detectar diretamente as ondas gravitacionais poderá inaugurar uma nova era na astronomia, permitindo insights totalmente novos sobre o Universo. Nenhuma forma de emissão dos outros tipos de radiação é, ao mesmo tempo, uma fonte forte de ondas gravitacionais.

Representação das ondas gravitacionais gerados por dois buracos negros em processo de fusão. [Imagem: NASA]

Desta forma, para ter um quadro completo do Universo, os cientistas deverão juntar as observações das ondas gravitacionais, eletromagnéticas, dos neutrinos e dos raios cósmicos. Por exemplo, usando as ondas gravitacionais será possível sondar partes do Universo escondidas por poeiras cósmicas. Ou obter-se visões totalmente novas de eventos cósmicos já observados ou até agora invisíveis a outros instrumentos, dando uma perspectiva completamente diferente aos acontecimentos astronômicos, assim como um telescópio de infravermelho dá informações diferentes de um telescópio na faixa visível.

Telescópio Einstein

O Telescópio Einstein, apesar de seu nome, nada tem em comum com outros telescópios. Ele será formado por um conjunto de três interferômetros subterrâneos, cada um a uma distância de 10 quilômetros um do outro. Seu princípio de funcionamento é bastante simples, apesar da grande complexidade de engenharia envolvida na sua construção.   
Esquema de funcionamento do Telescópio Einstein. A partir de cada um de seus cantos, um feixe de laser é dividido e disparado em direção aos dois outros cantos. [Imagem: ASPERA]

A partir de cada um de seus cantos - há um detector em cada um deles, um feixe de laser é dividido e disparado em direção aos dois outros cantos. Depois de percorrer os 10 quilômetros de um túnel, o laser atinge um espelho e é refletido de volta ao seu ponto de origem, onde interfere com o feixe original. Qualquer onda gravitacional que passar por um desses "braços de laser" irá torná-lo ligeiramente mais longo do que o outro, alterando assim o padrão de interferência entre os lasers - uma alteração mínima, mas mensurável.
Questão de precisão

Já existem detectores de ondas gravitacionais em operação, como o GEO600, na Alemanha, Virgo, na Itália e LIGO, nos Estados Unidos.Contudo, até agora, nenhum deles obteve êxito.

Visão artística do feixe de laser do Telescópio Einstein, propagando-se no interior de um tubo de vácuo de 10 quilômetros de extensão. [Imagem: ASPERA]

Os cientistas acreditam que o fracasso pode ser uma questão de precisão, ou seja, os detectores atuais não seriam sensíveis o suficiente - no momento, o LIGO e o Vigo estão sofrendo atualizações, para se tornarem mais precisos. Entrará em cena, então, o Telescópio Einstein, com uma sensibilidade 100 vezes maior do que os atuais, capaz de explorar uma região do Universo com um raio de bilhões de anos-luz, coletando dados de milhares de eventos emissores de ondas gravitacionais por ano.

Medidas anti-ruído

Os espelhos encarregados de refletir os feixes de laser terão diâmetros acima de 0,5 metro, a fim de permitir feixes de grande diâmetro, e serão resfriados abaixo de 20 K, para diminuir o ruído térmico.

Esquema dos túneis de 10 quilômetros de comprimento do detector de ondas gravitacionais. [Imagem: ASPERA]

Para eliminar os ruídos sísmicos, esses espelhos terão "suspensões" de mais de 20 metros de altura, junto com sofisticadas estratégias de controle.
Os lasers terão potência de 1 kW, a fim reduzir o "ruído" em seu disparo - variações no número de fótons disparados. Tanta precisão permitirá que o Telescópio Einstein estude toda a gama de frequência das ondas gravitacionais - de 1 Hz até 10 kHz. O observatório de ondas gravitacionais está orçado em €790 milhões e deverá estar pronto em 2025. Ainda não foi selecionado o local de sua instalação.
Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br

Astrônomos registram jatos de partículas saindo de buraco negro

Uma equipe internacional usou radiotelescópios espalhados pelo Hemisfério Sul e produziu a imagem mais detalhada de jactos de partículas emitidas de um buraco negro supermassivo numa galáxia vizinha.
"Estes jactos resultam de matéria que se aproxima do buraco negro, mas não sabemos ainda os detalhes de como se formam e de como se mantêm a eles próprios," afirma Cornelia Mueller, autora principal do estudo e estudante pós-doutorada da Universidade de Erlangen-Nuremberga na Alemanha. A nova imagem mostra uma região com menos de 4,2 anos-luz em comprimento -- menos que a distância entre o nosso Sol e a mais estrela mais próxima. Características no rádio, com tamanhos tão pequenos quanto 15 dias-luz, podem ser observadas, o que torna esta a imagem de mais alta-resolução de jactos galácticos já obtida. O estudo irá aparecer na edição de Junho da revista Astronomy and Astrophysics.
Imagem com dados em raios-X (azul) obtidos pelo Chandra, em microondas (laranja) e no visível, revelam os jactos e os lóbulos de rádio enamanados pelo buraco negro central de Centauro A. Crédito: ESO/WFI (visível); MPIfR/ESO/APEX/A. Weiss et al. (microondas); NASA/CXC/CfA/R. Kraft et al. (raios-X)
Mueller e sua equipe tiveram como alvo Centauro A (Cen A), uma galáxia vizinha com um buraco negro supermassivo com uma massa equivalente a 55 milhões de Sóis. Também conhecida como NGC 5128, Cen A está localizada a cerca de 12 milhões de anos-luz de distância na direcção da constelação de Centauro e foi uma das primeiras fontes celestes de rádio a ser identificada com uma galáxia. No rádio, Cen A é um dos maiores e mais brilhantes objectos no céu, com quase 20 vezes o tamanho aparente da Lua Cheia. Isto é porque a galáxia no visível situa-se entre um par de lóbulos gigantes que emitem no rádio, cada com quase um milhão de anos-luz. Estes lóbulos estão cheios de matéria oriunda de jactos de partículas situados perto do buraco negro central da galáxia. Os astrónomos estimam que a matéria perto da base destes jactos viaje para fora a um terço da velocidade da luz. Usando uma rede intercontinental de nove radiotelescópios, os investigadores do projecto TANAMI (Tracking Active Galactic Nuclei with Austral Milliarcsecond Interferometry) foram capazes de observar "de perto" o reino interior da galáxia.  "Avançadas técnicas computacionais permitiram-nos combinar dados dos telescópios individuais e produzir imagens com o detalhe de um único telescópio gigante, quase com o tamanho da própria Terra," afirma Roopesh Ojha do Centro Aeroespacial Goddard da NASA, em Greenbelt, Maryland, EUA.
À esquerda: a gigante galáxia elíptica NGC 5128 é a fonte de rádio conhecida como Centauro A. Vastos lóbulos que "brilham" no rádio (vistos aqui em laranja nesta composição óptica/rádio), prolongam-se por quase um milhão de anos-luz a partir da galáxia. À direita: a imagem no rádio do projecto TANAMI providencia o olhar mais detalhado dos jactos de um buraco negro supermassivo. A imagem revela os 4,16 anos-luz do jacto e do contrajacto, pouco menos que a distância entre o Sol e a sua estrela mais próxima. A imagem consegue resolver detalhes tão pequenos quanto 15 dias-luz. Não detectado entre os jactos está o buraco negro da galáxia com 55 milhões de massas solares. Crédito: esquerda - Observatório Capella (óptico), com dados no rádio por Ilana Feain, Tim Cornwell e Ron Ekers (CSIRO/ATNF), R. Morganti (ASTRON) e N. Junkes (MPIfR); direita - NASA/TANAMI/Müller et al.
A enorme libertação energética de galáxias como Cen A deriva da atracção do gás pelo buraco negro com a massa de milhões de vezes a massa do Sol. Através de processos ainda não muito bem compreendidos, alguma desta matéria é expelida em jactos que viajam na direcção oposta a uma fracção substancial da velocidade da luz. Imagens detalhadas da estrutura dos jactos vão ajudar os astrónomos a determinar como são formados. Os jactos interagem fortemente com o gás em redor, por vezes até mudando a velocidade de formação estelar de uma galáxia. Os jactos desempenham um papel importante mas pouco conhecido na formação e evolução das galáxias. O Telescópio Espacial de raios-gama Fermi da NASA detectou radiação muito energética oriunda da região central de Cen A. "Esta radiação é milhares de milhões de vezes mais energética do que as ondas de rádio que detectamos, e o local exacto da sua emissão permanece um mistério," afirma Matthias Kadler da Universidade de Wuerzburg na Alemanha e colaborador de Ojha. "Com o TANAMI, esperamos estudar os recantos mais profundos da galáxia e descobrir a sua localização."
Os astrónomos dão crédito aos melhoramentos continuados do LBA (Long Baseline Array) da Austrália para a esplêndida qualidade e resolução da imagem do TANAMI. O projecto conta ainda com telescópios na África do Sul, Chile e Antártica para explorar os jactos galácticos mais brilhantes do Hemisfério Sul.

Uma inesperada explosão na Nebulosa do Caranguejo

Créditos e direitos autorais : NASA, DOE, FermiLAT, R. Buehler (SLAC, KIPAC)
Por que a Nebulosa do Caranguejo apresentou essa explosão incandescente? Ninguém sabe ao certo. O comportamento incomum, descoberto a alguma anos atrás, parece somente ocorrer em luz de energia muito alta – os raios gamma. A aproximadamente um mês atrás observações de raios gamma da Nebulosa do Caranguejo feitas pelo Telescópio Espacial de Raios Gamma Fermi, mostraram um inesperado aumento no brilho de raios gamma da nebulosa, fazendo com que ela ficasse cinco vezes mais brilhante do que o normal nos raios gamma e apagasse novamente alguns dias depois. Normalmente quanto mais rápida a variabilidade, menor área envolvida. Isso poderia indicar que o poderoso pulsar localizado no centro da nebulosa, uma estrela de nêutrons compacta que gira a uma velocidade de 30 vezes por segundo está de alguma forma envolvida no processo. Especificamente as especulações estão centradas nas mudanças sofridas pelo campo magnético que com certeza circunda o poderoso pulsar. Mudanças rápidas nesse campo podem gerar ondas que rapidamente aceleram os elétrons que então emitem brilhos, possivelmente algo parecido com o que acontece com o Sol. A imagem acima mostra como a Nebulosa do Caranguejo normalmente aparece em raios gamma, em comparação com o pulsar Geminga, e como ela apareceu durante o recente aumento de brilho que sofreu.
Fonte: http://apod.nasa.gov/apod/astropix.html
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