18 de dez de 2012

Imensidão Galática - Parte 1

Os astrônomos apontam seus telescópios para descobrir a força e a beleza da Via Láctea
Na ampliação bem mais alta de um telescópio amador, a poeira escurece o centro da galáxia, ao mesmo tempo em que as regiões coloridas de Antares e Rho Ophiuchi brilham à direita.

É difícil ser modesto quando se vive na Via Láctea. Nossa galáxia é maior, mais brilhante e mais maciça que a maioria das outras. O disco de estrelas da Via Láctea, observável a olho nu, se estende por nada menos que 120 mil anos-luz. Em torno dele há outro disco, composto sobretudo de hidrogênio. E, envolvendo tudo o que os nossos telescópios conseguem captar, ainda existe, fora do alcance desses instrumentos, um enorme halo de matéria escura. Embora não emita luz, essa matéria tem uma massa que sobrepuja em muito a de centenas de bilhões de estrelas da Via Láctea, conferindo à galáxia uma massa total equivalente a 1 trilhão ou 2 trilhões de vezes a massa do Sol.

Nossa galáxia é tão imensa que dezenas de galáxias menores giram em torno dela, feito luas ao redor de um planeta gigante. A Via Láctea conta com, no mínimo, um planeta com vida inteligente. Galáxias gigantes, como ela e sua vizinha ainda maior, Andrômeda, têm condições de produzir abundante suprimento de ferro, oxigênio, silício, magnésio e outros elementos mais pesados que o hélio. Forjados pelas estrelas da Via Láctea, esses elementos pesados são os blocos básicos dos planetas terrestres.

Os elementos pesados também são essenciais à vida, como se comprova pelo oxigênio que respiramos, o cálcio dos ossos e o ferro no sangue. Em uma galáxia menor, quando uma estrela explode, essas matérias-primas são arremessadas no espaço e se dispersam. Na Via Láctea, porém, esses elementos encontram o gás e a poeira interestelares e são contidos pela força do imenso campo gravitacional. Tais obstáculos fazem com que percam velocidade e possam enriquecer as nuvens de gás com os ingredientes necessários para a formação de gerações de estrelas e planetas.

Foi o que ocorreu há 4,6 bilhões de anos, quando o Sol e a Terra se originaram de uma nebulosa interestelar hoje desaparecida. Pelo fato de vivermos no interior da Via Láctea, sabemos menos a respeito de sua aparência geral que a de galáxias mais distantes - assim como, sem um espelho, conhecemos melhor o rosto dos amigos que o nosso. A despeito disso, na última década os astrônomos fizeram várias descobertas sobre a galáxia, começando por revelações acerca do buraco negro em seu âmago.
Um véu de poeira cósmica nubla a galáxia sobre a cratera Haleakala, no Havaí. Panorama composto de três fotos unidas nas laterais

Todas as estrelas da Via Láctea giram em torno desse buraco negro, denominado Sagitário A* (abreviado para Sgr A*). O Sol, localizado a 27 mil anos-luz do centro galático, completa uma volta em torno dele a cada 230 milhões de anos. No espaço de apenas 1 ano-luz a partir do buraco enxameiam mais de 100 mil outras estrelas, prisioneiras de seu campo gravitacional. Algumas delas levam só uns poucos anos para completar suas órbitas. Essas trajetórias revelam que o Sgr A* possui uma massa 4 milhões de vezes maior que a do Sol, ou seja, um tanto mais maciço do que se imaginava uma década atrás.

De tempos em tempos, o buraco negro engole um pouco de gás, um planeta desgarrado ou uma estrela. O atrito e a gravidade aquecem a vítima a temperaturas tão altas que ela emite berros sob a forma de raio X. Eles iluminam as nuvens de gás próximas, que acabam preservando um registro de outros objetos ingeridos no passado. Por exemplo, em 2004 os cientistas captaram ecos de raio X em uma nuvem gasosa a 350 anos-luz do buraco negro. Como os raios X se deslocam à velocidade da luz, esses ecos indicam que algum objeto caiu no buraco negro há 350 anos.

O buraco negro também catapulta para longe as estrelas. Em 2005, os astrônomos identificaram uma estrela que se movia com rapidez a 200 mil anos-luz do centro galático. "Foi uma descoberta casual", comenta Warren Brown, do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica. Ele buscava "filamentos estelares" - resquícios de galáxias menores destroçadas pela força gravitacional da Via Láctea - quando topou com uma estrela na constelação Hydra afastando-se do meio da galáxia a 709 quilômetros por segundo, ou 2,55 milhões de quilômetros por hora. A essa velocidade, ela vai escapar do campo gravitacional da galáxia e se lançará no espaço intergalático. Até 2010, Brown e outros astrônomos haviam descoberto outras 15 dessas estrelas hipervelozes.

Em um assombroso exemplo de presciência, Jack Hills, na época trabalhando no Laboratório Nacional de Los Alamos, no Novo México, havia previsto a ocorrência de um fenômeno similar. Em um artigo publicado em 1988, Hills afirmava que, se uma estrela binária - ou seja, duas estrelas que giram uma em torno da outra - chegasse bem perto do Sgr A*, um de seus componentes poderia ser atraído para o buraco negro, passando a percorrer uma órbita mais próxima dele e liberando com isso enorme quantidade de energia. Portanto, em conformidade com as leis físicas de conservação da energia, a outra estrela receberia um impulso igualmente poderoso, sendo arremessada para longe a uma velocidade tremenda.

Imensidão Galática - Parte 2

 Os astrônomos apontam seus telescópios para descobrir a força e a beleza da Via Láctea
Mosaico panorâmico da borda da galáxia.
A despeito da violência que reina em torno do Sgr A*, o núcleo galático é um lugar produtivo. Como as estrelas estão mais apinhadas no centro da galáxia, elementos pesados e fecundos são mais abundantes ali. Mesmo nas proximidades do Sol - uma brilhante estrela amarela no meio do caminho entre o buraco negro e a borda do disco estelar -, há muitas estrelas recém-nascidas e dotadas de discos de gás e poeira, os quais sobrevivem durante milhões de anos, ou seja, tempo suficiente para o surgimento de planetas. Em contraste, são poucas as possibilidades de formação de planetas na borda da galáxia. Em 2009, Chikako Yasui e colegas identificaram 111 estrelas recém-nascidas em uma área periférica da galáxia, duas vezes mais distantes que o Sol em relação ao centro galático.

Essas estrelas apresentavam quantidade pequena de elementos pesados - o conteúdo de oxigênio delas era um quinto do existente no Sol. Embora tais estrelas tenham apenas meio milhão de anos de idade, a maioria já perdeu os discos de gás e poeira nos quais se formam os planetas. Sem disco não há planeta e sem planeta não há vida. As estrelas com teores ainda menores de oxigênio e ferro nos proporcionam vislumbres do nascimento da galáxia. Situadas no halo estelar que se estende acima e abaixo do disco galático, tais estrelas são tão antigas que se formaram antes que as primeiras gerações de estrelas tivessem a chance de produzir elementos pesados. Com isso, uma estrela típica do halo possui apenas 3% do conteúdo de ferro encontrado no Sol.
Os dois principais braços em espiral da Via Láctea, em uma concepção artística acima, estendem-se das extremidades de uma barra brilhante de estrelas. Braços menos proeminentes são em sua maior parte gás e criadouros de estrelas.

Para estabelecer a idade do halo estelar e, portanto, da galáxia como um todo, os astrônomos costumam recorrer ao estudo dos aglomerados globulares - concentrações brilhantes e densas de estrelas tão velhas que suas companheiras de vida mais breve já morreram. No entanto, essas datações dependem das hipóteses sobre o modo como vivem e morrem as estrelas. Felizmente, há outra maneira de se calcular a idade da galáxia. Anna Frebel ainda era estudante na Universidade Nacional da Austrália quando começou a se interessar por estrelas no halo. "Quero descobri-las porque assim posso retroceder no tempo", explica ela. Em 2005, ao examinar a constelação de Libra, Anna conseguiu identificar uma estrela do halo com apenas um milésimo do conteúdo de ferro do Sol - um teor muito baixo, mesmo pelos padrões do halo, que indica que se trata de uma estrela tão primitiva que provavelmente surgiu do gás enriquecido por uma única supernova.

 E, ao contrário da maioria das supernovas, a estrela havia lançado no espaço muitos elementos mais pesados que o hélio, entre eles tório e urânio radiativos. Para Anna, essa foi mesmo uma estrela da sorte. Como esses elementos radiativos se desintegram em ritmo constante, a avaliação da quantidade atual deles na estrela permitiu-lhe calcular a sua idade: por volta de 13,2 bilhões de anos. Embora esse número tenha uma margem de erro de 2 bilhões a 3 bilhões de anos, ele confere com as estimativas feitas com base no estudo dos aglomerados globulares, e sugere que a Via Láctea é apenas um pouco mais jovem que o próprio universo, que tem 13,7 bilhões de anos. A poderosa galáxia, cujas incontáveis estrelas mais tarde tornariam possível a vida na Terra, não esperou muito tempo para nascer.

As melhores fotos da última chuva de meteoros

A chuva de meteoros gemínida ou geminídea se estendeu do dia 13 até o dia 17 de dezembro, e seu pico aconteceu no último dia 13, dando oportunidade para os fãs criarem belas imagens deste evento anual. Confira aqui algumas das imagens produzidas neste dia, em que a taxa prevista de queda de meteoros era de 120 por hora:[io9]

Esta é uma exposição longa, de 18 minutos, feitas sobre Sussex, Nova Jersei, por Jason Jenkins
Este aqui foi fotografado por Colin Legg na Tasmânia, Austrália (Colin Legg é o astrofotógrafo por trás deste belíssimo timelapse do eclipse solar total de novembro de 2012, visível somente na Austrália)

Sean Parker é o dono dessa incrível imagem feita em Tucson, Arizona, sobre o Gates Pass. Trata-se na verdade de uma fotomontagem de cerca de 30 imagens de um timelapse feito na manhã do dia 13. À esquerda, Andrômeda (M31, a 2,5 milhões de anos-luz de distância) pode ser vista próxima à Via Láctea. As 30 imagens foram selecionadas de um total de 400 imagens, depois cada meteoro foi recortado cuidadosamente e colocado na imagem final.

Outra foto feita por Sean Parker, no mesmo Gates Pass

Bill Metallinos estava configurando seu telescópio em Pilida, Corfu, Grécia, quando fotografou este meteoro

Mike Lewinski fotografou este meteoro no norte do Novo México, EUA

Tommy Eliassen fotografou este meteoro em Hemnes, Noruega

Um par de meteoros atravessando a aurora boreal no fundo, novamente uma foto de Tommy Eliassen em Hemnes, Noruega

Esta foto foi feita por Amirreza Kamkar, na ilha Qeshm, Golfo Pérsico, Irã

Briam Emfinger fotografou esta imagem no Parque Estadual Mount Magazine, em Arkansas, EUA
Fonte: Hypescience.com

A Galáxia Agulha

Créditos: ESA / Hubble e NASA
Como se tivesse encontrado uma agulha no grande palheiro do espaço, o Telescópio Espacial Hubble produziu essa bela imagem da galáxia espiral IC 2233, uma das galáxias mais planas conhecidas. As galáxias espirais típicas como a Via Láctea são constituídas de três principais componentes visíveis: o disco, onde os braços espirais e grande parte do gás e da poeira estão concentrados; o halo uma esfera esparsa ao redor do disco que contém pouco gás, poeira e formação de estrelas; e o bulbo central no coração do disco, que é formado por uma grande concentração de antigas estrelas ao redor do centro galáctico. Contudo, a IC 2233 está longe de ser uma galáxia espiral típica. Esse objeto é um primeiro exemplo de uma galáxia superfina, onde o diâmetro da galáxia é no mínimo 10 vezes maior que sua espessura. Essas galáxias são constituídas de um disco simples de estrelas quando são vistas de lado. Essa orientação faz desse tipo de galáxia um objeto fascinante para ser estudado, fornecendo outra perspectiva sobre as galáxias espirais.

 Uma característica importante desse tipo de objeto é que eles têm um baixo brilho e quase todos eles não têm um bulbo. A cor azulada que pode ser vista ao longo do disco nos dá a evidência sobre a natureza espiral da galáxia, indicando a presença de estrelas quentes, jovens e luminosas, nascidas nas nuvens de gás interestelar. Além disso, diferente das galáxias espirais típicas, como a IC 2233 não mostram uma linha de poeira bem definida. Somente pequenas regiões podem ser identificadas nas áreas mais internas tanto acima como abaixo do plano intermediário da galáxia. Localizada na constelação do Lynx, a IC 2233 está a uma distância aproximada de 40 milhões de anos-luz da Terra. Essa galáxia foi descoberta pelo astrônomo inglês Isaac Roberts em 1894. A imagem acima foi feita com a Advanced Camera for Surveys do Hubble combinando exposições tomadas na luz visível e em infravermelho. O campo de visão dessa imagem é de aproximadamente 3.4 por 3.4 arcos de minuto.

Choque de estrelas pode ter enganado astrônomos

Se o universo funcionasse como uma novela, algumas estrelas certamente seriam charlatãs que gostam de enganar os astrônomos. Em 2009, cientistas da CHilean Automatic Supernovas sEarch (CHASE) descobriram uma estrela em uma galáxia a 66 milhões de anos-luz de distância que aparentemente era uma supernova. Ela foi até foi batizada como um astro desse gênero: SN 2009ip. Mas um novo estudo aprofundado feito a partir de fotos antigas tiradas pelo Telescópio Espacial Hubble mostrou que a estrela não é uma supernova. Cálculos mostram que SN 2009ip gerou menos de 10% da energia cinética de uma explosão típica de estrela. Cientistas acreditam que o que aconteceu foi uma fusão entre duas estrelas, que causou as explosões iniciais de SN 2009ip. Quando se fundiram em setembro, elas criaram uma nova estrela entre 100 e 120 vezes a massa do sol.

Explosão de estrela azul brilhante
O que os astrônomos acharam que era uma supernova foi, na realidade, uma explosão de uma estrela azul brilhante chamada de variável luminosa azul (VLA). As VLAs são estrelas hipergigantes extremamente quentes e com brilho azul intenso. Essas estrelas raras têm vida curta em relação ao sol, de apenas poucos milhões de anos. Isso acontece porque elas perdem muita massa em pouco tempo – algumas podem desprender o equivalente a massa do sol em apenas 10 mil anos. Com a perda substancial de massa, a luz de uma VLA varia quase continuamente, com longas mudanças ao longo do tempo decorrentes de explosões que liberam muita matéria, expandindo o centro da estrela. Depois da explosão em 2009, observações contínuas de SN 2009ip mostraram uma segunda explosão, em 2010. Em julho, a estrela brilhou novamente, mostrando que ela não tinha destruído a si mesma em uma explosão supernova.
Fonte: http://hypescience.com
[NewScientist/AstroBob]

Conchas Esfumaçadas

Créditos: ESA / Hubble e NASA
Localizada numa região relativamente vazia do espaço a aproximadamente 4200 anos-luz de distância e difícil de ver através de telescópios amadores, a solitária nebulosa planetária NGC 7354 é muitas vezes esquecida. Contudo, graças a essa imagem capturada pelo Telescópio Espacial Hubble nós podemos observar essa brilhante bola de luz esfumaçada com um detalhe surpreendente. Como as estrelas cadentes não são na verdade estrelas e as lâmpadas de lava na verdade não contém lava, as nebulosas planetárias nada têm a ver com planetas. O nome foi cunhado pelo Sir William Herschel pois quando ele observou pela primeira vez uma nebulosa planetária através de um telescópio, ele pôde identificar uma esfera esfumaçada, similar aos planetas gigantes gasosos como Urano.

O nome foi mantido mesmo apesar dos modernos telescópios terem mostrado de maneira óbvia que esses objetos não são planetas, mas sim o brilho intenso das camadas externas ejetadas por uma estrela quente moribunda. Acredita-se que os eventos emitidos pela estrela central exerçam um papel importante na determinação da forma e morfologia das nebulosas planetárias. A estrutura da NGC 7354 é relativamente de distinguir. Ela consiste de uma concha externa circular, uma concha interna elíptica, uma coleção de nós brilhantes concentrados no meio e dois jatos simétricos sendo emitidos pelas laterais. Os pesquisadores sugerem que essas feições poderiam ser geradas pela presença de uma estrela companheira central, contudo a presença de uma segunda estrela na NGC 7354 ainda não é confirmada. A NGC 7354 reside em Cepheus, uma constelação denominada em homenagem ao mítico rei Cepheus da Etiópia e ela tem aproximadamente meio ano-luz de diâmetro.
Fonte: http://www.spacetelescope.org/images/potw1250a/

Sondas gémeas colidem com montanha lunar

Esta imagem mostra o percurso final das sondas GRAIL.Crédito: NASA/JPL-Caltech/GSFC/ASU

Um par de sondas gémeas que mapearam a gravidade na Lua terminou a sua missão científica ontem (dia 17) tornando-se intimamente ligadas com a força do satélite natural. As sondas GRAIL, com o tamanho de máquinas de lava-louça, colidiram no limite de uma cratera no Pólo Norte da Lua às 22:28 horas (hora de Portugal) de ontem. O par foi empurrado intencionalmente porque a sua órbita baixa e os níveis de combustível restante impediam mais operações científicas. Os impactos, que foram dirigidos por impulsos anteriores, foram projectados para impedir as duas sondas de colidirem com locais históricos na superfície da Lua. A NASA queria descartar qualquer possibilidade das sondas gémeas atingirem a superfície perto de qualquer dos locais históricos de exploração lunar, nos locais de aterragem das Apollo ou das sondas russas Luna," afirma David Lehman, gestor do projecto GRAIL no JPL da NASA em Pasadena, no estado americano da Califórnia.

 Antes de cada dos disparos de foguetes das sondas, que foram realizados na sexta-feira (14 de Dezembro), os navegadores calcularam que as probabilidades de ambas as sondas impactarem num local histórico eram cerca de sete em um milhão.  Em vez disso, as sondas GRAIL, que receberam as alcunhas de "Ebb" e "Flow" num concurso escolar, caíram com força na vizinhança da cratera Goldschmidt, localizada no lado visível da Lua. De acordo com os cientistas, cada sonda atingiu a superfície lunar a cerca de 6050 km/h. As colisões foram separadas por cerca de 32 segundos, em que Flow seguiu Ebb para o lado de uma montanha num local que recebeu o nome de Sally Ride, a primeira mulher americana no espaço. Não foram recolhidas imagens do fim porque a área estava nessa altura à sombra.

Imagem de ecrã de dados de engenharia que mostra a trajectória das duas sondas GRAIL cerca de 2 minutos antes do impacto de Ebb. Crédito: NASA TV
 
A missão GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory) de 496 milhões de dólares foi lançada a bordo de um foguetão Delta 2 a partir de Cabo Canaveral, Flórida, EUA, em Setembro de 2011. Ebb e Flow chegaram à Lua no dia de Ano Novo. Em órbita, a dupla de sucesso levou a cabo missões científicas principais e prolongadas, o que produziu o mapa gravítico de mais alta resolução de qualquer corpo celeste, proporcionando uma melhor compreensão de como a Terra e outros planetas rochosos do Sistema Solar se formaram e evoluíram. O mapa foi criado pela transmissão de sinais de rádio, com o objectivo de definir com precisão a distância entre as duas sondas, à medida que voavam em redor da Lua em formação. Como orbitaram em áreas de maior e menor gravidade provocadas por características visíveis - como montanhas e crateras - e massas ocultas sob a superfície, a distância entre as duas sondas mudava ligeiramente. Além de mapear a gravidade da Lua, Ebb e Flow também foram equipadas com pequenas câmaras controladas por estudantes. O programa MoonKAM - que até à sua morte em Julho, foi liderado por Sally Ride - permitiu com que estudantes sugerissem e definissem áreas na Lua a serem trabalhadas para o seu estudo.

Ebb e Flow levaram a cabo uma última experiência antes do final da sua missão. As duas sondas dispararam os seus motores principais até que os seus tanques de combustível ficassem vazios para determinar com precisão a quantidade de combustível que restava. Os dados destas últimas propulsões vai ajudar os engenheiros a validar modelos de consumo de combustível para melhorar as previsões das necessidades de propulsão em missões futuras.  Uma coisa é certa - acabaram a sua missão em alta," afirma Lehman. "Mesmo durante a última metade da sua última órbita, levámos a cabo uma experiência de engenharia que poderá ajudar missões futuras a operar de forma mais eficiente."

Dado que a quantidade exacta de combustível restante em cada sonda era desconhecida, os navegadores das GRAIL e os engenheiros projectaram o esgotamento para permitir com que as sondas descessem gradualmente durante várias horas e depois roçassem a superfície até que o terreno elevado da montanha-alvo impedisse a sua viagem.  Tivemos a nossa quota-parte de desafios durante esta missão e sempre fomos bem sucedidos, mas ninguém que eu conheça colidiu com uma montanha na Lua," exclama Lehman. "Há sempre uma primeira vez para tudo."
Fonte: Astronomia On -Line
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