31 de mai de 2013

O que existe no centro de buracos negros?

Que os buracos negros são tão profundos que quase nada pode fugir deles nós sabemos. Nem a luz escapa de suas profundezas – daí o nome “buraco negro”. Mas o que, afinal, existe no centro de um? Segundo astrônomos, no centro de um buraco negro existe o que eles chamam de “singularidade”, que é um ponto onde quantidades enormes de matéria são esmagadas em um ponto infinitamente pequeno. De acordo com Sabine Hossenfelder, do Instituto Nórdico de Física Teórica, tecnicamente a singularidade é uma curvatura do espaço. Parece estranho mas pense em uma borracha sendo esticada em volta de uma bola de boliche. Normalmente, objetos espaciais massivos fazem com que o espaço se curve ao redor deles da mesma forma.
 
Segundo uma teoria de Einstein, esse efeito é ainda mais extremo quando acontece em um buraco negro – a curva se torna praticamente infinita. E à medida que os objetos engolidos pelo buraco negro viajam através dessa curva, sua força aumenta. Em volta da singularidade, a matéria é comprimida e fica com tamanha densidade que, segundo fórmulas da física teórica, ela poderia caber em um ponto tão pequeno que não teria dimensões. Alguns cientistas se questionam ainda sobre a exatidão das equações teóricas usadas para descrever os buracos negros – justamente por elas apresentarem um resultado tão abstrato. Há físicos que afirmam que a singularidade nem mesmo existe. Mas, por enquanto, essas fórmulas são a única maneira de teorizarmos o que há dentro de buracos negros, já que observar seu interior é impossível.
Fonte: Hypescience.com
[Life's Little Mysteries]

Rochas indicam presença de água corrente em Marte

Formato de pedregulhos fotografados pelo robô Curiosity sugere que eles teriam se formado em um rio, há bilhões de anos
A área estudada pelos pesquisadores, conhecida como Hottah, foi uma das primeiras visitadas pelo Curiosity, ainda em 2012. Agora, a partir da análise dos dados coletados, os cientistas concluíram que ela abrigava um rio perene, de forte correnteza (Malin Space Science Systems)
 
Há algum tempo os pesquisadores teorizam sobre a existência de água líquida em Marte. Hoje em dia, a superfície do planeta é basicamente uma vastidão seca e fria, mas diversas formações rochosas — como vales e canais — sugerem um passado muito mais úmido. Uma nova pesquisa publicada nesta quinta-feira na revista Science fornece as evidências mais fortes até hoje de que Marte não só possuía água, mas também rios por onde ela corria. A pesquisa analisou imagens capturadas pelo robô Curiosity no ano passado, que mostravam formações de cascalho e rochas. Assim que apareceram, as fotografias chamaram a atenção dos pesquisadores, pois a estrutura parecia ter se formado no leito de um rio.
 
 A nova pesquisa confirma a impressão inicial, sugerindo a presença de água corrente no planeta há cerca de três bilhões de anos. As imagens formam um grande mosaico, de 1,4 metro por 80 centímetros, mostrando algumas áreas com grandes acúmulos de rochas, cimentadas como se fossem concreto. "Nós dividimos a imagem em campos menores, de 10 milímetros, e começamos a analisar o cascalho, que é formado por grãos grossos de areia medindo em torno de 0,3 milímetro. Depois, examinamos as pedras que medem entre 4 e 40 milímetros em maior detalhe. Ao todo, fizemos uma análise minuciosa de 515 pedras ", diz Asmus Koefoed, pesquisador do Instituto Niels Bohr da Universidade de Copenhague e autor do estudo.
 
Quando as rochas são desgastadas pelo vento, elas se tornam angulares e ásperas — o que não era o caso das pedras fotografadas. Quando elas se movem em fluxos de água, no entanto, o desgaste acontece de uma maneira completamente diferente. Nesse caso, as pedras correm em meio a uma mistura de água e areia, batendo umas nas outras, fazendo com que seus cantos e bordas se tornem, eventualmente, suaves e arredondados — assim como as rochas fotografadas. “Descobrimos que quase todas as 515 pedras analisadas eram planas, lisas e redondas”, afirma Koefoed.
 
Formação Segundo os pesquisadores, os depósitos analisados foram formados a partir do fluxo conjunto de areia fina, lama, cascalho e pedra. Todos esses sedimentos teriam se aglutinado com o passar do tempo, formando um material duro, parecido com o concreto. Os sedimentos localizados nas partes mais superficiais da formação foram, posteriormente, desgastados por partículas de areia carregadas em fortes ventanias. O resultado permite aos pesquisadores entender um pouco mais sobre o passado de Marte.
 
"Para mover e formar essas pedras arredondadas, é necessário que tenha existido água corrente com uma profundidade de entre 10 centímetros e um metro, com um fluxo de cerca de 1 metro por segundo — um pouco mais rápido do que um típico rio dinamarquês", explica Morten Bo Madsen, pesquisador do Instituto Niels Bohr.
 
Até agora, os pesquisadores pensavam que o período quente e úmido de Marte deveria ter acontecido entre 3,5 e 3,7 bilhões de anos atrás, mas o novo estudo sugere que ele se estendeu até entre 2 e 3 bilhões de anos atrás. Segundo os pesquisadores, o estudo mostra que o planeta pode ter sido um local dinâmico, muito mais propício ao desenvolvimento da vida do que hoje. Além de água corrente, pesquisas recentes usando o Curiosity mostraram que havia em sua superfície uma série de minerais essenciais para a vida de microorganismos. Assim, o robô cumpriu um dos objetivos para o qual foi construído: investigar se Marte, em algum momento, foi um ambiente com condições para o desenvolvimento de vida.  Fonte:Veja.Abril

Cientistas dizem que proximidade com o Sol cria dois tipos de planetas rochosos

Estudo explica por que Vênus e Terra têm características semelhantes mas apenas a Terra teve condições de abrigar formas de vida
Segundo planeta do Sistema Solar, Vênus pode ser chamado de um planeta irmão, embora seja muito diferente da Terra/NASA
 
No Sistema Solar, Vênus e Terra têm tamanhos e composição semelhantes, porém Vênus não tem água, e as razões para esta diferença não são bem compreendidas até hoje. Uma equipe de pesquisadores japoneses conseguiu provar, em um modelo simples, que um planeta rochoso perto do Sol pode se solidificar tão lentamente de modo que a água seja perdida para o espaço, ao passo que um planeta mais distante do Sol pode se solidificar rapidamente e manter água em sua superfície. Segundo os japoneses, foi isso que aconteceu com Vênus e com a Terra, respectivamente.
 
A equipe da Universidade de Tóquio descobriu ainda que há um limite em relação à distância do planeta com sua estrela, onde a influência do calor da estrela sobre o planeta faria com que substâncias voláteis como a água evaporassem. De acordo com a pesquisa, a Terra estaria além desta distância, enquanto Vênus estaria na fronteira deste limite. O início da história dos planetas terrestres [formado por rochas e metais] depende se a radiação estelar exceder o limite de distância que faz com que a água evapore. Conseguimos definir esta distância que faz com que existam dois tipos de planetas terrestres”, disse ao iG Keiko Hamano, autor principal do estudo publicado esta semana no periódico científico Nature.
 
Linda Elkins-Tanton, do departamento de magnetismo terrestre do Instituto Carnegie, nos Estados Unidos, e que não participou do estudo, afirma que após a solidificação do planeta, ele se resfria enquanto a água despejada em forma de vapor na atmosfera. Quanto maior o tempo de solidificação e resfriamento, mais água é perdida para o espaço e mais seco se torna o planeta. ”A distância de um planeta terrestre com sua estrela pode determinar esta dicotomia evolutiva”, disse Linda em um comentário sobre o estudo também publicado no periódico.
 
Antes do estudo de Hamano, acreditava-se que planetas terrestres, como a Terra e Vênus, estariam em estado fundido logo após a sua formação. De acordo com esta teoria, planetas com tamanhos parecidos se solidificariam ao mesmo tempo. “Nossos resultados mostram que a evolução subsequente no manto e na atmosfera pode ser diferentes mesmo em planetas de condições iguais, mas que orbitam a distâncias diferentes do Sol”, disse Hamano. O modelo desenvolvido por Hamano é baseado em processos físicos e é aplicável em qualquer planeta rochoso, inclusive os de fora do Sistema Solar. “A dicotomia prevista na evolução do planeta possivelmente será comprovada em observações futuras de exoplanetas”.
Fonte: ultimosegundo.ig

Centro da IC1805

Créditos e direitos autorais : Keith Quattrocchi
As nuvens cósmicas parecem tomar formas fantásticas na região central da nebulosa de emissão IC 1805. É claro que as nuvens são esculpidas por ventos estelares e radiação de estrelas quentes e massivas no recém-nascido aglomerado estelar (também conhecido por Melotte 15), da nebulosa. Com apenas 1,5 milhões de anos, as estrelas do aglomerado aparecem à direita nesse pedaço colorido do céu, juntamente com a silhueta de nuvens de poeira escuras formada pelo brilho de gás atômico. Uma composição de imagens telescópicas de bandas estreita e larga, a imagem se espalha por algo em torno de 15 anos-luz e inclui emissões de hidrogênio em tons verdes, enxofre em tons vermelhos e oxigênio em tons azuis. Imagens de campo amplo revelam que o contorno da IC 1805, sugere o seu nome popular - Nebulosa do Coração. A IC 1805 fica localizada a aproximadamente 7,500 anos luz de distância, na constelação de Cassiopéia.

Com teoria da gravidade quântica, buracos negros se tornam portais para outro universo

Cair em um buraco negro pode não ser tão definitivo quanto parece. Ao invés da morte certa, aplique a teoria quântica da gravidade a esses objetos bizarros, e a singularidade de esmagamento total em seu núcleo desaparece. Em seu lugar, surge algo que se parece muito com um ponto de entrada para um outro universo. Embora muito provavelmente nenhum ser humano vá cair em um buraco negro tão cedo, imaginar o que aconteceria neste caso é uma ótima maneira de sondar alguns dos maiores mistérios do universo. Mais recentemente, isso levou a algo conhecido como o “paradoxo da informação em buracos negros”.
 
Segundo a teoria da relatividade geral de Albert Einstein, se um buraco negro lhe engolir, suas chances de sobrevivência são nulas. Primeiro, você será dilacerado pelas forças do buraco negro, um processo chamado caprichosamente de “espaguetificação”. Eventualmente, você atingirá a singularidade, onde o campo gravitacional é infinitamente forte. Nesse ponto, você será esmagado a uma densidade infinita. Infelizmente, a relatividade geral não fornece nenhuma base para descobrir o que acontece em seguida. “Quando você chegar à singularidade na relatividade geral, a física simplesmente para, as equações quebram”, explica Abhay Ashtekar, da Universidade Estadual da Pensilvânia (EUA). O mesmo problema surge quando se tenta explicar o Big Bang, que os cientistas acreditavam ter começado com uma singularidade.

Então, em 2006, Ashtekar e seus colegas aplicaram a teoria da gravidade quântica em loop para o nascimento do universo. Essa teoria combina a relatividade geral com a mecânica quântica e define o espaço-tempo como uma “teia” de blocos indivisíveis de cerca de 10 a 35 metros de tamanho. A equipe descobriu que, conforme eles “rebobinavam” o tempo em um universo com gravidade quântica em loop, chegaram ao Big Bang, mas não chegaram a nenhuma singularidade – em vez disso, atravessaram uma “ponte quântica” em um outro universo mais velho. Esta é a base para a teoria do “grande salto” (Big Bounce, em inglês) das origens do nosso universo.
 

Gravidade quântica e buracos negros

 
Agora, Jorge Pullin da Universidade Estadual de Louisiana (EUA) e Rodolfo Gambini da Universidade da República em Montevidéu (Uruguai) aplicaram a teoria em uma escala muito menor – a um buraco negro individual – na esperança de remover essa singularidade também. Para simplificar as coisas, o par aplicou as equações da teoria a um modelo de buraco negro simétrico, esférico e não rotativo. Neste novo modelo, o campo gravitacional ainda aumenta à medida que você se aproxima do núcleo do buraco negro. Mas, ao contrário dos modelos anteriores, não termina em uma singularidade. Em vez disso, eventualmente reduz a gravidade, como se você saísse do outro lado do buraco negro e pousasse em outra região do nosso universo, ou em outro universo completamente diferente. Os pesquisadores acreditam que a mesma teoria poderia banir singularidades de buracos negros reais também. Isso significa que os buracos negros podem servir como portais para outros universos. Enquanto outras teorias já haviam mencionado isso, até agora nada poderia passar por esse suposto portal, devido à singularidade.
 

Futuro da descoberta

 
É pouco provável que a remoção da singularidade seja de uso prático imediato, mas a descoberta poderia, de fato, ajudar a resolver pelo menos um dos paradoxos envolvendo buracos negros: o problema da perda de informação. Buracos negros absorvem informação juntamente com a matéria que engolem, mas também devem evaporar com o tempo. Isso faria com que essa informação desaparecesse para sempre, desafiando a teoria quântica. Mas, se um buraco negro não tiver singularidade, as informações não precisam ser perdidas – podem simplesmente fazer seu caminho até um outro universo.
Fonte:Hypescience.com
[NewScientist]

Curiosity indica que astronautas suportariam radiação até Marte

O registro da radiação foi feito durante a viagem da sonda Curiosity até Marte Foto: Southwest Research Institute / Divulgação

Cientistas usaram dados de um instrumento da sonda espacial Curiosity para medir a quantidade de radiação recebida pelo equipamento durante sua viagem até Marte. Segundo os cientistas, o nível registrado está dentro dos limites estabelecidos por agências espaciais para astronautas. O próximo passo, afirmam os cientistas, é descobrir se o corpo humano suportaria os raios na superfície da quarta rocha do Sistema Solar. Os dados do nosso estudo são diferentes (de outros anteriores) porque o detector que usamos, o Detector de Avaliação de Radiação, ou RAD, estava sob um pouco de blindagem. Portanto, nossa medição é a primeira de seu tipo", explica Cary Zeitlin, do Instituto de Pesquisa do Sudoeste (EUA).
 
A radiação é perigosa para o homem em duas circunstâncias: ao receber uma grande dose ou pequenas doses ao longo de determinado período. Em uma viagem espacial, os astronautas podem ser expostos a uma grande emissão de partículas do Sol e também aos constantes raios cósmicos galácticos (GCRs, na sigla em inglês). A exposição à radiação é medida em Sievert (Sv) ou miliSievert. Para se ter ideia, estudos indicam que uma exposição a 1 Sv (o limite imposto pelas agências espaciais para os astronautas) aumenta em 5% o risco de se desenvolver de câncer. Os dados do RAD mostram uma dose média equivalente de GCR de 1,8 miliSieverts por dia em cruzeiro. O total durante as fases de trânsito de uma missão a Marte seria de aproximadamente 0,66 Sv para uma viagem com os atuais sistemas de propulsão", diz Zeitlin.
 
Os cientistas afirmam, contudo, que a medição foi feita durante um período de tranquilidade na atividade solar - o que foi inesperado, já que, de acordo com o ciclo solar, a estrela deveria estar bem mais ativa. Por causa disso, e do escudo de proteção, apenas 5% da radiação foi proveniente do Sol. A exposição de uma tripulação em direção ao planeta vermelho dependeria do tipo de proteção utilizada e das imprevisíveis erupções solares. Para os cientistas, os resultados representam a segurança de uma missão a Marte durante um período de atividade baixa a moderada da nossa estrela. Os pesquisadores pretendem agora calcular a quantidade de radiação na superfície marciana, também com medições da Curiosity. E essa exposição pode ser significantemente maior se comparada com a da viagem, já que alguns planos da Nasa propõem que os astronautas permaneçam até 500 dias no planeta.
Fonte: TERRA

A Águia e o Cisne

Crédito de imagem e direitos autorais: Dieter Willasch (Astro-Gabinete)
A Nebulosa da Águia e a Nebulosa do Cisne se espalham nessa vasta paisagem estelar, uma visão telescópica do braço espiral Sagittarius localizado em direção ao centro da nossa galáxia, a Via Láctea. A Águia, também conhecida como M16, está a esquerda, acima do centro, e o Cisne, ou M17, está na parte inferior direita. A imagem profunda e de campo vasto mostra as nuvens cósmicas como as regiões mais brilhantes de formação ativa de estrelas. Elas se localizam ao longo do braço espiral permeadas pela emissão avermelhada característica do gás atômico hidrogênio, e por nebulosas empoeiradas escuras. De fato, o centro de ambas as nebulosas são locais bem conhecidos de formação de estrelas já imageados em muito detalhe pelo Telescópio Espacial Hubble. A M17, também conhecida como Nebulosa Omega, está localizada a aproximadamente 5500 anos-luz de distância, enquanto que a M16, está localizada a aproximadamente 6500 anos-luz de distância. No frame acima, que cobre 3 graus através do céu, as extensas asas da Nebulosa da Águia se espalham por mais de 120 anos-luz.
Fonte: http://apod.nasa.gov/apod/ap130531.html

Na caça por exoplanetas que orbitam anãs marrons

O zoológico estelar: da esquerda para a direita, o Sol, uma anã vermelha, duas anãs marrons e Júpiter. Crédito: Space Telescope Science Institute.
 
As anãs marrons (em Portugal: anãs castanhas) são objetos que nos fascinam, porque elas são a mais recente adição ao zoológico celestial. Na verdade, as anãs marrons são objetos exóticos sobre as quais sabemos muito pouco. As evidências sugerem que as anãs marrons podem hospedar planetas, mas até agora nós só encontramos poucas evidências. Podemos citar duas detecções significativas que foram realizadas através da técnica das microlentes gravitacionais em estrelas de baixa massa. A primeira foi o objeto com 3,2 vezes a massa da Terra em órbita de uma estrela primária com massa de 0,084 vezes a do Sol, que coloca esta estrela no território limítrofe entre as anãs marrons e estrelas. No segundo caso, o famoso Gliese 1214b, foi o projeto MEarth que descobriu um planeta com 6,6 vezes a massa da Terra orbitando uma estrela de massa 0,16 a massa do Sol. Agora, uma nova proposta de se utilizar o Telescópio Espacial Spitzer de infravermelho para caçar planetas anões marrons foi aventada. Tal idéia aprofunda o que descobrimos até agora, com referência às descobertas acima citadas:
 
Considerando as probabilidades, essas detecções indicam a presença de uma grande, na maior parte inexplorada, população de planetas de massa baixa em torno de estrelas de também de muito baixa massa (conforme Dressing e Charbonneau, 2013). Sem dúvida, a descoberta mais interessante é que o “objeto de interesse” Kepler 961, uma estrela com 13% da massa do Sol, orbitada por 3 planetas com 0,7, 0,8 e 0,6 vezes o raio da Terra, em períodos inferiores a dois dias (conforme Muirhead et al. 2012). Além deste há o sistema KOI-961, que, curiosamente, aparece como uma versão ampliada do sistema de satélites de Júpiter. Isto é precisamente o que estamos procurando.
 
O plano é usar o dispositivo de infravermelho do Spitzer para descobrir planetas rochosos que orbitam anãs marrons nas proximidades do Sol. Indo mais além, estas descobertas iráo alimentar a próxima missão do Telescópio Espacial James Webb (JWST) que assim terá uma lista de alvos adequados para que o JWST possa ser colocado para trabalhar na inspeção das atmosferas de exoplanetas. Uma campanha exploratória de 5400 horas tem como objetivo detectar um pequeno número de sistemas planetários com planetas tão pequenos quanto Marte. O interessante é que a equipe está defendendo uma rápida liberação de todos os dados da pesquisa além de compilar um banco de dados para estudos posteriores das anãs marrons.
 
Anãs marrons são melhores alvos que anãs vermelhas na busca de exoplanetas pequenos 
As anãs marrons podem vir a ser excelentes alvos enquanto tentamos aprender mais sobre os planetas rochosos em torno de outras estrelas. Estudar os fótons emitidos por uma atmosfera durante uma ocultação requer alvos relativamente próximos das estrela hospedeira, e, como o artigo publicado aponta, quanto mais fraca a radiação emanada pelas estrela principal, melhor o contraste entre o objeto central e seu exoplaneta. E mais, em torno de anãs marrons podemos esperar trânsitos profundos que nos permitam detectar objetos ao tamanho de Marte agora através do equipamento do Spitzer. O artigo também observa que anãs marrons com mais de meio bilhão de anos de idade apresentam um raio praticamente constante sobre a sua faixa de massa. Isto torna estes pequenos sistemas lugares onde será mais fácil de estimar o tamanho dos planetas detectados.
 
O observatório espacial Spitzer é a única unidade que pode levantar um número suficiente de anãs marrons, no tempo suficiente, com a precisão e a estabilidade necessária para ser capaz de detectar planetas rochosos do tamanho de Marte, em tempo para uso do novo e poderoso telescópio espacial James Webb. Nós estimamos que cerca de 8 meses de observações serão necessárias para concluir a campanha. Uma vez que os candidatos são detectados, grandes instalações de telescópios terrestres irão confirmar os trânsitos, encontrar os períodos (se apenas um evento foi capturado por Spitzer) e verificar a presença de companheiros adicionais. Este programa irá avançar rapidamente na busca por planetas potencialmente habitáveis ​​na vizinhança solar e transmitir ao JWST um punhado de exo​planetas rochosos como alvos a pesquisar.
 
Esta é uma pesquisa que não apenas faz a sondagem de uma espécie fascinante de objeto, mas que deve oferecer o que o artigo chama de “a rota mais rápida e mais conveniente para a detecção e para o estudo das atmosferas dos planetas extra-solares similares a Terra.” O artigo foi publicado no momento em que 76 novas anãs marrons foram descobertas pela UKIRT Infrared Deep Sky Survey, incluindo dois sistemas “de referência” (benchmarks) potencialmente úteis. Os autores da proposta de uso do Spitzer argumentam que observar as atmosferas de mundos em trânsito do tamanho da Terra em anãs vermelhas com o JWST será bem mais desafiador do que o trabalho equivalente usando as anãs marrons, assumindo já comecemos agora a trabalhar para identificar os melhores alvos.

Disco de Detritos e Planetas São Encontrados em Estrela Aposentada

O Observatório Espacial Herschel da ESA forneceu a primeira imagem de um cinturão de poeira, produzido pela colisão de cometas ou asteroides, orbitando uma estrela subgigante conhecida por abrigar um sistema planetário. Após bilhões de anos queimando constantemente hidrogênio em seu núcleo, estrelas como o nosso Sol exaurem sua reserva de combustível central e começam a queimar em conchas ao redor do núcleo. Elas então se tornam estrelas subgigantes antes de mais tarde se tornarem gigantes vermelhas. No mínimo, durante a fase de subgigante, planetas, asteroides e cinturões de cometas ao redor dessas estrelas aposentadas, são esperados sobreviver, mas as observações são necessárias para medir suas propriedades. Uma abordagem é pesquisar por discos de poeira ao redor das estrelas, gerados pelas colisões entre as populações de asteroides ou cometas. Graças às capacidades de detecção sensíveis ao infravermelho distante do Observatório Espacial Herschel, os astrônomos tem sido capaz de resolver a emissão brilhante ao redor da Kappa Coronae Borealis, ou Kappa Cor Bor, indicando a presença de um disco de detritos empoeirado.
 
A estrela é um pouco mais pesada que o nosso Sol, com 1.5 vezes a sua massa, e tem aproximadamente 2.5 bilhões de anos, localizando-se a aproximadamente 100 anos-luz. A partir de observações feitas com instrumentos baseados em Terra, sabe-se que essa estrela abriga um planeta gigante com um tamanho aproximadamente de duas vezes o tamanho do planeta Júpiter, orbitando a estrela a uma distância equivalente à distância do Cinturão de Asteroides do nosso Sistema Solar. Suspeita-se que exista um segundo planeta, mas a sua massa não é bem calculada ainda. A detecção do Herschel fornece uma rara ideia sobre a vida de sistemas planetários orbitando estrelas subgigantes, e permite que se possa fazer um estudo detalhado da arquitetura do seu planeta e do sistema de disco.
 
“Essa é a primeira estrela aposentada que nós encontramos com um disco de detritos e um ou mais planetas”, disse Amy Bonsor, do Institute de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble, e principal autor do estudo. “O disco tem sobrevivido a toda a vida da estrela sem ter sido destruído. Isso é muito diferente do que acontece no nosso Sistema Solar, onde a maior parte dos detritos foram varridos numa fase conhecida como a Última Era de Bombardeamento Pesado, ocorrida 600 milhões de anos depois da formação do Sol”.
 
A equipe de pesquisadores usou modelos para propor três possíveis configurações para o disco e os planetas que se ajustam às observações do Herschel feitas da Kapa Cor Bor. O primeiro modelo é sobre a existência de um disco contínuo de poeira se estendendo de 20 a 220 Unidades Astronômicas. Por comparação, o disco de detritos congelados do nosso Sistema Solar, conhecido como Cinturão de Kuiper, se localiza a uma distância entre 30 e 50 Unidades Astronômicas do Sol. Nesse modelo, um dos planetas orbita a estrela a uma distância de mais de 7 Unidades Astronômicas da estrela, e sua influência gravitacional pode esculpir a borda interna do disco.
 
Uma variação nesse modelo tem um disco sendo agitado pela influência gravitacional de ambos os companheiros, misturando–se de tal forma que a taxa de produção de poeira nos picos do disco ocorre em torno de 70-80 AU da estrela. Outro interessante cenário, o disco de poeira é dividido em dois cinturões estreitos, centrados em 40 AU e 165 AU, respectivamente. Aqui, o companheiro mais externo pode orbitar a estrela entre os dois cinturões a uma distância entre 7 e 70 AU, abrindo a possibilidade desse ser mais massivo que um planeta propriamente dito, possivelmente uma anã marrom subestelar.
 
“Esse é um sistema misterioso e intrigante: existe um planeta ou até mesmo dois planetas esculpindo um disco largo, ou a estrela tem uma anã marrom como companheira, que está dividindo o disco em dois?”, disse o Dr Bonsor. Como esse é o primeiro exemplo conhecido de uma estrela subgigante com planetas e um disco de detritos orbitando-a, mais exemplos serão necessários para determinar se a Kappa Cor Bor é incomum ou não. “Graças às capacidades sensíveis ao infravermelho distante do Herschel, e ao seu rico conjunto de dados, nós já temos pistas de outras estrelas subgigantes, que podem ter discos empoeirados. Mais trabalho são necessários para ver se existem também planetas”, disse Göran Pilbratt, cientista do projeto Herschel da ESA.
                                                              Imagem:Disco de poeira em torno Kappa Coronae Borealis

Asteroide 1998 QE2 Que Passará “Perto” Da Terra Nesse Fim De Semana Tem Sua Própria Lua

Uma sequência de imagens de radar do asteróide 1998 QE2 foi obtida na noite do dia 29 de Maio de 2013, pelos cientistas da NASA usando a antena de 70 metros do projeto Deep Space Network em Goldstone, na Califórnia, quando o asteróide estava a aproximadamente 6 milhões de quilômetros da Terra, algo equivalente a 15.6 distâncias lunares. As imagens de radar revelaram que o 1998 QE2 é um asteróide binário. Na população de objetos próximos da Terra, aproximadamente 16% dos asteróides têm 200 metros ou mais e são sistemas binários ou triplos.

As imagens de radar sugerem que o corpo principal, ou primário, com aproximadamente 2.7 quilômetros de diâmetro e tem um período de rotação de menos de quatro horas. As imagens de radar do 1998 QE2 também revelaram algumas feições superficiais escuras que sugerem grande concavidades. A estimativa preliminar para o tamanho do satélite do asteróide, ou lua, tem aproximadamente 600 metros de largura. As imagens do radar cobre um período não muito maior que de duas horas. As observações de radar foram lideradas pela cientista Marina Brozovic, do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, em Pasadena, na Califórnia.

 A maior aproximação do asteróide ocorrerá no dia 31 de Maio de 2013, às 17:59, hora de Brasília, quando o asteróide estará a uma distância aproximada de 5.8 milhões de quilômetros, ou algo em torno de 15 vezes a distância entre a Terra e a Lua. Essa é a maior aproximação que um asteróide estará da Terra no mínimo pelos próximos dois séculos. O asteróide 1998 QE2 foi descoberto em 19 de Agosto de 1998, pelo programa Lincoln Near Asteroid Research (LINEAR) do Massachussetts Institute of Technology perto de Socorro, no Novo México.

A resolução dessas imagens iniciais do 1998 QE2 é de aproximadamente 75 metros por pixel. Espera-se que a resolução aumente nos dias seguintes quando mais dados tornaram disponíveis. Entre os dias 30 de Maio e 9 de Junho de 2013, os astrônomos de radar usando a antena de 70 metros do Deep Space Network da NASA em Goldstone, na Califórnia, e do Observatório de Arecibo em Porto Rico, realizarão uma extensa campanha de observação do asteróide 1998 QE2. Os dois telescópios têm capacidades de imageamento complementares que permitirão que os astrônomos possam aprender o máximo sobre o asteróide durante a sua breve visita perto da Terra.
Fonte: http://www.nasa.gov

Buracos Negros em Galáxias em Fusão

Créditos:NASA /Swift /NOAO /Michael Koss and Richard Mushotzky(Univ. Maryland)
 
 As fusões violentas de galáxias podem alimentar buracos negros supermassivos. Teoricamente, o resultado são emissões intensas vindas de regiões próximas dos buracos negros supermassivos, criando alguns dos objetos mais luminosos no universo. Os astrônomos chamam a isso Núcleos Galácticos Ativos, ou simplesmente NGA. Porém, durante décadas, somente cerca de 1% dos NGAs pareciam estar associados a fusões galácticas. Agora, novos resultados de um importante levantamento do céu feito em raios-X duros (de alta energia) pelo satélite Swift, da NASA, demonstram solidamente uma forte associação entre NGAs e galáxias em fusão. Os raios-X duros penetram mais facilmente as nuvens de poeira e gás das galáxias em fusão e revelam a presença de emissões a partir dos buracos negros ativos. Aliás, estes painéis mostram a localização (marcada com um círculo) dos buracos negros supermassivos detectados pelos raios-X do Swift em uma série de sistemas galácticos em fusão. As imagens ópticas são do Observatório Nacional Kitt Peak, no Arizona. No centro, acima, está NGC 7319 e o grupo compacto de galáxias conhecido como o Quinteto de Stephan.
Fonte: NASA

29 de mai de 2013

Caçador de planetas da Nasa pifa, mas estudos continuam

A mais ambiciosa e poderosa missão de caça a planetas pode ter um fim prematuro. Mas ainda haverá novas descobertas vindas do satélite Kepler durante anos. O telescópio da Nasa, agência espacial americana, parou de colher dados científicos em 11 de maio, após a pane de um de seus giroscópios. São quatro ao todo, e sua função é permitir o direcionamento preciso do telescópio para a região do céu escolhida para a pesquisa, onde ele monitora cerca de 150 mil estrelas em busca de sinais de planetas ao seu redor.

A precisão oferecida pelos giroscópios é de um milionésimo de grau, e o Kepler poderia operar com só três deles. Só que um já havia pifado no ano passado e, agora, outro encalhou. O satélite entrou em "modo de segurança" (como um computador doméstico quando tem um problema) e sua orientação é mantida por propulsores. Os engenheiros do projeto elaboram um plano que tentará recuperar um dos dois dispositivos pifados. Qualquer ação de recuperação levará tempo", diz Roger Hunter, gerente da missão. "Possivelmente meses.

FUTURO DA PESQUISA
Embora a interrupção da missão --sem falar no possível término-- seja desanimadora, é importante lembrar que o satélite, lançado em 2009, cumpriu sua meta primária de operar por 3,5 anos. Durante esse período, o sucesso foi grande. Além de 132 planetas comprovadamente descobertos, a análise inicial aponta que ainda há 2.608 candidatos a verificar, além de outros que podem estar escondidos nos dados brutos. Com isso, pela primeira vez os astrônomos puderam estimar de forma realista o número de planetas na Via Láctea --na casa dos 100 bilhões. Mas o grande prêmio da caça aos planetas ainda não foi conquistado: a localização de um mundo do exato tamanho da Terra e na mesma posição com relação a uma estrela similar ao Sol.

Para isso, novos projetos devem pegar o bastão de onde o Kepler deixou. Entre eles está seu sucessor direto, batizado pela Nasa de Tess (sigla para Satélite de Pesquisa de Exoplanetas em Trânsito). "O Tess vai fazer a primeira pesquisa de trânsitos no céu inteiro, cobrindo 400 vezes mais céu do que qualquer missão anterior", diz George Ricker, do MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts), que lidera a missão. A ESA (agência espacial europeia) também trabalha num sucessor para seu próprio satélite caçador de planetas, o Corot. Batizado de Plato, ele ainda não tem data de lançamento, mas deve sair depois do americano, programado para 2017.

Já o Telescópio Espacial James Webb, da Nasa, será capaz de sondar até a composição atmosférica de alguns exoplanetas rochosos. Pode até pintar o primeiro sinal concreto de um planeta que tenha vida. Mas isso só após o lançamento, em 2018. Em solo, os instrumentos preferenciais para caçar planetas são os espectrógrafos, que detectam a assinatura de luz do bamboleio gravitacional de uma estrela, conforme planetas giram ao seu redor. Uma nova geração desses instrumentos está sendo preparada para os grandes telescópios já operacionais, como os do Observatório Europeu do Sul, no Chile.
Fonte:Folha

Dieta pobre em sódio é a chave para a longevidade das estrelas

Novas observações VLT detectam problemas nas teorias estelares
Enxame globular NGC 6752 Créditos:ESO 
Os astrónomos pensam que estrelas como o Sol lançam a maior parte das suas atmosferas para o espaço no final das suas vidas. No entanto, novas observações de um enorme enxame estelar, obtidas com o Very Large Telescope do ESO, mostraram, contra todas as expectativas, que a maioria das estrelas estudadas simplesmente não chegam a esta fase das suas vidas. Uma equipa internacional descobriu que a quantidade de sódio presente nas estrelas permite prever de modo muito preciso como é que estes objetos terminarão as suas vidas.
 
O modo como as estrelas evoluem e terminam a sua vida foi durante muitos anos um processo que se pensou ser bem compreendido. Modelos computacionais detalhados prevêem que estrelas com massa semelhante à do Sol passam por uma fase no final das suas vidas - o chamado ramo assimptótico das gigantes ou AGB (sigla do inglês para asymptotic giant branch) - em que ficam sujeitas a uma queima final do conteúdo nuclear, fazendo com que uma grande parte da sua massa se transforme em gás e poeira.

Este material expelido é depois utilizado para formar a próxima geração de estrelas, sendo este ciclo de perda de massa e renascimento, vital para explicar o evolução química do Universo. Este processo fornece também o material necessário à formação de planetas - e contém ainda os ingredientes necessários à vida orgânica. No entanto, o australiano Simon Campbell, especialista em teorias estelares, da Monash University Centre for Astrophysics, Melbourne, Austrália, descobriu em artigos científicos antigos, indícios importantes de que algumas estrelas poderiam de algum modo não estar a seguir as regras, saltando completamente a fase AGB. Simon explica melhor:

“Para um cientista de modelos estelares, estas hipóteses pareciam loucas! Todas as estrelas passam pela fase AGB, de acordo com os nossos modelos. Eu verifiquei e tornei a verificar todos os estudos antigos sobre o assunto, e acabei por concluir que este facto não tinha sido estudado com o rigor necessário. Por isso decidi eu mesmo investigar o assunto, apesar de ter pouca experiência observacional.”

Campbell e a sua equipa utilizaram o Very Large Telescope do ESO (VLT) para estudar com muito cuidado a radiação emitida pelas estrelas do enxame estelar globular NGC 6752, situado na constelação austral do Pavão. Esta enorme bola de estrelas antigas contém uma primeira geração de estrelas e uma segunda, formada algum tempo depois da primeira. As duas gerações conseguem distinguir-se pela quantidade de sódio que contêm - algo que pode ser medido devido à qualidade extremamente elevada dos dados VLT.

“O FLAMES, o espectrógrafo multi-objeto de alta resolução montado no VLT, era o único instrumento que nos permitia obter dados de 130 estrelas ao mesmo tempo, com qualidade suficientemente elevada. Com este instrumento pudemos também observar uma grande parte do enxame globular de uma só vez,” acrescenta Campbell. Os resultados revelaram-se surpreendentes - todas as estrelas AGB do estudo eram de primeira geração com níveis de sódio baixos, e nenhuma das estrelas de segunda geração, com níveis mais altos de sódio, tinha-se tornado numa AGB. Um total de 70% das estrelas não estavam nesta fase final de queima nuclear com consequente perda de massa.

“Parece que as estrelas precisam de uma “dieta” pobre em sódio para que possam atingir a fase AGB no final das suas vidas. Esta observação é importante por várias razões. Estas estrelas são as mais brilhantes nos enxames globulares - por isso haverá 70% menos estrelas mais brilhantes do que a teoria prevê. O que significa também que os nossos modelos estelares estão incompletos e devem ser corrigidos!” conclui Campbell. A equipe espera que sejam encontrados resultados semelhantes para outros enxames estelares e está a planear mais observações.

A bagunçada NGC 474

NGC 474 nem parece uma galáxia por aparentar essa formas tão irregulares e confusas. Mas essa gigantesca galáxia de Pisces foi sacudida e revirada várias vezes. Isso porque sua companheira, NGC 467, está a todo o momento causando ondas de maré que bagunçam o gás da galáxia para todos os lados. Mas isso nunca aconteceu antes, existem vários sistemas assim, inclusive com a nossa Via Láctea e mesmo assim, não acontece com essas magnitudes. A teoria mais clara, explica que a galáxia foi recentemente bombardeada por varias outras galáxias menores. Assim elas foram engolidas em um pouco tempo e só deixando um rastro de muita bagunça. Mas o que mais me impressiona é saber que pequenas galáxias estão se formando do gás expelido pela NGC 474. Elas, porém, não tem um tempo de vida muito longo já que elas estão no halo da grande galáxia, e assim logo serão induzidas a cair na galáxia novamente bagunçando tudo novamente. Essa bagunça está a 100 milhões de anos-luz da Terra.
Fonte: apod.astronomos.com.br

As Gomas mai"O"res do Universo!

O Universo no que toca à variedade de estrelas que contém é como uma loja de gomas.
A cor de uma estrela, dá aos astrónomos informações sobre a massa e a temperatura da sua superfície. As estrelas mais quentes e de maior massa são azuis, enquanto as mais frias e leves são vermelhas. (Este é o oposto de como usamos azul e vermelho para quente e frio no nosso quotidiano, tal como nas torneiras da água e previsões do tempo.) Desde a mais quente para mais fria, as estrelas são colocadas num dos seguintes grupos: O, B, A, F, G, K e M. O nosso Sol é uma estrela mediana do tipo- G. Como se pode reparar, a ordem destes grupos não é alfabética. Para ajudar a lembrar a ordem há um truque fácil em Inglês: a frase "Oh Be A Fine Girl / Guy, Kiss Me". (Sê um/uma bom/boa rapaz/rapariga beija-me.) Recentemente, uma equipa internacional de astrónomos, observou 71 estrelas do tipo -O, as gomas gigantes da loja de doces do Universo. A partir da sequência, pode ver que essas estrelas são escaldantes. Até recentemente, os astrónomos pensaram que a maioria das estrelas do tipo- O vivia longe dos seus vizinhos mais próximos. No entanto, a nova pesquisa mostrou que cerca de 3 em cada 4 dessas estrelas vive muito perto de outra estrela. Na verdade, cerca de 1 em cada 3 estão tão perto que se irão fundir numa única estrela!
Fonte: Ciência 2.0

O Belo Grupo de Planetas

Três planetas do Sistema Solar estão dando um verdadeiro show nos céus da Terra, nesse final do mês de Maio de 2013. A foto acima mostra os três reunidos durante a noite do dia 26 de Maio de 2013 durante o crepúsculo sobre a Baía Georgian em Ontário. Vênus é o planeta mais brilhante e mais baixo, Júpiter está à esquerda e acima de Vênus e Mercúrio está acima e a direita de Vênus. A foto acima foi feita com uma câmera Canon 50D DSLR, com uma lente EF 24-105 mm, em 73 mm, e f/5 e ISSO 200, com uma exposição de ¼ de segundos no dia 26 de Maio de 2013, às 21:43, hora local na Baía Georgian, em Ontário no Canadá.
Fonte: http://www.astronomy.com

NGC 6960: A Nebulosa da Vassoura da Bruxa

Crédito de imagem e direitos autorais: Martin Pugh
Há dez mil anos atrás antes do surgimento da história humana registrada, uma nova luz teria repentinamente aparecido nos céus e apagado depois de algumas semanas. Hoje, nós sabemos que essa luz foi de uma supernova, ou de uma estrela que explodiu, e registrou a nuvem de detritos em expansão como a Nebulosa do Véu, uma remanescente de supernova. Essa imagem telescópica detalhada é centrada no segmento oeste da Nebulosa do Véu catalogado como NGC 6960, mas conhecido menos formalmente como a Nebulosa da Vassoura da Bruxa. Gerada por uma explosão cataclísmica, a onda de choque interestelar vagou pelo espaço varrendo e excitando o material interestelar que encontrava pelo caminho. Imageada com filtros de banda estreita, os filamentos brilhantes são como longas ondas em um lençol vistas quase que totalmente de lado, separando de forma espetacular o gás atômico de hidrogênio (vermelho) e oxigênio (azul esverdeado). A remanescente de supernova completa localiza-se a aproximadamente 1400 anos-luz de distância na direção da constelação de Cygnus. Essa Vassoura de Bruxa na verdade se espalha por 35 anos-luz. A brilhante estrela no frame é a 52 Cygni, visível a olho nu num local escuro, mas que não está relacionada com a antiga remanescente de supernova.
Fonte: http://apod.nasa.gov/apod/ap130529.html

Fusões de Buracos Negros

Os buracos negros possuem poucas origens. Eles podem nascer das explosões mais violentas do universo, as Hipernovas, ou de uma colisão entre duas estrelas de nêutrons ( pulsares ). Só que esses eventos criam buracos negros com só algumas dezenas de massas solares. Como explicar os buracos negros supermassivos que existem no centro de galáxias.? É impossível tentar imaginar uma estrela com 10 milhões de massas solares. Vai totalmente contra as leis da física que conhecemos.! Mesmo as estrelas de primeira geração – as primeiras criadas depois do Big Bang – não teriam como ter essa quantidade de massa tão absurda. Já estrelas de nêutrons conseguem criar buracos negros com, no máximo, 5 massas solares.

 Então os astrônomos abriram a hipóteses de que os buracos negros também poderiam gerar fusões ao se colidirem. Mas esta colisão é completamente diferente de colisões de outros corpos celestes. Eles não criam uma dança cósmica, e nem discos de acreção. Por outro lado, eles se chocam e somam suas massas quase que instantaneamente.! São choques inelásticos, efetivos e sem perda de massa.   Para tentar demonstrar esses choques vamos imaginar várias bolhas de óleo de cozinha flutuando sobre a água. Quando aproximamos uma bolha da outra e fazemos elas se chocarem, as bolhas, simplesmente, se unem criando uma bolha maior. A teoria da fusão de buracos negros é praticamente a mesma.! No final do post tem um vídeo que mostra está fusão. O vídeo foi um corte feito do programa “Como Funciona o Universo” da Discovery Channel.

Vale lembrar também, que nos primórdios do universo existiam milhares de buracos negros. Essa quantidade excessiva é devido a estrelas de primeira e segunda geração. Elas possuíam muita massa, e quando o combustível delas chegava ao fim, elas se colapsavam em Hipernovas agonizantes gerando buracos negros. Estes buracos negros passaram a se unir. A se canibalizarem.! Com o passar do tempo, nascem buracos negros com centenas e até milhares de massas solares com um diâmetro maior que o do sistema solar inteiro. Estes começaram a sugar e a juntar o gás a sua volta. Com o gás comprimido começaram a nascer outros corpos celestiais e com o tempo uma galáxia inteira brota em volta de um buraco supermassivo.
Fonte: http://observatorioporlucas.webnode.pt

Poeira da Lua coletada pela missão Apollo 11 é encontrada mais de 40 anos depois

Os astronautas Neil Armstrong e Buzz Aldrin, os primeiros homens a pisar na superfície da Lua, coletaram algumas amostras de poeira lunar quando fizeram parte da missão Apollo 11, em 1969, e mais de 40 anos depois, os vidros com a poeira do satélite foram encontrados por uma pesquisadora. As amostras estavam armazenadas em um setor de artefatos do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, nos Estados Unidos. A notícia saiu no Mashable.
 
"Nós não sabemos como ou quando elas foram parar no armazenamento do laboratório", afirmou Karen Nelson, responsável pela descoberta. A pesquisadora se deparou com 20 frascos com rótulos escritos a mão e datados de 24 de julho de 1970, embalados em uma jarra a vácuo. Junto com os frascos, um artigo científico publicado na revista Proceedings of Second Lunar Science Conference de 1971, intitulado 'Estudos de compostos de carbono na Apollo 11 e Apollo 12 retornaram com amostras lunares', também foi encontrado.
 
Os autores do estudo eram todos da Universidade da Califórnia, do Laboratório de Ciências Espaciais de Berkeley. O projeto contava ainda com a coautoria do ganhador do Prêmio Nobel, Melvin Calvin, que trabalhou em parceria com a NASA para proteger a Lua de uma possível contaminação durante o primeiro pouso, bem como proteger os astronautas de patógenos que pudessem estar escondidos na poeira lunar. A pesquisadora acredita que as amostras deveriam ter sido devolvidas para a NASA após a conclusão do estudo, mas algo aconteceu de errado e elas ficaram armazenadas no laboratório.
 
Karen Nelson contatou os especialistas do Laboratório de Ciências Espaciais logo após ter descoberto as amostras e eles se mostraram muito surpresos em saber que esses frascos estavam em outro laboratório. Logo em seguida, a pesquisadora entrou em contato com a NASA, que a autorizou a remover os frascos da jarra antes de mandá-los de volta para a agência espacial.
 
Ao todo, os astronautas que participaram das missões à Lua entre os anos de 1969 e 1970 trouxeram para a Terra cerca de 382 quilogramas de amostras, e muito pouco desse montante está desaparecido. Segundo Ryan Zegler, curador do Johnson Space Center em Houston, Texas, das 68 gramas de amostras enviadas para a equipe do químico Calvin em 1970, somente 50 gramas voltaram para a NASA. A agência afirma que as 18 gramas perdidas foram destruídas em testes.
 
"Dadas as distâncias tomadas para preservar as amostras, esta não parece ter sido uma tentativa de engano deliberado, mas provavelmente uma falha de comunicação, onde parte do material foi mantido para futuros estudos que nunca aconteceram", disse Zegler sobre a descoberta das novas amostras. "Por que eles nunca foram devolvidos não está claro". Os frascos foram encaminhados para os cofres da NASA e é possível que as amostras sejam usadas para outros estudos.

NASA procura por planetas habitáveis perto da Terra

A NASA está se preparando para lançar o Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) em 2017. O TESS é um projeto de telescópio espacial liderado pelo Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) para o programa de pequena exploração da NASA. O telescópio foi escolhido para realizar um programa de dois anos de pesquisa ao longo de todo o céu para explorar exoplanetas potencialmente habitáveis ao redor de estrelas próximas. O projeto vai permitir que os pesquisadores estudem detalhadamente qualquer exoplaneta encontrado.

Em entrevista para o Universe Today, o principal pesquisador do TESS, George Ricker, disse que o projeto do telescópio irá realizar o primeiro levantamento do trânsito espacial, cobrindo um ambiente 400 vezes mais do céu do que qualquer missão anterior. "Ele vai identificar milhares de novos planetas na vizinhança solar, com um foco especial em planetas comparáveis em tamanho à Terra", explica o pesquisador.

Após o lançamento do TESS, será a vez de outro telescópio ir a órbita, o JWST (James Webb Space Telescope), previsto para 2018. Ao contrário do TESS, o JWST vai procurar por planetas através de luz infravermelha, proporcionando uma camada extra de busca por corpos que se encontram fora do alcance da luz visível. Uma vez que ambos os satélites forem lançados, suas informações combinadas podem ajudar a determinar se os planetas descobertos são capazes de sustentar a vida.

Porém, para que os pesquisadores consigam analisar suficientemente os exoplanetas descobertos (caso isso aconteça) a ponto de determinar se os seus aspectos, tais como atmosfera, são suficientes para sustentar a vida, é necessário que eles estejam a uma distância relativamente pequena: cerca de 50 anos-luz de distância da Terra.
Fonte: http://canaltech.com.br

28 de mai de 2013

M87: Galáxia Elíptica com Jato

Créditos e direitos autorais : Adam Block, Mt. Lemmon SkyCenter, U. Arizona
 Nas galáxias espirais, majestosos braços espiralados contendo jovens estrelas, gás e poeira giram em um disco plano em torno do bojo do núcleo galáctico. Mas as galáxias elípticas parecem ser mais simples. Como não possuem gás ou poeira para formar novas estrelas, seu enxame flutuante de estrelas mais velhas lhes dá um formato elipsóide (oval). Ainda assim, as galáxias elípticas podem ser muito grandes. Ocupando o centro desta vista telescópica e com diâmetro acima de 120.000 anos-luz, maior que a nossa Via Láctea, a galáxia elíptica M87 (NGC 4486) é a galáxia dominante do Aglomerado de Galáxias de Virgem. A cerca de 50 milhões de anos-luz de distância, M87 é provavelmente o lar de um supermassivo buraco negro responsável por um jato de partículas de alta energia que emerge da região central da galáxia gigante. Nesta imagem bem processada, o jato de M87 está próximo da posição de uma hora. Outras galáxias também se encontram no campo de visão, incluindo as grandes elípticas do Aglomerado de Virgem, NGC 4478, à direita do centro, e NGC 4476, perto da extrema direita.

Afinal o que é matéria escura e energia escura?

A matéria escura e a energia escura são soluções propostas para explicar alguns fenômenos gravitacionais, e, até onde sabemos, são coisas distintas. Embora juntas respondam por mais de 95% do nosso universo, só sabemos de sua existência por meios indiretos, observando seus efeitos sobre o universo e tentando deduzir suas propriedades a partir deles.
 
Matéria escura
A matéria escura foi proposta nos anos 1930 por Fritz Zwicky para explicar a diferença entre a massa gravitacional e a massa luminosa de aglomerados de galáxias (Fritz Zwicky estava trabalhando com curvas de rotação de galáxias). A massa gravitacional de um objeto é determinada pela medida da velocidade e raio da órbita de seus satélites, um processo igual à medição da massa do sol usando a velocidade e distância radial dos planetas. A massa luminosa é determinada pela soma de toda luz e convertendo este número em uma estimativa de massa, baseado na nossa compreensão sobre como as estrelas brilham. Esta comparação de massa-para-luz indica que a energia na matéria luminosa contribui com menos de 1% da densidade média de energia do universo.
 
Certamente existe mais matéria nas galáxias que não emite luz, mas as evidências indicam que há um limite máximo para a matéria normal (aquela feita de átomos) presente no universo. Evidências vindo da medição da radiação cósmica de fundo, por exemplo, apontam que no máximo 5% da densidade de massa-energia do universo e 20% da massa dos aglomerados está na forma de átomos. Mas do que é feita a matéria escura? Muitos físicos e astrônomos acham que a matéria escura é provavelmente uma nova partícula que ainda não foi detectada em aceleradores de partículas ou em raios cósmicos. Para ser uma partícula de matéria escura, ela tem que ter bastante massa, provavelmente mais que um nêutron, e interagir muito fracamente com a matéria normal, de forma a dificilmente reagir produzindo luz.
 
O protótipo do candidato é algo parecido com um neutrino, só que todos os tipos de neutrinos conhecidos são muito leves e muito raros para explicar a matéria escura. E como a matéria escura afeta o universo? Aparentemente, ela é responsável pelas estruturas que vemos no universo, como galáxias e aglomerados; é ela que “segura” estes objetos imensos, não deixando que se desfaçam. Como curiosidade, a proposta de uma matéria escura na década de 1930 por Fritz Zwicky não foi levada a sério porque o suíço tinha entrado em atrito com muitos colegas na comunidade  astronômica. Em 1962, a astrônoma Vera Rubin fez a mesma descoberta, que novamente não foi levada à sério, desta vez porque ela era uma mulher. Ela persistiu e conseguiu atenção da comunidade em 1978, com um estudo profundo de 11 galáxias, inclusive a nossa.
 
Energia escura
A energia escura tem sua origem nos trabalhos para entender a expansão acelerada do universo. Basicamente, a teoria atual não consegue explicar essa aceleração. Uma das especulações é que a aceleração é consequência de uma nova forma de matéria, apelidada “energia escura”, que também não foi detectada até agora. É chamada de “escura” porque deve interagir muito fracamente com a matéria, como a matéria escura, e é chamada de energia porque uma das coisas de que estamos certos é que ela contribui com cerca de 70% da energia total do universo. Se descobrirmos o que é, podemos então trocar o nome para algo menos misterioso. Com o estabelecimento do modelo cosmológico do Big Bang, acreditava-se que a expansão inicial de 13,7 bilhões de anos atrás estaria diminuindo com o tempo, mas duas equipes de pesquisadores independentes descobriram em 1998 que a expansão estava acelerando.

A aceleração é determinada pela medida dos tamanhos relativos do universo em diferentes eras. De uma forma específica, os astrônomos medem o redshift ou desvio para o vermelho do espectro e a distância da luminosidade de explosões estelares chamadas supernovas tipo 1a. O tempo que a luz da supernova leva para chegar aos telescópios é descoberto examinando a distância da luminosidade, enquanto a mudança do tamanho do universo entre a explosão e a observação é determinada pelo desvio para o vermelho. Uma comparação destes tamanhos em uma sequência de tempo revela que o universo está crescendo cada vez mais rápido. Desde esta descoberta, os equipamentos ficaram mais sensíveis e os dados foram confirmados pela medição de outros fenômenos cosmológicos. A teoria da relatividade prevê que a aceleração cósmica é determinada pela densidade média de energia e pressão de todas as formas de matéria e energia no universo. Só que as quantidades da matéria normal, da energia normal, e da matéria escura não respondem pela densidade de energia necessária para a aceleração – tem que ser outra coisa.
 
Uma das hipóteses mais aceitas é que o universo é preenchido por um mar de energia quântica de ponto zero, que exerce uma pressão negativa, como uma tensão, fazendo com que o espaço-tempo sofra uma repulsão gravitacional. É a chamada constante cosmológica, introduzida por Einsten em outro contexto (e referida por ele como seu maior erro). E como a energia escura afeta o universo atualmente? Ela é responsável pela aceleração cósmica, e equipes internacionais de astrônomos estão trabalhando para refinar a medida desta aceleração. Dela depende o julgamento da constante cosmológica de Einstein, uma possível compreensão da teoria fundamental da natureza (gravidade quântica e o estado quântico do universo), e o destino do universo (Big Chill ou Big Rip?).

Diferenças entre as duas
As duas, matéria escura e energia escura, possuem diferenças enormes. A matéria escura atrai e a energia escura repele, ou seja, a matéria escura é usada para explicar uma atração gravitacional maior que o esperado, enquanto a energia escura é usada para explicar uma atração gravitacional negativa. Além disso, os efeitos da matéria escura se manifestam em uma escala de 10 megaparsecs (um megaparsec corresponde a 3,2 milhões de anos luz, aproximadamente) ou menor, enquanto que a energia escura parece que só se torna relevante em escala de 1.000 megaparsecs ou mais.
 
Finalmente, é importante questionar se os fenômenos da matéria escura e da energia escura podem ter uma explicação gravitacional. Talvez as leis da gravidade sejam diferentes do que desenhou a teoria de Einstein. Esta é uma possibilidade, só que até hoje a teoria da relatividade não falhou em nenhum teste. Além disto, novas imagens de aglomerados revelaram um comportamento que é inconsistente com teorias gravitacionais alternativas, como a MOND – ou seja, a matéria escura está ali. Nossas melhores mentes estão trabalhando no problema e nossa melhor tecnologia está examinando o cosmos, e, por enquanto, não há outra explicação para os efeitos que observamos: a matéria escura e a energia escura são reais. A composição do universo atual, até onde sabemos, é de 4,2% matéria normal, 24% matéria escura e 71,6% energia escura.
Fonte: Hypescience.com

Medição precisa de distância resolve grande mistério astronómico

Impressão de artista do binário SS Cygni. Crédito: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF
 
Os astrónomos resolveram um grande problema na sua compreensão de uma classe de estrelas que sofrem erupções regulares, medindo com precisão a distância de um famoso exemplo do género. Os cientistas usaram o VLBA (Very Long Baseline Array) do NSF (National Science Foundation) e a EVN (European VLBI Network) para localizar com precisão um sistemas variáveis dos mais observados do céu - uma estrela dupla chamada SS Cygni - a 370 anos-luz da Terra. Esta nova medição da distância significa que a explicação para as explosões regulares deste género de objecto, que se aplica para pares semelhantes, também se aplica para SS Cygni.
 
"Este é um dos sistemas mais bem estudados do seu tipo, mas de acordo com a nossa compreensão de como funcionam, não devia ter surtos explosivos," afirma James Miller-Jones, do Centro Internacional para Pesquisa em Radioastronomia de Perth, Austrália, ligado à Universidade Curtin. SS Cygni, na constelação de Cisne, é uma anã branca densa numa órbita íntima com uma anã vermelha menos massiva. A forte gravidade da anã branca puxa material da sua companheira para um disco giratório. As duas estrelas orbitam-se uma à outra em apenas 6,6 horas. Em média, uma vez a cada 49 dias, uma poderosa explosão ilumina o sistema.
 
Este tipo de sistema tem o nome de nova anã (ou estrela variável do tipo U Geminorum) e, com base noutros exemplos, os cientistas propuseram que as erupções resultam de alterações no ritmo a que a matéria se move através do disco para a anã branca. Em mais altas taxas de transferência desde a anã vermelha, o disco rotativo mantém-se estável, mas quando a taxa é inferior, o disco torna-se instável e é submetido a uma erupção. Este mecanismo parecia funcionar para todas as novas anãs à excepção de SS Cygni, com base nas estimativas anteriores da sua distância. Dados recolhidos com o Telescópio Hubble em 1999 e 2004 colocaram SS Cygni a uma distância de cerca de 520 anos-luz.
 
"Isto foi um problema. A essa distância, SS Cygni teria sido a nova anã mais brilhante do céu, e deveria ter massa suficiente, movendo-se no disco, para manter-se estável sem erupções," afirma Miller-Jones. A distância mais próxima medida com radiotelescópios significa que o sistema é intrinsecamente menos brilhante, e agora adapta-se às características descritas na explicação padrão para as erupções em novas anãs.
 
O método trigonométrico da paralaxe determina a distância à estrela ao medir o ligeiro desvio na posição aparente em ambos os lados da órbita da Terra. Crédito: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF

Os astrónomos fizeram a nova medição da distância usando o VLBA e a EVN, sendo que ambos usam radiotelescópios amplamente separados que trabalham como um único telescópio extremamente preciso. Estes sistemas são capazes de fazer as medições mais precisas de posições no céu, disponíveis na Astronomia. Ao observar SS Cygni quando a Terra está em lados opostos da sua órbita em torno do Sol, os astrónomos podem medir a subtil mudança na posição aparente do objecto no céu, em relação aos objectos de fundo mais distantes. Este efeito, chamado paralaxe, permite aos cientistas medir directamente a distância de um objecto através da aplicação de simples trigonometria a nível do ensino secundário.
 
Os radioastrónomos sabem que SS Cygni emite ondas de rádio durante as suas explosões, por isso fizeram as suas observações após receberem relatos de astrónomos amadores de que uma erupção estava a ocorrer. Observaram o objecto durante estes eventos e entre 2010 e 2012. A diferença nas medições da distância no visível com o Hubble e no rádio pode ter várias causas, dizem os cientistas. As observações no rádio foram feitas contra um fundo de objectos bem para lá da nossa própria Via Láctea, enquanto as observações do Hubble usaram estrelas da nossa Galáxia como pontos de referência.
 
Os objectos mais distantes proporcionam uma melhor e mais estável referência. As observações no rádio, acrescentam, são também imunes a outras possíveis fontes de erro. Descoberto em 1896, SS Cygni é um sistema binário popular entre os astrónomos amadores. De acordo com a Associação Americana de Observadores de Estrelas Variáveis, desde a sua descoberta nunca nenhuma erupção deixou de ser observada. Já foram registada quase meio milhão de vezes, e as variações no seu brilho cuidadosamente seguidas, o que o torna num dos objectos mais intensamente estudados do século passado.
Fonte: Astronomia On-line
 
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