4 de fev de 2013

Fusão de buracos negros gerou raios gama

© NASA/GSFC (simulação de uma fusão de buracos negros)
 Uma explosão próxima de raios gama de curta duração pode ser a causa de uma intensa radiação de alta energia que atingiu a Terra no século VIII, de acordo com uma nova pesquisa liderada pelos astrônomos Valeri Hambaryan e Neuhӓuser Ralph doInstituto de Astrofísica da Universidade de Jena, na Alemanha.Em 2012, o cientista Fusa Miyake anunciou a detecção de altos níveis do isótopo carbono-14 e berílio-10, em anéis de árvores formadas em 775 DC, o que sugere que uma explosão de radiação atingiu a Terra no ano 774 ou 775. O carbono-14 e berílio-10 se formam quando a radiação vinda do espaço colide com átomos de nitrogênio, que depois decaem a estas formas mais pesadas de carbono e berílio. A pesquisa anterior descartou a explosão nas proximidades de uma estrela massiva (supernova), pois nada foi gravado em observações no momento e nenhum vestígio foi encontrado. Foi considerado também se uma tempestade solar poderia ter sido a causa, mas estes não são poderosos o suficiente para causar o excesso observado de carbono-14. Flares grandes tendem a ser acompanhada por ejeções de material da corona do Sol, levando às auroras, mas novamente não há registros históricos que sugerem tal ocorrência.

Os pesquisadores analisaram uma crônica anglo-saxônica que descreve um “crucifixo vermelho” visto depois do pôr do Sol e sugeriram que isso poderia ser uma supernova. Mas esta data de 776 é tarde demais para dar conta dos dados de carbono-14 e ainda não explica por que nenhum vestígio foi detectado. Os Drs. Hambaryan e Neuhӓuser têm outra explicação, consistente com as medições de carbono-14 e a ausência de quaisquer eventos gravados no céu. Eles sugerem que dois remanescentes estelares compactos, ou sejam, buracos negros, estrelas de nêutrons ou anãs brancas, colidiram e se fundiram juntos. Quando isto acontece, um pouco de energia é libertada sob a forma de raios gama, a parte mais enérgica do espectro electromagnético, que inclui a luz visível.

Nessas fusões, a explosão de raios gama é intensa, mas curta, geralmente com duração de menos de dois segundos. Estes eventos são vistos noutras galáxias muitas vezes em cada ano, mas, em contraste com explosões de longa duração, sem qualquer luz visível correspondente. Se esta for a explicação para a explosão de radiação 774/775, a concentração das estrelas não pode ser mais do que cerca de 3.000 anos-luz, ou teria conduzido à extinção de alguma vida terrestre. Com base nas medições de carbono-14, Hambaryan e Neuhӓuser acreditam que a rajada de raios gama foi originada em um sistema entre 3.000 e 12.000 anos-luz do sol. Se eles estiverem certos, então isso poderia explicar porque não existem registros de uma supernova ou exibição de auroras. Outro trabalho sugere que um pouco de luz visível é emitida durante curtas explosões de raios gama que podem ser observadas em um evento relativamente perto. Porém, podem ser vistas apenas por alguns dias e serem facilmente debilitadas.

Os astrônomos também podem olhar para o objeto resultante da fusão, um buraco negro de 1.200 anos de idade ou estrela de nêutrons com 3,000 a 12.000 anos-luz do Sol, mas sem o gás e poeira característica de um remanescente de supernova.“Se a explosão de raios gama tivesse ocorrido muito mais perto da Terra teria causado danos significativos para a biosfera”, diz Neuhӓuser. Mas, até mesmo milhares de anos-luz de distância, um evento semelhante recente pode causar estragos com os sistemas eletrônicos sensíveis que as sociedades avançadas dependem. O desafio agora é estabelecer o quão raro são tais picos de carbono-14, ou quantas vezes tais rajadas de radiação atingiu a Terra. Nos últimos 3.000 anos, a idade máxima de árvores vivas, hoje, apenas um evento parece ter ocorrido. A imagem no topo da página é uma simulação de uma fusão de buracos negros empregar ambos os campos magnéticos e os efeitos do gás ionizado no disco de acreção (cores mais avermelhadas correspondem à maior densidade). Este quadro mostra a cena em duas órbitas da simulação. O campo magnético inicial do gás é amplificada por 100 vezes.
Fonte:Royal Astronomical Society

Medida exata da massa de buracos negros

© NASA/ESA (galáxia NGC 4526)
Um grupo de cientistas europeus desenvolveu um novo método para determinar com exatidão a massa dos buracos negros localizados no centro das galáxias.O modelo permitiu aos pesquisadores calcularem que o buraco negro situado no núcleo da galáxia NGC 4526, a cerca de 55 milhões de anos luz da Terra, tem uma massa 450 milhões de vezes maior que a do Sol. Para determinar a massa desse buraco negro, o grupo liderado por Timothy Davis, do Observatório Austral Europeu em Garching, na Alemanha, estudou os efeitos desse corpo celeste nas nuvens de gás molecular que o rodeiam.

Segundo os pesquisadores, é possível usar esse mesmo método para precisar a massa dos buracos negros no centro de muitas das galáxias próximas. Davis e sua equipe desenvolveram modelos que predizem o movimento das nuvens de gás diante da presença ou da ausência de um buraco negro. A partir da mudança de posição dos gases causada pelo buraco negro, é possível calcular sua massa. Os buracos negros são regiões do espaço com uma concentração de massa tão elevada que seu campo gravitacional não permite que nada escape, nem mesmo a luz, o que dificulta qualquer medição direta de suas propriedades. "O número de buracos negros que foram medidos com exatidão até agora é pequeno, e os métodos para fazer isso são limitados", argumentaram os cientistas. A estimativa exata da massa dos buracos negros facilitará a compreensão sobre como algumas galáxias se formaram.

As massas dos buracos negros no centro de galáxias guardam uma relação direta com uma série de propriedades das galáxias, o que sugere que ambos poderiam ter evoluído de forma conjunta. Para fazer o cálculo, foi usada uma nova geração de interferômetros, que medem com maior precisão a luz de galáxias distantes que chega à Terra. Graças a essa tecnologia, os pesquisadores que usaram, entre outros, o telescópio Alma, localizado no deserto chileno do Atacama, dizem que as medições podem se repetir com um tempo de observação de cerca de 5 horas. "O uso de gás molecular como referência deve permitir estimar a massa de buracos negros em centenas de galáxias, muito mais do que é possível com as técnicas atuais", afirmaram os cientistas.
Fonte:Nature

Estranha estrela girante desafia astrônomos

Um novo pulsar, ou estrela pulsante, que está a 3.000 anos-luz de distância e recebeu o nome oficial de PSR B0943+10, fez a alegria dos astrofísicos por um motivo simples: as teorias atuais não explicam seu comportamento. À primeira vista, parece um pulsar comum. Com 5 milhões de anos, ele dá uma volta sobre seu eixo a cada 1,1 segundos, o que é considerado uma velocidade baixa para uma estrela do seu tipo. O problema são as alterações nos pulsos de rádio que a estrela emite, que se alteram muito rapidamente, chegando a uma vez por segundo. Além disso, o pulsar também lança um sinal de raio-X fraco conforme partículas carregadas irradiam além das linhas magnéticas e bombardeiam os polos magnéticos. Isto o coloca na categoria dos poucos que emitem raio-X.

equipe do astrônomo Wim Hermsen, do Instituto Holandês de Pesquisa Espacial e da Universidade de Amsterdam se interessaram em saber se os raios-X, como os pulsos de rádio, variavam entre dois modos. Para tanto, usaram o telescópio espacial de raio-X XMM-Newton, da Agência Espacial Europeia, e combinaram estas observações com as feitas em telescópios na Holanda e Índia. A surpresa foi que o pulsar alternava entre fortes pulsos de rádio e fortes emissões de raio-X. As mudanças acontecem em períodos que variam entre meia hora a cinco ou seis horas. O coautor do estudo Ben Stappers, da Escola de Física e Astronomia da Universidade de Manchester, comenta que o comportamento deste pulsar é espantoso. “É como se ele tivesse duas personalidades distintas”, diz.
 
Segundo a pesquisa publicada no dia 25 de janeiro no periódico Science, a rápida mudança entre rádio e raio-X implica enormes alterações na magnetosfera do pulsar, mas o que causa estas alterações ainda não é conhecido. Alguns cientistas já haviam observado que mudanças na intensidade das emissões de rádio estavam ligadas à taxa de rotação do pulsar. Pesquisas mais antigas sugerem que as ondas de rádio variam com processos físicos a nível microscópico, mas esta descoberta parece contradizer os achados.A equipe de Hermsen planeja comparar o pulsar com objetos similares, numa tentativa de predizer o comportamento da emissão de raio-X. Para isto, pretendem examinar outro pulsar, PSR B1822-09, tanto em raio-X quanto rádio.
Fonte: Hypescience.com
 [LiveScience, Space.com]

Disco de estrela é capaz de gerar 50 planetas como Júpiter, diz estudo

Cientistas chegaram a essa conclusão após 'pesarem' massa do disco. Estrela, na constelação Hidra, fica a 176 anos-luz de distância da Terra.
Astrônomos do observatório Herschel, da Agência Espacial Europeia (ESA), descobriram uma estrela com massa suficiente para gerar 50 planetas do tamanho de Júpiter, apesar de ser vários milhões de anos mais velhas do que as demais estrelas que geralmente dão à luz planetas. Os cientistas chegaram a essa conclusão após conseguirem "pesar" de maneira precisa a massa do seu disco protoplanetário – disco de material em volta de uma estrela, geralmente, recém-formada – que contém todos os ingredientes para a construção de planetas. Eles são compostos principalmente de hidrogênio gasoso molecular frio, que é altamente transparente e essencialmente invisível.

Utilizando esta técnica, uma massa substancial de gás foi detectada em um disco cercando TW Hydrae, uma estrela jovem de apenas 176 anos-luz de distância, na constelação de Hidra. “Nós não esperávamos encontrar tanto gás em torno desta estrela de 10 milhões de anos de idade”, disse Edwin Bergin, professor da Universidade de Michigan e principal autor do relatório, publicado nesta semana na revista “Nature”.

Segundo os astrônomos, esse tipo de disco maciço em torno da TW Hydrae é incomum para estrelas desta idade. Isso porque, dentro de alguns milhões de anos, mais material normalmente é incorporado à estrela central. “Esta estrela tem uma massa muito maior do que a necessária para fazer nosso próprio Sistema Solar e poderia fazer um sistema muito mais exótico, com planetas mais massivos do que Júpiter”, acrescenta Bergin.

Planeta com vida
Em um estudo anterior do observatório Herschel, os cientistas já haviam identificado a TW Hydrae como uma estrela possuidora de um disco com água suficiente para encher o equivalente a milhares de oceanos da Terra. Agora, o novo método de pesagem de disco revela que o volume de materiais disponíveis, incluindo água, pode ter sido subestimado neste e em outros sistemas.“Com uma massa mais precisa, podemos aprender mais sobre esse sistema com relação a seu potencial de gerar planetas e a disponibilidade de ingredientes capazes de suportar um planeta com vida", acrescenta o professor Bergin.
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