18 de abr de 2013

Flashes revelam o momento do nascimento de um buraco negro

Há evidências de que a explosão desta estrela, W49B, deixou para trás um buraco negro
Você provavelmente sabe como, a princípio, um buraco negro se forma (uma estrela extremamente massiva entra em colapso e explode, podendo se tornar um buraco negro ou uma estrela de nêutrons), mas já se perguntou se esse fenômeno é visível? Afinal, nem a luz escapa de um buraco negro. De acordo com a pesquisadora Elizabeth Lovegrove, da Universidade da Califórnia em Santa Cruz (EUA), os tradicionais modelos de estrelas gigantes que morrem não produzem explosões de supernovas. “Algumas estrelas são mais difíceis de explodir do que outras”, explica. Com base em estudos anteriores – que sugerem que, ao invés de explodir, estrelas que geram buracos negros implodem –, Lovegrove e outro pesquisador focaram em emissões de neutrinos para ver se é possível detectar o surgimento de um buraco negro. Em artigo publicado no periódico Astrophysics, eles explicaram que, quando uma estrela massiva implode, seu núcleo libera uma grande quantidade de neutrinos e, com isso, se torna mais leve. Essa súbita mudança produz ondas de choque que liberam partículas das camadas externas da estrela, segundo o modelo proposto pela dupla. “A cor da explosão é extremamente vermelha e o evento tem alguma similaridade com ‘supernovas luminosas vermelhas’, mas tem velocidades muito menores”, dizem. Outro estudo, feito pelo pesquisador Anthony Piro, do Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena (EUA), sugere que o brilho de uma estrela supergigante que estivesse entrando em colapso seria muito menor do que o de uma supernova, mas forte o suficiente para ser detectado por telescópios atuais.
Fonte: http://www.newscientist.com

Céu foi inundado com raios gama

Galáxias ativas e os buracos negros supermassivos que acolhem permanecem misteriosas para os físicos
 
Nesse momento, os céus estão sendo inundados com a mais brilhante emissão de raios gama já vista por astrônomos. Os raios gama são a fonte de luz de maior energia do universo. Essa emissão superbrilhante vem de Markarian 421, um blazar que abriga um buraco negro supermassivo. Blazar é um corpo celeste que apresenta uma fonte de energia muito compacta e altamente variável associada a um buraco negro supermassivo do centro de uma galáxia ativa. O buraco negro supermassivo dos blazares espirra grandes quantidades de luz em todo o espectro eletromagnético conforme se alimenta de matéria circundante. Por pura coincidência, um programa para estudar Markarian 421 tinha apenas começado, por isso dezenas de telescópios do mundo o estavam observando quando ele emitiu os raios gama. Galáxias ativas emitem jatos de luz até trilhões de vezes mais energéticos do que a luz que somos capazes de ver.
 
Cientista sabem que blazares soltam jatos apontando em direção a Terra; o que permanece um mistério é como raios gama são criados em tais energias extraordinárias. O brilho visto na semana passada foi sem precedentes na história das observações. “Estou em estado de choque e pavor sobre quão brilhante ele é”, disse Julie McEnery, cientista do telescópio de raios gama Fermi. Além do Fermi, outros grandes observatórios na Terra e no espaço estão trocando seus registros do blazar para estudar sua estrutura. O trabalho duro começa agora: os astrofísicos vão tentar determinar como o blazar ficou mais brilhante em diferentes partes do espectro em diferentes épocas, para refinar seus modelos de como as partículas em movimento rápido dentro dos jatos dão lugar à luz de alta energia. “Isso vai nos dar muito mais informações sobre como essas partículas se energizam para fornecer esse evento espetacular”, explicou Greg Madejski, cientista do telescópio de raios-X NuStar.
Fonte:BBC

Estrela com disco de detritos e planetas

© ESA (disco de detritos ao redor de estrela)
 
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, cometas e cinturões de asteroides ao redor dessas estrelas aposentadas podem sobreviverem, 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 estrela Kappa Coronae Borealis (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 ainda não é bem aferida. 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 durante 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 a 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 UA (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 UA do Sol. Nesse modelo, um dos planetas orbita a estrela a uma distância de mais de 7 UA 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 a 80 UA da estrela. Outro interessante cenário, o disco de poeira é dividido em dois cinturões estreitos, centrados em 40 UA e 165 UA, respectivamente.
 
 Aqui, o companheiro mais externo pode orbitar a estrela entre os dois cinturões a uma distância entre 7 e 70 UA, 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 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.
Fonte: European Space Agency

As misteriosas estrelas primordiais

As estrelas da População III foram as primeiras a surgir no universo, e até hoje representam um grande mistério para a cosmologia. Isso porque nenhuma delas foi vista por nenhum telescópio, e não sabemos, por exemplo, se essas estrelas surgiram antes ou depois das primeiras galáxias. Nesse artigo, vamos explicar o pouco que os cientistas sabem sobre essas estrelas, cujo estudo é muito importante para modelar a evolução do universo.Essas estrelas surgiram através de nuvens de hidrogênio e hélio, sem nenhum elemento metálico. Por conter somente esses dois elementos, essas estrelas podem ser consideradas únicas no universo. Após o colapso dessas estrelas, uma quantidade muito grande de novos elementos foram lançadas no espaço, através de reações químicas e físicas. As nuvens de gás e poeira que se formaram a partir do colapso dessas estrelas deram origem à uma nova classe de estrelas, as da População II. Além de serem muito mais quentes do que qualquer estrela no universo, as estrelas da População III eram imensas, isso porque o universo era muito quente e denso em seus primórdios.

Os pesquisadores ainda não sabem o tamanho máximo que essas estrelas primordiais podiam alcançar, mas sabem que elas possuíam uma velocidade de rotação muito alta. Em suma, essas estrelas eram diferentes de tudo o que já vimos no espaço. Apesar de nunca termos visto nenhuma dessas estrelas da População III, sabemos onde procurar. Elas surgiram logo após a emissão da radiação cósmica de fundo, cerca de 380 mil anos após o Big Bang. Como curiosidade, a estrela mais antiga e distante já vista é a HD 140283, da População II, vista à mais de 500 milhões de anos após o Big Bang. A observação dessa estrela limita o fim da formação das estrelas da população III. A grande expectativa dos astrônomos com relação a primeira observação dessas estrelas primordiais está no telescópio espacial James Webb, o futuro substituto do Hubble, que trabalhará exclusivamente na faixa do infravermelho. Eles querem saber, se de fato essas estrelas existem e se as características previstas são reais.
Fonte: Mistério do Mundo

ESA descobre galáxia que produz estrelas "rápido demais"

 © ESA (galáxia HFLS3 em vários comprimentos de onda)

O Observatório Espacial Herschel da ESA descobriu uma galáxia extremamente distante gerando novas estrelas mais de 200 vezes mais rapidamente do que a nossa Via Láctea. Observada no momento em que o universo tinha menos de um bilhão de anos de vida, sua mera existência já desafia as nossas teorias sobre a evolução das galáxias. A galáxia, conhecida como HFLS3, aparece como uma pequena e apagada fumaça avermelhada nas imagens feitas com o Herschel Multi-tiered Extragalactic Survey (HerMES). Ainda que a aparência possa enganar, essa pequena região esfumaçada é na verdade uma fábrica de estrelas, que está transformando furiosamente o gás e a poeira em novas estrelas.

A nossa própria Via Láctea gera estrelas numa taxa equivalente a uma massa solar por ano, mas a HFLS3, está gerando essas novas estrelas mais de 2000 vezes mais rápida. Essa é uma das mais elevadas taxas de formação de estrelas já observada em uma galáxia. A distância extrema da HFLS3, significa que a sua luz tem viajado por quase 13 bilhões de anos através do espaço antes de nos alcançar. Nós estamos observando-a quando o universo era uma criança, ou seja, apenas 880 milhões de anos depois do Big Bang, ou quando o universo tinha 6.5% da sua idade atual. Mesmo tão jovem, a HFLS3 já tinha uma massa semelhante à massa da Via Láctea, com aproximadamente 140 bilhões de vezes a massa do Sol na forma de estrelas e na forma de material de formação de estrelas. Depois de 13 bilhões de anos, ela deveria ter crescido para ser grande como as galáxias mais massivas conhecidas no universo.

Isso faz desse objeto um enigma. De acordo com as teorias atuais de evolução das galáxias, galáxias massivas como a HFLS3 deveriam não estar presentes tão logo depois do Big Bang assim. Espera-se que as primeiras galáxias que se formaram fossem relativamente pequenas e leves, contendo somente poucos bilhões de vezes a massa do Sol. Elas formaram suas primeiras estrelas a uma taxa poucas vezes superior à da Via Láctea, atualmente. As pequenas galáxias então cresceram se alimentando do gás frio do espaço intergaláctico e por meio de fusões com outras pequenas galáxias. Assim sendo, encontrando a idade onde as primeiras galáxias massivas apareceram pode-se restringir a teoria sobre a evolução das galáxias. Mas isso não é fácil.

“Procurar os primeiros exemplos dessas fábricas estelares massivas no universo é como procurar uma agulha num palheiro, já que o conjunto de dados do Herschel é extremamente rico”, disse Dominik Riechers da Universidade Cornell que liderou o estudo. Dezenas de milhares de galáxias massivas com formação de galáxias têm sido detectadas pelo Herschel, como parte do HerMES, e procurar nelas para encontrar as mais interessantes é um desafio. “Essa galáxia em particular chamou a atenção pois ela era brilhante, e bem vermelha se comparada com as outras como ela”, disse o copesquisador Dave Clements, do Imperial College de Londres. A cor vermelha nesse caso significa que ela é mais brilhante em comprimentos de onda do infravermelho mais longo e, devido ao efeito do desvio para o vermelho, ou seja, do redshift, essa pode ser uma candidata para estar localizada a uma grande distância.

As observações posteriores feitas  com um conjunto de telescópios em Terra confirmaram que a HFLS é a galáxia mais distante desse tipo já encontrada, vista a apenas 880 milhões de anos depois do Big Bang, com um redshift de 6.34. Com isso em mãos, os astrônomos foram capazes de traduzir com clareza o brilho infravermelho da galáxia em taxa de formação de estrelas, descobrindo sua natureza extraordinária. A HFLS3 está gerando tantas estrelas que ela é chamada de galáxia de explosão de estrelas máxima. Toda a galáxia passa pelo processo de formação de estrelas, até o ponto onde a radiação intensa das estrelas jovens quase que faz desaparecer o material de formação de estrelas na galáxia. Ambientes como esse não existem em grandes escalas de galáxias no universo atualmente.

“Galáxias de explosão de estrelas do universo recente como a HFLS3 produziram os elementos pesados que geraram as gerações posteriores de estrelas e galáxias, e muito da matéria que observamos hoje”, disse Dr. Riechers. Mesmo no começo do universo, esperava-se que elas fossem extremamente raras. A mera existência de um único objeto como esse no início do universo coloca um desafio às teorias atuais da formação inicial das galáxias, que prevê que elas deveriam alcançar uma massa assim tão grande somente muito tempo depois. A equipe continua a vasculhar a enorme quantidade de dados do Herschel procurando por mais exemplo dessas extremas galáxias. “Com essas observações, o Herschel tem encontrado um raro exemplo de uma galáxia explodindo com estrelas numa época da história cósmica onde existiam poucas dessas galáxias”, disse Göran Pilbratt, Cientista do Projeto Herschel da ESA. “Isso só destaca a natureza pioneira do Herschel e a sua habilidade de revelar um universo anteriormente escondido, melhorando o nosso entendimento de como as galáxias se formaram”.
Fonte: http://www.esa.int/ESA

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