5 de jul de 2013

Será que Andrómeda colidiu com a Via Láctea há 10 mil milhões de anos atrás?

Imagem da Galáxia de Andrómeda, usando um filtro que selecciona a luz da linha espectral do hidrogénio.Crédito: Adam Evans
 
Há já muitos anos que os cientistas acreditam que a nossa Galáxia, a Via Láctea, vai colidir com a sua vizinha, a Galáxia de Andrómeda, daqui a cerca de 3 mil milhões de anos e que essa será a primeira vez que tal colisão terá lugar. Mas uma equipe europeia de astrónomos, liderada por Hongsheng Zhao da Universidade de St. Andrews, propõe uma ideia muito diferente; que os dois Universos-ilha já colidiram no passado, há cerca de 10 mil milhões de anos atrás e que a nossa compreensão da gravidade está fundamentalmente errada. Notavelmente, isto explicaria perfeitamente a estrutura observada das duas galáxias e dos seus satélites, algo que tem sido difícil explicar até agora. O Dr. Zhao apresentou ontem o seu novo trabalho numa reunião da Sociedade Astronómica Real em St. Andrews, Escócia.
 
A Via Láctea, composta por cerca de 200 mil milhões de estrelas, faz parte de um grupo de galáxias chamado Grupo Local. Os astrofísicos frequentemente teorizam que a maioria da massa do Grupo Local é invisível, constituída pela chamada matéria escura. A maioria dos cosmólogos acreditam que em todo o Universo, esta matéria supera a matéria "normal" por um factor de cinco. A matéria escura tanto em Andrómeda como na Via Láctea torna a interacção gravitacional entre as duas galáxias forte o suficiente para superar a expansão do Cosmos, de modo que estão movendo-se na direcção uma da outra a cerca de 100 km/s, rumo a uma colisão que ocorrerá daqui a 3 mil milhões de anos.
 
Mas este modelo é baseado no modelo convencional da gravidade desenvolvido por Newton e modificado por Einstein há um século atrás, e esforça-se por explicar algumas propriedades das galáxias que vemos ao nosso redor. O Dr. Zhao e a sua equipa argumentam que, actualmente, a única maneira de prever com sucesso a força gravitacional de qualquer galáxia ou pequeno grupo galáctico, antes de medir o movimento das estrelas e do gás, é fazer uso de um modelo proposto pela primeira vez pelo professor Mordehai Milgrom do Instituto Weizmanne, em Israel, em 1983.


Diagrama esquemático que mostra como a Galáxia de Andrómeda (em baixo, à direita), colidiu com a Via Láctea (na intersecção dos eixos) há 10 mil milhões de anos atrás, moveu-se até uma distância máxima de mais de 3 milhões de anos-luz e está agora a aproximar-se da nossa Galáxia novamente. A linha mostra o percurso de Andrómeda em relação à Via Láctea. Crédito: Fabian ueghausen/Universidade de Bona

Esta teoria modificada da gravidade (MOND ou Modified Newtonian Dynamics) descreve como a gravidade se comporta de forma diferente em escalas maiores, divergindo das previsões feitas por Newton e Einstein. O Dr. Zhao e colegas usaram esta teoria pela primeira vez para calcular o movimento do Grupo Local de galáxias. O seu trabalho sugere que a Via Láctea e a Galáxia de Andrómeda tiveram um encontro há cerca de 10 mil milhões de anos atrás. Se a gravidade está em conformidade com o modelo convencional em escalas maiores, então tendo em conta a suposta atracção gravitacional adicional da matéria escura, as duas galáxias ter-se-iam fundido. A matéria escura age como mel: num encontro próximo, a Via Láctea e a Galáxia de Andrómeda ficariam 'coladas' uma à outra, figurativamente falando," afirma o membro da equipa professor Pavel Koupa da Universidade de Bona, Alemanha. "Mas se a teoria de Milgrom está certa," afirma o colega Dr. Benoit Famaey (Observatório Astronómico de Estrasburgo)," então não existem partículas escuras e as duas grandes galáxias poderiam simplesmente ter passado uma pela outra, atraindo assim matéria uma da outra através da formação de grandes e finos braços de marés."
 
Formar-se-iam então pequenas novas galáxias nestes braços, "um processo frequentemente observado no Universo actual," acrescenta o membro da equipa Fabian Lueghausen, também de Bona. O Dr. Zhao explica: "A única maneira de explicar como as duas galáxias poderiam passar perto uma da outra sem se fundirem é se a matéria escura não estiver lá. As evidências observacionais de um encontro próximo passado, então, apoiam fortemente a teoria Milgromiana da gravidade."
 
Uma assinatura deste género pode já ter sido descoberta. Os astrónomos esforçam-se para compreender a distribuição das galáxias anãs em órbita tanto da Via Láctea como de Andrómeda. As galáxias anãs podem ser explicadas se nascerem de gás e estrelas arrancadas das duas galáxias-mãe durante o seu encontro próximo. Pavel Kroupa vê isto como a "arma fumegante" para a colisão. "Dado o arranjo e o movimento das galáxias anãs, não vejo como qualquer outra explicação funcionaria," comenta. A equipa pretende agora modelar o encontro usando a dinâmica Milgromiana e está a desenvolver código na Universidade de Bona para este propósito. No novo modelo, a Via Láctea e Andrómeda vão ainda colidir novamente nos próximos milhares de milhões de anos, mas vai ser um "deja vu". E a equipa acredita que a sua descoberta tem consequências profundas na nossa compreensão actual do Universo. Pavel Kroupa conclui: "Se estivermos certos, a história do Cosmos terá que ser reescrita do zero."
Fonte: Astronomia On-Line

Astrônomos desenvolvem técnica para detectar moléculas em exoplanetas

Equipe conseguiu detectar rastro deixado no espectro luminoso por moléculas de água sem a necessidade de telescópios ultra-poderosos
Impressão artística mostra o exoplaneta HD 189733b Foto: Divulgação
 

Os telescópios não param de descobrir exoplanetas "potencialmente habitáveis", mas como ter a certeza de que realmente comportariam vida? Os astrônomos desenvolveram uma nova técnica para obter, a partir da Terra, traços de água e de outras moléculas vitais. Desde o início da década de 1990, cerca de 900 planetas que orbitam outras estrelas que não o Sol foram descobertos, de acordo com os números mais recentes da Nasa. Estatisticamente, recentes estudos estimam que eles poderiam totalizar bilhões em todo o Universo.
 
A maioria dos exoplanetas descobertos até agora é maior do que a Terra. Mas alguns são rochosos e localizados em áreas consideradas potencialmente habitáveis, nem muito longe nem muito perto de sua estrela. Uma área que não é nem muito quente nem muito fria para ser incompatível com a presença de água em forma líquida, condição necessária - mas não suficiente - para a existência de vida. Potencialmente habitável" não significa "habitado" e os meios de observação atuais são insuficientes para analisar a presença de água ou outras moléculas complexas que estão a anos-luz de distância de nós.
 
Mas isso talvez não dure muito tempo, não de acordo com pesquisadores que vão apresentar na sexta-feira seu mais recente estudo na conferência anual da British Royal Astronomical Society em St Andrews (Escócia). Uma equipe liderada pela Universidade holandesa de Leiden conseguiu detectar o rastro deixado no espectro luminoso por moléculas de água, sem a necessidade de telescópios ultra-poderosos. Normalmente, os astrônomos analisam os exoplanetas medindo quanto a sua gravidade influencia a estrela em torno da qual giram. A equipe de Leiden, por sua vez, reverteu o processo ao estudar a influência gravitacional de uma estrela sobre o planeta.
 
E graças ao espectrógrafo de alta resolução (CRICES) equipado com o Very Large Telescope (VLT), do Observatório Europeu Austral (ESO), eles conseguiram ler os traços extremamente tênues deixados pela água de um exoplaneta (HD 189733b, localizado a 63 anos-luz e onde a temperatura é superior a 1.000 °C) em sua atmosfera. Esta técnica permitiu recentemente detectar moléculas de monóxido de carbono (CO) neste exoplaneta, mas nenhuma molécula mais complexa.
 
"Sabíamos que isso funcionaria para moléculas simples, em comprimentos de onda mais curtos. Mas para encontrar a água, tivemos que explorar comprimentos de onda maiores, onde a atmosfera realmente começa a bloquear os sinais que nós procuramos", explicou em um comunicado Jayne Birkby, astrofísica que liderou o estudo. Não tínhamos certeza que iríamos encontrar alguma coisa. E ficamos muito felizes quando o sinal apareceu! Isso significa que ainda podemos fazer muito mais com essa técnica", acrescentou.
 
Se a água (H2O) pôde ser identificada, os cientistas acreditam que isto abre caminho para rastrear outras moléculas intimamente relacionadas com a vida, tal como o oxigênio (O2) e metano (CH4), especialmente quando o telescópio gigante (E-ELT) da ESO no Chile entrar em serviço a partir de 2020. Na próxima década, nosso trabalho ajudará os astrônomos a refinar suas buscas por planetas semelhantes à Terra - e possivelmente por vida - em órbita em torno de outras estrelas do que a nossa", explica Jayne Birkby.
Fonte: Terra

Aglomerado globular NGC 6752

Crédito de imagem e direitos autorais: Damian Peach

A aproximadamente 13000 anos-luz de distância da Terra na direção da constelação do céu do sul de Pavo, o aglomerado estelar globular NGC 6752 flutua pelo halo da nossa galáxia, a Via Láctea. Com mais de 10 bilhões de anos de vida, o NGC 6752 segue depois do Omega Centauri e do 47 Tucanae como sendo o terceiro aglomerado globular mais brilhante no céu da Terra. Ele abriga centenas de milhares de estrelas numa esfera de aproximadamente 100 anos-luz de diâmetro. Explorações telescópicas do NGC 6752 têm encontrado que uma impressionante fração das estrelas perto do núcleo do aglomerado, são na verdade sistemas múltiplos de estrelas. Essas explorações também têm revelado a presença das chamadas estrelas perdidas, estrelas que parecem ser muito jovens e massivas para existirem em aglomerados onde espera-se que as estrelas sejam no mínimo duas vezes mais velhas que o Sol. Acredita-se que as Blue Stragglers, ou BSS, como são chamadas essas estrelas, sejam formadas pela fusão de estrelas e colisões que ocorrem no denso ambiente do núcleo do aglomerado. Essa imagem composta nítida também destaca as antigas estrelas gigantes vermelhas do aglomerado em tonalidades amareladas.
Fonte: http://apod.nasa.gov/apod/ap130705.html 

Holofote distante mostra como se alimenta uma galáxia

Very Large Telescope do ESO estuda o crescimento de galáxias
Esta impressão artística mostra uma galáxia no Universo longínquo, apenas dois mil milhões de anos depois do Big Bang, no processo de acretar gás frio (a laranja) do meio circundante. Os astrónomos conseguiram descobrir muito sobre este objeto ao estudar não apenas a galáxia, mas também a luz emitida por um quasar muito mais distante (o objeto brilhante à esquerda da galáxia central) que, por acaso, se encontra no lugar certo para que a sua radiação passe através do gás que está a ser acretado pela galáxia. Os movimentos do gás e a sua composição concordam na perfeição com as teorias de acreção de gás frio como modo de alimentar a formação estelar e permitir o crescimento das galáxias.Créditos: ESO
 
Com o auxílio do Very Large Telescope do ESO, os astrónomos descobriram uma galáxia distante a alimentar-se alarvemente do gás que se encontra nos seus arredores. As observações mostram o gás a cair em direcção à galáxia, o que cria um fluxo que alimenta a formação estelar ao mesmo tempo que impulsiona a rotação da galáxia. Esta é a melhor evidência observacional direta até agora que apoia a teoria de que as galáxias atraem e devoram material próximo de modo a crescerem e formarem estrelas. Os resultados serão publicados a 5 de julho de 2013 na revista Science.
 
Os astrónomos sempre suspeitaram que as galáxias crescem atraindo material do meio circundante, no entanto este processo tem-se revelado muito difícil de observar diretamente. Agora o Very Large Telescope do ESO foi utilizado para estudar um alinhamento muito raro entre uma galáxia longínqua  e um quasar ainda mais longínquo - o centro extremamente brilhante de uma galáxia alimentado por um buraco negro de elevada massa. A radiação emitida pelo quasar passa através da matéria que circunda a galáxia, antes de chegar à Terra, o que permite explorar em detalhe as propriedades deste material. Estes novos resultados dão-nos a melhor visão de sempre de uma galáxia em pleno repasto.

“Este tipo de alinhamento é muito raro e permitiu-nos fazer observações únicas,” explica Nicolas Bouché do Instituto de Investigação de Astrofísica e Planetologia (IRAP, sigla do francês) de Toulose, França, autor principal do novo artigo científico que descreve os resultados. “Usámos o Very Large Telescope do ESO para observar tanto a galáxia propriamente dita como o gás que a rodeia, o que nos permitiu abordar um problema importante na formação galáctica: como é que as galáxias crescem e formam estrelas?”

À medida que formam novas estrelas, as galáxias esgotam rapidamente o seu reservatório de gás, por isso têm que, de alguma maneira, se reabastecer de forma contínua com gás novo para poderem continuar a produzir estrelas. Os astrónomos suspeitavam que a resposta a este problema estivesse na quantidade de gás frio que se situa nos arredores das galáxias, devido à sua atração gravitacional. Neste cenário, a galáxia atrai o gás, o qual circula à sua volta, rodando com a galáxia antes de cair para o seu interior. Embora já tivessem sido observadas anteriormente algumas evidências dum tal processo de acreção, tanto o movimento do gás como as suas outras propriedades não tinham sido ainda completamente exploradas.

Os astrónomos usaram dois instrumentos, o
SINFONI e o UVES [3], ambos montados no VLT do ESO no observatório do Paranal, no norte do Chile. As novas observações mostraram como é que a galáxia propriamente dita roda e revelaram igualmente a composição e o movimento do gás situado no exterior da galáxia. As propriedades deste enorme volume de gás circundante são exatamente as que esperávamos encontrar se o gás frio estivesse a ser atraído pela galáxia,” diz o co-autor Michael Murphy (Swinburne University of Technology, Melbourne, Austrália). “O gás move-se como o esperado, a quantidade existente é também a esperada e tem a composição certa para ajustar os modelos de modo perfeito. É como a hora de comer dos leões no jardim zoológico - esta galáxia em particular tem um apetite devorador e nós descobrimos como é que se está a alimentar de modo a crescer tão depressa.”

Os astrónomos encontraram já evidências de material em torno de galáxias no Universo primordial, mas esta é a primeira vez que puderam mostrar com clareza que este material se desloca para o interior e não para o exterior, tendo também determinado a composição deste combustível para futuras gerações de estrelas. Sem a luz do quasar a actuar como uma lupa, não teria sido possível detectar este gás circundante.  Neste caso tivemos sorte em ter um quasar mesmo no lugar certo para que a sua luz passasse através do gás que se encontra a cair em direção à galáxia. A próxima geração de telescópios extremamente grandes permitirá fazer este estudo com múltiplas linhas de visão por galáxia, fornecendo assim uma visão muito mais completa,” conclui a co-autora Crystal Martin (University of California Santa Barbara, EUA).
Fonte: ESO
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