8 de jul de 2013

Galáxia antiga abriga ancestrais químicos

Quando os planetas se formaram primeiro no Universo?
© ESO (ilustração da formação de um planeta)
 
Apesar de descobrirmos centenas de exoplanetas e milhares de candidatos a exoplanetas na Via Láctea, nós precisamos olhar o processo de formação em galáxias muito mais distantes para descobrirmos as pistas iniciais dos nossos ancestrais químicos. A vida como conhecemos se desenvolve num planeta. Os planetas se formam de detritos deixados quando uma estrela nasce. A formação planetária necessita de elementos mais pesados do que o hidrogênio e o hélio, mas as primeiras estrelas eram feitas somente desses elementos formados no Big Bang.

Desse modo foi preciso esperar por um tempo além de alguns ciclos de vida e morte estelar para que os elementos mais pesados fossem forjados pela fusão nuclear e pelas supernovas. Mas a questão permanece: em que momento na história inicial do Universo esses elementos estavam presentes para formar planetas?
 
Um grupo de astrônomos liderados por Jens-Kristian Krogager, um candidato a Ph.D no Instituto Neils Bohr, fez um detalhado inventário de uma galáxia muito distante, localizada numa posição no tempo quando o Universo tinha aproximadamente 2,8 bilhões de anos de vida, ou seja, cerca de 11 bilhões de anos atrás. Só para termos como referência o Sol tem aproximadamente 5 bilhões de anos, ou seja, esse período é bem antes dele ter se formado em sua nuvem original.
 
A galáxia bloqueia parte da luz até mesmo dos quasares mais distantes, assim seu espectro pode ser estudado por meio das linhas de absorção. O estudo detalhado analisa a emissão da galáxia com redshift de z=2,35 que causa absorção Lyman α no espectro do quasar SDSS J2222-0946. Elementos individuais no gás podem remover ou bloquear certos comprimentos de onda da luz de uma fonte localizada em segundo plano fornecendo o desvio para o vermelho e a distância da galáxia.

Essa galáxia também tem linhas de emissão espectral de gás que foi excitado pela radiação emitida pelas regiões de formação de estrelas. Usando o Very Large Telescope (VLT) do ESO no Chile e o telescópio espacial Hubble da NASA e ESA, os astrônomos observaram várias linhas de emissão e de absorção do oxigênio, nitrogênio, zinco, ferro, silício e magnésio para determinar com precisão quanto desses elementos pesados e potencialmente elementos de formação de planetas existiam no gás que formou as novas estrelas.
 
Eles determinaram que aproximadamente um terço dos elementos pesados eram encontrados no Sol. Esses elementos tinham que terem sido formados por gerações anteriores de estrelas que viveram e morreram, criando o caminho agora para a formação potencial de planetas 6 bilhões de anos antes do Sol até mesmo ter nascido.

A galáxia parece formar estrelas numa taxa de aproximadamente 13 massas solares (M) por ano, só por comparação, a nossa galáxia forma uma massa solar por ano. A galáxia é um pequeno e alongado disco com uma massa de 2 bilhões de M, muito menor do que as grandes galáxias espirais e elípticas que nós observamos no Universo hoje.
 
O gás que foi estudado nas linhas de absorção e emissão localiza-se bem fora do disco, indicando uma fonte galáctica em funcionamento. Isso ocorre quando uma taxa elevada de formação de estrelas cria um grande número de supernovas que expelem gás interestelar para fora da galáxia desligando a formação de estrelas.
 
Galáxias jovens, pequenas, ricas em elementos pesados e com alta taxa de formação de estrelas foram os blocos fundamentais usados pelo Universo para gerar posteriormente galáxias como a Via Láctea. Elas trazem suas estrelas, planetas e gás que por meio de uma série de fusões formam as metrópoles estelares em que vivemos hoje. Esses sistemas possuem planetas rochosos e até mesmo habitáveis?

Poderia a vida ter começado mais distante no passado do que o nosso próprio planeta? E se sim, para onde foi? Essas são as grandes questões que podemos especular, mas no mínimo estamos aprendendo sobre a maravilha da astrofísica durante o caminho. A pesquisa foi publicada no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Fonte: Astro News / Discovery

NGC 6384: Uma galáxia espiral além das estrelas

Crédito: ESA, Hubble, NASA
 
O universo é preenchido com muitas galáxias. Mas para observá-las os astrônomos precisam olhar além das estrelas da nossa própria galáxia, a Via Láctea. Esse retrato colorido do Telescópio Espacial Hubble destaca a galáxia espiral NGC 6384, localizada a aproximadamente 80 milhões de anos-luz de distância da Terra, na direção da constelação de Ophiuchus. Nessa distância a NGC 6384 espalha-se por aproximadamente 150000 anos-luz de anos-luz, enquanto que o Hubble registra em detalhe a sua região central que tem aproximadamente 70000 anos-luz de largura. A imagem nítida mostra detalhes nos distantes aglomerados estelares azuis da galáxia e as linhas de poeira ao longo dos magníficos braços espirais, além do núcleo brilhante dominado por uma luz estelar amarelada. Além disso, as estrelas individuais vistas na imagem estão todas em segundo plano, bem dentro da nossa galáxia. As estrelas mais brilhantes da Via Láctea mostram cruzes notáveis, ou spikes de difração, causados pelo próprio telescópio.
Fonte: NASA

Explosões misteriosas do espaço profundo intrigam os cientistas

Poderosas e intrigantes explosões de rádio em outras galáxias constantemente aparecem através do céu noturno, sugere um novo estudo.
Uma equipe de astrônomos internacionais detectaram quatro eventos explosivos, conhecidos como explosões rápidas de rádio, ou FRBs, em inglês, acima do plano da nossa Via Láctea. Durante apenas milésimos de segundos, essas fontes enviam poderosos sinais pelo universo, viajando bilhões de anos-luz pelo espaço. Essas explosões fornecem mais energia em um milissegundo do que o Sol faz em 300000 anos”, disse o principal investigador Dan Thorton da Universidade de Manchester na Inglaterra. Estudando as observações feitas pelo rádio telescópio CSIRO Parkes na Austrália, Thorton e sua equipe registraram quatro novas fontes pontuais através do céu. As explosões variam de 5.5 a 10 bilhões de anos-luz de distância, significando que a luz viajou por 10 bilhões de anos até alcançar a Terra. Esses objetos recém encontrados permitiram aos pesquisadores calcularem que uma FRB deve ocorrer a cada 10 segundos.
 
Após os astrônomos verificarem que os objetos não estavam realmente na Terra, eles questionaram se os novos sinais viriam de dentro ou de fora da Via Láctea. Para isso eles estudaram como as ondas de rádio foram afetadas pelo material que elas cruzaram – uma técnica que poderia permitir que esses novos objetos iluminassem alguns dos componentes do espaço. À medida que as ondas de rádio viajam pelo espaço, elas são esticadas e têm sua velocidade reduzida pelo material ionizado presente por onde elas passam. Usando modelos, a equipe concluiu que as FRBs viajaram bilhões de anos-luz – muito além da fronteira da galáxia da Terra. Essas fontes possuem uma origem extragaláctica – não da Via Láctea – mas a fonte está provavelmente localizada em outra galáxia”, disse Thornton. Embora as explosões sejam leves, os astrônomos podem apontar o local das explosões de maneira bem precisa.
 
“Elas são brilhantes e curtas de modo que nós podemos limitar o tamanho da região da emissão na fonte em poucas centenas de quilômetros”, disse Thornton. Nenhum objeto correspondente pôde ser observado nos comprimentos de onda óptico, raios-gamma e raios-X, assim a origem das explosões permanecem desconhecidas para os cientistas. “Outras fontes de rádio variáveis extgragalácticas variam de dias a meses”, disse Thornton. “As FRBs acontecem em poucos milissegundos”. Entre as possíveis fontes estão campos magnéticos em intersecção de duas estrelas de nêutrons, corpos extremamente densos com a massa do Sol. Um tipo especial de supernova orbitada por uma estrela de nêutrons poderia potencialmente produzir explosões de rádio à medida que o campo magnético da estrela interagem com a explosão da supernova, apesar dessas combinações serem raras, como dizem os pesquisadores.
 
“Nossa explicação favorita é uma explosão gigante de uma magnetar, um tipo de estrela de nêutrons altamente magnetizada”, disse Thornton. Essas explosões de radiação podem produzir uma enorme quantidade de energia, similar àquelas vistas nas FRBs. Embora seja frequente, um sinal de curta duração de uma FRB é difícil de ser registrada. “O problema com a busca por FRBs é que nós não sabemos onde ou quando elas ocorrerão”, disse Thornton.
 
Uma simples explosão rápida de rádio foi detectada em 2007, deixando os cientistas intrigados sobre sua fonte, e até mesmo com a sua existência. Nos últimos quatro anos, Thornton e sua equipe usou o High Time Resolution Survey para pesquisar por explosões similares. Ajudada pelo uso do rádio telescópio Parkes do CSRIRO com 64 metros de diâmetro, a pesquisa foi desenhada para buscar acima e abaixo do plano da Via Láctea por objetos como estrelas de nêutrons em rotação conhecidos como pulsares. O telescópio Parkes essencialmente observa uma região do céu por um período de tempo, fazendo dele ideal para capturar as FRBs. Em algum ponto, alguma fonte irá explodir no campo de visão do telescópio”, disse Thornton.
 
As quatro novas fontes apareceram acima do plano da galáxia. Observações posteriores, realizadas aproximadamente um ano depois que a primeira FRB foi registrada, buscam entender se os objetos continuam a produzir as emissões, mas os sinais aparentemente não estão se repetindo. Claro que é possível que repetições tenham sido perdidas, particularmente se elas ocorreram pouco depois da FRB original”, disse Thornton. “Esforços estão acontecendo no momento para detectar FRBs quase que em tempo real, de modo que elas possam ser seguidas rapidamente”, adicionou ele. Idealmente, essas observações posteriores deveriam ser realizadas em vários comprimentos de onda, fornecendo ideias futuras sobre o que guia essas explosões poderosas. A pesquisa junto com James Cordes da Universidade de Cornell foi publicada na edição de 4 de Julho de 2013 da revista Science.
Fonte: http://www.space.com
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