10 de jul de 2013

Ecografia obtida pelo ALMA revela embrião de uma estrela monstruosa

Observações da nuvem escura SDC 335.579-0.292 obtidas com o Atacama Large Millimeter /submillimeter Array (ALMA) deram aos astrónomos a melhor vista de sempre de uma estrela gigantesca a formar-se. Descobriu-se um útero estelar com cerca de 500 vezes a massa do Sol, que aparece como um nodo amarelo no centro da imagem. É o maior alguma vez descoberto na Via Láctea e ainda está a crescer. A estrela embrionária no seio da nuvem alimenta-se vorazmente do material que cai para o interior. Pensa-se que esta nuvem irá dar origem a uma estrela muito brilhante que poderá atingir as 100 massas solares.Esta imagem foi criada a partir de dados do ALMA e do Telescópio Espacial Spitzer da NASA.Créditos:ALMA (ESO/NRAJ/NRAO)/NASA/Spitzer/JPL-Caltech/GLIMPSE
 
Novas observações obtidas pelo Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) deram aos astrónomos a melhor vista de sempre de uma estrela gigantesca a formar-se no seio de uma nuvem escura. Descobriu-se um útero estelar com cerca de 500 vezes a massa solar - o maior alguma vez descoberto na Via Láctea - que ainda está a crescer. A estrela embrionária no seio da nuvem alimenta-se vorazmente do material que cai para o interior. Pensa-se que esta nuvem irá dar origem a uma estrela muito brilhante com uma massa que poderá atingir as 100 massas solares. As estrelas mais brilhantes e de maior massa da nossa Galáxia formam-se no interior de nuvens escuras e frias, no entanto este processo mantém-se envolto tanto em poeira como em mistério.
 
Uma equipa internacional de astrónomos utilizou o ALMA para fazer uma ecografia em microondas de modo a ter uma ideia mais clara sobre a formação duma destas estrelas gigantescas, localizada a cerca de 11 000 anos-luz de distância, numa nuvem conhecida como Nuvem Escura de Spitzer (sigla do inglês, SDC) 335.579-0.292. Existem duas teorias para a formação de estrelas de massa muito elevada. Uma sugere que a nuvem escura progenitora se fragmenta, criando vários núcleos pequenos que colapsam por si próprios, formando eventualmente estrelas. A outra é mais dramática: uma nuvem inteira começa a colapsar, com o material a deslocar-se rapidamente para o centro da nuvem, criando nessa região uma ou mais estrelas de massa muito elevada.
 
A equipa liderada por Nicolas Peretto do CEA/AIM Paris/Saclay, França e Universidade de Cardiff, Reino Unido, compreendeu que o ALMA era a ferramenta perfeita para descobrir o que se está realmente a passar no interior destas nuvens. Com o auxílio do Telescópio Espacial Spitzer da NASA e o Observatório Espacial Herschel da ESA, a SDC 335.579-0.292 revelou-se inicialmente como sendo um ambiente dramático de filamentos de gás escuros e densos. Agora a equipa usou a sensibilidade única do ALMA para observar em detalhe, tanto a quantidade de poeira como o movimento do gás a deslocar-se no interior da nuvem escura, e descobriu um verdadeiro monstro.

“As observações ALMA permitiram-nos ver pela primeira vez com todo o pormenor o que se passa no interior desta nuvem,” diz Peretto. “Queríamos ver como é que estrelas monstruosas se formam e crescem, e conseguimos! Uma das fontes que encontrámos é uma verdadeira gigante - o maior núcleo protoestelar alguma vez encontrado na Via Láctea. Este núcleo - o útero da estrela embrionária - tem mais de 500 vezes a massa do nosso
Sol serpenteando no seu interior. E as observações ALMA mostram que muito mais matéria está ainda a ser acretada, aumentando esta massa ainda mais. Todo este material eventualmente colapsará para formar uma estrela jovem que poderá atingir as 100 massas solares - um monstro muito raro.

“Embora soubéssemos já que esta região era uma boa candidata a uma nuvem a formar estrelas de grande massa, não esperávamos encontrar uma estrela embrionária tão grande no seu centro,” diz Peretto. “Pensa-se que este objecto formará uma estrela que pode atingir as 100 massas solares. De todas as estrelas da Via Láctea apenas uma em cada dez milhares atinge este tipo de massa! Estas estrelas não são apenas raras, mas o seu nascimento é também extremamente rápido e a sua infância é muito curta. É por isso que encontrar um objecto com tanta massa numa fase tão inicial da sua evolução é, de facto, um resultado espectacular, “ acrescenta o membro da equipa Gary Fuller da Universidade de Manchester, Reino Unido.

Outro membro da equipa, Ana Duarte Cabral do Laboratoire d´Astrophysique de Bordeaux, França, enfatisa que “as observações do ALMA revelam os detalhes espectaculares dos movimentos da rede de filamentos de gás e poeira e mostram que uma enorme quantidade de gás se está a deslocar para a região central compacta”. Este facto apoia fortemente a teoria do colapso global para a formação de estrelas de grande massa, em vez da da fragmentação.

Estas observações foram obtidas durante a fase de Ciência Preliminar do ALMA, quando se usava apenas um quarto da rede total de antenas. “Conseguimos estas observações muito pormenorizadas utilizando apenas uma fracção do poder do ALMA,” conclui Peretto. “O ALMA irá claramente revolucionar o nosso conhecimento da formação estelar, resolvendo alguns dos problemas actuais e levantando certamente novas questões.”
Fonte: ESO

Teoria do Construtor diz que Universo é um transformer

Os cientistas não se conformam em não saber por que as coisas são como são. Em resposta, eles anseiam por criar uma "teoria de tudo".[Imagem: ESO]
 
Quando se fala em solucionar os mistérios do Universo, normalmente se pensa em encontrar a melhor resposta para uma pergunta. Mas, e se não estivermos fazendo as perguntas certas? Um pioneiro na computação quântica, David Deutsch, da Universidade de Oxford, passou a maior parte de sua carreira trabalhando em busca de uma nova forma de fazer perguntas sobre o Universo. Sua visão para essa tão perseguida "Teoria de Tudo", que pretende descrever a natureza da realidade, une ideias em cosmologia, filosofia, computação e evolução.
 
Tem sido sugerido que essa teoria tão esperada poderia solucionar vários mistérios fundamentais, como por que o tempo flui apenas em uma direção - uma propriedade que não é exigida pela maioria das leis físicas, já tendo sido demonstrado, por exemplo, que os eventos quânticos independem do espaço e do tempo. Agora, Deutsch publicou um aperitivo para mostrar o gosto que essa sua teoria poderá ter quando completa, abrindo um livro de receitas que pode apontar para um novo ramo da física.
 
Regra das transformações
De acordo com Deutsch, o problema com as teorias atuais é que elas não explicam adequadamente por que algumas transformações entre estados de ser são possíveis e outras não. Nós sabemos, por exemplo, que a tinta pode se dissolver na água, mas não se junta espontaneamente de novo - o que não sabemos é por que deve ser assim. Deutsch propõe uma estrutura construída sobre as próprias transformações, em vez de focar nos componentes em transformação.
 
Chamada de Teoria Construtor, este modelo define um construtor como qualquer coisa que cause transformações em sistemas físicos sem que ele próprio seja alterado - algo parecido com um catalisador químico. O pesquisador então pergunta quais transformações devem ser descartadas para atingir um determinado resultado, independentemente do construtor que as causou. Em outras palavras, quais processos podem ocorrer para fazer o corante se dissolver na água, quais os que não podem, e por quê?
 
Teoria Construtor
Para Vlatko Vedral, colega de Deutsch em Oxford, essa visão pode ser vista como uma generalização da segunda lei da termodinâmica. Esta lei abrange a propriedade da entropia, que estabelece que a ordem leva à desordem em um sistema fechado. A entropia, por sua vez, implica que não podemos voltar no tempo porque isso implicaria que a matéria desordenada deveria se mover em direção à ordem. Na Teoria Construtor, a chave seria descobrir por que tal transformação não seria permitida. Ao fazer esse tipo de pergunta, Deutsch parece querer aplicar a noção de que alguns estados são simplesmente inacessíveis a partir de outros para todas as leis físicas, interpreta Vedral.
 
Segundo ele, fundamentar essas bases poderia explicar, por exemplo, por que as leis da mecânica quântica são tão rigorosas - pequenas variações na forma como descrevemos as leis quânticas podem levar a contradições, como uma violação da velocidade da luz. Tão logo você modifique a mecânica quântica, algo dá errado," diz ele. "Por que isso? É um quebra-cabeça. Vedral sabe bem disso, já tendo proposto que a Física Quântica e a Matrix podem recriar-se mutuamente e estudado implicações práticas do tipo que estabelece que deletar dados pode resfriar os computadores.
 
Mas, prossegue Vedral, se Teoria Construtor puder mostrar quais transformações são permitidas e quais não são, isto poderia explicar os próprios fundamentos da mecânica quântica.
 
O que Deutsch parece estar buscando é uma teoria que vai além de uma visão computacional do Universo, analisa Seth Lloyd, no Instituto de Tecnologia de Massachusetts, ele próprio coautor de uma hipótese, formulada junto com Deutsch, de que as máquinas do tempo do futuro podem ser detectadas hoje. Seth afirma que a Teoria Construtor poderia não apenas ajudar a unificar a Relatividade e a Mecânica Quântica, como também poderia mostrar que elas são partes necessárias do Universo, respondendo a perguntas filosóficas inquietantes de por que as coisas são do jeito que são.  "Se Deutsch conseguir fazer isso, seria incrível", conclui Lloyd.
Fonte: Inovação Tecnológica

Nova teoria tenta simplificar Matéria Escura

Nova teoria para explicar Matéria Escura
O anapolo, no alto, é gerado por uma corrente elétrica toroidal. O campo fica confinado ao toroide, em vez de se espalhar, como os campos gerados pelos dipolos elétricos e magnéticos (embaixo).[Imagem: Michael Smeltzer/Vanderbilt University]
 
As galáxias giram tão rápido que se a única "cola" que as mantém coesas fosse a gravidade de toda a matéria que as compõe, elas se esfacelariam, arremessando suas estrelas, planetas e demais corpos celestes para o espaço. Então deve haver algo lá, segurando as galáxias. Os astrofísicos chamam esse algo hipotético de matéria escura. Mas, a única coisa que se "sabe" sobre ela é que a matéria escura deve ter gravidade - o sabe merece as aspas porque a matéria escura foi proposta justamente para isso.
 
Desde que a ideia foi acolhida pela comunidade científica, inúmeras teorias e experimentos de detecção têm tentado identificar ou explicar as partículas que formariam a matéria escura, que deve representar 23% da massa do Universo, contra apenas 4% da nossa matéria tradicional - fazendo as contas de outro modo, 85% de toda a matéria no Universo deve ser matéria escura. Infelizmente, todas as tentativas para detectar a matéria escura feitas até agora falharam, ainda que outros astrônomos garantam que ela é real.
 
Chiu Man Ho e Robert Scherrer, da Universidade Vanderbilt, nos Estados Unidos, acreditam que a explicação pode ser muito mais simples do que parecia à primeira vista. Há muitas teorias diferentes sobre a natureza da matéria escura. O que eu gosto nesta nova teoria é a sua simplicidade, o seu jeito único e o fato de que ela pode ser testada," disse Scherrer.
 
Férmions de Majorana
A dupla propõe que a matéria escura seria constituída de um tipo de partícula fundamental chamada férmion de Majorana, prevista teoricamente em 1930, mas só detectada experimentalmente no ano passado: Férmions são partículas como o elétron e o quark, que são os componentes básicos da matéria. Já o férmion previsto por Ettore Majorana é um férmion eletricamente neutro. Embora os férmions de Majorana sejam eletricamente neutros, as simetrias fundamentais da natureza os proíbem de contar com quaisquer propriedades eletromagnéticas, exceto se eles foram anapolares," explica Ho.
 
Essa ideia não é nova, mas Scherrer e Ho fizeram cálculos detalhados para demonstrar que essas partículas têm todas as características necessárias para possuir um tipo raro de campo eletromagnético em forma de anel, chamado anapolo. Esse campo magnético exótico daria às partículas de matéria escura propriedades diferentes das partículas que possuem dois polos (norte e sul) e explicaria por que elas são tão difíceis de detectar.
 
"A maioria dos modelos para a matéria escura assume que ela interage por meio de forças exóticas que não encontramos no dia-a-dia. A matéria escura anapolar usa o mesmo eletromagnetismo que aprendemos na escola - a mesma força que faz os imãs grudarem na sua geladeira," explica Scherrer. Além disso, o modelo faz predições muito específicas sobre a proporção com que elas deverão ser detectadas nos enormes detectores de matéria escura enterrados no chão por todo o mundo. Essas predições mostram que a existência da matéria escura anapolar deve ser comprovada ou descartada em breve por tais experimentos," continua o pesquisador.
 
Anapolo magnético
A existência de um anapolo magnético foi proposta pelo físico soviético Yakov Zeldovich em 1958. Mais tarde, os anapolos foram observados experimentalmente na estrutura magnética dos núcleos dos átomos de césio-133 e itérbio-174. As partículas com os dipolos elétrico e magnético tradicionais interagem com campos eletromagnéticos mesmo quando estão estacionárias - as partículas com anapolos não, elas devem estar se movendo para interagir e, quanto mais rápido estiverem, maior será a interação. Por decorrência, as partículas anapolares devem ter sido muito mais interativas durante os momentos iniciais do Universo, tornando-se cada vez menos interativas à medida que o Universo se expandia e esfriava.
 
Pela teoria de Ho e Scherrer, as partículas de matéria escura anapolar se aniquilavam no Universo primitivo - como proposto pelas outras teorias que tentam explicar as partículas de matéria escura -, e a matéria escura atual seria apenas o remanescente desse processo, ou seja, as partículas que escaparam da aniquilação. Seria essa falta de interação que tem tornado tão difícil a detecção das partículas de matéria escura. Não será preciso esperar muito para verificar se a teoria está correta, já que diversos detectores de matéria escura ao redor do mundo estão tentando detectar "qualquer coisa" que possa lançar alguma luz sobre a matéria escura.
Fonte: Inovação Tecnológica

Nova Curiosity vai procurar sinais de vida e definir exploração de Marte

Próximo veículo robótico deve ser lançado pela agência espacial americana em 2020 e promete abrir caminho para humanos no planeta vermelho
Nasa planeja para missão a Marte em 2020 uma estrutura básica que reaproveita o design e a engenharia desenvolvidas para o robô Curiosity, porém inclui novos instrumentos científicos para objetivos diferenciados Foto: NASA/JPL-Caltech / Divulgação
 
O veículo de exploração espacial a ser enviado a Marte pela Nasa - agência espacial americana - em 2020 vai procurar por sinais de vidas passadas, coletar amostras para um possível retorno à Terra e testar a tecnologia destinada a futura exploração humana no planeta vermelho, de acordo com um relatório elaborado por técnicos da agência e apresentado ontem. No documento de 154 páginas, a equipe responsável por definir os objetivos da próxima missão com um robô similar ao Curiosity propôs metas de alta prioridade que podem representar um grande passo rumo ao objetivo definido pelo presidente dos Estados Unidos, Barack Obama, de enviar humanos para Marte na década de 2030.
 
Elaborar os objetivos de ciência e exploração é um marco crucial para a preparação da nossa próximo grande missão em Marte", afirmou John Grunsfeld, da Nasa. "Esses objetivos se tornarão a base para solicitar instrumentos que devem fazer parte da carga científica nesta etapa emocionante da exploração de Marte. A Nasa vai promover uma competição aberta para escolher quais instrumentos científicos serão levados ao planeta vermelho em 2020. Esses objetos serão colocados em um veículo robótico semelhante ao Curiosity, que aterrissou em Marte há quase um ano.
 
A Nasa planeja aproveitar o mesmo design - o que, segundo informou, vai ajudar a reduzir os custos e riscos da missão, além de assegurar que o robô será capaz de cumprir os objetivos da missão. A missão de 2020 deve dar continuidade aos feitos da Curiosity e outros projetos de exploração de Marte. As sondas Spirit e Opportunity descobriram evidências de que houve água em solo marciano. A Curiosity confirmou, recentemente, que as condições ambientais do planeta no passado eram condizentes com a vida microbiológica. Segundo a Nasa, procurar por sinais de vidas passadas é o próximo passo.
Fonte: Terra

Grande região de manchas solares que cruza atualmente o disco do Sol

Crédito de imagem e direitos autorais: Damian Peach
 
Uma das maiores regiões de manchas solares nos últimos anos está cruzando o disco do Sol. Essa região de campos magnéticos em convolução pode produzir uma flare solar que lançará uma nuvem de partículas energéticas no Sistema Solar. Uma poderosa nuvem de partículas carregadas impactando a magnetosfera da Terra pode ser perigosa para os astronautas e os satélites em órbita do nosso planeta. Por outro lado, um impacto desses poderá gerar belas aparições de auroras. A imagem acima mostra a região de manchas solares como estava a dois dias atrás. A parte mais a direita da região foi catalogada como AR 11785, enquanto que a parte mais a esquerda é conhecida como AR 11787. As regiões mais escuras de manchas solares contêm campos magnéticos quase que verticais e são chamadas de umbras, enquanto que as regiões bronzeadas ao redor – mais claramente mostrando fortes tubos de fluxos magnéticos – são chamadas de penumbras. Grânulos solares, muitos deles com cerca de 1000 km de diâmetro, compõem a região amarelada de fundo. Ninguém sabe qual será o futuro dessa região de manchas solares, mas os pesquisadores que trabalham estudando o chamado clima espacial estão monitorando-a de forma detalhada.

Estrela supergigante Gamma Cygni

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Créditos e direitos autorais: Jose Francisco Hernandez (Altamira Observatory) 
A estrela super gigante Gamma Cygni localiza-se no centro da Cruz do Norte, um famoso asterismo na constelação de Cygnus, o Cisne. Conhecida pelo seu nome popular de Sadr, a brilhante estrela também localiza-se no centro dessa maravilhosa paisagem celeste, que apresenta um complexo de estrelas, nuvens de poeira, e brilhantes nebulosas ao longo do plano da Via Láctea. O campo de visão da imagem acima se espalha por mais de 3 graus, ou seja, 6 luas cheias, no céu, e inclui, a nebulosa de emissão IC 1318 e o aglomerado estelar aberto NGC 6910. À esquerda da Gamma Cygni e com a forma de duas asas cósmicas brilhantes divididas por uma longa linha de poeira escura, entende-se facilmente porque o nome popular da IC 1318 é Nebulosa da Borboleta. Acima e um pouco para a esquerda da Gamma Cygni, estão as jovens e ainda fortemente agrupadas estrelas da NGC 6910. Algumas estimativas de distância da Gamma Cygni a colocam por volta de 750 anos-luz, enquanto as estimativas de distância para a IC 1318 e para a NGC 6910 são de 2000 e 5000 anos-luz respectivamente.
Fonte: http://apod.nasa.gov/apod/ap130709.html 
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