31 de jul de 2013

Hubble encontra velha e misteriosa galáxia espiral

Um turbilhão cósmico impressionante foi observado pelo Telescópio Espacial Hubble, da NASA. A formação inusitada se encontra no centro da galáxia NGC 524, localizada na constelação de Peixes, a cerca de 90 milhões de anos-luz da Terra. A NGC 524 é uma galáxia lenticular. Acredita-se que essas galáxias lenticulares são um estado intermediário na evolução galáctica – não são nem elípticas nem espirais. As galáxias espirais são “de meia-idade”, com grandes braços em formato de roda, contendo milhões de estrelas. Junto com essas estrelas, se localizam grandes nuvens de gás e poeira, que, quando suficientemente densas, formam o ambiente ideal para novas estrelas nascerem.
 
Quando todo o gás se esgota ou se perde no espaço, os braços gradualmente vão desaparecendo, e consequentemente a forma espiral começa a enfraquecer. No final deste processo, o que resta é uma galáxia lenticular – um disco brilhante cheio de velhas estrelas vermelhas, rodeadas por o pouco de gás e de poeira que a galáxia foi capaz de manter. Esta imagem mostra a forma da NGC 524 em detalhe, formada pelo gás restante circundando o centro da galáxia. As observações revelam que esta galáxia ainda mantém algum movimento em espiral, explicando sua estrutura complexa.
Fonte: hypescience.com
 [Science Daily]

O mistério dos cinturões de Van Allen

Em 1958, cientistas da NASA descobriram dois círculos de partículas ao redor da Terra, batizados como “cinturões de Van Allen” (em homenagem a um dos responsáveis pelo estudo). Mais de 50 anos depois, descobriram o que “alimenta” esses círculos – algo que pode ajudar a entender fenômenos similares que ocorrem com outros planetas. Embora não sejam imponentes como, digamos, os anéis de Saturno, os cinturões podem ser perigosos: suas partículas são tão numerosas e viajam a velocidades tão altas que satélites precisam usar escudos para evitar danos em partes menos resistentes. De onde vêm essas partículas?
 
Como ganham velocidade? Havia duas hipóteses: ou elas seriam “capturadas” ao sair da magnetosfera da Terra e acelerariam no processo; ou elas seriam resultado de fenômenos que ocorrem dentro dos cinturões.
 
Em 2012, a NASA enviou duas sondas e descobriu que, a princípio, a hipótese correta é a segunda. No interior dos cinturões de Van Allen, os elétrons de atómos que os compõem são arrancados por forças elétricas, ganhando velocidade. Esses elétrons supervelozes são a parte principal dos turbilhões. Essa descoberta foi possível graças a uma tempestade solar que arrancou boa parte dos elétrons. Se eles viessem da Terra, levaria semanas até que o número voltasse ao normal. Contudo, a “recuperação” levou menos de 24 horas. Os pesquisadores acreditam que essa aceleração “interna” ocorre também em cinturões de radiação ao redor de Júpiter e Saturno.
Fonte: hypescience.com

Detectada polarização na radiação cósmica de fundo

O sinal do modo B da polarização pode favorecer cálculos relacionados a neutrinos e informações sobre inflação
A imagem mostra a anisotropia da radiação cósmica de fundo (cosmic microwave background) depois de subtraídas a anisotropia de dipolo, emissão decorrentes de poeira (emissão térmica), gás (emissão livre), e as partículas carregadas qie interagem com campos magnéticos (emissão síncrotron) na Via Láctea. A anisotropia CMB - pequenas flutuações na luminosidade do céu (um em cem mil) - foi detectada pela primeira vez pelo instrumento DMR COBE.
 
Astrônomos detectaram um sinal de polarização previsto há muito tempo nas ondulações do Big Bang. O sinal, conhecido como polarização de modo B, é provocado pelo arrasto gravitacional da matéria sobre fótons de microondas deixados pelo Big Bang. Sua detecção, feita por um telescópio de microondas no Polo Sul e postada esta semana no servidor de preprints arXiv, aumenta as esperanças de que o sinal possa ser usado para mapear a quantidade de matéria do Universo e determinar as massas de três tipos de neutrinos – na prática, usando a astronomia para atingir um dos principais objetivos da física de partículas. A detecção também sugere que pode ser possível detectar outro tipo de modo B, que poderia ser evidência de que o Universo, no momento após o Big Bang, passou por uma violenta expansão conhecida como inflação.

“O motivo de ninguém ter conseguido ver isso antes é que esse é um sinal muito pequeno – cerca de uma parte em 10 milhões”, explica Duncan Hanson, astrofísico da McGill University em Montreal, no Canadá, que liderou o trabalho, usando receptores ultra-sensíveis no Telescópio do Polo Sul (TPS), de 10 metros. Em comparação, as primeiras medidas de ondulações na radiação cósmica de fundo, divulgadas em 1992 por pesquisadores usando o satélite Cosmic Background Explorer, da Nasa, registrava diferenças de quatro partes em 100 mil.

Outros instrumentos também estão tentando detectar modos B, incluindo o experimento POLARBEAR e o Telescópio Cosmológico do Atacama (TCA), ambos em Chajnantor, no Chile. “Eles nos derrotaram, e eu tiro o chapéu para eles”, elogia Lyman Page, astrônomo da Princeton University, em Nova Jersey, e principal pesquisador do ACT. “Esse é um sinal intrinsecamente claro, e todos nós acreditamos que ele se tornará uma ferramenta importante para medir o conteúdo do Universo”. David Spergel, astrofísico teórico também de Princeton, concorda. “Essa é a primeira vez em que a polarização foi usada para identificar estruturas de grande escala no Universo”, observa ele.

O TPS, ativado em 2007, usa a radiação cósmica de fundo para mapear as posições de galáxias e aglomerados estelares. Seus sensíveis receptores de microondas foram instalados em 2012 e conseguiram detectar variações no sinal de modo B por escalas muito pequenas no céu, aponta John Carlstrom, astrofísico da University of Chicago, em Illinois, e principal pesquisador do SPT. Para usar o sinal para localizar as massas de neutrinos, que compõem uma porção desconhecida da matéria sendo mapeada, astrônomos terão que varrer um trecho do céu muito maior que os 100 graus quadrados mapeados pelo TPS.
 
Mesmo assim, Carlstrom lembra que não é impossível que telescópios determinem a massa de neutrinos nos próximos anos, antes que experimentos planejados para a física de partículas tentem fazer a mesma coisa com feixes de neutrinos na Terra. Mas o objetivo final dos experimentos de polarização de microondas não é fazer física de partículas, mas cosmologia. Eles estão perseguindo uma classe diferente de modos B “primordiais”, que acredita-se serem gerados pela rápida expansão do espaço durante a inflação. Qualquer detecção seria uma confirmação definitiva da inflação – uma das principais teorias da cosmologia – e estabeleceria sua escala de energia, o que seria útil para físicos que trabalham para desenvolver teorias da gravidade quântica.

Mas modos B primordiais existiriam como pequenas variações em grandes escalas com mais de um grau de diâmetro – grandes demais para que o TPS encontre importância estatística com o trecho celeste relativamente pequeno que ele observa. O satélite Planck, da Agência Espacial Europeia, que varre o céu inteiro, pode ser capaz de identificá-los. Também é possível que eles sejam discerníveis em conjuntos de dados menores, como o TPS, uma vez que modos B gravitacionais tenham sido mapeados e removidos, com o potencial de revelar qualquer sinal primodial abaixo. De acordo com Spergel, a observação mais recente do TPS sugere que essa abordagem para detectar modos B é um bom prospecto. “É um bom sinal que eles conseguiram medir isso a partir do solo”.

Estrela parecida com o som está sendo puxada por um exoplaneta gigante

Uma equipe de pesquisadores desenvolveu uma forma de medir as propriedades internas das estrelas - um método que oferece avaliações mais precisas dos seus planetas em órbita. Os pesquisadores examinaram HD 52265 e seu único planeta na órbita da estrela. Esta é uma rendição artística do HD 52265 e sua órbita planeta semelhante a Júpiter.Crédito: MPI para Solar System Research / Mark A. Garlick
 
Analisando as vibrações sônicas em uma estrela distante parecida com o Sol, os astrônomos podem ter calculado exatamente quão rápido estrelas giram e quanto pesa um planeta gigante alienígena próximo. Estrelas, incluindo o Sol, experimentam onda sonoras que varrem seu interior e causam pequenas flutuações rítmicas em seu brilho. Estudando essas variações, os cientistas podem entender melhor o interior das estrelas – um emergente campo científico conhecido como asterosismologia, que é semelhante à sismologia na Terra, que ajuda os geólogos a entenderem melhor o interior do nosso planeta.
 
Os cientistas usaram o satélite COROT para analisar a estrela parecida com o Sol HD 52265, localizada a mais de 90 anos-luz da Terra, na constelação de Monoceros, o Unicórnio. A estrela que tem uma massa aproximadamente equivalente a 1.2 vezes a massa do Sol e um diâmetro aproximado de 1.3 vezes o diâmetro do Sol tem entre 2.1 e 2.7 bilhões de anos de vida.
 
Oscilações repetidas nos movimentos da HD 52265 sugerem que a força gravitacional de um planeta gigante estava agindo, planeta esse que os astrônomos apelidaram de HD 52265b. A magnitude das oscilações sugere que o planeta tem uma massa de no mínimo 1.09 vezes as massa do planeta Júpiter – os cientistas não podem ter um entendimento mais preciso com base somente nas oscilações. As oscilações no brilham que os pesquisadores investigam estão ligadas com ondas nessa estrela que estão, pelo menos em parte baseada na sua taxa de rotação. Os cientistas calcularam que o interior da HD 52265 completa uma revolução a cada 12 dias, significando que ela tem uma velocidade de revolução 2.3 vezes mais rápida que o Sol.
 
“Conhecer a rotação das estrelas é importante para entender os ciclos de atividades estelares”, disse Laurente Gizon, um astrofísico do Instituto Max Planck para a Pesquisa do Sistema Solar, na Alemanha e autor principal do estudo. “Campos magnéticos nas estrelas parecidas com o Sol são mantidos pela rotação e pela convecção”.
 
Descobrir a maneira com a qual a estrela HD 52265 rotaciona também fornece pistas sobre como o planeta HD 52265b está orientado em sua direção, assumindo que o equador da estrela esteja alinhado com o do planeta, como tipicamente acontece com os planetas no Sistema Solar. Quando esses dados são combinados com as informações sobre a magnitude das oscilações que o planeta exerce na estrela, a massa do planeta é de aproximadamente 1.85 vezes a massa do planeta Júpiter, calcularam os pesquisadores.
 
“A asterosismologia é uma técnica muito poderosa para se poder entender e caracterizar os exoplanetas por completo”, disse Gizon. No futuro, a missão PLATO da Agência Espacial Europeia poderá usar a asterosismologia para analisar uma multitude de estrelas e planetas. “A decisão na seleção da missão é esperada para que aconteça no começo de 2014”, disse Gizon.
Fonte: http://www.space.com

Telescópio da Nasa capta exoplaneta passando diante de 'estrela-mãe'

Planeta tem tamanho equivalente a Júpiter, diz agência espacial.Sistema planetário está localizado a 63 anos-luz da Terra. 
Concepção artística mostra o planeta HD 189733b passando diante de estrela; no detalhe do canto superior direito, observação de raios-X (Foto: Divulgação/Nasa/CXC/SAO/K.Poppenhaeger) 
 
O telescópio Chandra, da agência espacial americana (Nasa), fez observações de um exoplaneta com tamanho equivalente a Júpiter passando diante de sua "estrela-mãe". É a primeira vez que este alinhamento é registrado com detecção de raios-X, afirma a agência, em nota. Os exoplanetas são planetas localizados fora do Sistema Solar. O planeta observado, de nome HD 189733b, tem tamanho equivalente a Júpiter mas está em uma órbita próxima à sua estrela - 30 vezes mais próximo do que a Terra está do Sol.
 
O sistema que inclui o exoplaneta e a estrela está a 63 anos-luz da Terra. O HD 189733b completa sua órbita em torno da estrela a cada 2,2 dias. A Nasa indica ainda que a temperatura do planeta deve ser elevada, devido à proximidade com a estrela. Além de permitir estudar melhor os exoplanetas, os dados obtidos ajudam a entender como a passagem do planeta afeta sua "estrela-mãe" e vice-versa. "Poder estudar esta movimentação usando raios-X é importante porque revela novas informações sobre as propriedades dos exoplanetas", ressalta a cientista Katja Poppenhaeger, do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian.
Fonte: G1

Origem de buraco negro tem nova interpretação

Será que buracos negros abandonam suas casas e vão para outras galáxias? Se for o caso, uma galáxia chamada NGC 1277 pode abrigar um fugitivo em seu núcleo.
NGC 1277: Imagem do Telescópio Espacial Hubble da galáxia que pode ter confiscado o buraco negro supermassivo de outra galáxia.
 
Em 2012, astrônomos descobriram um buraco negro supermassivo em seu centro, com a massa de 17 bilhões de sois – o mais massivo conhecido. Normalmente, um buraco negro tão enorme só seria encontrado em uma galáxia muito maior, o que sugere algo incomum no passado da NGC 1277. Dois astrônomos têm uma ideia: e se o buraco negro foi capturado após ser ejetado de uma colisão galáctica há bilhões de anos?

Na verdade, o buraco negro pode ser o que restou de uma galáxia ainda maior que fica nas proximidades. Há bilhões de anos, duas galáxias – cada uma carregando um buraco negro em seu núcleo – se chocaram para formar uma galáxia massiva chamada de NGC 1275. Durante a colisão, os buracos negros centrais se atraíram, se fundiram, e recuaram para o espaço intergaláctico. O recém-nascido buraco negro sem casa vagou pelo aglomerado galáctico de Perseu até a NGC 1277 passar perto o suficiente para atraí-lo gravitacionalmente. Isso é especulação, mas é uma história divertida”, declara Gregory Shields, astrônomo da University of Texas, em Austin, e principal autor de um artigo publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters propondo esse cenário. “Você não precisa inventar nenhuma física nova. Você só precisa ter a sorte de encontrar uma galáxia menor”.

Simulações de computador mostram que quando dois buracos negros se fundem, a radiação irregular de energia gravitacional dá um chute no buraco negro resultante. No caso de buracos negros supermassivos encontrados no centro de galáxias, esse chute pode ejetar o buraco negro final a uma velocidade de até cinco mil quilômetros por segundo – rápido o bastante para expulsá-lo de sua própria galáxia. Inspirado por essas simulações, Shields começou a trabalhar com Erin Bonning, astrofísica da Quest University Canada, para procurar buracos negros órfãos. Nós consideramos a possibilidade de que quando um buraco negro é ejetado dessa forma, ele pode arrastar um longo disco de gás consigo e continuar a se alimentar desse gás mesmo enquanto voa para longe da galáxia original”.

O conjunto de buraco negro e gás formaria um quasar flutuando livremente: um brilhante motor de radiação movido a gás superaquecido espiralando ao redor de um buraco negro massivo. Apesar de eles ainda não terem encontrado um quasar andando entre galáxias, a ideia nunca foi abandonada. “É um processo tão fascinante que você simplesmente continua pensando nele”, comenta Shields.

Quando a descoberta de um buraco negro muito grande na NGC 1277 foi anunciada em 2012, Shields ficou atento. “Quando eu li aquele artigo, a ideia simplesmente surgiu na minha mente: aquele buraco negro se formou em uma galáxia maior e foi chutado dela”. Karl Gebhardt, outro astrofísico da University of Texas, Austin, e co-descobridor do buraco negro da NGC 1277, está um pouco cético: “Essa é uma ideia muito interessante... mas vai precisar de muita sorte”. Para que o cenário de Shields funcione, três fenômenos precisam ocorrer: os buracos negros precisam se fundir, o buraco negro resultante precisa ser chutado de outra galáxia (a NGC 1275) e então ser capturado pela NGC 1277.

Cada um desses eventos baixa probabilidade de ocorrer.

Mas em um Universo tão grande, até coisas improváveis acontecem de vez em quando. “Essa galáxia é estranha”, observa Gebhardt, “então o fato de que uma possível explicação também é estranha pode não ser tão surpreendente”. Para descobrir o quanto a explicação é estranha será necessário observar muitas outras galáxias. “Se não houver outra galáxia com um buraco negro tão massivo [quanto esse]”, explica Gebhardt, “então algo com uma probabilidade muito baixa poderia ser uma explicação válida”. Se, no entanto, descobrirmos que buracos negros enormes não são tão incomuns, devemos pensar em outra explicação.

A NGC 1277 pode já ter sido uma galáxia maior, e pode ter tido muitas de suas estrelas e gás roubados durante uma colisão próxima. Ou talvez o buraco negro tenha sido ejetado a partir de uma grande galáxia e arrastado o núcleo dessa galáxia consigo. Todos os cenários em que astrônomos conseguem pensar, porém, começam com o buraco negro surgindo em uma galáxia muito maior. Descobrir de onde vêm esses buracos negros colossais pode levar a pistas sobre como galáxias evoluem. Há algum tempo astrônomos sabem que buracos negros supermassivos e suas galáxias hospedeiras exercem influência um sobre o outro.

Conforme galáxias aumentam devido a colisões sucessivas, os buracos negros crescem.

Um buraco negro massivo pode se acender como um quasar ao sugar gases que teriam formado novas estrelas. O gás então dispara jatos com milhares de anos-luz de comprimento, reduzindo a formação estelar da galáxia.  As pessoas estão vendo a simbiose de um buraco negro, a energia que ele produz como um quasar, e a evolução da própria galáxia como uma parceria que pode ter influências significativas de uma forma ou de outra”, finaliza Shields. “Então nós queremos entender como buracos negros chegam às galáxias”.
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