1 de ago de 2013

Novos dados astronômicos mostram lado oculto da Via Láctea

Visão infravermelha da Via Láctea a partir da Terra.[Imagem: Peter Frinchaboy/Ricardo Schiavon//SDSS-3]

Espectro estelar

Astrônomos do consórcio SDSS-3 (Sloan Digital Sky Survey 3) lançaram nesta semana um banco de dados público que ajuda a contar a história de como a Via Láctea se formou. Com informações de 60 mil estrelas, o repositório traz um novo conjunto de espectros estelares de alta resolução (medições da quantidade de luz emitida por uma estrela em cada frequência eletromagnética) na luz infravermelha, invisível aos olhos humanos, mas capaz de penetrar o véu de poeira que obscurece o centro da galáxia.
 
"O espectro estelar contém informações importantes para o conhecimento de uma estrela. Ele indica detalhes fundamentais, como temperatura e tamanho da estrela, e quais elementos estão em sua atmosfera", afirma Jon Holtzman, membro da equipe. "Os espectros são uma das melhores ferramentas de que dispomos para aprender sobre as estrelas. É como ter a foto de uma pessoa em vez de apenas conhecer sua altura e peso."
 
Em 2012, a equipe havia divulgado a maior imagem 3D já feita do Universo.
 
Astrônomos brasileiros participam do projeto por meio do Laboratório Interinstitucional de e-Astronomia (LIneA), cuja sede fica no Observatório Nacional. O time brasileiro colaborou com a equipe do Apogee com simulações de populações estelares da Via Láctea, que permitiram a escolha das melhores posições do céu para apontar o instrumento, de modo a ter uma boa cobertura da galáxia. Agora, participamos do esforço de interpretação desses dados", conta o pesquisador Luiz Nicolaci da Costa, do Observatório Nacional.
 
Apogee (Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment) é um subprojeto do SDSS-3 que busca criar um censo abrangente da população estelar da Via Láctea.
 
Formação da Via Láctea

O mapa tridimensional do Apogee fornecerá informações-chave para a solução de questões centrais sobre como a nossa Galáxia se formou e evoluiu ao longo dos bilhões de anos de sua história, uma questão debatida pelos cientistas há décadas. Nos cenários atualmente aceitos pela comunidade científica, a Via Láctea tem atualmente três partes principais: um bojo oblongo de alta densidade no centro, o disco achatado em que vivemos, e uma componente esférica de baixa densidade chamada de "halo", que se estende por centenas de milhares de anos-luz.
 
Quem olha para o céu a partir de um local escuro, longe do brilho esmagador das luzes da cidade, enxerga a Via Láctea como uma faixa luminosa no céu, entrecortada por cortinas escuras. Esta faixa é o disco e bojo de nossa galáxia, e as cortinas são formadas pela poeira que bloqueia a luz visível de partes mais distantes. Devido a essa poeira, estudos anteriores eram limitados em sua capacidade de medir de forma consistente estrelas na direção do centro da Via Láctea.
 
A solução buscada pelo Apogee foi observar a luz infravermelha delas, que consegue atravessar com mais facilidade as nuvens de poeira. Esta capacidade de explorar regiões previamente escondidas da galáxia está permitindo realizar o primeiro estudo abrangente da Via Láctea, do centro ao halo.
 
Observar dezenas de milhares de estrelas é uma tarefa demorada. Para conseguir seu objetivo de observar 100 mil estrelas em apenas três anos, os astrônomos precisam monitorar até 300 estrelas diferentes ao mesmo tempo, usando cabos de fibra óptica ligados a uma grande placa de alumínio com furos alinhados à posição de cada estrela. A luz é levada através de cada fibra a um espectrógrafo, onde uma rede prismática distribui a luz por comprimento de onda. "A grade é a primeira e maior de seu tipo já implantada em um instrumento astronômico", revela John Wilson, que liderou a equipe que projetou o instrumento Apogee.
 
História da Via Láctea

Espectros de estrelas do Apogee ajudarão a desvendar a história da nossa galáxia, e a chave para isso é conhecer a composição química e o movimento das estrelas de cada região. Como os elementos mais pesados que o hidrogênio e o hélio são produzidos em estrelas e disseminados pela galáxia por explosões e ventos estelares, os astrônomos sabem que as estrelas que tenham mais desses elementos pesados devem ter-se formado mais recentemente, após gerações estelares anteriores terem tempo para criar esses elementos pesados.
 
"Estrelas nas diferentes regiões [da galáxia] têm idades e composições químicas distintas, o que significa que elas se formaram em momentos diferentes e sob condições diversas ao longo da história da nossa galáxia", explica Gail Zasowski, que selecionou a melhor amostra possível de estrelas.
 
"Em descobrindo quais partes da galáxia contêm estrelas mais velhas e quais contém estrelas mais jovens, e considerando essa informação em conjunto com o modo como as estrelas estão se movendo, podemos traçar uma história detalhada de como a galáxia se formou e evoluiu para o que vemos hoje," disse Peter Frinchaboy, outro membro da equipe.
 
Os dados também fornecem um contexto rico para investigar uma ampla gama de questões sobre as próprias estrelas. Uma vez que o instrumento observa cada estrela-alvo várias vezes, ele pode identificar mudanças em seu espectro ao longo do tempo. Esta característica permitiu que a equipe descobrisse tipos incomuns de estrelas variáveis de curto período, identificasse quantas estrelas são realmente binárias com companheiros invisíveis e, até mesmo, detectasse movimentos estelares sutis causados por exoplanetas em órbita.
Fonte: Inovação Tecnológica

ISON: o ex-cometa do século ?

Astrônomos discutem se astro vai ser visto a olho nu (ou até sobreviver) quando chegar perto do Sol, em novembro
Cometa ISON fotografado em 10 de abril pelo telescópio espacial Hubble
 
O cometa ISON nem chegou e pode já estar indo embora. Chamado de " cometa do século" após algumas previsões indicarem que ele poderia aparecer para nós tão grande como a lua cheia, o ISON pode até se desintegrar ao chegar perto do Sol. Quem afirma é o astrônomo Ignacio Ferrin, astrônomo da Universidade de Antióquia (Colômbia), que analisou dados recentes do cometa.  Segundo ele, o futuro do cometa ISON não parece “brilhante” e a explicação é simples. Pela forma como está se aproximando do Sol, irá chegar perto dele em uma região de mais de 2.700 Celsius, temperatura suficiente para derreter ferro e chumbo.

Para melhorar a situação do ex-cometa do século, ele estará também dentro do chamado limite Roche, uma distância teórica do Sol calculada pelo astrônomo francês Édouard Roche que afirma que o núcleo de um corpo celeste (neste caso o cometa) pode ser partir se ele ficar tão perto de um outro (neste caso o Sol).    
        
Apesar do ceticismo de Ferrin, a NASA está animada com a aproximação do ISON com o Sol, que deve ocorrer em novembro deste ano. Segundo Carey Lisse, chefe da Campanha de Observação do Cometa ISON da NASA, este é um “evento extraordinário”. E completou: “o cometa ISON irá nos ajudar a entender qual foi a receita para a construção do Sistema Solar. Cometas como o ISON são os 'ossos de dinossauro' da formação do sistema.” A excitação com ISON é fruto também do fato de ele poder conter os mesmos elementos fundamentais que levaram a formação da vida na Terra há cerca de 3,5 bilhões de anos.  Com as opiniões divergentes de Ferrin e Lisse só resta a nós, leigos, esperar para literalmente ver o que vai acontecer com ISON: se ele vai chegar ou vai se desmanchar antes disso.       
Fonte: IG     

ESA publica novas evidências da presença de água em Marte

Cratera em Marte revela mais evidências de que havia água no planeta vermelho Foto: EFE
 
A Agência Espacial Europeia (ESA, na sigla em inglês) divulgou nesta quinta-feira novas imagens de uma cratera de Marte na qual se observam mais evidências de uma presença anterior de água no planeta vermelho. As fotografias foram tiradas em janeiro pela sonda europeia Mars Express, em funcionamento desde 2003, e mostram o que foram as áreas montanhosas de Marte, uma região alguns graus ao sul do equador do planeta.
 
Nas fotografias se distingue uma cratera de 34 quilômetros de diâmetro com vários blocos de pedra que, segundo a ESA, se formaram com a sedimentação de partículas dissolvidas em água depois de uma inundação, deixando assim uma forma "caótica".
 
Outras evidências da presença de líquido nesta região são a marca de um pequeno e sinuoso rio, assim como vários deslizamentos de terra que poderiam ter sido formados pela presença de água que teria debilitado as paredes da cratera. No entanto, não apenas a água teria intervindo na orografia desta região mas também erupções vulcânicas, como demonstram as cinzas que cobrem a parte esquerda da cratera.
Fonte: Terra

Espaço-tempo não é o mesmo para todos

Neste modelo, o espaço-tempo clássico - esse em que vivemos - é criado pela interação da matéria com a gravidade quântica, de forma semelhante a que a estrutura atômica do gelo se forma a partir da água.[Imagem: Faculty of Physics/University of Warsaw]
 
Fiat Quantum

Antes do Big Bang, o espaço-tempo como nós o conhecemos não existia. Então, como ele nasceu? O processo de criação do espaço-tempo que conhecemos a partir de um estado anterior, dominado pela gravidade quântica, tem sido estudado há anos por teóricos do mundo todo. Agora, novas análises feitas por físicos da Universidade de Varsóvia, na Polônia, sugerem uma conclusão surpreendente: nem todas as partículas elementares estão sujeitas ao mesmo espaço-tempo. Vários bilhões de anos atrás, imediatamente após o Big Bang, o Universo era tão denso e tão quente que as partículas elementares sofriam a ação da gravidade muito fortemente.
 

Por décadas, os físicos de todo o mundo têm tentado descobrir as leis da gravidade quântica que descrevem esta fase da evolução do Universo. O grupo do professor Jerzy Lewandowski propôs seu próprio modelo do universo quântico. E estudos recentes de suas propriedades surpreenderam os pesquisadores. As análises feitas por Lewandowski e Andrea Dapor mostram que as diferentes partículas elementares "experienciam" a existência de espaços-tempos diferentes.
 
Gravidade Quântica
Uma das tentativas para descrever a gravidade quântica é chamada de Teoria da Gravidade Quântica em Circuito Fechado, ou modelo LQG, do inglês Loop Quantum Gravity. Esta teoria assume que o espaço-tempo é estruturalmente bastante semelhante a um tecido, sendo constituído por um grande número de pequenas fibras emaranhadas em anéis. Uma área de um centímetro quadrado pode conter um milhão de trilhões de trilhões de trilhões de trilhões de trilhões (1066) dessas fibras. Foi o próprio grupo do prof. Lewandowski que desenvolveu um modelo matemático consistente da LQG que combina a mecânica quântica com a relatividade geral. O modelo pressupõe a existência de dois campos de interação.
 
Um deles é um campo gravitacional, que pode ser identificado com um espaço, uma vez que, de acordo com a Teoria Geral da Relatividade, a gravidade curva o espaço-tempo, e este espaço-tempo curvo dá origem a efeitos gravitacionais. O segundo campo no modelo é um campo escalar que atribui um número a cada ponto do espaço. Este campo é interpretado como o elemento mais simples da matéria. A imagem da realidade nesse modelo é quântica, tendo características muito diferentes das do mundo que experimentamos todos os dias.
 
Do espaço-tempo quântico ao espaço-tempo clássico
Faltava então alinhavar o período quântico com o período clássico que vivemos. Nesta situação, parecia natural perguntar: Como é que o espaço-tempo que todos nós conhecemos emerge dos estados primários da gravidade quântica? E, como o espaço-tempo normal nasceria como resultado da interação entre a matéria e a gravidade quântica, poderíamos estar certos de que cada tipo de matéria definitivamente interage com um espaço-tempo que tem as mesmas propriedades?" disse o professor Lewandowski.
 
Para encontrar respostas para estas perguntas, a equipe primeiro derivou padrões de interação entre a matéria e os efeitos da gravidade quântica para os dois casos matematicamente mais simples: para partículas de massa zero em repouso e para partículas simples (escalares) de massa não-zero em repouso. No Modelo Padrão, que descreve as partículas elementares e suas interações, as partículas sem massa relevantes seriam os fótons, e partículas escalares com massa seriam o famoso bóson de Higgs, responsável pela massa das outras partículas: quarks e elétrons, múons, taus e seus neutrinos associados.
 
Depois de derivar as equações que representam o comportamento das partículas de acordo com as leis do modelo da gravidade quântica, os físicos começaram a verificar se equações similares poderiam ser obtidas com o uso do espaço-tempo normal com diferentes simetrias.
 
Isotropia
A tarefa se mostrou possível para as partículas sem massa. O procurado espaço-tempo era isotrópico, ou seja, tinha as mesmas propriedades em todas as direções. De acordo com o modelo simplificado que pesquisamos, independentemente de o fóton ter momento maior ou menor, mais ou menos energia, o espaço-tempo aparece para ele como sendo o mesmo em todas as direções," explica o Prof Lewandowski. Para as partículas com massa a situação foi diferente, com a existência de massa impondo uma condição adicional específica sobre a teoria.
 
Os físicos demonstraram que um espaço-tempo clássico que satisfaça simultaneamente a condição de massa e tenha as mesmas propriedades em todas as direções não pode ser calculado. O espaço-tempo apropriado poderia ser encontrado apenas entre espaços-tempos anisotrópicos - a direção preferencial desses espaços-tempos seria a direção do movimento da partícula.
 
"Partículas com massa não só experienciam diferentes espaços-tempos do que os fótons, mas cada uma vê a sua própria versão particular de espaço-tempo, dependendo da direção em que ela se move. Esta descoberta realmente nos pegou de surpresa," conta Andrea Dapor. Assim, o espaço-tempo clássico emergiria da interação entre a matéria e a gravidade quântica de forma semelhante a que a estrutura atômica do gelo se forma a partir do congelamento da água líquida e seus átomos desordenados.
 
Comprovação difícil
Será que isto significa que o Universo das partículas com massa não é isotrópico? Tal afirmação seria de enorme importância experimental e observacional. No entanto, a resposta é não, já que o Universo não parece ter uma direção preferencial. Como observadores que estudam o comportamento das partículas elementares, nós somos clássicos, e não quânticos, e, em certo sentido, estamos "fora" do mundo das partículas. Assim, não seria relevante que cada partícula "experiencie" seu próprio espaço-tempo - ainda que isto seja real.
 
Além disso, independentemente da direção do seu movimento, todas as partículas observadas em laboratório têm exatamente as mesmas características. Por esta razão, confirmar experimentalmente as previsões teóricas da equipe polonesa não será uma tarefa trivial. Foi esta a conclusão a que chegou a comunidade física que discutiu esses resultados durante a 20ª Conferência Internacional sobre Relatividade Geral e Gravitação, que terminou no último sábado.
Fonte: Inovação Tecnológica

A lua sobre Andrômeda

Créditos da Imagem e Direitos Autorais:Adam Block and Tim Puckett
 
A Grande Galáxia Espiral em Andrômeda, também conhecida como M31, localiza-se a meros 2.5 milhões de anos-luz de distância da Terra, e é considerada a grande espiral mais próxima da Via Láctea. Andrômeda é visível a olho nu, como um pedaço luminoso pequeno, apagado e difuso, mas devido ao fato de seu brilho superficial ser baixo, observadores casuais não podem apreciar a impressionante extensão da galáxia no céu do planeta Terra. A imagem interessante acima foi feita para comparar o tamanho angular da galáxia próxima com um objeto celeste mais brilhante e mais familiar. Nessa imagem, uma exposição profunda da galáxia de Andrômeda, traçando belos aglomerados estelares azuis em braços espirais bem além do seu centro amarelo brilhante, é combinada com uma visão típica da Lua Cheia. Mostradas na mesma escala angular, a Lua cobre cerca de 0.5 graus no céu, enquanto que a galáxia tem claramente várias vezes esse tamanho. A exposição profunda da galáxia de Andrômeda também inclui duas galáxias satélites brilhantes, a M32 e a M110 (abaixo).
Fonte: http://apod.nasa.gov/apod/ap130801.html

Segundo nova teoria, o universo não está expandindo, mas sim ganhando massa

Por essa ninguém esperava. Segundo a nova teoria de um cosmólogo, o universo não está realmente em expansão, como a teoria padrão sugere. Em vez disso, os efeitos de desvio para o vermelho (“redshift”, em inglês) que os astrônomos veem pode significar que o universo inteiro está apenas ganhando mais massa, enquanto permanece fixo no lugar, ou até mesmo se contrai. A teoria, do físico Christof Wetterich, da Universidade de Heidelberg, na Alemanha, ainda não foi revisada por outros cientistas, segundo informações do periódico “Nature News”. Curiosamente, a revista científica também relata que a ideia não pode ser testada, uma vez que as massas são medidas umas em relação às outras. Ou seja, mesmo se o universo estivesse ganhando massa, nós nunca saberíamos, porque todas as massas ainda seriam iguais em comparação com as outras.
 
No entanto, Wetterich garante que sua ideia não é inútil. Segundo ele, trata-se de uma outra maneira de olhar para o universo, o que é sempre bem vindo, além de ser uma teoria que ajuda a explicar algumas previsões preocupantes a partir da ideia de expansão padrão. O fato de o universo ganhar massa pode criar um fenômeno que os astrônomos veem todos os dias: o efeito do desvio para o vermelho da luz vinda de galáxias distantes. Atualmente, os astrônomos interpretam esse desvio como um sinal de que o universo está se expandindo. Outros físicos também já se manifestaram sobre a ideia de Wetterich. Alguns dizem que vale a pena considerar, além de ser um pensamento válido para agitar as opiniões dos cosmólogos. Outros não estão tão convencidos assim.
Fonte: Hypescience.com
[Pop Sci]

Spitzer descobre jovens estrelas com um bambolê

Astrônomos usando o Telescópio Spitzer da NASA registraram um jovem sistema estelar que pisca a cada 93 dias. Chamado de YLW 16A, o sistema provavelmente consiste de três estrelas em desenvolvimento, duas das quais estão circundadas por um disco de material deixado para trás durante o processo de formação. Enquanto as duas estrelas mais internas orbitam uma ao redor da outra, elas periodicamente saem para fora do grid que as une como um bambolê. O bambolê propriamente dito parece estar desalinhado da estrela central do par, provavelmente devido à perturbação gravitacional graças a presença da terceira estrela orbitando a periferia do sistema.
 
O sistema como um todo tem um ciclo que passa por fases mais brilhantes e mais apagadas, com as estrelas realizando um tipo de pique esconde cósmico à medida que o disco inclinado gira em torno delas. Acredita-se que esse disco possa gerar planetas e outros corpos celestes que fazem parte de um sistema solar. O Spitzer observou a luz infravermelha do YLW 16A, emitida pelo gás e pela poeira aquecidos no disco que ainda cobrem as jovens estrelas. Outras observações vindas do projeto baseado em Terra conhecido como 2MASS, bem como do instrumento NACO no Very Large Telescope do ESO do Chile complementam as observações.
 
O YLW 16A é o quarto exemplo de um sistema estelar conhecido que de certa maneira pisca, e o segundo na mesma região de formação de estrelas em Rho Ophiuchus. A descoberta sugere que esses sistemas possam ser mais comuns do que se pensa. Sistema estelares piscantes com discos dobrados oferecem aos cientistas uma maneira de se estudar como os planetas se formam nesses ambientes. Os planetas podem orbitar uma ou ambas as estrelas no sistema estelar binário.
 
O famoso planeta da ficção Tatooine, em Guerra das Estrelas, orbita duas estrelas, tendo assim dois sóis. Esses mundos são conhecidos como planetas circumbinários. Os astrônomos podem registrar como a luz é absorvida pelo disco de formação de estrelas durante as fases brilhantes e mais apagadas da piscada os sistemas estelares, que por sua vez revelam informações sobre os materiais que constituem o disco.
 
“Esses sistemas que piscam oferecem sonda naturais de processos de formação de planetas binários e circumbinários”, disse Peter Plavchan, um cientistas no Exoplanet Science Institute and Infrared Processing and Analysis Center da NASA no Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena, e autor principal do novo artigo que foi aceito para publicação na Astronomy & Astrophysics. O Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, em Pasadena, na Califórnia, gerencia o Telescópio Espacial Spitzer para o Science Mission Directorate da NASA em Washington. As operações científicas são conduzidas no Spitzer Science Center no Caltech. Os dados são arquivados no Infrared Science Archive abrigado no Infrared Processing and Analysis Center. O Caltech gerencia o JPL para a NASA.
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