28 de ago de 2013

Equipe da USP ajuda a descobrir mais velha estrela 'gêmea' do Sol

HIP 102152 tem 8,2 bilhões de anos e fica a 250 anos-luz da Terra. Estudo foi feito em parceria com o Observatório Europeu do Sul (ESO).
O ciclo de vida de uma estrela parecida com o SolCréditos:ESO/M. Kornmesser
 
Uma equipe internacional liderada por astrónomos no Brasil utilizou o Very Large Telescope do ESO para identificar e estudar a estrela gémea do Sol mais velha conhecida até agora. Situada a 250 anos-luz de distância da Terra, a estrela HIP 102152 é mais parecida com o Sol do que qualquer outra do mesmo tipo - se exceptuarmos o facto de ser cerca de quatro mil milhões de anos mais velha. Esta, mais velha mas quase idêntica, gémea do Sol dá-nos a possibilidade de ver como será a nossa estrela quando envelhecer. As novas observações fornecem também uma primeira ligação clara entre a idade de uma estrela e o seu conteúdo em lítio, e adicionalmente sugerem que a HIP 102152 possui planetas rochosos do tipo terrestre na sua órbita.
 
Os astrónomos apenas observam o Sol com o auxílio de telescópios desde há 400 anos - uma pequeníssima fracção da idade do Sol, o qual tem mais de quatro mil milhões de anos. É muito difícil estudar a história e a evolução futura da nossa estrela, mas uma maneira de o conseguir consiste em procurar estrelas raras que sejam quase exactamente iguais à nossa, mas que estejam em diferentes fases da sua vida. Agora os astrónomos conseguiram identificar uma estrela que é essencialmente uma gémea idêntica do nosso Sol, mas 4 mil milhões de anos mais velha - é quase como ver uma versão real do paradoxo dos gémeos em acção.

Jorge Melendez (Universidade de São Paulo, Brasil), o líder da equipa e co-autor do novo artigo científico que descreve os resultados, explica: “Há décadas que os astrónomos procuram estrelas gémeas do Sol, de modo a conhecer melhor a nossa própria estrela, dadora de vida. No entanto, têm sido encontradas muito poucas, desde que a primeira foi descoberta em 1997. Mas agora obtivemos espectros de soberba qualidade com o VLT e pudemos assim examinar detalhadamente gémeas solares com extrema precisão, e saber se o Sol é especial.”

A equipa estudou duas gémeas solares - uma que se pensou ser mais jovem que o Sol (18 Scorpii) e outra que se esperava que fosse mais velha (HIP 102152). A equipa utilizou o espectrógrafo UVES, montado no Very Large Telescope (VLT) instalado no Observatório do Paranal do ESO, para separar a radiação nas suas componentes de cor, de modo a poder estudar em detalhe a composição química e outras propriedades destas estrelas.

Descobriu-se que a HIP 102152, situada na constelação do Capricórnio, é a gémea solar mais velha conhecida até à data. Estima-se que tenha 8,2 mil milhões de anos de idade, comparada com os 4,6 mil milhões de anos do nosso Sol. Por outro lado confirmou-se que a 18 Scorpii é mais nova que o Sol - tem cerca de 2,9 mil milhões de anos de idade. Estudar a HIP 102152, estrela velha gémea do Sol, permite aos cientistas prever o que pode acontecer ao nosso próprio Sol quando chegar a essa idade. A equipa fez já uma descoberta importante. “Uma das coisas que queríamos saber era se o Sol terá uma composição química típica,” diz Melenez. “E, mais importante ainda, porque é que tem uma quantidade de lítio tão estranhamente baixa?”

O lítio, o terceiro elemento da tabela periódica, foi criado durante o Big Bang, ao mesmo tempo que o hidrogénio e o hélio. Os astrónomos ponderam há anos porque é que algumas estrelas têm menos lítio que outras. Com as novas observações da HIP 102152, deu-se um grande passo em direção à resolução deste mistério ao descobrir-se uma forte correlação entre a idade de uma estrela como o Sol e o seu conteúdo em lítio. O nosso Sol tem atualmente apenas 1% do conteúdo em lítio que estava presente na matéria a partir da qual se formou. A investigação de estrelas gémeas do Sol mais novas, apontava para o facto destas irmãs mais jovens terem uma quantidade significativamente maior de lítio, mas até agora os cientistas não tinham conseguido demonstrar a existência de uma correlação clara entre a idade e o conteúdo em lítio.

TalaWanda Monroe (Universidade de São Paulo), o autor principal do novo artigo conclui: “Descobrimos que a HIP 102152 tem níveis muito baixos de lítio, o que demonstra claramente, e pela primeira vez, que as gémeas solares mais velhas têm efectivamente menos lítio do que o nosso Sol ou estrelas gémeas solares mais novas. Podemos agora ter a certeza que as estrelas à medida que envelhecem, destroem de algum modo o seu lítio. O último ponto desta história é que a HIP 102152 tem um padrão de composição química subtilmente diferente da maioria das outras gémeas solares, mas semelhante ao Sol. Ambas mostram uma deficiência dos elementos que são abundantes em meteoritos e na Terra, o que é uma evidência forte no sentido da HIP 102152 poder albergar planetas rochosos do tipo terrestre.
Fonte: ESO/TERRA

Nebulosa NGC 6357 é esculpida por estrelas massivas

Carved by Massive Stars
A imagem obtida pelo Very Large Telescope (VLT) do ESO mostra uma pequena parte da bem conhecida nebulosa de emissão, NGC 6357, situada a cerca de 8.000 anos-luz de distância, na cauda da constelação austral do Escorpião. A imagem brilha com o característico tom vermelho de uma região H II, e contém uma enorme quantidade de hidrogênio gasoso excitado e ionizado.  As nuvens estão banhadas em intensa radiação ultravioleta, emitida principalmente pelo enxame estelar aberto Pismis 24, onde se encontram algumas estrelas azuis jovens de grande massa, que é re-emitida como radiação visível, com um distinto tom avermelhado.     O enxame propriamente dito está fora do campo de visão da imagem, a luz difusa está iluminando a nuvem na parte central direita da imagem. A imagem mostra um detalhe da nebulosa circundante, com uma mistura de gás, poeira escura e estrelas recém nascidas ou ainda em formação.
Fonte: ESO

Buraco negro ejeta jato de gás na galáxia M87

© Hubble (jatos ejetados por buraco negro)
 
Mais de treze anos de observações do Telescópio Espacial Hubble da NASA têm permitido aos astrônomos fazerem um filme em time-lapse de um jato de gás super aquecido com 5000 anos-luz de comprimento que está sendo ejetado de um buraco negro supermassivo no centro da gigantesca galáxia elíptica M87. O vídeo dá aos astrônomos um entendimento melhor de como os buracos negros ativos moldam a evolução das galáxias. Enquanto a matéria cai completamente dentro de um buraco negro e não pode escapar devido a enorme atração gravitacional, a maior parte do material se localiza primeiramente numa região na órbita do buraco negro conhecida como disco de acreção.
 
Acredita-se que campos magnéticos ao redor do buraco negro arrastam parte do gás ionizado, ejetando-os em jatos de altíssima velocidade.  Buracos negros supermassivos centrais são os componentes fundamentais em todas as grandes galáxias”, disse Eileen T. Meyer, do Space Telescope Science Institute (STScI) em Baltimore, Md., e principal autor desse novo estudo do Hubble. “A maior parte desses buracos negros são pensados como estando numa fase ativa, e os jatos energizados pelos buracos negros dessa fase ativa têm um papel fundamental na evolução das galáxias. Estudando os detalhes desse processo em galáxias mais próximas com um jato óptico, nós podemos esperar aprender mais sobre a formação das galáxias e sobre a física dos buracos negros de maneira geral”.
 
O filme do Hubble revela pela primeira vez que o rio de plasma dos jatos viajam em um movimento espiral. Esse movimento é considerado uma forte evidência de que o plasma pode viajar ao longo de um campo magnético que a equipe pensa que é enrolado como uma hélice. Acredita-se que o campo magnético surja do disco de acreção do material em rotação ao redor do buraco negro. Embora o campo magnético não possa ser observado, sua presença é inferida pelo confinamento do jato ao longo de um cone estreito emanando do buraco negro.
 
“Nós analisamos alguns anos de dados obtidos pelo Hubble de um jato relativamente próximo, que nos permitiu ver muitos detalhes”, disse Meyer. “A única razão que você vê o jato distante em movimento em poucos anos, é porque ele está viajando a altíssima velocidade. Meyer descobriu evidências para suspeitar da estrutural helicoidal do campo magnético em alguns locais ao longo do jato. Na parte externa do jato da M87, por exemplo, uma brilhante aglomeração de gás, chamada de nó B, parece fazer um movimento de zig e zag, como se estivesse se movendo ao longo de uma espiral. Algumas outras aglomerações de gás ao longo do jato também parecem fazer um loop ao redor de uma estrutura invisível.
 
“Observações passadas de jatos de buracos negros não podiam distinguir entre o movimento radial e o movimento lado a lado, assim elas não nos forneciam as informações detalhadas sobre o comportamento dos jatos”, explicou Meyer. A M87, reside no centro da vizinhança do aglomerado Virgo, com aproximadamente 2000 galáxias, localizado a 50 milhões de anos-luz de distância da Terra. O monstruoso buraco negro da galáxia é algumas bilhões de vezes mais massivo que o Sol. Em adição a isso, os dados do Hubble fornecem informações de por que o jato é composto de uma longa corrente de bolhas de gás, que parecem brilhar e apagar com o passar do tempo.
 
“A estrutura do jato é cheia de aglomerações. Seria esse um efeito balístico como o de balas de canhão arremessadas sequencialmente?”, pergunta Meyer. “Ou, existe alguma física particularmente interessante acontecendo ali, como uma onda de choque que é magneticamente dirigida?”
 
A equipe de Meyer encontrou evidência para ambos os cenários. “Nós encontramos coisas que se movem rapidamente”, disse Meyer. “Nós encontramos coisas que se movem lentamente. E nós encontramos coisas que são estacionárias. Esse estudo nos mostra que os aglomerados são fontes muito dinâmicas. A equipe de pesquisa gastou oito meses analisando 400 observações feitas com a Wide Field Planetary Camera 2 do Hubble e com a Advanced Camera for Surveys. As observações foram feitas entre 1995 e 2008. Alguns membros da equipe, contudo, observam a M87 por mais de 20 anos. Somente a visão extremamente aguçada do Hubble permitiu que a equipe de pesquisa pudesse medir o movimento do jato no céu por 13 anos.
 
A equipe de Meyer também mediu feições no plasma quente com uma resolução de 20 anos-luz de largura. É muito cedo para dizermos se todos os jatos gerados por buracos negros se comportam como o da M87. E por isso Meyer planeja usar o Hubble para estudar outros 3 jatos. “Sempre é perigoso ter somente um exemplo, pois ele pode ser exatamente o ponto fora da curva”, disse Meyer. “O buraco negro da M87 é a justificativa para observarmos mais jatos”.
 
Além de Eileen Meyer, os outros membros da equipe científica são William Sparks, John Biretta, Jay Anderson, Sangmo Tony Sohn, e Roeland van der Marel do STScI, Colin Norman da Universidade Johns Hopkins em Baltimore, Md., e Masnori Nakamura da Academia Sinica em Taipei, Taiwan.

A brilhante nebulosa planetária NGC 7027

A imagem a seguir mostra uma das mais brilhantes nebulosas planetárias no céu. Qual nome ela deveria ter?
Créditos da Imagem: Hubble Legacy Archive, ESA, NASA; Processing: Delio Tolivia Cadrecha

Descoberta pela primeira vez em 1878, a nebulosa NGC 7027 pode ser vista na direção da constelação do Cisne (Cygnus) com um telescópio padrão. Em parte pois ela aparece somente como um ponto indistinto, ela raramente é referida com um apelido. Quando foi imageada pela primeira vez com o telescópio espacial Hubble, contudo, grandes detalhes foram revelados. Estudando as imagens do Hubble da NGC 7027, os astrônomos puderam entender que ela é uma nebulosa planetária que começou a se expandir a aproximadamente 600 anos atrás, e que a nuvem de gás e poeira é incomumente massiva já que parece conter aproximadamente três vezes a massa do Sol. A foto acima, nas cores atribuídas, resolve algumas características, as camadas e as feições empoeiradas da NGC 7027 podendo lembrar os entusiastas do céu de algum ícone familiar que poderia ser usado para dar um nome informal para a nebulosa.
Fonte: apod.nasa.gov
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