17 de dez de 2013

Sistema estelar 'revela Canibalismo Cósmico

Imagem de Circinus X-1, que fica cerca de 24.000 mil anos-luz da Terra, na constelação Circinus. Crédito: X-ray: NASA / CXC / Univ. de Wisconsin-Madison / S. Heinz et al; Óptico: DSS; Radio: CSIRO / ATNF / ATCA
 
Circinus X-1 pode parecer um lugar sereno de longe, mas na realidade esta nebulosa gasosa é um local bastante movimentado. Dentro da nebulosa está uma estrela de nêutrons, que também é uma sobra da supernova que produziu o gás. Não só isso, mas a estrela de nêutrons tem uma companheira e de fato a “canibaliza”.  Circinus X-1 é excitante para os astrônomos porque demonstra como os sistemas são nos primeiros estágios após uma explosão de supernova. A nebulosa é uma criança em termos cósmicos, com um limite superior para a sua idade de apenas 4.500 anos.
 
“O fato de que nós temos essa remanescente, juntamente com a estrela de nêutrons e sua companheira significa que podemos testar todos os tipos de coisas”, afirmou Sebastian Heinz, professor de astronomia na Universidade de Wisconsin-Madison, que liderou a pesquisa. “Nossas observações resolvem uma série de quebra-cabeças, tanto sobre este objeto quanto a maneira como as estrelas de nêutrons evoluem depois que elas nascem. Por exemplo, a incomum órbita elíptica em que estas duas estrelas giram em torno uma da outra é exatamente o que você poderia esperar de um muito jovem binário de raios-X. “ Binários de raios-X são normalmente feitos em cima de um buraco negro ou uma estrela de nêutrons em companhia de uma estrela “normal”, como o nosso sol.
 
 Essa estrela não vai ficar normal para sempre, no entanto, já que ela está sujeita à gravidade muito intensa proveniente do buraco negro ou da estrela de nêutrons. No caso de Circinus X-1, parte de sua matéria está sendo puxada e aquecida, emitindo radiação em raios-X que são facilmente rastreáveis em todo o universo. Estudar este sistema estelar poderia não apenas ensinar os cientistas sobre a evolução estelar, mas sobre a natureza de estrelas de nêutrons. Uma coisa intrigante é que a estrela de nêutrons tem um campo magnético fraco, o que está de encontro com a teoria estabelecida. Mais estudos serão necessários para descobrir por que ele não é tão forte como o esperado.

Entendendo a matéria escura: os axions

Muitos de vocês provavelmente compreendem os conceitos básicos de um tipo indescritível de matéria chamada matéria escura, algo que é necessário para explicar diversas características anômalas do universo. As características mais proeminentes que a matéria escura explica são as lentes gravitacionais e a grande formação da estrutura observável na radiação cósmica de fundo. O ambíguo termo matéria “escura” reflete a nossa incapacidade de descobrir o que esta matéria é. No entanto, temos algumas ideias sobre do que esta forma de matéria poderia ser feita. Uma dessas partículas hipotéticas é chamada axion. Às vezes chamadas de neutrinos estéreis, essas partículas certamente não são uma ideia nova no campo da física de partículas.
 
O áxion foi proposto pela primeira vez em 1977. Estas partículas são descritas como sem rotação e sem carga. Além disso, elas interagem sensivelmente com a força forte e fraca, e têm uma massa magra (consideravelmente menor que a de um elétron). Saber o que constitui exatamente a matéria escura é bastante importante para a cosmologia, considerando que mais de 80% da matéria do universo é formada de matéria escura. Então, vamos dar um olhar mais aprofundada nos axions. Essa ideia vem de um experimento de 2004 envolvendo a junção S/ N/S de Josephson. Esta configuração é, basicamente, um circuito de dois supercondutores, separados por uma junção de metal fina e ligados a um sensor.
 
Os sinais elétricos não encontram resistência no material supercondutor até que brevemente viajam através de um metal fino, que está conectado ao sensor. Durante o experimento, os pesquisadores detectaram um inexplicável ruído de fundo. Recentemente, um físico teórico chamado Christian Beck fez uma previsão surpreendente: A matéria escura, na forma de axions, pode ser detectada nestes pequenos detectores, passando por estas configurações de junção S/N/S. De acordo com suas pesquisas, estes axions podem se condensar juntos, como condensados ​​de Bose-Einstein. Isto pode deixar um sinal detectável nas junções metálicas.
 
E de volta a 2004, a equipe que trabalhava no experimento pode ter detectado, sem saber, sinais de matéria escura em forma de axions (o estranho ruído de fundo). Beck calculou que, se isso fosse verdade, axions teriam que ter uma massa de 4 bilionésimos de um elétron. Em última análise, as experiências futuras irão nos dizer se essa previsão é verdadeira. Nesse meio tempo, devido à sua massa leve, é provável que os axions podem não ser a única forma de partícula de matéria escura. Então eu lhe pergunto o seguinte: você acha que esses axions, ou a matéria escura em geral, existe em nosso universo? Ou você é a favor de uma teoria modificada da gravidade?
Fonte: Mistérios do Mundo

Expansão do universo pode acontecer de forma extremamente simples

Quando a sopa é aquecida, ela começa a ferver. Quando o tempo e o espaço são aquecidos, um universo em expansão pode emergir, sem a necessidade de qualquer evento extraordinário como um “Big Bang”. Esta fase de transição entre um espaço vazio e sem graça para um universo em expansão contendo massa foi agora descrita matematicamente por uma equipe de pesquisa da Universidade de Tecnologia de Viena, na Áustria, juntamente com colegas da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, também nos EUA, e da Universidade de Edimburgo, na Escócia. A ideia por trás deste resultado é uma conexão notável entre a teoria quântica de campos e teoria da relatividade de Einstein. Todo mundo sabe das transições entre as fases líquida, sólida e gasosa da matéria. No entanto, os físicos Steven Hawking e Don Page já apontaram, em 1983, que o tempo e o espaço também podem sofrer uma transição de fase semelhante. Eles calcularam que um determinado espaço vazio pode se transformar em um buraco negro a uma temperatura específica.
 
Pode um processo similar a este criar todo um universo em expansão assim como o nosso? Daniel Grumiller, da Universidade de Tecnologia de Viena, pesquisou este assunto juntamente com colegas dos EUA e da Grã-Bretanha. Seus cálculos mostram que há realmente uma temperatura crítica em que um espaço-tempo plano e vazio se transforma em um universo em expansão com massa. “O espaço-tempo vazio começa a ferver, forma pequenas bolhas. Uma destas bolhas se expande e, eventualmente, domina todo o espaço-tempo”, explica Grumiller. Para que isso seja possível, o universo tem de rotacionar – ou seja, a receita para a criação do universo é fundamentalmente “aquecer e agitar”. Entretanto, a rotação necessária pode ser arbitrariamente pequena. Primeiramente, um espaço-tempo com apenas duas dimensões espaciais foi considerado.
 
“Mas não há nenhuma razão para que o mesmo não seja verdade para um universo com três dimensões espaciais”, diz Grumiller. O modelo de fase de transição não tem o objetivo de substituir a teoria do Big Bang. “Hoje, os cosmólogos sabem muito sobre o início do universo – não estamos desafiando suas descobertas. Estamos interessados ​​na questão de que as transições de fase são possíveis para o tempo e o espaço e como a estrutura matemática do espaço-tempo pode ser descrita”, explica. A nova teoria é o próximo passo lógico após a chamada “correspondência AdS-CFT”, uma conjectura apresentada em 1997, que influenciou fortemente as investigações fundamentais da física desde então. A correspondência descreve uma ligação peculiar entre as teorias da gravidade e a quântica de campos – duas áreas que, à primeira vista, não têm muito em comum.
 
Entretanto, em certos casos-limites, de acordo com a AdS-CFT, declarações de teorias quânticas podem ser traduzidas em afirmações sobre teorias gravitacionais e vice-versa. Isso é quase tão surpreendente quanto a ideia de se fazer declarações sobre uma pedra caindo no chão baseado no cálculo da temperatura de um gás quente. Duas áreas completamente diferentes estão sendo conectadas – mas funciona. Nesse tipo de correspondência, a teoria quântica de campos é sempre descrita em uma dimensão a menos do que a teoria gravitacional. Isso é chamado de “princípio holográfico”. Semelhante a um holograma bidimensional que pode representar um objeto tridimensional, uma teoria quântica de campos com duas dimensões espaciais pode descrever uma situação física em três dimensões.
 
Para fazer isso, os cálculos gravitacionais geralmente têm que ser feitos a partir de um espécie exótica de geometria: a chamada “anti-de Sitter”, que é bastante diferente da geometria plana com a qual estamos acostumados. Todavia, pesquisadores suspeitam de que pode haver uma versão semelhante do “princípio holográfico” para espaços-tempos planos. Por muito tempo, no entanto, não existia modelo algum capaz de mostrar isso. No ano passado, Daniel Grumiller e seus colegas conseguiram desenvolver um modelo deste tipo (em duas dimensões espaciais, para simplificar). Isto levou à questão atual: transições de fase em teorias quânticas de campo são bem conhecidas, mas, por razões de simetria, isto significaria que as teorias gravitacionais deveriam apresentar transições de fase também.
 
“No começo, este era um mistério para nós”, diz Daniel Grumiller. “Isto significaria uma fase de transição entre um espaço-tempo vazio e um universo em expansão. Para nós, isto soa extremamente improvável”. No entanto, foi exatamente isto que os cálculos mostraram. “Estamos apenas começando a entender estas incríveis relações de correspondência​​”, conta Grumiller. Quais novas ideias sobre nosso próprio universo podem resultar a partir desta descoberta é difícil dizer – apenas o espaço-tempo nos dirá.
Fonte: Hypecience.com
[Phys]

Nebulosa da Tarântula fotografada por Astrônomo Amado

O centro brilhante da Nebulosa da Tarântula é apresentado em tons de roxo nessa bela imagem acima. Também conhecida como 30 Doradus, ou NGC 2070, a Nebulosa da Tarântula está localizada na constelação do sul Dorado, a aproximadamente 160000 anos-luz de distância da Terra. A foto acima foi feita pelo ex-cientista da NASA Fred Herrmann de Huntsville, no Alabama e publicada em 1 de Dezembro de 2013. Ele usou um telescópio remotamente operado de 20 polegadas Planewave CDK, com uma câmera CCD FLI PL09000 (filtros de banda curta/RGB híbrido Há x 4, Oiii x 3, 3 x RGB), para capturar a visão desde Siding Springs, na Austrália. A Nebulosa da Tarântula tem um brilho tão intenso que faria sombra na noite se estivesse localizada na mesma distância da Grande Nebulosa de Orion, localizada a apenas 1300 anos-luz de distância. Algumas das estrelas mais brilhantes e mais massivas conhecidas estão localizadas no aglomerado estelar no centro da nebulosa”.
Fonte: http://www.space.com

O encolhimento de Mercúrio

© NASA/JHUAPL/Carnegie Institute of Washington (planeta Mercúrio)

Cientistas descobriram que o planeta mais próximo do Sol encolheu muito mais que se pensava anteriormente durante seu tempo de vida. Estudos de Mercúrio mostram que o planeta perdeu cerca de 11 quilômetros de diâmetro desde o flamejante nascimento do sistema solar há 4,5 bilhões de anos. Conforme se resfriava e contraía, o planeta ficou marcado por longas saliências curvadas parecidas com as rugas de uma maçã desidratada.   Um novo censo dessas saliências, chamadas de escarpas lobulares, encontrou mais delas que em qualquer momento do passado, e com uma aparência mais grave.

“A descoberta sugere que Mercúrio encolheu muito mais do que previa a estimativa anterior, que era de dois a três quilômetros,” explica Paul Byrne, cientista planetário da Carnegie Institution for Science em Washington. Ele apresentou os resultados em 9 de dezembro durante uma reunião da União Geofísica dos Estados Unidos em San Francisco, na Califórnia.  Os resultados ajudam a explicar como o enorme núcleo metálico de Mercúrio se resfriou no decorrer do tempo. Isso também pode finalmente reconciliar cientistas teóricos, que previram um grande encolhimento, com observadores que não encontravam evidências disso, até agora.
 
Os pesquisadores planetários discutem sobre as escarpas lobulares de Mercúrio desde que a sonda Mariner 10 passou três vezes pelo planeta em 1974 e 1975. Pesquisadores podem usar medidas de comprimento e altura das escarpas para calcular quanta redução planetária elas representam.   Esse encolhimento é produto da estranha composição de Mercúrio. A maior parte do planeta é composta por um grande núcleo, e assim ele teria arrefecido rapidamente enquanto o calor passava por sua superfície. Estudos de modelamento há muito sugerem que o planeta deveria ter encolhido entre 10 e 20 quilômetros durante seu tempo de vida, em contraste com os dois ou três quilômetros estimados a partir dos dados da Mariner 10.

As estimativas mais recentes vêm da sonda MESSENGER da NASA que fotografa e mede a topografia de Mercúrio. No ano passado, pesquisadores italianos usaram dados da MESSENGER cobrindo um quinto do planeta para mostrar que seu encolhimento provavelmente era maior que as estimativas da Mariner 10.    De acordo com Byrne, o trabalho mais recente, que cobriu o planeta inteiro, revelou muitas escarpas lobulares com relevo vertical acentuado. Além disso, o trabalho também revelou detalhes de outro tipo de elemento de superfície que pode estar relacionado ao encolhimento: “cristas” nas saliências, que são menos pronunciadas que a escarpas lobulares, mas que também podem ter se formado durante a contração.
 
 De acordo com Byrne, os dados das escarpas lobulares e das cristas das saliências combinados sugerem que o diâmetro de Mercúrio encolheu 11,4 quilômetros. Mesmo se ignorarmos as cristas das saliências, a contração fica em 10,2 quilômetros.    Esses números são plausíveis para pelo menos um cientista planetário que estudou o encolhimento de Mercúrio usando dados da Mariner 10 na década de 70. Jay Melosh, geólogo planetário da Purdue University em West Lafayette, no estado de Indiana, suspeita que pode haver ainda mais escarpas lobulares por lá.
Fonte: Astro News
Nature

O cometa Lovejoy sobre Quebec no Canadá

A foto acima mostra o Cometa Lovejoy pairando sobre Ile d’Orleans, em Quebec, na manhã do dia 8 de Dezembro de 2013. Apesar de muito anunciado e antecipado, o Cometa ISON, infelizmente falhou ao passar perto do Sol, já o Lovejoy (C/2013 R1), provou ser mais resistente. Esse período de longo período, descoberto em 9 de Setembro de 2013, pelo astrônomo amador Terry Lovejoy está atualmente se movendo através da constelação de Hercules. Ele talvez é o cometa mais brilhante de 2013, embora esteja agora se apagando e seja visível melhor através de binóculos. Se você estiver no hemisfério norte, procure-o alto no céu, pouco antes do amanhecer. Pode-se notar que a cor azul esverdeada mostrada nessa imagem do envelope externo do Cometa Lovejoy, se deve à presença de moléculas de carbono (C2).
Fonte: http://epod.usra.edu




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