18 de fev de 2014

Um coração na escuridão

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Essa imagem do Observatório de Raios-X Cahndra do jovem aglomerado estelar NGC 346, destaca uma nuvem em forma de coração aquecida a 8 milhões de graus Celsius na região central. Evidências de rádio telescópios, ópticos e ultravioletas, sugerem que a nuvem quente, que tem cerca de 100 anos-luz de diâmetro, é a parte remanescente da explosão de uma supernova que aconteceu a milhares de anos atrás. A progenitora poderia ter sido uma companheira de uma estrela jovem massiva que é responsável pela brilhante fonte de raios-X na parte superior central da imagem.

Essa estrela jovem, a HD 5980, uma das mais massivas conhecida, tem sido observada, passando por dramáticas erupções observadas durante a última década. Um modelo alternativo para a origem da nuvem quente é que as erupções da HD 5980 ocorridas a muito tempo atrás produziram a nuvem de gás quente, de uma maneira similar ao que acontece com a nuvem de gás observada ao redor da massiva Eta Carinae. Observações futuras serão necessárias para decidir qual dos modelos é o correto. Até lá, a natureza do coração na escuridão continuará misteriosa.

Poderia um acelerador de partículas “turbinado” destruir a Terra?

O acelerador de partículas chamado Colisor Relativístico de Íons Pesados (RHIC, na sigla em inglês), do Laboratório Nacional Brookhaven, Estados Unidos, é o segundo maior do mundo, atrás apenas do Grande Colisor de Hádrons (LHC), na Suíça.
19fkljif0k8b2jpgQuando construído, o plano era usá-lo por 10 anos. Agora, 5 anos depois do “fim do prazo de validade”, ele vai receber uma atualização que vai permitir que aumente em 20 vezes o número de colisões além do que foi projetado, operando a uma luminosidade 18 vezes maior. A luminosidade, neste caso, é a razão entre interações detectadas em relação ao diâmetro da região de reações. Em outras palavras, ele será capaz de detectar 18 vezes mais interações. Parece uma coisa boa, mas nem todo mundo pensa assim. O professor de direito Eric E. Johnson, da Universidade da Dakota do Norte (EUA), e Michael Baram, outro professor de direito na Universidade de Boston (EUA), acham que os físicos deveriam analisar se o colisor continuará sendo seguro após a atualização. O receio deles é que, ao trabalhar com um número maior de energia e colisões, as chances da criação de microburacos negros e de strangelets aumente. Os strangelets são uma forma hipotética de matéria de quarks que, nas condições corretas, poderiam iniciar um processo de reação em cadeia que transformaria tudo que tocassem em matéria estranha, eventualmente tornando a Terra em uma esfera hiperdensa com algumas centenas de metros de diâmetro.

O curioso é que, pela teoria, a produção de strangelets pede energias menores que as energias máximas que os colisores estão acostumados a trabalhar, e o RHIC, projetado para funcionar na faixa dos 100 GeV, tem feito experimentos na faixa dos 7,3 GeV por longos períodos de tempo. Outro receio é que o RHIC ou outro colisor qualquer acabe criando um microburaco negro. Bastante assustador, não?  Se você acha que já viu alguma discussão parecida no passado, você está absolutamente certo. Quando o LHC estava sendo finalizado, os físicos e cientistas tiveram que parar tudo e provar na ponta do lápis que ele era seguro, e que não destruiria a Terra. Os mesmos advogados que tentaram pará-lo agora estão querendo uma reavaliação da segurança do RHIC.

Mas o que há de real nestas ameaças? Esquecendo por um instante que os estrangelets são elementos hipotéticos, e que miniburacos negros, mesmo que existam e sejam gerados por algum acelerador de partículas não conseguiriam absorver matéria a uma taxa que os tornasse perigosos ao planeta, existe algum risco de abrirmos uma caixa de Pandora da ciência? Não. Na própria natureza existem fenômenos semelhantes aos criados por aceleradores de partículas e colisores, e ainda estamos seguros. Por exemplo, toda vez que uma estrela explode, ela acaba acelerando partículas a velocidades e energias muito maiores do que dos nossos aceleradores de partículas, e estas partículas viajam pelo universo praticamente sem perder energia até atingir algum planeta, colidindo com as moléculas na atmosfera deste planeta.

Nosso planeta é bombardeado constantemente por prótons, nêutrons, neutrinos, e outras partículas a velocidades fantásticas que nossos físicos só sonham em fazer algum dia, gerando uma chuva de sub-partículas que acabam se transformando em outras e sendo absorvidas ou sumindo por aí. A ciência já sabe disso há muito tempo, e importantes descobertas foram feitas no alto de montanhas, quando ainda não tínhamos aceleradores de partículas. Um dos físicos brasileiros mais famosos, César Lattes, descobriu o méson-pi desta forma.

Considerando que a Terra existe há pelo menos 4,5 bilhões de anos e ainda não foi transformada em uma esfera de matéria estranha superdensa, é de se supor que as condições para que isto aconteça são extremamente raras. Tão raras que um acelerador de partículas funcionando por 1.000 anos jamais conseguiria produzi-las. Por outro lado, pode ser que neste mesmo momento tenha começado uma reação em cadeia no nosso sol, e ele vá se transformar em uma esfera superdensa de matéria estranha em algumas horas. Quem sabe?
Fonte: Hypescience .com

Jatos de gases em galáxia ativa desafiam modelo astrofísico

a galáxia NGC 5929 interage com a vizinha NGC 5930
O modelo astrofísico que explica o comportamento da região central de galáxias com núcleo ativo pode precisar ser reformulado após a observação de ejeção de gases em direção diferente da conhecida no centro da galáxia espiral NGC 5929. Nessa galáxia há um buraco negro supermassivo, com massa superior à de milhões de sóis. O fenômeno inédito foi medido por astrofísicos das universidades federais de Santa Maria (UFSM) e do Rio Grande do Sul (UFRGS). Eles usaram o telescópio Gemini Norte com espelho de oito metros de diâmetro e instalado no Havaí (EUA) para capturar imagens que mostram o gás sendo expelido ao longo do plano do disco de acreção, estrutura formada por material difuso em rotação, como gases e poeira, ao redor do buraco negro.

Esse fenômeno ocorre em galáxias com núcleo ativo, classificação dada àquelas em cuja região central um buraco negro devora todo gás, matéria e até a luz ao seu redor. Apenas 10% das galáxias conhecidas são assim. Já sabíamos que jatos de partículas eram lançados perpendicularmente ao disco de acreção e que os outflows (jatos de gás que saem do centro da galáxia) acompanham a direção desse fluxo. No entanto, o nosso grupo registrou um outflow perpendicular ao jato de partículas, portanto ao longo do plano do disco de acreção, ao contrário do que os modelos para os núcleos de galáxias ativas sugerem”, explica Thaisa Storchi Bergmann, coordenadora do projeto e chefe do Departamento de Astrofísica e Astronomia do Instituto de Física da UFRGS.

A luz proveniente do disco de acreção ao redor do buraco negro da NGC 5929 não é diretamente visível da Terra devido à orientação com que vemos a galáxia, vê-se o disco de perfil. Este posicionamento faz com que uma estrutura presente nas galáxias ativas, formada por nuvens de gás molecular e poeira cósmica (a toroide de poeira) bloqueie a visão da luz que sai do disco de acreção. A tese de que esses cinturões de poeira cósmica seriam estruturas estáticas, impenetráveis, perde força frente aos resultados obtidos pelos brasileiros, uma vez que foi observada uma ejeção de gás atravessando, ou empurrando, essa camada que pode fazer parte do que os astrofísicos chamam de “outflow equatorial”.

Para o astrofísico Rogemar André Riffel, professor do Departamento de Física da UFSM e primeiro autor do artigo, a medição do fenômeno acrescenta mais uma peça ao quebra-cabeças que pode ajudar a explicar a evolução das galáxias no Universo. “Observamos na prática a aplicação dos novos modelos astrofísicos que sugerem outflows equatoriais ao longo do disco de acreção. Nosso resultado confronta modelos tanto no caso da ejeção de matéria quanto de toroides em torno dos buracos negros”, diz.

A NGC 5929 é uma galáxia ativa da classe Seyfert, cujo buraco negro emite muito mais radiação e energia do que todas as suas estrelas juntas. Além disso, a NGC 5929 também interage intensamente com sua vizinha NGC 5930, com quem deve colidir daqui a alguns milhões de anos. Tudo isso acontece a 140 milhões de anos-luz da Terra, na direção da constelação do Boieiro, cuja estrela mais brilhante é Arcturus. Compreender como a NGC 5929 se formou e o papel da influência da NGC 5930 em sua evolução pode ajudar na projeção do futuro da nossa própria galáxia, a Via Láctea, segundo conta Rogério Riffel, professor do Departamento de Astronomia da UFRGS, outro coautor do estudo.

Atualmente em rota de colisão com Andrômeda, a Via Láctea não é do tipo Seyfert, mas pode vir a ser. Segundo os astrofísicos, a aproximação de Andrômeda poderá provocar atividade no núcleo da Via Láctea, deslocando gás para o centro até que ele seja capturado e engolido pelo buraco negro que existe ali. Isto causaria a formação de um disco de acreção, capaz de produzir jatos de partículas, outflows de gás e emitir radiação. Mas ainda não há motivos para preocupação: o encontro entre as duas galáxias é estimado para daqui a cerca de 4 bilhões de anos.

A descoberta feita pelo grupo anima astrofísicos que atuam no país. Para a pesquisadora Zulema Abraham, do Instituto de Astronomia da Universidade de São Paulo (IAG-USP), o trabalho é muito relevante. “São muito interessantes os resultados alcançados pelos meus colegas do Sul, porque suas observações demonstraram, por meio de medições da velocidade do gás perto do núcleo, que o disco de acreção da NGC 5929 está em pleno processo de expansão”, avalia a especialista.
Um artigo intitulado An outflow perpendicular to de radio jet in the Seyfert nucleus of NGC 5929 foi publicado no The Astrophysical Journal.
Fonte: Astro News
Fapesp
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