22 de abr de 2014

Astrónomos descobrem primeiro binário "Auto-Lente"

Imagem do Sol, usada para simular o efeito de lente gravitacional de uma anã branca sobre uma estrela parecida à nossa. Crédito: NASA

O que parecia à primeira vista uma espécie de planeta de cabeça para baixo, em vez disso revelou um novo método para o estudo de sistemas estelares binários, descoberto por um estudante de astronomia da Universidade de Washington. Trabalhando com o astrónomo Eric Agol da mesma universidade, o doutorando Ethan Kruse confirmou o primeiro sistema binário de "auto-lente" - um sistema onde a massa da estrela mais próxima pode ser medida pela forma como poderosamente amplia a luz da sua estrela companheira mais distante. Embora o nosso Sol esteja sozinho, cerca de 40% das estrelas do seu tipo encontram-se em sistemas binários (duas estrelas) ou múltiplos, orbitando as suas companheiras numa dança gravitacional.

A descoberta de Kruse confirma a previsão de um astrónomo que em 1973, com base em modelos de evolução estelar da época, afirmou que tal sistema deveria ser possível. O artigo de Kruse e Agol foi publicado na edição de 18 de Abril da revista Science. Tal como tantas descobertas interessantes, esta aconteceu em grande parte por acidente. Os astrónomos detectam planetas demasiado longe para observação directa pelo escurecimento na luz quando um mundo passa em frente, ou transita, a sua estrela-mãe. Kruse procurava trânsitos que outros podiam ter perdido em dados do telescópio espacial Kepler, quando viu algo no sistema binário KOI-3278 que não fazia sentido.

"Encontrei o que essencialmente parecia ser um planeta virado de cabeça para baixo," comenta Kruse. "O que normalmente esperamos encontrar é uma diminuição de brilho, mas o que vemos neste sistema é basicamente o oposto - parece um anti-trânsito." As duas estrelas de KOI-3278, a cerca de 2600 anos-luz na direcção da constelação de Lira, revezam-se uma à outra como estrela mais próxima da Terra (no contexto do sistema) à medida que se orbitam a cada 88,18 dias. Estão separadas por aproximadamente 69 milhões de quilómetros, mais ou menos a distância do planeta Mercúrio ao Sol (no afélio). A anã branca, uma estrela que se pensa estar no final da sua vida, tem o tamanho da Terra mas é 200.000 vezes mais massiva.

Este aumento no brilho, em vez da diminuição que Kruse esperava ver, era a anã branca que curvava e ampliava a luz da sua vizinha mais distante através de lentes gravitacionais, como se fosse uma lupa. A ideia base é bastante simples," realça Agol. "A gravidade deforma o espaço e o tempo e à medida que a luz viaja para nós, ela curva-se, muda de direcção. Assim, qualquer objecto gravitacional - qualquer coisa com massa - actua como uma lupa," apesar de fraca. "Precisamos de grandes distâncias para que seja eficaz."

"O facto mais interessante, neste caso, é que o efeito de lente gravitacional é tão forte que somos capazes de medir a massa da anã branca mais próxima. E em vez de se obter uma diminuição de brilho, obtemos um aumento graças à ampliação gravitacional. Esta descoberta melhora pesquisas em 2013 pelo Instituto de Tecnologia da California, que detectaram um efeito de auto-lente semelhante, mas sem o aumento de brilho, porque as duas estrelas estudadas estavam muito mais próximas uma da outra. "O efeito neste sistema é muito mais forte," realça Agol. "Quanto maior a distância, maior o efeito."

As lentes gravitacionais são ferramentas comuns na astronomia. Já foram usadas para detectar planetas em torno de estrelas distantes na Via Láctea, e foram dos primeiros métodos usados para confirmar a teoria geral da relatividade de Albert Einstein. Lentes dentro da Via Láctea, como esta, são chamadas de microlentes. Mas, até agora, o processo tinha sido usado apenas em casos fugazes de uma estrela próxima e uma estrela distante, sem estarem associadas de outra forma, apenas alinhadas por sorte (a partir da perspectiva da Terra) antes de se separarem novamente.

"É muito improvável," acrescenta Agol. "À medida que essas duas estrelas viajam pela Galáxia, nunca voltarão a estar alinhadas, por isso vemos o efeito de microlente apenas uma vez e nunca mais se repete. Neste caso, porém, tendo em conta que as estrelas orbitam-se uma à outra, repete-se a cada 88 dias. As anãs brancas são importantes para a astronomia e são usadas como indicadores da idade da Galáxia. Basicamente "brasas" de estrelas queimadas, as anãs brancas arrefecem a um ritmo específico ao longo do tempo. Com esta lente, os astrónomos podem aprender com muito mais precisão qual a sua massa e temperatura, e observações de acompanhamento podem revelar o seu tamanho. Ao expandir o conhecimento das anãs brancas, os astrónomos ficam um passo mais perto de melhor refinar a idade da Via Láctea.

"Esta é uma conquista muito importante para um estudante de pós-graduação," realça Agol. Os dois pediram tempo de observação com o Hubble para estudar KOI-3278 em mais detalhe, e para ver se existem outros sistemas binários como este à espera de serem descobertos nos dados do Kepler. "Se ninguém viu este, podem também existir muitos outros que ninguém viu," conclui Kruse.
Fonte: Astronomia On-Line

O Massivo aglomerado de galáxias El Gordo

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O objeto mostrado na imagem acima é extremamente grande e massivo. Esse objeto é na verdade um aglomerado de galáxias conhecido oficialmente como ACT-CL J0102-4915, e é um dos maiores e mais massivos objetos conhecido pelo homem no universo visível. Carinhosamente conhecido como El Gordo, o aglomerado está localizado a 7 bilhões de anos-luz de distância, com um z=0.87, se espalha por cerca de 7 milhões de anos-luz e tem uma massa equivalente a um milhão de bilhão de sóis. A imagem acima do El Gordo é uma composição feita com dados na luz visível registrados pelo Telescópio Espacial Hubble, e dados de raios-X obtidos pelo Observatório Chandra, mostrando o gás quente em rosa, e um mapa gerado por compitador mostrando a distribuição mais provável da matéria escura, em azul, calculado a partir das distorções de lentes gravitacionais das galáxias que estão em segundo plano. Quase todos os pontos brilhantes observados na imagem acima são galáxias. A distribuição da matéria escura mostrada em azul escuro, indica que o aglomerado está no meio do estágio de uma colisão entre dois grandes aglomerados de galáxias. Uma inspeção cuidadosa da imagem revelará uma galáxia quase que na vertical que aparece de forma comprida, pouco comum. Essa galáxia está na verdade bem mais longe em segundo plano e tem sua imagem assim estirada devido a ação da lente gravitacional do aglomerado massivo.

A Massiva Galáxia Espiral NGC 2841

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Ela é uma das galáxias mais massivas de que se tem conhecimento. Localizada a 46 milhões de anos-luz de distância da Terra, a galáxia espiral NGC 2841 pode ser encontrada na constelação do céu do norte de Ursa Major. Essa imagem nítida dessa maravilhosa ilha do universo mostra em destaque o núcleo amarelo e o disco galáctico. Linhas de poeira, pequenas e rosadas regiões de formação de estrelas, e jovens aglomerados de estrelas azuis estão mergulhados nos braços espirais apertados da galáxia. Em contraste, muitas outras galáxias espirais exibem, braços espirais mais amplos com grandes regiões de formação de estrelas. A NGC 2841 tem um diâmetro de mais de 150000 anos-luz, sendo maior que a Via Láctea. A imagem acima é uma composição de exposições feitas pelo Telescópio Espacial Hubble e pelo Telescópio Subaru de 8.2 metros de diâmetro. As imagens em raios-gamma feitas da galáxia sugerem que ventos e explosões estelares estão criando uma pluma de gás quente que se estende num halo ao redor da a NGC 2841.

Uma deslumbrante região do Universo

Fred, Ginger e CLASS B1608 656
Uma imagem de um aglomerado de galáxias feita pelo telescópio espacial Hubble nos presenteia com uma impressionante seção do Universo, mostrando objetos em diferentes distância e em diferentes estágios da história cósmica. A distância varia desde vizinhos cósmicos próximos até objetos que são observados nos anos iniciais do Universo. A exposição registrou objetos um bilhão de vezes mais apagados do que aqueles que podem ser observados a olho nu. Essa nova imagem do Hubble apresenta uma impressionante variedade de objetos em diferentes distâncias de nós, estendendo por mais da metade do que se conhece até hoje o limite do Universo observável.

As galáxias que aparecem nessa imagem localizam-se na sua maiores a cerca de cinco bilhões de anos-luz da Terra, mas o campo também contém outros objetos, tanto significantemente mais próximos como bem mais distantes. Estudos dessa região do céu têm mostrado que muitos dos objetos que parecem estar localizados próximos podem na verdade estarem separados por bilhões de anos-luz. Isso ocorre porque alguns agrupamentos de galáxias localizam-se na mesma linha de visão, criando um tipo de ilusão óptica. A seção do Hubble é completada por imagens distorcidas de galáxias distantes localizadas em segundo plano na imagem.

Esses objetos algumas vezes são distorcidos devido a um processo conhecido como lente gravitacional, uma técnica extremamente valiosa na astronomia para se estudar objetos muito distantes. Esse efeito de lente é causado pela distorção do contínuo espaço-tempo por galáxias massivas localizadas perto da nossa linha de visão com relação aos objetos distantes. Uma lente gravitacional pode amplificar a luz que vem de objetos distantes, permitindo telescópios como o Hubble ver os objetos que seriam demasiado fraco e longínquo. Este efeito será explorado durante a campanha de observação Frontier Fields, que visa combinar o poder do Hubble com a amplificação natural causado pela forte lente gravitacional de aglomerados de galáxias distantes, para estudar o passado do Universo.

Um desses sistemas de lente visível aqui é chamado de CLASS B1608+656, que aparece como um pequeno loop no centro da imagem. Ele apresenta duas galáxias em primeiro plano distorcendo e amplificando a luz de um quasar distante conhecido como QSO-160913+653228. A luz desse brilhante disco de matéria, que está atualmente caindo em um buraco negro, demorou nove bilhões de anos para chegar até nós, ou seja, dois terços da idade do Universo. Além do CLASS B1608+656, os astrônomos identificaram duas outras lentes gravitacionais dentro dessa imagem. Duas galáxias, denominadas Fred e Ginger, em homenagem aos pesquisadores que as estudaram, que contém massa suficiente para visivelmente distorcer a luz de objetos localizados além dela.

Fred, também conhecida de maneira mais prosaica como [FMK2006] ACS J160919+6532, localiza-se perto das galáxias na lente em CLASS B1608+656, enquanto Ginger ([FMK2006] ACS J160910+6532) está muito mais perto de nós. Apesar da diferença em distância da Terra, ambas podem ser vistas perto do CLASS B1068+656 na região central dessa imagem do Hubble. Para captar objetos distantes e apagados como esses, o Hubble necessita de uma longa exposição. A imagem acima é feita com observações no visível e no infravermelho com um tempo total de exposição de 14 horas.
Fonte: NASA

Descoberto primeiro exoplaneta habitável do tamanho da Terra

Kepler-186f orbita estrela anã a cerca de 500 anos-luz da Terra. Sua distância do astro permite que tenha água em estado líquido.
Cientistas descobriram o primeiro planeta fora do Sistema Solar de tamanho semelhante ao da Terra e onde pode existir água em estado líquido, o que o torna habitável. A descoberta reforça a possibilidade de encontrar planetas similares à Terra na nossa galáxia, a Via Láctea, segundo uma equipe internacional de astrônomos. "É o primeiro exoplaneta do tamanho da Terra encontrado na zona habitável de outra estrela", destaca Elisa Quintana, astrônoma do centro de pesquisas Ames, da NASA, que ficou à frente da pesquisa.

"O que torna esta descoberta algo particularmente interessante é que este planeta, batizado de Kepler-186f, tem o tamanho terrestre e está em órbita ao redor de uma estrela classificada como anã, menor e menos quente do que o Sol, na zona temperada onde a água pode ser líquida", afirmou. Considera-se que esta zona seja habitável poque a vida como a conhecemos tem possibilidades de se desenvolver naquele ambiente, segundo os pesquisadores. Para Fred Adams, professor de Física e Astronomia da Universidade de Michigan, "trata-de de um passo importante na busca para descobrir um exoplaneta idêntico à Terra".

Nos últimos vinte anos foram detectados cerca de 1.800 exoplanetas, dos quais cerca de vinte orbitam ao redor de sua estrela em uma zona habitável. Mas esses planetas são muito maiores do que a Terra e, por isso, é difícil, devido ao seu tamanho, determinar se são de composição gasosa ou rochosa. Segundo modelos teóricos sobre a formação planetária, estabelecidos a partir de observações, os planetas que têm raio 1,5 vez inferior ao da Terra têm poucas chances, por causa do seu tamanho, de acumular uma atmosfera espessa como os planetas gasosos gigantes do nosso Sistema Solar.

"Nestes anos aprendemos que há uma transição líquida entre os exoplanetas cujo raio é 1,5 vez o da Terra", explica Stephen Kane, um astronauta da Universidade de San Francisco, co-autor da descoberta. Quando o raio é entre 1,5 e 2 vezes o do raio terrestre, os planetas são grandes o suficiente para acumular uma atmosfera espessa de hidrogênio e hélio", acrescentou. O exoplaneta Kepler-186f tem raio 1,1 vez maior do que o da Terra e entra na categoria de planetas rochosos característicos do Sistema Solar, como Terra, Marte e Vênus.

"Levando em conta o pequeno tamanho do planeta, tem grandes possibilidades de ser rochoso e ter uma atmosfera. Se essa atmosfera oferecer boas condições, a água pode existir em estado líquido na superfície. Para se ter certeza de que é realmente rochoso, seria preciso obter a massa do planeta, o que não é possível com os instrumentos atuais", explica Emelie Bolmont, pesquisadora da Universidade de Bordeaux, França, que participou da descoberta.

O Kepler-186f está em um sistema estelar situado a 490 anos-luz do Sol (um ano luz = 9,46 trilhões de quilômetros) e conta com outros cinco planetas, todos de tamanho parecido com o da Terra, mas situados fora da zona habitável. Em novembro de 2013, os astrônomos consideraram que existem bilhões de planetas de tamanho terrestre potencialmente habitáveis. Essa conclusão se baseia nas observações do telescópio espacial Kepler, lançado em 2009 para esquadrinhar mais de 100 mil planetas similares ao nosso e situados nas constelações de Cisne e Lira.
Fonte: Science

Um estudo em escarlate

Esta nova imagem obtida no Observatório de La Silla do ESO, no Chile, revela uma nuvem de hidrogénio chamada Gum 41. No seio desta nebulosa pouco conhecida, estrelas luminosas, quentes e jovens, emitem radiação que faz brilhar o hidrogénio circundante num caraterístico tom escarlate. A região do céu austral na constelação do Centauro acolhe muitas nebulosas brilhantes, cada uma associada a estrelas quentes recém nascidas que se formaram das nuvens de hidrogénio gasoso. A intensa radiação emitida pelas estrelas jovens excita o hidrogénio que resta, fazendo com que este brilhe na cor vermelha típica das regiões de formação estelar. Outro exemplo famoso do mesmo fenómeno pode ser observado na Nebulosa da Lagoa, uma enorme nuvem que brilha em semelhantes tons escarlates.

A nebulosa que vemos na imagem situa-se a cerca de 7300 anos-luz de distância da Terra. Foi descoberta pelo astrónomo australiano Colin Gum em fotografias obtidas no Observatório de Mount Stromlo, próximo de Canberra. Gum incluiu este objeto no seu
catálogo de 84 nebulosas de emissão, publicado em 1955. Gum 41 é, na realidade, uma pequena parte de uma estrutura muito maior chamada Nebulosa Lambda Centauri, também conhecida pelo nome mais exótico de Nebulosa da Galinha Fugitiva (outra parte da qual foi o tópico da nota de imprensa. Gum morreu tragicamente em 1960, ainda novo, num acidente de esqui na Suíça.Nesta imagem da Gum 41, as nuvens parecem ser muito espessas e brilhantes, no entanto não é este o caso. Se um hipotético viajante espacial passasse pelo meio desta nebulosa, muito provavelmente nem o notaria.

É que, mesmo de muito perto, a nebulosa apresenta-se ténue demais para poder ser detectada com o olho humano, facto que ajuda a perceber como é que um objeto tão grande apenas foi descoberto em meados do século XX - a sua radiação expande-se de modo muito ténue e o brilho vermelho não se consegue observar adequadamente no domínio óptico. Esta nova imagem da Gum 41 - provavelmente uma das melhores obtidas até agora - foi criada a partir de dados do instrumento Wide Field Imager (WFI), montado no telescópio MPG/ESO de 2,2 metros, no Observatório de La Silla, no Chile. Trata-se de uma combinação de imagens captadas através de três filtros de cor (azul, verde e vermelho) e de um filtro especial que capta a radiação vermelha emitida pelo hidrogénio.
Fonte: ESO

Nascimento de uma nova lua em Saturno?

possível formação de nova lua de Saturno
A sonda Cassini da NASA tem documentado a formação de um pequeno objeto congelado dentro dos anéis de Saturno que pode ser uma nova lua do gigante gasoso, e pode também fornecer pistas para a formação das luas já conhecidas do planeta. Imagens feitas pela câmera de ângulo restrito da sonda Cassini, em 15 de Abril de 2013, mostram distúrbios na borda do Anel A de Saturno, o mais externo dos brilhantes anéis. Um desses distúrbios é um arco, cerca de 20% mais brilhante do que o ambiente ao redor, que tem cerca de 1.200 quilômetros de comprimento e 10 quilômetros de largura. Os cientistas também encontraram protuberâncias incomuns no perfil normalmente suave  da borda do anel. Os cientistas, acreditam que o arco e as protuberâncias sejam causadas pelos efeitos gravitacionais de um objeto próximo.

Não é esperado que o objeto cresça mais, e na verdade ele pode até se partir. Mas o processo da sua formação e o seu movimento contribui para o nosso entendimento sobre como as luas congeladas de Saturno, incluindo Titã e Encélado, possam ter se formado em anéis muito massivos a muito tempo atrás. Esses estudos também fornecem ideias sobre como a Terra e os outros planetas no nosso Sistema Solar, se formaram e migraram para longe do Sol. “Nós nunca tínhamos visto algo assim antes”, disse Carl Murray da Queen Mary University de Londres, e o principal autor do artigo que descreve a descoberta. “Nós podemos estar olhando para o ato de nascimento, onde esse objeto está apenas deixando os anéis e saindo para ser uma lua propriamente dita”.

O objeto, informalmente chamado de Peggy, é muito pequeno para ser visto nas imagens. Os cientistas estimam que ele tenha provavelmente não mais do que um quilômetro de diâmetro. As luas congeladas de Saturno variam de tamanho dependendo da sua proximidade com o planeta, quanto mais distante do planeta maiores elas são. E muitas luas de Saturno são compostas primariamente de gelo, já que são as partículas que formam os anéis. Com base nesses fatos, e outros indicadores, os pesquisadores propuseram recentemente que as luas congeladas se formam de partículas dos anéis e então se movem para longe do planeta, fundindo com outras luas no caminho.

“Testemunhar o possível nascimento de uma pequena lua, é algo animador, e um evento inesperado”, disse Linda Spilker, cientista de projeto da Cassini no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, em Pasadena, na Califórnia. De acordo com Spilker, a órbita da Cassini será movida para mais perto da borda externa do Anel A no final de 2016 e fornecerá assim, uma oportunidade para se poder estudar Peggy em mais detalhe e até mesmo, quem sabe, fazer imagens do pequeno satélite.

É possível que o processo de formação de luas nos anéis de Saturno tenha terminado com Peggy, já que os anéis estão agora, muito depletados para gerar novas luas. Como provavelmente esse processo não será observado novamente, Murray e seus colegas estão tirando das observações tudo que eles podem aprender. A teoria diz que Saturno a muito tempo atrás tinha um sistema de anéis mais massivo capaz de gerar grandes luas”, disse Murray. “À medida que as luas se formaram perto da borda, elas exauriram os anéis e evoluíram, assim, as que se formaram primeiro são as maiores e mais distantes”. Detalhes das observações foram publicados na edição de 14 de Abril de 2014 da revista Icarus.
Fonte: NASA
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