23 de abr de 2014

O fluxo escuro é real?

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Se o universo não for homogéneo e isotrópico em larga escala, violará o Principio Cosmológico, como já se discutiu aqui, no contexto das abundâncias primordiais de lítio e na possibilidade de vivermos num “grande vazio local”. Procura afastar-se assim a necessidade da existência de energia escura: numa região do espaço-tempo com subdensidade de massa-energia em relação à vizinhança, tudo parecerá ter uma crescente aceleração para as regiões de maior curvatura do espaço-tempo. Há grandes vazios cósmicos, como o de Eridano, mas são compatíveis com as observações da radiação de micro-ondas de fundo cósmico (CMBR, na sigla inglesa). No nosso Grupo Local de galáxias, observamos também que a galáxia de Andrómeda irá colidir com a nossa no futuro distante. Esta velocidade ou movimento peculiar local não invalida, porém, que, em larga escala, o universo esteja em expansão nas regiões onde a gravidade não domina, como no Grupo Local.

Se o Universo se expandisse mais numa direção do que noutra, isso implicaria falta de homogeneidade cósmica, com vastas consequências para a energia escura. A ideia é similar à existência de uma corrente num rio: pode nadar-se mais depressa na direção da corrente do que contra ela. Se vivermos num eixo preferencial, então a energia escura será apenas uma ilusão devida a este fluxo “escuro”, como lhe chamou o astrónomo Alexander Kashlinsky. Desde 2008, a equipa de Kashlinsky publicou estudos da CMBR em amostras de mais de 700 enxames galácticos, identificados pela sua emissão de raios X.

O efeito de Sunyaev-Zel’dovich (SZ) baseia-se no espalhamento inverso de Compton, no qual a CMBR pode sofrer “azulamento” por interação com eletrões energéticos provenientes de gás intergaláctico quente. O efeito SZ térmico é mais fácil de observar do que o SZ cinemático, também conhecido como efeito de Ostriker-Vishniac (OV), pois este último resulta do deslocamento em larga escala dos eletrões numa direção preferida. Observando um grande número de enxames, procurou-se assim amplificar o efeito OV, que nunca tinha sido medido antes. Os resultados têm sido muito badalados, pois apontam para uma enorme aceleração preferencial dos enxames na direção de uma área de cerca de 20 graus entre as constelações do Centauro e da Vela.

As explicações mais dramáticas para o fluxo escuro apontam para estruturas existentes (ou efeitos de estruturas que terão existido) para além do nosso universo observável, que serão remanescentes de períodos anteriores à última superfície de espalhamento (quando o universo se tornou transparente à luz, cerca de 380 mil anos depois do Big Bang). Seja qual for a causa deste putativo fluxo escuro, a ser real, ele representará uma enorme falta de homogeneidade no universo primitivo, a explicar talvez pelas teorias inflacionárias.

Estas observações do efeito OV são anisotropias secundárias sobre as anisotropias principais da CMBR (estas devidas a flutua­ções de densidade de massa-energia “gravadas” no universo primitivo), que importa filtrar e tratar muito bem estatisticamente. Os críticos do fluxo escuro apontam para falhas no tratamento dos erros experimentais, dizendo que se está a dar demasiado peso aos erros dos detetores, ao mesmo tempo que se não contabilizam bem os erros das anisotropias principais da CMBR. Estas seriam a causa principal do aparente fluxo escuro: ao não serem corretamente levadas em conta nos dados, levariam a um efeito que parece estatisticamente importante, embora essa seja uma conclusão errada. A equipa de Kashlinsky alargou entretanto o seu estudo a amostras com ainda mais enxames, situados a maiores distâncias, afirmando estar a tratar bem os erros experimentais.

Espera-se que a grande qualidade dos dados sobre a CMBR fornecidos pela sonda Planck (da Agência Espacial Europeia) permita encerrar parte da polémica. Não é a primeira vez que se discute a existência (sempre refutada) de um eixo preferencial no universo, um “eixo do mal” (nome de um artigo sobre a CMBR publicado em 2005, com co-autoria de João Magueijo). Em 2011, uma equipa de astrónomos chineses, estudando a energia escura com base na luminosidade de 557 supernovas do tipo Ia, encontrou também um aumento mais elevado da aceleração do universo na direção da constelação de Vulpecula, por comparação com outros eixos.
Fonte: Super Interessante

Alô, alô, Kepler-186f! Terra na escuta!

Cientistas usam o Allen Telescope Array para procurar inteligência ET no planeta recém-descoberto!
Cientistas usam o Allen Telescope Array para procurar inteligência ET no planeta recém-descoberto!

Causou furor na semana passada o anúncio da descoberta do primeiro planeta do tamanho da Terra na zona habitável em torno de outra estrela — o mais próximo que chegamos até agora de encontrar uma segunda Terra no Universo. Mas, para os pesquisadores do Instituto SETI, na Califórnia, esse mundo já gera entusiasmo há cerca de um mês. Foi quando os cientistas iniciaram o esforço para tentar captar sinais de rádio enviados de lá por uma possível civilização extraterrestre. A escuta é feita com o Allen Telescope Array, conjunto de radiotelescópios instalados no norte da Califórnia com o objetivo explícito de buscar sinais de inteligência alienígena no cosmos. Desde 2012, os pesquisadores têm apontado o ATA para diversas estrelas que abrigam planetas descobertos com o satélite Kepler. Não poderia ser diferente com a mais recente descoberta.

“Por quase um mês, o ATA se concentrou no sistema Kepler-186, que tem um planeta do tamanho da Terra na zona habitável”, conta Elisa Quintana, pesquisadora do Centro Ames de Pesquisa da Nasa e do Instituto SETI. Ela foi a primeira autora do trabalho que reportou a descoberta, na revista “Science” da semana passada. “Até agora, todos os sinais que foram detectados podem ser atribuídos à tecnologia da Terra”, o que significa dizer que os cientistas infelizmente não encontraram nenhuma transmissão alienígena vindo de lá. “Até agora, nada, embora certamente continuaremos tentando”, diz Seth Shostak, astrofísico colega de Quintana na instituição de pesquisa privada dedicada à busca por ETs.

AGULHA NUM PALHEIRO

A ausência de sinais até agora de forma alguma implica que não tem ninguém por lá. Na verdade, ela é um ótimo lembrete do tamanho da dificuldade envolvida no contato com outras civilizações no cosmos. A estrela Kepler-186 e seus planetas estão a cerca de 490 anos-luz da Terra. Se levarmos em conta que a Via Láctea, nossa galáxia, tem diâmetro de 100 mil anos-luz, o planeta recém-descoberto, como diria Fernando Vannucci, “é logo ali”. Ainda assim, com o poder de detecção concentrado no ATA, para que ele captasse uma transmissão vinda de lá, seria preciso que os alienígenas estivessem usando um transmissor 10 a 20 vezes mais poderoso do que o melhor que temos aqui na Terra — a antena gigante do Observatório de Arecibo, em Porto Rico.

Em outras palavras, se houvesse uma civilização tecnológica em Kepler-186f, se eles tivessem uma antena de 300 metros de diâmetro (Arecibo tem 305), se eles soubessem que o Sol tem um planeta de porte similar ao deles na zona habitável e se decidissem usar essa antena para nos enviar um sinal, exatamente nas frequências em que estamos escutando, sabe o que nós ouviríamos? Nada. rigorosamente nada. Não é de surpreender, portanto, que, mesmo depois de mais de meio século de buscas, os pesquisadores envolvidos com a SETI (sigla inglesa para Busca por Inteligência Extraterrestre) não tenham encontrado ninguém até agora transmitindo de outras estrelas.

Isso não significa que estejamos sozinhos no cosmos. Sugere apenas que encontrar outras civilizações é extraordinariamente difícil. Depende de sorte, tecnologia e muita, muita, muita paciência. Ainda assim, não há dúvida de que informações obtidas pelos astrônomos caçadores de planetas ajudam a guiar e focar essa busca. No mínimo, elas produzem alvos preferenciais para a escuta — sistemas planetários como o Kepler-186, que possivelmente abrigam pelo menos alguma forma de vida. A busca continuará sendo algo como procurar uma agulha num palheiro. Mas pelo menos o tamanho do palheiro pode ser significativamente reduzido nos próximos anos.
Fonte: Mensageiro Sideral

Par de buracos negros supermassivos é descoberto

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Um par de buracos negros supermassivos em órbita um do outro foi registrado pelo XMM-Newton. Essa é a primeira vez que um par tem sido observado numa galáxia ordinária. Eles foram descobertos pois estavam arrebentando uma estrela quando o observatório espacial estava olhando na sua direção. A maior parte das galáxias massivas no universo são pensadas em abrigar no mínimo um buraco negro supermassivo em seus centros. Dois buracos negros supermassivos são as evidências de que galáxias estão se fundindo. Assim, encontrar, buracos negros supermassivos binários podem dizer aos astrônomos sobre como as galáxias desenvolvem nas suas formas e tamanhos atuais. Até hoje, somente poucos candidatos a buracos negros supermassivos binários próximos foram encontrados. Todos eles, estão em galáxias ativas onde eles estão constantemente rompendo nuvens de gás, num prelúdio da colisão entre eles, que deve acontecer em algum momento.

No processo de destruição, o gás é aquecido a temperaturas tão altas que ele brilha em muitos comprimentos de onda, incluindo em raios-X. Isso dá a galáxia um centro brilhante incomum, e leva a elas serem chamadas de ativas. A nova descoberta, reportada por Fukun Liu, da Universidade de Peking, em Beijing, na China e seus colegas, é importante pois ela é a primeira a encontrar esse tipo de interação em galáxias que não sejam ativas. “Pode haver um população inteira de galáxias quiescentes que abrigam buracos negros binários em seus centros”, disse o co-autor Stefanie Komossa, do Max-Plank-Institut für Radioastronomie, em Bonn, na Alemanha. Mas encontrá-los é uma tarefa difícil em galáxias quiescentes, não existem nuvens de gás alimentando os buracos negros, e assim os núcleos dessas galáxias são verdadeiramente escuros.

A única esperança que os astrônomos têm é olhar na direção certa no momento em que um buraco negro está trabalhando, e destruindo uma estrela em pedaços. Esse tipo de ocorrência é chamada de “evento de ruptura de maré”. À medida que a estrela é puxada pela gravidade do buraco negro, ela emite um brilho de raios-X. Numa galáxia ativa, o buraco negro é continuamente alimentado pelas nuvens de gás. Numa galáxia quiescente, o buraco negro é alimentado pelos eventos de ruptura de maré que ocorrem esporadicamente e são impossíveis de serem previstos. Assim, para aumentar a chance de se observar um evento desses, os pesquisadores usam o Observatório de Raios-X XMM-Newton da ESA de uma maneira nova.

Normalmente, o observatório coleta os dados de alvos designados, um por vez. Uma vez que ele completa a observação, ele passa para o próximo objeto da lista. O truque é que durante esse movimento, o XMM-Newton mantém os instrumentos focados e registrando. Efetivamente essa pesquisa do céu tem um padrão aleatório, produzindo dados que podem ser analisados em busca de fontes de raios-X desconhecidas e inesperadas. Em 10 de Junho de 2010, um evento de ruptura de maré foi registrado pelo XMM-Newton na galáxia SDSS J120136.02+300305.5. Komossa e seus colegas estavam escaneando os dados em busca desses eventos e programando observações subsequentes poucos dias depois com o XMM-Newton e com o satélite Swift da NASA.

A galáxia estava expelindo raios-X no espaço. Se parecia exatamente como um evento de ruptura de maré causado por um buraco negro supermassivo, mas enquanto eles rastreavam a vagarosa emissão que se apagava dia após dia, algo estranho aconteceu. Os raios-X caíram abaixo dos níveis detectáveis entre os dias 27 e 48 depois da descoberta. Então eles reapareceram e continuaram a seguir uma taxa de queda mais esperada, como se nada tivesse acontecido.

Agora, graças a Fukun Liu, o comportamento pode ser explicado. “Isso é exatamente o que se espera de um par de buracos negros supermassivos, orbitando um ao redor do outro”, disse Liu. Liu tem trabalhado em modelos de sistemas binários de buracos negros que previu uma repentina queda para a escuridão e então a recuperação do brilho pois a gravidade de um dos buracos negros corrompeu o fluxo de gás de outro, temporariamente privando-o do combustível necessário para gerar um brilho em raios-X. Ele encontrou que duas possíveis configurações eram possíveis para reproduzir as observações da J120136. Na primeira, o buraco negro primário continha 10 milhões de vezes a massa do Sol e estava orbitando um buraco negro de cerca de um milhão de vezes a massa do Sol em uma órbita elíptica. Na segunda solução, o buraco negro primário, tinha cerca de um milhão de vezes a massa do Sol e tinha uma órbita circular.

Em ambos os casos, a separação entre os buracos negros era relativamente pequena: cerca de 0.6 milliparsecs, ou algo em torno de 2 milionésimos de um ano-luz. Isso é aproximadamente a largura do Sistema Solar. Sendo tão próximos, o destino desse par de buracos negros recém descoberto está selado. Eles irão irradiar sua energia orbital, gradativamente epiralando de forma conjunta, até cerca de 2 milhões de anos eles se fundirão em um único buraco negro. Agora que os astrônomos encontraram seu primeiro candidato para um buraco negro binário, em uma galáxia quiescente, a pesquisa é mais do que inevitável. O XMM-Newton continuará sua vagarosa busca. Essa detecção também despertará o interesse numa rede de telescópios que pesquisem o céu como um todo em busca dos eventos de ruptura de maré.

“Uma vez que se detecte milhares de eventos de ruptura de maré, nós podemos começar a extrair estatísticas confiáveis sobre a taxa em que as galáxias se fundem”, disse Komossa. Existe uma outra esperança para o futuro. Quando buracos negros binários se fundem, é previsto que eles lancem uma explosão massiva de energia no universo, mas não na sua maioria em raios-X. “A fusão final espera-se ser a fonte mais intensa de ondas gravitacionais no universo”, disse Liu. As ondas gravitacionais são ondas no contínuo espaço-tempo. Os astrônomosao redor do mundo estão atualmente construindo um novo tipo de observatório para detectar essas ondulações. A ESA também está envolvida em abrir essa nova janela no universo. Em 2015, a ESA lançará a sonda LISA Pathfinder, que testará a tecnologia necessária para se construir um detector espacial de ondas gravitacionais.

 A pesquisa pelas elusivas ondas gravitacionais é também um tema para uma grande missão científica da ESA, a missão L3, no programa Cosmic Vision. Por enquanto, o XMM-Newton continuará procurando pelos eventos de rompimento de maré que indicam a presença de candidatos a buracos negros supermassivos binários. “O uso inovador das observações feitas com o XMM-Newton tornou possível a detecção dos sistemas binários de buracos negros supermassivos”, disse Norbert Schartel, Cientista de Projeto do XMM-Newton da ESA. “Isso demonstra a importância de se manter por longos períodos observatórios espaciais que podem detectar eventos raros que potencialmente podem abrir novas áreas na astronomia”.
Fonte: ESA

Como o Hubble vai medir o universo

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Cientistas descobriram uma maneira de usar o Telescópio Espacial Hubble como uma fita métrica galáctica extremamente precisa, multiplicando nossas capacidades de medir o universo por 10. Esse aumento deve resultar em uma compreensão mais precisa do tamanho do universo observável, bem como da força misteriosa conhecida como energia escura.

A técnica

A nova técnica é chamada de varredura espacial e amplia nossa capacidade de medição da distância de estrelas em até 10.000 anos-luz, com uma precisão de cinco bilionésimos de um grau. A varredura espacial será aplicada a um antigo método de medir a distância de estrelas, chamado paralaxe astronômica. Este cálculo baseia-se em perspectiva. Conforme a Terra se move em torno do sol, a posição aparente das estrelas próximas mudam em relação ao fundo de galáxias distantes. Uma vez que sabemos qual é o raio da órbita da Terra em torno do sol, podemos calcular os ângulos e a distância até as estrelas através da medição das mudanças de posição aparentes, dentro de um período de seis meses.

Esse aumento da capacidade de medição não parece muito quando consideramos que a Via Láctea possui 100.000 anos-luz de diâmetro. Porém, de acordo com o vencedor do Prêmio Nobel e coinventor da exploração espacial Adam Riess, do Instituto de Ciência do Telescópio Espacial (STScI) em Baltimore (EUA), pode nos ajudar a observar a natureza da energia escura. Esse novo recurso deve produzir uma nova visão sobre a natureza da energia escura, um componente misterioso do espaço que está expandindo o universo a um ritmo cada vez mais rápido”, disse.

O aumento da precisão também deve afetar toda a nossa ideia de escala do universo. As novas medições vão ser usadas para fornecer uma base mais firme para a chamada “escada de distância” cósmica. O primeiro degrau desta escada é construído sobre as medições das cefeidas (estrelas gigantes ou supergigantes amarelas, 4 a 15 vezes mais massivas que o sol e 100 a 30.000 vezes mais brilhantes) que, por causa de seu brilho, têm sido utilizadas por mais de um século para medir o tamanho do universo observável. Elas são o primeiro passo para calibrar “pontos” extragalácticos muito distantes, como as supernovas Tipo Ia.
Fonte: Hypescience.com

Sonda da NASA encerra missão caindo na Lua

Sonda espacial da NASA cai na superfície da Lua

Queda quase controlada

A NASA confirmou que a sonda espacial LADEE (Explorador da atmosfera e da poeira ambiente lunar, em tradução livre) caiu na superfície da Lua, conforme planejado, na última quinta-feira. A sonda LADEE não tinha combustível para manter uma órbita lunar a longo prazo ou continuar suas operações científicas, sendo então intencionalmente enviada em um mergulho final sobre a superfície lunar. A órbita da sonda já vinha decaindo naturalmente após a fase final de sua missão científica, feita em uma altitude extremamente baixa, um recorde entre 12 e 60 km, mas que chegou a meros dois quilômetros da superfície lunar nos últimos dias, antes que seus motores fossem acionados pela última vez para o mergulho final. Os engenheiros acreditam que, no impacto, a sonda, que tinha o tamanho de uma geladeira, tenha-se desintegrado totalmente. No momento do impacto, a LADEE estava viajando a uma velocidade de 3.600 quilômetros por hora," disse Rick Elphic, cientista do projeto. "Não há nada gentil em um impacto a essas velocidades - é apenas uma questão de se a LADEE fez um buraco em uma encosta ou deixou detritos espalhados por uma área plana.

 Será interessante ver que tipo de característica a LADEE criou." Nos próximos meses, os controladores da missão vão determinar a hora exata e o local do impacto da LADEE e usar outra sonda lunar, a LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) para tentar capturar uma imagem do local do impacto. Em 2009, a NASA realizou um experimento que consistiu no lançamento de um projétil na Lua. Mas, em lugar de algo de "impacto", o que se viu foi uma das maiores decepções do programa espacial. Após anúncios de que até telescópios terrestres poderiam permitir ver a nuvem de poeira lunar levantada pelo impacto - o objetivo era estudar essa poeira -, nada aconteceu.

Brilho misterioso

A sonda LADEE coletou informações detalhadas sobre a estrutura e a composição da fina atmosfera lunar. Contudo, os dados ainda não foram suficientes para explicar o famoso brilho visto pelos astronautas logo acima do horizonte antes do nascer do Sol. Acreditava-se que a poeira lunar ficasse eletricamente carregada e gerasse o brilho, mas a poeira suspensa na atmosfera tem uma densidade pequena demais para isso. Mas a sonda foi responsável por um feito histórico, em setembro de 2013, quando permitiu o primeiro experimento de comunicação espacial bidirecional usando raios laser, em vez de ondas de rádio, para transmitir uma imagem de uma Mona Lisa, que ficou conhecida como "Mona Laser".
Fonte: Inovação Tecnológica
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