18 de jul de 2014

Buraco negro cria fogos de artifícios em galáxia próxima


pia18461-640

Um evento similar está acontecendo na galáxia Messier 106, como vistos pelo Telescópio Espacial Spitzer, pelo Observatório de Raios-X Chandra, da NASA e pelo Observatório Espacial Herschel da ESA, missão essa que tem importante contribuição da NASA. Jatos energéticos, que explodem do buraco central da Messier 106, estão aquecendo o material na galáxia e fazendo-a brilhar, como os ingredientes dos fogos de artifícios. Os jatos também energizam as ondas de choque que estão eliminando gases do interior da galáxia. Esses gases constituem o combustível para forjar novas estrelas. Um novo estudo estima que as ondas de choque já aqueceram e ejetaram dois terços do gás do centro da Messier 106. Com a habilidade reduzida de criar novas estrelas, a Messier 106 parece estar num período de transição, se transformando numa galáxia lenticular, repleta de estrelas velhas e vermelhas. As galáxias lenticulares são discos achatados sem braços espirais proeminentes. “Os jatos do buraco negro supermassivo no centro da Messier 106 estão tendo uma influência profunda no gás disponível para criar estrelas nessa galáxia”, disse Patrick Ogle, um astrofísico no Infrared Processing and Analysis Center no Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena, e perincipal autor de um novo artigo que descreve os resultados. “Esse processo pode eventualmente transformar a galáxia espiral Messier 106 numa galáxia lenticular, esgotando o material bruto usado para formar estrelas”.

Muitas galáxias contêm um buraco negro central que ativamente se alimenta do gás próximo. Parte desse material, à medida que cai em direção ao buraco negro, é acelerado dramaticamente sendo espelindo violentamente como jatos gêmeos próximos dos polos do buraco negro. Sendo um dos vizinhos galacticos mais próximos da Via Láctea, a Messier 106 oferece uma grande oportunidade para se investigar esses poderosos jatos. A Messier 106, também conhecida como NGC 4528, está localizada a 23.5 milhões de anos-luz de distância da Terra, e pode ser observada com binóculos, se apontados na direção da constelação de Canes Venatici. Para o novo estudo, os pesquisadores usaram dados obtidos com o Telescópio Infravermelho Spitzer antrs do Observatório esgotar seu líquido de resfriamento em 2009, como planejado.

Os dados foram usados para mapear a emissão de luz infravermelha emitida pelas moléculas de hidrogênio aquecidas na Messier 106. O hidrogênio aquecido é uma assinatura do jato propagado pelo buraco negro central energizando o disco galáctico. Especificamente, o Spitzer, observou o hidrogênio aquecido nos dois misteriosos braços espirais pelos quais a Messier 106 é famosa. Esses braços não sao normais, como aqueles braços espirais repletos de estrelas encontrados em galáxias espirais , como a Via Láctea. Em uma pesquisa anterior, com o Spitzer e com o Chandra, os pesquisadores descobriram esses jatos gêmeos do buraco negro atingindo os bracos anômalos, que contêm gás aquecido a milhões de graus que brilham em raios-X, detectados pelo Chandra.

Nas porções mais internas dos braços espirais anômalos, as imagens infravermelhas do Spitzer revelaram o equivalente a 10 milhões de vezes a massa do Sol em hidrogênio molecular aquecido a temperaturas entre -28 e 760 graus Celsius, pelas ondas de choque. Sem as ondas de choque, esse gás seria mais frio, provavelmente a algumas centenas de graus abaixo de zero. A partir de uma comparação direta das imagens do Chandra e do Spitzer, Ogle e seus colegas viu que existia uma conexão próxima entre o gás que é aquecido a milhões de graus, visto pelo Chandra e o gás hidrogênio mais denso aquecido a centenas de graus visto pelo Spitzer. O jato é circundado por um casulo de gás super quente, que guia as ondas de choque no gás molecular ao redor, como um fogo de artifício pipocando no ar. O hidrogênio molecular então é aquecido, e emite luz infravermelha que é registrada pelo Spitzer.

As observações do Herschel, enquanto isso, registraram o calor irradiado pelos grãos de poeira que estão misturados com o gás aquecido pelas ondas de choque da galáxia. “Uma quantidade relativamente grande de emissão de gás molecular se comparada com a emissão da poeira confirma que a turbulência guiada pela onda de choque dos jatos do buraco negro está aquecendo o gás molecular”, disse o coautor do artigo Philip Appleton do NASA Herschel Science Center na Caltech. O Spitzer e o Herschel foram também capazes de registrar o nível de atividade de formação de estrelas na região central da Messier 106. O pouco gás deixado ali, leva a uma taxa de formação de estrelas de somente 0.08 massas solares por ano, só para comparação, uma galáxia com uma taxa de formação estelar, digamos saudável, gera cerca de 3 massas solares por ano.

A taxa de formação nas regiões mais internas da Messier 106 continuará a declinar até que os jatos ejetem todo o gás do centro da galáxia, transformando a Messier 106 numa galáxia lenticular. Nosso resultasos demonstram que esse jatos do buraco negro podem ter um impacto significante na evolução das galáxias que os hospedam, eventualmente esterelizando-as e fazendo com que elas fiquem sem gás necessário para formar novas estrelas”, disse Ogle. O Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, em Pasadena, na Califórnia, gerencia a missão do Telescópio Espacial Spitzer para o Science Mission Directorate da NASA em Washington. Em 2009, o telescópio iniciou sua missão quente, que tira vantagens de ainda trabalhar com os canais que registram os comprimentos de onda mais curtos do observatório. As operações científicas são conduzidas no Spitzer Science Center no Caltech.

As operações da sonda estão baseadas na Lockheed Martin Space Systems Company em Littleton, no Colorado. Os dados são arquivados no Infrared Science Archive abrigado no Infrared Processing and AnalysisCenter na Caltech, a Caltech gerencia o JPL para a NASA. O Herschel é uma missão da ESA, com instrumentos científicos fornecidos por um consórcio de institutos europeus e com importante participação da NASA. embora o observatório tenha parado de fazer observações científicas em Abril de 2013, depois de esgotar o seu líquido de resfriamento, como esperado, os cientistas continuam a analisar os seus dados.

O Herschel Project Office da NASA fica baseado no JPL. O JPL contribuiu para a missão com dois dos três instrumentos científicos do Herschel. O NASA Herschel Science Center é parte do Infrared Processing and Analysis Center no Caltech. O Caltech gerencia o JPL para a NASA. O Marshall Space Flight Center em Huntsville, Alabama, gerencia o programa do Chandra para o Science Mission Directorate da NASA em Washington. O Smithsonian Astrophysical Observatory em Cambridge, Mass., controla as operações científicas e de voo do Chandra.
 Fonte: http://www.jpl.nasa.gov/

Encontrado! Trio de enormes buracos negros no núcleo da Galáxia Distante

Os dois buracos negros mais próximos emitem jatos ondulados, enquanto o terceiro buraco negro no trio está mais distante, emitindo jatos lineares
Um buraco negro já incomoda muita gente. Dois, então, nem se fala. Mas já imaginou uma galáxia com três buracos negros, um do lado do outro, sugando tudo que encontram pela frente?  Pois foi isso que um grupo de cientistas acabou de descobrir. Uma galáxia distante com não um, mas três buracos negros supermassivos em seu núcleo. A nova descoberta sugere que grupos muito unidos de buracos negros gigantes são muito mais comuns do que se pensava e, potencialmente, revela uma nova forma de detectá-los facilmente. Especula-se que buracos negros supermassivos com milhões a bilhões de vezes a massa do sol se escondem nos corações de praticamente todas as grandes galáxias no universo. A maioria das galáxias tem apenas um buraco negro supermassivo em seu centro. No entanto, galáxias evoluem através da fusão, e esse processo às vezes pode resultar em galáxias com vários buracos negros supermassivos.

Os astrônomos observaram uma galáxia cujo nome é a sopa de letrinhas e números SDSS J150243.09 111.557,3, que, suspeitava-se, poderia ter um par de buracos negros supermassivos. Ela fica a cerca de 4,2 bilhões de anos-luz de distância da Terra, a cerca de “um terço do caminho através do universo”, brinca o autor chefe do estudo Roger Deane, um radioastrônomo da Universidade da Cidade do Cabo, na África do Sul. Porém, usando uma técnica que permite uma visualização 50 vezes maior de detalhes do que o telescópio Hubble, os astrônomos descobriram, inesperadamente, que a galáxia era na verdade o lar de três buracos negros supermassivos. Dois deste trio são muito próximos um do outro, o que fazia parecer que eles eram um só.

“Todos os três buracos negros têm massas em torno de 100 milhões de vezes maior do que o sol”, mensura Deane. Os cientistas já conheciam quatro sistemas de buracos negros triplos. No entanto, os buracos negros mais próximos uns dos outros nestes sistemas estão cerca de 7.825 anos-luz de distância um do outro. No trio recém-descoberto, o par mais próximo dos buracos negros está a apenas cerca de 455 anos-luz de distância – o segundo mais próximo par de buracos negros supermassivos conhecidos. Os pesquisadores descobriram este “par apertado” de buracos negros depois de procurar apenas em seis galáxias. Isto sugere que os pares apertados de buracos negros supermassivos são muito mais comuns do que observações anteriores haviam apontado, sugere Deane.

Embora pares apertados de buracos negros supermassivos possam ter sido anteriormente difíceis de distinguir, os pesquisadores descobriram que o par que viram deixou um padrão helicoidal – no formato saca-rolhas – nos grandes jatos de ondas de rádio que eles emitem. Isto sugere que os jatos torcidos podem servir como maneiras fáceis de encontrar pares próximos, sem a necessidade de observações telescópicas de extrema alta resolução. Buracos negros que orbitam próximos uns dos outros supostamente geram ondulações no tecido do espaço e do tempo, conhecidas como ondas gravitacionais, teoricamente detectáveis mesmo do outro lado do universo.

 Ao encontrar pares mais apertados de buracos negros, os cientistas podem estimar melhor a quantidade de radiação gravitacional que esses pares geram.  O objetivo final é uma compreensão autoconsistente de como dois buracos negros separados, que se encontram em duas galáxias que interagem entre si, lentamente se aproximam um do outro, causam impacto em suas galáxias, emitem ondas gravitacionais e, eventualmente, fundem-se para se tornar um, no que, presume-se, seja um evento violento”, aponta Deane.

Pilares da Criação ou da Destruição?




Em 1995, fomos abençoados com a imagem de um grupo de colunas com 4 anos-luz de altura, localizadas na Nebulosa da Águia, um jovem aglomerado estelar aberto a 7.000 anos-luz daqui: os chamados Pilares da Criação. O único problema é que eles não existem realmente. Como assim?!  Os cientistas descobriram que eles foram destruídos, explodidos por uma supernova que aconteceu há 6.000 anos. Com nossos telescópios, podemos ver a supernova avançando e destruindo tudo o que toca. O único problema é que, como a Nebulosa está a 7.000 anos-luz de distância de nós e a explosão aconteceu há 6.000 anos…
Isso mesmo! Em mil anos, haverá um grande show na Terra. A onda de choque chegará aos Pilares da Criação e, assim como eles foram criados, serão destruídos. Só que o show na verdade aconteceu muito tempo atrás. Ou seja, os pilares como nós vemos hoje não existem mais, pois vemos imagens emitidas milhares de anos atrás. Uma vez que a luz tem de viajar uma grande distância, só vai chegar depois que o evento ocorreu. Quando olhamos para o céu, passam-se segundos, minutos, anos, séculos e milênios de distância. Apesar de termos conhecimento que uma supernova destruiu essa nebulosa como a conhecemos, só poderemos presenciar este evento daqui a mil anos. O universo é intrigante, não?

VLT esclarece mistério poeirento


Um grupo de astrónomos observou em tempo real a formação de poeira estelar - no seguimento da explosão de uma supernova. Mostrou-se, pela primeira vez, que estas fábricas de poeira cósmica fabricam os seus grãos de poeira num processo de duas fases, que começa pouco depois da explosão e continua muito para além desta. A equipe utilizou o VLT (Very Large Telescope) do ESO no norte do Chile, para analisar a luz emitida pela supernova SN 2010jl à medida que esta se desvanecia. Os novos resultados foram publicados online na revista Nature a 9 de julho de 2014.  A origem da poeira cósmica nas galáxias é ainda um mistério. Os astrónomos sabem que as supernovas são provavelmente a fonte principal de poeira, especialmente no Universo primordial, no entanto ainda não é claro como e onde é que estes grãos de poeira se condensam e crescem. Não é igualmente claro como é que os grãos de poeira evitam ser destruídos no ambiente inóspito de uma galáxia a formar estrelas. Agora, no entanto, novas observações obtidas com o VLT do ESO no Observatório do Paranal, no norte do Chile, ajudaram a desvendar deste mistério.  Uma equipa internacional de astrónomos utilizou o espectrógrafo X-shooter para observar uma supernova - conhecida como SN 2010jl - nove vezes nos meses que se seguiram à explosão e uma décima vez dois anos e meio depois da explosão, tanto nos comprimentos de onda do visível como no infravermelho.

Esta supernova invulgarmente brilhante, resultado da morte de uma estrela massiva, explodiu na pequena galáxia UGC 5189A. Combinando dados dos nove anteriores conjuntos de observações pudemos fazer as primeiras medições directas de como a poeira em torno da supernova absorve as diferentes cores da luz," disse o autor principal Christa Gall, da Universidade de Aarhus, Dinamarca. "Isto permitiu-nos caracterizar a poeira com mais detalhe do que o que tinha sido possível até agora.  A equipa descobriu que a formação de poeira começa pouco depois da explosão e prolonga-se durante um longo período de tempo. As novas medições revelaram igualmente quão grandes são os grãos de poeira e qual a sua composição.

Estas descobertas estão um passo mais além dos recentes resultados obtidos com o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, o qual detectou pela primeira vez os restos de uma supernova recente - a famosa supernova 1987A - a transbordar de poeira recém formada.  A equipe descobriu que os grãos que têm um diâmetro maior que um milésimo de milímetro se formaram rapidamente no material denso que rodeia a estrela. Embora ainda minúsculos, este tamanho é, no entanto, grande para um grão de poeira cósmica, tornando-os assim mais resistentes a processos destrutivos. Como é que os grãos de poeira sobreviviam no ambiente violento e destrutivo dos restos de supernovas era uma das grandes questões em aberto no artigo que apresentava os resultados ALMA e agora este resultado responde a esta pergunta - os grãos são maiores do que o esperado.

"A nossa detecção de grãos com um tamanho considerável pouco depois da explosão da supernova significa que deve haver uma maneira rápida e eficiente de os criar," disse o co-autor Jens Hjorth do Instituto Niels Bohr, Universidade de Copenhaga, Dinamarca. "Mas, na realidade, não sabemos exactamente como é que isto acontece.  No entanto, os astrónomos pensam que sabem onde é que a nova poeira se formou: no material que a estrela liberta para o espaço ainda antes de explodir. À medida que a onda de choque da supernova se expande para o exterior, cria uma concha fria e densa de gás - exactamente o tipo de ambiente onde os grãos de poeira se podem formar e crescer.

Os resultados das observações indicam que numa segunda fase - depois de várias centenas de dias - ocorre um processo acelerado de formação da poeira que envolve material ejectado pela supernova. Se a produção de poeira em SN 2010jl continuar a seguir a tendência observada, 25 anos depois da supernova explodir a massa total de poeira será cerca de metade da massa do Sol; ou seja, semelhante à massa de poeira observada noutras supernovas como por exemplo SN 1987A. Anteriormente tínhamos dois factos bastante discrepantes: os astrónomos observavam bastante poeira nos restos de supernova deixados depois das explosões mas, por outro lado, encontravam apenas evidências da formação de pequenas quantidades de poeira nestas explosões. Estas novas observações explicam como é que esta aparente contradição pode ser resolvida," conclui Christa Gall.

Fonte: ESO

Ou4 – Uma gigantesca nebulosa em forma de lula

Nebulosa Ou4
Com uma forma misteriosa, parecida com uma lula, essa nebulosa é muito apagada, mas também muito grande, quando observada desde o planeta Terra. No mosaico acima, composto de dados de banda curta, obtidos pelo telescópio de 2.5 metros Isaac Newton, ela se espalha com um tamanho equivalente ao de 2.5 Luas Cheias na direção da constelação de Cepheus. Recentemente descoberta pelo astrônomo francês especializado em imagens, Nicolas Outters, a impressionante emissão bipolar da nebulosa está consistente com o que espera-se de uma nebulosa planetária, o escudo gasoso de uma estrela moribunda parecida com o Sol, mas sua distância real e a sua origem são parâmetros ainda desconhecidos. Uma nova investigação sugere que a Ou4 se localiza realmente dentro da região de emissão SH-129, localizada a cerca de 2300 anos-luz de distância da Terra. Consistente com esse cenário, a lula cósmica representaria um fluxo espetacular de material dirigido por um sistema triplo de estrelas quentes e massivas, catalogado como HR8119, visto perto do centro da nebulosa. Se isso for mesmo confirmado, a verdadeiramente gigante nebulosa em forma de lula teria fisicamente perto de 50 anos-luz de comprimento.
Fonte: http://apod.nasa.gov/apod/ap140718.html
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