21 de out de 2014

É possível comprovar a aceleração do Universo?

É possível comprovar a aceleração do Universo?

A observação direta da aceleração do Universo pode ser obtida medindo variações de velocidade em nuvens de hidrogênio intergalácticas.magem: APS/Alan Stonebraker/Wikimedia Commons/Diceman Stephen West]

HIPÓTESES NÃO COMPROVADAS

Depois dos questionamentos lançados sobre a inflação pós-Big Bang, agora é a vez de os astrofísicos tentarem se livrar dos incômodos ligados à aceleração cósmica. O principal suporte observacional para a teoria da aceleração do Universo vem de dados coletados de supernovas. Em 1998, astrônomos detectaram que algumas supernovas emitem uma luz fraca demais - portanto, estão mais distantes de nós do que seria esperado. Isso implica que o Universo está se acelerando, e não desacelerando, como as interações gravitacionais normais levavam a prever. No entanto, esta conclusão pressupõe tanto a validade da relatividade geral de Einstein, quanto uma hipótese não comprovada - a de que o Universo seria homogêneo - a fim de derivar equações que relacionam a distância à velocidade e à luminosidade. Três pesquisadores chineses afirmam agora que é possível escapar dessas indefinições usando radiotelescópios, que podem fornecer uma "observação mais direta" da aceleração do Universo medindo variações de velocidade em nuvens de hidrogênio intergalácticas. Eles propõem algumas modificações na coleta de dados desses radiotelescópios, que seriam necessárias para alcançar uma medição da aceleração suficientemente precisa.

MEDIÇÃO DIRETA DA ACELERAÇÃO DO UNIVERSO

Hao-Ran Yu e seus colegas da Universidade Normal de Pequim e da Universidade de Toronto (Canadá), afirmam que é possível fazer uma medição direta da aceleração - se ela estiver mesmo ocorrendo - observando nuvens de hidrogênio muito densas. Essas nuvens, situadas entre as galáxias, são detectadas porque absorvem emissões de rádio vindas de quasares situados por detrás delas em relação à Terra. A velocidade dessas nuvens pode ser então medida pela observação do desvio para o vermelho do hidrogênio em um comprimento de onda muito preciso, de 21 centímetros. Como a linha de absorção de 21 centímetros é muito estreita em comparação com as linhas de emissão das galáxias, torna-se possível observar mudanças de velocidade muito pequenas.

Os pesquisadores lembram que rastreios já programados pelos radiotelescópios vão medir a velocidade de centenas de milhares de nuvens de hidrogênio. Se esses rastreios receberem as adaptações propostas pelo trio, bem como tiverem um aumento na frequência observacional de cada nuvem, dizem os físicos chineses, então eles poderão detectar acelerações cosmicamente relevantes - de cerca de um milímetro por segundo por ano - em observações realizadas ao longo de uma década. Se tudo isto for feito, e se a esperada aceleração for realmente detectada, então mais um dos fundamentos da cosmologia moderna poderá passar da incômoda classe de hipótese para a categoria dos fenômenos diretamente observados.
Fonte: Inovação Tecnológica

Fatos que você deveria saber sobre a energia escura

1. É usada para explicar porque o universo está se expandindo;
2. Mas, na verdade o nosso universo não vai apenas continuar se expandindo. Ele também está acelerando nessa expansão;
3. Uma vez que nosso universo está ficando maior e mais pesado, a atração gravitacional deve desacelerar a expansão e o Universo voltará a ser um ponto super-mega-ultra denso e poderá explodir de novo, criando um novo Big Bang;
4. Se o processo de expansão do Universo não parar, daqui bilhões de anos só restará frio e escuridão;

5. Então, nós usamos essa energia escura. E dizem que essa energia está em todo o espaço;
6. A energia escura deve compor mais de 68% de tudo que existe no Universo;
7. As curvas da rotação da galáxia, o teorema virial e a análise das anisotropias da radiação cósmica de fundo em micro-ondas são coisas que mostram que a energia escura tem que existir, só precisamos achar um jeito de encontrá-la;
8. Acredita-se que também existe algo chamado matéria escura, que compõe 22% de todo o Universo.
Fonte: Grupo Astronômico Carl Sagan

Descobertas as primeiras rochas que formaram a Terra

Blocos de pedra em Samoa são da época da origem do sistema solar
Descobertos os primeiros "tijolos" que deram origem ao planeta Terra. Segundo publicação da revista Nature, um estudo liderado pelo geoquímico Matthew Jackson descobriu blocos de pedras que estavam presos no manto terrestre e que remontam à época da formação do sistema solar. As pedras foram encontradas nas Ilhas Samoa, na Polinésia, local de constante pesquisa para descobrir a origem da Terra. De acordo com o estudo, esses primeiros tijolos são fósseis do novíssimo sistema solar e nasceram da agregação de pó da nebulosa onde se originou o Sol.

Em um tipo de espiral espacial, esses blocos rochosos foram encontrados e assentados para dar forma ao nosso planeta e aos outros planetas rochosos da nossa família planetária. Na lava de alguns vulcões, é possível individualizar as formas desses tijolos, que agora estão sepultados na profundidade do manto terrestre. Por isso, a região das Ilhas Samoa é tão importante, pois a maior parte dos vulcões está no local de encontro de duas placas tectônicas enquanto em Samoa eles estão dentro da placas. Ali, eles constituem uma zona de flexão da crosta terrestre e a sua formação é ligada à presença do manto da Terra por correntes ascendentes quentes (plumas mânticas). Por elas, o magma atinge grandes profundidades.

Para revelar a composição química das plumas mânticas, que alimentam os vulcões de Samoa, os pesquisadores precisaram fazer "uma viagem ao centro da Terra" através da análise das concentrações e proporções dos isótopos (átomos de um mesmo elemento químico com o mesmo número atômico, mas com pesos diferentes) de chumbo e hélio contidos na lava. Com estas informações, foi possível traçar as "assinaturas" do material que deu origem ao nosso planeta. Segundo Jackson, a maior parte da pluma de Samoa é composta por esse material.
Fonte: TERRA

Exoplanetas em WASP-94 A e B: Júpiteres quentes primos em um sistema binário



Um Júpiter quente orbitando sua estrela mãe (Ilustração: ESA/C Carreau)


O consórcio WASP (Wide Angle Search for Planets) apresentou uma descoberta interessante: dois exoplanetas da classe Júpiter, cada um orbitando sua estrela mãe em um sistema estelar binário. Ambos os exoplanetas são “Júpiteres quentes”, uma categoria de corpos bastante suscetíveis de serem descobertos tanto através do método de trânsito com também pela técnica de velocidade radial. O consórcio WASP utiliza dois observatórios robóticos, um em La Palma (Ilhas Canarias) e o outro na África do Sul. O programa WASP tem um consistente acervo de descobertas, tendo encontrado mais de 100 exoplanetas desde 2006. Os exoplanetas encontrados orbitando as estrelas WASP-94A e WASP-94B, como todos os candidatos do WASP, foram confirmados pela técnica de velocidade radial através da colaboração com o Observatório de Genebra. Ambas as estrelas do sistema binário WASP 94 residem a 600 anos luz na direção da constelação do Microscópio (Microscopium). Neste caso especifico, o time do WASP-Sul (África do Sul) observou obscurecimentos na luz emanada pela estrela WASP-94A, uma marca da possível presença de um Júpiter-quente. A descoberta do segundo exoplaneta em WASP-94B ocorreu logo após quando a equipe de Genebra trabalhava na confirmação o primeiro exoplaneta. Marion Neveu-VanMalle (Genebra), autora líder do artigo científico exclamou:


Nós observamos a outra estrela [do par binário] por acidente e então encontramos um exoplaneta por lá, também!

Essa descoberta é importante por causa do nosso sistema vizinho mais próximo, o par binário Alfa Centauri A e B, onde têm sido largamente caçados possíveis exoplanetas na zona de habitação, orbitando cada uma dessas estrelas, as quais ficam relativamente próximas entre si. No entanto, WASP-94A e WASP-94B representam um cenário diferente, pois a separação entre estas estrelas é da ordem de 2.700 UAs (unidades astronômicas, a distância entre a Terra e o Sol).

O artigo explora três outros sistemas binários com pares de exoplanetas:
  1. HD20782/HD20781 é parecido com WASP 94 em termos de distância entre suas estrelas pares. HD20782 hospeda um exoplaneta tipo Júpiter e HD20781 contém dois exoplanetas similares a Netuno.
  1. Kepler-132 é um Sistema interessante que abriga 3 super-terras, com uma separação angular pequena demais para que saibamos qual das duas estrelas estes exoplanetas estão orbitando. Cientistas estimam que os dois exoplanetas de menor períodos não podem orbitar a mesma estrela.
  2. Finalmente o Sistema XO-2, também um binário com grande separação entre suas estrelas, hospeda um Júpiter quente enquanto a outra estrela abriga dois gigantes gasosos, um tipo Júpiter e outro com a massa de Saturno.
Podemos aprender coisas interessantes sobre a formação de Júpiteres quentes ao analisar WASP-94. Exoplanetas deste tipo deveriam se formar bem longe da sua estrela mãe para permitir que os gelos se agreguem na zona de neve. Depois de algum tempo estes exoplanetas são forçados, talvez por interações com outra estrela ou exoplaneta a se aproximar da estrela mãe. O artigo descreve:

A descoberta de dois Júpiteres quentes, um em volta de cada estrela, sugere que o mesmo processo de formação se deu e as condições favoráveis similares provocaram a migração destes exoplanetas.  
As interações entre duas estrelas em um par binário são problemáticas dada a grande distância entre elas, mas tal pode ajudar-nos a testar nossas teorias:
Mesmo que neste estágio ainda não possamos provar nada, há teorias dinâmicas recentes relevantes para este sistema. Moeckel & Veras (2012) descreveram interações nas quais um planeta orbitando um componente de um par binário pode ‘pular’ de uma estrela para outra. Se ambos os planetas gigantes se formaram em volta da mesma estrela, a interação planeta x planeta poderia ter ocorrido. Tal poderia ter empurrado um dos planetas para próximo de sua estrela e ejetado o segundo. Assim, o segundo planeta pode ter sido capturado pela estrela companheira. Como ainda não sabemos a excentricidade do Sistema estelar, podemos considerar o mecanismo descrito por Li et al. (2014), no qual um Sistema coplanar pode acarretar em excentricidades muito altas para o planeta.

Nós também podemos considerar o Sistema WASP-94 valioso em outros campos de estudo. Como a maioria dos planetas detectados pelo programa WASP, estes dois exoplanetas orbitam duas estrelas (WASP-94A e WASP-94B ) que são relativamente brilhantes. Em contraste, a maioria das estrelas de Kepler são tênues. O artigo da Keele University “Keele astronomers find ‘cousin’ planets around twin stars” cita a sugestão de  Coel Hellier  sobre a possibilidade de estudos atmosféricos através da espectroscopia, onde a atmosfera do exoplaneta em trânsito pode ser analisada enquanto se move para dentro e para fora do disco estelar durante o trânsito em frente a estrela hospedeira. O artigo assinado por Neveu-VanMalle et al., intitulado “WASP-94 A and B planets: hot-Jupiter cousins in a twin-star system” foi publicado em Astronomy & Astrophysics.
Fonte: Eternos Aprendizes - http://eternosaprendizes.com/

Hubble encontra galáxia extremamente distante através de lente gravitacional

Espiando através de uma lupa cósmica gigante, o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA detectou uma galáxia pequena e ténue - uma das galáxias mais distantes já observadas. O pequeno objecto está a uma distância estimada em mais de 13 mil milhões de anos-luz. Esta galáxia fornece um olhar sobre os anos mais jovens do Universo e pode ser apenas a ponta do iceberg.

O gigantesco enxame galáctico Abell 2744 é tão maciço que a sua poderosa gravidade curva a luz de galáxias ainda mais distantes, tornando estes objectos de outra forma invisíveis maiores e mais brilhantes. Crédito: NASA, J. Lotz, STScI

"Esta galáxia é um exemplo do que se suspeita ser uma população abundante e subjacente de objectos extremamente pequenos e ténues que existiam cerca de 500 milhões de anos após o Big Bang, o início do Universo," explica o líder do estudo Adi Zitrin do Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena, no estado americano da Califórnia. "A descoberta diz-nos que galáxias ténues como esta existem, e que devemos continuar à sua procura e à procura de objectos ainda mais fracos, a fim de podermos entender como as galáxias e o Universo têm evoluído ao longo do tempo. A galáxia foi detectada pelo programa Frontier Fields, um esforço ambicioso de três anos que junta o Hubble a outros grandes observatórios - o Telescópio Espacial Spitzer e o Observatório de Raios-X Chandra - para examinar o universo primordial ao estudar grandes aglomerados de galáxias. Estes enxames são tão maciços que a sua gravidade curva a luz que passa por eles, ampliando, iluminando e distorcendo objectos de fundo num fenómeno chamado lente gravitacional.

Estas lentes poderosas permitem com que os astrónomos encontrem muitas estruturas ténues e distantes que de outra forma seriam demasiado fracas para observar. A descoberta foi feita usando o poder de lente do gigantesco enxame galáctico Abell 2744, apelidado de Enxame de Pandora, que produziu três imagens ampliadas da mesma galáxia ténue. Cada imagem ampliada torna a galáxia 10 vezes maior e mais brilhante do que seria sem as qualidades de ampliação do enxame. A galáxia mede uns meros 850 anos-luz de diâmetro - 500 vezes mais pequena que a nossa Via Láctea - e tem uma massa estimada correspondente a apenas 40 milhões de sóis. A nossa Galáxia, em comparação, tem uma massa estelar de várias centenas de milhares de milhões de sóis.

E a galáxia forma aproximadamente uma estrela a cada três anos, ao passo que a Via Láctea forma aproximadamente uma estrela por ano. No entanto, tendo em conta o seu tamanho pequeno e baixa massa, Zitrin realça que a galáxia minúscula na verdade está evoluindo rapidamente e formando estrelas de modo eficiente. Os astrónomos acreditam que galáxias como esta são, provavelmente, pequenos aglomerados de matéria que começou a formar estrelas e a brilhar, mas ainda sem uma forma definida. É possível que o Hubble esteja apenas a detectar um aglomerado brilhante devido ao efeito de lente. Isto explicaria porque é que o objecto é mais pequeno que as galáxias típicas dessa época.

A equipa de Zitrin avistou a galáxia gravitacionalmente multiplicada em imagens do enxame obtidas no infravermelho próximo e no visível, capturadas pelas câmaras WFC3 (Wide Field Camera 3) e ACS (Advanced Camera for Surveys) do Hubble. Mas eles precisavam de medir quão longe estava da Terra. Normalmente, os astrónomos conseguem determinar a distância de um objecto através da sua luz "esticada" à medida que o Universo se expande lentamente. Os astrónomos conseguem medir este efeito com precisão através de espectroscopia, que caracteriza a luz de um objecto. Mas esta galáxia e outros objectos ampliados pelo efeito de lente gravitacional, encontrados neste período jovem do Universo, estão demasiado distantes e são demasiado ténues para a espectroscopia, por isso os astrónomos usam a cor de um objecto para estimar a sua distância.

A expansão do Universo torna o objecto mais avermelhado de forma previsível - que os cientistas podem medir. A equipa de Zitri aplicou a técnica de análise de cor e aproveitou as múltiplas imagens produzidas pela lente gravitacional para confirmar independentemente a estimativa de distância do grupo. Os astrónomos mediram a separação angular entre as três imagens ampliadas da galáxia nas fotos do Hubble. Quanto maior a separação angular devido ao efeito de lente, mais distante está o objecto da Terra. Para testar este conceito, os astrónomos compararam as três imagens ampliadas com as posições de outros objectos de fundo mais próximos e também multiplicados no enxame de Pandora. A distância angular entre as imagens ampliadas de galáxias mais próximas era menor.

"Estas medições sugerem que, dada a grande separação angular entre as três imagens da nossa galáxia de fundo, o objecto deve estar muito longe," explica Zitrin. "Também coincide com a estimativa de distância que calculámos, com base na técnica de análise de cor. Temos uma confiança de 95% na distância deste objecto remoto, com um 'redshift' de 10, uma medida da expansão do espaço desde o Big Bang. A lente tira qualquer dúvida de que este possa ser um objecto próximo altamente avermelhado, que se mascara como um objecto muito mais distante."

Os astrónomos debatem há muito tempo se essas galáxias iniciais podem ter fornecido radiação suficiente para aquecer o hidrogénio que arrefeceu logo após o Big Bang. Pensa-se que este processo, chamado reionização, ocorreu 200 milhões até mil milhões de anos após o nascimento do Universo. A reionização tornou o Universo transparente à luz, permitindo com que os astrónomos observassem muito atrás no tempo sem encontrarem uma "névoa" de hidrogénio frio. Os resultados da equipa foram publicados na edição online de Setembro da revista The Astrophysical Journal Letters.
Fonte: Astronomia Online - Portugal


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