18 de mai de 2015

Como uma GALÁXIA INTEIRA pode morrer?

galaxias morte estrangulamento

Um dos maiores mistérios criminais do universo é como galáxias morrem e quem as mata. Um novo estudo, publicado na revista Nature, descobriu que a principal causa de morte galática é o estrangulamento, que ocorre após elas serem cortadas a partir de matérias-primas necessárias para produzir novas estrelas. Pesquisadores da Universidade de Cambridge, na Inglaterra, e do Royal Observatory de Edimburgo, na Escócia, descobriram que os níveis de metais contidos nas galáxias mortas fornecem “impressões digitais” chaves, tornando possível determinar sua causa da morte. Existem dois tipos de galáxias no universo: cerca de metade são as “vivas” que produzem estrelas, e a outra metade são as “mortas”, que não o fazem.

Galáxias vivas, como a nossa Via Láctea, são ricas em gás frio – principalmente hidrogênio – necessário para produzir novas estrelas, enquanto galáxias mortas têm um número muito baixo destes suprimentos. Mas quem assassina as mortas? Os astrônomos têm duas principais hipóteses: ou o gás frio necessário para produzir novas estrelas de repente é “sugado” para fora das galáxias por forças internas ou externas, ou o fornecimento de gás frio é de alguma forma interrompido, lentamente estrangulando a galáxia até a morte durante um período de tempo prolongado.

Análise comparativa
A fim de chegar ao fundo deste mistério, a equipe usou dados do Sloan Digital Sky Survey para analisar os níveis de metais em mais de 26.000 galáxias de tamanho médio localizadas em nosso canto do universo. “Os metais são um marcador poderoso da história da formação de estrelas: quanto mais estrelas são formadas por uma galáxia, mais quantidade de metal você vai ver”, explica o Dr. Yingjie Peng, do Laboratório Cavendish de Cambridge e do Kavli Instituto de Cosmologia, autor principal do artigo. “Os níveis de metais em galáxias mortas devem ser capazes de nos dizer como elas morreram”.

Se as galáxias são mortas através da saída repentina do gás frio, o conteúdo de metal de uma galáxia morta deve ser o mesmo que pouco antes dela morrer, com a formação de estrelas parando abruptamente. No caso de morte por estrangulamento, no entanto, o teor de metais da galáxia continuaria subindo e, eventualmente, pararia, com a formação de estrelas continuando até que o gás frio existente estivesse completamente esgotado. Enquanto não é possível analisar as galáxias individualmente devido às escalas de tempo enormes envolvidas, ao investigar estatisticamente a diferença de teor de metais de galáxias vivas e mortas, os pesquisadores foram capazes de determinar a causa da morte da maioria das galáxias de tamanho médio.


Resultados
Descobrimos que, para uma dada massa estelar, o teor de metais de uma galáxia morta é significativamente maior do que o de uma galáxia de formação de estrelas de massa semelhante”, afirma o professor Roberto Maiolino, coautor do novo estudo. “Isto não é o que esperaríamos no caso de remoção de gás repentina, mas é consistente com o cenário de estrangulamento”. Os pesquisadores foram capazes de testar os seus resultados novamente olhando para a diferença de idade estelar entre galáxias formadoras de estrelas e galáxias inoperantes, independente de níveis de metais, e encontraram uma diferença média de idade de quatro bilhões de anos – o que está de acordo com o tempo que levaria para uma galáxia de formação estelar ser estrangulada até a morte, como é inferido a partir da análise de metalicidade.  Esta é a primeira evidência conclusiva de que as galáxias estão sendo estranguladas até a morte”, afirma Peng. “O próximo passo é descobrir o que está causando isso. Em essência, já sabemos a causa da morte, mas ainda não sabemos quem é o assassino, embora hajam alguns suspeitos”.
Fontes: Hypescience.com
[Phys]

Descobertos aglomerados estelares escuros

O lado negro dos aglomerados estelares

Os aglomerados normais estão assinalados em azul e os aglomerados globulares que apresentam propriedades semelhantes às das galáxias anãs estão em verde. Os aglomerados escuros são muito parecidos aos outros aglomerados da galáxia, no entanto contêm muito mais massa. [Imagem: ESO/DSSurvey/Davide de Martin]

Aglomerados estelares globulares

Observações obtidas com o Very Large Telescope do ESO, no Chile, revelaram uma nova classe de aglomerados estelares globulares "escuros" situados em torno da galáxia gigante Centaurus A. Para a maioria dos aglomerados agora observados, os mais brilhantes apresentam maior massa da maneira esperada - se um aglomerado contém mais estrelas tem um brilho total maior e mais massa total. Mas, em alguns deles, observou-se algo inesperado: eles são muitas vezes mais massivos do que pareciam. E, mais estranho ainda, quanto mais massivos são estes aglomerados incomuns, maior a fração de material que era escuro.

Algo nestes aglomerados é escuro, escondido e massivo. Mas o quê? Existem várias possibilidades. Talvez os aglomerados escuros contenham buracos negros ou outro tipo de restos estelares escuros nos seus núcleos. Este é um fenômeno que pode explicar alguma da massa escondida, mas a equipe concluiu que tem que haver algo mais. E matéria escura? Os aglomerados globulares são normalmente considerados praticamente desprovidos desta substância misteriosa mas, talvez devido a alguma razão desconhecida, alguns aglomerados tenham retido uma quantidade significativa de aglomerações de matéria escura no seu interior. Este aspecto poderá explicar as observações, no entanto não se enquadra nas teorias convencionais.

Mistério

"A nossa descoberta de aglomerados estelares com massas inesperadamente elevadas para o número de estrelas que contêm sugere a existência de várias famílias de aglomerados globulares, com diferentes histórias de formação. Aparentemente alguns aglomerados estelares parecem ser bastante comuns, mas na realidade podem ter muito mais, literalmente, do que o que efetivamente observamos," comentou Thomas Puzia, coautor do trabalho. Os aglomerados estelares globulares são enormes bolas de milhões de estrelas que orbitam a maioria das galáxias.

Tratam-se dos sistemas estelares mais velhos do Universo, tendo sobrevivido durante a maior parte do tempo do crescimento e evolução das galáxias. O resumo é que esses objetos permanecem um mistério. A equipe está agora trabalhando em um rastreio maior de outros aglomerados globulares noutras galáxias. O trabalho feito agora analisou uma amostra de 125 aglomerados globulares que se situam em torno de Centaurus A, com o auxílio do instrumento FLAMES montado no Very Large Telescope do ESO, no Observatório do Paranal, no norte do Chile.
Fonte: Inovação Tecnológica

NGC 2440 – A Pérola de uma nova Anã Branca

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Crédito de imagem: H. Bond (STScI), R. Ciardullo (PSU), WFPC2, HST, NASA; Processamento: Forrest Hamilton
Como uma pérola, uma estrela do tipo anã branca brilha depois de ter sido expelida da sua concha. Nessa analogia, contudo, o Sol seria um molusco e sua concha descartada brilharia de forma magnífica. Na concha de gás e poeira mostrada nessa imagem, a nebulosa planetária, designada de NGC 2440, contém uma das anãs brancas mais quentes de que se tem conhecimento. A pérola estelar brilhante pode ser vista como o ponto brilhante perto do centro da imagem. A porção da NGC 2440 mostrada aqui se expande por cerca de um ano-luz. O centro do nosso Sol, eventualmente se tornará uma anã branca, mas isso ainda levará cerca de 5 bilhões de anos. A imagem em cor falsa, aqui apresentada foi capturada pelo Telescópio Espacial Hubble em 1995. A NGC 2440 localiza-se a cerca de 4000 anos-luz de distância da Terra na constelação do sul de Puppis.

SGR 1745-2900: A Magnetar próxima do Buraco Negro Supermassivo da Via Láctea revela surpresas

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Em 2013, os astrônomos anunciaram que eles tinham descoberto uma magnetar, excepcionalmente próxima ao buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea, usando um conjunto de telescópios espaciais, incluindo o Observatório de Raios-X Chandra, da NASA. Magnetars são estrelas densas colapsadas (chamadas “estrela de nêutrons”) que possuem campos magnéticos enormes e poderosos. A uma distância que poderia ser menor que 0.3 anos-luz (cerca de 2 trilhões de milhas) do buraco negro de 4 milhões de massas solares no centro da Via Láctea, a magnetar é de longe a estrela de nêutrons mais próxima de um buraco negro supermassivo já descoberta e está provavelmente numa trava gravitacional.

Desde a sua descoberta a dois anos atrás, quando ela teve uma explosão de raios-X, os astrônomos veem monitorando ativamente a magnetar, chamada de SGR 1745-2900, com o Chandra e com o XMM-Newton da ESA. A imagem principal desse post mostra a região ao redor do buraco negro da Via Láctea em raios-X do Chandra (vermelho, verde e azul são os raios-X de energia baixa, média e alta, respectivamente). O detalhe contém uma observação do Chandra na área logo ao redor do buraco negro, mostrando uma imagem combinada obtida entre 2005 e 2008 (esquerda), quando a magnetar não havia sido detectada, e uma observação de 2013 (direita) quando ela foi registrada como um ponto brilhante durante a explosão de raios-X que levou a sua descoberta.

Um novo estudo usa observações de monitoramento de longo prazo para revelar que a quantidade de raios-X do SGR 1745-2900 está caindo mais lentamente do que outras magnetars observadas anteriormente, e sua superfície é mais quente do que se esperava. A equipe primeiro considerou se “sismos estelares” são capazes de explicar seu comportamente incomum. Quando estrelas de nêutrons, incluindo as magnetars, se formam, elas podem desenvolver uma crosta no lado de fora da estrela condensada. Ocasionalmente, essa crosta externa se rompe, bem parecido com o que acontece na superfície da Terra, que pode se fraturar com terremotos. Embora os sismos estelares possam explicar a mudança no brilho e o resfriamento observado em muitas magnetars, os autores descobriram que esse mecanismo por si só é incapaz de explicar a queda no brilho de raios-X e a temperatura crustal quente.

A diminuição do brilho em raios-X e o resfriamento da superfície, ocorrem muito rapidamente no modelo dos sismos estelares. Os pesquisadores sugerem que o bombardeamento da superfície da magnetar por partículas carregadas aprisionadas nas espirais do campo magnético acima da superfície podem fornecer o aquecimento adicional da superfície da magnetar, e ser responsável pelo lento declínio em raios-X. Essas espirais do campo magnético podem ser geradas quando a estrela de nêutrons se forma.

Os pesquisadores não acham que o comportamento incomum das magnetars é causado pela sua proximidade de um buraco negro supermassivo, já que a distância é muito grande ainda para uma forte interação via campos magnéticos ou pela gravidade. Os astrônomos continuam a estudar o SGR 1745-2900 para descobrir mais pistas  sobre o que está acontecendo com essa magnetar enquanto ela orbita o buraco negro supermassivo da nossa galáxia.
Fonte: http://chandra.harvard.edu

Astrônomos descobrem o primeiro Quasar quádruplo

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Astrônomos usando dois telescópios ópticos/infravermelhos de 10 metros de diâmetro no Observatório W. M. Keck, descobriram o primeiro quasar quádruplo, catalogado como SDSS J0841+3921. O quarteto – quatro buracos negros situados próximos um dos outros – reside em uma das mais massivas estruturas já descobertas no distante universo. Ele é circundado por uma gigantesca nebulosa de gás hidrogênio frio e denso – que os astrônomos estão chamando de Nebulosa Jackpot. A nebulosa tem uma extensão de um milhão de anos-luz e emite luz pelo fato de ser irradiada pelo intenso brilho dos quasares.

“Existem algumas centenas de vezes mais galáxias nessa região do que você esperaria ver nessas distâncias”, disse o Prof. Xavier Prochaska da Universidade da Califórnia Santa Cruz, um co-autor do estudo publicado na revista Science. Dado ao excepcionalmente grande número de galáxias, esse sistema é provavelmente um proto aglomerado de galáxias. Devido a luz dessa gigantesca estrutura ter que viajar 10 bilhões de anos para atingir o nosso planeta, as imagens mostram a região como ela era a 10 bilhões de anos atrás, menos de 4 bilhões depois do Big Bang.

Na pesquisa por quasares ao redor da assim chamadas Nebulosas Lyman-alpha, o Prof. Prochaska e seus colegas examinaram o espectro de 29 quasares buscando por assinaturas de emissões difusas estendidas característica de gás fluorescente. Um desses candidatos, o SDSS J0841+3921, pareceu promissor, e foi então submetido para observações detalhadas usando os telescópios Keck. No processo de examinar as imagens do Keck, os astrônomos perceberam que não existia um quasar somente, mas sim quatro mergulhados na nebulosa. Integrando todas as anomalias ao redor da SDSS J0841+3921, eles tentaram entender o que parecia ser um incrível golpe de sorte.

“Se você descobre algo que, de acordo com o atual conhecimento científico, deveria ser algo extremamente improvável, você pode chegar a duas conclusões: foi tudo apenas uma grande sorte, ou você precisa modificar sua teoria”, disse o principal autor do estudo, Dr. Joseph Hennawi do Max Planck Institute for Astronomy. Os astrônomos especulam que alguns processos físicos podem fazer a atividade do quasar muito mais provável em ambientes específicos. Uma possibilidade é que os episódios de quasares sejam disparados quando as galáxias colidem ou se fundem, pois essas interações violentas efetivamente afunilam o gás no buraco negro central. Esses encontros, são muito mais prováveis de ocorrer em um denso proto-aglomerado preenchido com galáxias, do mesmo modo que é mais provável encontrar um tráfego intenso de carros numa grande cidade.

“A gigantesca nebulosa de emissão é uma importante peça do quebra-cabeça, já que isso significa uma tremenda quantidade de gás denso e frio”, disse Fabrizio Arrigoni-Battaia do Max Planck  Institute for Astronomy, que estava envolvido nessa descoberta. Por outro lado, dado o atual entendimento de como as massivas estruturas se formam no universo, a presença de uma nebulosa gigantesca em proto-aglomerados de galáxias é algo totalmente inesperado.

“Nossos modelos atuais de formação de estruturas cósmicas são baseados em simulações de supercomputadores onde se faz a previsão de que objetos no universo inicial deviam ser preenchidos com gás rarefeito, que tem cerca de 10 milhões de graus, enquanto que essa gigantesca nebulosa precisa de um gás milhões de vezes mais denso e mais frio”, disse o co-autor, Dr. Sebastiano Cantalupo do ETH de Zurique.

“Eventos extremamente raros têm a potência de se sobrepor a teorias de muito tempo. Desse modo, a descoberta do primeiro quasar quádruplo  pode forçar os cosmologistas a repensarem seus modelos de evolução dos quasares e a formação das estruturas mais massivas no universo”, concluiu o Dr. Hennawi.
Fonte: http://www.sci-news.com

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