12 de fev de 2016

Buracos negros podem ser observados a olho nu, dizem astrônomos

Buracos negros podem ser observados a olho nu, dizem astrônomos

Segundo os astrônomos, a atividade dos buracos negros pode ser observada pela luz visível emitida durante explosões que ocorrem quando ele absorve matéria, e que a luz piscante que surge dos gases que circundam o buracos negro é um indicador direto de sua atividade. [Imagem: Eiri Ono/Kyoto University]


BURACOS NEGROS A OLHO NU
Uma ideia radical está sendo defendida por uma equipe internacional de astrônomos - nada menos que 68 deles assinam o artigo. Segundo a turma, é possível ver diretamente, em luz visível, a atividade dos buracos negros. Tudo o que você precisaria seria de um telescópio de 20 centímetros em se tratando do buraco negro observado pela equipe. Há muito se sabe que os buracos negros emitem jatos de alta energia ao engolir a matéria que ultrapassa seu horizonte de eventos, gerando os chamados ventos de buracos negros, que podem ser observados na forma de radiação na faixa dos raios X ou gama.  Agora sabemos que podemos fazer observações com base em raios ópticos - luz visível, em outras palavras - e que os buracos negros podem ser observados sem telescópios avançados de raios X ou raios gama," disse Mariko Kimura, da Universidade de Kyoto, no Japão.

LUZ VISÍVEL DE BURACOS NEGROS
Observando o sistema V404 Cygni, um binário de um buraco negro planetário e uma estrela, a equipe descobriu que, juntamente com as emissões já conhecidas de raios X, há padrões repetitivos na atividade do buraco negro em radiação visível, em períodos que variam de alguns minutos a várias horas. Isso ocorre, segundo a equipe, porque os raios X aquecem a região externa do disco de acreção do buraco negro, fazendo essa região emitir raios de luz visível, o que, de certa forma, torna o buraco negro visível para o olho humano. O estudo também revelou que essas variações repetitivas ocorrem quando o buraco negro engole mesmo uma quantidade pequena de matéria, apenas um décimo do que se supunha anteriormente. Isto indica que a taxa de acreção de massa não é o principal fator desencadeante da atividade repetitiva em torno dos buracos negros, para isso influindo também a duração dos períodos orbitais do binário.
Fonte: Inovação tecnológica

Hubble flagra nuvem colossal vindo rumo à Via Láctea

Hubble flagra nuvem descomunal vindo rumo à Via Láctea

Se a Nuvem de Smith emitisse luz visível, é assim que nós a veríamos no céu (observe a comparação com a Lua Cheia). [Imagem: Saxton/Lockman/NRAO/AUI/NSF/Mellinger]

NUVEM DE SMITH
O telescópio espacial Hubble capturou novas informações sobre uma nuvem invisível que está disparada em direção à nossa galáxia a cerca de 1,12 milhão de quilômetros por hora. Quando ela atingir a Via Láctea, os astrônomos acreditam que o fenômeno irá desencadear uma explosão espetacular de formação de estrelas, fornecendo gás suficiente para gerar 2 milhões de novos sóis. Esta região de gás em forma de cometa tem 11.000 anos-luz de comprimento por 2.500 anos-luz de diâmetro. Se a nuvem pudesse ser vista em luz visível, ela abrangeria o céu com um diâmetro aparente 30 vezes maior do que o tamanho da Lua Cheia. Embora centenas de nuvens de gás enormes chispem em alta velocidade em torno da nossa galáxia, esta chamada "Nuvem de Smith" é única porque sua trajetória é bem conhecida. A nuvem foi descoberta no início dos anos 1960 pelo então estudante de astronomia Gail Smith, que detectou as ondas de rádio emitidas pelo hidrogênio em sua composição.


EFEITO BUMERANGUE
As novas observações do Hubble sugerem que essa nuvem monstruosa não tem origem extragaláctica, tendo sido mais provavelmente lançada pela própria Via Láctea, algo que teria ocorrido cerca de 70 milhões de anos atrás. Mas parece que a velocidade de arremesso não foi tão grande, e agora, tal como um bumerangue, ela está de volta. Os dados mostraram que a Nuvem de Smith é tão rica em enxofre quanto o disco externo da Via Láctea, uma região cerca de 40.000 anos-luz do centro da galáxia (cerca de 15.000 anos-luz mais longe do que o nosso Sol e o Sistema Solar).

Isto significa que a nuvem foi enriquecida com material de estrelas, o que não aconteceria se ela fosse constituída somente de elementos mais leves, sobretudo hidrogênio e hélio, vindos de fora da galáxia, ou se fosse o remanescente de uma galáxia que não conseguiu formar estrelas. Assim, o cenário mais provável é que ela foi arremessada pelos braços externos da nossa galáxia, fez uma parábola e agora está de volta. A boa notícia é que ela só deve chegar na borda da Via Láctea daqui a cerca de 30 milhões de anos.
Fonte: Inovação tecnológica

Astrônomos descobrem centenas de galáxias escondidas atrás da Via Láctea

MilkyWay

Impressão de artista que mostra a viagem das ondas de rádio das novas galáxias, passando pela Via Láctea e chegando ao radiotelescópio Parkes na Terra (não está à escala). Crédito: ICRAR

Quase 900 galáxias próximas, porém escondidas, têm sido estudadas por uma equipe internacional de astrônomos, levando uma nova luz sobre o entendimento do Grande Atrator – uma concentração difusa de massa a 250 milhões de anos-luz de distância, que está puxando a nossa Via Láctea, e milhares de outras galáxias em sua direção. Usando o Multibeam Receiver, instalado no rádio telescópio Parkes de 64 m, pertencente à instituição CSIRO na Austrália, a equipe foi capaz de ver através das estrelas e da poeira da nossa galáxia, vasculhando assim uma região inexplorada do espaço, conhecida pelos astrônomos como Zone of Avoidance (Zona de Anulação). Nós descobrimos 883 galáxias, um terço das quais nunca tinham sido vistas anteriormente”, disse o Professor Lister Staveley-Smith, membro da equipe, do ARC Centre of Excellence for All-sky Astrophysics, e da University of Western Australia, um dos nós do International Centre for Radio Astronomy Research. “A Via Láctea é muito bonita, e lógico é muito interessante estudá-la, mas ela bloqueia completamente a visão de galáxias mais distantes, atrás dela”.

Impressão de artista das galáxias descobertas na "Zona de Evitamento" por trás da Via Láctea. Esta cena foi criada usando dados posicionais verdadeiros das novas galáxias e povoando aleatoriamente a região com galáxias de tamanhos, tipos e cores diferentes. Crédito: ICRAR

O Professor Staveley-Smith, que é o principal autor do artigo publicado online no Astronomical Journal, disse: “os cientistas têm tentado descobrir algo sobre o Grande Atrator desde que grandes desvios na expansão universal foram descobertos nos anos de 1970 e 1980”. Nós não entendemos na verdade o que está causando essa aceleração gravitacional na Via Láctea, ou de onde essa força está vindo. Nós sabemos que nessa região existem algumas grandes coleções de galáxias que nós chamamos de aglomerados ou super aglomerados, e que a nossa Via Láctea está se movendo na direção delas a mais de 2 milhões de quilômetros por hora”.

O Prfessor Staveley-Smith e seus colegas também identificaram algumas novas estruturas que poderiam ajudar a explicar o movimento da nossa Galáxia, incluindo três concentrações de galáxias e dois novos aglomerados. Existem novas concentrações de galáxias (chamadas de NW1, NW2 e NW3) que são fundamentais para confirmar o cruzamento diagonal da Parede do Grande Atrator, entre os Aglomerados Norma e o CIZA J1324.7-5736”, disse ele.

“Contribuidores para a densidade acima do nomal nessa área, são dois novos aglomerados (chamados de CW1 e CW2) na chamada Parede Centaurus, um dos quais forma parte do longo filamento que domina a céu do sul a velocidades de 3000 km/s, e a sugestão de outra Parede no Grande Atrator em longitudes levementes maiores. O Professor Renée Kraan-Korteweg, um astrônomo na University of Cape town, na África do Sul e um dos coautores do estudo, disse: “os astrônomos têm tentado mapear a distribuição escondida atrás da Via Láctea por décadas”.

“Nós usamos uma grande quantidade de técnicas mas somente as observações de rádio realmente tiveram sucesso e permitiram que nós pudéssemos enxergar através da espessa camada de estrelas e poeira”. “Uma galáxia normalm contém 100 bilhões de estrelas, então, descobrir centenas de novas galáxias escondidas atrás da Via Láctea, aponta para uma grande quantidade de massa, que era desconhecida até agora”.
Fonte: http://www.sci-news.com

Detectadas ondas gravitacionais 100 anos após a previsão de EINSTEIN

Quando dois buracos negros giram em órbita um do outro, irradiam ondas gravitacionais, libertando energia orbital e espiralando em direção um do outro. Esta impressão de artista mostra as ondulações numa superfície bidimensional do espaço-tempo, para que as consigamos imaginar melhor. Crédito: Swinburne Astronomy Production

Pela primeira vez, cientistas observaram ondulações no tecido do espaço-tempo chamadas ondas gravitacionais, chegando à Terra oriundas de um evento cataclísmico no Universo distante. Isto confirma uma importante previsão da teoria geral da relatividade de Albert Einstein, publicada em 1915, e abre uma nova janela sem precedentes para o cosmos. As ondas gravitacionais transportam informação sobre as suas dramáticas origens e sobre a natureza da gravidade que não pode ser obtida de outra maneira. Os físicos concluíram que as ondas gravitacionais foram produzidas durante a fração final de segundo da fusão de dois buracos negros, produzindo um único buraco negro mais massivo. Esta colisão de dois buracos negros já tinha sido prevista, mas nunca observada.

As ondas gravitacionais foram detetadas no dia 14 de setembro de 2015, às 09:51 UTC, por ambos os gémeos do LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory), localizados em Livingston, no estado americano do Louisiana e em Hanford, no estado americano de Washington. Os observatórios LIGO são financiados pelo NSF (National Science Foundation) e foram concebidos, construídos e são operados pelo Caltech e pelo MIT. A descoberta, aceite para publicação na revista Physical Review Letters, foi feita pela Colaboração Científica LIGO (que inclui a Colaboração GEO e o Consórcio Australiano para Astronomia Gravitacional Interferométrica) e pela Colaboração Virgo usando dados dos dois detetores LIGO.

Com base nos sinais observados, os cientistas do LIGO estimam que os buracos negros deste evento tinham aproximadamente 29 e 36 vezes a massa do Sol e que o evento teve lugar há 1,3 mil milhões de anos atrás. Cerca de 3 massas solares foram convertidas em ondas gravitacionais numa fração de segundo - com uma potência máxima 50 vezes maior do que todo o Universo visível. Ao observar o tempo de chegada dos sinais - o detetor em Livingston registou o evento 7 milissegundos antes do detetor em Hanford - os cientistas podem dizer que a fonte estava localizada no hemisfério sul.

De acordo com a relatividade geral, um par de buracos negros em órbita um do outro perdem energia através da emissão de ondas gravitacionais, fazendo com que gradualmente fiquem mais próximos ao longo de milhares de milhões de anos e cuja distância diminui muito mais depressa nos minutos finais. Durante a fração final de um segundo, os dois buracos negros colidiram um com o outro a quase metade da velocidade da luz e formaram um único buraco negro mais massivo, convertendo uma porção da massa combinada dos dois buracos negros em energia, segundo a fórmula E = mc2 de Einstein. Esta energia é emitida como uma forte explosão final de ondas gravitacionais. Foram estas ondas gravitacionais que o LIGO observou.

A existência de ondas gravitacionais foi demonstrada pela primeira vez nas décadas de 1970 e 1980 por Joseph Taylor Jr. e colegas. Taylor e Russell Hulse descobriram, em 1974, um sistema binário composto por um pulsar em órbita de uma estrela de neutrões. Taylor e Joel M. Weisberg descobriram, em 1982, que a órbita do pulsar estava diminuindo ligeiramente ao longo do tempo devido à libertação de energia sob a forma de ondas gravitacionais. Pela descoberta do pulsar e pela demonstração que tornaria possível esta medição de onda gravitacional em particular, Hulse e Taylor receberam o Prémio Nobel da Física em 1993.

A nova descoberta do LIGO é a primeira observação das próprias ondas gravitacionais, feita através da medição dos pequenos distúrbios que as ondas fazem no espaço e no tempo à medida que passam através da Terra. "A nossa observação das ondas gravitacionais atinge uma ambiciosa meta estabelecida há mais de 5 décadas: a de detetar diretamente este fenómeno elusivo e melhor compreender o Universo e, apropriadamente, cumpre o legado de Einstein no 100.º aniversário da sua teoria geral da relatividade," afirma David H. Reitze, do Caltech e diretor executivo do Laboratório LIGO.

A descoberta foi possível graças às capacidades melhoradas do Advanced LIGO, uma grande atualização que aumentou a sensibilidade dos instrumentos em comparação com a primeira geração dos detetores LIGO, permitindo um grande aumento no volume do Universo estudado - e a descoberta das ondas gravitacionais durante a sua primeira fase de observações. Esta deteção é o começo de uma nova era: o campo da astronomia das ondas gravitacionais é agora uma realidade," afirma Gabriela González, porta-voz do LSC (LIGO Scientific Collaboration) e professora de física e astronomia na Universidade Estatal do Louisiana.

O LIGO foi originalmente proposto como um meio de detetar estas ondas gravitacionais na década de 1980 por Rainer Weiss, professor de física, emérito, do MIT; Kip Thorne, Professor Richard P. Feynman do Caltech de Física Teórica, emérito; e Ronald Dreve, professor de física, emérito, também do Caltech. Esta observação está muito bem descrita na teoria da relatividade geral de Einstein, formulada há 100 anos e compreende o primeiro teste da teoria da gravitação forte. Teria sido maravilhoso ver o rosto de Einstein, caso tivéssemos sido capazes de lhe contar sobre esta descoberta," comenta Weiss.

"Com esta descoberta, nós, seres humanos, estamos a embarcar numa maravilhosa nova missão: a busca para explorar o lado deformado do Universo - objetos e fenómenos produzidos pela deformação do espaço-tempo. A colisão de buracos negros e ondas gravitacionais são os nossos primeiros belos exemplos," afirma Thorne. A pesquisa Virgo é realizada pela Colaboração Virgo, que abrange mais de 250 físicos e engenheiros pertencentes a 19 diferentes grupos europeus de investigação. Fulvio Ricci, porta-voz da Virgo, afirma que "este é um marco significativo para a física mas, mais importante, é meramente o início de muitas novas e excitantes descobertas astrofísicas que vão chegar com o LIGO e o Virgo."

Em cada observatório LIGO, um interferómetro com a forma de um L e com 4 km de comprimento usa um laser que se divide em dois feixes e que viajam para trás e para a frente nos braços (um tubo com 120 cm de diâmetro mantido sob um vácuo quase perfeito). Os feixes são usados para monitorizar a distância entre espelhos posicionados precisamente nas extremidades dos braços. De acordo com a teoria de Einstein, a distância entre os espelhos é alterada por uma quantidade ínfima quando uma onda gravitacional passa pelo detetor. O detetor é sensível o suficiente para medir uma mudança, nos comprimentos dos braços, mais pequena que um décimo de milésima do diâmetro de um protão (10-19 metros). O Advanced LIGO é o detetor mais sofisticado, alguma vez criado, de ondas gravitacionais.

A fim de determinar a direção do evento que provocou as ondas gravitacionais são necessários observatórios independentes e bastante separados, e também para verificar que os sinais são provenientes do espaço e não são algum outro fenómeno local. Com este objetivo, o Laboratório LIGO está a trabalhar em estreita colaboração com cientistas na Índia para estabelecerem um terceiro detetor LIGO no subcontinente indiano. Aguardando a aprovação do governo indiano, poderá estar operacional na próxima década.

O detetor adicional vai melhorar em muito a capacidade da rede global de detetores em localizar fontes de ondas gravitacionais. Esperamos que esta primeira observação acelere a construção de uma rede global de detetores e permita a localização precisa das fontes," conclui David McClelland, professor de física e diretor do Centro de Física Gravitacional da Universidade Nacional Australiana.
Fonte: Astronomia Online

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