20 de abr de 2016

Primeiro exoplaneta foi observado em 1917 - mas ninguém notou

Primeiro exoplaneta foi observado em 1917 - mas ninguém notou

Placa fotográfica feita em 1917 mostrando o espectro da estrela de van Maanen. O destaque mostra as fortes linhas surpreendentemente fortes dos elementos pesados. [Imagem: Carnegie Institution]

Primeiro planeta extrassolar detectado
Com centenas de milhares de placas fotográficas de observações astronômicas feitas ao longo de mais de um século, a equipe dos Observatórios Carnegie, nos EUA, não estranhou quando receberam a solicitação de uma antiga observação que continha o espectro eletromagnético da estrela de van Maanen, uma anã branca descoberta pelo astrônomo holandês Adriaan van Maanen em 1917. Espectros estelares são gravações da luz emitida pelas estrelas. O espectro se estende ao longo de todas as cores componentes da luz, como um arco-íris emergindo de um prisma. Sua principal utilização é na determinação da composição química de uma estrela, mas eles também dão informações sobre como a luz emitida por uma estrela é afetada pelo material que ela atravessa em seu caminho rumo à Terra. Mas, quando Jay Farihi, da Universidade College Londres, recebeu e analisou a placa que solicitara com os dados da estrela de van Maanen, ele teve uma surpresa: os dados registravam a presença de elementos pesados, como cálcio, magnésio e ferro, que deveriam ter desaparecido há muito tempo no interior da estrela, devido ao seu peso. A única explicação possível é que o espectro revela indícios de um planeta, o primeiro exoplaneta detectado pelo homem - ainda que ninguém tenha notado isso até agora.

Astronomia no porão
"O mecanismo que cria os anéis de detritos planetários, e a deposição sobre a atmosfera estelar, requer a influência gravitacional de planetas completamente desenvolvidos. O processo não pode ocorrer a menos que houvesse planetas lá," disse John Mulchaey, da instituição que guarda os registros. A existência do exoplaneta, cuja existência agora poderá ser confirmada por observações mais detalhadas, está registrada em uma linha de absorção do espectro da estrela. Linhas de absorção indicam áreas onde a luz da estrela passou através de "alguma coisa" e teve uma cor de luz absorvida pela substância que forma a coisa. Essas linhas indicam a composição química do objeto que provocou a interferência.

"Os Observatórios Carnegie têm uma das maiores coleções do mundo de placas astronômicas, com um arquivo que inclui cerca de 250.000 placas de três diferentes observatórios - Monte Wilson, Palomar e Las Campañas. Nós temos uma tonelada de história guardada em nosso porão, e quem sabe que outros achados poderíamos descobrir no futuro?" previu Mulchaey. Até agora, considerava-se que os primeiros planetas extrassolares foram detectados em 1992 por Aleksander Wolszczan, orbitando o pulsar PSR B1257+12. É sempre mencionada também a descoberta do 51 Pegasi b, agora rebatizado de Didímio, o primeiro exoplaneta orbitando uma estrela da sequência principal - as estrelas menos exóticas.
Fonte: Inovação Tecnológica

A medição da taxa de expansão do Universo cria quebra-cabeça cosmológica

Imagem combinando luz visível, infravermelho e raio X de M101, a Galáxia do Catavento, uma das galáxias estudadas

Imagem combinando luz visível, infravermelho e raio-X de M101, a Galáxia do Catavento, uma das estudadas

Trabalhando com um método novo para medir a expansão do universo, que usa lâmpadas padrão em vez do mapa da radiação cósmica de fundo, físicos trabalhando nos Estados Unidos encontraram um valor 8% maior do que o previsto pelas leis da física atuais. Este resultado, se confirmado por trabalhos independentes, pode forçar uma revisão na compreensão de como a matéria escura e a energia escura têm influenciado a evolução do universo nos últimos 13,8 bilhões de anos, e alguma coisa no modelo padrão de partículas provavelmente vai ter que mudar. Acho que há algo no modelo cosmológico padrão que não entendemos”, afirmou o pesquisador Adam Riess, da Universidade Johns Hopkins, um dos codescobridores da energia escura em 1998. 

Desde a descoberta da energia escura, a evolução do universo tem sido explicada em termos da competição entre o efeito de expansão desta energia, que compõe 68% do universo, e o efeito contrário da matéria escura, que compõe 27% do universo, com a matéria normal respondendo por meros 5% do universo. Este cabo-de-guerra cósmico foi descoberto com a ajuda das medidas da radiação que foi deixada pelo Big Bang, que agora pode ser observada como a radiação cósmica de fundo de microondas, ou CMB na sigla em inglês. Pelas observações, a aceleração causada pela energia escura teria ficado constante desde o Big Bang.

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Imagem da radiação cósmica de fundo. Crédito: NASA

Esta hipótese tem sido apoiada pelas análises mais completas já feitas do CMB, executadas recentemente pelo Observatório Planck, da ESA. As observações do Planck também têm sido usadas para estimar a taxa de expansão em qualquer ponto da história do universo. Só que, por anos, as predições discordaram das medições diretas da expansão cósmica atual, também conhecida como constante Hubble. Esta discordância tem sido ignorada, pelo motivo simples que as margens de erro na medição da constante Hubble eram grandes o suficiente para permitir isso. Só que depois que Riess e seus colegas começaram a usar um novo método para medir a expansão do universo, usando o brilho de “lâmpadas padrão” como as cefeidas e certas supernovas, a discrepância apareceu novamente, na forma de uma expansão 8% mais rápida que o previsto pelas medidas do Planck. Lâmpadas padrão são fontes de luz que têm uma luminosidade conhecida. É como medir a luz de uma lâmpada de 20W a uma certa distância, e comparar com o brilho de uma lâmpada igual a um metro. A partir da diferença de brilho, dá para calcular a distância entre as duas lâmpadas. Geralmente são usadas estrelas cefeidas e supernovas do tipo Ia.

A equipe de Riess analisou 18 destas lâmpadas padrão a partir de dados obtidos pelo Telescópio Espacial Hubble para então chegar ao valor de uma velocidade de expansão diferente, 8% maior a partir do que se obtém ao analisar os dados da radiação cósmica de fundo obtidos pelo Observatório Planck. Se estas novas medições são precisas, e nossos mapas do CMB também são precisos, então algo fundamental na nossa compreensão do universo está errado. Pode ser que a matéria escura tenha algum efeito desconhecido sobre a expansão, ou talvez a energia escura tenha ficado mais forte com o passar do tempo. Ou talvez a maneira que medimos a expansão não é muito precisa – “lâmpadas padrão” podem não ser tão padrão assim, como parecem indicar alguns estudos. O trabalho poi postado no site gratuito de pré-impressão arXiv, e está esperando a revisão por pares. 
Fonte: Science,  Nature 

Sonda Cassini descobre matéria de fora do sistema solar

poeira

Desde 2004, a sonda Cassini tem orbitado Saturno e estudado o planeta gigante, seus anéis e suas luas. Uma das coisas que ela tem feito é coletar milhões de grãos de poeira com gelo, com o instrumento de análise de poeira cósmica. A maioria destes grãos se originou dos jatos que estão em ação ainda hoje na lua Encélado. Mas dentre estes, existem uns poucos, meros 36 grãos, que se destacam dos outros.  Pela análise dos cientistas, estes ciscos de matéria têm sua origem no espaço interestelar, o espaço imenso, escuro e frio que há entre as estrelas. Não que a descoberta tenha sido inesperada – nos anos 1990, a missão conjunta da NASA/ESA Ulysses fez a primeira observação deste material, mais tarde confirmado pela sonda Galileu.

A origem destes grãos foi determinada como sendo uma nuvem interestelar local, uma bolha de gás e poeira praticamente vazia que está sendo atravessada pelo nosso sistema solar. Mas como os cientistas determinam que aqueles grãos são de origem interestelar? Pela direção que vem e pela velocidade de mais de 72.000 km/h, suficiente para escapar da gravidade do sol e dos planetas do sistema solar. A Cassini não ficou apenas na direção e velocidade das partículas: ela também fez a análise da composição química da poeira. Surpreendentemente, os grãos têm composição bastante similar, com elementos que normalmente formam as rochas, como magnésio, silício, ferro e cálcio, em proporções na média cósmica. Elementos mais reativos, como enxofre e carbono, tinham uma proporção menor do que a abundância cósmica média.

A composição homogênea foi uma surpresa para os cientistas, que esperavam algo mais diverso, o que pode indicar que estes grãos foram uniformizados por algum processo repetitivo que está acontecendo no meio interestelar. Os pesquisadores já têm até um palpite para este processo: a poeira formada em regiões de formação estelar poderia ser destruída e recondensada múltiplas vezes, conforme ondas de choque de estrelas moribundas cruzam o meio interestelar. A longa duração da missão Cassini permitiu que a usássemos como um observatório de micrometeoritos, providenciando acesso privilegiado à contribuição da poeira exterior ao sistema solar que não poeria ser obtida de outra forma”, observa Nicolas Altobelli, cientista do projeto Cassini e autor principal do estudo, publicado no periódico Science. 
Fonte: JPL Nasa

Misterioso alinhamento de buracos negros é descoberto por astrônomos

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Uma imagem de rádio do espaço profundo mostrou uma coisa espantosa: vários jatos relativísticos de buracos negros supermassivos orientados na mesma direção. A imagem foi feita por pesquisadores da Universidade da Cidade do Cabo e Universidade do Cabo Ocidental, na África do Sul. O curioso da imagem, além dos jatos em rádio, é que eles apontam na mesma direção. A causa deste fenômeno estranho é, provavelmente, uma flutuação de massa no universo primordial. A imagem só se tornou possível por causa de um levantamento de ondas de rádio feito pelo Giant Metrewave Radio Telescope, GMRT, ou Rádio Telescópio Metrewave Gigante, por um período de 3 anos. Os jatos são produzidos pelos buracos negros supermassivos no centro de galáxias, e a única possibilidade para estarem alinhados é todos estarem girando na mesma direção. A descoberta, com o título “Alignments of Radio Galaxies in Deep Radio Imaging of ELAIS N1”,  foi publicada no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Tem uma cópia no arXiv. “Como estes buracos negros não têm contato, ou qualquer forma de trocar informação ou influenciar uns aos outros nas distâncias imensas entre eles, este alinhamento de rotação deve ter ocorrido durante a formação das galáxias, no universo primordial”, aponta o professor Andrew Russ Taylor, principal autor do estudo.

A implicação mais notável é que havia uma rotação coerente na estrutura daquele volume de espaço, que foi formado a partir das flutuações de massa primordiais, que semearam a criação das estruturas de grande escala do universo. Esta foi uma descoberta casual. Os cientistas não estavam procurando por isto, mas examinando as fontes de rádio mais fracas do universo, usando os melhores telescópios disponíveis. A presença destes alinhamentos e de certas orientações preferenciais pode trazer uma luz para a orientação e evolução das galáxias, em relação a estruturas de grande escala, e os movimentos nas flutuações da matéria primordial, que deram origem à estrutura do universo. Mas como este alinhamento veio a existir? Há várias opções, como campos magnéticos cósmicos, campos associados a partículas exóticas (áxions), cordas cósmicas e outras.

Por enquanto, a resposta para este bizarro fenômeno vai ter que esperar o desenvolvimento de novas tecnologias para examinar os objetos em mais detalhe. Parte desta tecnologia já está sendo planejada – o rádio telescópio sul-africano MeerKAT e o Square Kilometre Array (SKA), as mais poderosas ferramentas já projetadas. Uma distribuição da rotação em grande escala não havia sido prevista pela teoria, e um fenômeno desconhecido como este é um desafio que as teorias sobre a origem do universo precisam explicar, além de uma oportunidade para descobrir mais sobre como o funciona o cosmos. Estamos começando a entender como as estruturas em grande escala do universo surgiram, começando do Big Bang e crescendo como um resultado das perturbações no universo primordial, até o que temos hoje”, conta o professor Taylor, “e isto nos ajuda a explorar como o universo do amanhã se parecerá”.

5 estrelas estranhas encontradas em nossa galáxia




A Via Láctea é o lar de cerca de 200 bilhões de estrelas. Como em uma grande cidade, apesar da maioria das pessoas parecer normal, você inevitavelmente vai encontrar alguns esquisitos no meio de toda a gente. Nossa galáxia não é exceção. Escondendo-se em nosso céu estão algumas das mais excêntricas estrelas conhecias. Elas se destacam desafiando nossas expectativas e até mesmo o nosso senso comum, forçando os astrônomos a repensar os limites do que é fisicamente possível e suas suposições fundamentais sobre o universo.

Estrelas cobertas com nuvens de metal
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Estas estrelas exóticas são um tipo de anã branca – pequenos remanescentes superdensos de estrelas como o nosso sol. Por “superdenso”, queremos dizer que uma colher de chá desse material pesaria cerca de 15 toneladas. Agora imagine o mesmo objeto assustadoramente denso coberto de nuvens metálicas. É importante notar que o termo “nuvens” pode ser um pouco enganador. Nuvens sobre uma anã branca não se assemelham às nuvens na Terra. Aqui, elas se formam como vapor de água e tem uma aparência fofa e branca. Já as nuvens nestas estrelas são geralmente compostas de chumbo e zircônio, com outros tipos de metais em concentrações menores, com uma espessura de 100 km e pesando até 100 bilhões de toneladas métricas. Os astrônomos pensam que tais nuvens podem cobrir toda (ou quase toda) a superfície de uma estrela. Ninguém sabe ao certo como se parecem de perto, mas a sua existência por si só é inegavelmente surpreendente.

Estrela com formato oval
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Vega é a 5º estrela mais brilhante no céu noturno. De perto, no entanto, não se parece em nada com uma estrela típica. Ela gira tão rápido – mais de 965.606 quilômetros por hora – que incha em um formato oblato, como uma espécie de ovo azul gordinho. Os cientistas estimam que Vega gira em cerca de 90% da sua velocidade máxima possível de rotação. Se ficasse 10% mais rápida, isso prejudicaria sua gravidade e a destruiria. Além de ter forma de ovo, Vega não brilha uniformemente como o nosso sol. Em vez disso, seu equador brilha menos do que seus polos, o que gera uma faixa escurecida em sua superfície. Os cientistas pensam que a faixa é um resultado de variações de temperatura causadas pela velocidade de rotação insana de Vega. Como o equador é mais frio, brilha menos e tem uma cor mais escura.

Duas estrelas se tocando
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Sistemas estelares binários são comuns em nossa galáxia. Na verdade, os cientistas estimam que 85% das estrelas na Via Láctea estão em sistemas multiestelares. Mas duas estrelas de fato se tocando? Por mais impossível que pareça, MY Camelopardalis faz exatamente isso. Estas duas estrelas azuis quentes estão literalmente se esfregando uma contra a outra, à medida que orbitam em torno de um ponto comum. Os astrônomos acreditam o MY Camelopardalis está prestes a se fundir em uma única estrela supermassiva. Quando a junção acontecer, o resultado pode ser uma espetacular explosão de energia. Ou pode simplesmente criar uma estrela maior que vai se queimar rapidamente. Ninguém pode dizer definitivamente.

Estrela com braços espirais
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Braços espirais são normalmente associados com galáxias, mas a estrela SAO 206462 é incomum no fato de que tem seu próprio conjunto de braços espirais – cada um abrangendo 22 bilhões de quilômetros de diâmetro. Por mais estranho que possa parecer, os astrônomos postulam que estamos olhando para um disco protoplanetário, onde novos planetas estão se formando. A existência do próprio disco não é incomum – na verdade, discos protoplanetários são frequentemente vistos em torno de estrelas jovens em nossa galáxia. Mas a sua forma é única. No caso de SAO 206462, os cientistas acreditam que cada braço espiral contém um novo planeta. A descoberta dos braços foi sem precedentes e totalmente inesperada, o que demonstra que novidades científicas podem ocultar-se mesmo em áreas de pesquisa já amplamente estudadas.

A estrela dentro de outra estrela
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HV 2112 é uma besta cósmica, uma estrela gigante com uma estrela de nêutrons enterrada em seu núcleo. Os cientistas pensam que ela era originalmente um sistema estelar binário, consistindo em uma gigante vermelha e uma estrela de nêutrons, até a última ser engolida pela sua companheira maior. O resultado final deste canibalismo cósmico é um Objeto de Thorne-Żytkow, uma monstruosidade tão bizarra que literalmente redefiniu nossas noções do que pode constituir uma estrela. HV2112 é uma combinação de duas peças: uma estrela de nêutrons dentro de uma gigante vermelha. Estas duas coisas já são extremas, independentemente uma da outra. Lembra que uma colher de chá de material de anã branca pesa mais de 15 toneladas? Bem, uma colher de chá de estrela de nêutrons pode pesar até 4 bilhões de toneladas.

Enquanto isso, a gigante vermelha pode ter um diâmetro de centenas de milhões de quilômetros. Combinar estas duas estrelas cria algo diferente de qualquer coisa previamente conhecida para a ciência. Mas HV2112 não é apenas exclusiva por ser um híbrido de duas estrelas monstras. Também se comporta de forma diferente de uma estrela convencional. A sua composição exótica faz com que fabrique elementos de uma maneira diferente, criando concentrações mais elevadas de elementos pesados específicos. Isto tem o potencial de mudar a nossa compreensão de como os elementos pesados podem ser produzidos na natureza – até a descoberta de HV 2112, os cientistas acreditavam que elementos pesados eram provavelmente criados exclusivamente nos núcleos de estrelas tradicionais supermassivas e em supernovas antigas. Ao existir, HV 2112 forçou a ciência a repensar algumas de suas premissas mais fundamentais sobre o universo.
Fonte: HYPESCIENCE.COM
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