10 de ago de 2016

Não é nada fácil ser verde: o que as cores das galáxias nos dizem sobre a sua evolução?

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Imagens virtuais de galáxias azuis, verdes e vermelhas produzidas pelas simulações EAGLE. A galáxia verde foi apanhada na transição do azul para o vermelho à medida que suas reservas de gás se esgotam. Créditos: James Trayford / EAGLE / Universidade de Durham.

Astrônomos julgam ter respondido à questão pela qual as galáxias de cor verde são raras no Universo e de que modo suas cores podem revelar um passado conturbado. A pesquisa foi divulgada em 30 de junho de 2016 no Encontro Nacional de Astronomia (National Astronomy Meeting) na Universidade de Nottingham. O time internacional, liderado pelo Instituto para a Cosmologia Computacional (ICC – Institute for Computational Cosmology), da Universidade de Durham, usou novos modelos computacionais do Universo para investigar as cores das galáxias e o que elas nos contam sobre a sua evolução. Usando simulações EAGLE de última geração, os pesquisadores construíram um modelo que explica como as idades e as composições das estrelas se traduzem na cor das luzes produzidas pelas galáxias que as hospedam.

O time científico declarou que as simulações também mostraram que as cores das galáxias podem ajudar a prever a como evoluem. Enquanto as galáxias vermelhas e azuis são relativamente comuns, as verdes são raras e provavelmente estão passando por uma importante etapa transitória de sua evolução, transitando do azul (quando as estrelas e os exoplanetas estão nascendo) para o vermelho, ou seja, quando as estrelas envelhecidas dominam o cenário. O pesquisador líder da pesquisa James Trayford, estudante de doutoramento na ICC que liderou a investigação, afirmou:
As galáxias emitem um brilho azul saudável enquanto há novas estrelas e exoplanetas sendo criados. No entanto, quando a formação de estrelas cessa, as galáxias tornam-se vermelhas, tal como as estrelas que começam a envelhecer e a morrer. No Universo real, vemos muitas galáxias azuis e vermelhas, mas as galáxias verdes intermédias são mais raras. Isto sugere que as poucas galáxias verdes que conseguimos observar estão provavelmente em um estágio crítico da sua evolução, transitando rapidamente do azul para o vermelho.
O time da pesquisa descobriu que como as estrelas se formam a partir de gás denso seria necessário um processo poderoso para destruir rapidamente as reservas de gás e causar as mudanças dramáticas na cor. James Trayford acrescentou:
Em um estudo recente, nós seguimos as simulações computacionais da evolução de galáxias à medida que mudavam de cor e investigamos os processos que causam suas alterações. Tipicamente, nós descobrimos que as galáxias verdes menores são violentamente agitadas pela atração gravitacional de uma enorme galáxia vizinha, o que lhes arranca as suas reservas de gás. Ao mesmo tempo, as galáxias verdes maiores podem se autodestruir devido a explosões imensas originadas em buracos negros supermassivos existentes nos seus núcleos, os quais podem afastar o gás denso.
Entretanto, a pesquisa descobriu que há alguma esperança para as galáxias verdes, já que um pequeno e afortunado número delas pode absorver suplementos de gás das regiões vizinhas. Isto pode reavivar a formação de estrelas e exoplanetas e restaurar essas galáxias na ‘saudável’ cor azul. James Trayford concluiu:
Utilizando simulações computacionais que estudam a alteração das cores das galáxias, podemos acelerar o processo da evolução das galáxias, desde os bilhões de anos que leva no Universo real para apenas uns dias em computador. Isto significa que não vemos apenas as cores das galáxias congeladas no tempo, podemos ver a sua evolução. Outra vantagem é que podemos remover fatores indesejáveis, responsáveis pela alteração das cores que vemos, como nuvens de poeira que impedem que a luz se escape das galáxias. Como as simulações EAGLE que usamos representam um novo nível de realismo, podemos ter uma maior confiança na aplicação destes resultados ao Universo real.
Fonte: Eternos Aprendizes -  http://eternosaprendizes.com/




NASA encomenda sonda para apoiar missão humana em Marte

NASA encomenda sonda para apoiar missão humana em Marte

Projeto do robô que será enviado a Marte em 2020.[Imagem: NASA]

Nave de apoio
A NASA fechou contratos com cinco empresas aeroespaciais - Boeing, Lockheed Martin, Northrop Grumman, Orbital ATK e Space Systems/Loral - para checar que tipo de nave espacial cada uma é capaz de construir para uma missão a Marte na década de 2020. A missão primária da sonda não-tripulada será dar suporte a uma futura missão tripulada. Para isso, a sonda que será selecionada deverá ter um sistema de propulsão mais avançado, que a permita voar mais baixo e tirar fotos melhores de possíveis locais de pouso, e melhores sistemas de comunicação, para aumentar a largura de banda das transmissões, o que será essencial em uma missão humana. É praticamente certo que todos os projetos envolverão propulsores solar-elétricos. A propulsão solar-elétrica, já em uso em satélites em órbita da Terra, usa a eletricidade coletada por painéis solares para acelerar íons e impulsionar a nave - os chamados motores iônicos. Recentemente a NASA encomendou a fabricação de um motor iônico para sua missão de captura de um asteroide.

Comunicação espacial a laser
Outra missão fundamental da nova sonda marciana será testar um sistema de comunicações ópticas, que usará um laser para enviar dados de volta para o controle na Terra com alta-fidelidade. O grande desafio de engenharia para isso é que a nave precisará ser capaz de apontar o laser para os receptores na Terra, o que exigirá uma precisão de navegação sem precedentes. A NASA também gostaria que a sonda fosse capaz de retornar à Terra com amostras marcianas. Para isso, o robô Marte 2020, programado para ser lançado no ano que lhe dá o nome, contará com uma cápsula para receber amostras coletadas na superfície. A plataforma do robô deverá lançar essa cápsula ao espaço, que será então capturada pela sonda espacial e trazida de volta à Terra. Esta é uma novidade em relação à proposta inicial dos instrumentos científicos que o robô marciano deveria levar.  Os primeiros rascunhos das propostas da nova sonda espacial deverão ser entregues pelas empresas em seis meses.
Fonte: Inovação Tecnológica


Descoberta nova população de planetas isolados e estrelas frias

Descoberta nova população de planetas isolados e estrelas frias

Esta imagem da região de formação estelar da Nebulosa de Órion foi criada a partir de várias exposições obtidas pela câmera infravermelha HAWK-I, montada no VLT, no Chile

Estrelas frias ou planetas quentes?
Ao captar a imagem mais detalhada já obtida da Nebulosa de Órion, os astrônomos tiveram uma surpresa. A imagem revela cerca de 10 vezes mais anãs marrons e "objetos de massa planetária isolados" do que se calculara anteriormente. Isto não apenas desafia o cenário normalmente aceito da história de formação estelar das nebulosas, como também pede outras explicações e catalogações desses "corpos estelares" e planetas isolados. "Compreendermos porque é que tantos objetos de baixa massa se encontram na Nebulosa de Órion é importante porque nos ajuda a colocar limites nas atuais teorias de formação estelar. Sabemos agora que o modo como estes objetos de baixa massa se formam depende do meio que os envolve," disse Amelia Bayo, da Universidade de Valparaíso, no Chile.

Função de Massa Inicial
Os astrônomos contam quantos objetos de diferentes massas se formam em regiões como a Nebulosa de Órion para tentar compreender o processo de formação estelar. Esta informação é usada para criar uma métrica chamada Função de Massa Inicial (FMI) - um modo de descrever quantas estrelas de diferentes massas compõem uma população estelar quando da sua formação. Antes da observação feita agora, o maior número de objetos encontrados tinha massas de cerca de um quarto da massa do nosso Sol. A descoberta de uma enorme quantidade de novos objetos com massas muito inferiores a essa cria um "segundo máximo" na distribuição da contagem de estrelas com uma massa muito menor.

Planetas pequenos e isolados
Os dados sugerem também que o número de objetos do tamanho de planetas pode ser muito maior do que se pensava anteriormente. Apesar de a tecnologia necessária para observar diretamente estes planetas ainda não existir, o futuro telescópio E-ELT, previsto para começar a funcionar em 2024, tem a realização desse tipo de observação como um dos seus objetivos.  O nosso resultado é para mim como um espreitar para uma nova era da formação planetária e estelar. O enorme número de planetas isolados encontrados com os nossos atuais limites observacionais me faz pensar que certamente ainda vamos descobrir uma imensa quantidade de planetas menores que a Terra com o E-ELT," disse o professor Holger Drass, da Universidade Católica de Chile, líder do projeto.
Fonte: Inovação Tecnológica

O buraco de Eta Carinae

Estrela menor fura a maior e permite ver abaixo de sua superfície
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Eta Carinae, a estrela mais estudada da Via Láctea depois do Sol e uma das maiores e mais luminosas já vistas, continua surpreendendo. Primeiramente os astrônomos verificaram que ela era na verdade formada por duas estrelas muito grandes: a principal e maior, Eta Carinae A, com cerca de 90 massas solares, e a secundária, dois terços menor e 10 vezes menos brilhante, Eta Carinae B. Depois, viram que a cada cinco anos e meio a estrela maior deixa de brilhar por cerca de 90 dias consecutivos em certas faixas do espectro eletromagnético, em especial nos raios X. Agora, especialistas do Brasil, dos Estados Unidos e de outros países, depois de examinarem as informações obtidas no apagão de 2014, o mais recente, descreveram um novo fenômeno: a formação de um buraco causado pela estrela menor na superfície da estrela maior.

A colisão dos fortes ventos das duas estrelas, que já havia sido descrita, e a formação de um buraco em Eta Carinae A elucidam a liberação intensa e até agora não inteiramente explicada de luz produzida por uma das formas do elemento químico hélio observada durante os apagões. Essa forma é o hélio duplamente ionizado ou He++, assim chamado por ter perdido os dois elétrons e ficado apenas com o núcleo, que contém dois prótons e dois nêutrons. Em 2014, dados obtidos por telescópios terrestres localizados no Chile, no Brasil, nos Estados Unidos, na Austrália e na Nova Zelândia e pelo telescópio espacial Hubble detalharam a variação da intensidade da luz emitida em uma frequência específica pela transformação do He++ em He+, com apenas um elétron.

“Apenas a colisão entre os ventos estelares não era o suficiente para produzir a quantidade necessária de He++ para explicar a intensa liberação de luz nessa frequência”, diz o astrofísico Mairan Teodoro, pesquisador no Goddard Space Flight Center da Nasa, a agência espacial norte-americana. Logo após o apagão de 2009, ainda na Universidade de São Paulo, ele começou a planejar a coleta de informações do apagão de 2014 com seu então supervisor de pós-doutorado, Augusto Damineli. Teodoro fez uma chamada internacional, convidando astrônomos profissionais e amadores, criou um site com informações sobre o projeto e afinou os métodos de trabalho dos grupos que se dispuseram a participar.

Em 2012, já nos Estados Unidos, em busca de explicações para os fenômenos observados, Teodoro trabalhou com seu colega da Nasa Thomas Madura, físico teórico que formulou a hipótese de que a estrela menor, ao se aproximar da maior, a cada cinco anos e meio, como resultado de sua órbita elíptica, cavaria um buraco que poderia atingir as camadas mais internas da estrela maior, onde existe He++ em abundância. Faltavam, porém, evidências que alimentassem ou derrubassem essa possibilidade. As informações reunidas durante o apagão de 2014 confirmaram e ajustaram essa hipótese e indicaram que a emissão de luz pelo He++ é o resultado da colisão dos ventos estelares e da formação do buraco na estrela maior.

Perto do fim - “O vento estelar funciona como um cobertor, cobrindo a estrela primária”, diz Teodoro, primeiro autor do artigo publicado em março de 2016 na Astrophysical Journal descrevendo esses resultados. De acordo com esse trabalho, a estrela menor vence a resistência dos ventos estelares da maior, já que seus próprios ventos têm uma velocidade maior, mergulha em uma espécie de voo rasante e cava um buraco na maior, deixando ver um pouco do gás em alta temperatura, o plasma, que a compõe.

“A luz que sai do buraco é somente de cerca de 100 luminosidades solares, 50 mil vezes mais fraca que a luz da estrela. É como ver um fósforo aceso na frente do Sol”, diz Damineli. Além de tênue, o sinal é escasso, porque a fenda da estrela por onde a luz sai fica aberta pouco mais de um mês a cada cinco anos e meio. Damineli previu que Eta Carinae, que ele estuda desde 1989, sofreria um eclipse ou apagão – uma redução equivalente ao brilho de 60 sóis num único dia – em 2003. Suas previsões se confirmaram, atraindo um número crescente de astrônomos interessados em observar a estrela. O fenômeno agora está mais claro. “O apagão começa com o mergulho da estrela menor na maior e se completa com o fechamento do buraco, quando desaparecem os sinais de emissão eletromagnética”, diz ele. “Este é um fenômeno completamente novo na astrofísica.”

Os pesquisadores esperam detalhar as dimensões do buraco no próximo apagão, em 2020. Será também uma oportunidade para conhecer um pouco mais sobre a luminosidade e a variação de temperatura das duas estrelas; a menor ainda não foi observada diretamente. Gigantesca e muito brilhante, com uma luminosidade 5 milhões de vezes maior que a do Sol, Eta Carinae é “uma representante da primeira geração de estrelas, formadas 200 milhões de anos depois do Big Bang e que morreram logo em seguida, quando havia matéria-prima abundante”, afirma Damineli. “Eta Carinae e outras maiores, inicialmente sempre binárias, iluminaram o Universo, que era opaco, durante a chamada idade das trevas.”

Por ser a única desse porte e com essas singularidades em nossa galáxia, Eta Carinae, diz ele, “é como um dinossauro vivo no quintal”. A elevada densidade e a composição dos ventos indicam que ela está perdendo massa rapidamente. Os astrônomos preveem que a estrela, talvez em algumas décadas, deve explodir e gerar um buraco negro. “Pode ser que Eta Carinae já tenha morrido e ainda não soubemos”, observa Teodoro, “porque a luz que sai de lá demora 7.500 anos para chegar até a Terra”.
Fonte: Pesquisa Fapesp
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