21 de mar de 2017

O ALMA escuta o coração das maternidades estelares


Com belos braços espirais resplandescentes, as enormes galáxias espirais parecem chamar toda a atenção — no entanto NGC 6822, uma galáxia irregular barrada anã, demonstra que as espirais normais não detêm o monopólio da beleza galáctica. Também chamada Galáxia de Barnard, NGC 6822 situa-se na constelação de Sagitário a apenas 1,6 milhões de anos-luz de distância e encontra-se repleta de regiões ricas em formação estelar
Esta nova imagem foi composta a partir de observações mais antigas obtidas com o instrumento Wide Field Imager, montado no telescópio MPG/ESO de 2,2 metros, situado no Observatório de La Silla, e de novos dados coletados pelo Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). As regiões observadas pelo ALMA encontram-se destacadas na imagem e podem ser vista em mais detalhe aquiAs observações do ALMA revelaram a estrutura das nuvens de gás que formam estrelas com uma resolução sem precedentes. Observações da nossa própria galáxia mostraram que as estrelas se formam nos núcleos densos de nuvens gigantes de gás de hidrogênio molecular, os únicos locais onde o gás pode existir a temperaturas suficientemente baixas para colapsar sob a sua própria gravidade. 
Estas condições também levam à formação de outras moléculas, tais como monóxido de carbono, indispensável para ajudar os astrônomos a detectar o gás de hidrogênio molecular galáctico. Até há pouco tempo, os astrônomos conseguiam apenas resolver regiões de formação estelar no centro da Via Láctea — mas agora a nova visão apurada do ALMA abriu-nos uma janela para a formação estelar em outras galáxias. A análise destes dados revelou que, contrariamente à nossa galáxia, as moléculas observadas se concentram em pequenos núcleos densos de gás. 
Este fato explica por que é que tem sido tão difícil observar até agora regiões de formação estelar extragalácticas, especialmente em galáxias de baixa massa e baixa metalicidade. O ALMA descobriu também que as regiões de formação estelar de NGC 6822 se comportam de modo muito similar às maternidades estelares existentes na Via Láctea, indicando que a física da formação estelar nestas galáxias de baixa massa se parece com a que observamos na nossa própria galáxia.
Fonte: ESO

Poeira cósmica desce de pára-quedas para não se queimar

Fotos de uma partícula cósmica sobrevivente (esquerda) e da seção de outra partícula (direita), mostrando as bolhas em seu interior.[Imagem: Matthew Genge]

Poeira de pára-quedas
Recentemente, depois de vasculhar a Antártica em busca de fragmentos caídos do espaço, o professor Matthew Genge, do Imperial College de Londres, descobriu que não era preciso ir tão longe: as partículas cósmicas podem ser encontradas no telhado das casas de virtualmente qualquer parte do mundo.
Agora ele resolveu a outra parte intrigante desse enigma: Como é que essas partículas cósmicas, que são maiores do que se poderia esperar, chegam ao solo sem se queimar na atmosfera mesmo chegando a 40.000 km/h?
A resposta é que, nessas partículas que chegam intactas ao solo, o calor gerado pela entrada na atmosfera faz surgir pequenas bolhas no material. E essas bolhas funcionam como pára-quedas, diminuindo a velocidade das partículas e impedindo que elas se queimem e sejam vaporizadas.
Pipoca cósmica
Tudo ocorre porque as partículas contêm minerais de argila, que têm moléculas de água presas no interior.Genge descobriu que as partículas de poeira cósmica contendo minerais ricos em água sobrevivem à entrada atmosférica mais facilmente do que a poeira sem água - seus cálculos sugerem que a sobrevivência da poeira cósmica rica em água é aproximadamente o dobro da sobrevivência da poeira seca.
Durante a descida através da atmosfera da Terra, os grãos de poeira se transformam em pequenas gotas de rocha derretida, um magma, e a água dentro delas ferve. Isso transforma a poeira em uma bolha de espuma de magma, que se expande e se torna mais leve e mais fria, como se tivesse um pára-quedas - é mais ou menos como se o grão de poeira cósmica virasse uma pipoca, que tem menor densidade do que o grão de milho que a originou.
Viés nas teorias
Como duas vezes mais partículas de poeira cósmica ricas em água sobrevivem em sua descida para a Terra, em comparação com as partículas sem água, Genge afirma que os cientistas podem ter analisado muito mais amostras de eventos antigos envolvendo asteroides ricos em água do que eventos envolvendo asteroides sem água, o que pode estar distorcendo as teorias sobre a formação e a composição do Sistema Solar.
"A poeira cósmica nos fornece evidências diretas de eventos que podem ter acontecido em nosso Sistema Solar há bilhões de anos. Contudo, nosso estudo está nos mostrando que as partículas ricas em água são mais suscetíveis de sobreviver à entrada em comparação com as secas. Os cientistas agora precisam levar isso em consideração quando estiverem reconstruindo antigos eventos cósmicos ou tentando desenvolver uma imagem mais precisa da composição geológica do nosso Sistema Solar," disse Matthew Genge.
Fonte: Inovação Tecnológica

Estudo sugere que reclassifiquemos a lua como um planeta

O estudo “Definição geofísica dos planetas”, publicado no último mês de fevereiro, causou uma grande agitação nos veículos de comunicação sobre ciência. Ele sugere que os critérios que determinam o que é ou o que não é um planeta sejam reavaliados, e que a lua, Plutão e vários outros corpos no nosso sistema solar devem ser promovidos a planeta. O trabalho foi publicado na revista Planetary and Lunar Science
Um de seus autores foi Alan Stern, famoso pela missão New Horizons da NASA, que voou perto de Plutão em julho de 2015. O estudo é bastante técnico, mas argumenta que a geofísica de um corpo deveria determinar se ele é um planeta, e não se ele orbita ao redor do sol, conforme a classificação atual da União Astronômica Internacional (IAU, sigla em inglês). Stern já tem um histórico por lutar pelo reconhecimento de Plutão como planeta. 
Em 2006, quando ele deixou de ser classificado como planeta, o cientista ficou furioso. Quando o New Horizons foi para Plutão, ele também não gostou quando alguém questionava a necessidade de enviar a nave para lá se ele é considerado apenas um planeta anão. De acordo com o trabalho, astrônomos podem “achar a definição IAU perfeitamente útil”, mas que “nossa definição geofísica é mais útil para pesquisadores de geociência planetária, educadores e estudantes”. Em 2015, Stern já havia alfinetado a IAU, quando afirmou: “por que você escutaria a astrônomos sobre um planeta ao invés de um cientista planetário que sabe algo sobre este assunto?”.

Histórico

A discussão sobre a classificação da lua não é nada recente. Gregos antigos e astrônomos medievais acreditavam que a lua era mesmo um planeta, e ela era considerada um planeta especial, já que era o único com características visíveis.
Aristóteles fez muitas perguntas sobre a física da lua, como “o que faz com que vejamos apenas a mesma face dela?”. Astrônomos atuais explicam que isso acontece por conta de forças gravitacionais entre planetas e grandes luas, em um fenômeno chamado Rotação Sincronizada (confira na imagem acima). Já Aristóteles acreditava que não conseguimos ver a outra face da lua porque ela não teria capacidade de se mover ou girar. Ele acreditava que o mesmo acontecia com todos os outros planetas.Com o trabalho de Copérnico publicado em 1543, a lua deixou de ser considerada um planeta típico. Ele apontou que sua órbita era ao redor da Terra, e não do sol. Ela se tornou então um “satelles” da Terra, ou “servente”. Daí veio o nome “satélite. O status da lua ficou ainda pior quando Galileu descobriu que Júpiter tinha quatro satélites em 1610. Ela deixou de ser especial. Atualmente, conhecemos 182 luas.

Vendo as coisas de lado

Essa imagem feita pela Wide Field Camera 3, ou a WFC3 do Telescópio Espacial Hubble, mostra a NGC 1448, uma galáxia espiral localizada a cerca de 50 milhões de anos-luz de distância da Terra na constelação de Horologium. Nossa tendência sempre é pensar nas galáxias espirais como sendo objetos massivos e aproximadamente circulares, então essa imagem ovalada parece não se ajustar com o que pensamos sobre as espirais. O que está acontecendo?
Imagine uma galáxia espiral como disco circular girando no espaço. Quando nós as observamos de frente, nossas observações revelam uma quantidade de detalhes impressionantes e da sua estrutura. O próprio Hubble já nos presenteou com belas imagens de galáxias espirais observadas de frente. Contudo, a NGC 1448 não está de frente, mas sim está quase que totalmente de lado com relação a Terra, nos dando essa aparência mais ovalada do que circular. Os braços espirais que curvam ao redor do centro da NGC 1448 quase que não podem ser vistos.
Embora as galáxias espirais possam parecer estáticas com suas formas pitorescas congeladas no espaço, isso está longe de ser verdade. As estrelas nessas dramáticas configurações espirais estão em constante movimento e girando ao redor do centro da galáxia, com aquelas no interior girando mais rápido do que as estrelas mais afastadas localizadas nos braços espirais. Isso faz com que a formação e a própria existência dos braços seja um problema cósmico, pois os braços com o passar do tempo deveriam ir ficando cada vez mais apertados até desaparecerem, mas não é isso que observamos. Esse problema é chamado de Problema do Enrolamento.

Protoestrela ganha brilho resplandecente, remodelando o seu berçário estelar


No interior da Nebulosa Pata de Gato, vista numa imagem infravermelha obtida pelo Telescópio Espacial Spitzer da NASA (esquerda), o ALMA descobriu que uma estrela jovem está a sofrer um surto de crescimento intenso, brilhando quase 100 vezes do que antes e remodelando o seu berçário estelar (direita).Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), T. Hunter; C. Brogan, B. Saxton (NRAO/AUI/NSF); NASA Spitzer

Uma protoestrela gigante, profundamente aninhada no seu berçário estelar poeirento, recentemente "rugiu" para a vida, brilhando quase 100 vezes mais do que antes. Esta explosão, aparentemente desencadeada por uma avalanche de gás formador de estrelas que chocou contra a superfície da estrela, apoia a teoria de que as estrelas jovens podem sofrer surtos de crescimento intenso que remodelam o seu ambiente. Os astrónomos fizeram esta descoberta comparando novas observações do ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), no Chile, com observações anteriores do SMA (Submillimeter Array) no Hawaii.

"Tivemos a sorte de detetar esta espetacular transformação de uma estrela jovem e massiva," comenta Todd Hunter, astrónomo do NRAO (National Radio Astronomy Observatory) em Charlottesville, no estado norte-americano de Virginia, autor principal de um artigo publicado na revista Astrophysical Journal Letters. "Através do estudo de uma densa nuvem de formação estelar, tanto com o ALMA como com o SMA, pudemos ver que algo dramático ocorreu, mudando completamente um berçário estelar ao longo de um período de tempo surpreendentemente curto."

Em 2008, antes da era do ALMA, Hunter e colegas usaram o SMA para observar uma porção pequena, mas ativa da Nebulosa Pata de Gato (também conhecida como NGC 6334), um complexo de formação estelar localizado a cerca de 5500 anos-luz da Terra na direção da constelação de Escorpião. Esta nebulosa é semelhante, em muitos aspetos, com a sua prima mais para norte, a Nebulosa de Orionte, que também está repleta de estrelas jovens, enxames e núcleos densos de gás que estão prestes a tornarem-se estrelas. A Nebulosa Pata de Gato, no entanto, está a formar estrelas a um ritmo mais rápido.
Imagem do ALMA da poeira brilhante no interior de NGC 6334I, um protoenxame que contém uma estrela jovem que está passar por um surto de crescimento intenso, provavelmente despoletado por uma avalanche de gás que cai sobre a sua superfície.Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); C. Brogan, B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)

As observações iniciais, pelo SMA, desta região da nebulosa, apelidada NGC 6334I, revelaram o que parecia ser um típico protoenxame: uma nuvem densa de poeira e gás que abrigava várias estrelas ainda em crescimento.
As estrelas jovens formam-se nestas zonas quando regiões de gás se tornam tão densas que começam a colapsar sob a sua própria gravidade. Ao longo do tempo, formam-se discos de poeira e gás em torno destas estrelas nascentes e afunilam material para as suas superfícies, ajudando ao seu crescimento.
No entanto, este processo pode não ser inteiramente lento e estável. Os astrónomos agora pensam que as estrelas jovens podem também sofrer surtos espetaculares de crescimento, períodos em que rapidamente adquirem massa devorando vorazmente o gás da formação estelar.

As novas observações desta região pelo ALMA, obtidas em 2015 e 2016, revelam que, nos anos desde as observações originais do SMA, ocorreram mudanças dramáticas numa área do protoenxame chamada NGC 6334I-MM1. Esta região é agora quatro vezes mais brilhante em comprimentos de onda milimétricos, o que significa que a protoestrela central é quase 100 vezes mais luminosa do que antes. Os astrónomos especulam que a razão por trás deste aumento é um aglomerado invulgarmente grande de material que foi atraído para o disco de acreção da estrela, criando uma confusão de poeira e gás. 

Assim que o material acumulado se tornou suficiente, a confusão estourou, libertando uma avalanche de material sobre a estrela em crescimento. Este evento extremo de acreção aumentou consideravelmente a luminosidade da estrela, aquecendo a sua poeira circundante. Foi esta poeira quente e brilhante que os astrónomos observaram com o ALMA. Embora já tenham sido observados eventos semelhantes no infravermelho, esta é a primeira vez que tal evento foi identificado em comprimentos de onda milimétricos.

Para garantir que as mudanças observadas não eram o resultado de diferenças nos telescópios ou simplesmente um erro de processamento de dados, Hunter e colegas usaram os dados do ALMA como um modelo para simular com precisão o que o SMA - com as suas capacidades mais modestas - teria observado se realizasse operações parecidas em 2015 e 2016. Ao subtrair digitalmente as imagens reais de 2008 pelo SMA, das imagens simuladas, os astrónomos confirmaram que houve, de facto, uma mudança significativa e consistente num membro do protoenxame.

Comparando observações de dois telescópios diferentes, o ALMA e o SMA, os astrónomos notaram um surto massivo na nuvem de formação estelar. Dado que as imagens do ALMA são mais sensíveis e mostram detalhes mais finos, foi possível usá-las para simular o que o SMA poderia ter visto em 2015 e 2016. Ao subtraírem as imagens anteriores do SMA, das imagens simuladas, os astrónomos conseguiram ver uma mudança significativa em MM1 enquanto que as outras três fontes milimétricas (MM2, MM3 e MM4) permaneceram inalteradas.Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); SMA, Harvard/Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica

"Quando nos certificámos de que estávamos a comparar dois conjuntos de observações no mesmo 'campo de jogo', ficámos a saber que estávamos a testemunhar um momento muito especial no crescimento de uma estrela," realçou Crystal Brogan, também do NRAO e coautora do artigo.
Surgiu uma confirmação adicional deste evento em dados complementares obtidos pelo Observatório de Radioastronomia de Hartebeesthoek na África do Sul. Este observatório, com uma única antena, monitorizava sinais de rádio de masers na mesma região. Os masers são o equivalente natural, no rádio, aos lasers. São alimentados por uma variedade de processos energéticos em todo o Universo, incluindo surtos de estrelas em rápido crescimento.

Os dados do Observatório de Hartebeesthoek revelam um pico abrupto e dramático na emissão de masers desta região no início de 2015, apenas alguns meses antes da primeira observação do ALMA. Tal pico é precisamente o que os astrónomos esperariam ver caso uma protoestrela sofresse um grande crescimento. Estas observações acrescentam evidências à teoria de que a formação estelar é pontuada por uma sequência de eventos dinâmicos que constroem uma estrela, ao invés de um crescimento contínuo e suave," conclui Hunter. 

"Também nos dizem que é importante monitorizar estrelas jovens no rádio e em comprimentos de onda milimétricos, porque estes comprimentos de onda permitem-nos perscrutar as profundezas das mais jovens regiões de formação estelar. A observação destes eventos, no seu estágio mais inicial, pode revelar novos fenómenos do processo de formação das estrelas."
Fonte: Astronomia OnLine



Telescópio espacial JAMES WEBB - Fantasmas e Espelhos

Não se assustem, não são fantasmas flutuando sobre o Telescópio Espacial James Webb. O que nós vemos nessa bela imagem são as luzes apagadas enquanto o gigantesco telescópio espacial com seu suporte de sustentação dos instrumentos e seus espelhos dourados se preparam para testes na sala limpa do Spacecraft Systems Development and Integration Facility do  Goddard Space Flight Center. Com o teste de vibração e teste acústico, flashes brilhantes de luz e luz ultravioleta são apontados para o telescópio com a finalidade de detectar qualquer contaminação, que é mais fácil de ser detectada numa sala escura. A foto de longa exposição é que cria as aparições fantasmagóricas, misturando as luzes e os engenheiros. Considerado como sendo o sucessor científico do Hubble, o Telescópio Espacial James Webb é otimizado para a exploração do universo primordial no infravermelho. Seu lançamento está planejado para acontecer em Outubro de 2018, direto da Guiana Francesa, a bordo de um foguete Ariane 5.

Falsa Aurora

O céu está cheio de fenômenos ópticos que nos dificultam uma visão clara do cosmos, o que representa muitas vezes um desafio frustrante para os astrônomos. No entanto, estes fenômenos são perfeitos do ponto de vista dos astrofotógrafos! Esta imagem mostra o centro da Via Láctea a ser atravessado pelo brilho fantasmagórico da luz zodiacal, repleto de estruturas criadas pela poeira que dificultam as observações científicas - apesar disso, a vista é tão bonita que nem nos importamos.

Nesta imagem, o centro da Via Láctea parece estar repleto de gás preto. De fato, estas regiões escuras ondulantes devem-se simplesmente à ausência de luz visível, porque enormes nuvens de poeira obscurecem a radiação emitida por estrelas mais distantes. No entanto, a poeira, tal como pode dar a ilusão de escuridão, também pode dar-nos a ilusão de luz. É o caso da luz zodiacal, uma banda difusa de luz que vemos projetada ao longo das constelações do zodíaco. 

Este fenômeno é causado quando a radiação solar é dispersada pelo disco de poeira cósmica que rodeia o Sistema Solar interior. Observadores particularmente atentos podem notar estruturas intrincadas através dessa faixa de luz — vemos aqui o fenômeno de Gegenschein, o tênue brilho elíptico do ponto anti-solar que se pode ver na direção do lado esquerdo da imagem. À direita, a brilhante coluna de luz zodiacal, ou “falsa aurora”, projeta-se no céu a partir do horizonte.

Esta imagem foi obtida durante toda uma noite e é o resultado de um sofisticado processo fotográfico realizado pelo Embaixador Fotográfico do ESO Petr Horálek, que pretendeu capturar a estrutura da luz zodiacal a partir do solo de modo inovador. A imagem foi obtida no Observatório de La Silla do ESO no Chile.

Fonte: http://www.eso.org 

SWIFT mapeia "ESPIRAL DA MORTE" de uma estrela em direção a buraco negro

Impressão de artista da rutura de maré ASASSN-14li.Crédito: NASA/CXC/U. Michigan/J. Miller et al.; ilustração: NASA/CXC/M. Weis

Há cerca de 290 milhões de anos atrás, uma estrela muito parecida com o Sol vagueou demasiado perto do buraco negro central da sua galáxia. As marés intensas rasgaram a estrela, o que produziu um surto de radiação visível, ultravioleta e raios-X que chegou à Terra em 2014. Agora, uma equipa de cientistas usou observações do satélite Swift da NASA para mapear como e onde estes vários comprimentos de onda foram produzidos no evento, denominado ASASSN-14li, enquanto os destroços da estrela desintegrada orbitavam o buraco negro.

"Descobrimos mudanças de brilho em raios-X que ocorreram cerca de um mês após alterações semelhantes no visível e no ultravioleta," comenta Dheeraj Pasham, astrofísico do MIT (Massachusetts Institute of Technology) em Cambridge, EUA, investigador principal do estudo. "Achamos que isso significa que a emissão ótica e ultravioleta surgiu longe do buraco negro, onde fluxos elípticos de matéria em órbita colidiram uns com os outros."

Os astrónomos pensam que o evento ASASSN-14li ocorreu quando uma estrela parecida com o Sol vagueou demasiado perto de um buraco negro com 3 milhões de vezes a massa do Sol, análogo com o que se encontra no centro da Via Láctea. Em comparação, o horizonte de eventos para um buraco negro como este é cerca de 13 vezes maior que o Sol, e o disco de acreção formado pela estrela desintegrada poderá estender-se a mais de duas vezes a distância entre a Terra e o Sol.
Impressão de artista que mostra o evento de rutura de maré ASASSN-14li, onde uma estrela vagueou demasiado perto de um buraco negro com 3 milhões de vezes a massa do Sol e foi dilacerada. Os detritos aglomeraram-se num disco de acreção em redor do buraco negro. Novos dados do satélite Swift da NASA mostram que a formação inicial do disco foi esculpida por interações entre fluxos de detritos de maré. Crédito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA

Quando uma estrela passa demasiado perto de um buraco negro com 10.000 vezes a massa do Sol, ou mais, as forças de maré superam a própria gravidade da estrela, convertendo o astro numa corrente de detritos. Os astrónomos chamam a isto um evento de rutura de maré. A matéria que cai na direção de um buraco negro acumula-se num disco de acreção giratório, onde se torna comprimida e é aquecida antes de eventualmente cair para lá do horizonte de eventos do buraco negro, o ponto a partir do qual nada consegue escapar e os astrónomos não conseguem observar. 

Os surtos de rutura de maré contêm informações importantes acerca de como estes detritos se instalam inicialmente num disco de acreção. Os astrónomos sabem que a emissão de raios-X nessas erupções surgem muito perto do buraco negro. Mas a localização da luz ótica e ultravioleta não era clara, era até intrigante. Em alguns dos eventos mais estudados, esta emissão parecia estar localizada muito mais longe do local onde as forças de maré do buraco negro conseguem fragmentar a estrela. Além disso, o gás que emite a luz parecia permanecer com temperaturas estáveis por muito mais tempo do que o esperado.

ASASSN-14li foi descoberto no dia 22 de novembro de 2014, em imagens obtidas pelo ASASSN (All Sky Automated Survey for SuperNovae), que inclui telescópios robóticos no Hawaii e no Chile. As observações de seguimento com os telescópios do Swift começaram oito dias depois e continuaram, a cada poucos dias, durante os nove meses seguintes. Os cientistas suplementaram observações posteriores do Swift com dados óticos do Observatório Las Cumbres, com sede em Goleta, Califórnia.

Num artigo que descreve os resultados, publicado dia 15 de março na revista The Astrophysical Journal Letters, Pasham, Cenko e colegas mostram como as interações entre a matéria em queda podem produzir a emissão ótica e ultravioleta observada. Os detritos de maré caem inicialmente em direção ao buraco negro, mas falham, arqueando para trás ao longo de órbitas elípticas e, eventualmente, colidindo com o fluxo de entrada.

"Os aglomerados de detritos que retornam atingem o fluxo de entrada, o que resulta em ondas de choque que emitem luz visível e luz ultravioleta," comenta Bradley Cenko, investigador principal do Swift e membro da equipa científica. "À medida que estes aglomerados caem para o buraco negro, também modulam a emissão de raios-X. Serão necessárias mais observações de outros eventos de rutura de maré futuros para esclarecer ainda mais a origem da luz ótica e da luz ultravioleta.
Fonte: Astronomia Online

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