4 de abr de 2017

Quatro Imagens de um Quasar Rodeiam uma Lente Galáctica


Uma coisa estranha acerca do grupo de luzes perto do centro é que quatro delas são o mesmo quasar distante. Isto porque a galáxia em primeiro plano - no centro das imagens do quasar e da imagem em destaque - está a agir como uma lente gravitacional. Uma coisa talvez ainda mais estranha é que ao observarmos estes quasares distantes a cintilar, podemos estimar a velocidade de expansão do Universo. Isto porque o sincronismo da cintilação aumenta à medida que a velocidade de expansão aumenta. Mas, para alguns astrónomos, o mais estranho de tudo é que estas imagens multiplicadas do mesmo quasar indicam um Universo que se está a expandir um pouco mais depressa do que estimado por métodos diferentes que se aplicam ao Universo primitivo. E isto porque... bem, ninguém tem a certeza da razão. As razões podem incluir uma distribuição inesperada de matéria escura, algum efeito inesperado da gravidade, ou algo completamente diferente. Talvez as observações e análises futuras, deste e de outros quasares similares, possam esclarecer todas as dúvidas.
Fonte: NASA/ESA

Sonda MAVEN revela que maior parte da atmosfera marciana foi perdida para o espaço

Esta imagem ilustra o ambiente passado de Marte (direita) - que se pensa ter albergado água líquida e uma atmosfera mais espessa - "versus" o ambiente frio e seco de Marte atualmente (esquerda). A sonda MAVEN da NASA, em órbita do Planeta Vermelho, está a estudar a sua atmosfera superior, ionosfera e interações com o Sol e o vento solar.Crédito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA

De acordo com novos resultados da sonda MAVEN da NASA, o vento e a radiação solares são os responsáveis pela remoção da atmosfera marciana, transformando Marte de um planeta que poderia ter suportado vida há milhares de milhões de anos atrás, num mundo frio e desértico.  Nós determinámos que a maioria do gás presente na atmosfera de Marte foi perdido para o espaço," realça Bruce Jakosky, investigador principal da MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission), da Universidade do Colorado em Boulder, EUA. 

A equipe fez esta determinação a partir dos últimos resultados, que revelam que aproximadamente 65% do árgon que já esteve presente na atmosfera foi perdido para o espaço. Jakosky é o autor principal de um artigo sobre esta investigação, publicado no passado dia 31 de março na revista Science. Em 2015, os membros da equipa da MAVEN anunciaram resultados que mostravam uma perda atmosférica atual e descreveram como é que essa atmosfera é removida. A análise presente usa medições da atmosfera de hoje para a primeira estimativa de quanto gás foi perdido ao longo do tempo.

A água líquida, essencial para a vida, não é hoje estável à superfície de Marte porque a sua atmosfera é demasiado fria e fina para a suportar. No entanto, evidências como características que se assemelham com leitos de rio e minerais que só se formam na presença de água líquida, indicam que o antigo clima marciano era muito diferente - quente o suficiente para a água correr à superfície durante longos períodos de tempo. Esta descoberta é um importante passo em frente para desvendar o mistério dos ambientes passados de Marte," salienta Elsayed Talaat, cientista do Programa MAVEN, na sede da NASA em Washington. 

Esta infografia mostra como Marte perdeu o árgon e outros gases, ao longo do tempo, devido a pulverização catódica. Crédito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA

"Num contexto mais amplo, esta informação ensina-nos mais sobre os processos que podem, ao longo do tempo, mudar a habitabilidade de um planeta. Existem muitas maneiras de um planeta perder parte da sua atmosfera. Por exemplo, reações químicas podem prender o gás nas rochas à superfície, ou uma atmosfera pode ser corroída por radiação e por um vento estelar da estrela que hospeda o planeta. Os novos resultados revelam que o vento solar e a radiação solar são os responsáveis pela maior parte da perda atmosférica de Marte e que o esgotamento foi suficiente para transformar o clima marciano. O vento solar é um fluxo fino de gás, eletricamente condutor, soprado constantemente a partir da superfície do Sol.

O Sol primitivo tinha uma radiação ultravioleta e um vento solar muito mais intensos, de modo que a perda atmosférica devido a esses processos foi provavelmente muito maior no passado de Marte. Segundo a equipa, esses processos podem ter sido os que controlaram o clima e habitabilidade do planeta. É possível que a vida microbiana possa ter existido à superfície no início da história de Marte. À medida que o planeta arrefecia e secava, qualquer forma de vida pode ter sido empurrada para locais subterrâneos ou para raros oásis à superfície.

Jakosky e a sua equipa obtiveram os novos resultados através da medição da abundância atmosférica de dois isótopos diferentes do gás árgon. Os isótopos são átomos do mesmo elemento, mas com massas diferentes. Uma vez que o mais leve dos dois isótopos escapa para o espaço com mais facilidade, deixa o gás remanescente enriquecido com o isótopo mais pesado. A equipa usou a abundância relativa dos dois isótopos, medida na atmosfera superior e à superfície, para estimar a fração do gás atmosférico perdido para o espaço.

Dado que um "gás nobre" não pode reagir quimicamente, não pode ser arrastado para as rochas; o único processo que pode remover gases nobres para o espaço é um processo físico chamado pulverização catódica pelo vento solar. Neste processo, os iões capturados pelo vento solar podem impactar Marte a altas velocidades e empurrar, fisicamente, o gás atmosférico para o espaço. A equipa rastreou o árgon porque só pode ser removido por pulverização catódica. Assim que os cientistas determinaram a quantidade de árgon perdida por pulverização, puderam usar esta informação para determinar a perda por pulverização catódica de outros átomos e moléculas, incluindo o dióxido de carbono (CO2).

O CO2 é de interesse porque é o principal constituinte da atmosfera de Marte e porque é um eficiente gás de efeito estufa que pode reter calor e aquecer o planeta. "Nós determinámos que a maioria do CO2 do planeta foi também perdido para o espaço por pulverização catódica," comenta Jakosky. "Existem outros processos que podem remover o CO2, de modo que este processo nos dá o valor mínimo de CO2 que foi perdido para o espaço."

A equipa fez a sua estimativa usando dados da atmosfera superior de Marte, recolhidos pelo instrumento NGIMS (Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer) da MAVEN. Esta análise incluiu medições da superfície marciana obtidas pelo instrumento SAM (Sample Analysis at Mars) a bordo do rover Curiosity.

"As medições combinadas permitem uma melhor determinação de quanto árgon marciano foi perdido para o espaço ao longo de milhares de milhões de anos," comenta Paul Mahaffy do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland. "A utilização de medições de ambas as plataformas aponta para o valor que múltiplas missões têm em fazer medições complementares". Mahaffy, coautor do artigo, é o investigador principal do SAM e líder do instrumento NGIMS, ambos desenvolvidos em Goddard.
Fonte: Astronomia OnLine


Acelerador cósmico explica ondas de rádio misteriosas

Previamente aceleradas por buracos negros, as partículas são reaceleradas pelas ondas de choque resultantes da colisão. O fenômeno ajuda a entender a estrutura do Universo em larga escala.[Imagem: Reinout J. van Weeren et al. - 10.1038/s41550-016-0005]

Dupla aceleração
Astrônomos observaram um acelerador de partículas cósmico de dimensões colossais e descobriram que ele explica ondas de rádio que vêm sendo captadas há algum tempo, mas que ninguém sabia de onde vinham. O fenômeno resulta da aceleração de uma nuvem gasosa por buraco negro e de sua reaceleração pelas ondas de choque decorrentes da fusão de dois aglomerados de galáxias. Essa dupla aceleração foi observada e descrita por uma colaboração internacional com a participação de três brasileiros: Felipe Andrade Santos, Vinicius Moris Placco e Rafael Miloni Santucci.
Acelerador de partículas cósmico
Os aglomerados de galáxias são formados por acréscimo gravitacional de matéria e por fusões com outros aglomerados e grupos de galáxias. Nessas fusões, cujas velocidades geralmente superam a velocidade de propagação do som no meio, são geradas ondas de choque que se propagam pelo aglomerado por centenas de milhões de anos. São elas que estão reacelerando as partículas já previamente aceleradas nos centros das galáxias, onde se encontram buracos negros supermassivos.
A colisão investigada no estudo é a dos aglomerados Abell 3411 e Abell 3412, localizados a cerca de 2 bilhões de anos-luz da Terra. Ambos são enormes, com milhões de anos-luz de extensão. E muito massivos, cada qual com aproximadamente 1 quatrilhão de vezes a massa do Sol. Mas o gás de partículas que compõe o aglomerado é extremamente rarefeito, mais rarefeito do que qualquer vácuo produzido em laboratório na Terra, apresentando densidade da ordem de 10-3 a 10-2 partículas por centímetro cúbico.
"Durante a formação do aglomerado, colisões entre partículas do gás que compõe o aglomerado fazem com que a temperatura do meio alcance o patamar de 100 milhões de graus Celsius", informou Felipe.
Devido à altíssima temperatura do gás, a velocidade de propagação do som no meio é da ordem de mil quilômetros por segundo - quase 3 mil vezes maior do que a velocidade de propagação do som na atmosfera terrestre (343 metros por segundo, ao nível do mar e na temperatura de 20 graus Celsius). Mas a velocidade de colisão dos aglomerados pode chegar a ser duas a três vezes maior, de 2000 a 3000 km/s. E é isso que produz as ondas de choque que reaceleram as partículas.
Ondas de rádio misteriosas
A reaceleração de partículas previamente aceleradas faz com que passem a emitir radiação eletromagnética na banda de frequências do rádio. Essa emissão em rádio, que a equipe acredita ter desvendado, era um mistério que vinha desafiando os astrônomos há cerca de duas décadas.
"A primeira detecção de emissões em rádio provenientes das regiões onde ocorrem os choques de aglomerados foi feita há quase 20 anos. Porém, não se sabia explicar como os elétrons eram acelerados ao ponto de emitirem radiação nessa faixa de frequência. Foi tentado um modelo no qual o gás era comprimido pelo choque, fazendo com que as partículas ganhassem energia. Mas as contas não batiam, pois as partículas precisariam ganhar muito mais energia por meio do choque do que era esperado a partir das observações astronômicas.
"Trabalhamos com a hipótese da existência prévia de uma população de elétrons de alta energia, que precisariam apenas de um 'empurrão' final para emitirem em rádio. E isso foi confirmado por nosso estudo. As observações do choque desse par de aglomerados mostraram que a emissão em rádio estava conectada com o jato da galáxia, tornando claro que os elétrons haviam sido inicialmente acelerados pelo buraco negro, que produzira o jato, e, depois, reacelerados pela onda de choque.
"Analisando em detalhes a emissão em rádio, percebemos que os elétrons perdiam energia ao longo do jato e voltavam a ganhar energia na região do choque. O diferencial de nosso trabalho foi encontrar, pela primeira vez, a conexão física entre os dois fenômenos. Com a dupla aceleração, as partículas se tornam um milhão de vezes mais energéticas, passando do patamar do quilo-elétron-volt (keV) para o patamar do giga-elétron-volt (GeV)", explicou Felipe.
Fonte: Inovação tecnológica

Hubble mostra o aglomerado estelar NGC 602

Perto dos subúrbios da Pequena Nuvem de Magalhães, uma galáxia satélite localizada a cerca de 200 mil anos-luz de distância da Terra, localiza-se um jovem aglomerado estelar com 5 milhões de anos de vida e conhecido como NGC 602. Circundado pelo material bruto que dá origem às estrelas, o gás e a poeira, o NGC 602 é mostrado em detalhe nessa bela imagem feita pelo Telescópio Espacial Hubble, melhorada e atualizada com dados de raios-X obtidos pelo Chandra e com informações do infravermelho obtidas pelo Spitzer. As regiões varridas e as verdadeiras cadeias de poeira sugerem que a radiação energética e as ondas de choque geradas pelas massivas estrelas jovens do NGC 602, erodiram o material empoeirado e deram início a uma progressão de formação de estrelas se movendo para fora do centro  do aglomerado. Na distância estimada da Pequena Nuvem de Magalhães, a imagem se espalha por cerca de 200 anos-luz, porém, muitas outras coisas são mostradas, como galáxias extremamente distantes em segundo plano. Essas galáxias estão a centenas de milhões de anos-luz de distância do aglomerado NGC 602.

Lá em cima


Nesta imagem o Very Large Telescope do ESO (VLT) parece um telescópio muito pequeno! Visto desta perspectiva, torna-se difícil distinguir as silhuetas dos quatro Telescópios Principais de 8,2 metros do VLT, que estão colocados no alto do Cerro Paranal, no deserto chileno do Atacama.

A localização do VLT foi escolhida de modo extremamente cuidadoso. É vital que o local seja tão seco quanto possível, uma vez que o vapor d'água absorve a radiação infravermelha e degrada as observações. De modo a reduzir o máximo possível os efeitos da atmosfera terrestre, o VLT situa-se 2600 metros acima do nível do mar, minimizando assim a quantidade de atmosfera até as estrelas.

Devido a esta localização remota, o Paranal é um lugar praticamente imperturbado e livre de poluição luminosa. Até as estradas serpenteantes que conduzem ao local através do deserto do Atacama estão fracamente iluminadas de modo a evitar luz desnecessária.

Nesta imagem, uma trilha de estrelas corta o céu noturno, tal como fumaça subindo através de uma chaminé celeste. Trata-se da nossa casa galática, a Via Láctea. Em direção ao topo da imagem vemos uma seção mais brilhante e larga, que corresponde ao bojo galáctico repleto de estrelas e que se situa no coração da Via Láctea.
Fonte: ESO

Desafiando a convenção cósmica

Algumas galáxias são mais difíceis de serem classificadas do que outras. Aqui, a Wide Field Camera 3, do Hubble, a WFC 3, capturou uma bela imagem de duas galáxias em interação, localizadas a 60 milhões de anos-luz de distância na constelação de Leão. A mais difusa e com brilho azulado cobrindo o lado direito do frame é da conhecida como NGC 3447, algumas vezes chamada de NGC 3447B, já que o nome NGC 3447 pode ser aplicado ao par de maneira geral. A menor, na parte superior esquerda é conhecida como NGC 3447A.

O problema com o espaço, e isso é óbvio, é que ele é realmente grande. Os astrônomos têm passado centenas de anos descobrindo e dando nome para galáxias, estrelas, nuvens cósmicas e todos os objetos. Unificar e regular as convenções e classificações para tudo que se observa é muito difícil, especialmente quando você observa um objeto ambíguo como o par NGC 3447, desafia qualquer classificação fácil.

De maneira geral, nós sabemos que a NGC 3447 compreende uma dupla de galáxias em interações, mas nós não temos certeza como elas eram antes, quando viviam separadas. As duas galáxias estão tão próximas que elas são fortemente influenciadas e distorcidas pelas forças gravitacionais entre elas, fazendo com que as galáxias se torçam uma envolta da outra criando uma forma única e incomum vista aqui. A NGC 3447A, parece mostrar as partes remanescentes de uma estrutura de barra central e alguns braços espirais rompidos, ambas são propriedades características de algumas galáxias espirais. Alguns identificam a NGC 3447B como uma antiga galáxia espiral, enquanto que outros a classificam como uma galáxia irregular.
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