3 de jul de 2017

Simeis 147: Remanescente de Supernova


É fácil perdermo-nos ao seguir os intrincados filamentos nesta imagem detalhada do ténue remanescente de supernova Simeis 147. Também catalogado como Sharpless 2-240, tem a alcunha popular de Nebulosa do Esparguete. Na direção da fronteira entre as constelações de Touro e Cocheiro, cobre quase 3 graus ou 6 Luas Cheias no céu. Isso corresponde a cerca de 150 anos-luz à distância estimada de 3000 anos-luz da nuvem estelar de detritos. Esta composição inclui dados de imagem obtidos através de filtros de banda estreia, melhorando a emissão avermelhada dos átomos de hidrogénio ionizado a fim de rastrear o gás incandescente. O remanescente de supernova tem uma idade estimada em cerca de 40.000 anos, o que significa que a enorme explosão estelar atingiu a Terra há 40.000 anos. Mas o remanescente em expansão não é o único resultado da explosão. A catástrofe cósmica também deixou para trás uma estrela de neutrões ou pulsar, tudo o que resta do núcleo da estrela original.
Crédito: Daniel López / IAC

Montanhas de poeira na nebulosa de Carina

Crédito de imagem: NASA, ESA e M. Livio (STScI)
Na batalha entre as estrelas e a poeira na Nebulosa Carina, as estrelas estão vencendo. Mais precisamente, a luz energética e os ventos provenientes de estrelas massivas recém-formadas estão evaporando e dispersando os berçários estelares empoeirados onde elas foram formadas. Localizada na Nebulosa Carina, a cerca de 7500 anos-luz de distância da Terra,  e conhecida como Montanha Mística, essa formação com aparência de pilar é dominada pela poeira escura, mesmo que sua composição majoritária seja de gás hidrogênio. Pilares de poeira como esse são na verdade mais finos do que o ar e somente se parecem com montanhas, devido à pequena quantidade relativa de poeira interestelar opaca. Essa imagem foi feita com o Telescópio Espacial Hubble e destaca uma região no interior da Carina que se espalha por cerca de 3 anos-luz. Em alguns milhões de anos, as estrelas irão vencer completamente a batalha e toda poeira da montanha mística será evaporada.

O que há em um nome?

Não são todas as galáxias que possuem nomes bonitos e chamativos. Essa imagem feita pelo Telescópio Espacial Hubble mostra uma dessas, cujo nome é, 2XMM-J143450.5+033843.
Quando você um nome como esse, pode pensar que é uma combinação aleatória de letras e números, mas saiba que não, cada letra e cada número tem a sua razão de ser. Essa galáxia, por exemplo, foi detectada e observada como parte da segunda pesquisa de raios-X do céu feita pelo telescópio XMM-Newton da ESA, por isso o 2XMM, os números na sequência indicam sua posição no céu, depois da letra J, sua ascensão reta: 14h34m50.5s, e a sua declinação: +03º38m43s. O outro objeto que aparece no mesmo frame também tem seu nome dado da mesma maneira, 2XMM J143448.3+033749.
A galáxia 2XMM J143450.5+033843, localiza-se a cerca de 400 milhões de anos-luz de distância da Terra. Ela é uma galáxia Seyfert, que é dominada por algo conhecido como um núcleo ativo de galáxia. Um núcleo ativo de galáxia, indica que o centro da galáxia contém um buraco negro supermassivo que está emitindo grandes quantidades de radiação, e jogando uma grande quantidade de raios-X no universo.

Uma descoberta muito rara: a estrela falhada orbita uma estrela morta a cada 71 minutos

Uma equipe internacional de astrônomos, usando dados do telescópio espacial Kepler, descobriu uma jóia rara: um sistema binário consistindo de uma estrela falhada, também conhecida como anã marrom, e os remanescentes de uma estrela morta, conhecida como anã branca. E uma das propriedades que torna este sistema binário tão notável é que o período orbital dos dois objetos é apenas 71,2 minutos. Isso significa que as velocidades das estrelas enquanto se orbitam são cerca de 100 km/seg (uma velocidade que nos permitiria viajar pelo Atlântico em menos de um minuto).
Usando cinco diferentes telescópios terrestres em três continentes, a equipe conseguiu deduzir que este sistema binário consiste em uma estrela com falha com uma massa de cerca de 6,7% a do Sol (equivalente a 67 massas de Júpiter) e uma anã branca que possui uma massa de cerca de 40% da massa do sol. Eles também determinaram que a anã branca começará a canibalizar a anã marrom em menos de 250 milhões de anos, tornando esse sistema binário a pré-variável cataclísmica de menor tempo já descoberta.
A estrela anã branca originalmente foi identificada pela SDSS como WD1202-024 e acreditava-se que ela era uma estrela isolada. O fato dela ser na verdade um membro de um sistema binário muito próximo de 71 minutos foi anunciado pelo Dr. Lorne Nelson da Universidade Bishop, nos EUA, na reunião semestral da American Astronomical Society em 6 de junho. O Dr. Saul Rappaport (do M.I.T.) e Andrew Vanderburg ( do Harvard Smithsonian Center for Astrophysics) estavam analisando as curvas de luz de mais de 28.000 alvos K2 quando uma observação chamou sua atenção. Ao contrário dos trânsitos de exoplanetas que passam na frente de suas estrelas e causam uma pequena atenuação no brilho da estrela, essa curva de luz mostrou eclipses razoavelmente profundos e largos que contribuiu para o brilho entre os eclipses, que acredita-se ser devido a uma iluminação do componente frio pela anã branca, muito mais quente.
A equipe rapidamente criou um modelo para o sistema binário mostrando que era consistente com uma anã branca quente composta de hélio sendo eclipsada por uma companheira anã marrom muito mais fria e de massa baixa.
Mas algumas questões importantes permaneceram. “Nós construímos um modelo robusto, mas ainda precisamos abordar as questões da “grande imagem “, como a forma como este sistema se formou e qual seria seu destino final”, disse Lorne Nelson. Para resolver esta questão, a equipe usou modelos de computador sofisticados para simular a formação e evolução do WD1202.
De acordo com seu cenário, o binário primordial consistiu em uma estrela comum com 1,25 vezes a massa do sol e uma anã marrom, em uma órbita de 150 dias uma com a outra. A estrela principal expandiu-se à medida que envelhecia, se tornando uma gigante vermelha que engoliu sua companheira anã marrom. Como Nelson explica: “É semelhante a um efeito de batedor de ovos. A anã marrom espira em direção ao centro da gigante vermelha e faz com que a maior parte da massa da gigante vermelha seja levada do núcleo e seja expulsa.
O resultado é uma anã marrom em uma órbita extraordinariamente apertada e de curto período de tempo com o núcleo de hélio quente da gigante. Esse núcleo esfria e se torna a anã branca que observamos hoje”. De acordo com seus cálculos, o binário primordial foi formado cerca de 3 bilhões de anos atrás e a fase de transferência de massa entre a estrela maior e a menor, chamada de fase do envelope comum, ocorreu 
A equipe acredita que no futuro a emissão de ondas gravitacionais irá esgotar a energia orbital do sistema binário, de modo que em cerca de 250 milhões de anos (ou menos), a separação entre anã branca e anã marrom será tão pequena que a anã marrom começará a ser canibalizada por sua vizinha anã branca. Quando isso acontecer, o binário exibirá todas as características de uma variável cataclísmica (CV), como uma curva de luz cintilante devido ao acúmulo de um disco que rodeia a anã branca. Por esta razão, a equipe acredita que o sistema WD1202 pode ser referido como o pré-CV de prazo mais curto que foi descoberto até agora. 
Fonte: phys.org

A descoberta inovadora confirma a existência de buracos negros supermassivos em órbita

A concepção do artista mostra dois buracos negros supermassivos, semelhantes aos observados pelos pesquisadores da UNM, orbitando uns aos outros a mais de 750 milhões de anos-luz da Terra. Crédito: Joshua Valenzuela / UNM
Pela primeira vez, astrônomos da Universidade do Novo México (UNM) afirmam ter conseguido observar e medir o movimento orbital entre dois buracos negros supermassivos a centenas de milhões de anos-luz da Terra – descoberta que levou mais de uma década para ser alcançada.
A principal autora do trabalho é a estudante de pós-graduação do Departamento de Física da UNM, Karishma Bansal, que deu ao estudo o título “Constraining the Orbit of the Supermassive Black Hole Binary 0402+379”, publicado recentemente na revista The Astrophysical. Além dela, o professor da UNM Greg Taylor, colegas de Stanford, o Observatório Naval dos Estados Unidos e o Observatório Gemini também analisaram a interação entre esses buracos negros durante 12 anos.
“Por muito tempo temos buscado no espaço um par desses buracos negros supermassivos, que orbitam como resultado da fusão de duas galáxias”, disse Taylor. “Mesmo que, em teoria, já prevíssemos essa possibilidade, ninguém jamais havia visto algo dessa natureza até agora”.

Procedimentos

No início de 2016, uma equipe internacional de pesquisadores que trabalhou no projeto Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO Project) detectou a existência de ondas gravitacionais, confirmando a previsão centenária de Albert Einstein e surpreendendo a comunidade científica. Essas ondas gravitacionais surgem como resultado da colisão, no espaço, de dois buracos negros de massa estelar (aproximadamente 30 massas solares), segundo a Lei de Hubble. Agora, graças a pesquisas mais recentes, cientistas poderão compreender melhor o que leva à fusão de buracos negros supermassivos que criam ondulações no tecido do espaço-tempo, além de aprender mais sobre a evolução das galáxias e o papel dos buracos negros em seu interior.
Por meio do VeryLay Baseline Array (VLBA), um sistema composto por dez radiotelescópios nos EUA e operado em Socorro, no Novo México, os pesquisadores conseguiram observar várias frequências de sinais de rádio emitidos por esses buracos negros supermassivos (Supermassive Black Holes, ou SMBH). Ao longo do tempo, os astrônomos foram capazes de traçar sua trajetória e reconhecê-los como um sistema binário visual. Em outras palavras, eles observaram a órbita desses buracos negros entre si.
“Quando o Dr. Taylor me informou esses dados, eu apenas começava a aprender como imaginá-los e entendê-los”, disse Bansal. “E, a partir de alguns dados que existem desde 2003, nós os acompanhamos e determinamos que estão orbitando entre si. É muito interessante”.

Duas décadas de pesquisa

Para Taylor, a descoberta é o resultado de mais de 20 anos de trabalho e representa um feito incrível, dada a precisão necessária para determinar tais medidas. A cerca de 750 milhões de anos-luz da Terra, a galáxia chamada 0402+379 e seus buracos negros supermassivos estão incrivelmente longe de nós; mas, ao mesmo tempo, localizam-se a uma distância ideal da Terra e entre si para que possam ser observados.
Bansal informa que esses buracos negros supermassivos têm, em conjunto, uma massa 15 bilhões de vezes maior do que o nosso sol, ou 15 bilhões de massas solares. O tamanho inacreditável desses buracos negros significa que seu período orbital leva cerca de 24 mil anos. Embora a equipe os venha analisando por mais de uma década, ainda não foi possível detectar a curvatura mais suave de sua órbita.
“Imagine um caracol se movendo a 1 centímetro por segundo no planeta semelhante à Terra, descoberto recentemente, em órbita na Proxima Centauri a 4.243 anos-luz de distância. Esse é o movimento angular que estamos decifrando por aqui”, disse o professor de Física da Universidade de Stanford, Roger Romani, membro da equipe de pesquisa.
“O que conseguimos fazer é uma verdadeira conquista técnica ao longo desse período de 12 anos, usando o VLBA para alcançar resolução e precisão o suficiente na astrometria para de fato enxergar o movimento em órbita, disse Taylor. “Essa conquista se deve, em grande parte, ao triunfo na tecnologia”.

O futuro da Via Láctea

Ainda que a realização técnica dessa descoberta seja por si só surpreendente, Bansal e Taylor dizem que a pesquisa também pode nos ensinar muito sobre o universo, de onde vêm as galáxias e para onde elas vão.
“As órbitas de estrelas binárias proporcionaram descobertas interessantíssimas sobre as estrelas”, disse Bob Zavala, astrônomo do Observatório Naval dos EUA. “Agora, poderemos utilizar técnicas similares para entender os buracos negros supermassivos e as galáxias onde se localizam”, afirmou.
Dar sequência à observação da órbita e da interação desses dois buracos negros também pode ajudar a antever melhor como e qual deve ser o futuro da nossa galáxia. Agora, a galáxia andrômeda, que também detém um SMBH em seu centro, está no caminho de colidir com a nossa Via Láctea. Isso significa que o acontecimento observado por Bansal e Taylor pode ocorrer também em nossa galáxia dentro de alguns bilhões de anos.
“Os buracos negros supermassivos exercem uma grande influência nas estrelas à sua volta e no crescimento e evolução da galáxia em si”, explicou Taylor. “Isso significa que, a partir do entendimento sobre o que ocorre quando eles se fundem um ao outro, pode-se fortalecer a nossa compreensão sobre o universo”.
Bansal destacou que a equipe de pesquisa irá empreender outra observação desse sistema dentro de três ou quatro anos, para confirmar o movimento e determinar uma órbita mais precisa. Nesse intervalo, espera-se que a descoberta possa encorajar trabalhos semelhantes de astrônomos em todo o mundo.
Fonte: Phys.org

De um grão de areia a fragmentos rochosos, o que circula no universo

Na manhã do dia 30 de junho de 1908, numa região remota e desabitada da Sibéria, no vale do rio Tunguska, uma grande explosão, com potência aproximada de 185 vezes a bomba atômica de Hiroshima destruiu uma área equivalente a 2150 km2. Cerca de 8 milhões de árvores foram derrubadas em sentido radial e queimadas, indicando onde teria sido o centro da explosão. Relatos tomados 13 anos mais tarde em cidades distantes explicam que o céu ficou iluminado por vários dias devido à um grande incêndio. O abalo sísmico produzido por essa explosão teria sido registrado por sismógrafos na Inglaterra.

A primeira expedição científica conseguiu chegar no local somente no ano de 1927. Os cientistas registraram em fotos o estrago causado, mas não encontraram nenhuma evidência do que poderia ter causado tal destruição. Nenhum fragmento de rocha, nenhum vestígio de artefato, nenhuma cratera, nada!

Hoje acreditamos que um fragmento de cometa, com cerca de 36m de diâmetro e com velocidade de 53 mil km/h teria entrado em contato com a atmosfera da Terra. Como cometas são constituídos basicamente por gás congelado, ao atritar com os gases da nossa atmosfera, esse fragmento teria atingido uma temperatura de 24 mil graus Célsius e explodido a uma altitude de 6km da superfície.

Em 07 de dezembro de 2016, as Nações Unidas proclamaram o dia 30 de junho como o Dia Mundial do Asteroide, com o intuito de alertar e esclarecer a população sobre os perigos de um novo choque como esse e quais as consequências, caso se desse sobre uma área populosa.

O Sistema Solar está repleto de objetos rochosos, metálicos ou formados de gás e água congelados com tamanhos iguais ou maiores como o que atingiu a região naquele ano, alguns dos quais passam periodicamente pertos da Terra. Foram choques como esses que formaram o planeta Terra e todos os outros planetas, num processo que chamamos de acreção. Esse processo ainda não acabou. Apesar de ter diminuído muito sua intensidade em relação ao que era no início da formação do Sistema Solar, ainda hoje, centenas de toneladas de material meteórico entram na atmosfera da Terra todos os dias. A maioria, do tamanho de pequenos grãos de areia, se queima nesse processo, dando origem a fenômenos chamados de meteoros.

De todos os objetos que se aproximam da Terra, o Apophis é o mais vigiado. Com 1050m de diâmetro, em 2029 ele passará perto da Terra, mas será em 2036 que ele chegará na sua maior aproximação, a apenas 29 mil quilômetros do nosso planeta. Para se ter uma ideia do que isso significa, os satélites geoestacionários orbitam a Terra a uma altura de aproximadamente 36 mil quilômetros. As chances de impacto são de uma em 250 mil.

O mais perigoso, no entanto, foi descoberto recentemente: é o 1950 DA. Com aproximadamente 1000m de diâmetro, em 2880 ele passará tão perto da Terra que a chance de colisão é de uma em 300. Caso isso venha a acontecer, provocará uma destruição tal que pode levar a extinção da vida humana.

Créditos: João Carlos de Oliveira  
* João Carlos de Oliveira é físico e professor de Astronomia do FTD Digital Arena.
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