16 de ago de 2017

Supernova mostra que “o universo é mais louco do que a ficção científica”

Graças a uma rede mundial de 18 telescópios robotizados, pesquisadores liderados pela Universidade da Califórnia em Santa Barbara (EUA) conseguiram captar um tipo diferente de explosão de supernova. A descoberta revela informações surpreendentes sobre a estrela companheira da anã branca que provocou o espetáculo.

Supernovas

Até onde sabíamos, as gigantes explosões cósmicas conhecidas como supernovas ocorriam de apenas duas maneiras no nosso universo. Elas podem acontecer no final do ciclo de vida de uma estrela, quando ela fica sem combustível no seu núcleo e começa a colapsar, ou quando uma anã branca, o núcleo de uma estrela já morta, começa a reunir matéria de outra estrela próxima. Quando pega material suficiente da sua companheira, fica muito pesada e explode.
A teoria mais popular sobre este segundo tipo de supernova é que as duas estrelas envolvidas na explosão são anãs brancas. No entanto, o novo estudo mostra que esse não é o caso da supernova conhecida como SN 2017cbv.

Não é uma anã branca

David Sand, professor da Universidade do Arizona (EUA), observou essa supernova no último dia 10 de março, e notou um brilho azul. Minutos depois, ele ativou os 18 telescópios robotizados que fazem parte da rede do Observatório de Las Cumbres para que o evento fosse constantemente monitorado. Com a capacidade do observatório de monitorar a supernova a cada poucas horas, conseguimos ver a maior parte do aumento e queda do brilho azul pela primeira vez”, disse o autor principal Griffin Hosseinzadeh, estudante da Universidade da Califórnia.
Depois de analisar a luz azul, os pesquisadores concluíram que a anã branca no centro do evento estava “roubando” matéria de uma estrela que era cerca de 20 vezes maior do que o nosso sol – não de uma outra anã branca, como esperado. Quando a anã branca já possuía material suficiente para se tornar uma supernova, colidiu com a estrela gigante próxima, levando ao brilho azul, rico em luz ultravioleta. Tal choque não teria sido possível se a estrela companheira fosse outra anã branca.

Surpresa

Este tipo de supernova nunca tinha sido observado antes.
“O universo é mais louco do que os autores de ficção científica ousaram imaginar”, disse Andy Howell, cientista da equipe do Observatório de Las Cumbres. “Supernovas podem destruir suas estrelas próximas, também, liberando quantidades inacreditáveis de energia no processo”.
A pesquisa que descreve a descoberta foi publicada na revista científica Astrophysical Journal Letters. 
Fonte: HypeScience.com 

Buracos negros supermassivos alimentam-se de medusas cósmicas

O instrumento MUSE do ESO montado no VLT descobre nova maneira de alimentar buracos negros

Observações de “galáxias medusa” obtidas com o Very Large Telescope do ESO revelaram uma maneira até então desconhecida de alimentar buracos negros. Parece que o mecanismo que produz os tentáculos de gás e as estrelas recém nascidas que dão o nome curioso a este tipo de galáxias tornam também possível que o gás chegue às regiões centrais das galáxias, alimentando o buraco negro que se esconde no centro de cada uma delas e fazendo com que brilhem intensamente. Os resultados foram divulgados hoje na revista Nature.
Uma equipe liderada por astrônomos italianos utilizou o instrumento MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer) montado no Very Large Telescope (VLT), instalado no Observatório do Paranal do ESO, no Chile, para estudar como é que o gás é arrancado das galáxias. A equipe focou-se no exemplo extremo de galáxias medusa, situadas em aglomerados de galáxias próximos e assim chamadas devido aos seus “tentáculos” de matéria notavelmente longos, que se estendem por dezenas de milhares de anos-luz além dos discos galácticos.
Os tentáculos das galáxias medusa são produzidos em aglomerados de galáxias por um processo chamado varrimento por pressão dinâmica. A sua interação gravitacional mútua faz com que as galáxias caiam a alta velocidade nos aglomerados de galáxias, onde encontram um gás quente e denso que atua como um poderoso vento, retirando caudas de gás dos discos galácticos e dando origem a intensa formação estelar nessas galáxias.
Descobriu-se que seis das sete galáxias medusa do estudo abrigam um buraco negro supermassivo no centro, que se alimenta do gás ao redor. Esta fração de galáxias é inesperadamente alta — em galáxias, de modo geral, esta fração é inferior a uma em cada dez. 
Esta forte ligação entre o varrimento por pressão dinâmica e buracos negros ativos não foi prevista nem relatada anteriormente,” disse a chefe da equipe Bianca Poggianti do INAF-Observatório Astronômico de Pádua, na Itália. “Parece que o buraco negro central está sendo alimentado porque uma parte do gás, em vez de ser removido, está chegando ao centro da galáxia.”
Uma pergunta ainda sem resposta é porque apenas uma pequena fração dos buracos negros supermassivos existentes nos centros das galáxias se encontram ativos. Estes objetos encontram-se em quase todas as galáxias, por isso porque é que apenas alguns acretam matéria e brilham intensamente? Estes resultados revelam um mecanismo anteriormente desconhecido que alimenta os buracos negros.
Yara Jaffé, bolsista do ESO que contribuiu para o artigo, explica a importância deste resultado: ”Estas observações do MUSE sugerem um mecanismo novo, que direciona o gás para a vizinhança do buraco negro. Este resultado é importante porque nos fornece uma nova peça do quebra-cabeças das ligações, ainda pouco compreendidas, entre buracos negros supermassivos e suas galáxias hospedeiras.

Estas observações fazem parte de um estudo muito mais extenso, com muito mais galáxias medusa, que está atualmente em curso.

Quando estiver completo, este rastreio revelará quantas galáxias ricas em gás que entram nos aglomerados, e quais, atravessam um período de atividade aumentada nos seus centros,” conclui Poggianti. “Um problema ainda sem solução na astronomia tem sido compreender como é que as galáxias se formam e mudam no nosso Universo em expansão e evolução. As galáxias medusa são a chave para compreendermos a evolução galáctica, uma vez que são observadas em plena transformação drástica.”
Fonte: ESO

Indicações de efeitos relativistas em estrelas que orbitam o buraco negro supermassivo situado no centro da galáxia

Esta imagem artística mostra as órbitas de 3 das estrelas que se encontram muito próximo do buraco negro supermassivo situado no centro da Via Láctea. A análise de dados obtidos com o VLT do ESO e outros telescópios sugere que as órbitas destas estrelas mostram os efeitos subtis previstos pela teoria da relatividade geral de Einstein. A órbita da estrela S2 parece desviar-se ligeiramente do percurso calculado pela física clássica.A posição do buraco negro está assinalada com um círculo branco num halo azul. Crédito: ESO/M. Parsa/L. Calçada

Uma nova análise de dados obtidos com o VLT (Very Large Telescope) do ESO e outros telescópios sugere que as órbitas das estrelas em torno do buraco negro supermassivo situado no centro da Via Láctea mostram os efeitos subtis previstos pela teoria da relatividade geral de Einstein. A órbita da estrela S2 parece desviar-se ligeiramente do percurso calculado pela física clássica. Este resultado é um prelúdio a medições muito mais precisas e testes de relatividade que serão executados pelo instrumento GRAVITY quando a estrela S2 passar muito perto do buraco negro em 2018.

No centro da Via Láctea, a 26.000 anos-luz de distância da Terra, situa-se o buraco negro supermassivo mais próximo de nós, com uma massa de 4 milhões de vezes a massa do Sol. Este "monstro" encontra-se rodeado por um pequeno grupo de estrelas que orbitam a alta velocidade no forte campo gravitacional do buraco negro. Trata-se do ambiente perfeito para testar a física gravitacional e, em particular, a teoria da relatividade geral de Einstein.

Uma equipa de astrónomos alemães e checos aplicou novas técnicas de análise a observações já existentes das estrelas que orbitam o buraco negro, obtidas com o VLT do ESO no Chile e outros telescópios durante os últimos 20 anos. A equipa comparou as medições das órbitas das estrelas com previsões feitas, tanto com a teoria da gravidade clássica de Newton como com a teoria da relatividade geral de Einstein.

Esta imagem artística mostra parte da órbita de uma das estrelas situadas muito próximo do buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea. A análise de dados obtidos com o VLT do ESO e outros telescópios sugere que as órbitas destas estrelas mostram os efeitos subtis previstos pela teoria da relatividade geral de Einstein. A órbita desta estrela, a S2, parece desviar-se ligeiramente do percurso calculado pela física clássica.Esta imagem de grande plano da órbita da estrela S2 mostra como o percurso da estrela é ligeiramente diferente na segunda passagem, 15 anos depois, devido ao efeito da relatividade geral.Crédito: ESO/M. Parsa/L. Calçada

Os investigadores encontraram indicações de um pequeno desvio no movimento de uma das estrelas, chamada S2, consistente com as previsões da relatividade geral (S2 é uma estrela com 15 massas solares que se encontra numa órbita elíptica em torno do buraco negro supermassivo. Tem um período orbital de cerca de 15,6 anos e chega a aproximar-se do buraco negro 17 horas-luz — ou seja, cerca de 120 vezes a distância média entre a Terra e o Sol). O desvio devido a efeitos relativistas é de apenas alguns pontos percentuais na forma da órbita e de cerca de 1/6 de grau na orientação da órbita. Se se confirmar, esta terá sido a primeira vez que se conseguiu fazer uma medição da intensidade dos efeitos da relatividade geral em estrelas que orbitam um buraco negro supermassivo.

Marzieh Parsa, estudante de doutoramento da Universidade de Colónia, na Alemanha, e autora principal do artigo científico que descreve estes resultados, está muito satisfeita: "O Centro Galáctico é de facto o melhor laboratório para estudar o movimento de estrelas num ambiente relativista. Estou espantada como conseguimos aplicar tão bem os métodos que desenvolvemos com estrelas simuladas a dados de elevada precisão das estrelas mais interiores de alta velocidade, que se situam perto do buraco negro supermassivo."

As regiões centrais da nossa Galáxia, a Via Láctea, observadas pelo instrumento NACO, que opera no infravermelho próximo e está montado no VLT do ESO. A posição do centro, que contém o buraco negro (invisível) conhecido por Sgr A*, com uma massa de 4 milhões de vezes a massa do Sol, está assinalada com uma cruz laranja.A estrela S2 fará uma aproximação ao buraco negro em 2018 e nessa altura será usada como uma sonda única da forte gravidade para testar a teoria da relatividade geral de Einstein.Créditos: ESO/MPE/S. Gillessen et al.
A elevada precisão das medições de posição, possível graças aos instrumentos de ótica adaptativa do VLT a operar no infravermelho próximo, foi essencial para o sucesso deste estudo, tendo sido vital não apenas durante a aproximação da estrela ao buraco negro, mas particularmente durante o período de tempo em que S2 se encontrava mais afastada do buraco negro. Estes últimos dados permitiram determinar exatamente a forma da órbita. Durante a nossa análise compreendemos que para determinar os efeitos relativistas para a S2, é necessário conhecer a sua órbita completa com uma precisão muito elevada", disse Andreas Eckart, líder da equipa da Universidade de Colónia.

Para além de informação mais precisa sobre a órbita de S2, a nova análise dá-nos também a massa do buraco negro e a sua distância à Terra com um elevado grau de precisão: a equipa determinou uma massa de 4,2 milhões de vezes a massa do Sol para o buraco negro e uma distância de 8,2 kpc, o que corresponde a quase 27.000 anos-luz. O coautor Vladimir Karas da Academia de Ciências de Praga, na República Checa, está entusiasmado com o que o futuro trará: "Este trabalho abre caminho para mais teorias e experiências nesta área da ciência."

Esta análise é precursora de um interessante período de observações do Centro Galáctico que será realizado por astrónomos em todo o mundo. Durante 2018 a estrela S2 irá aproximar-se bastante do buraco negro supermassivo. Nessa altura o instrumento GRAVITY, desenvolvido por um grande consórcio internacional liderado pelo Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik em Garching, na Alemanha, e instalado no Interferómetro do VLT, estará disponível para ajudar a medir órbitas com muito mais precisão do que o atualmente possível. Nessa altura espera-se que o GRAVITY, que se encontra já a fazer medições de alta precisão do Centro Galáctico, revele não só os efeitos da relatividade geral muito claramente, mas também permita aos astrónomos procurar desvios à relatividade geral que possam revelar uma nova física.
Fonte: Astronomia OnLine

Pela primeira vez, nós testemunhamos que o Sol descobriu sua própria erupção solar

Os pesquisadores finalmente observaram algo que somente especulavam há anos: o sol destruindo sua própria erupção solar “falhada”.
Nosso astro-rei produz erupções solares intensas quando uma acumulação de energia magnética é repentinamente liberada na superfície.
Porém, como os cientistas puderam ver, as mesmas forças invisíveis e misteriosas também podem encerrar essas explosões gigantes.

A observação

Para capturar essa erupção falhada, várias observações foram realizadas a partir de inúmeros instrumentos da NASA, incluindo o Solar Dynamics Observatory (SDO) e o foguete VAULT2.0.
VAULT2.0 é um foguete suborbital que, neste caso, foi focado para uma área de atividade magnética intensa no sol. A equipe havia antecipado que a atividade poderia produzir uma ejeção de massa coronal.
Só que o sol tinha outras ideias. Enquanto os cientistas de fato viram um filamento de material solar denso começar a subir da superfície solar, ele acabou por ser destruído, em vez de ser ejetado.
Essa foi a primeira vez que tal fenômeno foi registrado. “Nós vimos o levantamento de filamentos com o IRIS [instrumento de espectrometria de imagem da NASA], mas não o vimos entrar em erupção no SDO. Foi assim que soubemos que ele falhou”, disse o astrofísico Angelos Vourlidas, da Universidade Johns Hopkins (EUA).

Parando uma erupção

Para descobrir o que impediu o filamento de ser disparado para o espaço, Vourlidas e seus colegas tentaram explicar como as regiões no campo magnético do sol poderiam se tornar comprimidas ou distorcidas.
Quando estruturas solares com orientações magnéticas opostas se encontram, a colisão geralmente produz flamas e ejeções de massa coronal, devido à liberação de energia magnética.
Outros resultados também são possíveis, no entanto, dependendo do tipo de orientações magnéticas que estão em ação.
“Calculamos o ambiente magnético do sol ao traçar milhões de linhas de campo magnético e ver como linhas de campo vizinhas se conectam e divergem”, afirmou a astrofísica Antonia Savcheva, da Universidade de Harvard (EUA).
O modelo da equipe sugere que o tipo certo de estrutura magnética pode atuar como um “limite invisível” para conter um filamento.

Hipóteses

Este limite, que é chamado de tubo de fluxo hiperbólico, pode ser formado por uma colisão de duas regiões bipolares na superfície do sol, e teria a forma de dois iglus quebrados um contra o outro.
A equipe diz que esta estrutura eliminaria o filamento que se tornaria uma erupção, triturando a forma de serpente do material solar e dispersando seu calor e energia de volta à atmosfera.
“O tubo de fluxo hiperbólico quebra as linhas de campo magnético do filamento e reconecta-os com os do ambiente, para que a energia do filamento seja removida”, explica o físico solar Georgios Chintzoglou, do Laboratório Solar e Astrofísico Lockheed Martin em Palo Alto (EUA).
Esta é apenas uma hipótese por enquanto, mas é importante porque ajuda a explicar o que poderia estar acontecendo neste conjunto de dados sem precedentes.
Os pesquisadores têm consciência de quão ameaçadoras tempestades solares intensas podem ser para nós na Terra – mas essa pesquisa também mostra que as mesmas forças misteriosas também podem agir para “impedir” essas erupções violentas. 
Fonte: ScienceAlert

Dois planetas podem ser habitáveis na Tau Ceti, nossa estrela mais parecida com o sol

Novas evidências revelaram que a Tau Ceti, a estrela mais parecida com Sol fora do nosso sistema solar, tem em sua órbita quatro exoplanetas com, aproximadamente, o mesmo tamanho da Terra. Os pesquisadores acreditam que dois desses mundos podem ser habitáveis.

A Tau Ceti está localizado apenas a 12 anos-luz de distância de nós, e sua proximidade e seu brilho tornaram-se um pilar no âmbito da ficção científica e dos videojogos – mas agora parece que o potencial da estrela para garantir condições à vida alienígena pode não ser apenas mais uma fantasia.
Pesquisadores liderados por Fabo Feng, da Universidade de Hertfordshire, no Reino Unido, detectaram os quatro exoplanetas e registraram oscilações extremamente leves no movimento de Tau Ceti, devido à atração gravitacional entre corpos astronômicos menores.
Novos avanços nesta técnica, chamada de espectroscopia Doppler (também conhecida como velocidade radial ou “método de bamboleio”), revelaram a presença de quatro mundos que atraem a Tau Ceti enquanto orbitam em torno dela, detectando variações no movimento da estrela mais baixas do que 30 cm/s.
Cientistas afirmam que, se esse método puder ser refinado até o ponto em que se garanta detectar variações menores de 10 cm/s, passaremos a um limite onde, definitivamente, será possível determinar a atração gravitacional dos exoplanetas a partir do ruído no sinal gerado por flutuações estelares.
“Estamos tentadoramente nos aproximando da possibilidade de observar os limites corretos necessários para detectar planetas semelhantes à Terra”, diz Feng.
“Nossa detecção de tal debilidade é um marco na busca por analogias da Terra e na compreensão da habitabilidade do nosso planeta através da comparação com esses outros mundos”.

Superterras

Os mundos encontrados pela equipe incluem duas superterras (planetas com massas maiores do que a Terra), ambas se mantendo próximas apenas dentro dos limites da zona habitável de Tau Ceti. isso significa que elas se localizam na região em torno da estrela, onde as condições poderiam dar suporte à água líquida em sua superfície e, por extensão, talvez à vida.

Os outros dois planetas menores estão fora deste espaço temperado, orbitando a estrela significativamente mais perto. Ao mesmo tempo em que eles não poderiam suportar água em suas superfícies, também estão entre os mais pequenos planetas do tamanho aproximado da Terra já detectados em torno de uma estrela próxima do Sol, com massas tão baixas quanto 1,7 vezes a quantidade de “peso” da Terra.

Potencial habitável

Não é a primeira vez que Tau Ceti foi definida pela possibilidade de hospedar mundos potencialmente habitáveis. A mesma equipe anunciou, alguns anos atrás, a descoberta de cinco mundos orbitando a estrela, e a última pesquisa serve como uma emenda para o trabalho anterior.
Desta vez, eles estão certos de estar no caminho.
“Desde então, nós melhoramos a sensibilidade das nossas técnicas e descartamos dois dos sinais que nossa equipe identificou em 2013 como planetas”, diz um dos pesquisadores, Mikko Tuomi.
“Mas não importa como olhamos para a estrela, parece haver pelo menos quatro planetas rochosos em órbita”.

Campeã entre as candidatas

É incrivelmente excitante existirem dois novos candidatos mundiais à habitabilidade ​​em um sistema estelar tão comparativamente perto de nós. Entre outras perspectivas recentes, a Tau Ceti pode trazer mais convicção do que outra forte candidata, a Proxima b (a 4,2 anos-luz de distância), e a estrela TRAPPIST-1 (a cerca de 39 anos-luz, muito mais longe de nós).
Ainda assim, os pesquisadores alertam que não devemos nos exceder nas expectativas, porque um enorme anel de destroços espaciais envolve o sistema Tau Ceti. Isso significa que esses mundos alienígenas – sem vida ou com ela – podem ser ameaçados por intensos bombardeios de asteroides e cometas.
Se for assim, isso significa que eles são muito menos propensos a acolher a vida ​​- e também há a questão das superterras, cuja órbita se localiza nos arredores não muito confortáveis da zona habitável de Tau Ceti – embora seja cedo para perder a esperança.
O próximo passo será tentar perceber esses mundos ainda não vistos por telescópio, para buscar o que podemos aprender com eles através de observações diretas.
Até então, o mistério evolutivo da habitabilidade em Tau Ceti continua discutível – mas definitivamente já podemos cruzar nossos dedos.
As descobertas devem aparecer em uma próxima edição do The Astrophysical Journal. 
Fonte: HypeScience.com
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