6 de março de 2018

Estrela dadora dá sopro de vida a companheira zombie

Impressão de artista que ilustra ventos de uma gigante vermelha a impactar numa estrela de neutrões, produzindo uma emissão de raios-X prolongada. Um tal sistema é raro: não conhecemos mais que 10. O satélite INTEGRAL da ESA detetou um destes pares a "ativar-se" em agosto de 2017.Crédito: ESA

O observatório espacial INTEGRAL da ESA testemunhou um evento raro: o momento em que os ventos emitidos por uma estrela gigante vermelha expandida reavivaram a sua companheira em rotação lenta, o núcleo de uma estrela morta, trazendo-a de volta à vida num flash de raios-X. A emissão de raios-X foi detetada pelo INTEGRAL, pela primeira vez, a 13 de agosto de 2017, oriundo de uma fonte desconhecida na direção do centro lotado da nossa Via Láctea. A deteção repentina desencadeou uma série de observações de seguimento nas semanas seguintes a fim de identificar o culpado.
As observações revelaram uma estrela de neutrões fortemente magnetizada e de rotação lenta que provavelmente apenas começou a alimentar-se de material proveniente de uma estrela gigante vermelha vizinha. Estrelas com a massa do nosso Sol, e até oito vezes mais massivas, evoluem para gigantes vermelhas no final das suas vidas. As suas camadas exteriores dilatam e expandem-se milhões de quilómetros, as suas conchas poeirentas e gasosas são sopradas para longe da estrela central em ventos relativamente lentos de até algumas centenas de quilómetros por segundo.
Impressão de artista de alguns possíveis percursos evolucionários para estrelas de diferentes massas iniciais. Algumas protoestrelas, as anãs castanhas, na realidade nunca conseguem atingir temperaturas suficientes para despoletar a ignição em estrelas de pleno direito, e simplesmente arrefecem e desvanecem. As anãs vermelhas - o tipo estelar mais comum - continuam a queimar combustível até que transformam todo o seu hidrogénio em hélio, tornando-se anãs brancas. As estrelas do tipo solar incham para gigantes vermelhas antes de expelirem as suas camadas exteriores em nebulosas coloridas enquanto os seus núcleos colapsam para formar anãs brancas. As estrelas mais massivas colapsam abruptamente assim que gastam todo o seu combustível nuclear, desencadeando uma explosão de supernova ou explosão de raios-gama e deixando para trás uma estrela de neutrões ou um buraco negro.Crédito: ESA

Estrelas ainda maiores, até 25-30 vezes a massa do Sol, esgotam o seu combustível e explodem como supernovas, às vezes deixando para trás cadáveres estelares giratórios com um forte campo magnético conhecidos como estrelas de neutrões. Estes núcleos minúsculos contêm a massa de quase um Sol e meio numa esfera com apenas 10 km de diâmetro, tornando-se nalguns dos objetos celestes mais densos conhecidos.
Não é incomum encontrar estrelas aos pares, mas o novo sistema composto por uma estrela de neutrões e por uma gigante vermelha é um caso particularmente raro chamado "binário simbiótico de raios-X", dos quais se conhecem apenas 10. O INTEGRAL captou um momento único no nascimento de um raro sistema binário," comenta Enricco Bozzo da Universidade de Genebra e autor principal do artigo que descreve a descoberta. A gigante vermelha libertou um vento lento e suficientemente denso que veio alimentar a sua estrela de neutrões companheira, dando pela primeira vez origem à emissão altamente energética do núcleo estelar morto."
O par é certamente peculiar. Os telescópios espaciais XMM-Newton da ESA e NuSTAR da NASA mostraram que a estrela de neutrões completa uma rotação quase a cada duas horas - bastante lenta em comparação com outras estrelas de neutrões, que podem girar até muitas vezes por segundo. Posteriormente, a primeira medição do campo magnético de tal estrela de neutrões revelou-se surpreendentemente forte.
Um campo magnético forte geralmente aponta para uma estrela de neutrões jovem - pensa-se que o campo magnético desapareça com o passar do tempo - enquanto uma gigante vermelha é muito mais antiga; é um par demasiado bizarro para terem crescido juntas.
"Estes objetos são intrigantes," comenta Enrico. "Pode ser que o campo magnético da estrela de neutrões afinal não se desintegre substancialmente com o passar do tempo como pensávamos, ou que a estrela de neutrões se tenha formado mais tarde na história deste sistema binário. Isto significaria que colapsou de uma anã branca para uma estrela de neutrões como resultado da alimentação da gigante vermelha durante um longo período de tempo, em vez de se tornar uma estrela de neutrões como resultado de uma explosão de supernova mais tradicional de uma estrela massiva de curta duração."
Com uma jovem estrela de neutrões e uma velha gigante vermelha, nalgum momento, os ventos que viajam da gigante inchada começarão a cair sobre a estrela menor, diminuindo a sua rotação e emitindo-raios-X.
"Nós nunca vimos este objeto nos 15 anos de observações com o INTEGRAL, de modo que pensamos que os raios-X foram ativados pela primeira vez," comenta Erik Kuulkers, cientista do projeto INTEGRAL. "Vamos continuar a observar como se comporta, no caso de ser apenas uma longa 'eructação' de ventos, mas até agora não vimos mudanças significativas."
Fonte: Astronomia OnLine

Fenômeno magnético anuncia com antecedência força de erupção solar


Se a tempestade solar estiver voltada para a Terra, os efeitos podem ser catastróficos.[Imagem: NASA/GSFC/SDO]
Tempestade cósmica 
Pode ser possível detectar com maior antecipação as perigosas erupções solares, um dos fenômenos mais temidos do clima espacialEm setembro de 1859, uma poderosa tempestade magnética solar, conhecida como Evento Carrington, atingiu a Terra e causou danos extensos nas redes então existentes - e eram apenas redes de cabos telegráficos. Hoje, estima-se que uma rajada de partículas solares de alta intensidade possa ter efeitos catastróficos, interrompendo não apenas todas as redes de computadores, incluindo a internet, como também as comunicações via satélite e as redes de distribuição de energia elétrica. E, em 2012, uma tempestade solar devastadora passou raspando pela Terra.
Agora, uma equipe de várias instituições francesas descobriu que um fenômeno fundamental precede todas as erupções solares. Rastreando esse fenômeno pode ser possível prever as erupções solares com uma antecedência muito maior, o que eventualmente permitirá tomar medidas de precaução - medidas que, infelizmente, restringem-se hoje a desligar os aparelhos e desativar as redes, assim como retiramos os aparelhos da tomada quando ocorrem tempestades muito fortes.

A força da erupção solar é resultado de uma "disputa de forças magnéticas" entre a corda e a gaiola onde ela se inicia - o pequeno globo no alto à direita é a Terra, para comparação das dimensões. [Imagem: Tahar Amari et al.]
Gaiolas e cordas magnéticas
Tahar Amari e seus colegas descobriram a presença de uma "gaiola" de confinamento a partir da qual se forma uma corda magnética, causando erupções solares - uma corda magnética é um emaranhado de linhas do campo magnético torcidas juntas como as fibras em uma corda de sisal. É a resistência dessa gaiola magnética ao ataque da corda que determina o poder e o tipo da erupção que virá a seguir. Esta descoberta permitiu que a equipe desenvolvesse um modelo capaz de prever a energia máxima que pode ser liberada durante a erupção solar.
Assim como na Terra, tempestades e furacões varrem a atmosfera do Sol quase o tempo todo. Esses fenômenos são causados por reconfigurações repentinas e violentas do campo magnético solar e caracterizam-se por uma intensa liberação de energia na forma de emissões de luz e partículas - e, algumas vezes, pela ejeção de uma bolha de plasma. Estudar esses fenômenos, que ocorrem na corona - a região periférica do Sol -, possibilitará desenvolver melhores modelos de previsão do clima espacial, ajudando a limitar nossa vulnerabilidade tecnológica às erupções solares.
Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/

NGC 3972 – Uma galáxia usada como régua para medir o UNIVERSO

Essa bela galáxia espiral pode ser encontrada na constelação de Ursa Maior. Chamada de NGC 3972, ela está localizada a aproximadamente 65 milhões de anos-luz de distância da Terra, significando que a sua luz leva 65 milhões de anos para chegar até nós, ou seja, o que estamos vendo agora, é como a galáxia era na época em que os dinossauros foram extintos da Terra. A NGC 3972 tem passado por eventos dramáticos recentemente. Em 2011, os astrônomos observaram a explosão de uma supernova do Tipo Ia na galáxia. Esses objetos possuem um pico de mesmo brilho e são brilhantes o suficiente para serem observados a grandes distâncias. A NGC 3972 também contém muitas estrelas pulsantes chamadas de variáveis Cefeidas. 

Essas estrelas mudam o seu brilho numa taxa que se ajusta perfeitamente com sua luminosidade intrínseca, fazendo delas verdadeiros faróis, ou réguas cósmicas, usadas para medir com precisão distâncias no universo. Os astrônomos buscam por variáveis Cefeidas em galáxias próximas que também possuem supernovas do Tipo Ia de modo que eles podem comparar o brilho verdadeira de ambos os tipos de estrelas.  Essa informação de brilho é usada para calibrar a luminosidade de supernovas do Tipo Ia, de modo que os astrônomos possam calcular com precisão a distância da Terra até as galáxias. Uma vez que os astrônomos conhecem com precisão essa distância, eles podem determinar e refinar a taxa com a qual o universo se expande. Essa imagem foi feita em 2015 usando a Wide Field Camera 3 do Hubble, como parte do projeto para melhorar a precisão da Constante de Hubble, o valor que descreve a taxa de expansão do universo.
Crédito: NASA, ESA, A. Riess (STScI/JHU)
Fonte: http://spacetoday.com.br/

Brilhando com a luz de milhões de sóis


Na década de 1980, os cientistas começaram a descobrir uma nova classe de fontes extremamente brilhantes de raios-X em galáxias. Estas fontes foram uma surpresa, pois estavam claramente localizadas longe dos buracos negros supermassivos situados no centro das galáxias. Ao início, os investigadores acharam que muitas destas fontes ultraluminosas de raios-X, ou ULXs ("ultraluminous X-ray sources" em inglês), eram buracos negros que continham massas entre 100 e 100.000 vezes a do Sol. Trabalhos posteriores mostraram que algumas delas podiam ser buracos negros de massa estelar, contendo até algumas dezenas de vezes a massa do Sol. Em 2014, observações com o NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) e com o Observatório de raios-X Chandra da NASA mostraram que algumas ULXs, que em raios-X tinham uma luminosidade equivalente à produzida por vários milhões de sóis em todos os comprimentos de onda, eram objetos ainda menos massivos chamados estrelas de neutrões. Estas são os núcleos gastos de estrelas massivas que explodiram. As estrelas de neutrões normalmente contêm apenas cerca de 1,5 vezes a massa do Sol. 

Três destas ULXs foram identificadas como estrelas de neutrões nos últimos anos. Os cientistas descobriram variações regulares, ou "pulsações", na emissão de raios-X das ULXs, um comportamento que é exibido por estrelas de neutrões, mas não por buracos negros. Agora, cientistas usando dados do Observatório de raios-X Chandra da NASA identificaram uma quarta ULX como sendo uma estrela de neutrões e encontraram novas pistas sobre como estes objetos podem brilhar tão intensamente. Esta recém-caracterizada ULX está localizada na Galáxia do Redemoinho, também conhecida como M51. A imagem composta de M51 contém raios-X do Chandra (roxo) e dados óticos do Telescópio Espacial hubble (vermelho, verde e azul). A ULX está assinalada no círculo. 
As estrelas de neutrões são objetos extremamente densos - uma colher de chá do seu material teria uma massa superior a mil milhões de toneladas, tanto quanto uma montanha. A intensa gravidade das estrelas de neutrões retira material a estrelas companheiras e enquanto este material cai em direção à estrela de neutrões, aquece e brilha em raios-X. À medida que mais e mais matéria cai sobre a estrela de neutrões, chega um ponto em que a pressão dos raios-X resultantes se torna tão intensa que afasta a matéria. Os astrónomos chamam a este ponto - quando os objetos tipicamente não conseguem acumular matéria mais depressa e libertar ainda mais raios-X - limite de Eddington. O novo resultado mostra que esta ULX está a ultrapassar o limite de Eddington para uma estrela de neutrões. 
Os cientistas analisaram dados de arquivo recolhidos pelo Chandra e descobriram uma queda invulgar no espectro de raios-X da ULX, que é a intensidade de raios-X medidos em diferentes comprimentos de onda. Depois de excluírem outras possibilidades, concluíram que a queda foi provavelmente de um processo chamado dispersão de ressonância do ciclotrão, que ocorre quando as partículas carregadas - ou protões carregados positivamente ou eletrões carregados negativamente - circulam num campo magnético. 
O tamanho da queda no espectro de raios-X, chamado linha do ciclotrão, implica forças de campo magnético que são pelo menos 10.000 vezes maiores do que as associadas com a matéria que espirala para um buraco negro de massa estelar, mas estão dentro do intervalo observado para as estrelas de neutrões. Isto fornece fortes evidências de que esta ULX é uma estrela de neutrões em vez de um buraco negro e é a primeira identificação do género que não envolveu a deteção de pulsações de raios-X. 
A determinação precisa da intensidade do campo magnético depende do conhecimento da causa da linha do ciclotrão, protões ou eletrões. Se a linha for da circulação de protões, então os campos magnéticos em torno da estrela de neutrões são extremamente fortes, comparáveis aos campos magnéticos mais fortes produzidos pelas estrelas de neutrões e podem de facto ajudar a quebrar o limite de Eddington. Estes fortes campos magnéticos podem reduzir a pressão dos raios-X de uma ULX - a pressão que normalmente afasta a matéria - permitindo que a estrela de neutrões consuma mais matéria do que o esperado. 
Se a linha do ciclotrão for da circulação de eletrões, em contraste, então a força do campo magnético em torno da estrela de neutrões será aproximadamente 10.000 vezes mais fraco e, portanto, não é suficientemente poderosa para o fluxo sobre esta estrela de neutrões superar o limite de Eddington. Atualmente, os cientistas não têm um espectro da nova ULX com detalhes suficientes para determinar a origem da linha do ciclotrão. Para resolver este mistério, os investigadores planeiam obter mais dados de raios-X da ULX em M51 e procurar linhas do ciclotrão noutras ULXs.

O artigo científico que descreve esta investigação, liderado por Murray Brightman do Instituto de Tecnologia da Califórnia, foi publicado na edição mais recente da revista Nature Astronomy.
Fonte: Astronomia OnLine

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