16 de maio de 2018

ALMA e VLT descobrem formação de estrelas apenas 250 milhões de anos após o Big Bang

Esta imagem, obtida com o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, mostra o aglomerado de galáxias MACS J1149.5+2223. A imagem inserida, obtida pelo ALMA, mostra a galáxia muito distante MACS1149-JD1, observada como era há 13,3 bilhões de anos atrás. A distribuição de oxigênio detectada pelo ALMA está assinalada em vermelho. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NASA/ESA Hubble Space Telescope, W. Zheng (JHU), M. Postman (STScI), the CLASH Team, Hashimoto et al.

Com o auxílio do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) e do Very Large Telescope do ESO (VLT), astrônomos determinaram que a formação estelar na galáxia muito distante MACS1149-JD1 começou numa época surpreendentemente precoce, apenas 250 milhões de anos após o Big Bang. Esta descoberta também revelou o oxigênio mais distante já encontrado no Universo e a galáxia mais distante observada pelo ALMA ou pelo VLT até agora. Estes resultados serão publicados na revista Nature em 17 de Maio de 2018.
Uma equipe internacional de astrônomos utilizou o ALMA para observar uma galáxia distante chamada MACS1149-JD1. A equipe detectou nesta galáxia um brilho muito fraco emitido por oxigênio ionizado. Como esta luz infravermelha viajou através do espaço, a expansão do Universo “esticou-a” de tal modo que o seu comprimento de onda era, quando chegou à Terra e foi detectada pela ALMA, cerca de dez vezes maior do que quando foi emitida pela galáxia. A equipe inferiu que o sinal tinha sido emitido há 13,3 bilhões de anos atrás (ou 500 milhões de anos após o Big Bang), o que faz deste oxigênio o mais distante já detectado por um telescópio. A presença de oxigênio é um sinal claro de que devem ter havido gerações anteriores de estrelas nesta galáxia.

Fiquei muito entusiasmado ao ver sinais de oxigênio distante nos dados ALMA,” diz Takuya Hashimoto, autor principal do novo artigo científico que descreve estes resultados e pesquisador na Universidade Sangyo em Osaka e no Observatório Astronômico Nacional do Japão. “Esta detecção faz avançar ainda mais as fronteiras do Universo observável.

Além do brilho do oxigênio capturado pelo ALMA, um sinal ainda mais fraco de emissão de hidrogênio também foi detectado pelo Very Large Telescope do ESO (VLT). A distância à galáxia determinada a partir desta observação é consistente com a distância determinada a partir da observação de oxigênio, o que faz com que MACS1149-JD1 seja a galáxia mais distante já observada com uma medição de distância precisa, e a galáxia mais distante já observada pelo ALMA ou pelo VLT.

Estamos vendo esta galáxia quando o Universo tinha apenas 500 milhões de anos de idade e, no entanto, este objeto apresenta já uma população de estrelas bastante madura,” explica Nicolas Laporte, pesquisador na University College London (UCL) no Reino Unido e segundo autor do novo artigo. “Podemos portanto usar esta galáxia para investigar um período ainda mais precoce, e completamente desconhecido, da história cósmica.

Durante um período após o Big Bang não havia oxigênio no Universo, já que este elemento foi criado através de processos de fusão nas primeiras estrelas e liberado para o espaço quando estas estrelas morreram. A deteção de oxigênio em MACS1149-JD1 indica que gerações anteriores de estrelas já se tinham formado e expelido oxigênio apenas 500 milhões de anos após o início do Universo.

Mas quando é que esta formação estelar anterior teria ocorrido? Para o descobrir, a equipe reconstruiu a história precoce de MACS1149-JD1 usando dados infravermelhos obtidos pelos Telescópios Espaciais Hubble da NASA/ESA e Spitzer da NASA. Os pesquisadores descobriram que o brilho observado da galáxia pode ser explicado por um modelo onde o início da formação estelar ocorreu apenas 250 milhões de anos após o início do Universo.

A maturidade das estrelas observadas em MACS1149-JD1 levanta a questão de quando é que as primeiras galáxias emergiram da escuridão total, uma época à qual os astrônomos chamam “madrugada cósmica”. Ao estabelecer a idade de MACS1149-JD1, a equipe demonstrou realmente que as galáxias existiram mais cedo do que as que podemos detectar atualmente de forma direta. 

Richard Ellis, astrônomo sênior da UCL e co-autor do artigo conclui: “Determinar quando é que a madrugada cósmica ocorreu é semelhante na cosmologia e formação de galáxias a descobrir o Santo Graal. Com estas novas observações de MACS1149-JD1, aproximamo-nos de poder testemunhar de forma direta o nascimento da luz das estrelas! Uma vez que todos nós somos feitos de material estelar processado, o que isto significa é que nos aproximamos efetivamente de descobrir as nossas próprias origens cósmicas.
Fonte: http://www.eso.org/public/brazil/news/

Astrônomos descobrem BURACO NEGRO de mais rápido crescimento

Os astrônomos da ANU (Australian National University) descobriram o buraco negro de mais rápido crescimento conhecido no Universo, descrevendo-o como um monstro que devora uma massa equivalente ao nosso sol a cada dois dias. Os astrônomos analisaram mais de 12 bilhões de anos até os primórdios da Idade das Trevas do Universo, quando estima-se que esse buraco negro supermassivo tenha o tamanho de 20 bilhões de sóis com uma taxa de crescimento de 1% a cada um milhão de anos.

“Este buraco negro está crescendo tão rapidamente que está brilhando milhares de vezes mais do que uma galáxia inteira, devido a todos os gases que sugam diariamente que causam muita fricção e calor”, disse o Dr. Wolf, da Escola de Astronomia da ANU.
“Se tivéssemos esse monstro no centro da nossa galáxia Via Láctea, ele pareceria 10 vezes mais brilhante que a lua cheia. Apareceria como uma estrela incrivelmente brilhante que quase apagaria todas as estrelas do céu.”

O Dr. Wolf disse que a energia emitida por este recém descoberto buraco negro supermassivo, também conhecido como quasar, era principalmente luz ultravioleta, mas também irradiava raios-x.  Novamente, se este monstro estivesse no centro da Via Láctea, provavelmente tornaria a vida na Terra impossível com a enorme quantidade de raios X que emana dele”, disse ele. O telescópio SkyMapper no ANU Siding Spring Observatory detectou essa luz no infravermelho próximo, uma vez que as ondas de luz mudaram de vermelho durante os bilhões de anos-luz para a Terra.

“À medida que o universo se expande, o espaço se expande e isso aumenta as ondas de luz e muda de cor”, disse Wolf.  Estes buracos negros de rápido crescimento são extremamente raros, e nós temos procurado por eles com o SkyMapper há vários meses. A sonda Gaia da Agência Espacial Européia, que mede pequenos movimentos de objetos celestes, nos ajudou a encontrar esse buraco negro supermassivo.”

O Dr. Wolf disse que a sonda Gaia confirmou que o objeto que eles encontraram estava parado, significando que estava longe e era um candidato a ser um quasar muito grande.
A descoberta do novo buraco negro supermassivo foi confirmada usando o espectrógrafo do telescópio ANU 2.3 para dividir as cores em linhas espectrais.  Não sabemos como ele cresceu tanto, tão rapidamente nos primeiros dias do Universo”, disse Wolf.

“A caçada está em busca de buracos negros de crescimento ainda maior “.  O Dr. Wolf disse que enquanto esses buracos negros brilham, eles podem ser usados ​​como faróis para ver e estudar a formação de elementos nas primeiras galáxias do Universo.

“Os cientistas podem ver as sombras dos objetos na frente do buraco negro supermassivo”, disse ele.  Buracos negros supermassivos de rápido crescimento também ajudam a limpar a névoa ao redor deles por gases ionizantes, o que torna o Universo mais transparente.  O Dr. Wolf disse que os instrumentos em telescópios terrestres muito grandes que estão sendo construídos na próxima década poderão medir diretamente a expansão do Universo, usando esses buracos negros muito brilhantes.
Crédito da imagem: NASA
Fonte: Space Today
 https://m.phys.org

O campo magnético da Terra está se deslocando para o oeste e ninguém sabe por quê

O campo magnético da Terra nos protege do vento solar, desviando as partículas carregadas. E por alguma razão, o campo está se movendo para o oeste.Crédito: CLAUS LUNAU / Getty
Temos medido o campo magnético da Terra por 400 anos. Em todo esse tempo, ele tem se deslocado inexoravelmente para o oeste. Não sabemos por que, mas uma nova hipótese sugere que ondas lentas e estranhas no núcleo externo da Terra podem ser as causadoras desse desvio. Chamadas de ondas de Rossby, elas surgem em fluidos rotativos. Também são conhecidas como “ondas planetárias” e são encontradas em muitos corpos grandes e giratórios, como nos oceanos e na atmosfera da Terra, em Júpiter e no sol.

Ondas de Rossby

O núcleo externo da Terra também é um fluido rotativo, o que significa que ondas de Rossby também circulam nesse núcleo. Enquanto as ondas oceânicas e atmosféricas de Rossby têm cristas que se movem para o oeste contra a rotação leste da Terra, as ondas de Rossby no núcleo do planeta se movem na direção contrária – suas cristas sempre vão para leste. De acordo com O. P. Bardsley, estudante de doutorado da Universidade de Cambridge, na Inglaterra, essas ondas no núcleo externo terrestre podem explicar um dos mistérios sobre nosso campo magnético.

Núcleo e campo magnético

A rotação do ferro magnético no núcleo da Terra dá origem ao campo geomagnético do planeta. Esse campo geomagnético, por sua vez, protege o planeta da radiação solar, tornando-o importante para a vida em sua superfície. Sem esse campo, seríamos bombardeados por partículas carregadas do sol. Enquanto tentava entender as ondas que se propagam por esse núcleo, Bardsley percebeu que as anomalias reveladas por medições de declinação magnética tinham uma tendência a se mover para o oeste também.

Nos últimos quatro séculos, os cientistas têm feito medições da declinação magnética – a diferença entre o norte verdadeiro e o ponto em que a agulha da bússola aponta. Como o campo magnético está repleto de pequenas anomalias locais, a agulha da bússola se move um pouco em comparação com o norte verdadeiro, dependendo de onde você está. “A deriva para o oeste se manifesta principalmente como uma série de bolhas sobre o Atlântico, perto do equador”, disse Bardsley.

A hipótese

Teorias para explicar essa deriva têm tipicamente focado na dinâmica do núcleo externo. A hipótese mais popular, segundo Bardsley, é que o núcleo externo contém um giro semelhante ao jato de ar da atmosfera, que se move para o oeste e arrasta o campo magnético da Terra junto com ele.

O problema é que não há razão particular para que esse giro exista. Ele até pode existir, mas como não há evidência direta dele, outras explicações são possíveis. Uma possibilidade é que as ondas de Rossby são a razão por trás da estranheza do campo magnético na superfície da Terra. As ondas de Rossby no núcleo têm cristas que se movem para o leste, diferente da deriva que se move para o oeste. Mas cristas de ondas nem sempre representam seu movimento total de energia.

“É perfeitamente possível ter um grupo de ondas onde as cristas estão indo para o leste, mas a maior parte da energia está indo para o oeste”, afirmou Bardsley.

Energia

Medidas da superfície do campo geomagnético podem ler a maior parte da sua energia, mas não todos os pequenos detalhes. Assim, as ondas de Rossby com uma tendência de larga escala para mover sua energia para o oeste poderiam explicar o deslocamento para o oeste medido sobre o Oceano Atlântico. Os detalhes de pequena escala, como as cristas que se movem para o leste, seriam impossíveis de detectar. A hipótese do pesquisador foi publicada em um artigo na revista Proceedings of the Royal Society A. 

https://hypescience.com
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