11 de junho de 2018

Pequenos buracos negros são mais mortais do que se pensava anteriormente


Cientistas descobriram um buraco negro incrivelmente brilhante e energético em uma galáxia a 22 milhões de anos-luz de distância da Terra. Naturalmente, assumiram que era um buraco negro supermassivo. O estranho que é observações mostram que é na verdade muito pequeno – jogando nossas concepções para fora da janela.  Os buracos negros vêm em dois tipos, possivelmente três (ou quatro). Temos o tipo supermassivo, encontrado geralmente no núcleo de uma galáxia. Como o próprio nome sugere, esses são absolutamente enormes, pesando cerca de um bilhão de vezes a massa do nosso sol. No outro lado do espectro estão os buracos negros de massa estelar ou pequenos, objetos com uma massa comparável à do nosso sol.

Depois, há buracos negros de médio porte, ou buracos negros de massa intermediária (IMBH, na sigla em inglês), com cerca de 10 a 100 vezes a massa do nosso sol. Os astrônomos também acreditam que existem outros buracos negros médios lá fora, pesando algo entre 20.000 a 90.000 vezes a massa do sol. No entanto, mais observações são necessárias para confirmar esta teoria.

Pequenos buracos negros são conhecidos por seus raios-X de alta energia, enquanto buracos negros maiores emitem raios-X de baixa energia. Também conhecidos como raios-X duros e moles, essas emissões não são causadas pelo próprio buraco negro, mas pela massa da matéria que gira ao seu redor. Assim, quanto menor a energia de raios-X, maior o buraco negro.

O que nos leva para o buraco negro bizarro recentemente encontrado, o M101 ULX-1. Ele parece estar emitindo raios-X de baixa energia e é 100 vezes mais brilhante do que o habitual, designando, assim, o sistema de uma fonte de raios-X ultraluminosa. Buracos negros de massa estelar não podem emitir flashes tão brilhantes – a não ser que estejam consumindo massa a uma taxa inesperadamente superior.

Astrônomos pensavam que o M101 ULX-1 era um IMBH, ou seja, um buraco negro intermediário, mas novas observações contam outra história – ele na verdade é um pequeno buraco negro, com cerca de 20 a 30 vezes a massa do sol (e, possivelmente, tão pequeno quanto 5 vezes maior que o nosso sol).  Os cientistas determinaram isso depois de confirmar que o sistema consiste de um buraco negro e uma estrela companheira. Como eles foram capazes de ver quantas vezes o buraco negro e a estrela orbitam em torno de si – uma vez a cada 8,2 dias -, também foram capazes de calcular a massa do buraco negro.

Uma teoria para explicar a anomalia é que fortes ventos estelares do sistema em que o buraco negro se encontra o alimenta o suficiente para causar essas emissões exageradas. E, de fato, o estudo mostrou que M101 ULX-1 pode capturar mais material de ventos estelares do que os astrônomos tinham antecipado.

Mas os cientistas continuam confusos, porque a observação também sugere que IMBHs podem não existir. Se esse for o caso, precisaríamos reformular o que sabemos sobre buracos negros.  Os astrônomos agora terão que se concentrar em outras localidades para as quais tem havido evidências indiretas dessa classe de buracos negros [para ver se realmente existem]”, explicou o membro da equipe de pesquisa Joel Bregman.
Fonte: https://io9.gizmodo.com

Objetos misteriosos detectados perto do buraco negro supermassivo da Via Láctea

Astrônomos da Universidade da Califórnia em Los Angeles (EUA) descobriram vários objetos bizarros que estão escondendo sua verdadeira identidade por trás de uma cortina de poeira no centro da nossa galáxia, a Via Láctea. Eles se parecem com nuvens de gás, mas se comportam como estrelas.  Os achados foram obtidos a partir de 12 anos de dados extraídos do Observatório W. M. Keck em Maunakea, Havaí.

“Esses objetos estelares empoeirados compactos se movem extremamente rápido e próximos do buraco negro supermassivo da nossa galáxia. É fascinante vê-los se movimentar ano a ano. Como chegaram lá? E o que vão se tornar? Eles devem ter uma história interessante para contar”, disse uma das principais pesquisadoras do estudo, a pós-doutoranda da Universidade da Califórnia Anna Ciurlo.

Os misteriosos objetos-G

Os pesquisadores fizeram a descoberta ao obter medidas espectroscópicas da dinâmica do gás no centro galáctico. Começamos este projeto pensando que, se observássemos cuidadosamente a complicada estrutura de gás e poeira perto do buraco negro supermassivo, poderíamos detectar algumas mudanças sutis na sua forma e velocidade”, disse Randy Campbell, chefe de operações científicas do Observatório Keck. 

“Foi bastante surpreendente detectar vários objetos que possuem movimentos e características muito distintos que os colocam na classe de objetos-G ou objetos estelares empoeirados”.
Os astrônomos identificaram objetos-G pela primeira vez na Via Láctea em 2004. Inicialmente, pensaram que se tratavam de nuvens de gás, até notarem que os objetos se aproximavam bastante do nosso buraco negro supermassivo, mas sobreviviam a sua atração gravitacional. Se fossem apenas nuvens de gás, elas teriam sido destruídas por tal gravidade.

A atual visão que os cientistas têm dos objetos-G é que eles são estrelas “inchadas”: estrelas que se tornaram tão grandes que as forças de maré exercidas pelo buraco negro podem puxar a matéria de suas atmosferas quando elas se aproximam o bastante dele, mas seus núcleos possuem massa suficiente para que permaneçam intactas.
A questão que fica, então, é: por que essas estrelas são tão grandes?

Estrelas “inchadas”

Parece que muita energia foi despejada nos objetos-G, fazendo-os inchar e crescer mais do que estrelas típicas.  Esses objetos podem ser o resultado de fusões estelares: duas estrelas orbitando uma a outra, conhecidas como binárias, colidem devido à influência gravitacional do buraco negro gigante nas proximidades.  O objeto combinado que resulta dessa fusão poderia explicar de onde vem o excesso de energia.  No rescaldo de tal fusão, o único objeto resultante seria ‘inflado’, ou distendido, por um longo período de tempo, talvez um milhão de anos, antes de se estabelecer e parecer uma estrela de tamanho normal”, sugere Mark Morris, outro pesquisador da Universidade da Califórnia.

G3, G4 e G5

Se esses objetos são de fato sistemas estelares binários que foram levados a se fundir através de sua interação com o buraco negro supermassivo central, isso pode fornecer insights interessantes aos cientistas sobre um processo que pode ser responsável pelas recentes fusões de buracos negros estelares detectadas através de ondas gravitacionais. O que torna os objetos-G incomuns é justamente seu “inchaço”. É raro uma estrela ser encoberta por uma camada de poeira e gás tão espessa que os astrônomos não a veem diretamente.

Para detectá-los, os cientistas precisaram de uma ferramenta desenvolvida por Randy Campbell, que permitiu que eles isolassem esses objetos da emissão de fundo e analisassem os dados espectrais em três dimensões: duas espaciais e uma de comprimento de onda que forneceu informações de velocidade.  Depois da descoberta do primeiro objeto-G, chamado de G1, em 2004, os astrônomos encontraram o G2 em 2012. As novas análises agora sugerem o que podem ser os objetos G3, G4 e G5, porque eles compartilham as mesmas características físicas que os dois primeiros observados.

Confirmação

A equipe continuará a seguir o tamanho e a forma das órbitas desses objetos-G, o que poderia fornecer pistas importantes sobre como eles se formaram. Uma atenção especial será voltada para esses objetos compactos quando eles se aproximarem ainda mais do buraco negro supermassivo. Isso permitirá que observemos melhor seus comportamentos para ver se permanecem intactos, assim como G1 e G2. Só então eles revelarão sua verdadeira natureza.

“Teremos que esperar algumas décadas para que isso aconteça; cerca de 20 anos para o G3 e décadas mais para o G4 e o G5″, explicou Morris.  Compreender objetos-G pode nos ensinar muito sobre o fascinante e ainda misterioso ambiente do centro galáctico. Há tantas coisas acontecendo que cada processo localizado pode ajudar a explicar como esse ambiente extremo e exótico funciona”, completou Ciurlo.
Fontes: HypeScience.com
[Phys]

Hubble oberva o aglomerado massivo da galáxia: RXC J0232.2-4420

Os aglomerados de galáxias são algumas das estruturas mais massivas que podem ser encontradas no Universo. Uma nova imagem do Telescópio Espacial Hubble da NASA / ESA mostra o RXC J0232.2-4420 , um enorme aglomerado de galáxias localizado a aproximadamente 3,5 bilhões de anos-luz de distância na constelação de Eridanus (Erídano).
Crédito da imagem: NASA / ESA / Hubble / RELICS.

Aglomerados de galáxias contêm milhares de galáxias de todas as idades, formas e tamanhos, totalizando uma massa milhares de vezes maior que a da Via Láctea. A um tempo atrás acreditávamos ser as maiores estruturas do Universo, até que foram usurpados na década de 1980 pela descoberta de superaglomerados. No entanto, os aglomerados têm uma coisa a qual se apegar; os superaglomerados não são mantidos juntos pela gravidade, então os aglomerados de galáxias ainda mantêm o título das maiores estruturas do universo ligadas pela gravidade.

A enorme influência gravitacional dos aglomerados de galáxias distorce o espaço ao seu redor de tal forma que eles podem ser usados ​​como lentes cósmicas gigantes que ampliam as galáxias distantes de fundo. Estudar algumas das primeiras galáxias do Universo contará aos astrônomos mais sobre nossas origens cósmicas.

RXC J0232.2-4420 foi destaque em um estudo que se concentrou em aglomerados de galáxias que são fontes especialmente luminosas de raios-X . O estudo procurou por luz difusa em torno das galáxias mais brilhantes, entre as galáxias mais massivas do Universo. Esta luz difusa vem de estrelas intergalácticas espalhadas entre as galáxias constituintes do aglomerado e o objetivo do estudo foi explorar várias teorias para as origens dessas estrelas.

Uma teoria é que isso pode ter sido retirado de suas galáxias hospedeiras durante fusões e interações.  Esta imagem do RXC J0232.2-4420 foi obtida pelos instrumentos Advanced Camera for Surveys (ACS) eWide-Field Camera 3 (WFC3)do Hubble como parte de um programa de observação denominado Reionization Lensing Cluster Survey (RELICS).  RELICS visualizou 41 grandes aglomerados de galáxias ao longo de 390 órbitas do Hubble e 100 horas de observação do Telescópio Espacial Spitzer.

Sh2-239, região cósmica formadora de estrelas

A mistura sedutora de poeira e nebulosas escuras, catalogada como Sh2-239 e LDN 1551, encontra-se perto do extremo sul do complexo Taurus, nuvem molecular cerca de 450 anos-luz distante. A região se estende por quase 3 anos-luz, cheia de objetos estelares jovens que circulam ao redor. Incluído perto do centro da imagem, há um rastro vermelho de gás hidrogênio próximo da fonte de infravermelho IRS5, conhecida por ser um sistema de protoestrelas rodeadas por discos de poeira. Logo abaixo dele, estão as asas brilhantes de HH 102, um dos muitos objetos Herbig-Haro (jatos de matéria brilhantes emitidos por protoestrelas jovens) da região, nebulosidades associadas a estrelas recém-nascidas. Estimativas indicam que a região formadora de estrela LDN 1551 contém uma quantidade total de material equivalente a cerca de 50 vezes a massa do sol.
FONTE: NASA

Pesquisadores descobrem um sistema com três planetas do tamanho da Terra

O Instituto de Astrofisica de Canaria, o IAC, e a Universidade de Oviedo apresentaram a descoberta de dois novos sistemas planetários, um deles contendo três planetas do mesmo tamanho da Terra.  A informação sobre esses novos exoplanetas foram obtidas a partir dos dados coletados na missão K2 do satélite Kepler da NASA, que teve seu início em Novembro de 2013. O trabalho que revela a existência de dois novos sistemas planetários detectados pelo eclipse produzido pelos exoplanetas nas suas respectivas estrelas.

O grupo de pesquisas foi liderado por Javier de Cos da Universidade de Oviedo, e Rafael Rebolo no IAC, juntamente com pesquisadores de outros dois centros, da Universidade de Genebra e do Gran Telescopio Canarias (GTC). O primeiro sistema exoplanetário está localizado na estrela K2-239, caracterizada com uma anã vermelha, do tipo M3V, a partir de observações com o Gran Telescopio Canarias (GTC) no Observatório de Roque de Los Muchachos, em Garafía, La Palma. Ela está localizada na constelação de Sextant e está localizada a 160 anos-luz de distância do Sol.

Esse é um sistema compacto com no mínimo 3 planetas rochosos de tamanho parecido com a Terra, 1.1, 1.0 e 1.1 raios da Terra, que orbitam a estrela a 5.2, 7.8 e 10.1 dias, respectivamente.  O outro sistema é de uma estrela anã vermelha, chamada de K2-240, tem dois planetas do tipo super-Terra com o dobro do tamanho do nosso planeta. A temperatura atmosférica das estrelas anãs vermelhas onde esses exoplanetas foram descobertos é de 3450 e 3800 K, respectivamente, quase que metade da temperatura do Sol.

Esses pesquisadores estimaram que todos os planetas descobertos terão temperaturas dezenas de graus mais alta que na Terra, devido à forte radiação que eles recebem por estar muito perto das estrelas.

Futuras campanhas de observação que devem ser feitas com o Telescópio Espacial James Webb caracterizarão a composição das atmosferas dos planetas descobertos. Observações espectroscópicas feitas com o instrumento ESPRESSO, instalado no VLT do ESO, ou com futuros espectrógrafos no GTC ou nos novos telescópios como o ELT e o TMT, sendo que essas medições serão cruciais para determinar a massa, densidade e outras propriedades físicas dos exoplanetas.

Estrelas de nêutrons lançam luz sobre a matéria quark

A matéria quark, uma fase extremamente densa da matéria feita de partículas subatômicas chamadas quarks, podem existir no coração das estrelas de nêutrons. Essa matéria também pode se\r criada por breves momentos em colisores de partículas na Terra, como no LHC do CERN. Mas o comportamento coletivo da matéria quark não é fácil de entender. Em uma conferência no CERN, Aleksi Kurkela da Universidade de Stavanger e do Departamento Teórico do CERN, explicou como os dados de estrela de nêutrons permitiram que ele seus colegas pudessem entender um pouco sobre o comportamento dessa forma estranha de matéria.

Kurkela e seus colegas usaram propriedades deduzidas de uma estrela de nêutrons a partir da primeira observação conjunta feita pelo LIGO e VIRGO de ondas gravitacionais. Nesse caso as ondas gravitacionais, as ondulações no espaço-tempo, foram emitidas pela fusão de duas estrelas de nêutrons. As propriedades descrevem como uma estrela responde à tensão causada pela força gravitacional de uma estrela companheira, esse efeito é conhecido como deformabilidade de maré.

Para descrever o comportamento coletivo da matéria quark, os físicos geralmente empregam equações de estado, que relatam a pressão de um estado da matéria para outro estado. Mas eles não chegaram a uma única equação para descrever o estado da matéria quark, eles chegaram a uma família de equações. 

Colocando os valores de deformabilidade de maré das estrelas de nêutrons observados pelo LIGO e VIRGO, na derivação da família de equações de estado para a matéria quark da estrela de nêutrons, Kurkela e seus colegas foram capazes de reduzir drasticamente a quantidade de equações na família deduzida.

Esse número menor de equações fornece limites mais restritos para as propriedades da matéria quark, e mais geralmente na matéria nuclear em altas densidades, do que eram previstos anteriormente.

Com esses resultados, os pesquisadores então trocaram o problema, usaram os limites da matéria quark para deduzir as propriedades da estrela de nêutrons. Usando essa abordagem, a equipe obteve a relação entre o raio e a massa de uma estrela de nêutrons, e descobriram que o raio máximo de uma estrela de nêutrons que é 1.4 vezes mais massiva que o Sol deve ser entre 10 e 14 km.

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...

Artigos Mais Lidos