12 de junho de 2018

O que aconteceria se o sol fosse substituído por um buraco negro


De acordo com o astrofísico Sean Raymond, do Observatório de Bordeaux, na França, um buraco negro supermassivo poderia, teoricamente, ter até um milhão de planetas potencialmente capazes de suportar a vida orbitando suas proximidades. Raymond calculou a possibilidade de diferentes sistemas habitáveis existirem em torno de diferentes buracos negros.  Acho que podemos aprender com os extremos. Eles são basicamente os limites da caixa em que estamos procurando. Este sistema [de um milhão de planetas habitáveis] é um extremo – o mais cheio de recursos imagináveis. É uma mistura divertida de imaginação e ciência”, disse o astrofísico ao portal Space.com.

Entendendo os componentes dessa mistura

Água líquida na superfície de um planeta é geralmente considerada pelos astrônomos como um fator essencial para que ele evolua vida como a conhecemos. Apenas um planeta habita a “zona habitável” do nosso sol e, portanto, possui água líquida em sua superfície: a Terra. A história pode ser diferente para outros sistemas estelares, contudo. Por exemplo, o sistema TRAPPIST-1 possui três planetas do tamanho da Terra dentro de sua zona habitável.

Existem atualmente dois tipos de buracos negros que os cientistas conhecem melhor: os buracos negros de massa estelar, que são iguais em massa a alguns sóis e se formam quando estrelas gigantes morrem e colapsam em si mesmas, e buracos negros supermassivos. Estes possuem milhões a bilhões de vezes a massa do nosso sol, e devem existir nos centros da maioria das galáxias, se não em todas.

Buracos negros são extremamente compactos. Um buraco negro com a mesma massa do sol teria cerca de 6 km de largura. Em comparação, Sagittarius A*, o buraco negro supermassivo que vive no coração da Via Láctea, tem uma massa de cerca de 4 milhões de sóis e um diâmetro de cerca de 23,6 milhões de quilômetros, ou pouco mais de 40% do tamanho da órbita de Mercúrio ao redor do sol.

Um exercício teórico comum é imaginar o que mudaria se o sol fosse substituído por um buraco negro de mesma massa no nosso sistema solar. A resposta é que nada mudaria em relação às órbitas dos planetas – elas permaneceriam as mesmas, mas a vida na Terra obviamente sofreria com a falta de luz e calor em tal cenário. Se, no entanto, o buraco negro tivesse uma estrela companheira, as coisas já seriam diferentes e a vida poderia existir próxima a ele. Confira as várias possibilidades de sistemas com buracos negros.

Com um buraco negro de massa estelar

Caso nosso sol tivesse um buraco negro companheiro de massa igual orbitando próximo a ele – digamos, a um décimo de uma unidade astronômica (UA) -, as órbitas dos planetas do sistema solar não mudariam muito. Uma UA é a distância entre a Terra e o sol, ou cerca de 150 milhões de quilômetros. Mas a atração gravitacional do sol e seu buraco negro parceiro levaria os planetas a completar suas órbitas um pouco mais rapidamente, com o ano da Terra diminuindo de 365 dias para 258 dias, conforme explica Raymond.

No cenário acima, o sol e o buraco negro completariam uma órbita ao redor um do outro a cada 2,9 dias. Isso significa que a quantidade de energia que a Terra receberia do sol flutuaria entre 90% e 110% de sua média atual.

Com um buraco negro supermassivo

Além de imaginar a vida em torno de um buraco negro de massa estelar, Raymond também calculou quantos planetas potencialmente habitáveis poderiam caber em torno de um buraco negro supermassivo com um milhão de vezes a massa do sol. Isso é quase tão grande quanto o buraco negro do centro da Via Láctea. Tal objeto teria o diâmetro do nosso sol. Se o sol fosse substituído por ele, 550 planetas com a massa da Terra poderiam se encaixar em órbitas concêntricas estáveis ao seu redor.

Isso porque a imensa força gravitacional do buraco negro puxaria mais fortemente o lado de cada planeta que estivesse mais próximo dele. Isso estenderia a zona habitável ao seu redor, mas não destruiria os planetas, porque eles não estariam perto o suficiente do objeto para tanto. Uma maneira de criar uma zona habitável em torno de tal buraco negro supermassivo é colocar estrelas entre ele e os planetas. Um anel de nove estrelas semelhantes ao sol a 0,5 UA do buraco negro faria com que cada um dos 550 planetas nesse cenário fosse potencialmente habitável.

Como seria a vida em tal sistema?

“Seria muito interessante viver em um planeta neste sistema”, observou Raymond. “Levaria apenas alguns dias para completar uma órbita ao redor do buraco negro – cerca de 1,6 dias na borda interna da zona habitável e 4,6 dias na borda externa. A menor distância entre dois desses planetas seria cerca de duas vezes a distância entre a Terra e a lua. O vizinho planetário mais próximo pareceria ter o dobro do tamanho da lua cheia no céu. A cada poucos dias, por conta das órbitas dos objetos, mais mundos apareceriam no céu de cada planeta.

Os nove sóis também seriam um espetáculo interessante. Cada um completaria sua órbita ao redor do buraco negro a cada 3 horas. “Isso significa que, a cada 20 minutos, um dos sóis passaria por trás do buraco negro. Quando isso acontece, a gravidade do buraco negro pode dobrar sua luz e agir como uma lente”, explica Raymond. Isso faria com que os sóis parecessem anéis de luz no céu.  Além disso, a luz das estrelas seria esticada pela gravidade do buraco negro. As estrelas mais próximas pareceriam mais vermelhas, e as mais distantes mais azuis”, disse Raymond.

O cenário mais “lotado”

No cenário anterior, cada planeta está sozinho em sua órbita ao redor do buraco negro supermassivo. Raymond também modelou o que aconteceria se múltiplos planetas compartilhassem uma órbita ao redor de um buraco negro com a massa de um milhão de sóis e um anel orbital de nove estrelas parecidas com o sol. Neste caso, um milhão de planetas com a massa da Terra poderiam orbitar dentro da zona habitável em 400 anéis, cada um com 2.500 planetas espaçados à mesma distância entre a Terra e a lua. Novamente, os planetas levariam de 1,6 a 4,6 dias para completar uma órbita.

Em vez de colocar nove estrelas parecidas com o sol entre o buraco negro e os planetas, Raymond também sugeriu que poderia haver 36 estrelas parecidas com o sol em um anel de 6 UA de largura. Neste panorama, “cada planeta é banhado pela luz do sol de todos os lados – não há lado noturno. Você nunca se sentiria sozinho nesses sistemas – os outros planetas pareceriam enormes no céu”, acrescentou Raymond.

Os planetas vizinhos seriam cerca de 10 vezes mais próximos do que a lua é para a Terra, o que significa que pareceriam “cerca de 40 vezes maiores no céu do que a lua cheia, aproximadamente o tamanho de um laptop mantido ao alcance do braço”.

Também, os planetas estariam muito mais próximos do buraco negro, cada um completando uma órbita em apenas cerca de 9 horas. Isso significa que eles orbitariam a velocidades extraordinárias – cerca de 10% a da luz. De acordo com a teoria da relatividade de Einstein, o tempo parece mover-se visivelmente mais devagar quanto mais próximos estamos da velocidade da luz, então dois bebês nascidos no mesmo instante em anéis diferentes envelheceriam a taxas ligeiramente diferentes.

Viagem interestelar

Neste último cenário, as diferenças de velocidade entre os anéis seriam grandes o suficiente para tornar impossível que uma nave viajasse de um anel para outro com qualquer tecnologia atual. No entanto, cada mundo compartilharia seu anel com milhares de outros, e a velocidade relativa entre os planetas vizinhos seria quase zero. “Um elevador espacial poderia conectar tais planetas”, disse Raymond.  Se cada par de planetas vizinhos ao longo de um determinado anel fosse conectado, isso se pareceria com o “Ringworld”, a gigantesca megacultura alienígena do romance de ficção científica de Larry Niven.

Por que teorizar sobre isso?

Segundo Raymond, é útil pensarmos sobre todos os sistemas planetários possíveis que podem existir lá fora. Algumas descobertas poderiam ter sido antecipadas se imaginássemos possibilidades que estão muito além da norma. Esses sistemas são uma combinação de ficção científica e ‘cálculo’ nesse sentido. O que desejo é simplesmente tentar forçar os limites do que achamos ser possível”, concluiu o cientista.
Fonte: https://hypescience.com

NANODIAMANTES responsáveis por fonte misteriosa de micro-ondas na VIA LÁCTEA

Créditos da imagem: S. Dagnello, NRAO / AUI / NSF

Por décadas, os astrônomos se intrigaram com a fonte exata de um tipo peculiar de luz fraca de microondas emanada de várias regiões da Via Láctea. Conhecida como emissão anômala de microondas (AME), essa luz provém da energia liberada por nanopartículas de rápida rotação, pedaços de matéria tão pequenos que desafiam a detecção por microscópios comuns.

Até agora, o mais provável para esta emissão de microondas foi pensado para ser uma classe de moléculas orgânicas conhecidas como hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs), moléculas baseadas em carbono encontradas em todo o espaço interestelar e reconhecidas pela distinta, mas fraca luz infravermelha (IR) que eles emitem. Os nanodiamantes, aqueles que possuem quantidades de hidrogênio em suas superfícies, também emitem microondas naturalmente na porção infravermelha do espectro, mas em um comprimento de onda diferente.

Uma série de observações com o Telescópio Green Bank (GBT) da National Science Foundation em West Virginia e o ATCA (Australian Telescope Compact Array), pela primeira vez se concentrou em três fontes claras de luz AME, os discos protoplanetários em torno das jovens estrelas conhecidas como V892 Tau, HD 97048 e MWC 297. O GBT observou V892 Tau e o ATCA observou os outros dois sistemas.

Os astrônomos também observam que a luz infravermelha proveniente desses sistemas coincide com a assinatura única dos nanodiamantes. Outros discos protoplanetários em toda a Via Láctea, no entanto, têm a clara assinatura infravermelha de PAHs, mas ainda não mostram sinais da luz AME.

Isso sugere fortemente que os HPAs não são a fonte misteriosa de radiação de microondas anômala, como os astrônomos pensavam. Em vez disso, os nanodiamantes, que se formam naturalmente dentro de discos protoplanetários e são encontrados em meteoritos na Terra, são a fonte mais provável de luz AME em nossa galáxia.

Com base em suas observações, os astrônomos estimam que até 1-2 por cento do total de carbono nesses discos protoplanetários foram formados em nanodiamantes. A evidência de nanodiamantes em discos protoplanetários cresceu nas últimas décadas. Esta é, no entanto, a primeira conexão clara entre nanodiamantes e AME em qualquer ambiente.

Os modelos estatísticos também apoiam fortemente a premissa de que os nanodiamantes são abundantes em torno de estrelas jovens e são responsáveis ​​pela emissão de microondas anômala encontrada lá.  Para a pesquisa, os astrônomos usaram o GBT e a ATCA para pesquisar 14 estrelas jovens em toda a Via Láctea em busca de sinais anômalos de emissão de microondas. O AME foi claramente visto em 3 das 14 estrelas, que também são as únicas 3 estrelas das 14 que mostram a assinatura espectral dos nanodiamantes hidrogenados.

Os nanodiamantes provavelmente se formam a partir de um vapor superaquecido de átomos de carbono em regiões de formação estelar altamente energizadas. Isto não é diferente dos métodos industriais de criação de nanodiamantes na Terra.
Fontes: SPACE TODAY

E se outros planetas orbitassem a Terra tão perto quanto a lua?

Já se perguntou como seria a nossa visão de outros planetas do sistema solar se eles estivessem tão próximos de nós quanto a lua? Brad Goodspeed não só tinha essa curiosidade, como criou um vídeo que nos dá uma ideia de como seriam esses planetas de perto.  A visão pode até ser bonita, mas os efeitos que esses planetas provocariam na Terra poderiam ser devastadores.  A atração gravitacional da nossa pequena lua já traz alterações nas marés. Se Júpiter estivesse perto de nós, a sua forte gravidade poderia causar grandes estragos nesse sentido. Sua forte atração poderia transformar cada onda em algo semelhante a um tsunami. Ainda bem que Júpiter está bem distante de nós…
Fonte: https://hypescience.com

NGC 3199 - Uma bela bolha de gás colorida no Universo


Essa imagem celeste turbulenta, colorida de roxo e amarelo, mostra uma bolha de gás denominada de NGC 3199, soprada por uma estrela conhecida como WR18, ou Wolf-Rayet 18.

As estrelas Wolf-Rayet são estrelas massivas, poderosas e energéticas que estão perto do final de suas vidas. Elas inundam os seus arredores com ventos espessos, intensos e rápidos que empurram e varrem o material que encontram pelo caminho, esculpindo formas estranhas e maravilhosas como essa. Esses ventos podem criar fortes ondas de choque quando eles colidem com o meio interesterlar que está comparativamente frio, aquecendo-o. Esse processo esquenta o material a altas temperaturas, tão altas que ele é capaz de emitir raios-X, um tipo de radiação emitida somente por fenômenos altamente energéticos no universo.

Isso é o que aconteceu no caso da NGC 1399. Embora esse tipo de cenário já tenha sido visto antes, ele é relativamente raro, somente três outras bolhas Wolf-Rayet foram identificadas emitindo raios-X, a saber: NGC 2359, NGC 6888 e a S308. Acredita-se que a WR18 seja uma estrela com ventos especialmente fortes, assim que ela esgotar o seu material de combustível esses ventos substanciais irão explodir violentamente na forma de uma supernova, criando uma bela explosão no final da vida da estrela.

Essa imagem foi feita pela European Photon Imaging Camera, a EPIC, a bordo do Observatório de Raios-X XMM-Newton da ESA, e marca os diferentes tipos de gás em cores diferentes. O gás quente, difuso que emite raios-X dentro da bolha Wolf-Rayet é mostrado em azul, enquanto que um arco brilhante é visível na parte óptica do espectro e é traçado nas tonalidades, amarelo esverdeado (emissão de oxigênio) e vermelho (emissão de enxofre).

O componente azul e amarelo esverdeado forma uma nebulos óptica, uma brilhante nuvem de poeira e gás ionizado, que se estica  para oeste da bolha de raios-X, nessa imagem o norte está na parte superior esquerda. Esse arco fez com que os astrônomos anteriormente identificassem a WR18 como uma estrela fugitiva, se movendo mais rápido do que o esperado em relação à sua vizinhança, porém estudos mais recentes, mostraram que a emissão de raios-X observada não suporta essa ideia. De fato, a forma da NGC 3199 se deve à variações na química dos arredores da bolha, e a da configuração inicial do meio interestelar ao redor da WR18. 
Fonte: SPACE TODAY
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