9 de novembro de 2018

O universo pode estar cheio de estrelas feitas de matéria escura

Cientistas russos acabaram de teorizar um dos objetos mais bizarros que podem existir no universo. Mas como objetos como estes poderiam estar escondidos da vista dos cientistas por tanto tempo ? Teoricamente, ao contrário das estrelas normais, estas chamadas estrelas de áxions ( partícula hipotética que pode formar a matéria escura ) não brilham. Teorias diferentes predizem que os áxions têm uma ampla gama de massas, mas, no geral, espera - se que sejam extremamente leves – milhões de vezes mais leves do que os prótons, por exemplo. A teoria diz que, se existirem, os áxions dificilmente interagem uns com os outros. 

Em uma estrela de áxions, ou em uma estrela de bósons, cada áxion estaria no nível de energia mais baixo, significando que a estrela inteira teria o mesmo comportamento quântico, como se fosse uma única partícula gigante. Um objeto tão exótico também é conhecido como um condensado de Bose - Einstein, um tipo de matéria que os físicos criam em laboratórios na Terra, resfriando átomos até quase o zero absoluto. 

Segundo Dmitry Levkov, físico do Instituto de Pesquisas Nucleares da Academia Russa de Ciências e co - autor do estudo, acreditava - se que a gravidade entre os áxions seria muito fraca para que estas partículas se juntassem. Levkov explica, em matéria publicada no site Live Science, que áxions pesados, chamados áxions QCD, poderiam levar 1 bilhão de anos para formar uma estrela. Porém, áxions leves, cerca de 100 quadrilhões de vezes mais leves do que áxions QCD e chamados de “ matéria escura difusa ” poderiam levar apenas 10 milhões de anos para construir uma estrela de áxions.  

As simulações chegaram a mostrar a estrela de áxions se formando. “ Ficamos muito animados quando vimos a estrela de Bose - Einstein ”, diz Levkov na matéria do Live Science. Com o tempo, essa estrela hipotética poderia continuar a acumular áxions e crescer. Começamos a partir de um estado virializado com mistura máxima, que é um pouco oposto ao condensado de Bose - Einstein. Levkov e seus colegas concluíram que o condensado de Bose - Einstein pode se formar nos centros de halos de galáxias anãs em um período de tempo menor que o tempo de vida do universo – o que significa que as estrelas de áxions podem existir atualmente.  

O Live Science conversou com especialistas que não estiveram envolvidos no estudo para medir a importância da descoberta, e todos afirmaram que este é um passo importante para entendermos a natureza da matéria escura. É um importante trampolim para entender a história de tais objetos e, em geral, o áxion da matéria escura ”, complementa Sebastian Baum, físico da Universidade de Estocolmo, na Suécia.
Fonte: Daily Mail

Astrônomos encontraram um buraco negro girando tão rápido que poderia girar no espaço

Esse buraco negro em particular está girando muito perto do limite estabelecido pela teoria da relatividade de Albert Einstein.

Os buracos negros, embora fascinantes, dificilmente são uma nova descoberta – mas um buraco negro girando em uma das velocidades mais altas de todos os tempos, de acordo com o Hindustan Times, é uma história completamente diferente – especialmente quando há apenas quatro outros como ele. 

Em 2016, o primeiro satélite astronômico dedicado da Índia, o AstroSat, avistou um buraco negro no sistema estelar binário chamado 4U 1630-47, que está explodindo raios-X e os astrônomos acharam incomum.

O Chandra X-Ray Observatory da NASA confirmou mais tarde a explosão.

Essas radiografias foram causadas por gás e poeira caindo no buraco negro, que é cerca de 10 vezes a massa do Sol, e revelaram aos pesquisadores que o objeto está girando muito, muito rapidamente.

De fato, de acordo com a NASA, esse buraco negro em particular está girando muito perto do limite estabelecido pela teoria da relatividade de Albert Einstein, de acordo com Rodrigo Nemmen, o principal autor do estudo. Isso significa que está girando perto da velocidade da luz.

Atualmente, os cientistas só têm duas maneiras de medir os buracos negros – seja pela sua massa ou pela sua taxa de rotação. Uma taxa de rotação pode estar em qualquer lugar entre 0 e 1: este buraco negro estava girando a uma taxa de 0,9.

A teoria de Einstein implica ainda que, se um buraco negro está girando tão rápido, ele é capaz de fazer o próprio espaço girar.

Na verdade, se as condições em torno dos buracos negros forem consideradas corretas, então a alta taxa de rotação acoplada aos elementos gasosos que entram no buraco negro e às altas temperaturas pode ser a chave para entender como as galáxias são formadas.

Incluindo o buraco negro descoberto pelo AstroSat, existem apenas cinco buracos negros que tiveram suas as altas taxas de rotação medidas com precisão. Mesmo se você não está considerando as taxas de rotação, este buraco negro é um dos únicos 20 que foram vistos na galáxia da Via Láctea.

O AstroSat da Organização Espacial Indiana (ISRO), juntamente com o Observatório de Raios-X Chandra, da NASA, confirmou a velocidade do buraco negro em rotação. 
Fonte: Socientífica
ScienceAlert

COLISÕES CÓSMICAS: Sofia desvenda a misteriosa formação dos enxames estelares

Ilustração da formação de um enxame estelar a partir da colisão de nuvens moleculares turbulentas, que aparecem como sombras escuras em frente do fundo estelar galáctico.Crédito: NASA/SOFIA/Lynette Cook

O Sol, tal como todas as estrelas, nasceu numa gigantesca nuvem de gás e poeira molecular. Pode ter tido dezenas ou até centenas de irmãs estelares - um enxame - mas essas companheiras iniciais estão agora espalhadas pela Via Láctea. Embora os remanescentes deste evento de formação em particular se tenham dispersado há muito, o processo de nascimento estelar continua ainda hoje dentro da nossa Galáxia e além. Os enxames estelares são concebidos nos corações de nuvens oticamente escuras onde as primeiras fases de formação têm permanecido historicamente escondidas da nossa vista. 

Mas estas nuvens frias e empoeiradas brilham intensamente no infravermelho, de como que telescópios como o SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) podem começar a revelar estes segredos de longa data. Os modelos tradicionais afirmam que a força da gravidade pode ser a única responsável pela formação de estrelas e aglomerados estelares. Observações mais recentes sugerem que os campos magnéticos, a turbulência ou ambos estão também envolvidos e podem até dominar o processo de formação. Mas o que desencadeia os eventos que levam ao nascimento de enxames estelares?

Usando o instrumento do SOFIA conhecido como GREAT (German Receiver for Astronomy at Terahertz Frequencies), os astrónomos encontraram novas evidências de que os enxames estelares se formam através de colisões entre nuvens moleculares gigantes. Os resultados foram publicados na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Ilustração das nuvens moleculares rodeadas por invólucros atómicos, em verde, que foram detetadas pelo SOFIA via emissão de carbono ionizado. O deslocamento espacial e os movimentos desses invólucros confirmam as previsões de simulações de colisões de nuvens.Crédito: NASA/SOFIA/Lynette Cook

"As estrelas são alimentadas por reações nucleares que produzem novos elementos químicos," comenta Thomas Bisbas, investigador de pós-doutorado da Universidade da Virgínia, em Charlottesville, EUA, autor principal do artigo que descreve estes novos resultados. "A própria existência de vida na Terra é o produto de uma estrela que explodiu há milhares de milhões de anos, mas ainda não sabemos como essas estrelas - incluindo o nosso próprio Sol - se formam."

Os investigadores estudaram a distribuição e o movimento do carbono ionizado em torno de uma nuvem molecular onde as estrelas podem formar-se. Parecem haver dois componentes distintos de gás molecular a colidir um com o outro a velocidades superiores a 32.000 km/h. A distribuição e velocidade dos gases moleculares e ionizados são consistentes com as simulações de colisões de nuvens, que indicam que os enxames de estrelas se formam à medida que o gás é comprimido na onda de choque criada quando as nuvens colidem.

"Estes modelos de formação estelar são difíceis de avaliar em termos observacionais," realça Jonathan Tan, professor da Universidade Chalmers de Tecnologia em Gotemburgo, Suécia, e da Universidade da Virgínia, investigador principal do artigo. "Estamos num ponto fascinante do projeto, onde os dados que estamos a obter com o SOFIA podem realmente testar as simulações."

Embora ainda não haja consenso científico sobre o mecanismo responsável por impulsionar a formação de enxames de estrelas, estas observações do SOFIA ajudaram os cientistas a dar um passo importante para desvendar o mistério. Este campo de pesquisa continua ativo e os dados fornecem evidências cruciais a favor do modelo de colisão. Os autores esperam que as futuras observações testem este cenário para determinar se o processo de colisão de nuvens é único para esta região, mais difundido, ou até mesmo um mecanismo universal para a formação de enxames estelares.

"O nosso próximo passo é usar o SOFIA para observar um número maior de nuvens moleculares que formam aglomerados estelares," acrescenta Tan. "Só então podemos entender quão comuns são as colisões de nuvens no desencadeamento do nascimento estelar na nossa Galáxia."
Fonte: Astronomia OnLine

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