31 de janeiro de 2019

Objeto misterioso é encontrado nos confins do Sistema Solar


Corpo poderia fornecer informações importantes sobre como os planetas são formados

REPRESENTAÇÃO ARTÍSTICA DO NOVO OBJETO ENCONTRADO NO CINTURÃO DE KUIPER (FOTO: KO ARIMATSU)

Cientistas do Observatório Astronômico Nacional do Japão descobriram um objeto pairando na borda do Sistema Solar, no Cinturão de Kuiper. O corpo celestial poderia ajudar a esclarecer como os planetas se formam, além de resolver um mistério de décadas sobre onde esses objetos estavam escondidos.

Usando dois telescópios de 28 centímetros no telhado de um prédio, eles encontraram o corpo de 1,3 quilômetro de raio. A técnica aplicada foi a ocultação, na qual objetos são observados se movendo na frente de estrelas. Quando o objeto passa, ele bloqueia a luz da estrela. Para encontrar este item, foram analisadas duas mil estrelas por 60 horas.

"Nossa equipe tinha menos de 0,3% do orçamento de grandes projetos internacionais, e nem tínhamos dinheiro suficiente para construir uma segunda cúpula para proteger nosso segundo telescópio, mas ainda assim conseguimos fazer uma grande descoberta", comentou Ko Arimatsu, que liderou o projeto, em entrevista à Forbes. 

O corpo encontrado mede apenas 2,6 quilômetros de diâmetro. Segundo a pesquisa, publicada na Nature Astronomy, a descoberta sustenta modelos de que pequenos planetas começaram como objetos do tamanho de quilômetros antes de crescerem muito.

É a primeira vez que tal corpo é observado, apesar de ter sido previsto por mais de 70 anos. Ele foi encontrado no Cinturão de Kuiper, onde há vários pequenos objetos flutuando – considerados remanescentes do Sistema Solar primitivo. Por serem tão distantes e quase não afetados pela radiação e pelos planetas maiores, ainda são, em grande parte, o que teriam sido naqueles dias.

Com isso, os astrônomos acreditam que poderiam "voltar no tempo" para entender a formação dos planetas. A descoberta também indica que os objetos que serão eventualmente transformados em planetas se formam em aglomerados do tamanho de um quilômetro antes de se unirem.
Fonte: Galileu

Pedra da Terra foi encontrada na Lua


Quem levou esta pedra da Terra para a Lua? [Imagem: NASA]

Meteoritos interplanetários

Quando os astronautas da Apolo 14 trouxeram pedras da Lua para estudos, eles podem ter trazido de volta também um pequeno pedaço de casa. Um pedaço de granito encontrado na Lua pode ser a primeira evidência de que rochas podem ser lascadas da Terra e aterrissarem em outros lugares. Se assim for, esta é também uma das mais antigas rochas da Terra já encontradas, aqui ou em qualquer outro lugar.

Rochas são atiradas para o espaço a partir da Lua e de outros planetas e acabam na Terra como meteoritos o tempo todo, então o mesmo deve ser verdade no sentido oposto. Afinal, já encontramos diversos meteoritos de Marte, pelo menos um com suspeita de sinais de vida, e até um meteorito com diamantes de um "planeta perdido".

Pedra da Terra encontrada na Lua

Jeremy Bellucci e colegas do Museu Sueco de História Natural estavam analisando um minúsculo pedaço de granito em uma rocha lunar trazida pelos astronautas da Apolo 14. Quando avaliaram a composição química e as propriedades físicas dos cristais de zircônio no pedaço de granito, descobriram que os cristais se formaram em um ambiente muito mais rico em oxigênio do que a Lua, e em temperaturas baixas demais e pressões altas demais para as rochas lunares.

"Se ele se formou na Lua, isso deve ter acontecido a 167 quilômetros de profundidade," disse Bellucci, acrescentando que mesmo um enorme impacto na Lua não seria capaz de desenterrar pedras tão profundas. Embora seja possível que a rocha tenha se formado sob condições incomuns na Lua, Bellucci propõe que a explicação mais simples é que a rocha realmente foi da Terra para lá porque é semelhante a rochas que se formam no magma terrestre e estão expostas na superfície.

Meteorito da Terra

É uma boa hipótese, mas cuja confirmação exigirá a observação em outras amostras lunares, a localização de minerais que possuam substâncias químicas não encontradas na Lua ou, eventualmente, a existência de água no interior do meteorito terrestre.

Como esse eventual meteorito da Terra é muito antigo - ele provavelmente foi formado há cerca de quatro bilhões de anos - se a hipótese estiver correta ele se tornará uma das rochas mais antigas da Terra já encontrada, uma vez que as teorias indicam que a própria Terra formou-se cerca de 4,5 bilhões de anos atrás.

Como a Lua mudou muito menos desde que se formou do que a Terra, lá é um local perfeito para armazenar uma cápsula do tempo desde os primeiros anos do nosso planeta natal.
Fonte: Inovação Tecnológica

Astrofísico simula como seria a primeira foto de um buraco negro


Campo gravitacional do objeto espacial é tão intenso que o torna invisível para humanos e muitos telescópios
ARTE DE BURACO NEGRO FOI FEITA POR JEAN-PIERRE LUMINET COM UM COMPUTADOR IBM 7040 (FOTO: JEAN-PIERRE LUMINET)

Os buracos negros são literalmente invisíveis. A força de sua gravidade é tão imensa que nada escapa, incluindo a radiação eletromagnética, como raios-X, infravermelho, luz e ondas de rádio, que poderiam permitir a detecção do objeto. Esse ponto sem retorno é chamado de "horizonte de eventos" – e tem sido foco de observação do Telescópio Event Horizon (EHT) há anos. A esperança é que ele possa fazer a primeira fotografia de um buraco negro. 

Mas antes do EHT, o astrofísico Jean-Pierre Luminet ilustrou como o horizonte de eventos poderia ser. Formando em matemática, ele fez uma simulação computacional de buraco negro usando o computador IBM 7040 da década de 1960. "Na época, era um assunto muito exótico e a maioria dos astrônomos não acreditava em sua existência", ele contou em entrevista ao ScienceAlert. "Queria explorar a estranha física dos buracos negros e propor mecanismos específicos que poderiam ajudar a obter assinaturas indiretas de sua própria existência." 

Com os dados do computador, Luminet usou caneta e nanquim em papel negativo para ilustrar o horizonte de eventos. A imagem distorcida (acima) mostra como um disco achatado de material caindo no buraco negro poderia parecer. Não é plano porque a gravidade intensa do buraco negro está dobrando a luz em torno dele.

"O campo gravitacional curva tanto os raios de luz perto do buraco negro que a parte traseira do disco é 'revelada'", explicou Luminet em artigo publicado no arXiv. "A curvatura dos raios de luz também gera uma imagem secundária que nos permite ver o outro lado do disco de acreção, no lado oposto do buraco negro do observador."

O EHT tem se concentrado registrar em Sagitário A*, buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea. É possível que seus dados retornem como alguns pixels borrados. Se esse for o caso, astrônomos irão enviar mais telescópios para tentar fazer a fotografia com melhor qualidade.  
Segundo portal ScienceAlert, o buraco negro Sagitário A* tem um disco de acreção, sugerindo que a simulação de Luminet pode estar bem perto da realidade.
Fonte: Galileu

Como buracos negros massivos nasceram, no início do universo?


Inacreditavelmente, a luz liberada em torno dos primeiros buracos negros massivos é tão intensa que tem viajado até nós por mais de 13 bilhões de anos-luz. Como esses monstruosos buracos negros se formaram, no início do universo?

Novas pesquisas conduzidas por cientistas do Instituto de Tecnologia da Geórgia (EUA), Universidade da Cidade de Dublin (Irlanda), Universidade Estadual de Michigan (EUA), Universidade da Califórnia em San Diego (EUA) e IBM apontam um caminho promissor para resolver este enigma cósmico.

A equipe mostrou que, quando galáxias se reúnem de forma extremamente rápida e por vezes violenta, isso pode levar à formação de buracos negros muito massivos. Nestas galáxias raras, a formação normal de estrelas é interrompida, dando lugar a formação destes curiosos objetos.

Novo paradigma

Antes, os cientistas pesavam que a formação maciça de buracos negros era limitada a regiões bombardeadas pela poderosa radiação de galáxias próximas. O novo estudo, no entanto, indica que buracos negros massivos se formam em densas regiões sem estrelas que estão crescendo rapidamente.

Os principais critérios para determinar onde esses buracos negros se formaram durante a infância do universo se relacionam com o rápido crescimento de nuvens de gás pré-galácticas precursoras de todas as galáxias atuais, significando que a maioria dos buracos negros supermassivos tem uma origem comum.

A matéria escura colapsa em halos que são a “cola” gravitacional de todas as galáxias. O rápido crescimento inicial desses halos impede a formação de estrelas que competiriam com buracos negros pela matéria gasosa que flui na área. Neste estudo, descobrimos um mecanismo totalmente novo que desencadeia a formação de buracos negros maciços em determinados halos de matéria escura”, resumiu John Wise, um dos autores da pesquisa do Instituto de Tecnologia da Geórgia.

Simulação

A equipe de pesquisa encontrou esses locais de formação de buracos negros usando simulações do conjunto de dados Renaissance Simulation, criado no supercomputador Blue Waters entre 2011 e 2014 para ajudar os cientistas a entender como o universo evoluiu durante seus primeiros anos.

“As teorias anteriores sugeriam que isso só deveria acontecer quando os locais fossem expostos a altos níveis de radiação de formação de estrelas. À medida que nos aprofundávamos, vimos que esses locais estavam passando por um período de crescimento extremamente rápido. Essa era a chave. A natureza violenta e turbulenta desse rápido crescimento impediu a formação normal de estrelas e levou a condições perfeitas para a formação de buracos negros. 

Esta pesquisa muda o paradigma e abre toda uma nova área de pesquisa”, esclareceu John Regan, outro pesquisador da Universidade da Cidade de Dublin.  Enquanto a radiação UV ainda é um fator, nosso trabalho mostrou que não é o fator dominante, pelo menos em nossas simulações”, complementou Michael Norman, diretor do Centro de Supercomputadores da Universidade da Califórnia em San Diego.

Estudando os halos

Para aprender mais sobre regiões específicas onde os buracos negros maciços foram propensos a se desenvolver, os pesquisadores examinaram os dados da simulação e encontraram dez halos específicos de matéria escura que deveriam ter formado estrelas devido a suas massas, mas continham apenas uma densa nuvem de gás.

Usando o supercomputador Stampede2, eles simularam novamente dois desses halos – cada um com cerca de 2.400 anos-luz de diâmetro – com uma resolução muito maior para entender os detalhes do que aconteceu neles 270 milhões de anos após o Big Bang.
“Foi somente nessas regiões excessivamente densas do universo que vimos esses buracos negros se formando”, disse Wise. “A matéria escura cria a maior parte da gravidade, e então o gás cai nesse potencial gravitacional, onde pode formar estrelas ou um enorme buraco negro”.

A resolução melhorada da simulação feita nas duas regiões candidatas permitiu aos cientistas ver a turbulência e o influxo de gás e aglomerados de matéria se formando à medida que os precursores do buraco negro começaram a se condensar e girar, confirmando sua taxa de crescimento dramática.

Próximos passos

Outro aspecto da pesquisa é que os halos que dão origem a buracos negros podem ser mais comuns do que se acreditava anteriormente.  Um componente interessante deste trabalho é a descoberta de que esses tipos de halos, embora raros, podem ser bastante comuns”, afirmou Brian O’Shea, professor da Universidade Estadual de Michigan. “Nós prevemos que este cenário é frequente o suficiente para ser a origem dos buracos negros mais massivos observados, tanto no início do universo quanto nas galáxias atuais”.

Trabalhos futuros com essas simulações devem examinar o ciclo de vida dessas galáxias de formação de buracos negros, estudando o crescimento e a evolução desses primeiros buracos negros ao longo do tempo.

As simulações do Renaissance Simulation são suficientemente ricas para que outras descobertas possam ser feitas usando os dados já computados. “Por essa razão, criamos um arquivo público onde outros podem fazer perguntas por conta própria”, disse Norman.

Um artigo com as descobertas do estudo foi publicado na revista científica Nature. 
Fonte: hypescience.com
[Phys]

Galáxias ativas apontam para nova física na expansão do cosmos

Impressão de artista de quasares, os núcleos de galáxias onde um buraco negro supermassivo está a puxar matéria dos seus arredores a velocidades muito elevadas, localizados a distâncias cada vez maiores. À medida que o material cai para o buraco negro, forma um disco giratório que irradia no visível e no ultravioleta; esta radiação, por sua vez, aquece os eletrões próximos, produzindo raios-X. A relação entre o brilho ultravioleta e raios-X dos quasares pode ser usada para estimar a distância até estas fontes - algo que é notoriamente complicado em astronomia - e, em última análise, estudar a história da expansão do Universo. Uma equipa de astrónomos aplicou este modelo a uma grande amostra de quasares observados pelo XMM-Newton para investigar a história do nosso cosmos até há 12 mil milhões de anos e descobriu que pode haver algo mais na expansão inicial do Universo do que o previsto pelo modelo cosmológico padrão. Crédito: ESA (impressão de artista e composição); NASA/ESA (galáxias de fundo)

Ao investigar a história do nosso cosmos com uma grande amostra de galáxias "ativas" distantes observadas pelo XMM-Newton da ESA, uma equipa de astrónomos descobriu que pode haver algo mais na expansão inicial do Universo do que o previsto pelo modelo cosmológico padrão. De acordo com o cenário mais aceite, o nosso Universo contém apenas uma pequena percentagem de matéria comum. Um-quarto do cosmos é composto por matéria escura, que podemos sentir gravitacionalmente, mas não observar, e o resto consiste na ainda mais misteriosa energia escura que está a impulsionar a atual aceleração da expansão do Universo.

Este modelo é baseado numa infinidade de dados recolhidos ao longo das últimas décadas, desde o fundo cósmico de micro-ondas, a primeira luz na história do cosmos, libertada apenas 380.000 anos após o Big Bang e observada em detalhes sem precedentes pela missão Planck da ESA - até observações mais "locais". Estas últimas incluem explosões de supernova, enxames galácticos e distorções gravitacionais impressas pela matéria escura em galáxias distantes, e podem ser usadas para traçar a expansão cósmica em épocas recentes da história cósmica - ao longo dos últimos nove mil milhões de anos.

Um novo estudo, por Guido Risaliti da Universidade de Florença, Itália, e Elisabeta Lusso da Universidade de Durham, Reino Unido, aponta para outro tipo de rastreador cósmico - quasares - que preencheriam parte da lacuna entre essas observações, medindo a expansão do Universo até há 12 mil milhões de anos.

Os quasares são os núcleos de galáxias onde um buraco negro supermassivo está a puxar matéria dos seus arredores a velocidades muito elevadas, brilhando através do espectro eletromagnético. À medida que o material cai para o buraco negro, forma um disco giratório que irradia no visível e no ultravioleta; esta radiação, por sua vez, aquece os eletrões próximos, produzindo raios-X. Há três anos, Guido e Elisabeta perceberam que uma relação bem conhecida entre o brilho ultravioleta e raios-X dos quasares podia ser usada para estimar a distância até essas fontes - algo que é notoriamente complicado em astronomia - e, em última análise, estudar a história da expansão do Universo.

As fontes astronómicas cujas propriedades permitem-nos avaliar as suas distâncias são chamadas "velas padrão. A classe mais notável, as supernovas do tipo Ia, consiste no espetacular desaparecimento das anãs brancas depois de terem engolido demasiado material de uma estrela companheira, gerando explosões de brilho previsível que permitem com que os astrónomos determinem a distância. As observações destas supernovas, no final da década de 1990, revelou a expansão acelerada do Universo nos últimos milhares de milhões de anos.

"A utilização de quasares como velas padrão tem grande potencial, já que podemos observá-los a distâncias muito maiores do que as supernovas do tipo Ia, e assim usá-los para investigar épocas muito mais para trás no Universo," explica Elisabeta.

Com uma amostra considerável de quasares em mão, os astrónomos colocaram agora o seu método em prática, e os resultados são interessantes. Vasculhando o arquivo do XMM-Newton, recolheram dados de raios-X para mais de 7000 quasares, combinando-os com observações ultravioletas do SDSS (Sloan Digital Sky Survey). 

Também usaram um novo conjunto de dados, obtidos especialmente com o XMM-Newton em 2017 para observar quasares muito distantes, observando-os como eram quando o Universo tinha apenas dois mil milhões de anos. Finalmente, complementaram os dados com um pequeno número de quasares ainda mais longínquos e com alguns relativamente próximos, estudados com os observatórios de raios-X Chandra e Swift da NASA, respetivamente.

"Uma amostra tão grande permitiu-nos escrutinar a relação entre a emissão de raios-X e ultravioleta por parte dos quasares em grande detalhe, o que refinou em muito a nossa técnica para estimar a distância," explica Guido.

As novas observações do XMM-Newton de quasares distantes são tão boas que a equipa até identificou dois grupos diferentes: 70% das fontes brilham intensamente com raios-X de baixa energia, enquanto os restantes 30% emitem quantidades mais baixas de raios-X caracterizados por energias mais altas. Para a análise, apenas mantiveram o primeiro grupo de fontes, no qual a relação entre as emissões de raios-X e ultravioleta parece mais clara.

"É incrível que possamos discernir este nível de detalhe em fontes tão distantes de nós que a sua luz viajou durante dez mil milhões de anos até cá chegar," comenta Norbert Schartel, cientista do projeto XMM-Newton da ESA.  Depois de examinarem os dados e de restringir a amostra até mais ou menos 1600 quasares, os astrónomos ficaram com as melhores observações, levando a estimativas robustas da distância até estas fontes que podiam usar para investigar a expansão do Universo.

"Quando combinamos a amostra, que abrange quase 12 mil milhões de anos de história cósmica, com a amostra mais local de supernovas do tipo Ia, que cobre apenas aproximadamente os últimos 8 mil milhões de anos, encontramos resultados semelhantes nas épocas que se sobrepõem," explica Elisabeta.  No entanto, nas fases anteriores que só podemos estudar com os quasares, encontramos uma discrepância entre a evolução observada do Universo e o que poderíamos prever com base no modelo cosmológico padrão."

Ao examinarem este período anteriormente pouco explorado da história cósmica com a ajuda dos quasares, os astrónomos revelaram uma possível tensão no modelo cosmológico padrão, o que poderá exigir a adição de novos parâmetros para reconciliar os dados com a teoria.

"Uma das possíveis soluções seria invocar uma energia escura em evolução, com uma densidade que aumenta com o passar do tempo," diz Guido. Incidentalmente, este modelo em particular também aliviaria outra tensão que tem mantido os cosmólogos ocupados ultimamente, no que concerne à constante de Hubble - a atual velocidade de expansão do Universo. Esta discrepância foi encontrada em estimativas da constante de Hubble no Universo local, com base em dados de supernovas - e, independentemente, em enxames de galáxias - e em observações pelo Planck do fundo cósmico de micro-ondas no Universo primordial.

"Este modelo é bastante interessante porque pode resolver dois enigmas de uma só vez, mas ainda não há certezas e temos que examinar muitos mais modelos em grande detalhe antes de podermos dissipar este puzzle da cosmologia," acrescenta Guido.

A equipa está ansiosa por observar ainda mais quasares no futuro a fim de refinar os seus resultados. Pistas adicionais poderão vir da missão Euclides da ESA, com lançamento previsto para 2022 e que vai explorar os últimos dez mil milhões de anos da expansão cósmica e investigar a natureza da energia escura. Estes são tempos interessantes para investigar a história do nosso Universo, e é emocionante que o XMM-Newton possa contribuir observando uma época cósmica que se manteve em grande parte inexplorada até agora," conclui Norbert.
Fonte: Astronomia OnLine

29 de janeiro de 2019

O buraco negro supermassivo da nossa galáxia pode estar apontando um jato relativístico para nós

Uma nova imagem feita pela colaboração para fotografar Sagitário A*, o buraco negro supermassivo no centro da nossa galáxia, parece mostrar que ele está apontando um jato relativístico para a Terra. Isso pode significar que ele tem uma orientação curiosa, voltado quase diretamente para nós.

A imagem abaixo é a melhor já feita de Sagitário A*. Fotografias ainda mais detalhadas são esperadas para o futuro, mas, por enquanto, os astrofísicos que estudam dados de rádio podem aprender muito com essas informações.
A foto inferior à direita é a imagem real feita do buraco negro; as demais são simulações

Por exemplo, como essa foto possui a mais alta resolução já alcançada em um registro do nosso buraco negro – duas vezes melhor que o anterior -, os pesquisadores conseguiram mapear com precisão as propriedades da luz ao redor do objeto. O centro galáctico está cheio de matéria ao redor do buraco negro, que age como vidro fosco que temos de examinar”, disse o astrofísico Eduardo Ros, do Instituto Max Planck de Radioastronomia na Alemanha, ao portal New Scientist. A equipe usou uma linha de interferometria para realizar observações em um comprimento de onda de 3,5 milímetros (frequência de 86 GHz), bem como modelagem computacional para simular o que está dentro dessa nuvem espessa de plasma, poeira e gás que circunda o buraco negro.

Resultados

A análise revelou que a emissão de rádio do Sagitário A* vem de uma região menor do que se pensava anteriormente. A maior parte vem de uma área de apenas 300 milionésimos de um grau no céu noturno, com uma forma simétrica.

Como os buracos negros não emitem radiação detectável sozinhos, a fonte tem provavelmente uma de duas origens. “Isso pode indicar que a emissão de rádio é produzida em um disco de gás caindo [no buraco negro] ao invés de um jato de rádio. No entanto, isso tornaria o Sagitário A* uma exceção em comparação com outros buracos negros emissores de rádio. A alternativa poderia ser que o jato esteja apontando quase diretamente para nós”, explicou a astrofísica Sara Issaoun, da Universidade Radboud na Holanda.

Jato relativístico

Buracos negros ativos são cercados por uma nuvem rodopiante de material que cai dentro deles, como a água escoa para um ralo. Conforme o material é engolido pelo buraco negro, ele emite jatos de partículas de seus polos rotacionais a uma rapidez que se aproxima da velocidade da luz. Não sabemos ao certo como isso acontece, mas os astrônomos acreditam que o material da parte interna do disco é canalizado e lançado dos polos através de linhas de campo magnético.

Ponto de vista privilegiado

Como a Terra está no plano galáctico, ter um jato apontado em nossa direção significaria que o buraco negro é orientado de forma bastante estranha, como se estivesse deitado de lado. Em comparação, a galáxia Centaurus A, por exemplo, tem jatos disparando perpendicularmente ao plano galáctico. Essa orientação, apesar de bizarra, foi sugerida antes. No ano passado, a GRAVITY Collaboration descreveu explosões em torno do Sagitário A* consistentes com algo orbitando de frente a partir de nossa perspectiva – como olhar para o sistema solar de cima. Então, “talvez isso seja verdade, afinal de contas, e estamos olhando para essa fera de um ponto de vista muito especial”, disse o astrônomo Heino Falcke, também da Universidade Radboud.

No futuro

Quando o Telescópio Event Horizon lançar as primeiras imagens do horizonte de eventos do Sagitário A*, os cientistas poderão desvendar ainda mais mistérios.  O comprimento de onda de 1,4 milímetro (230 GHz) esperado reduzirá a dispersão de luz por um fator de 8. Isso significa que a imagem há muito esperada da sombra de um buraco negro será – cruzem os dedos – incrivelmente detalhada.

Um artigo sobre o estudo foi publicado na revista científica The Astrophysical Journal e pode ser lido na íntegra, em inglês, aqui.
Fonte: hypescience.com

Big Bang pode ter originado AntiUniverso, onde tudo funciona ao contrário

Será que existe um "anti-você" no anti-universo? [Imagem: L. Boyle/Perimeter Institute for Theoretical Physics]

AntiUniverso
De um certo ponto de vista, o nosso Universo parece desequilibrado. O tempo avança à medida que o espaço se expande e há mais matéria do que antimatéria.
Isso parece razoável, mas o problema é que isso viola uma simetria fundamental, chamada simetria CPT, que diz que a física não muda quando o tempo, o espaço e a matéria-antimatéria são todos invertidos.
Para equilibrar o cosmos, devemos então considerar que o Big Bang também tenha sido o ponto de partida de um antiuniverso, onde o tempo corre na direção oposta e a antimatéria domina.
Esta é a proposta de Latham Boyle, Kieran Finn e Neil Turok, do Instituto Perímetro de Física Teórica, no Canadá.
Eles embasam seu argumento em cálculos que mostram que esse modelo CPT-simétrico não apenas é consistente com o histórico conhecido de expansão cósmica, como também fornece uma explicação direta para a matéria escura.
Simetria contra inflação
As várias teorias alternativas ao Big Bang tem levado alguns cientistas a se perguntarem se o Big Bang é ciência ou dogma científico. [Imagem: Cortesia www.grandunificationtheory.com]
O modelo simétrico CPT é uma alternativa à inflação, que pressupõe que o Universo passou por uma breve época de crescimento exponencial logo após o Big Bang. Essa rápida expansão pode explicar certas observações cosmológicas, mas requer a existência de campos quânticos adicionais, ainda hipotéticos.
Boyle e seus colegas demonstraram que sua proposta pode explicar a evolução cósmica inicial sem inventar uma nova física para explicar esses campos desconhecidos.
No modelo CPT-simétrico, o tempo e o espaço fluem continuamente desde o Big Bang, e o antiuniverso que emerge na direção negativa do tempo se comporta como um reflexo espelhado do nosso Universo.
A equipe ainda precisa mostrar se esse modelo pode reproduzir as observações cosmológicas que o cenário da inflação explica, como a uniformidade do cosmos em grandes escalas.
Contudo, o novo modelo dá uma explicação natural para a matéria escura: Um Universo CPT-simétrico produziria um grande número de neutrinos estéreis muito massivos. Esses neutrinos superpesados também podem ser a fonte de chuvas cósmicas de alta energia observadas recentemente.
Fonte: Inovação Tecnológica

Astrônomos encontraram evidências de um grande buraco negro vagando pela nossa galáxia


Astrônomos do Observatório Astronômico Nacional do Japão (OANJ) descobriram evidências de um buraco negro do tamanho de Júpiter à deriva a cerca de 20 anos-luz do centro da Via Láctea. Usando o radiotelescópio ALMA (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array), os pesquisadores encontraram correntes de gás molecular orbitando o que parece ser um objeto massivo invisível.

Esse movimento peculiar de gás no centro galáctico poderia ser um sinal do tipo mais elusivo de buraco negro – o de tamanho intermediário.

Buracos negros intermediários

Uma vez que não emitem nenhuma radiação eletromagnética, buracos negros são muito difíceis de se encontrar, a menos que estejam se alimentando ativamente ou colidindo.  Isso significa que são invisíveis aos nossos métodos de detecção quando não estão fazendo algo monstruosamente perceptível. 


Ainda assim, sabemos que existem buracos negros de massa estelar, formados a partir do colapso do núcleo de uma estrela massiva, com até cerca de 100 vezes a massa do sol, bem como buracos negros supermassivos, a partir de cerca de 100.000 vezes a massa do nosso sol.

Entre esses dois extremos, no entanto, há um ponto de interrogação curioso. Embora existam boas evidências indiretas da existência de buracos negros entre 100 e 100.000 massas solares, tais objetos ainda precisam ser confirmados.

O candidato 

“Quando eu verifiquei os dados do ALMA pela primeira vez, fiquei muito animada porque o gás observado mostrou movimentos orbitais óbvios, que sugerem fortemente um objeto massivo invisível à espreita”, disse a astrofísica Shunya Takekawa, do OANJ, ao portal New Scientist.

Dados similares foram observados como resultado de colisões entre nuvens de supernovas, mas o objeto, chamado HCN – 0,009–0,044, não mostra nem a forma nem o padrão de expansão associado a uma colisão desse tipo. Além disso, pesquisas anteriores, também do OANJ, identificaram o HCN – 0,009–0,044 como um possível buraco negro.

Com base na forma e no movimento dos fluxos de gás, a equipe foi capaz de inferir que o objeto tem um equivalente em massa de cerca de 32.000 sóis. Isso o torna um forte candidato para tal elo perdido intermediário no rol dos buracos negros, reunindo toda essa massa em um objeto do tamanho de Júpiter.

Identificando buracos negros inativos

Além de potencialmente descobrir um buraco negro intermediário, a pesquisa aponta para o que poderia ser um novo método de descoberta de buracos negros inativos. Assim como o movimento do gás, sua ionização na parte interna da órbita sugere que, em algum momento, ocorreu fotoionização, choque dissociativo ou ambos no objeto. Esses processos são vistos em buracos negros ativos. Portanto, se um buraco negro estiver intermitentemente ativo, ele pode produzir ionização capaz de ser detectada depois que já diminuiu sua atividade novamente.  

“Nossos resultados fornecem evidências circunstanciais para um buraco negro de massa intermediária no centro galáctico, sugerindo também que nuvens compactas de alta velocidade podem ser sinais de buracos negros dormentes em abundância em nossa galáxia”, escreveram os pesquisadores em seu artigo, que pode ser lido na íntegra (em inglês) aqui.

De acordo com o estudo, as observações têm o potencial de aumentar o número de candidatos a buracos negros não luminosos, fornecendo uma nova perspectiva para a pesquisa destes objetos. 
Fonte: Hypescience.com
[ScienceAlert]

Melhor imagem, até agora, de ultima Thule

O objeto da Cintura de Kuiper, 2014 MU69, informalmente conhecido como Ultima Thule, visto pela sonda New Horizons da NASA.Crédito: NASA/JHUAPL/SwRI

As maravilhas - e mistérios - do objeto da Cintura de Kuiper, 2014 MU69, continuam a multiplicar-se à medida que a sonda New Horizons da NASA transmite novas imagens do seu alvo do "flyby" que teve lugar no dia de Ano Novo de 2019.

Esta imagem, obtida durante o voo histórico de 1 de janeiro, pelo objeto informalmente conhecido como Ultima Thule, é a visão mais clara até agora deste notável e antigo objeto nos confins do Sistema Solar - o primeiro "KBO" (Kuiper Belt Object, inglês para objeto da Cintura de Kuiper) pequeno já explorado por uma nave espacial.

Obtida com o componente MVIC (Multicolor Visible Imaging Camera) do instrumento Ralph da New Horizons, a imagem foi captada quando o KBO estava a 6700 km, às 05:26 (UT) de dia 1 de janeiro - apenas sete minutos antes da maior aproximação. Com uma resolução original de 135 metros por pixel, a imagem foi armazenada na memória da sonda e transmitida para a Terra nos dias 18 e 19 de janeiro. Os cientistas seguidamente melhoraram a imagem para realçar detalhes (este processo - com o nome deconvolução - também amplifica a granulação da imagem quando vista em alto contraste).

A iluminação oblíqua da imagem revela novos detalhes topográficos ao longo da linha que separa a noite do dia, chamada terminador, perto do topo. Estes detalhes incluem várias cavidades com até 0,7 km de diâmetro. A grande característica circular, com 7 km de diâmetro, no lóbulo mais pequeno, também parece ser uma depressão profunda. Não está claro se esses poços são crateras de impacto ou características resultantes de outros processos, como "poços de colapso" ou ventilações antigas de materiais voláteis.

Ambos os lóbulos mostram muitos padrões interessantes de luz e escuridão de origem desconhecida, que podem revelar pistas sobre como este corpo foi produzido durante a formação do Sistema Solar há 4,5 mil milhões de anos. Um dos mais notáveis é o "colarinho" brilhante que separa os dois lóbulos.

"Esta nova imagem está a começar a revelar diferenças no caráter geológico dos dois lóbulos de Ultima Thule, e também nos fornece novos mistérios," disse o investigador principal Alan Stern, do SwRI (Southwest Research Institute) em Boulder, no estado norte-americano do Colorado. "No próximo mês teremos imagens com melhores cores e em mais alta resolução que, esperamos, ajudem a desvendar os muitos mistérios de Ultima Thule."

A New Horizons está aproximadamente a 6,64 mil milhões de quilómetros da Terra, operando normalmente e a afastar-se do Sol (e de Ultima Thule) a mais de 50.700 quilómetros por hora. A essa distância, o seu sinal de rádio demora seis horas e nove minutos a chegar à Terra.
Fonte: Astronomia OnLine

Estrela mais brilhante da galáxia será visível da Terra


Eta Carinae, estrela mais luminosa da Via Láctea, perderá nuvem de poeira que hoje ofusca seu brilho quando vista da Terra.[Imagem: Nasa/Nathan Smith/Berkeley]

Eta Carinae

Apesar de brilhar com a intensidade de cinco milhões de sóis, a estrela conhecida mais luminosa da Via Láctea, Eta Carinae, localizada a 7,5 mil anos-luz do Sistema Solar, não é visível a olho nu da Terra.

Isso não vai durar muito, no entanto. Um estudo liderado pelo astrônomo brasileiro Augusto Damineli, da Universidade de São Paulo (USP), indica que em breve, em pouco mais de 10 anos, a nuvem de poeira e gás que esconde Eta Carinae dos olhos nus dos terráqueos terá se dissipado e ela poderá ser vista em todo o seu brilho.

Sua luz se tornará duas vezes e meia maior do que atualmente é visível por telescópios.

A Eta Carinae tem sido, depois do Sol, a estrela a mais observada (por telescópios), fotografada e estudada do universo - ao menos pelos humanos. Mas também é uma das mais intrigantes e misteriosas.

Muito jovem, com apenas 2,5 milhões de idade, ou cerca 1,8 mil vezes mais nova que o Sol, ela é uma supergigante da raríssima classe das luminosas azuis (que têm uma temperatura mais quente), das quais se conhece apenas algumas dezenas.

Situada na constelação austral de Carina, à direita do Cruzeiro do Sul, Eta Carinae foi catalogada em 1677 pelo astrônomo Edmond Halley, mas só começou a chamar a atenção em 1843, quando uma grande erupção lançou ao espaço matéria equivalente à massa de dezenas de sóis. Como consequência, seu brilho aumentou tanto que Eta Carinae ficou visível durante meses durante o dia da Terra.

Em contrapartida, criou-se uma nebulosa em torno dela, com o formato de uma ampulheta ou lóbulos, chamada de Homúnculo, com 3 trilhões de quilômetros (4 meses-luz) de uma ponta a outra, que, junto com nuvens de poeira e gases, lançadas durante a mesma explosão, ofusca seu brilho em direção ao nosso planeta. Além desta, houve pelo menos duas outras erupções menores conhecidas, uma vista em 1250 e outra em 1890.

Em 2014, Damineli publicou um trabalho no qual ele criou um mapa 3D da nebulosa do Homúnculo.
 
Este é um mapa 3D do Homúnculo, feito pela equipe. [Imagem: IAG/USP/NASA Goddard Space Center/Ed Campion]

Aparece estrela, desaparece nebulosa

Desde então, muito se aprendeu sobre esse astro. Grande parte das descobertas recentes se deve a Damineli, entre elas a de que Eta Carinae é um sistema duplo, composto por dois astros.

Ele descobriu que a cada 5,5 anos a estrela sofre um pequeno "apagão" para quem a observa da Terra. Damineli concluiu que isso deve ocorrer porque o sistema é duplo e uma das estrelas, a menor, passa na frente da outra. Hoje, isso é um fato aceito por todos.

A estrela menor tem 30 vezes a massa do Sol e a maior, 90. "Se fosse colocada no lugar da nossa estrela, a superfície desta última estaria além da órbita da Terra, entre nosso planeta e Marte. Ela brilha escondida atrás da poeira com uma potência de 5 milhões de sóis, o que está no limite teórico, um pouco mais que isso, ela evaporaria. Nos últimos 20 anos, astrônomos detectaram um aumento do brilho da Eta Carinae, que se fosse dela mesmo já teria ultrapassado esse limite. Com isso, surgiu a hipótese de que ela explodiria dentro de algumas décadas," detalha Damineli.

No novo trabalho, ele conclui que não é isso que está acontecendo com a estrela. Para chegar a esse resultado, Damineli coordenou uma equipe de 17 pesquisadores do Brasil, Argentina, Alemanha, Canadá, e Estados Unidos, que analisou todos os dados de observação disponíveis sobre Eta Carinae dos últimos 80 anos.

Damineli e seus colaboradores propõem que o aumento de brilho de Eta Carinae não é intrínseco a ela como muitos pesquisadores imaginaram, mas é causado pela dissipação de uma nuvem de poeira posicionada exatamente na frente dela, em direção à Terra.

O estudo revelou que, além de três nuvens de gás (chamados glóbulos de Weigelt) existe uma quarta. "Ela cobre completamente a estrela e seus ventos, apagando a maior parte de sua luz viajando em nossa direção", explica o professor da USP. "Uma das outras três se desfez recentemente, um indício de que o mesmo deverá acontecer com a que tapa nossa visão."

Apesar dessa nuvem de poeira, a Nebulosa do Homúnculo pode ser vista diretamente, pois é 200 vezes maior do que ela e seu brilho quase não é afetado. Mas isso também vai acabar em breve.

"Em 2032, ou quatro anos a mais ou a menos, a poeira terá desaparecido e o brilho aparente da estrela não aumentará mais, mas ofuscará a nebulosa", diz Damineli. "Ou seja, em poucos anos, perderemos a oportunidade de tirar belas fotos do Homúnculo, mas veremos mais claramente o par de estrelas gêmeas dentro. Os apagões periódicos também poderão ser vistos com mais clareza."
Fonte: Inovação Tecnológica

Vendo a dobra pode ajudar a resolver debate sobre rapidez da expansão o Universo

Imagem, pelo Telescópio Espacial Hubble, de um quasar com imagem dupla.Crédito: NASA, Tommaso Treu/UCLA e Birrer et al.

A questão de quão rapidamente o Universo está a expandir-se tem intrigado os astrónomos há quase um século. Estudos diferentes continuam a obter novas respostas - o que faz com que alguns investigadores se perguntem se estão a negligenciar um mecanismo-chave na "maquinaria" que impulsiona o cosmos.

Agora, ao descobrirem uma nova maneira de medir quão rapidamente o cosmos se está a expandir, uma equipa liderada por astrónomos da UCLA (University of California, Los Angeles) deu um passo em direção à resolução do debate. A investigação do grupo foi publicada na revista científica Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

No coração da disputa está a constante de Hubble, um número que relaciona as distâncias com os desvios para o vermelho das galáxias - quanto a luz é esticada enquanto viaja até à Terra através do Universo em expansão. As estimativas da constante de Hubble variam de 67 a 73 quilómetros por segundo por megaparsec, o que significa que dois pontos no espaço separados por 1 megaparsec (o equivalente a 3,26 milhões de anos-luz) estão a afastar-se um do outro a uma velocidade entre 67 e 73 quilómetros por segundo.

"A constante de Hubble ancora a escala física do Universo," disse Simon Birrer, académico pós-doutorado da UCLA e autor principal do estudo. Sem um valor preciso para a constante de Hubble, os astrónomos não podem determinar com precisão os tamanhos de galáxias remotas, a idade do Universo ou a história de expansão do cosmos.

A maioria dos métodos para derivar a constante de Hubble tem dois ingredientes: uma distância até uma determinada fonte de luz e o desvio para o vermelho dessa fonte de luz. Procurando uma fonte de luz que não tinha sido usada nos cálculos de outros cientistas, Birrer e colegas voltaram-se para os quasares, fontes de radiação alimentadas por enormes buracos negros. Para a sua investigação, os cientistas escolheram um subconjunto específico de quasares - aqueles cuja luz foi curvada pela gravidade de uma galáxia interveniente e pelo seu efeito de lente gravitacional, que produz duas imagens do quasar lado a lado no céu.

A luz das duas imagens toma percursos diferentes até à Terra. Quando o brilho do quasar flutua, as duas imagens piscam uma após a outra, e não ao mesmo tempo. O atraso no tempo entre essas duas cintilações, juntamente com informações sobre o campo gravitacional da galáxia "intrometida", pode ser usado para traçar a viagem da luz e deduzir as distâncias à Terra, tanto do quasar como da galáxia no plano da frente. O conhecimento dos desvios para o vermelho do quasar e da galáxia permitiu que os cientistas estimassem a rapidez com que o Universo está a expandir-se.

A equipe da UCLA, como parte da colaboração internacional H0liCOW, tinha aplicado anteriormente a técnica no estudo de quasares com imagem quadruplicada, imagens de um quasar que aparece quatro vezes em redor de uma galáxia no plano da frente. Mas as imagens quádruplas não são tão comuns - pensa-se que os quasares com imagem dupla sejam aproximadamente cinco vezes mais abundantes do que os de imagem quádrupla.

Para demonstrar a técnica, a equipa estudou um quasar conhecido como SDSS J1206+4332; contaram com dados do Telescópio Espacial Hubble, dos observatórios Gemini e W. M. Keck e da rede COSMOGRAIL (Cosmological Monitoring of Gravitational Lenses) - um programa gerido pela Escola Politécnica Federal de Lausanne, Suíça, cujo objetivo é determinar a constante de Hubble.

Tommaso Treu, professor de física e astronomia na UCLA e autor sénior do artigo, disse que os investigadores obtiveram fotos do quasar, todos os dias, durante vários anos, para medir com precisão o desfasamento de tempo entre as imagens duplas. Então, para obter a melhor estimativa possível da constante de Hubble, combinaram os dados reunidos desse quasar com dados previamente recolhidos pela sua colaboração H0liCOW de três quasares de imagem quadruplicada.

"A beleza desta medição é que é altamente complementar e independente das outras," salientou Treu.

A equipa apresentou uma estimativa da constante de Hubble de aproximadamente 72,5 quilómetros por segundo por megaparsec, um número em linha com o que outros cientistas haviam determinado em pesquisas anteriores que usaram distâncias de supernovas - explosões estelares em galáxias remotas - como medições fundamentais. No entanto, ambas as estimativas são cerca de 8% mais altas do que uma que se baseia num brilho fraco de todo o céu chamado fundo cósmico de micro-ondas, uma relíquia que remonta a 380.000 anos após o Big Bang, quando a luz viajou pela primeira vez livremente pelo espaço.

"Se houver uma diferença real entre esses valores, significa que o Universo é um pouco mais complicado," explicou Treu.

Por outro lado, também pode ser que uma medição - ou todas as três - estejam erradas.

Os investigadores estão agora à procura de mais quasares a fim de melhorar a precisão da sua medição da constante de Hubble. Treu disse que uma das lições mais importantes do novo artigo é que os quasares com imagens duplas dão aos cientistas muitas mais fontes de luz úteis para os seus cálculos da constante de Hubble. No entanto, por agora, a equipa foca a sua pesquisa em 40 quasares de imagens quadruplicadas, devido ao seu potencial para fornecer informações ainda mais úteis do que os quasares com imagens duplas.
Fonte: Astronomia OnLine

25 de janeiro de 2019

Cientistas determinam a duração do dia em Saturno

Imagem do hemisfério norte de Saturno obtida pela sonda Cassini em 2016, quando essa parte do planeta estava perto do solstício de verão. Um ano em Saturno são 29 anos terrestres; os dias têm apenas a duração de 10h:33m:38s, de acordo com uma nova análise de dados da Cassini.Crédito: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Usando novos dados da sonda Cassini da NASA, os investigadores pensam ter resolvido um antigo mistério da ciência do Sistema Solar: a duração do dia em Saturno. É 10 horas, 33 minutos e 38 segundos. O valor iludiu os cientistas planetários durante décadas, porque o gigante gasoso não tem superfície sólida com marcos para rastrear enquanto gira, e tem um campo magnético invulgar que esconde o período de rotação do planeta.

A resposta, descobriu-se, estava escondida nos anéis. Durante as órbitas da Cassini em redor de Saturno, os instrumentos examinaram os anéis gelados e rochosos em detalhes sem precedentes. Christopher Mankovich, estudante de astronomia e astrofísica da Universidade da Califórnia em Santa Cruz, EUA, usou os dados para estudar padrões de ondas dentro dos anéis.

O seu trabalho determinou que os anéis respondem a vibrações dentro do próprio planeta, agindo de forma semelhante aos sismógrafos usados para medir o movimento provocado por sismos. O interior de Saturno vibra a frequências que causam variações no seu campo gravitacional. Os anéis, por sua vez, detetam esses movimentos no campo.

"As partículas nos anéis não podem deixar de sentir estas oscilações no campo gravitacional," disse Mankovich. "Em locais específicos nos anéis, estas oscilações capturam partículas no momento certo nas suas órbitas para gradualmente acumular energia e essa energia é convertida como uma onda observável."

A investigação de Mankovich, publicada no dia 17 de janeiro na revista The Astrophysical Journal, descreve como ele desenvolveu modelos da estrutura interna de Saturno que combinam com as ondas dos anéis. Isso permitiu com que ele rastreasse os movimentos do interior do planeta - e, assim, a sua rotação.

A rotação de 10h:33m:38s que a análise rendeu é vários minutos mais rápida do que as estimativas anteriores de 1981, baseadas em sinais de rádio da sonda Voyager da NASA. A análise dos dados da Voyager, que estimou o dia como tendo a duração de 10h:39m:33s, baseou-se na informação do campo magnético. A Cassini também usou dados do campo magnético, mas as estimativas anteriores variavam entre 10h:36m até 10h:48m.

Os cientistas geralmente dependem dos campos magnéticos para medir as rotações dos planetas. O eixo magnético de Júpiter, como o da Terra, não está alinhado com o seu eixo de rotação. Por isso, gira enquanto o planeta roda, permitindo aos cientistas medir um sinal periódico nas ondas de rádio para obter o período de rotação. No entanto, Saturno é diferente. O seu campo magnético único está quase perfeitamente alinhado com o seu eixo de rotação.

É por isso que a descoberta nos anéis foi a chave para determinar a duração do dia. Os cientistas estão entusiasmados com a melhor resposta até agora para uma questão tão central sobre o planeta.
"Os investigadores usaram ondas nos anéis para espiar o interior de Saturno e esta característica fundamental do planeta, há muito procurada, saltou à vista. E é um resultado realmente sólido," disse Linda Spilker, cientista do projeto Cassini. "Os anéis tinham a resposta."

A ideia de que os anéis de Saturno podiam ser usados para estudar a sismologia do planeta foi sugerida pela primeira em 1982, muito antes das observações necessárias serem possíveis.

O coautor Mark Marley, agora do Centro de Pesquisa Ames da NASA em Silicon Valley, no estado norte-americano da Califórnia, subsequentemente aprofundou a ideia para a sua tese de doutoramento em 1990. Além de mostrar como os cálculos podiam ser feitos, previu onde poderiam estar as assinaturas dos anéis de Saturno. Ele também observou que a missão Cassini, na altura nos estágios de planeamento, seria capaz de fazer as observações necessárias para testar a ideia.

"Duas décadas depois, nos anos finais da missão Cassini, os cientistas analisaram os dados e encontraram características dos anéis nas posições previstas por Mark," disse o coautor Jonathan Fortney, professor de astronomia e astrofísica da Universidade da Califórnia em Santa Cruz e membro da equipa da Cassini. "Este trabalho visa aproveitar ao máximo estas observações."

A missão da Cassini terminou em setembro de 2017 quando, com pouco combustível, mergulhou deliberadamente na atmosfera de Saturno, para evitar a queda nas luas do planeta.
Fonte: Astronomia OnLine
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