20 de agosto de 2019

A Morte de uma Estrela


 A imagem acima feita pelo Telescópio Espacial Hubble, mostra uma cena escura e sombria na constelação de Gêmeos. O objeto dessa imagem confundiu os astrônomos que o estudaram pela primeira vez, ao invés de ser classificado como sendo um único objeto ele foi registrado como sendo dois objetos devido à sua estrutura de lobos, conhecido como NGC 2371 e NGC 2372, ou as vezes referido de forma conjunta como NGC 2371/72.

Esses dois lobos visíveis na parte superior esquerda e inferior direita do frame, formam algo que é conhecido como uma nebulosa planetária. Apesar do nome, essas nebulosas nada tem a ver com planetas. A NGC 2371/2 se formou quando uma estrela parecida com o Sol atingiu o fim da sua vida e expeliu suas camadas externas, junto com o material e empurrando tudo isso para o espaço, deixando para trás apenas uma remanescente estelar superaquecida. Essa remanescente é visível como uma estrela de tonalidade laranja, no centro do frame, entre os dois lobos.

A estrutura dessa região é complexa. Ela é preenchida com densos nós de gás, jatos que se movimentam rapidamente e que parecem estar mudando de direção com o tempo e nuvens de material sendo jogadas para fora de forma diametralmente oposta da estrela remanescente. Partes brilham intensamente, já que a estrela remanescente emite uma radiação energética que excita o gás dentro dessas regiões, fazendo com que ele se ilumine. Essa cena continuará a mudar nos próximos milhares de anos, eventualmente, os lobos irão se dissipar completamente, e a estrela remanescente irão esfriar e se apagar até formar uma anã branca.
Fonte: Spacetelescope.org

Falhas descobertas em estrelas de nêutrons revelam segredos


As estrelas de nêutrons não são apenas os objetos mais densos do Universo, mas também giram muito rápido e regularmente, até deixarem de fazê-lo.  Ocasionalmente, estas estrelas de nêutrons começam a girar mais rápido, devido a partes do interior da estrela se movendo para fora. É chamado de “falha” e fornece aos astrônomos uma breve visão sobre o que está dentro desses objetos misteriosos.

Em um artigo publicado na revista Nature Astronomy, uma equipe da Universidade Monash, da Universidade McGill e da Universidade da Tasmânia estudaram a Vela Pulsar, uma estrela de nêutrons no céu do sul, que fica a 1.000 anos-luz de distância.

Segundo o principal autor do artigo, Dr. Greg Ashton, da Monash School of Physics and Astronomy, Vela é famosa – não apenas porque apenas 5% dos pulsares são conhecidos por apresentarem falhas, mas também porque Vela “falha” cerca de uma vez a cada três anos, se tornando uma favorita para os “caçadores de falhas”, como o Dr. Ashton e seu colega, Dr. Paul Lasky, também de Monash.

Ao reanalisar os dados das observações da falha da Vela em 2016 feitas pelo co-autor Dr. Jim Palfreyman, da Universidade da Tasmânia, o Dr. Ashton e sua equipe descobriram que durante a falha a estrela começou a girar ainda mais rápido, antes de relaxar até o estado final.

De acordo com o Dr. Lasky, também da Monash School of Physics and Astronomy, esta observação (feita no Mount Pleasant Observatory, na Tasmânia) é particularmente importante porque, pela primeira vez, os cientistas tiveram uma visão do interior da estrela, revelando que o interior dela realmente possui três componentes diferentes.

“Um desses componentes, uma sopa de nêutrons superfluidos na camada interna da crosta, move-se para fora primeiro e atinge a crosta externa rígida da estrela, fazendo com que ela gire”, disse o Dr. Lasky.

“Mas então, uma segunda sopa de superfluidos que se move no núcleo alcança a primeira, fazendo com que a rotação da estrela diminua.”

Este overshoot foi previsto algumas vezes na literatura, mas este é o primeiro tempo real que foi identificado nas observações,” ele disse.

Uma dessas previsões de overshoot veio da co-autora do estudo, Dra. Vanessa Graber, da Universidade McGill, que foi uma visitante na equipe de Monash no início deste ano.

Outra observação, de acordo com o Dr. Ashton, desafia a explicação.

“Imediatamente antes da falha, notamos que a estrela parece diminuir sua taxa de rotação antes de voltar a girar”, disse o Dr. Ashton.

“Nós realmente não temos ideia do porquê disso, e é a primeira vez que isso é visto.”

“Pode estar relacionado com a causa da falha, mas honestamente não temos certeza”, disse ele, acrescentando que suspeita que este novo artigo inspira algumas novas teorias sobre estrelas de nêutrons e as falhas.
Fonte: Socientífica.com.br

LUA brilha mais do que o SOL em imagens do FERMI da NASA


Estas imagens mostram a visão cada vez mais aprimorada do brilho de raios-gama da Lua do Telescópio Espacial de Raios-gama Fermi da NASA. Cada imagem de 5 por 5 graus é centrada na Lua e mostra raios-gama com energias acima dos 31 milhões de eletrões-volt, dezenas de milhões de vezes superiores à da luz visível. Nestas energias, a Lua é realmente mais brilhante do que o Sol. As cores mais brilhantes indicam um maior número de raios-gama. Esta sequência de imagens mostra como exposições mais longas, variando de dois a 128 meses (10,7 anos), melhorou a visão. Crédito: NASA/DOE/Colaboração LAT do Fermi

Se os nossos olhos pudessem ver radiação altamente energética chamada raios-gama, a Lua pareceria mais brilhante do que o Sol! É assim que o Telescópio Espacial de Raios-gama Fermi da NASA tem visto o nosso vizinho no espaço ao longo da última década. As observações de raios-gama não são sensíveis o suficiente para ver claramente a forma de disco da Lua ou quaisquer características da superfície. Em vez disso, o LAT (Large Area Telescope) do Fermi deteta um brilho proeminente centrado na posição da Lua no céu.

Mario Nicola Mazziotta e Francesco Loparco, ambos do Instituto Nacional de Física Nuclear da Itália em Bari, têm analisado o brilho da radiação gama da Lua como forma de entender melhor um outro tipo de radiação espacial: partículas velozes chamadas raios cósmicos.  Os raios cósmicos são principalmente fotões acelerados por alguns dos fenómenos mais energéticos do Universo, como ondas de choque de estrelas explosivas e jatos produzidos quando a matéria cai em buracos negros," explicou Mazziotta.

Dado que as partículas são eletricamente carregadas, são fortemente afetadas por campos magnéticos, que a Lua não possui. Como resultado, até raios cósmicos de baixa energia podem alcançar a superfície, transformando a Lua num prático detetor espacial de partículas. Quando os raios cósmicos atacam, interagem com a superfície poeirenta da Lua, de nome rególito, para produzir emissão de raios-gama. A Lua absorve a maioria destes raios-gama, mas alguns escapam.

Mazziotta e Loparco analisaram as observações lunares do LAT do Fermi para mostrar como a visão melhorou durante a missão. Eles reuniram dados de raios-gama altamente energéticos acima dos 31 milhões eV (eletrão-volt) - mais de 10 milhões de vezes superior à energia da luz visível - e organizaram-nos ao longo do tempo, mostrando como exposições mais longas melhoram a visão.

"Vista a estas energias, a Lua nunca passaria pelo seu ciclo mensal de fases e ficaria sempre Cheia," explicou Loparco.

À medida que a NASA planeia enviar novamente seres humanos à Lua até 2024 através do programa Artemis, com o objetivo eventual de enviar astronautas a Marte, a compreensão dos vários aspetos do ambiente lunar assume uma nova importância. Estas observações de raios-gama são uma lembrança de que os astronautas da Lua precisarão de proteção contra os mesmos raios cósmicos que produzem esta radiação gama de alta energia.

Embora o brilho de raios-gama da Lua seja surpreendente e impressionante, o Sol ainda brilha mais, com energias superiores a mil milhões de eletrões-volt. Os raios cósmicos com energias mais baixas não alcançam o Sol porque o seu poderoso campo magnético os impede. Mas os raios-gama muito mais energéticos podem penetrar este campo magnético e atingir a atmosfera mais densa do Sol, produzindo raios-gama que chegam ao Fermi.

Embora a Lua, em raios-gama, não mostre um ciclo mensal de fases, o seu brilho varia com o tempo. Os dados do LAT do Fermi mostram que o brilho da Lua varia em cerca de 20% ao longo do ciclo de 11 anos do Sol. As variações na intensidade do campo magnético do Sol durante o ciclo mudam a quantidade de raios cósmicos que chegam à Lua, alterando a produção de raios-gama.
Fonte: Astronomia OnLine

Misteriosas estrelas negras podem ter criado os buracos negros supermassivos

Uma nova teoria tenta explicar a origem dos misteriosos buracos negros supermassivos que estão no centro de quase todas as galáxias. E fala que suas origens podem remontar a outro misterioso e hipotético objeto do universo primitivo: as estrelas negras. Estudos sugerem que estrelas negras seriam feitas do mesmo material que estrelas normais – ou seja, hidrogênio e hélio. Uma questão crucial, contudo, leva os cientistas a crer que essas estrelas não são somente feitas desses materiais. 

Por serem um dos primeiros tipos de estrelas formadas após o Big Bang, uma quantidade significativa de partículas massivas que interagem fracamente (WIMPs), uma candidata à matéria escura, poderia estar presente nas composições das estrelas negras. Essas WIMPs poderiam se aniquilar e manter o núcleo da estrela estável para não entrar em colapso gravitacional, como o que ocorre com as estrelas atuais.

Para a revista Astronomy, a pesquisadora Katherine Freese, da Universidade do Texas, disse que os WIMPs representam apenas cerca de 0,1 por cento da massa total de uma estrela escura. Mas apenas este pequeno pedaço de combustível WIMP poderia manter uma estrela escura por milhões, ou até mesmo bilhões de anos.

“Elas podem continuar crescendo enquanto houver combustível de matéria escura”, disse Freese à Astronomy. “Nós assumimos que elas podem chegar a até 10 milhões de vezes a massa do Sol e 10 bilhões de vezes mais brilhante que o Sol, mas nós realmente não sabemos. Não há nenhum corte em princípio”.

Muito do que se sabe sobre a origem dos buracos negros se elucida em estrelas relativamente jovens em relação à idade do universo. Buracos negros supermassivos, entretanto, estão aqui por muito mais tempo que as estrelas capazes de criar os comuns encontrados fora do núcleo de galáxias.  

A hipótese das estrelas negras lança uma resposta para o que poderia ter criado esses buracos negros supermassivos de bilhões de anos. Isso, contudo, só poderá se reforçar com observações mais profundas do universo, como as que o novo Telescópio Espacial James Webb, que ainda está por ser lançado no espaço, promete nos oferecer.

“Se uma estrela escura de um milhão de massas solares fosse encontrada [pelo James Webb] no seu início, é bem claro que tal objeto acabaria como um grande buraco negro”, disse Freese. “Então elas poderiam se fundir para fazer buracos negros supermassivos. Um cenário muito razoável!

Para provar essa hipótese, teremos que contar com os equipamentos de nova geração e esperar que uma estrela escura, mesmo que sozinha, esteja vagando em algum lugar no espaço. 

Uma estrela supermassiva explodiu e não deixou nada para trás

A vida de uma estrela massiva normalmente termina numa dramática explosão, lançando uma grande quantidade de energia e deixando para trás um buraco negro ou uma estrela de nêutrons. Mas isso não acontece sempre. Os pesquisadores já suspeitavam a muito tempo que estrelas com uma determinada massa poderiam explodir de maneira que não deixassem nada para trás.

A supernova SN 2016iet pode ser um desses casos. Ela é descrita pelos pesquisadores como sendo uma supernova de instabilidade de par, ou uma supernova de instabilidade de par instável. Nesse tipo de evento, as camadas externas colapsam com tanta energia que são produzidos  raios gama que posteriormente são convertidos em pares de  elétrons e pósitrons. 

A produção de matéria e anti-matéria a partir de raios gama se propaga por toda a estrela. Os pares de partículas e anti-partículas continuam a se formar e se aniquilar, levando a uma explosão que não deixa nada para trás. A equipe foi capaz de estimar a composição química e a massa esperada da estrela progenitora, e está consistente com uma supernova.

“Existiam outros candidatos prévios para supernovas de instabilidade de par pulsante, como a SN2010mb e a iPTF14hls, mas em nenhum desses casos foi possível medir a massa da estrela progenitora, o que é fundamental para se poder determinar se a supernova foi mesmo uma supernova de instabilidade de par:, disse Sebastian Gomez principal autor do artigo. “Assim, essa é a primeira supernova onde temos uma medida da massa e da metalicidade que estão consistentes com uma supernova de instabilidade de par pulsante”.

A SN2016iet explodiu em uma galáxia anã a aproximadamente 1 bilhão de anos-luz de distância de nós. Ela foi registrada pelo satélite Gaia da Agência Espacial Europeia em 14 de Novembro de 2016. A sonda que tem como objetivo medir a posição de bilhões de estrelas na Via Lácttea, mas também é capaz de registrar objetos além da nossa galáxia, como esse. Nos últimos 3 anos, a equipe seguiu o evento com outros telescópios incluindo o Gemini Norte.

Os dados montam uma imagem bem complexa da explosão cósmica. A estrela estava numa região com poucos elementos pesados e tinha uma massa entre 55 e 120 vezes a massa do Sol no momento em que explodiu. No ponto mais massivo da sua vida ela pode ter atingido 200 vezes a massa do Sol, perdendo massa no decorrer de uma década antes da explosão. Isso é consistente com os modelos. Contudo, existem outras propriedades que são mais desconcertantes.

Outros exemplos de estrelas com essa massa não são formadas de forma isolada, elas normalmente se formam em áreas repletas de estrelas. A estrela progenitora da SN 2016iet estava localizada a cerca de 54 mil anos-luz de distância da galáxia mãe. Essas estrelas massivas possuem uma vida extremamente breve, vivendo milhões de anos ao invés de bilhões de anos como o Sol.

Outra coisa peculiar é a duração e a quantidade de energia emitida. Os pesquisadores suspeitam que a SN 2016iet pode ser o primeiro exemplo conhecido de uma nova classe de objetos. Eles continuam a estudar suas emissões enquanto estiverem visíveis, e continuarão monitorando o céu em busca de evidências de eventos similares em outros cantos do universo. 
Fonte: Iflscience.com
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