Identificados estados similares de atividade em buracos negros supermassivos e de massa estelar

 

 Os investigadores Juan A. Fernández-Ontiveros, do INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica) em Roma, e Teo Muñoz-Darias, do IAC (Instituto de Astrofísica de Canarias), escreveram um artigo no qual descrevem os diferentes estados de atividade de uma grande amostra de buracos negros supermassivos nos centros de galáxias. 

Os buracos negros supermassivos nas galáxias ativas mostram estados de acreção similares àqueles vistos em buracos negros de massa estelar na nossa Galáxia. Crédito: Teo Muñoz Darias/Juan A. Fernández Ontiveros

Eles classificaram-nos usando o comportamento das suas "relações" mais próximas, os buracos negros de massa estelar em binários de raios-X. O artigo científico foi publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Os buracos negros variam entre apenas algumas vezes a massa do Sol até aqueles com milhares de milhões de massas solares. Há décadas que os cientistas querem compreender os seus ciclos de atividade de uma perspetiva global. Os buracos negros de massa estelar podem ser encontrados em sistemas binários junto a uma estrela companheira da qual sugam o gás que precisam para sustentar a sua atividade, enquanto os buracos negros supermassivos encontram-se nos centros da maioria das galáxias e alimentam-se do gás, poeira e estrelas que caem no poço gravitacional do núcleo galáctico. 

Os buracos negros de massa estelar evoluem rapidamente. Os seus ciclos de atividade geralmente duram alguns meses ou anos, durante os quais passam por diferentes estados ou fases. São caracterizados por mudanças nas propriedades dos seus discos de acreção (onde o gás quente se acumula antes de cair no buraco negro), dos ventos e dos jatos de material que produzem. Existem dois estados principais, o primeiro dominado pelo disco de acreção e o segundo pelo jato. O estado "suave" é observado pela emissão térmica do plasma no disco, e o jato é observado na fase "dura", enquanto o disco arrefece e a emissão rádio torna-se muito intensa. 

Por serem muito mais massivos, os buracos negros supermassivos evoluem muito mais lentamente do que os seus equivalentes de massa estelar. Assim, mostrar a presença de estados e fenómenos transitórios implicaria observá-los durante milhões de anos, pois as mudanças durante a vida humana seriam demasiado pequenas para serem medidas. Além disso, os núcleos das galáxias são regiões com densas populações de estrelas, e a absorção da luz pelo hidrogénio e pela poeira mascara e oculta a radiação do disco de acreção em torno do buraco negro central. 

Neste estudo, Fernández-Ontiveros e Muñoz-Darias usaram uma amostra de 167 galáxias ativas para serem capazes de identificar, com boas estatísticas, os possíveis estados de acreção de buracos negros supermassivos. A emissão do disco de acreção não pode ser detetada diretamente, mas o gás na região central absorve e processa a radiação na forma de linhas espectrais. Usando as linhas do oxigénio e do néon, observadas no infravermelho médio, é possível testar a presença do disco nestes objetos. 

 "O estudo demonstra a presença de estados de acreção em buracos negros supermassivos, com propriedades muito semelhantes às que conhecemos de buracos negros de massa estelar, onde os sistemas no estado 'suave' abrigam um disco brilhante, e aqueles na fase 'dura' mostram intensa emissão de rádio enquanto o disco está muito fraco", explica Juan A. Fernández-Ontiveros, investigador do INAF que se formou no IAC. 

"Este trabalho abre uma nova janela para entender o comportamento do material (gás) quando cai em buracos negros com uma ampla gama de massas, e ajuda a um entendimento mais preciso dos ciclos de atividade dos buracos negros supermassivos situados nos centros da maioria das galáxias," acrescenta Teo Muñoz-Darias, investigador do IAC. 

A figura ilustra como a população de galáxias ativas Seyfert-1 é tipicamente dominada pela emissão do disco de acreção (estado "suave"), enquanto a população de LINERs (inglês para "low-ionization nuclear emission-line region") é muito menos luminosa e é dominada por jatos (fase "dura"), que emitem intensamente no rádio. 

As galáxias Seyfert-2, por outro lado, não apresentam comportamento homogéneo e apesar de boa percentagem se comportar de maneira semelhante às Seyfert-1, grande parte delas estão em estados intermédios. Estes últimos estados são também observados em buracos negros estelares por curtos períodos de tempo.

Fonte: Astronomia OnLine

Uma galáxia espiral sendo desmontada

  Tirada de forma por uma galáxia vizinha, NGC 2276 é um exemplo perfeito de como não existem duas galáxias exatamente iguais.

NASA, ESA, STScI, Paul Sell (Universidade da Flórida)

Algodão doce é um alimento básico e delicioso tingido de azul, os pedaços grudando em seus dedos enquanto você puxa os fios de açúcar.

Como o algodão doce açucarado se desfazendo fio por fio, a galáxia espiral NGC 2276 também está sendo separada e desmontada. Localizada a 120 milhões de anos-luz de distância na constelação de Cefeu, ela tem uma galáxia vizinha, NGC 2300, fora do quadro à direita. Essa galáxia está puxando o disco externo de estrelas da NGC 2276 e puxando-as para um lado. 

Do outro lado da NGC 2276, estrelas massivas recém-nascidas vivem no braço azul brilhante no canto superior esquerdo. A intensa formação de estrelas pode ser devido a uma colisão entre a NGC 2276 e outra galáxia anã há muitos éons. 

NGC 2276 é um exemplo perfeito da física do cosmos. Nada é uniforme no espaço, mas com certeza é agradável de se olhar.

Fonte: Astronomy.com

Aumentam indícios de que constante de Hubble não seja constante

 

 Constante de Hubble 

Desde que Georges Lemaitre descobriu a expansão do Universo, em 1927, confirmada por Edwin Hubble em 1929, que os astrônomos tentam medir o valor dessa expansão, um indicador hoje conhecido como "constante de Hubble". 

Os novos cálculos se basearam na observação de supernovas, como a 1994D, que aparece no canto inferior esquerdo da galáxia NGC 4526. [Imagem: ESA/Hubble]

Contudo, tem persistido uma discrepância nessa velocidade conforme ela é medida usando as observações do Universo inicial, muito antigo, e as observações do Universo atual. 

No início da existência do Universo, a luz se movia através do plasma - não havia estrelas ainda - e de oscilações semelhantes às ondas sonoras. A constante de Hubble calculada a partir dessa radiação cósmica de fundo chega a um resultado de 67 km/s/Mpc (quilômetros por segundo por megaparsec), o que significa que o Universo se expandia cerca de 67 km/s mais rápido a cada 3,26 milhões de anos-luz (um parsec). 

Mas o resultado é diferente quando se observa o Universo depois que as estrelas nasceram, as galáxias se formaram e apareceram explosões chamadas supernovas, eventos extremos relacionados ao fim da vida de uma estrela. Com base nessas observações, a constante de Hubble fica em torno de 74 km/s/Mpc. Essa teimosa discrepância é conhecida hoje como "tensão de Hubble".

Havia uma expectativa de que um mapa 3D do Universo elucidaria a aceleração da expansão cósmica, mas os resultados não foram os esperados. [Imagem: Anand Raichoor (EPFL)/Ashley Ross (OSU)/SDSS]

Supernovas Ia e desvio para o vermelho 

Em busca de soluções para essa tensão de Hubble, uma equipe internacional de astrônomos analisou um banco de dados de mais de 1.000 explosões dessas supernovas - cujas medições sustentam o valor de 74 - e chegaram à conclusão de que a constante de Hubble pode não ser realmente constante. 

Em vez disso, o valor pode mudar com base na expansão do Universo, crescendo à medida que o Universo se expande. Essa explicação provavelmente requer uma "nova física" para explicar a taxa crescente de expansão, como uma versão modificada da gravidade de Einstein. 

Os astrônomos concentraram sua atenção em uma classe de supernovas chamadas Tipo Ia, conhecidas como "farol padrão", que funcionam como uma série de faróis que usam a mesma lâmpada: Quando conhecemos sua luminosidade, podemos calcular sua distância observando sua intensidade no céu. 

Em seguida, os astrônomos usaram o chamado desvio para o vermelho para calcular como a taxa de expansão do Universo pode ter aumentado ao longo do tempo - desvio para o vermelho é o fenômeno que ocorre quando a luz se estende conforme o Universo se expande; conforme as ondas se esticam, a cor da luz muda, tendendo para o vermelho. 

A essência da observação original de Lemaitre e Hubble é que, quanto mais longe do observador, mais o comprimento de onda se torna alongado, o que faz com que o desvio para o vermelho e a distância estejam relacionados.

Tentativas recentes de compreender melhor o Universo chegaram a questões interessantes, como se o Universo tem um Norte e um Sul e se o Universo é plano ou esférico. [Imagem: Konstantinos Migkas et al. - 10.1051/0004-6361/201936602]

Inconstante de Hubble 

A diferença neste novo estudo é que ele leva em conta o fato de que cada categoria de estrelas tem um valor de referência fixo de desvio para o vermelho. Comparando os valores de cada categoria de estrelas, os pesquisadores calcularam a constante de Hubble para cada uma das diferentes categorias. 

A seguir, eles separaram essas estrelas com base em intervalos de desvio para o vermelho, colocando as estrelas em um intervalo de distância em um "compartimento", depois um número igual de estrelas no próximo intervalo de distância em outro compartimento e assim por diante. Quanto mais perto o compartimento está da Terra, mais jovens são as estrelas. 

"Se [a constante de Hubble] fosse uma constante, então ela não deveria ser diferente quando a extraímos de caixas de distâncias diferentes. Mas nosso principal resultado é que ela realmente muda com a distância. A tensão da constante de Hubble pode ser explicada por alguma dependência intrínseca dessa constante com a distância dos objetos que você usa," explicou Enrico Rinaldi, da Universidade de Michigan, nos EUA. 

Além disso, os astrônomos descobriram que sua análise da constante de Hubble mudando com o desvio para o vermelho permite que eles "conectem" o valor da constante medida no início do Universo com os valores obtidos com dados do Universo mais recente, criando uma curva de aumento contínuo, e não mais o degrau entre 67 e 74 km/s/Mpc. 

"Os parâmetros extraídos ainda são compatíveis com o entendimento cosmológico padrão que temos," disse Rinaldi. "Mas desta vez eles apenas mudam um pouco conforme mudamos a distância, e essa pequena mudança é o suficiente para explicar por que temos essa tensão." 

A equipe afirma que pode haver várias explicações possíveis para essa aparente mudança na constante de Hubble, uma delas sendo a possibilidade de vieses observacionais na amostra de dados usada em cada caso. 

Para ajudar a corrigir possíveis vieses, os astrônomos já estão usando um instrumento especial (Hyper Suprime-Cam), instalado no telescópio Subaru, no Japão, para observar supernovas mais fracas em uma ampla área do céu. Os dados deste instrumento vão aumentar a amostra de supernovas observadas de regiões remotas e reduzir a incerteza nos dados.

Fonte: Inovação Tecnológica

Imagens deslumbrantes de galáxias, estrelas e remanescentes de supernovas

 

 Crédito: NASA/CXC/SAO, NASA/STScI, NASA/JPL-Caltech/SSC, ESO/NAOJ/NRAO, NRAO/AUI/NSF, NASA/CXC/SAO/PSU, e NASA/ESA

O Observatório de raios-X Chandra da NASA é um telescópio extremamente potente que nos traz inúmeras descobertas espaciais magníficas. Ele confirmou uma das explosões mais poderosas do universo recentemente e nos deu a primeira imagem do remanescente de supernova Cassiopeia A. 

Ele tem gerado algumas das mais belas imagens espaciais desde nebulosas planetárias e remanescentes de supernovas a galáxias e estrelas. 

Mas as novas imagens não são algo que você poderia enxergar no céu com seus próprios olhos, mesmo que tivesse um potente telescópio à sua disposição; elas são composições de inúmeros tipos de luz tanto visíveis quanto invisíveis aos nossos olhos e é isto que as torna totalmente singulares. Basicamente mostra o que nossa visão humana junto com visão de raios X, infravermelho e ultravioleta poderiam ver. 

Nebulosa Helix (Nebulosa Hélice)

Crédito: NASA/CXC; NASA/JPL-Caltech/SSC; NASA/STScI(M. Meixner)/ESA/NRAO(T.A. Rector); NASA/JPL-Caltech/K. Su

Quando uma estrela parecida com o nosso Sol fica sem combustível nuclear, ela incha e o núcleo estelar comprime. Isso é chamado por astrônomos de “nebulosa planetária“. Nosso sol passará por isso em aproximadamente 5 bilhões de anos. 

As imagens da Nebulosa Hélice possuem dados infravermelhos do Telescópio Espacial Spitzer da NASA (verde e vermelho), luz visível do Hubble (laranja e azul), ultravioleta do Galaxy Evolution Explorer da NASA (ciano) e raios-X do Chandra (aparecendo em branco) mostrando o estrela anã branca que se formou no centro da nebulosa. A imagem tem cerca de quatro anos-luz de diâmetro. 

Eta Carinae

Crédito: NASA/CXC;: NASA/STScI; NASA/ESA/N. Smith (Universidade do Arizona), J. Morese (BoldlyGo Instituts) and A. Pagan

Eta Carinae é um sistema instável com duas gigantescas estrelas orbitando uma a outra. É uma candidata a se tornar uma supernova nos próximos anos. Essa imagem é uma composição de três tipos de luz distintos: imagem ótica do Hubble (branco), ultravioleta (ciano) também do Hubble e raios X do Chandra (roxo). Erupções anteriores dessas estrelas criaram o anel de gás quente que emite raios-X com aproximadamente de 2,3 anos-luz de diâmetro ao redor das estrelas.

Supernova 1987A (SN 87A)

Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), P. Cigan e R. Indebetouw; NRAO/AUI/NSF, B. Saxton; NASA/CXC/SAO/PSU/K. Frank et al.; NASA/STScI

Esse estranho objeto foi observado 1987 na galáxia conhecida como a Grande Nuvem de Magalhães. Foi uma das mais poderosas e brilhantes supernovas observada durante centenas de anos e foi chamada de Supernova 1987A (SN 87A). As detecções do Chandra (azul) exibem a localização a onda de choque da explosão — similar a uma explosão supersônica do padrão auditivo — que interage com a matéria ao redor a aproximadamente quatro anos-luz da explosão inicial. 

Aglomerado de galáxias Abell 2744

Crédito: NASA/CXC; NASA/STScI

Aglomerados de galáxias são os maiores objetos do universo que ficam unidos por causa da atração gravitacional. Esses aglomerados possuem colossais quantidades de gás super quente que chegam a dezenas de milhões de graus. Isso dá a eles um brilho intenso no espectro dos raios X. Esses gases podem ser vistos ocupando milhões de anos-luz de distância entre as galáxias, representado aqui em azul. 

Galáxia M82

Crédito: NASA/CXC; NASA/STScI

Messier 82 (a Mais Bagunçada 82, em tradução livre), ou M82, é uma galáxia que tem a borda do seu disco apontando para nós. Esse ângulo permite que astrônomos observem o que ocorre quando a galáxia passa por explosões formadoras de estrelas. O Chandra detectou os raios X (em azul e rosa) exibindo emissões de gases com 20 mil anos-luz de comprimento e dezenas de milhões de graus por causa das explosões de supernovas. 

Galáxia Cartwheel (Galáxia Estrelinha)

Crédito: NASA/CXC; NASA/STScI

Esta galáxia que parece um alvo ficou assim, parcialmente, porque uma galáxia passou pelo meio dela. A impressionante colisão gerou ondas de choque por toda a galáxia levando a uma abundante geração de novas estrelas. A informação de raios-X do Chandra (em roxo) exibem o gás quente perturbado na galáxia Cartwheel no processo de ser arrastado através de mais de 150 mil anos-luz. Imagens óticas do Hubble (em vermelho, verde e azul) mostram o local em que a colisão poderia ter levado a atividade de formação estelar.

Fonte: NASA

10 anos de Blog

 

Recentemente no dia 25/05/2021 completamos 10 anos de Blog e quero compartilhar com vocês esta alegria - eu nem esperava que chegassemos longe. 

Com as informações, curiosidades, notícias e novidades sobre o Universo chegamos a mais de 8.500 postagens.

E quero agradecer à vocês pelos comentários, dúvidas, perguntas e interações.

E juntos, vamos por mais Posts.

Parabéns a todos nós !

Uma nova super-Terra foi detectada orbitando uma estrela anã vermelha

 

 Impressão artística da super-Terra em órbita ao redor da estrela anã vermelha GJ-740. Crédito: Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC).

Cientistas do Instituto de Astrofísica das Canárias (IAC), na Espanha, descobriram uma nova super Terra que foi detectada na órbita de uma estrela anã vermelha. Estrelas desse tipo têm sido estudadas exaustivamente por conta da grande presença de exoplanetas ao seu redor. 

As estrelas anãs vermelhas possuem uma temperatura que varia entre 2.100°C e 3.400°C, o que é em torno de 1.700°C mais frio que o nosso Sol. A mais nova super Terra descoberta orbita a estrela anã GJ 740, que está situada a cerca de 36 anos-luz do nosso planeta.

O planeta orbita sua estrela por 2,4 dias terrestres e sua massa é três vezes maior que a da Terra. Por conta da proximidade desta estrela do Sol e pelo fato da super Terra estar tão próxima de sua estrela, ela poderá ser objeto de pesquisas futuras com auxílio de telescópios de diâmetro muito grande até o fim desta década. 

“Este é o planeta com o segundo menor período orbital em torno deste tipo de estrela”, declarou o líder da pesquisa, Borja Toledo Padrón. “A massa e o período sugerem um planeta rochoso, com um raio de cerca de 1,4 raios terrestres, o que poderá ser confirmado em futuras observações com o satélite TESS”, completou o pesquisador.

Os dados coletados pela equipe de Padrón também sugerem a presença de um segundo planeta, este com período orbital de nove anos e massa próxima à de Saturno, que é equivalente a cerca de 100 vezes a da Terra. Porém, seu sinal de velocidade radial pode se dar por conta do ciclo magnético da estrela, que é semelhante ao do nosso Sol. 

A missão Kepler, que é uma das mais bem-sucedidas na detecção e exoplanetas, já descobriu um total de 156 deles em torno de estrelas frias. Com o uso de seus dados, foi possível estimar que esse tipo de estrela abriga em média 2,5 planetas com períodos orbitais de 200 dias ou menos. 

“A busca por novos exoplanetas em torno de estrelas frias é impulsionada pela menor diferença entre a massa do planeta e a massa da estrela em comparação com estrelas em classes espectrais mais quentes”, comentou Borja Toledo Padrón.

Fonte: Phys.org

Carbono presente na Terra tem origem interestelar, apontam cientistas

 Estudo contesta ideia de que moléculas de carbono presentes nosso planeta já estivessem presentes na mesma nebulosa da qual se formou o Sol, mas origem desse material ainda é mistério.

Reprodução artística do aspecto que a Terra teria em uma de suas etapas iniciais de formação, para a qual o carbono de origem interestelar é essencial

As moléculas de carbono são fundamentais para a existência da vida em nosso planeta. Porém, os cientistas ainda debatem de onde vieram, e como chegaram até aqui  na quantidade necessária para sustentar a vida. A ideia mais aceita sugere que o carbono já existia na nebulosa que se condensou e deu origem ao Sol e aos demais planetas do Sistema Solar. 

Mas novos estudos estão sustentando que, na verdade,  o carbono da Terra teria origem interestelar. Isto é, estaria originalmente no espaço entre as estrelas de nossa galáxia. Os dois estudos foram divulgados na revista Science Advances e no site da  National Academy of Sciences. 

Desmentindo a hipótese original

A hipótese mais aceita atualmente diz que o carbono encontrado na Terra estava presente  no gás da nebulosa primordial que deu origem ao Sistema Solar. Quando os gases se resfriaram o suficiente para que as moléculas pudessem se precipitar, uma parte desta  nebulosa, , teria dado origem aos planetas rochosos, tais como a Terra, por um processo conhecido como acreção. 

“Esse modelo de condensação foi amplamente utilizado por décadas. Ele assume que, durante os anos de formação do Sol, todos os elementos do planeta foram vaporizados. E, enquanto o disco protoplanetário esfriava, alguns desses gases se condensaram  e forneceram os ingredientes químicos para formar os corpos sólidos. Porém, isso não é aplicável ao carbono”, disse Jie Li, professora da Universidade de Michigan, nos EUA, e primeira autora do artigo publicado em Science Advances. No seu estudo, ela e seus colegas dizem que esse modelo não é valido pois, uma vez que o carbono é vaporizado, ele não consegue adquirir o estado  sólido novamente. 

O disco protoplanetário é uma nuvem de matéria, composta majoritariamente por poeira e gás que circunda estrelas recém-formadas , influindo o Sol. 

Boa parte do carbono que estava presente no disco se apresentava na forma de moléculas orgânicas. Entretanto, quando o carbono  é vaporizado, produz espécies químicas que são muito mais voláteis e que requerem temperaturas bastante baixas para se tornarem sólidas. Além disso, ele jamais poderá voltar a ser condensado na forma de moléculas orgânicas outra vez. Por isso, Li e seu time concluíram que o carbono presente na Terra deve ter sido herdado diretamente do meio interestelar, através de algum processo que evitou por completo que ele se vaporizasse. 

O carbono e a origem da vida na Terra 

Segundo os resultados obtidos pelo estudo liderado pela Universidade de Michigan, a chegada do carbono no nosso planeta acontece bem depois da formação e do aquecimento do disco protoplanetário. As moléculas teriam sido condensadas em sólidos cerca de um milhão de anos depois que o  Sol já havia se formado. 

Para  entender melhor qual pode ter sido o processo envolvido para trazer o carbono até aqui,  Li estimou a quantidade máxima de carbono que a Terra  poderia conter. Para isso, ela comparou a rapidez com a qual uma onda sísmica viaja até o núcleo terrestre. Os resultados sugerem que  o elemento provavelmente compõe menos de 0,5% da massa total da Terra.

 Essa noção da quantidade máxima de carbono existente na Terra ajuda a entender em que momento em que ele chegou aqui, e como ele pode viabilizar a vida no planeta. 

“Nós fizemos outro questionamento. Perguntamos qual seria a quantidade de carbono que pode ser colocada no centro da Terra e, ao mesmo tempo, respeitar certos limites”, disse Edward Bergin, pesquisador da Universidade de Michigan e co-autor do artigo. ” Há um elemento de incerteza neste cálculo. Vamos abraçá-lo para saber quais são os reais limites da quantidade de carbono existente no núcleo da Terra. De maneira a visualizar o cenário com o qual estamos lidando”. 

A fim de sustentar a vida, um planeta deve possuir carbono  na proporção certa.  Em excesso, ele pode desenvolver uma atmosfera muito densa, como aconteceu em  Vênus. A atmosfera lá  captura todo o calor vindo do Sol, mantendo temperaturas de aproximadamente 470 ºC.  Se a Terra tivesse falta de carbono, poderia se assemelhar  à Marte: um lugar hostil, incapaz de suportar vida à base de água, com temperaturas extremamente negativas. 

No segundo estudo realizado pelo mesmo grupo, porém liderado por  Marc Hirschmann, da Universidade de Minnesota, os pesquisadores também observaram a existência da perda de carbono. Para Edwin Bergin, o fenômeno é central na construção da Terra como um planeta habitável. 

“O planeta necessita de carbono para regular seu clima e permitir que a vida exista nele, mas isso é algo bastante delicado”, disse. “Não pode haver excesso nem escassez do elemento.” 

A equipe analisou como se dá o processamento do carbono nos  planestimais, pequenos corpos que se agregam numa etapa no processo de formação dos planetas. A equipe de Hirschmann procurou entender como os planetesimais retém o carbono durante o período inicial de sua formação. Para isso, eles examinaram os núcleos metálicos desses corpos, que atualmente podem ser encontrados na forma de meteoritos de ferro. O estudo revelou que , durante essa etapa chave da formação de um planeta, uma boa parte do carbono desaparece à medida que os planestimais derretem, formam núcleos e perdem gás. 

“A maioria dos modelos sugere que o carbono e outros materiais essenciais à vida, como água e nitrogênio, estavam na nebulosa e deram origem a corpos rochosos primitivos. Estes corpos, por sua vez, trariam estes elementos para os planetas que estavam em formação, tais como a Terra ou Marte. Mas esse processo pula uma etapa importante, na qual os planetesimais perdem muito de seu carbono antes que possam transportá-lo aos planetas”,  diz  Hirschmann.

Fonte: sciam.com.br

27 milhões de morfologias galácticas quantificadas e catalogadas com a ajuda de aprendizagem de máquina

 

 Imagem de NGC 1365 capturada pelo DES (Dark Energy Survey). Também conhecida como a Grande Galáxia Espiral Barrada, NGC 1365 é um exemplo de uma galáxia espiral e está localizada a 56 milhões de anos-luz de distância.Crédito: DECam, Colaboração DES

Uma investigação do Departamento de Física e Astronomia da Universidade da Pensilvânia, EUA, produziu o maior catálogo, até à data, da classificação morfológica de galáxias. Liderado pelos ex-pós-doutorados Jesús Vega-Ferrero e Helena Domínguez Sánchez, que trabalharam com a professora Mariangela Bernardi, este catálogo de 27 milhões de morfologias galácticas fornece informações importantes sobre a evolução do Universo. O estudo foi publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 

Os cientistas usaram dados do DES (Dark Energy Survey), um programa de pesquisa internacional cujo objetivo é obter imagens de um-oitavo do céu para melhor compreender o papel da energia escura na expansão acelerada do Universo. 

Um subproduto deste levantamento é que os dados do DES contêm muito mais imagens de galáxias distantes do que outros levantamentos até agora. "As imagens do DES mostram-nos como as galáxias eram há mais de 6 mil milhões de anos," diz Bernardi.

 E dado que o DES tem milhões de imagens de alta qualidade de objetos astronómicos, é o conjunto de dados perfeito para estudar a morfologia galáctica. "A morfologia galáctica é um dos principais aspetos da evolução galáctica. A forma e a estrutura das galáxias fornecem muitas informações sobre o modo como foram formadas, e ao saber as suas morfologias temos pistas sobre os prováveis percursos para a formação das galáxias," diz Domínguez Sánchez. 

Anteriormente, os investigadores publicaram um catálogo morfológico para mais de 600.000 galáxias do SDSS (Sloan Digital Sky Survey). Para tal, desenvolveram uma rede neuronal convolucional, um tipo de algoritmo de aprendizagem de máquina, que foi capaz de categorizar automaticamente se uma galáxia pertencia a um dos dois grupos principais: galáxias espirais, que têm um disco giratório onde nascem novas estrelas, e galáxias elípticas, que são maiores e compostas por estrelas mais velhas que se movem mais aleatoriamente do que as suas homólogas espirais. 

Mas o catálogo desenvolvido usando o conjunto de dados do SDSS foi composto principalmente por galáxias próximas e brilhantes, diz Vega-Ferrero. No seu estudo mais recente, os investigadores quiseram refinar o seu modelo de rede neuronal para poder classificar galáxias mais distantes e fracas. "Queríamos ultrapassar os limites da classificação morfológica e tentar ir mais além, para objetos mais ténues ou objetos mais distantes," acrescentou Vega-Ferrero. 

Com este objetivo, os cientistas primeiro tiveram que treinar o seu modelo de rede neuronal para poder classificar as imagens mais pixelizadas do conjunto de dados DES. Criaram em primeiro lugar um modelo de treino com classificações morfológicas previamente conhecidas, composto por um conjunto de 20.000 galáxias que se sobrepunham entre o DES e o SDSS. De seguida, criaram versões simuladas de novas galáxias, imitando a aparência das imagens se estivessem mais distantes usando o código desenvolvido pelo cientista Mike Jarvis. 

Assim que o modelo foi treinado e validado tanto em galáxias simuladas como em reais, foi aplicado ao conjunto de dados DES, e o catálogo resultante de 27 milhões de galáxias inclui informações sobre a probabilidade de uma galáxia individual ser elíptica ou espiral. Os investigadores também descobriram que a sua rede neuronal tinha uma precisão de 97% na classificação morfológica das galáxias, mesmo para galáxias demasiado fracas para serem classificadas a olho. 

"Nós empurrámos os limites em três ordens de magnitude, para objetos que são 1000 vezes mais fracos do que os originais," salienta Vega-Ferrero. "É por isso que conseguimos incluir muito mais galáxias no catálogo." 

"Catálogos como este são essenciais para o estudo da formação galáctica," diz Bernardi acerca da importância desta última publicação. "Este catálogo também será útil para ver se a morfologia e as populações estelares contam histórias semelhantes sobre como as galáxias se formaram." 

Para o último ponto, Domínguez Sánchez está atualmente a combinar as suas estimativas morfológicas com medições da composição química, idade, ritmo de formação estelar, massa e distância das mesmas galáxias. A incorporação destas informações permitirá aos investigadores estudar melhor a relação entre a morfologia das galáxias e a formação estelar, trabalho que será crucial para um entendimento mais profundo da evolução galáctica. 

Bernardi diz que há uma série de questões em aberto sobre a evolução galáctica que tanto este novo catálogo quanto os métodos desenvolvidos para o criar podem ajudar a resolver. O próximo levantamento do Observatório Vera C. Rubin (anteriormente LSST, Large Synoptic Survey Telescope), por exemplo, vai usar métodos fotométricos parecidos ao do DES, mas terá a capacidade de gerar imagens de objetos ainda mais distantes, fornecendo uma oportunidade para obter uma compreensão ainda mais profunda da evolução do Universo.

Fonte: Astronomia OnLine

Hubble captura nova imagem da Nebulosa Colar

 O Telescópio Espacial Hubble da NASA / ESA capturou uma nova foto impressionante de uma nebulosa planetária chamada Nebulosa Colar.

O Telescópio Espacial Hubble da NASA / ESA capturou uma nova foto impressionante de uma nebulosa planetária chamada Nebulosa Colar.

A Nebulosa do Colar está localizada a aproximadamente 15.000 anos-luz de distância, na constelação do norte de Sagitta. Caso contrário conhecido como PN G054.2-03.4 e IRAS 19417 + 1701, a nebulosa foi descoberta em 2005 por astrônomos usando o Telescópio Isaac Newton , nas Ilhas Canárias, Espanha. 

“A Nebulosa do Colar foi produzida por um par de estrelas semelhantes ao Sol que orbitam fortemente”, explicaram os astrônomos do Hubble. 

“Há cerca de 10.000 anos, uma das estrelas envelhecidas se expandiu e engolfou sua companheira menor, criando algo que chamamos de 'envelope comum'. “A estrela menor continuou a orbitar dentro de sua companheira maior, aumentando a taxa de rotação do gigante inchado até que grandes partes dela giraram para o espaço.” 

“Este anel de destroços que escapou formou a Nebulosa do Colar, com aglomerados particularmente densos de gás formando os 'diamantes' brilhantes ao redor do anel.” 

“As duas estrelas que criaram a Nebulosa do Colar permanecem tão próximas - separadas por apenas alguns milhões de km - que aparecem como um único ponto brilhante no centro da nova imagem do Hubble”, acrescentaram os pesquisadores. 

“Apesar de seu encontro próximo, as estrelas ainda estão furiosamente girando em torno umas das outras, completando uma órbita em pouco mais de um dia. A nova imagem da Nebulosa Colar foi feita a partir de exposições separadas tiradas nas regiões visível e infravermelho próximo do espectro com o instrumento Wide Field Camera 3 (WFC3) do Hubble . 

Seis filtros foram usados ​​para amostrar vários comprimentos de onda. A cor resulta da atribuição de matizes diferentes a cada imagem monocromática associada a um filtro individual.

Fonte: Sci News

Erupção recorde de estrela próxima registada pela primeira vez em vários comprimentos de onda

 

 Impressão de artista da violenta erupção estelar de Proxima Centauri descoberta por cientistas em 2019 usando nove telescópios em todo o espectro eletromagnético, incluindo o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). Estes eventos poderosos são frequentes em Proxima Centauri, impactando as estrelas do planeta quase diariamente. Crédito: NRAO/S. Dagnello

Usando o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), astrónomos identificaram uma erupção da estrela vizinha mais próxima da Terra, Proxima Centauri, que é 100 vezes mais poderosa do que qualquer outra erupção semelhante vista no Sol. A erupção, que é a maior já registada da estrela, revelou o funcionamento interno de tais eventos aos astrónomos e pode ajudar a moldar a procura por vida para lá do Sistema Solar. 

As erupções estelares ocorrem quando a libertação de energia magnética em manchas estelares explode num intenso surto de radiação eletromagnética que pode ser observado em todo o espectro eletromagnético, desde o rádio até aos raios-gama. Esta é a primeira vez que uma única erupção estelar, além das que ocorrem no Sol, foi observada com uma cobertura tão completa de comprimentos de onda. O estudo foi precipitado pela descoberta fortuita de uma erupção de Proxima Centauri em dados de arquivo do ALMA de 2018. 

"Nunca tínhamos visto uma anã M entrar em erupção em comprimentos de onda milimétricos antes de 2018, de modo que não se sabia se havia emissão correspondente noutros comprimentos de onda," disse Meredith MacGregor, professora assistente do CASA (Center for Astrophysics and Space Astronomy) e do Departamento de Ciências Planetárias e Astrofísicas da Universidade do Colorado, em Boulder, autora principal do estudo. 

Impressão de artista de uma violenta erupção na nossa estrela vizinha, Proxima Centauri. A erupção é a mais poderosa já registada da estrela, e está a dar aos cientistas novas informações sobre a procura de vida em planetas situados em sistemas de anãs M, muitos dos quais têm estrelas invulgarmente vivazes.Crédito: NRAO/S. Dagnello

Para melhor entender as erupções em Proxima Centauri - uma estrela anã vermelha localizada a cerca de quatro anos-luz da Terra - uma equipa de astrónomos observou a estrela durante um total de 40 horas ao longo de vários meses em 2019 usando nove telescópios no solo e no espaço. 

Em maio de 2019, Proxima Centauri ejetou uma violenta erupção que durou apenas sete segundos, mas gerou um surto tanto no ultravioleta como em comprimentos de onda milimétricos. A erupção foi caracterizada por um pico forte e impulsivo nunca antes visto nestes comprimentos de onda. O evento foi registado por cinco dos nove telescópios envolvidos no estudo, incluindo o Telescópio Espacial Hubble no ultravioleta e o ALMA em comprimentos de onda milimétricos. 

"A estrela passou de normal para 14.000 vezes mais brilhante quando vista em comprimentos de onda ultravioleta ao longo de alguns segundos," disse MacGregor, acrescentando que um comportamento semelhante foi observado em comprimentos de onda milimétricos ao mesmo tempo pelo ALMA. 

"No passado, não sabíamos que estrelas podiam libertar erupções na faixa milimétrica, de modo que esta é a primeira vez que procuramos por erupções nesta gama de comprimentos de onda," disse MacGregor, acrescentando que as novas observações podem ajudar os investigadores a reunir mais informações sobre como as estrelas produzem erupções, que podem ter um impacto na vida próxima. 

As erupções poderosas do nosso Sol são invulgares, ocorrendo apenas algumas vezes num ciclo solar. De acordo com MacGregor, este não é o caso em Proxima Centauri. "Os planetas de Proxima Centauri estão a ser atingidos por algo deste género não apenas uma vez por século, mas pelo menos uma vez por dia, senão várias vezes por dia," realça MacGregor. 

A estrela é proeminente em discussões sobre a perspetiva de vida em torno de estrelas anãs vermelhas devido à sua proximidade com a Terra e por ser hospedeira de Proxima Centauri b, um planeta que reside na zona habitável da estrela. 

"Se houvesse vida no planeta mais próximo de Proxima Centauri, teria que ser muito diferente de qualquer forma de vida na Terra," salientou MacGregor. "Um ser humano neste planeta passaria por mais bocados.  As observações futuras vão concentrar-se em desvendar os muitos segredos por trás das explosões de Proxima Centauri na esperança de descobrir os mecanismos internos que provocam estas poderosas explosões. 

"Queremos ver que surpresas esta estrela nos reserva a fim de nos ajudar e compreender a física das erupções estelares," disse MacGregor.

Fonte: Astronomia OnLine

Astrônomos lançam novo mapa do céu com alcance externo da Via Láctea

 

 Imagens da Via Láctea e da Grande Nuvem de Magalhães (GNM) sobrepostas a um mapa do halo galáctico circundante. A estrutura mais pequena é um rastro criado pelo movimento da GNM pela região. A maior característica com tons azuis claro corresponde a uma densidade alta de estrelas observada no hemisfério norte da nossa Galáxia. Crédito: NASA/ESA/JPL-Caltech/Conroy et al. 2021;

Uma equipe de astrônomos produziu um mapa do halo galáctico, a região mais externa da Via Láctea, a partir de dados coletados por telescópios da NASA e da Agência Espacial Europeia (ESA). Essa é uma área que fica fora dos braços espirais que formam o disco central da nossa galáxia e, embora pareça vazio, o halo pode abrigar uma grande reserva da misteriosa matéria escura, a substância invisível que forma toda a massa do universo. 

O novo mapa revela como a Grande Nuvem de Magalhães, a maior de uma dupla de galáxias-satélite da nossa, moveu-se pelo halo da Via Láctea. Nisso, sua gravidade deixou um “rastro” nas estrelas, que é semelhante àquele que um barco deixa para trás conforme se move pela água. Os dados foram coletados pela missão Gaia, da ESA, e pela Near Earth Object Wide Field Infrared Survey Explorer (NEOWISE), da NASA, que proporcionaram o primeiro mapa com uma imagem similar da região mais externa, que fica entre 200 mil e 325 mil anos-luz do centro galáctico. É ali que a perturbação do “rastro” foi identificada. 

Charlie Conroy, co-autor do estudo, liderou a equipe que realizou o mapeamento de mais de 1.300 estrelas no halo. Como era difícil definir a distância exata entre a Terra e grande parte das estrelas, a equipe trabalhou com dados da missão europeia Gaia — embora ela revele a localização de muitas delas, o telescópio não consegue medir a distância até aquelas que ficam nas regiões mais externas da Via Láctea. Então, após identificar as que provavelmente faziam parte do halo, a equipe procurou estrelas que podiam ser identificadas pelo NEOWISE. 

A perturbação no halo também permite que os astrônomos estudem a matéria escura. Mesmo que não possa ser observada diretamente por não emitir, refletir ou absorver luz, essa substância é considerada a grande responsável por manter as galáxias unidas e sem se dispersarem conforme giram. Assim, a interação entre a matéria escura e a Grande Nuvem de Magalhães traz algumas implicações importantes para a Via Láctea: conforme a vizinha orbita nossa galáxia, a gravidade da matéria escura a atrai, fazendo com que desacelere. 

Então, a órbita dela é reduzida gradualmente, de modo que a Grande Nuvem de Magalhães deverá colidir com a Via Láctea em 2 bilhões de anos. Fusões desse tipo podem explicar o crescimento das galáxias massivas: “este roubo de energia de uma galáxia menor não é somente o motivo pelo qual a Grande Nuvem de Magalhães está se fundindo com a Via Láctea, mas também pelo qual todas as fusões de galáxias acontecem”, explicou Rohan Naidu, co-autor do estudo. "A perturbação no nosso mapa é uma ótima confirmação de que a nossa ideia básica de como as galáxias se fundem está no caminho certo". 

O novo mapa também oferece uma ótima oportunidade para os astrônomos estudarem a matéria escura na nossa galáxia. Eles investigaram a perturbação causada pela Grande Nuvem de Magalhães após analisar um modelo produzido por astrofísicos da Universidade do Arizona, e notaram que a previsão teórica foi confirmada pelos dados de observação, o que mostrava estarem na direção correta para compreender as interações entre as duas galáxias — incluindo a matéria escura. 

O artigo com os resultados do estudo foi publicado na revista Nature. 

Fonte: NASA

Descoberto "O Unicórnio", o buraco negro mais próximo da Terra e um dos mais pequenos conhecidos

 

 Impressão de artista do buraco negro "O Unicórnio" e da sua estrela gigante vermelha companheira. O bojo na gigante vermelha, provocado pela força de maré do buraco negro, está exagerado para efeitos de ilustração. Os tamanhos não estão à escala. Crédito: Lauren Fanfer

 Os cientistas descobriram um dos buracos negros mais pequenos de que há registo - e o mais próximo da Terra encontrado até hoje.  Os investigadores apelidaram-no de "O Unicórnio", em parte porque é, até agora, único e em parte porque foi encontrado na direção da constelação de Unicórnio. As descobertas foram publicadas dia 21 de abril na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 

"Quando olhámos para os dados, este buraco negro - O Unicórnio - simplesmente saltou à vista," disse o autor principal Tharindu Jayasinghe, estudante de doutoramento em astronomia na Universidade Estatal do Ohio. 

O Unicórnio tem cerca de três vezes a massa do nosso Sol - minúsculo para um buraco negro. Até à data foram encontrados muito poucos buracos negros desta massa. Este fica a 1500 anos-luz da Terra, ainda dentro da Via Láctea. E, até Jayasinghe começar a analisá-lo, estava essencialmente escondido à vista de todos. 

O buraco negro parece ser companheiro de uma estrela gigante vermelha, o que significa que os dois objetos estão ligados pela gravidade. Os cientistas não conseguem ver o buraco negro - estes são, por definição, negros, não apenas visualmente, mas até para as ferramentas que os astrónomos usam para medir a luz ótica e outros comprimentos de onda. 

Mas, neste caso, podem observar a estrela companheira do buraco negro. Essa estrela foi bem documentada por sistemas telescópicos como o KELT, gerido pela Universidade do Ohio; ASAS, o precursor do ASAS-SN, que agora é gerido também pela mesma universidade, e pelo TESS, um satélite da NASA que procura planetas para lá do nosso Sistema Solar. Os dados da estrela já estavam amplamente disponíveis, mas ainda não haviam sido analisados desta forma. 

Quando Jayasinghe e outros investigadores analisaram os dados, notaram que algo que não conseguiam ver parecia estar a orbitar a gigante vermelha, fazendo com que a luz desta estrela mudasse de intensidade e aparência em vários pontos da sua órbita. 

Algo, perceberam, estava a puxar a gigante vermelha e a mudar a sua forma. Esse efeito de atração, chamado de perturbação de marés, fornece aos astrónomos um sinal de que algo está a afetar a estrela. Uma opção era um buraco negro, mas teria que ser pequeno - menos de cinco vezes a massa do nosso Sol, caindo numa gama de tamanhos que os astrónomos chamam de "lacuna de massa". Apenas recentemente é que os astrónomos consideraram como possibilidade a existência de buracos negros com esta massa. 

"Quando olhamos de maneira diferente, que é o que estamos a fazer, encontramos coisas diferentes," disse Kris Stanek, coautor do estudo, professor de astronomia da Universidade Estatal do Ohio. "Tharindu observou esta coisa que tantas outras pessoas já tinham observado e, em vez de descartar a possibilidade de que pudesse ser um buraco negro, disse, 'Bem, e se fosse mesmo um buraco negro?'" 

Esta perturbação de marés é produzida pela força de maré de um companheiro invisível - um buraco negro. 

"Assim como a gravidade da Lua distorce os oceanos da Terra, fazendo com que os mares criem um bojo na direção da Lua e na direção oposta, produzindo marés altas, o buraco negro distorce a estrela para uma forma de bola de rugby com um eixo mais longo do que o outro," disse Todd Thompson, coautor do estudo, presidente do departamento de astronomia da mesma instituição de ensino norte-americana. "A explicação mais simples é que é um buraco negro - e, neste caso, a explicação mais simples é a mais provável." 

A velocidade da gigante vermelha, o período orbital e o modo como a força de maré distorceu a gigante vermelha, disse-lhes a massa do buraco negro, levando-os a concluir que este buraco negro tinha cerca de três vezes a massa do Sol. 

Há já aproximadamente uma década que os astrónomos e os astrofísicos se perguntam se não estavam a encontrar estes buracos negros porque os sistemas e abordagens usados não eram sofisticados o suficiente para os encontrar. Ou, alternativamente, que simplesmente não existiam? 

Então, há cerca de 18 meses, muitos dos membros desta equipa de investigação, liderados por Thompson, publicaram um artigo científico na revista Science, fornecendo fortes evidências da existência deste tipo de buracos negros. Esta descoberta motivou Jayasinghe e outros, tanto na mesma universidade como por todo o mundo, a procurar seriamente buracos negros mais pequenos. E essa avaliação levou-os ao Unicórnio. 

Encontrar e estudar buracos negros e estrelas de neutrões na nossa Galáxia é crucial para os cientistas que estudam o espaço, porque diz-lhes mais sobre o modo como as estrelas se formam e morrem. 

Mas encontrar e estudar buracos negros é, quase por definição, difícil: os buracos negros individuais não emitem o mesmo tipo de radiação que outros objetos emitem no espaço. São, para os equipamentos científicos, electromagneticamente silenciosos e invisíveis. A maioria dos buracos negros conhecidos foi descoberta porque interagiu com uma estrela companheira, que criou muitos raios-X - e esses raios-X são visíveis para os astrónomos. 

Nos últimos anos foram lançadas mais experiências em larga escala para tentar localizar buracos negros pequenos, e Thompson disse que futuramente espera ver a descoberta de mais buracos negros na "lacuna de massa". 

"Eu penso que o campo está a avançar nesta direção, para realmente mapear quantos buracos negros de baixa massa, de massa intermédia e quantos buracos negros de massa elevada existem, porque de cada vez que encontramos um, dá-nos uma pista sobre as estrelas que colapsam, as que explodem e as que ficam no meio," disse.

Fonte: Astronomia OnLine

Como o telescópio espacial romano da NASA descobrirá buracos negros solitários

 

 Esta ilustração mostra o conceito de microlente gravitacional com um buraco negro. Quando um buraco negro passa quase em frente de uma estrela mais distante, pode agir como lente que amplia a luz estelar. Crédito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA/CIB

O Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA fornecerá uma janela sem precedentes para o universo infravermelho quando for lançado em meados da década de 2020. Uma das pesquisas planejadas da missão usará uma peculiaridade da gravidade para revelar milhares de novos planetas além do nosso sistema solar. A mesma pesquisa também fornecerá a melhor oportunidade de detectar definitivamente pela primeira vez pequenos buracos negros solitários. Formados quando uma estrela com mais de 20 massas solares esgota o combustível nuclear em seu núcleo e colapsa com seu próprio peso, esses objetos são conhecidos como buracos negros de massa estelar. 

Os buracos negros têm uma gravidade tão poderosa que nem mesmo a luz consegue escapar de suas garras. Como eles são invisíveis, só podemos encontrar buracos negros indiretamente, vendo como eles afetam seus arredores. Os buracos negros supermassivos encontrados no centro das galáxias, que contêm milhões de vezes a massa do Sol, interrompem as órbitas das estrelas próximas e ocasionalmente as separam com consequências visíveis. 

Mas os astrônomos acham que a grande maioria dos buracos negros de massa estelar, que são muito mais leves, não tem nada ao seu redor que possa nos alertar de sua presença. Roman encontrará planetas em toda a nossa galáxia observando como sua gravidade distorce a luz das estrelas distantes e, como os buracos negros de massa estelar produzem os mesmos efeitos, a missão também deve ser capaz de encontrá-los.

“Os astrônomos identificaram cerca de 20 buracos negros de massa estelar até agora na Via Láctea, mas todos eles têm um companheiro que podemos ver”, disse Kailash Sahu, astrônomo do Space Telescope Science Institute em Baltimore. “Muitos cientistas, inclusive eu, passaram anos tentando encontrar buracos negros por conta própria usando outros telescópios. É empolgante que com Roman, finalmente será possível. ” 

Fazendo um buraco negro

As estrelas parecem faróis eternos, mas cada uma nasce com um suprimento limitado de combustível. As estrelas passam a maior parte de suas vidas transformando hidrogênio em seus centros em hélio, o que cria uma enorme quantidade de energia. Esse processo, chamado de fusão nuclear, é como uma explosão controlada - um jogo de cabo de guerra perfeitamente equilibrado entre a pressão externa e a gravidade. 

Mas, à medida que o combustível de uma estrela se esgota e a fusão desacelera, a gravidade assume o controle e o núcleo da estrela se contrai. Essa pressão interna aquece o núcleo e desencadeia uma nova rodada de fusão, que produz tanta energia que as camadas externas da estrela se expandem. A estrela aumenta de tamanho, sua superfície esfria e ela se torna uma gigante vermelha ou supergigante. 

O tipo de cadáver estelar que é deixado para trás depende da massa da estrela. Quando uma estrela semelhante ao Sol fica sem combustível, ela eventualmente ejeta suas camadas externas, e apenas um pequeno núcleo quente chamado anã branca permanece. A anã branca desaparecerá com o tempo, como as brasas agonizantes de uma fogueira que antes rugia. Nosso Sol tem cerca de cinco bilhões de anos restantes de combustível. 

Estrelas mais massivas esquentam mais, então gastam seu combustível mais rápido. Acima de cerca de oito vezes a massa do Sol, a maioria das estrelas está condenada a morrer em explosões cataclísmicas chamadas supernovas antes de se tornarem buracos negros. Nas massas mais altas, as estrelas podem pular a explosão e colapsar diretamente em buracos negros .

 Os núcleos dessas estrelas massivas colapsam até que seus prótons e elétrons se esmaguem para formar nêutrons. Se o núcleo remanescente pesar menos do que cerca de três massas solares, o colapso para aí, deixando para trás uma estrela de nêutrons. Para núcleos remanescentes maiores, mesmo os nêutrons não podem suportar a pressão e o colapso continua a formar um buraco negro. 

Milhões de estrelas massivas passaram por esse processo e agora se escondem em toda a galáxia como buracos negros. Os astrônomos acham que deveria haver cerca de 100 milhões de buracos negros de massa estelar em nossa galáxia, mas só fomos capazes de encontrá-los quando afetaram visivelmente os arredores. Os astrônomos podem inferir a presença de um buraco negro quando discos de acreção quentes e brilhantes se formam ao redor deles ou quando eles localizam estrelas orbitando um objeto massivo, mas invisível. 

“Roman vai revolucionar nossa busca por buracos negros porque vai nos ajudar a encontrá-los mesmo quando não há nada por perto”, disse Sahu. “A galáxia deveria estar repleta desses objetos.” 

Vendo o invisível

Roman usará principalmente uma técnica chamada microlente gravitacional para descobrir planetas além do nosso sistema solar. Quando um objeto massivo, como uma estrela, cruza na frente de uma estrela mais distante de nosso ponto de vista, a luz da estrela mais distante se curva enquanto viaja através do espaço-tempo curvo ao redor da estrela mais próxima. 

O resultado é que a estrela mais próxima atua como uma lente natural, ampliando a luz da estrela de fundo. Os planetas orbitando a estrela da lente podem produzir um efeito semelhante em uma escala menor. 

Além de fazer com que uma estrela de fundo brilhe, um objeto de lente mais massivo pode deformar tanto o espaço-tempo que altera visivelmente a localização aparente da estrela distante no céu. Essa mudança de posição, chamada microlente astrométrica, é extremamente pequena - apenas cerca de um miliarcsegundo. É como distinguir um movimento tão pequeno quanto a largura de um quarto no topo do Empire State Building em Nova York, todo o caminho desde Los Angeles. Usando a resolução espacial requintada de Roman para detectar um movimento aparente tão minúsculo - o sinal revelador de um buraco negro massivo - os astrônomos serão capazes de restringir a massa, distância e movimento do buraco negro através da galáxia. 

Os sinais de microlente são tão raros que os astrônomos precisam monitorar centenas de milhões de estrelas por longos períodos para capturá-los. Os observatórios devem ser capazes de rastrear a posição e o brilho da estrela de fundo com extrema precisão - algo que só pode ser feito acima da atmosfera da Terra. A localização de Roman no espaço e o enorme campo de visão nos fornecerão a melhor oportunidade de investigar a população de buracos negros de nossa galáxia. 

“Os buracos negros de massa estelar que descobrimos em sistemas binários têm propriedades estranhas em comparação com o que esperamos”, disse Sahu. “Eles são todos cerca de 10 vezes mais massivos do que o Sol, mas achamos que deveriam abranger uma faixa muito mais ampla entre três e 80 massas solares. Ao realizar um censo desses objetos, Roman nos ajudará a entender mais sobre o estertor da morte das estrelas. ” 

Fonte: NASA

Hubble 31 anos: estrela gigante à beira da destruição é o destaque

  AG Carinae, cuja massa é até 70 vezes maior que a do Sol, vive um cabo de guerra entre a gravidade e a radiação que pode levá-la a se autodestruir

AG Carinae: disputa interna entre radiação e gravidade. Crédito: Nasa, ESA e STScI; CC BY 4.0

Em comemoração ao 31º aniversário do lançamento do telescópio espacial Hubble, da Nasa/ESA, os astrônomos apontaram o observatório para uma das estrelas mais brilhantes vistas em nossa galáxia para capturar sua beleza. 

A estrela gigante AG Carinae, apresentada acima, vive um cabo de guerra entre a gravidade e a radiação que pode levá-la a se autodestruir. Ela é cercada por uma camada em expansão de gás e poeira – uma nebulosa. A nebulosa tem cerca de cinco anos-luz de largura, o que é igual à distância daqui até a estrela mais próxima de nós, Alpha Centauri. 

A enorme estrutura foi criada a partir de uma ou mais erupções gigantes há vários milhares de anos. As camadas externas da estrela foram lançadas no espaço; o material expelido totaliza cerca de 10 vezes a massa do nosso Sol. Essas explosões são típicas da vida de um tipo raro de estrela chamado Variável Luminosa Azul (Luminous Blue Variable, ou LBV). Trata-se de uma breve e instável fase na curta vida de uma estrela ultrabrilhante e glamorosa que vive rapidamente e morre jovem. 

Expectativa de vida breve

Essas estrelas estão entre as mais massivas e brilhantes conhecidas. Vivem por apenas alguns milhões de anos, em comparação com a vida de aproximadamente 10 bilhões de anos do nosso Sol. AG Carinae tem alguns milhões de anos e reside a 20 mil anos-luz de nossa galáxia, a Via Láctea. A expectativa de vida da estrela está entre 5 milhões e 6 milhões de anos. 

As LBVs têm dupla personalidade. Elas parecem passar anos em êxtase em geral tranquilo e de repente vivem uma explosão, durante a qual sua luminosidade aumenta – às vezes em várias ordens de magnitude. Essas gigantes são muito diferentes de estrelas normais como o Sol. Estima-se que AG Carinae tenha até 70 vezes mais massa do que o Sol e brilha com o brilho ofuscante de 1 milhão de Sóis. 

Explosões importantes, como a que produziu a nebulosa apresentada nesta imagem, ocorrem algumas vezes durante a vida de uma LBV. Esse tipo de estrela lança material apenas quando está em perigo de autodestruição. Por causa de suas formas massivas e temperaturas superaquecidas, estrelas variáveis ​​luminosas azuis como AG Carinae estão em uma batalha constante para manter a estabilidade. 

Estrelas raras

É uma queda de braço entre a pressão da radiação de dentro da estrela empurrando para fora e a gravidade pressionando para dentro. Essa disputa resulta na expansão e contração da estrela. A pressão externa ocasionalmente vence a batalha, e a estrela se expande a um tamanho tão imenso que explode suas camadas externas, como um vulcão em erupção. Mas essa explosão só acontece quando a estrela está prestes a se desintegrar. Depois que a estrela ejeta o material, ela se contrai ao seu tamanho normal (grande), acomoda-se e se torna estável novamente. 

Estrelas LBV são raras: menos de 50 são conhecidas entre as galáxias em nosso grupo local de galáxias vizinhas. Essas estrelas passam dezenas de milhares de anos nessa fase, um piscar de olhos no tempo cósmico. Espera-se que alguns terminem suas vidas em explosões de supernovas titânicas, que enriquecem o universo com elementos mais pesados​​além do ferro. 

Como muitas outras LBVs, AG Carinae permanece instável. Ela experimentou explosões menores que não foram tão poderosas quanto aquela que criou a presente nebulosa. Embora AG Carinae esteja calma agora, sua radiação escaldante e seu poderoso vento estelar (fluxos de partículas carregadas) têm moldado a nebulosa antiga, esculpindo estruturas intrincadas enquanto o gás que vaza atinge a nebulosa externa de movimento lento. O vento está viajando a até 1 milhão de quilômetros por hora, cerca de 10 vezes mais rápido que a nebulosa em expansão. Com o tempo, o vento quente alcança o material expelido mais frio, penetra nele e o empurra para longe da estrela. Esse efeito “limpa-neve” responde pela cavidade ao redor da estrela. 

Hidrogênio e nitrogênio

O material vermelho é gás hidrogênio brilhante misturado com gás nitrogênio. O material vermelho difuso no canto superior esquerdo aponta onde o vento rompeu uma região tênue de material e o varreu para o espaço. As características mais proeminentes, destacadas em azul, são estruturas filamentares em forma de girinos e bolhas tortas. Essas estruturas são aglomerados de poeira iluminados pela luz da estrela. As características em forma de girino, mais proeminentes à esquerda e na parte inferior, são aglomerados de poeira mais densos que foram esculpidos pelo vento estelar. A visão nítida do Hubble revela essas estruturas de aparência delicada em grande detalhe. 

A imagem foi tirada em luz visível e ultravioleta. O Hubble é ideal para observações em luz ultravioleta porque essa faixa de comprimento de onda só pode ser vista do espaço.

Fonte: Revista Planeta