Quando As Galáxias Se Apagam

Algumas galáxias atingem um ponto em suas vidas quando o processo de formação estelar acaba e elas então se desligam. As galáxias desligadas no passado distante aparecem muito menores do que as galáxias desligadas no Universo atualmente. Isso sempre foi um mistério para os astrônomos; como essas galáxias crescem se elas não tem mais formação de estrelas?  Uma equipe de astrônomos usou agora um conjunto de observações do Hubble para dar uma resposta surpreendentemente simples para essa questão cósmica de longa data.

Até agora, acreditava-se que essas pequenas galáxias desligadas cresciam se tornando as galáxias apagadas maiores que observamos hoje. Como essas galáxias não formam mais novas estrelas, acreditava-se que elas cresciam por meio da colisão e da fusão com outras galáxias apagadas menores, aproximadamente entre cinco e dez vezes menos massivas. Contudo, essas fusões necessitariam da presença de muito mais galáxias pequenas flutuando ao redor para que a população de galáxias apagadas pudessem se alimentar, o que não é observado.

Até recentemente não era possível explorar um número suficiente de galáxias desligadas, mas agora uma equipe de astrônomos usou observações feitas com a Hubble COSMOS Survey para identificar e contar essas galáxias desligadas através dos últimos oito bilhões de anos de história cósmica. O crescimento das galáxias desligadas tem sido um dos maiores mistérios sobre a evolução galáctica por muitos anos”, disse Marcella Carollo, da ETH Zurich, na Suíça, principal autora de um novo artigo que explora essas galáxias. “Nenhuma coleção única de imagens tem sido grande o suficiente para nos permitir estudar um grande número de galáxias exatamente da mesma maneira, até o projeto COSMOS do Hubble”, adicionou o coautor Nick Scoville da Caltech, nos EUA.

A equipe usou o grande conjunto de imagens do COSMOS, juntamente com observações adicionais feitas com o Canada-France-Hawaii Telescope e com o telescópio Subaru, ambos no Havaí, EUA, para espiar uma época em que o Universo tinha menos da metade da idade atual. Essas observações mapearam uma área no céu quase nove vezes maior do que a área da ocupada pela Lua Cheia. As galáxias desligadas vistas nessa época eram pequenas e compactas, e surpreendentemente elas pareciam ficar do mesmo jeito. Ao invés de crescerem por intermédio de fusões através do tempo, essas galáxias pequenas mantinham o tamanho que elas tinham quando o processo de formação de estrelas parou. Então por que nós observamos essas galáxias aparentemente maiores com o passar do tempo?

“Nós descobrimos que um grande número de galáxias maiores que ao invés de se desligarem em momentos posteriores se juntaram com outras galáxias menores também desligadas dando a falsa impressão de que havia ocorrido um crescimento individual com o passar do tempo”, disse o coautor Simon Lilly, também do ETH Surich. “É como dizer que o aumento no tamanho médio de um apartamento em uma cidade não se deve à adição de novos quartos em prédios velhos, mas sim devido a construção de novos apartamentos maiores” adicionou o coautor Alvio Renzini do Observatório INAF Padua na Itália.

Isso nos diz muito sobre como as galáxias se desenvolveram nos últimos oito bilhões de anos da história do Universo. Já se sabia que as galáxias com formação de estrelas ativa eram menores no início do Universo, explicando por que elas eram menores quando o processo de formação estelar foi interrompido.

“O COSMOS nos forneceu simplesmente o melhor conjunto de observações para esse tipo de trabalho, ele nos deixou estudar um grande número de galáxias exatamente no mesmo período, o que não era possível de ser feito antes”, adiciona o coautor Peter Capak, também da Caltech. “Nosso estudo oferece uma explicação surpreendentemente simples e óbvia para esse mistério. Sempre que podemos ver simplicidade na natureza no meio de toda a complexidade aparente, é algo muito satisfatório”, concluiu Carollo.

Gigantesca “galáxia fantasma” é 99,99% matéria escura

Astrônomos descobriram uma galáxia tão grande quanto a Via Láctea, com um pequeno diferencial: ela consiste quase que inteiramente de matéria escura, uma substância misteriosa e invisível que cientistas têm estudado há décadas. Apenas 0,01% dessa galáxia contém matéria comum, como estrelas e planetas. Ninguém consegue explicar muito bem do que a matéria escura é composta, mas podemos perceber sua existência pelos efeitos de sua gravidade em outros objetos espaciais. Seja lá do que é feita, cerca de 80% da massa do universo é matéria escura.

Dragonfly 44
Essa galáxia, chamada Dragonfly 44, foi identificada pela primeira vez em 2015, com ajuda do telescópio Dragonfly Telephoto Array, que fica no estado americano de Novo México. Este telescópio é formado por oito objetivas, projetado para captar objetos no espaço que não são brilhantes o suficiente para serem vistos por outros telescópios. Dragonfly 44 é uma das 47 galáxias sem contorno definido que Pieter van Dokkum, da Universidade Yale, descobriu no aglomerado Coma, um grupo de pelo menos mil galáxias a cerca de 300 milhões de anos-luz da Terra. A Dragonfly 44 é uma das maiores e mais brilhantes que eles encontraram na região, apesar de emitir apenas 1% da luz emitida pela Via Láctea.

Poucas estrelas
O que chamou atenção de van Dokkum e seus colegas foi sua formação: uma galáxia deste tamanho não poderia se manter “unida” sem a ajuda de algumas estrelas e de sua gravidade. Sem essas estrelas, os corpos espaciais deveriam ter se separado. Foi então que o grupo começou a suspeitar que a matéria escura era a responsável por manter a galáxia em formação. Para investigar esta hipótese, os pesquisadores usaram um dos maiores telescópios do mundo, o W. M. Keck Observatory, localizado no Havaí.

“A movimentação de estrelas mostra quanta matéria existe. Não importa o tipo de matéria. Na galáxia Dragonfly, as estrelas se movem muito rapidamente. Então há uma grande discrepância: encontramos muito mais massa através da movimentação das estrelas do que há massa nas próprias estrelas”, explica van Dokkum. O pesquisador diz que isso traz grandes consequências para o estudo de matéria negra. “Esta descoberta abre uma nova classe de objetos massivos que posemos estudar”, diz.
“O que realmente queremos aprender é o que é matéria escura. A corrida é para encontrar galáxias escuras massivas que estão até mais próximas de nós do que a Dragonfly 44, para que possamos procurar sinais que possam revelar partículas escuras”.

Três Galáxias em Dragão

Créditos da Imagem: Stephen Leshin

Esse intrigante trio de galáxias é algumas vezes chamado de Grupo Draco, e localiza-se na constelação do norte (que você já deve ter adivinhado), chamada Draco (o Dragão). Da esquerda para a direita estão a galáxia espiral NGC 5981, a galáxia elíptica NGC 5982, e a galáxia espiral que aparece de frente para nós, NGC 5985 – todas elas dentro do mesmo campo telescópico de visão que se espalha um pouco mais do que metade da largura da Lua cheia. Enquanto o grupo é de longe muito pequeno para ser um aglomerado de galáxias, e não tem sido catalogado como um grupo compacto, todas essas galáxias localizam-se aproximadamente a 100 milhões de anos-luz da Terra. Numa análise mais detalhada realizada como espectrógrafos, o núcleo brilhante da impressionante galáxia espiral que aparece de frente para nós, a NGC 5985, mostra uma proeminente emissão em um comprimento de onda de luz específico, levando os astrônomos a classificarem essa galáxia como sendo uma Seyfert, ou seja, um tipo de galáxia ativa. Não tão bem conhecido como outros grupos de galáxias, o contraste na aparência visual de seus membros, faz desse trio um alvo atrativo para os astrofotógrafos. Essa exposição impressionantemente profunda nos dá pistas, apagadas de conchas ao redor da NGC 5982, feições essas que são evidências de fusões galácticas do passado. Essa imagem também revela muitas outras galáxias bem mais distantes que esse trio.

Os Jatos da NGC 1097

A enigmática galáxia espiral NGC 1097 brilha nos céus do sul, a aproximadamente 45 milhões de anos-luz de distância da Terra na direção da constelação de Fornax. Seus braços espirais azuis estão repletos de regiões de formação de estrelas rosadas que aparecem em destaque nesse retrato colorido da galáxia, mostrado acima. Eles parecem terem sido envolvidos ao redor de uma galáxia companheira menor abaixo e a esquerda do centro, a cerca de 40000 anos-luz do núcleo luminoso da espiral. Apesar de tudo essa não é a única feição peculiar da NGC 1097. A exposição super profunda dá pista dos apagados e misteriosos jatos, visíveis com maior facilidade se estendendo além dos braços azulados em direção à parte inferior direita. De fato, quatro jatos são atualmente reconhecidos nas imagens ópticas da NGC 1097. Os jatos traçam um X, centrado no núcleo da galáxia, mas que provavelmente não se originou ali. Ao invés disso eles poderiam ser fluxos de estrelas fósseis, rastros deixados para trás da captura e destruição de uma galáxia muito menor no passado antigo da grande espiral. Considerada uma galáxia Seyfert, o núcleo da NGC 1097 também abriga um buraco negro supermassivo.

Estrelas mais distantes da VIA LÁCTEA podem ter sido "ROUBADAS" de outra galáxia

Nesta imagem gerada por computador, a oval vermelha marca o disco da nossa Galáxia e o ponto vermelho mostra a localização da anã de Sagitário. O círculo amarelo representa as estrelas que foram arrancadas da anã e atiradas para o espaço. Cinco da 11 estrelas mais distantes conhecidas na nossa Galáxia foram provavelmente "roubadas" desta maneira.Crédito: Marion Dierickx/CfA

As 11 estrelas mais distantes conhecidas da nossa Galáxia estão localizadas a cerca de 300.000 anos-luz da Terra, bem para lá do disco espiral da Via Láctea. Uma nova pesquisa feita por astrónomos de Harvard mostra que metade dessas estrelas podem ter sido arrancadas de outra galáxia: a anã de Sagitário. Além disso, são membros de um longo fluxo estelar que se estende um milhão de anos-luz no espaço, ou 10 vezes o diâmetro da nossa Galáxia.

"Os fluxos de estrelas que foram mapeados até agora são como riachos em comparação com o rio gigante de estrelas que prevemos observar eventualmente," afirma a autora principal Marion Dierickx do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica. A anã de Sagitário é uma das dúzias de mini-galáxias que rodeiam a Via Láctea. Ao longo da história do Universo, completou várias órbitas em redor da nossa Galáxia. Em cada passagem, as marés gravitacionais da Via Láctea influenciavam a galáxia mais pequena, puxando-a e distorcendo-a como um elástico.

Dierickx e o seu orientador de doutoramento, o teórico Avi Loeb de Harvard, usaram modelos de computador para simular os movimentos da anã de Sagitário ao longo dos últimos 8 mil milhões de anos. Eles variaram a sua velocidade inicial e ângulo de aproximação à Via Láctea para determinar quais os cenários que melhor correspondiam às observações atuais. A velocidade de partida e o ângulo de aproximação têm um grande efeito na órbita, assim como a velocidade e o ângulo de um lançamento de um míssil afeta a sua trajetória," explica Loeb.

No início da simulação, a anã de Sagitário tinha uma massa na ordem das 10 mil milhões de massas solares, ou cerca de 1% da massa da Via Láctea. Os cálculos de Dierickx mostram que, ao longo do tempo, a infeliz anã perdeu cerca de um-terço das suas estrelas e um total de nove-décimos da sua matéria escura. Isto resultou em três fluxos estelares distintos que alcançam um milhão de anos-luz a partir do centro da Via Láctea. Os fluxos estendem-se até à orla do halo da Via Láctea e são das maiores estruturas observáveis no céu.

Além disso, cinco das 11 estrelas mais distantes na nossa Galáxia têm posições e velocidades que coincidem ao que seria de esperar de estrelas roubadas à anã de Sagitário. As outras seis não parecem ser de Sagitário, mas podem ter sido removidas de uma galáxia anã diferente.

Os projetos de mapeamento como o SDSS (Sloan Digital Sky Survey) traçaram um dos três fluxos previstos por estas simulações, mas não em toda a extensão que os modelos sugerem. Instrumentos futuros como o LSST (Large Synoptic Survey Telescope), que irá detetar estrelas muito mais ténues no céu, deverão ser capazes de identificar os outros fluxos.

"Existem lá fora ainda mais 'intrusos' de Sagitário, à espera de serem encontrados," comenta Dierickx. As descobertas foram aceites para publicação na revista The Astrophysical Journal e estão disponíveis online.

HUBBLE forenece roteiro interestelar da viagem galáctica das VOYAGER

Nesta impressão de artista, a sonda Voyager 1 da NASA tem uma vista aérea do Sistema Solar. Os círculos representam as órbitas dos planetas exteriores: Júpiter, Saturno, Úrano e Neptuno. Lançada em 1977, a Voyager 1 visitou os gigantes Júpiter e Saturno. A nave encontra-se agora a 20,65 mil milhões de quilómetros da Terra, o que a torna no objeto mais distante jamais construído pelo Homem. De facto, a Voyager 1 está agora a navegar pelo espaço interestelar, a região entre as estrelas que contém gás, poeira e material reciclado por estrelas moribundas. Crédito: NASA, ESA e G. Bacon (STScI)

As duas sondas Voyager da NASA estão a navegar por território inexplorado na sua viagem para lá do nosso Sistema Solar. Ao longo do caminho, medem o meio interestelar, o ambiente misterioso entre as estrelas. O Telescópio Espacial Hubble da NASA está fornecendo o roteiro - estudando o material ao longo das trajetórias futuras das naves. Mesmo depois das Voyagers ficarem sem energia elétrica e serem incapazes de enviar novos dados, o que poderá acontecer daqui a uma década, os astrónomos podem usar as observações do Hubble para caracterizar o ambiente através do qual estes embaixadores silenciosos vão passar. Uma análise preliminar de observações do Hubble revela uma ecologia interestelar rica e complexa, contendo várias nuvens de hidrogénio entrelaçadas com outros elementos. 

Os dados do Hubble, combinados com os das Voyagers, também forneceram novas informações sobre como o nosso Sol viaja através do espaço interestelar. Esta é uma grande oportunidade para comparar dados de medições 'in situ' do ambiente espacial pelas naves Voyager e medições telescópicas com o Hubble," afirma o líder do estudo Seth Redfield da Universidade Wesleyan em Middletown, no estado norte-americano de Connecticut. "As Voyagers estão a 'provar' regiões minúsculas à medida que percorrem o espaço a cerca de 61.000 km/h. Mas não fazemos ideia se estas pequenas áreas são normais ou raras. As observações do Hubble dão-nos uma visão mais abrangente porque o telescópio está a observar um trajeto mais longo e largo. 

Assim, o Hubble dá contexto à região por onde cada Voyager está a passar." Os astrónomos esperam que as observações do Hubble os ajudem a caracterizar as propriedades físicas do meio interestelar local. "Idealmente, a sintetização destas informações com medições 'in situ' pelas Voyager proporcionaria uma visão geral sem precedentes do ambiente interestelar local," realça Juli Zachary, membro da equipa do Hubble e da Universidade Wesleyan.

Os resultados da equipa foram apresentados no passado dia 6 de janeiro na reunião de inverno da Sociedade Astronómica Americana em Grapevine, Texas, EUA. A NASA lançou as sondas gémeas Voyager 1 e 2 em 1977. Ambas exploraram os planetas exteriores Júpiter e Saturno. A Voyager 2 visitou também Úrano e Neptuno. As pioneiras Voyager estão atualmente a explorar a orla mais externa do domínio do Sol. A Voyager 1 encontra-se a navegar pelo espaço interestelar, a região entre as estrelas que contém gás, poeira e material reciclado por estrelas moribundas.

Nesta ilustração orientada ao longo do plano da eclíptica, o Telescópio Espacial Hubble da NASA observa os percursos das sondas Voyager 1 e 2 à medida que viajam pelo Sistema Solar e até ao espaço interestelar. O Hubble está a examinar duas linhas de visão (as características gémeas em forma de cone) ao longo do percurso das naves. O objetivo do telescópio é ajudar os astrónomos a mapear a estrutura interestelar ao longo do caminho estelar de cada sonda. Cada linha de visão estende-se vários anos-luz até estrelas vizinhas. Crédito: NASA, ESA e Z. Levay (STScI)

A Voyager 1 encontra-se a 20,65 mil milhões de quilómetros da Terra, o que a torna no objeto mais distante já construído pelo Homem. Daqui a aproximadamente 40.000 anos, depois da nave já não estar operacional e a recolher novos dados, passará a 1,6 anos-luz da estrela Gliese 445, na direção da constelação de Girafa. A sua gémea, a Voyager 2, está a 17,1 mil milhões de quilómetros da Terra e passará a 1,7 anos-luz da estrela Ross 248 daqui a mais ou menos 40.000 anos.

Durante os próximos 10 anos, as Voyager farão medições do material interestelar, dos campos magnéticos e raios cósmicos ao longo das suas trajetórias. O Hubble complementa as observações das Voyagers observando duas linhas de visão ao longo do percurso das sondas com o objetivo de mapear a estrutura interestelar. Cada linha de visão estende-se vários anos-luz até estrelas próximas. Ao examinar a luz dessas estrelas, o instrumento STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) do Hubble mede como o material interestelar absorve alguma dessa radiação estelar, deixando impressões digitais espectrais.

O Hubble descobriu que a Voyager 2 vai sair da nuvem interestelar que rodeia o Sistema Solar daqui a um par de milhares de anos. Com base em dados do Hubble, os astrónomos preveem que a nave vai passar 90.000 anos numa segunda nuvem e atravessar, depois, para uma terceira nuvem interestelar. Um inventário da composição das nuvens revela ligeiras variações na abundância dos elementos químicos contidos nas estruturas. "Estas variações podem significar que as nuvens se formaram de maneiras diferentes, ou em áreas diferentes, e depois juntaram-se," comenta Redfield.

Um olhar inicial sobre os dados do Hubble também sugere que o Sol está a passar por material mais denso no espaço próximo, o que pode afetar a heliosfera, a grande bolha que contém o nosso Sistema Solar e que é produzida pelo poderoso vento solar da nossa estrela. No seu limite, a que chamamos heliopausa, o vento solar empurra para fora contra o meio interestelar. O Hubble e a Voyager 1 obtiveram medições do ambiente interestelar para lá desta fronteira, onde o vento vem de outras estrelas que não o nosso Sol.

"Estou realmente intrigado pela interação entre as estrelas e o ambiente interestelar," acrescenta Redfield. "Estes tipos de interações estão a acontecer em torno da maioria das estrelas e é um processo dinâmico. A heliosfera é comprimida quando o Sol se move através de material mais denso, mas expande-se para trás quando a estrela passa por matéria menos densa. Esta expansão e contração é provocada pela interação entre a pressão externa do vento estelar, composta por um fluxo de partículas carregadas e pela pressão do material interestelar que rodeia uma estrela.

Cientistas japoneses detectam anomalia atmosférica enorme em Vênus

Utilizando a espaçonave Akatsuki, cientistas japoneses detectaram uma grande anomalia, em forma de arco, na atmosfera superior de Vênus. Estranhamente, a estrutura de 9,97 quilômetros de comprimento não se mexe, apesar dos ventos de 362 quilômetros por hora que a cercam. Pesquisadores da Agência Japonesa de Exploração Aeroespacial acreditam que o fenômeno é a maior “onda de gravidade” estacionária já registrada no sistema solar. Emanando das montanhas abaixo, o fenômeno climático é forte o bastante para suportar ventos ferozes de fundo, fazendo com que uma estrutura enorme em formato de arco fique pendurada na atmosfera superior do planeta como uma gigante cicatriz.

Vênus, esse inferno de planeta coberto de nuvens, está repleto de comportamentos atmosféricos excepcionalmente estranhos. Os ventos em sua atmosfera superior uivam a 359 quilômetros por hora, velocidade consideravelmente maior do que o planeta que a rotação do planeta (um dia em Vênus dura mais do que um ano inteiro por lá). Nuvens grossas de ácido sulfúrico se movem a oeste, pelo fato de toda a atmosfera superior estar girando significativamente mais rápido do que o próprio planeta. No fim de 2015, o orbitador da JAXA Akatsuki — espaçonave criada para investigar as dinâmicas atmosféricas e a física das nuvens de Vênus — fez observações estranhas ao longo de vários dias. Como foi descrito em estudo recente publicado no periódico Nature, a sonda detectou uma estrutura estacionária, em formato de arco, na atmosfera superior do planeta. Um time de pesquisadores liderado pelo astrônomo Makoto Taguchi, da Universidade de Rikkyo, avistou a anomalia ao analisar imagens tiradas pela Akatsuki no infravermelho médio e no espectro ultravioleta-visível.

Estacionada 64,3 quilômetros acima da superfície chamuscada, a brilhante e incomumente quente região se estendia por 10.000 quilômetros no topo das nuvens de Vênus (quase o mesmo diâmetro de todo o planeta). A estrutura não se mexia, apesar dos ventos atmosféricos em volta, permanecendo inerte acima da região montanhosa da superfície do planeta. Antes dessa observação, os cientistas constataram vários aspectos atmosféricos de pequena escala que se moviam mais rápido ou mais devagar que esses ventos.

Essa raia gigante e seu desprezo pelos ventos à sua volta pegaram os cientistas da JAXA completamente desprevenidos. Várias semanas após suas observações iniciais, o arco havia desaparecido, então não se trata de uma característica permanente. Os pesquisadores agora esperam ansiosamente por um possível retorno.


© Imagem: JAXA/Taguchi et. al., 2017 A estrutura foi observada ao longo de vários dias, de 8 a 11 de dezembro de 2015. Apesar dos fortes ventos, a anomalia permaneceu estacionária.

Onda de gravidade
Após descartar possibilidades como uma maré térmica (similares às do oceano, mas muito improváveis, considerando que Vênus não tem lua) ou um erro instrumental (a Akatsuki está em ótimo estado), os pesquisadores da Jaxa concluíram que a anomalia provavelmente é causada por uma onda de gravidade. Não confundir com as ondas gravitacionais. 

Ondas de gravidade acontecem quando transmissores, como um fluído ou um gás, lutam por um estado de equilíbrio sobre a força da gravidade. Ou, como Taguchi explicou ao Gizmodo, “é uma oscilação de densidade, pressão, velocidade ou temperatura que propaga em uma atmosfera, a partir do equilíbrio entre flutuabilidade e forças de gravidade como uma força restauradora”. Na Terra, as ondas de gravidade produzem ondas no oceano e fluxo de ar sobre as montanhas.

Cientistas já observaram ondas de gravidade pequenas e passageiras na atmosfera de Vênus anteriormente, um sinal de que cadeias de montanhas estão presentes abaixo, mas eles nunca viram algo como isso. Neste planeta queimado, as ondas de gravidade são geradas perto de áreas com superfície acidentada e montanhosa e então derivam para cima, subindo ao céu e crescendo mais e mais em amplitude até que se dissipam pouco abaixo das nuvens. Conforme as ondas se quebram na atmosfera superior, elas forçam a retornada contra a força tremenda dos ventos atmosféricos, abrandando-os.

Essa, pelo menos, é a teoria de como as ondas de gravidade normalmente funcionam. Mas essa nova anomalia sugere que também funcionem em escala quase planetária, afetando as nuvens de topo por milhares de quilômetros.

“Dados o formato e a velocidade (dos ventos) em relação à super-rotação, a única interpretação razoável para o formato em arco do estacionário é que tenha sido induzido por um pacote de ondas de gravidade atmosféricas”, escreveram os pesquisadores. “O estudo presente mostra evidência direta da existência de ondas de gravidade estacionárias, além de apontar que tais ondas podem ter uma escala muito grande — talvez a maior já observada no sistema solar.”

Usando modelos de computador, os pesquisadores verificaram que as grandes ondas de gravidade estacionárias são, de fato, possíveis. “Nossas simulações de propagação de ondas de gravidade mostraram um padrão semelhante de distribuição de temperatura nas altitudes das nuvens de tempo como a observada”, contou Taguchi ao Gizmodo.

Dito isso, a equipe de Taguchi não tem certeza absoluta de que as ondas de gravidade produzidas pelas cadeias de montanhas de Vênus sejam capazes de espalhar-se tão para o alto sem um pouco de ajuda. Os pesquisadores especulam que os ventos na atmosfera profunda podem ser mais variáveis em espaço e tempo do que se presumia anteriormente, aumentando a habilidade de propagação das ondas de gravidade até a porção superior da atmosfera de Vênus.

Olhando para o futuro, Taguchi gostaria de estudar as variações na atmosfera, para que possa comparar as condições de quando o arco está presente com as de quando está ausente. “Também precisamos coletar mais dados para estudos estatísticos”, disse. “As simulações em computador em andamento serão importantes para justificar a hipótese levantada a partir dos resultados observacionais.”

Vênus, como estamos descobrindo,  é um lugar surpreendentemente complicado — e incomum.

Você nunca viu o sol dessa maneira : Nasa cria modelo impressionante

Entender o comportamento do sol é importante para que um dia possamos prever quando uma tempestade solar vai acontecer. A Nasa anunciou um novo modelo que mostra as espetaculares interações do plasma solar, chamado de Fonte Potencial do Campo da Superfície. A grande bola de hidrogênio e hélio pode brilhar sobre nossas cabeças desde o início dos tempos, mas foi apenas na década de 1950 que pudemos enxergar além do espectro visível e identificar os loops incandescentes da coroa solar pela primeira vez. O campo magnético do sol é tão complexo que levamos mais de 50 anos para compreender melhor o seu funcionamento. Depois de décadas de observação e criação de modelos, cientistas puderam perceber que o plasma flui por causa de mudanças no campo magnético. Esse campo gera explosões e tempestades que saturam nosso sistema solar com radiação e que podem ter um efeito devastador na Terra. Holly Gilbert, cientista solar da Nasa, explica o novo modelo:

 “Usamos um código de cores para representar linhas magnéticas abertas. O verde e roxo têm uma polaridade norte e sul. As linhas brancas são linhas magnéticas fechadas, elas saem da superfície solar e voltam em um loop. Essas linhas magnéticas interagem entre si e causam grandes explosões”. Observar o plasma na superfície do sol nos oferece algumas pistas de como a dinâmica magnética acontece. O plasma incandescente se desintegra naturalmente em partículas carregadas. Como a eletricidade e magnetismo são lados opostos da mesma moeda, o movimento das partículas carregadas tanto gera os campos magnéticos quanto é guiado por eles. Além de ter criado este modelo hipnotizante e belo, os cientistas da Nasa esperam que com ele seja possível reunir ainda mais pistas sobre o funcionamento do campo magnético.

Por que estudar Plutão se nem planeta ele é?

O pesquisador Mike Brown foi o responsável por tirar de Plutão o status de planeta, sendo considerado um verdadeiro exterminador de planetas da astronomia moderna. Brown apresentou à União Astronômica Internacional (IAU) a informação de que Plutão deveria deixar de ser o nono planeta do sistema solar.

Entretanto, mesmo perdendo o posto, Plutão continua tendo relevância nas pesquisas espaciais internacionais. Prova disso, é a sonda New Horizons, que chegou à órbita de Plutão no dia 14 de julho de 2015.

Muitas pessoas podem se perguntar: qual a importância de estudar Plutão para a vida das pessoas? Por que gastar dinheiro com algo assim se Plutão nem é mais planeta? A resposta para essas questões é simples: os estudos sobre Plutão são importantes porque podem reforçar o status de que Plutão é um planeta-anão.

Segundo os pesquisadores, a missão não deve mudar a condição de Plutão, nem fazê-lo retomar o posto de planeta. A decisão de que ele perdeu o posto de planeta, adotada em 2006, é irreversível pela União Astronômica Internacional (UAI).

A atual missão realizada pela NASA, a Agência Espacial Norte-Americana, tem como objetivo encontrar mais informações sobre o ex-planeta e avançar nos estudos sobre como era a vida na Terra há bilhões de anos. Os dados também vão ajudar na realização de novos trabalhos sobre os demais planetas, além de beneficiar a ciência planetária em geral.

A missão que chegou a Plutão também deve passar por outros objetos do Cinturão de Kuiper, ampliando o conhecimento dos pesquisadores sobre essa região. A Nasa gastou cerca de US$ 720 milhões com a missão da New Horizons e a chegada às proximidades de Plutão.

Vale lembrar que a New Horizons não chegou até o solo de Plutão. Ela alcançou uma proximidade recorde, ficando a apenas 12 mil km de distância do ex-planeta.

Estrela presumida jovem é afinal uma anciã galáctica

Chini tem vindo a estudar aproximadamente 400 estrelas na vizinhança do Sol que partilham algumas das propriedades do Sol. No processo, ele e a sua equipa fizeram uma descoberta muito interessante. Crédito: RUB, Nelle

Era considerada uma adolescente entre as estrelas. Mas agora uma coisa ficou clara: este objeto celeste foi formado quando a nossa Galáxia nasceu. Porque é que os investigadores erraram durante tantas décadas?

49 Lib, uma estrela relativamente brilhante no céu do hemisfério sul, tem doze mil milhões de anos e não apenas 2,3 mil milhões. Durante muitas décadas, os cientistas ficaram intrigados com os dados contraditórios que recebiam deste corpo celeste, porque tinham estimado uma idade muito mais jovem do que realmente é. A nova determinação da sua idade, por astrónomos da RUB (Ruhr-Universität Bochum), resolveu agora com sucesso todas as inconsistências. O Dr. Klaus Fuhrmann e o professor Dr. Rolf Chini publicaram os seus resultados na revista The Astrophysical Journal.

"Antes, havia-se assumido que a estrela tinha apenas metade da idade do nosso Sol," comenta Chini. "No entanto, os nossos dados mostraram que se formou durante o nascimento da Via Láctea." A razão para o erro: o objeto celeste é um sistema binário, como foi provado por outro grupo de pesquisa em 2016. A equipa de Chini demonstrou agora o mecanismo usado pela parceira estelar de 49 Lib para fingir a sua idade.

Companheira estelar invisível
A estrela companheira de 49 Lib é uma estrela quase extinta praticamente invisível. No final da sua vida, transferiu parte da sua matéria para 49 Lib - e foi isto que levou a uma estimativa tão confusa da sua idade. Os cientistas determinam a idade das estrelas com base na sua composição química. As estrelas velhas, formadas durante uma fase inicial do Universo, não contêm elementos pesados. Isto porque esses elementos foram produzidos mais tarde, após a fusão nuclear de muitas gerações de estrelas. As estrelas novas, tais como o nosso Sol, possuem elementos pesados porque emergiram dos restos das gerações passadas das estrelas.

Gigante no final da sua vida
Dado que a misteriosa estrela 49 Lib contém elementos pesados, os cientistas pensaram, durante muitas décadas, que seria um corpo celeste relativamente jovem. No entanto, a equipa de Bochum descobriu que os elementos pesados não são originários de 49 Lib, mas que haviam sido transferidos para lá a partir da sua companheira invisível. No final da vida, as estrelas tornam-se enormes; tão grandes que a sua própria gravidade já não é suficiente para manter a matéria junta. A matéria escapa como gás para o espaço. Caso houvesse outra estrela na sua vizinhança, a sua gravidade poderia atrair e absorver a matéria expelida. Foi assim que 49 Lib ganhou os seus elementos pesados.

Determinando a idade das estrelas
Os astrónomos determinam a idade das estrelas com base nos seus espectros. Quebram a luz emitida pela estrela nos seus componentes individuais e descodificam os comprimentos de onda nos quais a estrela emite mais luz. A composição dos elementos químicos de uma estrela determina o seu espectro. Com base nos seus dados, os investigadores da RUB fizeram mais do que apenas especificar a idade da estrela em questão. "Somos capazes de acompanhar a evolução de todo este sistema binário," explica Rolf Chini. Os astrónomos sabem, por exemplo, as massas com as quais a vida do sistema começou e como essas massas evoluíram desde então.

De anãs brancas a supernovas
Ao início, ambas as estrelas tinham massas semelhantes à do Sol. Quando 49 Lib recebeu parte da matéria da sua parceira estelar em extinção, ganhou uma massa de aproximadamente 0,55 sóis. Quanto mais massa tem uma estrela, mais pequena é a sua vida. O ganho de massa reduziu, assim, dramaticamente a vida de 49 Lib. "Tornar-se-á em breve uma gigante vermelha e, seguidamente, colapsará numa anã branca," descreve Rolf Chini.

Como gigante vermelha, 49 Lib já não será capaz de manter a sua matéria aglomerada, passando pelo mesmo processo que a sua parceira padeceu quando se transformou em anã branca. Parte da matéria de 49 Lib será atraída pela companheira extinta. "Caso esse parceiro estelar não consiga livrar-se da matéria via pequenas erupções, explodirá completamente como uma supernova," conclui Chini.

Cientistas calcularam a massa de toda a Via Láctea, e o número tem 40 zeros

Telescópio espacial europeu Gaia revela o mapa mais detalhado já produzido da Via Láctea, um catálogo de 1 bilhão de estrelas

Astrônomos chegaram ao que acreditam ser a medida mais precisa da massa da Via Láctea: cerca de 4,8 x 10¹¹ vezes a massa do Sol, ou "massas solares", se quiser usar uma unidade padrão de massa da astronomia.

Isso representa cerca de 9,5 x 10^41 kg, traduzindo, é o número 95 seguido por 40 zeros. O valor, é claro, é estimado, já que não temos nenhuma medida exata de todos os bilhões de estrelas e outros objetos que existem na Via Láctea (e nem conseguimos pesá-los em uma balança).

Em um artigo publicado no The Astrophysical Jornal, os cientistas explicam como usaram métodos de medição que envolvem complexas técnicas matemáticas e estatísticas, como a análise hierárquica bayesiana, além de medições diretas da velocidade de aglomerados globulares, os grupos esféricos bem embalados de 10.000 a 100.000 velhas estrelas que se movem pela galáxia.

Assim como a massa do Sol pode ser calculada medindo sua força gravitacional na Terra, a massa da Via Láctea pode ser calculada medindo sua atração gravitacional sobre os aglomerados globulares. A estimativa inclui tudo dentro de 125 quiloparsecs (unidade de distância usada em astronomia para representar distâncias estelares) do centro da galáxia – ou seja, em 3,9 x 10^18 quilômetros.

E "tudo" não são apenas estrelas: existem planetas, luas, gases, poeira e outros objetos, para não mencionar a imensa quantidade de matéria escura. A autora principal da pesquisa, Gwendolyn M. Eadie, da Universidade de McMaster, em Ontário, Canadá, afirmou em entrevista ao "The New York Times" que as descobertas eram importantes do ponto de vista de um astrônomo.

"Os métodos que desenvolvemos podem ser importantes em outros estudos. Estes métodos eram utilizados em outros campos, mas estão começando a se tornar mais úteis na astronomia agora que temos computadores que podem fazer cálculos complexos".

O que isso significa para nós, reles mortais? "Isso apenas satisfaz a curiosidade sobre o mundo e galáxia em que vivemos", disse ela.

NGC 891 – A galáxia espiral observada de lado desde a Terra

A grande galáxia espiral NGC 891 se espalha por cerca de 100 anos-luz e é vista quase que exatamente de lado desde a nossa perspectiva. De fato, localizada a cerca de 30 milhões de anos-luz de distância da Terra na constelação de Andrômeda, a NGC 891 se parece muito com a nossa galáxia, a Via Láctea. Numa primeira olhada, ela tem um disco galáctico de estrelas fino e plano e um bulbo central cortado no meio por regiões de poeira escura. Mas o que se destaca mesmo na aparência da NGC 891, vista assim de lado, são os filamentos de poeira que se estendem por centenas de anos-luz acima e abaixo da linha central. A poeira provavelmente foi expelida do disco por explosões de supernovas ou pela intensa atividade de formação de estrelas. Galáxias mais apagadas podem ser vistas perto do disco da NGC 891, nessa bela imagem profunda do campo onde localiza-se a galáxia.

Quando Marte encontra Netuno

Quem teve a oportunidade de observar o céu no dia 1 de Janeiro, com um binóculo ou com telescópio e conseguiu ver Marte, muito provavelmente viu também um gigante gasoso do nosso Sistema Solar. De forma impressionante, a linha de visão para o Planeta Vermelho poderia levar você a observar a uma distância de 0.02 graus, o planeta Netuno. O painel acima usou imagens feitas num intervalo de 3 horas da conjunção entre os planetas, imagens que foram registradas em Brisbane na Austrália. A imagem de campo mais amplo inclui a Lua nos seus primeiros dias de fase crescente, perto do horizonte oeste, e Vênus como a brilhante estrela da noite. Marte e Netuno estavam na pare superior direita dessa imagem mais ampla. Os dois quadros de detalhe foram feitos com a mesma lente e mostram a conjunção entre Marte e Netuno, e o tamanho aparente da Lua crescente na mesma escala. Agora Netuno já aparece mais perto de Vênus no céu noturno.

Algo silencioso e fatal está exterminando galáxias

Galáxias inocentes estão sendo assassinadas: a vida está literalmente sendo sugada para fora delas. Embora o culpado ainda esteja em liberdade, uma equipe de pesquisadores do Centro Internacional de Pesquisas de Radioastronomia (ICRAR, na sigla em inglês), na Austrália, está trabalhando incansavelmente para solucionar o caso.

O CRIME

Depois de examinar 11.000 galáxias usando o Sloan Digital Sky Survey (SDSS, o mais ambicioso levantamento astronômico em andamento na atualidade) e os dados do Arecibo Legacy Fast ALFA Survey, a equipe concluiu que um processo chamado em inglês de “ram-pressure stripping”, que força o gás para fora das galáxias, é mais comum do que se imaginava anteriormente. Isso causa uma morte rápida, porque sem gás, as galáxias são incapazes de produzir mais estrelas.
Então, quem é o principal suspeito deste crime?

MATÉRIA ESCURA

O material misterioso e invisível que desafia a nossa detecção há anos.
“Durante suas vidas, as galáxias podem habitar halos de matéria escura de tamanhos diferentes, variando de massas típicas como a da nossa própria Via Láctea a halos milhares de vezes mais maciços”, disse Toby Brown, autor principal do estudo, em um comunicado à imprensa.

À medida que as galáxias passam através desses halos maiores, o plasma intergaláctico superaquecido entre eles remove seu gás nesse processo de ação rápida chamado de ram-pressure stripping. A nova pesquisa sugere que o processo é muito comum e pode acontecer com pequenos e grandes grupos galácticos. 

Astrônomos descobrem golpe cósmico duplo e poderoso

Astrônomos descobriram o que acontece quando a erupção de um buraco negro supermassivo é varrida pela colisão e fusão de dois enxames galácticos. Esta composição contém raios-X do Chandra (azul), emissão de rádio captada pelo GMRT (vermelho) e dados óticos do Subaru (vermelho, verde e azul) dos enxames em colisão chamados Abell 3411 e Abell 3412. Estes e outros telescópios foram usados para analisar como a combinação destes dois poderosos fenómenos podem criar um extraordinário acelerador de partículas cósmicas.Crédito: raios-X - NASA/CXC/SAO/R. van Weeren et al; ótico - NAOJ/Subaru; rádio - NCRA/TIFR/GMRT

Astrónomos descobriram uma combinação de dois dos fenómenos mais poderosos do Universo, um buraco negro supermassivo e a colisão de enxames galácticos gigantes, o que criou um estupendo acelerador de partículas cósmicas. Combinando dados do Observatório de raios-X Chandra da NASA, do GMRT (Giant Metrewave Radio Telescope) na Índia, do VLA (Karl G. Jansky Very Large Array) do NSF e de outros telescópios, investigadores descobriram o que acontece quando matéria ejetada por um buraco negro gigante é varrida na fusão de dois enormes enxames galácticos.

"Vimos cada um destes fenómenos espetaculares separadamente em muitos lugares," afirma Reinout van Weeren do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica em Cambridge, no estado norte-americano de Massachusetts, que liderou o estudo que aparece na edição inaugural da revista Nature Astronomy. "Porém, esta é a primeira vez que os vimos claramente ligados no mesmo sistema. Esta "pancada" cósmica dupla está localizada num par de enxames galácticos em colisão de nome Abell 3411 e Abell 3412, situados a aproximadamente 2 mil milhões de anos-luz da Terra. Os dois enxames são ambos muito massivos, cada com uma massa de mil biliões de sóis.



Versão legendada da imagem que mostra a erupção de um buraco negro supermassivo varrida pela colisão e fusão de dois enxames galácticos. Esta composição contém raios-X do Chandra (azul), emissão de rádio captada pelo GMRT (vermelho) e dados óticos do Subaru (vermelho, verde e azul) dos enxames em colisão chamados Abell 3411 e Abell 3412. Estes e outros telescópios foram usados para analisar como a combinação destes dois poderosos fenómenos podem criar um extraordinário acelerador de partículas cósmicas. Crédito: raios-X - NASA/CXC/SAO/R. van Weeren et al; ótico - NAOJ/Subaru; rádio - NCRA/TIFR/GMRT

A aparência em forma de cometa dos raios-X detetados pelo Chandra é produzida pelo gás quente de um aglomerado colidindo com o gás quente do outro enxame. Os dados óticos do Observatório Keck e do Telescópio Subaru do Japão, ambos em Mauna Kea, Hawaii, detetaram as galáxias em cada enxame. Em primeiro lugar, pelo menos um buraco negro supermassivo num dos enxames galácticos produziu um funil magnético rotativo. Os poderosos campos eletromagnéticos associados com esta estrutura aceleraram parte do gás para fora da vizinhança do buraco negro sob a forma de um jato energético de alta-velocidade.

Então, essas partículas aceleradas no jato subiram novamente de velocidade quando encontraram ondas de choque colossais - versões cósmicas de "booms" sónicos produzidos por aviões supersónicos - formadas pela colisão das nuvens gigantescas de gás associadas com os enxames de galáxias.

"É quase como lançar um foguetão para baixa órbita terrestre e seguidamente sair disparado do Sistema Solar por uma segunda queima dos motores," afirma o coautor Felipe Andrade-Santos, também do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica. "Estas partículas estão entre as mais energéticas observadas no Universo, graças à dupla injeção de energia."

Esta descoberta resolve um mistério de longa data na investigação de enxames galácticos, no que respeita à origem dos belos redemoinhos de emissão de rádio que se prolongam por milhões de anos-luz, detetados em Abell 3411 e Abell 3412 com o GMRT. A equipe determinou que, à medida que as ondas de choque percorrem o enxame durante centenas de milhões de anos, as partículas duplamente aceleradas produzem redemoinhos gigantes de emissão de rádio.

"Este resultado mostra que uma notável combinação de eventos poderosos gera estas fábricas de aceleração de partículas, que são as maiores e mais poderosas do Universo," afirma o coautor William Dawson do Laboratório Nacional Lawrence Livermore, em Livermore, no estado norte-americano da Califórnia. "É um pouco poético - foi necessária uma combinação dos maiores observatórios do mundo para entender isto."

Assinados contratos para espelhos e sensores do ELT

Numa cerimônia realizada na Sede do ESO, foram assinados 4 contratos para componentes principais do Extremely Large Telescope (ELT), telescópio que o ESO está construindo. Os contratos são referentes a: moldagem dos espelhos secundário e terciário do telescópio gigante, atribuído à SCHOTT; fornecimento de células de apoio para suportar estes dois espelhos, atribuído ao Grupo SENER; e fornecimento dos sensores de borda que formam uma parte vital do sistema de controle do enorme espelho primário segmentado do ELT, atribuído ao consórcio FAMES. O espelho secundário será o maior espelho já utilizado num telescópio e também o maior espelho convexo jamais construído.

A construção do ELT de 39 metros, o maior telescópio do mundo operando no óptico/infravermelho próximo, continua a avançar. O telescópio gigante contará com um complexo sistema óptico pioneiro de cinco espelhos, o qual requer elementos ópticos e mecânicos que levam a tecnologia moderna aos seus limites.

Contratos para a fabricação de vários dos componentes deste telescópio acabam de ser assinados entre o Diretor Geral do ESO, Tim de Zeeuw, e os representantes de três empresas industriais dos Países Membros do ESO.

Na abertura da cerimônia, Tim de Zeeuw disse: “Sinto enorme prazer em assinar hoje estes 4 contratos, cada um deles para componentes avançados do coração do sistema óptico revolucionário do ELT. Estes contratos demonstram bem como a construção deste telescópio gigante avança a toda a velocidade — preparando-se para a sua primeira luz em 2024. O pessoal do ESO aguarda com expectativa trabalhar com a SCHOTT, SENER e FAMES — três parceiros industriais líderes dos nossos Estados Membros.”

Os dois primeiros contratos foram assinados por Christoph Fark, Vice Presidente Executivo da SCHOTT. Cobrem a moldagem dos dois maiores espelhos simples do ELT — o secundário de 4,2 metros e o terciário de 3,8 metros — que serão fabricados em Zerodur©, o material cerâmico de baixa expansão térmica da SCHOTT. 

Pendurado de cabeça para baixo no topo do telescópio e colocado por cima do espelho primário de 39 metros, o espelho secundário será o maior espelho já utilizado num telescópio e o maior espelho convexo jamais construído. O espelho terciário côncavo é também uma componente incomum do telescópio. Os espelhos secundário e terciário do ELT rivalizam em termos de tamanho com os espelhos primários de muitos telescópios de pesquisa modernos, e pesarão 3,5 e 3,2 toneladas, respectivamente. O espelho secundário será entregue no final de 2018 e o terciário em julho de 2019.

O terceiro contrato foi assinado por Diego Rodríguez, Diretor do Departamento Espacial do Grupo SENER. Cobre o fornecimento de sofisticadas células de apoio aos espelhos secundário e terciário do ELT e os sistemas ópticos ativos complexos associados que garantirão que estes espelhos maciços mas flexíveis mantenham a forma correta e fiquem corretamente posicionados no interior do telescópio. É necessária uma enorme precisão para que o telescópio possa fornecer uma perfeita qualidade de imagem.  

O quarto contrato foi assinado por Didier Rozière, Diretor Executivo (FAMES, Fogale) e Martin Sellen, Diretor Executivo (FAMES, Micro-Epsilon), em prol do consórcio FAMES, que é composto pela Fogale e pela Micro-Epsilon. O contrato cobre a fabricação de 4608 sensores de borda para os 798 segmentos hexagonais do espelho primário do ELT.

Estes sensores serão os mais precisos já utilizados num telescópio e podem medir posições relativas com uma precisão de alguns nanômetros. Formam uma parte fundamental do complexo sistema que irá detectar continuamente a posição dos segmentos do espelho primário relativamente aos seus vizinhos, permitindo assim que estes segmentos trabalhem em uníssono para formar um sistema de imagem perfeito. Trata-se de um desafio enorme já que os sensores terão que ser fabricados não só com a precisão pretendida, mas também com a rapidez necessária para que milhares de unidades possam ser entregues em escalas de tempo necessariamente curtas.

A cerimônia de assinatura contou também com a presença de outros altos representantes das empresas envolvidas com o ESO. Tratou-se de uma excelente oportunidade para os representantes das empresas que fabricarão muitos dos componentes ópticos e mecânicos do telescópio gigante se conhecerem de modo informal, no momento em que começam a construir o maior olho do mundo virado para o céu.

O vizinho colossal da Via Láctea

A Via Láctea (em azul e branco, no eixo horizontal) e a localização do novo supercluster Vela (VCS) e do supercluster Shapley (SC)

Um dos maiores superclusters de galáxias foi descoberto perto da Via Láctea por astrofísicos da Europa, Austrália e África do Sul (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 8 de novembro). Denominado supercluster Vela, esse mega-agrupamento de galáxias tinha passado despercebido devido à sua localização. Ele se situa atrás do plano da Via Láctea, onde a poeira e as estrelas de nossa galáxia o encobrem, à distância de 800 milhões de anos-luz. Os autores do trabalho dizem que o novo supercluster – denominado Vela por estar perto dessa constelação – parece superar os predicados do Shapley, antes a maior estrutura com galáxias (mais de 8 mil) do Universo observável. A massa descomunal do Vela, ainda não calculada com precisão, exerce forte influência sobre o movimento gravitacional da Via Láctea, que se desloca a 50 quilômetros por segundo na direção da megaestrutura.“A gravidade do supercluster Vela pode explicar a diferença entre o movimento registrado pela Via Láctea no espaço e o previsto a partir da distribuição das galáxias até agora conhecidas”, comenta Matthew Colless, da Universidade Nacional da Austrália, um dos autores do estudo. O supercluster foi descoberto a partir do cruzamento de dados de múltiplos telescópios e levantamentos de galáxias.

Um conto de dois PULSARES: PLUMAS dão aulas de geometria aos astrónomos

Imagens obtidas pelo Observatório de raios-X Chandra da NASA (topo) e impressões de artista (em baixo) que forneceram um melhor olhar sobre os pulsares e suas nebulosas de vento associadas. Geminga, à esquerda, está a aproximadamente 800 anos-luz da Terra. A cauda de Geminga estende-se por mais de meio ano-luz, mais de 1000 vezes a distância entre o Sol e Plutão. B0355+54, à direita, está a aproximadamente 3300 anos-luz da Terra. A cauda dupla e estreita prolonga-se por quase cinco anos-luz. Crédito: esquerda, topo - raios-X - NASA/CXC/PSU/B. Posselt et al; infravermelho (fundo): NASA/JPL-Caltech; direita, topo - raios-X - NASA/CXC/GWU/N. Klingler et al; infravermelho (fundo): NASA/JPL-Caltech; ilustrações em baixo: Nahks Tr'Ehnl

Como faróis cósmicos que varrem o Universo com rajadas de energia, os pulsares fascinam e confundem os astrónomos desde que foram descobertos há 50 anos atrás. Em dois estudos, equipas internacionais de astrónomos sugerem que imagens recentes de dois pulsares, obtidas pelo Observatório de raios-X Chandra da NASA, Geminga e B0355+54, podem ajudar a iluminar as assinaturas distintivas dos pulsares, bem como a sua geometria muitas vezes desconcertante. Os pulsares são um género de estrela de neutrões que nascem em explosões de supernova quando as estrelas massivas desmoronam. Descobertas inicialmente graças a feixes de emissão de rádio, parecidos a faróis, as investigações mais recentes descobriram que os pulsares energéticos também produzem feixes de raios-gama altamente energéticos.

Curiosamente, os feixes raramente se combinam, afirma Bettina Posselt, investigadora em astronomia e astrofísica da Universidade Estatal da Pensilvânia, EUA. As formas dos pulsos rádio e raios-gama observados são muitas vezes bastante diferentes e alguns dos objetos mostram apenas ou um tipo de pulso ou o outro. Estas diferenças geraram debate sobre o modelo de pulsar.

"Não se sabe totalmente o porquê de haverem variações entre diferentes pulsares," comenta Posselt. "Uma das principais ideias é que as diferenças de pulso têm muito a ver com a geometria - e também dependem da rotação e de como os eixos magnéticos do pulsar estão orientados em relação à nossa linha de visão. As imagens do Chandra estão dando aos astrónomos o seu olhar mais próximo sobre a geometria distinta dos ventos de partículas carregadas que irradiam raios-X e outros comprimentos de onda dos objetos. 

Os pulsares rodam ritmicamente enquanto viajam velozmente pelo espaço a velocidades que atingem centenas de quilómetros por segundo. As nebulosas de vento pulsar (sigla PWN, inglês para Pulsar Wind Nebulae) são produzidas quando as partículas energéticas que fluem dos pulsares são disparadas ao longo dos campos magnéticos da estrela, formando toros - anéis - em redor do plano equatorial do pulsar e percorrem o eixo de rotação, muitas vezes formando caudas longas à medida que os pulsares rapidamente cortam através do meio interestelar.

"Este é um dos resultados mais agradáveis do nosso estudo mais amplo das nebulosas de vento pulsar," comenta Roger W. Romani, professor de astrofísica na Universidade de Stanford e investigador principal do projeto PWN do Chandra. "Ao tornar visível a estrutura tridimensional destes ventos, mostramos como podemos chegar ao plasma injetado pelo pulsar no centro. A fantástica acuidade de raios-X do Chandra foi essencial para este estudo, por isso estamos felizes por ter sido possível obter as exposições profundas que tornaram estas ténues estruturas visíveis."

Pode ser vista uma espetacular PWN em redor do pulsar Geminga. Geminga - um dos pulsares mais próximos, a apenas 800 anos-luz de distância da Terra - tem três caudas invulgares, realça Posselt. Os fluxos de partículas expelidos dos alegados polos de Geminga - ou caudas laterais - estendem-se por mais de meio ano-luz, mais de 1000 vezes a distância entre o Sol e Plutão. Outra cauda, mais curta, também é emanada do pulsar.

Os astrónomos disseram que uma imagem muito diferente pode ser vista no pulsar chamado B0355+54, que está a cerca de 3000 anos-luz da Terra. A cauda deste pulsar tem um tampão de emissão, seguido por uma cauda dupla e estreita que se prolonga por quase cinco anos-luz.

Enquanto Geminga mostra pulsos no espectro de raios-gama, mas permanece silencioso no rádio, B0355+54 é um dos pulsares de rádio mais brilhantes, mas não mostra raios-gama. As caudas parecem dizer-nos porque é que isto é assim," afirma Posselt, explicando que o eixo de rotação dos pulsares e suas orientações magnéticas influenciam as emissões que podemos ver a partir da Terra.

Segundo Posselt, Geminga pode ter polos magnéticos muito perto da parte superior e inferior do objeto, e polos de rotação quase alinhados, tal como a Terra. Um dos polos magnéticos de B0355+54 pode estar orientado diretamente para a Terra. Como a emissão de rádio ocorre perto do local dos polos magnéticos, as ondas de rádio podem apontar ao longo da direção dos jatos, disse ela. A emissão de raios-gama, por outro lado, é produzida a maiores altitudes e numa região maior, permitindo com que os respetivos pulsos varram áreas maiores do céu.

"Para Geminga, vemos os brilhantes pulsos de raios-gama e a orla do toro da nebulosa de vento pulsar, mas os feixes de rádio perto dos jatos apontam para os lados e permanecem invisíveis," realça Posselt. As caudas laterais, fortemente dobradas, dão aos astrónomos pistas sobre a geometria do pulsar, que pode ser comparada com a dos jatos produzidos por aviões, ou com frentes de choque parecidas com aquelas criadas por uma bala enquanto viaja pelo ar.

Oleg Kargaltsev, professor assistente de física da Universidade George Washington, que trabalhou no estudo de B0355+54, disse que a orientação de B0355+54 desempenha também um papel no modo como os astrónomos vêm o pulsar.  Para B0355+54, um jato aponta diretamente para nós, de modo que detetamos os brilhantes pulsos de rádio enquanto a maioria da emissão de raios-gama é direcionada no plano do céu e falha a Terra," explica Kargaltsev. Isto implica que a direção do eixo de rotação do pulsar está alinhada com a nossa perspetiva e que o pulsar está a mover-se perpendicularmente ao seu eixo de rotação."

Noel Klingler, assistente de investigação em física, da Universidade George Washington, e autor principal do artigo sobre B0355+54, acrescentou que os ângulos entre os três vetores - o eixo de rotação, a linha de visão e a velocidade - são diferentes para pulsares diferentes, afetando assim a aparências das suas nebulosas. "Em particular, pode ser complicado detetar uma PWN de um pulsar movendo-se perto da linha de visão e tendo um pequeno ângulo entre o eixo de rotação e a nossa perspetiva," comenta Klingler.

Na interpretação da frente de choque dos dados de raios-X de Geminga, as suas duas longas caudas e o seu espectro invulgar podem sugerir que as partículas são aceleradas até quase à velocidade da luz por um processo chamado aceleração de Fermi. A aceleração de Fermi ocorre na interseção entre o vento pulsar e o material interestelar, segundo os cientistas, que divulgaram as suas descobertas sobre Geminga na atual edição da revista The Astrophysical Journal.

Apesar de diferentes interpretações permaneceram na mesa para a geometria de Geminga, Posselt realça que as imagens do pulsar pelo Chandra estão a ajudar os astrofísicos a usar pulsares como laboratórios de física de partículas. O estudo destes objetos dá aos astrofísicos a oportunidade de investigar a física de partículas em condições que seriam impossíveis de reproduzir num acelerador de partículas cá na Terra. Em ambos os cenários, Geminga fornece emocionantes novas restrições sobre a física de aceleração em nebulosas de vento pulsar e sobre a sua interação com a matéria interestelar circundante," conclui.

Galáxia de dois núcleos é um megamaser cósmico

Esta galáxia megamaser é formada por dois núcleos.[Imagem: ESA/Hubble/NASA/Judy Schmidt]

Laser de micro-ondas

Esta galáxia inteira funciona essencialmente como um maser cósmico - um laser que irradia em micro-ondas em vez de luz visível (daí o "m" substituindo o "l").
Um megamaser é um processo que envolve alguns componentes dentro da galáxia (como gás) que se encontram na condição física precisa para causar a amplificação da luz - neste caso, da luz com comprimento de onda na faixa das micro-ondas. Mas existem outras partes da galáxia - suas estrelas, por exemplo - que não fazem parte do processo de geração do maser.

Megamasers são intensamente brilhantes, cerca de 100 milhões de vezes mais brilhantes do que os masers encontrados em galáxias como a Via Láctea.
A galáxia é a IRAS 16399-0937, que está localizada a mais de 370 milhões de anos-luz da Terra.

Esta imagem do Hubble esconde a natureza altamente energética da galáxia, pintando-a com um aspecto sereno. Ela mescla observações capturadas através de vários comprimentos de onda por dois dos instrumentos do Hubble: a Câmera Avançada para Pesquisas (ACS) e a Câmera Infravermelha Próxima e Espectrômetro Multi-Objetos (NICMOS).

Galáxia com dois núcleos

Um dos aspectos mais curiosos da IRAS 16399-0937 é que ela hospeda um núcleo duplo - os astrônomos acreditam que o núcleo da galáxia seja formado por dois núcleos separados em processo de fusão. Os dois componentes, denominados IRAS 16399N (parte norte) e IRAS 16399S (parte sul), ficam a mais de 11.000 anos-luz de distância um do outro. No entanto, ambos estão dentro do mesmo redemoinho de gás cósmico e poeira e estão interagindo, dando à galáxia sua estrutura peculiar.

Os núcleos são muito diferentes. O núcleo sul parece ser uma região de formação de estrelas - onde novas estrelas estão se formando a um ritmo incrível. O núcleo norte, no entanto, é algo conhecido como núcleo LINER (sigla em inglês para região de emissão nuclear de baixa ionização), que é uma região cuja emissão provém principalmente de átomos fracamente ionizados ou neutros. O núcleo norte também abriga um buraco negro com cerca de 100 milhões de vezes a massa do Sol.

Atmosfera Brilhando

Como vocês podem ver nessa imagem da parte escura da Terra tirada da ISS, a atmosfera da Terra está brilhando, e isso não é uma montagem, existe uma explicação cientifica para esse fenômeno. 

Quando os átomos e moléculas são esquentados pelos raios ultravioleta. Quando essa reação acontece, novas moléculas são criadas, e luz é liberada.

Nessa imagem é possível esse fenômeno, que só pode ser visto durante a noite, já que de dia a luz do sol acaba mascarando o efeito.

Quanto às cores, a luz amarela é resultado da interação entre a radiação e átomos de sódio, que sobraram de meteoros partidos. A verde acontece pela reação entre oxigênio e nitrogênio, formando óxido nítrico. As luzes azuis são geradas pelas moléculas de oxigênio e as vermelhas pela combinação entre ozônio e hidrogênio.

Colisões Galáticas

Imagens de colisões galáticas. Dentro de 4 bilhões de anos, nossa galáxia, a Via láctea, colidirá com a galáxia de Andrômeda.

Computador Quântico

Um computador quântico é um dispositivo que executa cálculos fazendo uso direto de propriedades da mecânica quântica, tais como sobreposição e interferência. 

Teoricamente, computadores quânticos podem ser implementados e o mais desenvolvido atualmente,o D-Wave Two, trabalha com 512 qubits de informação. 

Um bit quântico, ou qubit (às vezes qbit) ['kju.bɪt] ou [k'bɪt] é uma unidade de informação quântica como o bit, um qubit pode ter dois possíveis valores - normalmente um 0 ou um 1. A diferença é que enquanto um bit deve ser 0 ou 1, um qubit pode ser 0, 1, ou uma superposição de ambos.

O principal ganho desses computadores é a possibilidade de resolver algoritmos num tempo eficiente, alguns problemas que na computação clássica levariam tempo impraticável (exponencial no tamanho da entrada), como por exemplo, a fatoração em primos de números naturais. 

A redução do tempo de resolução deste problema possibilitaria a quebra da maioria dos sistemas de criptografia usados atualmente. Contudo, o computador quântico ofereceria um novo esquema de canal mais seguro.