O Mapa do universo próximo criado por cartógrafos cósmicos revela a diversidade de galáxias formadoras de estrelas

 O estudo revela que a composição e o ciclo de vida das nuvens que formam estrelas dependem da localização.

Usando o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), os cientistas realizaram um censo de quase 100 galáxias no Universo próximo. Este censo ajudou-os a caracterizar as diversas aparências e comportamentos de viveiros estelares dentro dessas galáxias. A pesquisa concluiu que, ao contrário da opinião científica popular, nem todos os viveiros estelares se parecem ou agem da mesma maneira. Na verdade, como mostrado nesta montagem, eles são tão diferentes quanto os bairros, cidades, regiões e países que compõem nosso próprio mundo. Crédito: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / S. Dagnello (NRAO)

Uma equipe de astrônomos usando o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) concluiu o primeiro censo de nuvens moleculares no Universo próximo, revelando que, ao contrário da opinião científica anterior, nem todos esses berçários estelares se parecem e agem da mesma forma. Na verdade, eles são tão diversos quanto as pessoas, casas, bairros e regiões que constituem nosso próprio mundo. 

As estrelas são formadas por nuvens de poeira e gás chamadas nuvens moleculares ou berçários estelares. Cada berçário estelar no Universo pode formar milhares ou até dezenas de milhares de novas estrelas durante sua vida. Entre 2013 e 2019, os astrônomos do projeto PHANGS – Física em Alta Resolução Angular em Galáxias Próximas – conduziram a primeira pesquisa sistemática de 100.000 berçários estelares em 90 galáxias no Universo próximo para obter uma melhor compreensão de como eles se conectam às suas galáxias originais . 

“Costumávamos pensar que todos os berçários estelares em todas as galáxias devem ser mais ou menos iguais, mas esta pesquisa revelou que este não é o caso, e os berçários estelares mudam de um lugar para outro”, disse Adam Leroy, Professor Associado de Astronomia na Ohio State University (OSU), e autor principal do artigo que apresenta a pesquisa PHANGS ALMA. “Esta é a primeira vez que tiramos imagens de ondas milimétricas de muitas galáxias próximas com a mesma nitidez e qualidade das imagens ópticas. E enquanto as imagens ópticas nos mostram a luz das estrelas, essas novas imagens inovadoras nos mostram as nuvens moleculares que formam essas estrelas. ” 

Os cientistas compararam essas mudanças ao modo como as pessoas, casas, bairros e cidades exibem características semelhantes, mas mudam de região para região e de país para país. 

Vista aqui como uma composição de dados do ALMA (a laranja/vermelho) e do Telescópio Espacial Hubble, NGC 4254 esteve entre as quase 100 galáxias incluídas no recente projeto PHANGS, um censo de galáxias no Universo próximo. O levantamento descobriu que os berçários estelares não têm todos os mesmo aspeto e comportamento, e que estas características dependem fortemente da localização dos berçários estelares. NGC 4254 é um exemplo de uma galáxia com morfologia do tipo M. Crédito:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/PHANGS, S. Dagnello (NRAO)

“Para entender como as estrelas se formam, precisamos vincular o nascimento de uma única estrela ao seu lugar no Universo. É como conectar uma pessoa à sua casa, bairro, cidade e região. Se uma galáxia representa uma cidade, então a vizinhança é o braço espiral, a casa a unidade formadora de estrelas e as galáxias próximas são cidades vizinhas na região ”, disse Eva Schinnerer, astrônoma do Instituto Max Planck de Astronomia (MPIA) e investigador principal da colaboração PHANGS “Essas observações nos ensinaram que a“ vizinhança ”tem efeitos pequenos, mas pronunciados, sobre onde e quantas estrelas nascem.” 

Para entender melhor a formação de estrelas em diferentes tipos de galáxias, a equipe observou semelhanças e diferenças nas propriedades moleculares do gás e nos processos de formação de estrelas de discos de galáxias, barras estelares, braços espirais e centros de galáxias. Eles confirmaram que a localização, ou vizinhança, desempenha um papel crítico na formação de estrelas. 

“Ao mapear diferentes tipos de galáxias e a diversidade de ambientes que existem dentro das galáxias, estamos rastreando toda a gama de condições sob as quais nuvens de gás formadoras de estrelas vivem no Universo atual. Isso nos permite medir o impacto que muitas variáveis ​​diferentes têm na forma como ocorre a formação das estrelas ”, disse Guillermo Blanc, astrônomo do Carnegie Institution for Science e coautor do artigo. 

NGC 4535 é uma galáxia no Universo próximo que contém uma morfologia em espiral e uma barra estelar. Foi catalogada juntamente com quase 100 galáxias durante um censo recente pelo projeto PHANGS. O censo revelou que, ao contrário da teoria científica mais aceite, os berçários estelares não têm todos os mesmo aspeto e comportamento. De facto, podem ser muito diferentes. NGC 4535 é aqui vista como uma composição de dados do ALMA (laranja/vermelho) e do Telescópio Espacial Hubble. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/PHANGS, S. Dagnello (NRAO)

“Como as estrelas se formam, e como sua galáxia afeta esse processo, são aspectos fundamentais da astrofísica”, disse Joseph Pesce, oficial do programa da National Science Foundation para NRAO / ALMA. “O projeto PHANGS utiliza o extraordinário poder de observação do observatório ALMA e forneceu uma visão notável da história da formação de estrelas de uma maneira nova e diferente.” 

Annie Hughes, astrônoma do L’Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP), acrescentou que esta é a primeira vez que os cientistas têm um instantâneo de como são realmente as nuvens formadoras de estrelas em uma ampla gama de diferentes galáxias. “Descobrimos que as propriedades das nuvens formadoras de estrelas dependem de onde estão localizadas: as nuvens nas densas regiões centrais das galáxias tendem a ser mais massivas, mais densas e mais turbulentas do que as nuvens que residem nos arredores tranquilos de uma galáxia. O ciclo de vida das nuvens também depende de seu ambiente. A rapidez com que uma nuvem forma estrelas e o processo que acaba destruindo a nuvem parecem depender de onde a nuvem mora. ” 

Esta não é a primeira vez que berçários estelares foram observados em outras galáxias usando ALMA, mas quase todos os estudos anteriores focaram em galáxias individuais ou parte de uma. Durante um período de cinco anos, PHANGS montou uma visão completa da população de galáxias próxima. “O projeto PHANGS é uma nova forma de cartografia cósmica que nos permite ver a diversidade das galáxias sob uma nova luz, literalmente. Estamos finalmente vendo a diversidade do gás formador de estrelas em muitas galáxias e somos capazes de entender como eles estão mudando ao longo do tempo. Era impossível fazer esses mapas detalhados antes do ALMA ”, disse Erik Rosolowsky, Professor Associado de Física da Universidade de Alberta e coautor da pesquisa. “Este novo atlas contém 90 dos melhores mapas já feitos, que revelam onde a próxima geração de estrelas se formará.”

 Para a equipe, o novo atlas não significa o fim do caminho. Embora a pesquisa tenha respondido a perguntas sobre o quê e onde, levantou outras. “Esta é a primeira vez que temos uma visão clara da população de viveiros estelares em todo o Universo próximo. Nesse sentido, é um grande passo para entender de onde viemos ”, disse Leroy. “Embora agora saibamos que os berçários estelares variam de um lugar para outro, ainda não sabemos por que ou como essas variações afetam as estrelas e os planetas formados. Essas são perguntas que esperamos responder em um futuro próximo. ” 

Dez artigos detalhando os resultados da pesquisa PHANGS são apresentados esta semana no 238º encontro da American Astronomical Society.

Fonte: paginajournal.com

Afinal O que acontece fora do Universo?

 

O que acontece fora do Universo?

Ao olharmos para o reluzente céu estrelado em uma noite clara, temos apenas uma pequena impressão do que realmente é o gigante universo. Nem mesmo deciframos totalmente os segredos da nossa galáxia, e a questão do que realmente acontece fora do universo também surge. Mas esse “fora” sinistro existe mesmo? Uma estrutura supostamente infinita pode ter começo e fim? Se for o caso, também significa que há um espaço definido além da área onde se localiza nosso universo? Queremos ir em uma busca galáctica por pistas junto com você!

Imagens e conteúdo:

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Amanhecer cósmico ocorreu 250 a 350 milhões de anos após o Big Bang

 

 Imagem a cores falsas do enxame galáctico usado para detetar uma das seis galáxias, MACS0416-JD. Esta galáxia tem uma idade estimada em 351 milhões de anos, o que significa que foi formada 178 milhões de anos após o Big Bang. A massa estelar desta galáxia é mil milhões de vezes a massa do nosso Sol. Este objeto é atualmente a galáxia mais distante já detetada com o ALMA. Crédito: ESA/Hubble, NASA, HST Frontier Fields

De acordo com um novo estudo liderado por investigadores da UCL (University College Londeo) e da Universidade de Cambridge, o amanhecer cósmico, quando as estrelas se formaram pela primeira vez, ocorreu 250 milhões a 350 milhões de anos após o início do Universo. O estudo, publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, sugere que o Telescópio Espacial James Webb da NASA, com lançamento previsto para novembro, será sensível o suficiente para observar diretamente o nascimento das galáxias. 

Analisando imagens do Hubble e do Telescópio Espacial Spitzer, os investigadores calcularam que a idade destas galáxias varia entre 200 a 300 milhões de anos, permitindo uma estimativa de quando as suas estrelas se formaram pela primeira vez.  A equipe de investigação do Reino Unido examinou seis das galáxias mais distantes atualmente conhecidas, cuja luz levou a maior parte da vida do Universo para chegar até nós. Eles descobriram que a distância destas galáxias correspondia a olhar para trás no tempo, até mais de 13 mil milhões de anos, quando o Universo tinha apenas 550 milhões de anos. 

O autor principal, Dr. Nicolas Laporte (Universidade de Cambridge), que começou o projeto enquanto estava na UCL, disse: "Os teóricos especulam que o Universo era um lugar escuro nas primeiras centenas de milhões de anos, antes da formação das primeiras estrelas e galáxias. Testemunhar o momento em que o Universo foi banhado pela primeira vez pela luz das estrelas é um dos grandes objetivos da astronomia. 

"As nossas observações indicam que o amanhecer cósmico ocorreu entre 250 e 350 milhões de anos após o início do Universo e, no momento da sua formação, galáxias como as que estudámos teriam sido suficientemente luminosas para serem vistas com o Telescópio Espacial James Webb." 

Os investigadores analisaram a luz estelar das galáxias, conforme registada pelos telescópios espaciais Hubble e Spitzer, examinando um marcador na sua distribuição de energia indicativo da presença de hidrogénio atómico nas suas atmosferas estelares. Isto fornece uma estimativa da idade das estrelas que contêm. Esta assinatura de hidrogénio aumenta em força à medida que a população estelar envelhece, mas diminui quando a galáxia tem mais de mil milhões de anos. A dependência da idade surge porque as estrelas mais massivas que contribuem para este sinal queimam o seu combustível nuclear mais rapidamente e, portanto, morrem primeiro. 

O coautor Dr. Romain Meyer (UCL e Instituto Max Planck para Astronomia em Heidelberg, Alemanha), disse: "Este indicador de idade é usado para datar estrelas no nosso próprio bairro na Via Láctea, mas também pode ser usado para datar galáxias extremamente remotas, vistas num período muito inicial do Universo. 

"Usando este indicador podemos inferir que, mesmo nestes primeiros tempos, as nossas galáxias têm entre 200 e 300 milhões de anos." 

Ao analisarem os dados do Hubble do Spitzer, os investigadores precisaram estimar o "desvio para o vermelho" de cada galáxia, o que indica a sua distância cosmológica e, portanto, a época em que existiam no Universo. Para conseguir isto, realizaram medições espectroscópicas usando o arsenal completo de poderosos telescópios terrestres - o ALMA (Atacama Large Millimetre Array), o VLT e o Telescópio Gemini-Sul no Chile e os telescópios gémeos Keck no Hawaii. 

Estas medições permitiram à equipa confirmar que observar estas galáxias correspondia a olhar para uma época em que o Universo tinha 550 milhões de anos. 

O coautor e professor Richard Ellis (UCL), que rastreou galáxias cada vez mais distantes ao longo da sua carreira, disse: "Na última década, os astrónomos empurraram para trás as fronteiras do que podemos observar até uma época em que o Universo tinha apenas 4% da sua idade atual. No entanto, devido à transparência limitada da atmosfera da Terra e às capacidades dos telescópios espaciais Hubble e Spitzer, atingimos o nosso limite. 

"Aguardamos agora ansiosamente o lançamento do Telescópio Espacial James Webb, que acreditamos ter a capacidade de testemunhar diretamente o amanhecer cósmico. 

"A busca para ver este momento importante na história do Universo tem sido um santo Graal na astronomia durante décadas. Uma vez que somos feitos de material processado nas estrelas, esta é, em certo sentido, a busca pelas nossas próprias origens."

Fonte: Astronomia OnLine

Eis os objetos mais distantes já encontrados no universo — até agora

 Na medida em que os instrumentos de observação celeste evoluem, astrônomos buscam cada vez mais enxergar além das fronteiras invisíveis do universo observável, encontrando galáxias, buracos negros, quasares e explosões a bilhões de anos-luz de distância da Terra. O objetivo: entender cada vez mais a formação e evolução dos objetos cósmicos e a própria origem do universo. 

Saber a distância de objetos espaciais pode ser complicado. Às vezes, podemos confundir a distância que a luz desse objeto percorreu até chegar a nós e a distância real do objeto. Faz sentido dizer que, se a luz de um objeto levou 100 milhões de anos-luz para chegar aqui, significa que este objeto está a 100 milhões de anos-luz de distância, mas é preciso considerar a expansão contínua - e cada vez mais rápida - do universo. 

Desvio para o vermelho

Gráfico ilustra o telescópio Hubble que observou a galáxia GN-Z11. O nome da galáxia indica o valor de seu desvio para o vermelho. Nessa linha temporal, ela está localizada próxima à era da reionização, pouco após o surgimento das primeiras estrelas (Imagem: NASA/ESA/P. Oesch/B. Robertson/A. Feild)

Por causa da expansão do universo, todos os objetos distantes ficam cada vez mais afastados. Por isso, astrônomos contam com uma série de números para calcular não apenas a idade e a distância que a luz percorreu até chegar a nós, mas também o quanto o objeto se distanciou enquanto essa luz viajava em nossa direção. Para esse cálculo, eles usam algo chamado desvio para o vermelho (do inglês redshift). 

Resumidamente, o desvio para o vermelho é o modo como os astrônomos podem aprender sobre o movimento de objetos cósmicos observando como as cores mudam ao longo do tempo ou como elas diferem do que esperávamos ver. 

Por exemplo, se um objeto é mais vermelho do que esperávamos, podemos concluir que ele está se afastando de nós. Se é mais azul, podemos dizer que está se movendo em nossa direção. É que, à medida que um objeto se aproxima, as ondas de luz são agrupadas e movidas para a extremidade azul do espectro eletromagnético, onde a luz tem um comprimento de onda menor - isso é chamado de desvio de azul. No desvio para o vermelho, acontece o oposto. A distância “real”, afetada pela expansão do universo, é chamada de “distância comóvel”. 

Assim, podemos entender como objetos que deveriam estar a menos de 13 bilhões de anos-luz de distância estão, atualmente, muito mais longe que isso. Também explica como somos capazes de enxergar algo tão longe - a luz chegou até nós viajando uma distância bem inferior que a distância na qual objeto se encontra atualmente. 

Dito isto, confira quais são os objetos mais distantes já encontrados no universo - até então.

Supernova SN UDS10Wil

Esta é a supernova mais distante do tipo la já descoberta, e ela explodiu há mais de 10 bilhões de anos. Supernovas desse tipo são usadas como indicadores de distância por causa de seus brilhos. Com esse critério, os astrônomos medem distâncias no universo e a taxa de expansão dele. Steve Rodney, da Johns Hopkins University, disse que "quanto mais entendermos essas supernovas, mais preciso nosso critério cósmico se tornará". 

A SN UDS10Wil foi apelidada de "Wilson" por seus descobridores, em homenagem a Woodrow Wilson, o 28º presidente dos EUA, e está em um desvio para o vermelho de 1,9. Sua distância é estimada em 17 bilhões de anos-luz. 

Supernova SN 1000+0216

Essa é a supernova mais distante já observada, em um desvio para o vermelho de 3,8993. Ela é uma supernova do tipo II (colapso do núcleo) e pode ter se formado através do mecanismo de instabilidade dos pares, onde a produção da pares elétron-pósitron retarda o colapso gravitacional, fazendo com que toda a massa da estrela seja ejetada na explosão, sem deixar nenhum remanescente. Isso explicaria seu brilho extraordinário. 

Ela foi observada primeiro em 2006. Seu pico absoluto de ultravioleta distante excedeu a magnitude absoluta total de sua galáxia hospedeira, e sua luminosidade evoluiu lentamente ao longo de vários anos, pois ainda era detectável em novembro de 2008. Tanto a alta luminosidade quanto a decaimento lento indica que o progenitor da supernova era uma estrela muito massiva.

Galáxia MACS1149-JD1

A MACS1149-JD1 é uma galáxia cuja luz viajou uma distância de 13,28 bilhões de anos-luz até chegar à Terra. Seu desvio para o vermelho é de 9.1096 e sua distância comóvel é estimada em 30,37 Gly (gigalight-year, unidade que representa 1 bilhão de anos-luz). Ela foi fotografada pelos nossos instrumentos graças ao efeito de lentes gravitacionais - a gravidade de um aglomerado em primeiro plano faz com que a luz da galáxia distante seja distorcida e ampliada. É a segunda galáxia mais distante de nós, com distância confirmada por espectroscopia. 

Em 2019, o rádio-observatório ALMA (Atacama Large Millimeter Array) coletou dados dessa galáxia e descobriu um fraco sinal de oxigênio por lá. Assim, ela bateu o recorde de presença mais distante - e mais antiga - de oxigênio já detectada no universo. Suas estrelas foram formadas apenas 250 milhões de anos após o Big Bang, que ocorreu há 13,8 bilhões de anos.

Quasar GB 1428+4217

O jato de raios X mais distante do universo é proveniente do quasar GB 1428, que nos envia luz de quando o universo tinha apenas 1,25 bilhão de anos - menos de 10% da sua idade atual. Este jato vem de elétrons que aquecem fótons da radiação de micro-ondas de fundo cósmico e tem mais de 230.000 anos-luz de extensão, aproximadamente o dobro do tamanho da Via Láctea. Seu desvio para o vermelho é de 4.72 e sua distância é estimada em 12,4 Gly.

Quasar ULAS J1120+0641

Este é um quasar muito distante alimentado por um buraco negro com uma massa de dois bilhões de vezes a do Sol. Ele foi o quasar mais distante conhecido entre 2011 até 2017, com desvio para vermelho de 7 e distância comóvel estimada em 28.85. Aparentemente, ele data de apenas 745 milhões de anos após o Big Bang. Essa imagem foi criada a partir de imagens obtidas de pesquisas feitas pelo Sloan Digital Sky Survey e pelo UKIRT Infrared Deep Sky Survey . O quasar aparece como um ponto vermelho fraco próximo ao centro.

Quasar ULAS J1342+0928

Quem roubou o posto de quasar mais distante do universo do ULAS J1120+0641 em 2017 foi o ULAS J1342+0928. Além de agora ser considerado o mais distante, também é alimentado pelo buraco negro supermassivo mais distante e mais antigo já encontrado. Ele tem um desvio para o vermelho de 7,54, superando o desvio em 7 do ULAS J1120+0641 e lhe conferindo uma distância comóvel estimada em 29.36 Gly. O ULAS J1342+0928 está localizado na constelação de Boötes e seu buraco negro supermassivo tem 800 milhões de vezes a massa do Sol. O quasar se originou em um período conhecido como "época da reionização", quando o universo saiu de sua “Idade das Trevas”.

GRB 090423

Esse objeto foi uma explosão de raios gama (GRB) detectada em 2009. Seu brilho foi visto através do infravermelho e permitiu que os astrônomos determinassem que seu desvio para o vermelho é 8.2, sendo este um dos objetos mais distantes detectados até o momento.

GN-z11

Esta é atualmente a galáxia conhecida mais distante de nós. Ela está localizada na constelação de Ursa Maior e também é a mais antiga do universo observável. Esta galáxia tem um desvio para o vermelho de 11,09, e sua distância comóvel é estimada em 32 bilhões de anos-luz da Terra. Quando olhamos para a GN-z11, vemos como ela estava há 13,4 bilhões de anos, ou seja, apenas 400 milhões anos após o Big bang. Mas, como em todos os outros objetos mencionados, a expansão do universo a levou a distâncias bem superiores. 

Fonte: Canaltech.com.br

Forbes, LCO, Sky and Telescope, UCL,

O maior segredo do Universo O Grande Atrator

 

Qualquer pessoa que já viajou pelo espaço com o Capitão James T. Kirk ou Luke Skywalker conhece muito dos perigos que podem espreitar. Um buraco de minhoca instável, uma supernova ou buraco negro, assim como monstros de “Alien” ou um ameaçador Dominador. Mas você sabia que o maior perigo para nosso sistema solar espera por nós pacientemente logo além da Via Láctea? O Grande Atrator é um monstro, um comedor de estrelas que pode se tornar o destino de nosso sol e da Terra.

Imagens e conteúdo: NASA, ESA, ESO, SpaceX, Wikipedia, Shutterstock, …

Fonte: TheSimplySpacePT

Um 'Telescópio' de tamanho de cidade poderia observar a ondulação no espaço-tempo 1 milhão de vezes por ano

 

Ondas gravitacionais são ondulações no próprio tecido do espaço-tempo.Crédito: Shutterstock

COLUMBUS, Ohio - Um detector de ondas gravitacionais com 2,5 quilômetros de comprimento não é legal. Você sabe o que é legal? Um detector de ondas gravitacionais de 25 milhas de comprimento.

Esse é o resultado de uma série de palestras feitas aqui no sábado (14 de abril) na reunião de abril da American Physical Society. A próxima geração de detectores de ondas gravitacionais irá espiar até a borda externa do universo observável, procurando ondulações no próprio tecido do espaço-tempo, que Einstein previu que ocorreria quando objetos maciços como buracos negros colidissem. Mas ainda existem alguns desafios significativos no caminho de sua construção, disseram os apresentadores ao público.

"Os detectores atuais que você acha que são muito sensíveis", disse Matthew Evans, físico do MIT, à plateia. "E isso é verdade, mas eles também são os detectores menos sensíveis com os quais você pode [possivelmente] detectar ondas gravitacionais".

Detectores atuais, é claro, não são nada para desprezar. Quando o Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro a Laser (LIGO) de 2,5 milhas de comprimento (4 quilômetros) detectou pela primeira vez o espaço-tempo crescendo e encolhendo em 2015 - o eco gravitacional de uma colisão de 1,3 bilhão de anos entre dois buracos negros - provou a existência das vastas e invisíveis ondas gravitacionais que outrora foram inteiramente teóricas, e levou, em apenas dois anos, um Prêmio Nobel para os criadores do LIGO .

Mas o LIGO e seu primo, o instrumento italiano de 3 km de extensão Virgo, são fundamentalmente limitados, disseram os palestrantes. Ambos os detectores são realmente capazes de detectar ondas gravitacionais de objetos que estão relativamente próximos da Terra na escala de todo o universo, disse o físico do MIT Salvatore Vitale. Eles também são limitados nos tipos de objetos que podem detectar.

Até agora, realmente houve apenas dois resultados importantes da atual geração de interferômetros: a detecção de uma fusão de buracos negros em 2015 e a deteção de duas estrelas de nêutrons em agosto de 2017(também um tema quente na conferência). Houve mais algumas colisões de buracos negros detectados, mas eles não ofereceram muitos resultados impressionantes após a primeira detecção.

Construa LIGOs e Virgos em maior escala, ou um tipo diferente de detector em grande escala chamado " telescópio Einstein ", disse Evans, e a taxa de detecção de ondas poderia saltar de um a cada poucos meses para mais de 1 milhão a cada ano .

O triangular Einstein Telescope, um detector de ondas gravitacionais em larga escala, está a mais de uma década de distância.Crédito: CERN

Quando digo que esses detectores nos levam para o limite do universo, quero dizer que eles podem detectar quase todos os sistemas binários que se fundem", disse ele, referindo-se a pares de estrelas, buracos negros e estrelas de nêutrons que estão colidindo.

Isso significa a possibilidade de detectar buracos negros desde os primeiros anos do universo, sondando profundos mistérios da gravidade e até mesmo detectando, potencialmente, pela primeira vez, as ondas gravitacionais de uma estrela supernova e colapsando em uma estrela de nêutrons ou buraco negro. 

Maior é melhor

Então, por que detectores maiores levam a buscas mais sensíveis por ondas gravitacionais? Para entender isso, você precisa entender como esses detectores funcionam.

O LIGO e o Virgo são, como relatado anteriormente pela Live Science, basicamente réguas em forma de L gigantes. Dois túneis se ramificam em ângulos retos um do outro, usando lasers para fazer medições extremamente precisas de momento a momento dos comprimentos dos túneis. Quando uma onda gravitacional passa pelo detector, balançando o próprio espaço, esse comprimento muda um pouquinho. O que uma vez foi uma milha se torna, brevemente, pouco menos de uma milha. E o laser, percorrendo essa distância mais curta um pouco mais rápido, demonstra que a mudança aconteceu.

Mas há um limite para o quão bem essa medida pode ser. A maioria das ondas ondula levemente o laser para os interferômetros perceberem. Melhorar a tecnologia de detecção nos túneis existentes de LIGO e Virgo pode melhorar um pouco as coisas, disse Evans, e há planos para isso. Mas para realmente amplificar o sinal, ele disse, a única opção é ir muito maior. 

Um detector em forma de L com braços de 24,86 km de comprimento, 10 vezes o tamanho do LIGO, é o próximo passo, disse Evans. Ele chamou a proposta de "explorador cósmico". Seria grande o suficiente para detectar praticamente qualquer coisa que um detector de ondas gravitacionais pudesse detectar, disse ele, mas não tão grande que a física subjacente começasse a desmoronar ou os custos se tornassem involuntariamente altos, mesmo para esse tipo de ciência dispendiosa projeto. (O custo final do LIGO chegou a centenas de milhões de dólares.)

Então, por que um detector desse tamanho, em vez de duas ou dez vezes maior?

A certa altura, com cerca de 40 quilômetros de comprimento, disse Evans, a luz leva tanto tempo para se mover de uma ponta a outra do túnel até que o experimento possa ficar confuso, tornando os resultados menos precisos do que mais.

Pelo menos como desafiador são os custos. LIGO e Virgo são pequenos o suficiente para que a curvatura da Terra não seja um desafio significativo de construção, disse Evans. Mas, a 24,86 milhas (40 km) por braço, colocar as extremidades de cada túnel no nível do solo significa que os centros dos túneis têm que estar a 30 metros no subsolo (supondo que o solo esteja perfeitamente nivelado).

"Mais de 40 quilômetros", disse Evans, "a distância de terra [do longo túnel] começa a tomar conta dos custos".

Há também o problema básico de encontrar um espaço vazio e grande o suficiente para construir um detector tão grande. Evans disse que basicamente não há lugar nenhum na Europa grande o suficiente, e nos EUA as opções são limitadas à região do Grande Lago Salgado em Utah e ao deserto de Black Rock em Nevada.

Esses desafios espaciais impulsionam o design alternativo do detector de ondas gravitacionais, chamado telescópio Einstein. Enquanto uma forma de L é a melhor maneira de medir uma onda gravitacional, Evans disse, um triângulo com três túneis e múltiplos detectores pode fazer um trabalho quase tão bom enquanto ocupa um espaço muito menor, ideal para as limitações geográficas da Europa.

Esses detectores ainda estão a 15 ou 20 anos da conclusão, Vitale disse, e toda a tecnologia necessária para construí-los ainda não foi inventada. Ainda assim, ele e Evans disseram aos cientistas reunidos que "a hora é agora" para começar a trabalhar neles. Já, Vitale disse, há oito grupos de trabalho preparando um relatório sobre a justificativa científica para esses dispositivos massivos, que devem sair em dezembro de 2018.

Um membro da platéia perguntou a Evans se fazia sentido construir, digamos, um detector de oito quilômetros de extensão (8 km) enquanto um verdadeiro Cosmic Explorer ou um Telescópio Einstein em escala real permanecessem a mais de uma década de distância.

Se ele estivesse em um comitê de financiamento, ele não aprovaria tal projeto, porque os retornos científicos da duplicação do tamanho do LIGO simplesmente não são tão grandes, disse Evans. É apenas nos limites superiores do tamanho do túnel, que os custos de tal projeto seriam justificados, acrescentou ele.

"A menos que eu soubesse que por algum motivo [um detector de 8 km seria o maior de todos os tempos possíveis de construir], simplesmente não vale a pena", disse ele.

Ainda assim, Vitale disse que isso não significa que os cientistas têm que esperar de 15 a 20 anos pela próxima grande fase dos resultados das ondas gravitacionais. À medida que mais detectores na escala atual entram em operação, incluindo o Detector de Ondas Gravitacionais Kamioka do tamanho de Virgo (KAGRA) no Japão e a LIGO-Índia do tamanho LIGO, e conforme os detectores existentes melhoram, os pesquisadores terão a oportunidade de medir ondas gravitacionais individuais de mais ângulos de uma vez, permitindo mais detecções e conclusões mais detalhadas sobre de onde elas vêm.

FONTE: https://www.livescience.com

Telescópio caçador de planetas fez sua primeira foto em 2018

 

São cerca de 200.000 estrelas em apenas uma imagem - o TESS irá observar o céu inteiro.[Imagem: NASA/MIT/TESS]

200.000 estrelas

O telescópio caçador de exoplanetas TESS, da NASA, enviou sua primeira imagem de testes. Lançado há cerca de um mês, ele estava próximo da Lua quando fez a foto - para estabilizar sua órbita final de 13,7 dias ao redor da Terra, o telescópio espacial está usando uma assistência gravitacional da Lua. A imagem está distante dos primores apresentados pela equipe do telescópio Hubble, por exemplo, mas a qualidade do telescópio fica patente no fato de ela conter mais de 200.000 estrelas.

O trabalho do telescópio será catalogar as estrelas - ele irá observar o céu inteiro - e depois monitorá-las em busca de variações no seu brilho, que podem indicar a presença de planetas - a luz da estrela sofre uma pequena variação quando um planeta passa à sua frente, uma técnica conhecida como trânsito planetário. A imagem foi feita por uma das quatro câmeras do telescópio, que fez uma exposição de dois segundos.

No próximo dia 30, o observatório espacial ligará seus motores pela sexta vez, o que lhe dará o impulso final para que ele alcance sua órbita operacional em torno da Terra.

Fonte: Inovação Tecnológica

Telescópio terrestre iguala Hubble em qualidade das imagens

 

A imagem do planeta Netuno da esquerda foi obtida pelo telescópio terrestre VLT. A imagem da direita é uma imagem semelhante obtida pelo Hubble. Note que as duas imagens não foram capturadas no mesmo momento e nem da mesma posição, por isso as estruturas na superfície do planeta não são iguais.[Imagem: ESO/P. Weilbacher (AIP)/NASA/ESA/M.H. Wong/J. Tollefson]

Telescópio com qualidade espacial 

O VLT, um dos maiores telescópios do mundo, instalado no Chile, estreou seu novo sistema de óptica adaptativa com um feito histórico: atingindo uma qualidade das imagens similar - superior em alguns detalhes - à do telescópio espacial Hubble.

Os telescópios espaciais são muito mais caros e não podem ser consertados - o Hubble até que podia, enquanto existiam os ônibus espaciais - mas têm a grande vantagem de sofrerem a interferência da atmosfera terrestre, o que gera imagens tipicamente mais nítidas.

Mas a tecnologia da óptica adaptativa está permitindo tirar essa diferença ao corrigir a turbulência da atmosfera.

O instrumento MUSE, instalado no VLT, passou a utilizar um sistema inédito de correção, chamado Tomografia Laser, usa quatro raios laser para criar "estrelas artificiais", que servem como referência para anular as variações da atmosfera momento a momento.

A estreia, em grande estilo, obteve imagens extremamente nítidas do planeta Netuno, de enxames estelares e outros objetos celestes mais distantes, comprovando que as melhorias incrementais podem permitir que os telescópios terrestres andem sempre nos calcanhares dos telescópios espaciais. Além disso, como o MUSE é um espectrógrafo (MUSE: Multi Unit Spectroscopic Explorer), a atualização permitirá estudar as propriedades dos corpos celestes com muito mais detalhe do que era possível até agora.

Limite teórico de nitidez de imagem

A nova unidade de óptica adaptativa, chamada GALACSI, deu ao telescópio um "modo de campo estreito", que corrige a turbulência atmosférica acima do telescópio em todas as altitudes, dando assim origem a imagens muito mais nítidas, embora de uma região menor do céu do que já se obtinha com o "modo de campo largo", que corrige os efeitos da turbulência atmosférica até 1 km acima do telescópio.

Com esta nova capacidade, o telescópio terrestre de 8 metros atinge o limite teórico de nitidez de imagem, não estando assim limitado à distorção atmosférica, obtendo imagens comparáveis, em termos de nitidez, às que são obtidas com o Telescópio Espacial Hubble.

Mas não pense que isso representa o fim dos telescópios em órbita: novas tecnologias de espelhos flexíveis para telescópios espaciais prometem fazer com que os observatórios orbitais abram vantagem novamente nos próximos anos.

Estas imagens do planeta Netuno foram obtidas durante os testes de óptica adaptativa em modo de campo estreito. A imagem da direita foi capturada sem o sistema de óptica adaptativa, e a da esquerda foi obtida após o sistema ser ligado. [Imagem: ESO/P. Weilbacher (AIP)]

Óptica adaptativa 

A óptica adaptativa é uma técnica que compensa os efeitos de distorção da atmosfera terrestre, a mesma turbulência que faz as estrelas cintilarem quando observadas a olho nu. A luz das estrelas e galáxias fica distorcida ao passar através da camada protetora da nossa atmosfera.

Para melhorar de forma artificial a qualidade destas imagens, quatro raios laser foram fixados ao telescópio principal do VLT, projetando no céu uma forte luz alaranjada de 30 cm de diâmetro, que energiza os átomos de sódio que se encontram na atmosfera superior.

É assim que são criadas as estrelas artificiais, cuja luz é usada pelo sistema para determinar a turbulência existente na atmosfera e calcular as correções necessárias, mil vezes por segundo, que são fornecidas ao espelho secundário fino e deformável do telescópio, o qual altera constantemente a sua forma, corrigindo assim estes efeitos de distorção da luz.

Fonte: Inovação Tecnológica

Uma nova visão da nossa noite estrelada

 

Esta ilustração mostra o caçador de exoplanetas da NASA, o telescópio espacial Kepler. A agência anunciou em 30 de outubro de 2018, que o Kepler ficou sem combustível e está sendo retirado dentro de sua órbita atual e segura, longe da Terra. Kepler deixa um legado de mais de 2.600 descobertas de exoplanetas.Créditos: NASA / Wendy Stenzel / Daniel Rutter

Depois de nove anos no espaço profundo coletando dados que indicam que o nosso céu será preenchido com bilhões de planetas ocultos - mais planetas até que estrelas - o telescópio espacial Kepler da NASA ficou sem combustível necessário para outras operações científicas. A Nasa decidiu aposentar a espaçonave dentro de sua órbita atual e segura, longe da Terra. " Como a primeira missão de caça ao planeta da NASA, o Kepler excedeu todas as nossas expectativas e abriu o caminho para nossa exploração e busca de vida no sistema solar e além ", disse Thomas Zurbuchen, administrador associado do Diretório de Missões Científicas da NASA em Washington.

A análise mais recente das descobertas de Kepler conclui que 20 a 50% das estrelas visíveis no céu noturno provavelmente terão planetas pequenos, possivelmente rochosos, similares em tamanho à Terra e localizados dentro da zona habitável de suas estrelas - mãe. O tamanho mais comum do planeta Kepler encontrado não existe em nosso sistema solar - um mundo entre o tamanho da Terra e Netuno - e temos muito a aprender sobre esses planetas.

" Agora que sabemos que planetas estão por toda parte, a Kepler nos colocou em um novo curso que é promissor para as futuras gerações explorarem nossa galáxia. Lançado em 6 de março de 2009, o telescópio espacial Kepler combinou técnicas de ponta na medição do brilho estelar com a maior câmera digital equipada para observações do espaço exterior na época. Originalmente posicionada para olhar continuamente para 150.000 estrelas em uma mancha cravejada de estrelas do céu na constelação de Cygnus, Kepler fez o primeiro levantamento de planetas em nossa galáxia e se tornou a primeira missão da agência a detectar planetas do tamanho da Terra nas zonas habitáveis de suas galáxias.

 " A missão Kepler foi baseada em um design muito inovador. Foi uma abordagem extremamente inteligente para se fazer esse tipo de ciência ", disse Leslie Livesay, diretor de astronomia e física do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, que atuou como gerente de projeto Kepler durante o desenvolvimento da missão. " Definitivamente havia desafios, mas Kepler tinha uma equipe extremamente talentosa de cientistas e engenheiros que os superaram ". 

A equipe da missão foi capaz de planejar uma correção, mudando o campo de visão da espaçonave a cada três meses. Isso permitiu uma missão estendida para a espaçonave, apelidada de K2, que durou até a primeira missão e bateu a contagem de Kepler de estrelas pesquisadas para mais de 500.000. Novas pesquisas em estrelas com dados de Kepler também estão promovendo outras áreas da astronomia, como a história da nossa galáxia Via Láctea e os estágios iniciais de explosões de estrelas chamadas supernovas que são usadas para estudar a velocidade com que o universo está se expandindo.

"Sabemos que a aposentadoria da espaçonave não é o fim das descobertas de Kepler", disse Jessie Dotson, cientista do projeto Kepler no Centro de Pesquisas Ames da NASA, no Vale do Silício, na Califórnia. "Estou entusiasmado com as diversas descobertas que ainda estão por vir de nossos dados e como futuras missões se basearão nos resultados da Kepler."

Antes de aposentar a espaçonave, os cientistas empurraram a Kepler para todo o seu potencial, completando com sucesso múltiplas campanhas de observação e baixando valiosos dados científicos, mesmo após os primeiros avisos de baixo consumo de combustível. Os dados mais recentes, da Campanha 19, complementarão os dados do mais novo caçador de planetas da NASA, o Transiting Exoplanet Survey Satellite, lançado em abril.

A TESS baseia-se na fundação de Kepler com novos lotes de dados em sua busca de planetas que orbitam cerca de 200.000 das estrelas mais brilhantes e próximas da Terra, mundos que podem mais tarde ser explorados por missões como o Telescópio Espacial James Webb da NASA.

O Ames Research Center da NASA, no Vale do Silício, na Califórnia, gerencia as missões Kepler e K2 para o Diretório de Missões Científicas da NASA. O Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia, gerenciou o desenvolvimento da missão Kepler. A Ball Aerospace & Technologies Corporation, em Boulder, Colorado, opera o sistema de voo com o apoio do Laboratório de Física Atmosférica e Espacial da Universidade do Colorado, em Boulder.

Fonte: NASA

Um telescópio na Lua para observar a Terra

  

A partir da Lua é possível observar a interação do vento solar com a magnetosfera terrestre dinamicamente. [Imagem: Science China Press]  

 Telescópio para observar a Terra   O anúncio de propostas para construir dois supertelescópios na Lua, feito no mês passado, trouxe à tona outras ideias para levar a astronomia para além da órbita terrestre. A diferença é que, desta vez, a ideia não é focar os telescópios no espaço distante, mas construir um telescópio lunar para observar a própria Terra e prever o clima espacial, preparando-nos para eventuais comportamentos cataclísmicos do Sol.   Acontece que o acoplamento entre o vento solar e a magnetosfera terrestre, que nos protege dessa radiação solar e dos raios cósmicos, é um processo dinâmico ainda pouco entendido, mas que é crucial para o clima espacial. Para entender essa dinâmica, é necessário entender os processos em escala global, o que envolve o transporte de massa e energia e o acoplamento entre as diferentes regiões do entorno da Terra. 

 No entanto, confiar em medições feitas localmente - mesmo que feitas em diversos pontos por amostragem - não é suficiente para compreender esses efeitos globais conforme eles se desenrolam de forma variável, dependendo dos níveis de radiação solar que chegam ao nosso planeta.   Por isso, pesquisadores chineses estão propondo usar a Lua como uma plataforma para obter uma visão global da magnetosfera da Terra, através do desenvolvimento de um observatório que Yihong Guo e seus colegas chamam de LSXI (Lunar-based Soft X-ray Imager, ou Imageador de Raios X Moles Baseado na Lua) - raios X são divididos em moles e duros de acordo com sua energia.   Telescópio de raios X   O LSXI é um telescópio de raios X moles - até 5.000 elétron-Volts - de amplo campo de visão, que pode obter imagens da magnetosfera terrestre com base na emissão de raios X gerada quando os íons da radiação solar impactam átomos neutros ou moléculas na atmosfera terrestre, um fenômeno só recentemente descoberto, chamado troca de cargas.   Hoje, a maior parte do nosso conhecimento sobre a resposta da magnetosfera às atividades solares vem de medições pontuais de satélites e das análises de modelos teóricos. Missões, como a Cluster e Double Star, forneceram informações importantes sobre o plasma local. No entanto, devido aos pontos de observação limitados, é difícil compreender as interações gerais do vento solar com a magnetosfera no nível do sistema como um todo, e menos ainda ser capaz de prever sua dinâmica global.  

 Recentemente foi desenvolvida uma nova técnica para gerar imagens desses raios X moles, inspirada na estrutura dos olhos das lagostas. O novo telescópio de raios X moles foi então criado a partir dessa tecnologia de imageamento e da detecção da troca de cargas do vento solar.   Foram estes dois avanços que viabilizaram a ideia do telescópio lunar para observar como a Terra reage ao vento solar. Para tornar tudo ainda melhor, os pesquisadores adicionaram um amplo campo de visão e capacidades espectroscópicas.   Vantagens de um telescópio na Lua   Em comparação com outros esquemas de observação, uma plataforma lunar tem muitas vantagens. Em primeiro lugar, a Lua está em rotação sincronizada com a Terra e, portanto, irá sempre captar imagens do mesmo lado da Terra. Com isto, a Lua se torna um excelente local para uma observação contínua das interações vento solar-magnetosfera.   Em segundo lugar, a Lua está a cerca de 60 raios terrestres de distância da Terra, de modo que o LSXI poderia cobrir toda a região da magnetopausa do lado do dia, incluindo o arco de choque, a magnetopausa e as cúspides. Isso permitirá fazer o monitoramento global do processo dinâmico durante as interações vento solar-magnetosfera.   Finalmente, a Lua é uma plataforma de observação permanente e estável, com o ciclo de vida do observatório não sendo tão limitado quanto o dos satélites, podendo cobrir um ou mais ciclos solares.   Depois de executar com sucesso as fases iniciais do projeto, a equipe chinesa agora está propondo planos para o prosseguimento dos estudos, incluindo a participação de outras equipes e a elaboração dos projetos para a construção dos equipamentos.  Fonte: Site Inovação Tecnológica   By Marcos Ferreira Medeiros - setembro 15, 2021 Nenhum comentário:   Enviar por e-mail Postar no blog! Compartilhar no Twitter Compartilhar no Facebook Compartilhar com o Pinterest Marcadores: Lua, Planeta Terra, Telescópios 20 de agosto de 2021 Astrônomos querem construir dois supertelescópios na Lua  O grande diferencial do telescópio lunar é que ele terá um espelho líquido.