O universo antigo produzia mais estrelas do que se pensava
“Ruidos” nos dados levam à surpreendente descoberta de um nascedouro de estrelas
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IMAGEM:Por — Steve Koppes and Marcus Woo
Quando uma leva de brilhantes objetos cósmicos apareceu pela primeira vez nos mapas feitos com dados obtidos pelo Telescópio do Polo Sul, os astrônomos do Instituto Kavli de Física Cosmológica da Universidade de Chicago viram isto apenas como um aborrecimento inevitável.
As fontes luminosas interferiam com os esforços para medir com maior precisão o fundo cósmico de micro-ondas — o brilho remanescente do big bang. No entanto, os astrônomos logo perceberam que tinham feito uma rara descoberta na varredura ampla dos céus feita pelo Telescópio do Polo Sul. Os espectros de alguns dos objetos brilhante – o arco-íris de luz que eles emitem – eram inconsistentes com o que os astrônomos esperavam de uma população de rádio-galáxias bem conhecida.
Pelo contrário, os objetos pareciam ser galáxias cheias de poeira e com uma alta taxa de formação de estrelas. Esse tipo de galáxia deveria ser facilmente identificável nas varreduras dos céus na faixa infravermelha, só que não havia coisa alguma conhecida que correspondesse ao que o Telescópio do Polo Sul tinha descoberto. Eles tinham que estar extremamente distantes para escaparem da detecção do infravermelho e, portanto, tinham que ser extremamente luminosos. Intrigados, os astrônomos realizaram um imageamento detalhado do local indicado com o novo Telescópio ALMA (Atacama Large Millimeter Array) no Deserto de Atacama, no Chile. Estas observações mostraram que as galáxias poeirentas estavam prenhes de estrelas em formação muito antes do que se previa na história do cosmo.
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Joaquin Vieira, atualmente um doutor do California Institute of Technology, encabeça uma equipe que relata a descoberta na edição de 14 de março da Nature e em dois outros artigos que serão publicados no Astrophysical Journal.
“Nós mal podíamos esperar o ALMA ficar pronto para que pudéssemos realizar essas observações”, relata Vieira, com mestrado em 2005 e PhD em 2009, que baseou sua pesquisa de doutorado na UChicago na descoberta de fontes extra-galáticas. “As fontes que descobrimos com o Telescópio do Polo Sul ficavam tão distantes no céu do Sul que nenhum telescópio no Hemisfério Norte as podia observar. Nós temos o raro privilégio de estarmos entre os primeiros astrônomos a usarem o ALMA.”
Vieira tem trabalhado com o Telescópio do Polo sul desde o início, tendo ajudado a construir o telescópio e sua câmera, diz John Carlstrom, Professor de Serviços Distinguidos S. Chandrasekhar em Astronomia e Astrofísica na UChicago. “Ele esteve envolvido desde o chão, ou do gelo para ser mais preciso”, diz Carlstrom, que chefia a colaboração do TPS e é um co-autor do artigo na Nature.
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Uma produção prodigiosa de estrelas
As galáxias starburst produzem estrelas a uma taxa prodigiosa, criando o equivalente a um milhar de novos sóis anualmente. Vieira e seus colegas descobriram starbursts que estavam parindo estrelas quando o universo tinha apenas um bilhão de anos de idade. Antes disto, os astrônomos duvidavam que as galáxias pudessem formar novas estrelas tão cedo na história do universo.
Brilhando com a energia de um trilhão de sóis (ou mais), essas galáxias recém-descobertas são vistas como eram mais ou menos há 12 bilhões de anos, mostrando uma “foto de infância” das galáxias mais maciças nas vizinhanças cósmicas da Terra atualmente. “Quanto mais distante for a galáxia, mais se está olhando para o passado, de forma que, ao medir suas distâncias, nós podemos alinhavar uma linha de tempo sobre o quão vigorosamente o universo vem fazendo novas estrelas nos diferentes estágios de sua existência de 13,7 bilhões de anos”, explica Vieira.
Os astrônomos descobriram dúzias dessas galáxias com o Telescópio do Polo Sul, um prato de 10 metros na Antártica que varre o céu na faixa de comprimento de onda milimétrico (situada entre as faixas de rádio e infravermelho do espectro eletromagnético). Então a equipe deu uma olhada mais detalhada, usando o ALMA no Chile. “Essas não são galáxias normais”, diz Vieira. “Elas formavam estrelas a uma taxa extraordinária quando o universo ainda era muito jovem — nós ficamos muito surpresos em encontrar galáxias assim tão cedo na história do universo”.
As novas observações representam alguns dos mais significativos resultados científicos do ALMA até agora. Vieira afirmou que “Não poderíamos ter feito isto sem a combinação do TPS e do ALMA”, acrescentando que “O ALMA é tão sensível que vai mudar nossa visão do universo de várias maneiras diferentes”.
Os astrônomos usaram somente 16 dos 66 pratos que eventualmente comporão o ALMA, que é o mais poderoso telescópio que funciona nos comprimentos de onda milimétrico e sub-milimétrico. O ALMA começou a operar no ano passado.
Análise dos dados do ALMA
A análise dos dados do ALMA mostraram que mais de 30% das novas galáxias começaram a existir a apenas um bilhão de anos depois do big bang. Só nove dessas galáxias eram anteriormente conhecidas – o número dessas galáxias quase que dobrou, dando novos dados valiosos que auxiliarão outros pesquisadores a limitar e refinar modelos de computador de formação de estrelas e galáxias no universo primitivo.
A equipe de Vieira estabelece a distância dessas poeirentas galáxias starburst a partir das emissões de seus gases e da própria poeira. Antes, os astrônomos tinham que depender de uma complicada combinação de observações indiretas ópticas e de rádio, precisando de muitos telescópios para estudar as galáxias. Porém a sensibilidade sem precedentes do ALMA e sua capacidade de medir os espectros permitiu aos astrônomos fazer suas observações e analisá-las em um único passo. Como resultado, as novas distâncias são mais confiáveis e representam a melhor amostra, até agora, dessa população de galáxias primitivas.
As propriedades exclusivas desses objetos também ajudou nas medições. Primeiro, as galáxias observadas por acaso estavam sob o efeito de lentes gravitacionais — um fenômeno previsto por Einstein, no qual uma galáxia mais próxima encurva a luz de uma galáxia mais ao fundo, como uma lente de aumento. Esse efeito de lente faz com que as galáxias mais ao fundo pareçam mais brilhantes, o que reduz o tempo necessário para observá-las com um telescópio umas 100 vezes.
Segundo, os astrônomos tiraram vantagem de uma característica fortuita dos espectros dessas galáxias. Normalmente, galáxias mais distantes aparecem mais esmaecidas. Mas acontece que o universo em expansão desvia os espectros de emissão de uma maneira tal que a luz que recebemos na faixa milimétrica não é atenuada para fontes que estejam mais distantes de nós. Consequentemente, as galáxias aparecem, nessas faixas de comprimento de onda, com o mesmo brilho, não importa a distância.
Os novos resultados representam aproximadamente um quarto do número total de fontes que Vieira e seus colegas descobriram com o Telescópio do Polo Sul. Eles preveem encontrar ainda mais dessas galáxias starbust poeirentas e esperam que algumas sejam de épocas ainda mais antigas do universo, à medida em que continuam analisando seus dados.
Nota do tradutor: eu escolhi este press-release entre vários outros que relatam a mesma descoberta. Essencialmente, todos contém as declarações de Vieira e cada instituição “puxa a brasa para sua sardinha”, como faz a UChicago ao descrever os títulos de Vieira neste aqui.
Descoberto novo sistema estelar próximo
O sistema estelar mais próximo encontrado no último século
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Por Barbara K. Kennedy
Um para de estrelas recém-descobertas é o terceiro sistema estelar mais próximo do Sol, de acordo com um artigo a ser publicado em Astrophysical Journal Letters. O par é o sistema estelar mais próximo descoberto desde 1916. A descoberta foi feita por Kevin Luhman, um professor associado de astronomia e astrofísica da Penn State University e pesquisador no Centro para Exoplanetas e Mundos Habitáveis da Penn State.
Ambas as estrelas no novo sistema binário são “anãs marrons”, ou seja, estrelas com massa tão pequena que jamais conseguiram chegar à temperatura necessária para dar início à fusão do hidrogênio. Por causa disso, elas são muito frias e esmaecidas, lembrando mais um planeta gigante como Júpiter do que uma estrela brilhante como o Sol.
“A distância até o par de anãs marrons é de 6,5 anos-luz – tão próximas que as emissões de TV de 2006 daqui da Terra estão chegando lá agora”, diz Luhman. “Isto vai ser um excelente campo de caça por novos planetas porque é muito próximo da Terra, o que faz ser bem mais fácil observar quaisquer planetas que estejam em órbita de qualquer uma das anãs marrons”. E Luhman acrescenta que, já que é o terceiro sistema estelar mais próximo, no futuro distante pode ser um dos primeiros destinos de expedições tripuladas além do sistema solar.
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O sistema estelar tem o nome “WISE J104915.57-531906” porque foi descoberto em um mapa completo do céu obtido pelo satélite Explorador de Busca Infravermelho Grande-angular (Wide-field Infrared Survey Explorer = WISE) da NASA. Ele fica um pouquinho mais distante do que a segunda estrela mais próxima, a Estrela de Barnard, que foi descoberta em 1916 e fica a 6 anos-luz do Sol. O sistema estelar mais próximo consiste de Alpha Centauri, que se descobriu ser o vizinho mais próximo do Sol em 1839, a uma distância de 4,4 anos-luz e a menos luminosa Proxima Centauri, descoberta em 1917 a 4,2 anos-luz.
Edward (Ned) Wright, o principal investigador do satélite WISE, declarou: “Uma das principais metas da proposta do WISE era descobrir as estrelas mais próximas do Sol. O WISE 1049-5319 é de longe o sistema estelar mais próximo descoberto através dos dados do WISE e podemos obter vistas mais aproximadas desse sistema binário com grandes telescópios como o Gemini e o futuro Telescópio Espacial James Webb que vão nos ensinar um bocado sobre as estrelas de pequena massa conhecidas como anãs marrons”. Wright é o Catedrático Presidente David Saxon de Física e professor de física e astronomia na UCLA.
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Os astrônomos vinham especulando há tempos sobre a possível existência de um objeto escuro e distante em órbita do Sol, algumas vezes chamado de “Nêmesis”. No entanto, Luhman concluiu que “podemos descartar a hipótese de que o novo sistema de anãs marrons seja este tal objeto porque ele se move pelo céu rápido demais para estar em órbita em torno do Sol”.
Para descobrir o novo sistema estelar, Luhman estudou as imagens do ceú que o satélite WISE obteve durante um período de 13 meses que terminou em 2011. Durante sua missão, o WISE observou cada pedaço do céu de 2 a 3 vezes. “Por estas imagens intervaladas no tempo, eu pude concluir que o sistema estava se movendo muito depressa pelo céu – uma grande pista de que ele estava provavelmente muito próximo de nosso sistema solar”, explicou Luhman.
Após ter detectado este movimento rápido nas imagens do WISE, Luhman foi procurar por outros indícios detectados do sistema em outras pesquisas anteriores. Ele descobriu que, realmente, ele tinha sido detectado em imagens desde 1978 até 1999 obtidas pelas Digitized Sky Survey, a Two Micron All-Sky Survey e a Deep Near Infrared Survey of the Southern Sky. “Com base no movimento aparente desse sistema estelar tiradas das imagens do WISE, eu fui capaz de extrapolar as posições prováveis dele nas pesquisas mais antigas e, com certeza, lá estava ele”, diz Luhman.
Combinando as detecções do sistema estelar das várias pesquisas, Luhman foi capaz de medir sua distância através da paralaxe que é a aparente mudança de posição de uma estrela causada pela órbita da Terra em torno do Sol. Aí ele usou o Telescópio Gemini [do Hemisfério] Sul, em Cerro Pachón no Chile, para obter seu espectro, o qual mostrou que o sistema tinha uma temperatura muito baixa e, portanto, era uma anã marrom. “E como um bônus adicional, as imagens nítidas do Gemini também revelaram que o objeto não era apenas uma anã marrom, mas um par delas orbitando uma a outra”, acrescenta Luhman.
“Foi um verdadeiro trabalho de detetive”. conta Luhman. “Existem bilhões de pontos em infravermelho pelo ceú e o mistério é qual deles – se é que algum deles é – pode ser uma estrela bem próxima de nosso sistema solar”.
CONTATOS
Kevin Luhman at Penn State: kluhman@astro.psu.edu
Barbara Kennedy at Penn State (PIO): (+1) 814-863-4682, science@psu.edu
Peter Michaud at Gemini (PIO): 808-974-2510, pmichaud@gemini.edu
Edward (Ned) Wright at WISE and UCLA: 310-825-5755, wright@astro.ucla.edu
IMAGENS e ANIMAÇÃO
Imagens de alta definição e uma animação online em http://science.psu.edu/news-and-events/2013-news/Luhman3-2013.
O terceiro cinturão de Van Allen
NASA/Goddard Space Flight Center
A sonda Van Allen da NASA descobre uma surpresa em torno da Terra
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Após o lançamento da maior parte das espaçonaves científicas da NASA, os pesquisadores esperam pacientemente por meses, à medida em que os instrumentos são ligados, um de cada vez, lentamente levados à máxima potência e testados para se assegurar que eles funcionam em plena capacidade. É um rito de passagem para qualquer novo satélite no espaço e uma agenda assim estava programada para as Sondas Van Allen quando elas foram lançadas em 30 de agosto de 2012 para estudar os dois cinturões de radiação gigantes que circundam a Terra.
No entanto, um grupo de cientistas da missão resolveu mudar esses planos. Eles pediram que o Telescópio Relativístico Elétron Próton (Relativistic Electron Proton Telescope = REPT) fosse ligado bem cedo – apenas três dias após o lançamento – a fim de que suas observações se superpusessem com as de outra missão chamada SAMPEX (Solar, Anomalous, and Magnetospheric Particle Explorer = Explorador de Partículas Solares, Anômalas e Magnetosféricas) que iria em breve sair de órbita e re-entrar na atmosfera terrestre.
Foi uma decisão afortunada. Logo antes do REPT ser ligado, a atividade no Sol tinha emitido um jorro de energia na direção da Terra que fez os cinturões de radiação oscilarem. O instrumento REPT funcionou bem desde que foi ligado em 1º de setembro. Ele realizou observações dessas novas partículas aprisionadas entre os cinturões, registrando suas altas energias e o aumento de tamanho dos cinturões.
Aí aconteceu algo que ninguém tinha visto antes: as partículas de assentaram em uma nova configuração que exibia um cinturão extra, o terceiro, que se projetava para o espaço. Alguns poucos dias após seu lançamento, as sondas Van Allen mostraram aos cientistas algo que os faria re-escrever seus livros-texto.
“Lá pelo quinto dia após o REPT ser ligado, nós conseguimos plotar nossas observações e observar a formação de um terceiro cinturão de radiação”, disse Shri Kanekal, o cientista adjunto para a missão das Sondas Van Allen no Centro Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland, co-autor de um artigo sobre esses resultados. “Nós chegamos a pensar que havia algo errado com nossos instrumentos. Nós verificamos tudo, mas não havia coisa alguma errada. O terceiro cinturão persistiu lindamente, dia após dia, semana após semana, por quatro semanas”.
Os cientistas publicaram seus resultados em um artigo na Science de 28 de fevereiro de 2013. A incorporação desta nova configuração a seus modelos dos cinturões de radiação dá aos cientistas novas pistas sobre o que causa a mudança de formato dos cinturões – uma região que pode algumas vezes oscilar dramaticamente em resposta à energia emitida pelo Sol, causando impactos sobre satélites e espaçonaves ou apresentar riscos potenciais ao voo espacial tripulado.
Os cinturões de radiação, ou cinturões de Van Allen, foram descobertos com os primeiros lançamentos de satélites em 1958 por James Van Allen. Missões subsequentes observaram partes dos cinturões – inclusive a SAMPEX que observou os cinturões por baixo – porém o que causa tal variação dinâmica permanecia algo de misterioso. Realmente, tempestades aparentemente semelhantes vindas do Sol, às vezes causavam efeitos completamente diferentes nos cinturões, ou, em outras, não mudavam coisa alguma.
As Sondas Van Allen consistem em duas espaçonaves idênticas com a missão de mapear essa região com detalhes requintados, catalogando uma ampla gama de energias e partículas e rastreando o zoológico de ondas magnéticas que pulsam pela área, algumas vezes acelerando as partículas a velocidades tão extremas que elas escapam inteiramente dos cinturões.
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“Nós já tínhamos uma longa série de dados de missões como a SAMPEX”, diz Daniel Baker que é o principal investigador do REPT na Universidade do Colorado em Boulder e principal autor do artigo na Science. “Porém nós nunca estivemos dentro da garganta do acelerador que funciona uns poucos quilômetros acima de nossas cabeças, acelerando essas partículas a velocidades incríveis”.
Em seus primeiros seis meses em órbita, os instrumentos nas Sondas Van Allen funcionaram excepcionalmente bem e os cientistas estão entusiasmados com a catadupa de observações que chegam com uma clareza sem precedentes. Esta é a primeira vez que os cientistas puderam reunir um conjunto completo de dados acerca dos cinturões, com o bônus adicional de observá-los a partir de duas espaçonaves separadas que podem mostrar mais claramente como os eventos transitam pela área.
A descoberta de algo novo no espaço tal como o terceiro cinturão de radiação, tem mais implicações do que o simples conhecimento de que um tal terceiro cinturão é possível. Em uma região do espaço que permanece ainda tão misteriosa, quaisquer observações capazes de ligar certas causas a certos efeitos adiciona uma nova peça de informação ao quebra-cabeças.
Baker gosta de comparar os cinturões de radiação aos anéis de armazenagem de partículas nos aceleradores dos laboratórios de física. Nesses aceleradores, usa-se campos magnéticos para manter as partículas orbitando em círculos, enquanto se usa ondas de energia para enviar essas partículas a velocidades cada vez maiores. Nesses aceleradores, tudo tem que ser cuidadosamente sintonizado com o tamanho e formato do anel, e com as características dessas partículas. Os Cinturões de Van Allen dependem de uma sintonia similar. Uma vez que os cientistas observam os anéis somente em certos lugares e certas ocasiões, eles podem calcular com mais exatidão quais partículas e quais ondas devem estar causando um determinado formato. Cada novo conjunto de observações ajuda a estreitar o campo ainda mais.
“Nós podemos oferecer estas novas observações aos teóricos que vão modelar o que está acontecendo nos cinturões”, diz Kanekal. “A natureza nos presenteia com este evento – ele está bem aí, é um fato, não há o que discutir – e agora temos que explicar por que é este o caso. Por que o terceiro cinturão persistiu por quatro semanas? Por que ele se modifica? Toda esta informação nos ensina mais sobre o espaço”.
Os cientistas já têm teorias sobre exatamente qual tipo de ondas varrem para fora as partículas na região do “escaninho” entre os dois primeiros cinturões. Agora eles têm que criar modelos para descobrir quais ondas têm as características corretas para varrer as partículas para fora da nova região de “escaninho” ainda mais longe também. Outra observação fascinante para explorar reside em rastrear as causas que dão origem a esta nova região ainda antes: em 31 de agosto de 2012, um longo filamento de material solar que tinha pairado sobre a atmosfera solar, foi expelido para o espaço. Baker diz que isto pode ter causado a onda de choque que levou à formação do terceiro cinturão poucos dias depois. Além disto, o novo cinturão foi virtualmente aniquilado quatro semanas depois de ter aparecido por outra onda de choque provinda do Sol. Ser capaz de observar um tal fenômeno durante seu acontecimento, fornece mais material ainda para teorias sobre os Cinturões de Van Allen.
A despeito de já haver 55 desde que os cinturões de radiação foram descobertos, ainda há muito o que investigar e explicar, e apenas poucos dias após seu lançamento, as Sondas Van Allen mostraram que os cinturões ainda são capazes de surpreender.
“Eu acho que demos muita sorte”, diz Baker. “Termos ligado nossos instrumentos quando o fizemos, com grande confiança em nossos engenheiros e que os instrumentos funcionariam imediatamente, e ainda tendo a cooperação do Sol para mexer com o sistema como mexeu – foi tudo uma oportunidade extraordinária. Isso corroborou a importância da missão e como é importante revisitar os Cinturões de Van Allen como uma novidade”
O Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins construiu e opera as Sondas Van Allen. As Sondas Van Allen compreendem a segunda missão do programa “Vivendo com uma estrela” (Living With a Star = LWS) da NASA para explorar os aspectos do sistema Sol-Terra que afetam diretamente a vida e a sociedade. O programa é gerenciado pelo Centro Espacial Goddard da NASA.
Ondas gravitacionais produzidas por estrelas anãs brancas
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
Anãs brancas encurvam o espaço e produzem ondas gravitacionais
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Ondas gravitacionais – de maneira bem parecida com o recém descoberto bóson de Higgs – são notoriamente difíceis de observar. Os cientistas conseguiram detectar pela primeira vez essas ondulações na textura do espaço-tempo de maneira indireta, por meio dos sinais de radio de um sistema binário composto por um pulsar e uma estrela de nêutrons. Essa descoberta – que precisou de uma sincronização extremamente precisa dos sinais de radio – rendeu um Prêmio Nobel à equipe que a realizou. Agora uma equipe de astrônomos detectou o mesmo efeito na faixa de luz visível, na luz de um par de anãs-brancas que se eclipsam alternadamente.
“Este resultado marca uma das detecções mais limpas e fortes do efeito de ondas gravitacionais”, declarou Warren Brown, membro da equipe do Observatório Astrofísico Smithsonian (Smithsonian Astrophysical Observatory = SAO).
A equipe descobriu o par de anãs brancas no ano passado (anãs brancas são os remanescentes dos núcleos de estrelas parecidas com nosso Sol). O sistema, chamado SDSS J065133.338+284423.37 (ou, abreviadamente, J0651), contém duas anãs brancas tão próximas entre si – apenas um terço da distância entre a Terra e a Lua – que completam uma órbita em menos de 13 minutos.
“A cada seis minutos as estrelas do J0651 se eclipsam entre si, tal como visto da Terra, o que as torna um cronômetro sem paralelo e preciso, a uns 3.000 anos-luz de distância”, diz o autor principal do estudo, J.J. Hermes, um estudante de pós-graduação que trabalha com o Professor Don Winget na Universidade do Texas em Austin.
A Teoria da Relatividade Geral de Einstein prediz que objetos em movimento criam ondulações sutis na tessitura do espaço-tempo, chamadas de ondas gravitacionais. Essas ondas gravitacionais devem ser capazes de transportar energia, fazendo com que as estrelas muito lentamente se aproximem mais ainda e orbitem cada vez mais rápido. A equipe foi capaz de detectar esse efeito no J0651.
“Em comparação com abril de 2011, quando descobrimos este objeto, os eclipses estão agora ocorrendo seis segundos antes do esperado”, declarou o membro da equipe Mukremin Kilic da Universidade de Oklahoma.
“Este é um efeito da relatividade geral que se pode medir com um relógio de pulso”, acrescentou Warren Brown do SAO.
O sistema J0651 vai prover a oportunidade de comparar futuras detecções diretas, com base no espaço, de ondas gravitacionais, com aquelas inferidas a partir do decaimento orbital, o que vai proporcionar importantes benchmarks para nossa compreensão do funcionamento da gravidade.
A equipe espera que o período encurte ainda mais e mais a cada ano, com os eclipses acontecendo mais de 20 segundos antes do (de outra forma) esperado no entorno de maio de 2013. As estrelas vão eventualmente se fundir, em cerca de dois milhões de anos. Observações futuras continuarão a medir o decaimento orbital desse sistema e vão tentar entender como as forças de marés afetam a fusão dessas estrelas.
Planetas solitários
Traduzido de: Common Jupiters?
Nova pesquisa mostra que planetas solitários do tipo Júpiter podem ser mais comuns do que estrelas
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Solitário no espaço: os astrônomos descobriram um novo tipo de planeta. |
O escritor Robert Brault faz esta metáfora sobre o céu noturno: “Um trilhão de asteriscos e nenhuma explicação”. Pois a Fundação Nacional de Ciência, ao financiar os astrônomos, ajuda a conseguir algumas explicações. E um recente estudo financiado pela NSF e pela NASA conseguiu mais algumas.
Os astrônomos descobriram uma nova população de planetas classe Júpiter que flutuam solitários na escuridão do espaço, longe da luz de uma estrela. De acordo com os cientistas, esses mundos solitários provavelmente foram ejetados de sistemas planetários em fase de nascimento.
A descoberta se baseia em uma pesquisa conjunta Japão – Nova Zelândia, a Microlensing
Observations in Astrophysics (MOA) [Observação de Micro-lentes em Astrofísica], que escaneia o centro de nossa Via Láctea a cada ano. Empregando dados coletados entre 2006 e 2007, esses pesquisadores descobriram indícios do que parecem ser 10 planetas solitários com a massa aproximadamente igual à de Júpiter.
Chamados por alguns de “planetas órfãos”, esses mundos isolados foram por muito tempo assunto de teorias científicas e ficção científica, mas sua real existência continuava incerta, até agora.
As novas descobertas não só demonstram que os planetas livres existem no espaço, como também sugere que eles são razoavelmente comuns. Segundo os pesquisadores, para cada estrela em nossa galáxia, devem existir dois planetas tipo Júpiter isolados e possivelmente um número ainda maior de planetas de massa tipo Terra, embora planetas pequenos assim ainda não tenham sido detectados.
“Existem centenas de bilhões de estrelas em nossa galáxia”, diz David Bennett, co-autor deste estudo, da Universidade Notre Dame, em South Bend, Indiana. “Pensamos que planetas gigantes isolados sejam, no mínimo, tão numerosos quanto os planetas que orbitam estrelas e mais comuns do que estrelas. Esta pesquisa atual não é capaz de detectar planetas com massa menor que as de Júpiter ou Saturno, mas as teorias sugerem que planetas com massas menores, tais como a Terra, devem ser ejetados para longe de suas estrelas mães mais frequentemente e sejam, portanto, mais comuns”.
Os detalhes de suas descobertas serão publicados na edição de 19 de maio da Nature. O autor principal é Takahiro Sumi, presentemente na Universidade de Osaka University no Japão.
Observações anteriores tinham detectado objetos semelhantes a planetas em aglomerados formadores de estrelas, com massas cerca de três vezes a de Júpiter. Os cientistas ainda debatem se esses corpos gasosos se formam como estrelas ou como planetas. Estrelas pequenas e apagadiças, chamadas anãs-marrons, se formam como estrelas, a partir do colapso de bolas de poeira e gases, mas elas não tem a massa necessária para causar a ignição do combustível nuclear e brilharem como as demais estrelas. É possível que as anãs-marrons sejam pequenas como planetas.
Também é possível que planetas sejam “chutados” para fora de sistemas solares em formação, um período turbulento no qual os planetas em crescimento podem ser ejetados de suas órbitas devido a interações gravitacionais próximas com outros planetas ou mesmo outras estrelas. Sem uma estrela para orbitar, esses planetas irão se movimentar pela galáxia da mesma forma que nosso Sol e outras estrelas fazem: em órbitas estáveis em torno do centro da galáxia. O fato da presente pesquisa ter encontrado 10 “Júpiteres” isolados indica o cenário de “ejeção”, embora seja possível que ambos os mecanismos atuem ao mesmo tempo.
“Se os planetas isolados se formassem como estrelas, seria de se esperar que descobríssemos 1 ou 2 deles em nossa pesquisa, em vez de 10”, diz Bennett. “Os resultados indicam que os sistemas planetários frequentemente se tornam instáveis, com planetas sendo expulsos de seus locais de nascimento”.
A pesquisa – MOA –usa um telescópio de 1,8 m no Observatório Universitário do Monte John na Nova Zelândia para escanear regularmente as numerosas estrelas no centro de nossa galáxia em busca do que se chama de eventos de micro-lentes gravitacionais.
Esses eventos ocorrem quando algo, tal como uma estrela ou planeta, passa na frente de outra estrela mais distante. A gravidade do corpo que passa entorta a luz da estrela de fundo, fazendo com que essa fique mais brilhante e ampliada.
Corpos transeuntes com mais massa, tais como grandes estrelas, entortarão mais a luz da estrela de fundo, resultando em eventos que podem durar semanas. Corpos menores, do tipo planetas, causarão uma distorção menor e tornarão uma estrela mais brilhante por poucos dias ou menos.
A equipe de astrônomos descobriu cerca de 10 eventos de micro-lentes que indicam a presença de planetas isolados de massa aproximadamente igual à de Júpiter. Eles explicam que que não podem afirmar que alguns desses planetas não possam estar em órbitas extremamente distantes de suas estrelas, porém outras pesquisas indicam que planetas tipo Júpiter em órbitas tão distantes são raros.
De acordo com os modelos de como as estrelas são comuns em nossa galáxia, essa nova população de Júpiteres-isolados tem o dobro do número das estrelas em nossa galáxia. Da mesma forma, os pesquisadores dizem que planetas isolados podem ser expulsos de seus sistemas solares em números tão grandes que devem ser ao menos tantos quantos os planetas como o nosso, em órbita de uma estrela. .
Com base nessas predições, nossa galáxia pode abrigar centenas de bilhões de mundos solitários. A nova pesquisa é como um censo populacional: mediante a amostragem de uma parte da galáxia e com o conhecimento das limitações da pesquisa, os pesquisadores podem estimar um número de planetas isolados.
Um segundo grupo de observação de micro-lentes, o Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE), contribuiu para esta descoberta. O grupo OGLE também observou vários desses eventos de micro-lentes e suas observações confirmaram, de forma independente, as análises do Grupo MOA. O falecido Bohdan Paczynski foi uma peça-chave ao instigar a cooperação entre o OGLE e outros grupos a partilharem seus dados assim que obtidos. Isso foi importante para a descoberta de muitos fenômenos de micro-lentes e, em grande parte, foi um dos motivos para que o MOA entrasse em contato com o OGLE para confirmar os resultados e escreverem um artigo em conjunto.
Veja o vídeo:
Um planeta solitário sob uma lente de aumento cósmica
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Essa animação ilustra a técnica usada para descobrir os planetas isolados classe Júpiter, no espaço. Os astrônomos descobriram indícios de 10 desses mundos que se pensa terem sido ejetados de seus sistemas planetários durante a formação dos mesmos. . A animação tem início mostrando a agitada região central de nossa Via Láctea, onde os planetas foram encontrados com um telescópio com base em terra. Então, dá um zoom em uma estrela que fica mais brilhante. Esse brilho aumentado é causado pela passagem de um planeta isolado não visível (e foi grandemente exagerado na animação). Quando acontece de um planeta passar na frente de uma estrela mais distante, sua gravidade faz com que a luz da estrela entorte e esse entortamento resulta em um brilho maior da estrela, observado pelo telescópio. Neste efeito, chamado de micro-lente gravitacional, a gravidade do planeta funciona como uma lente de aumento. A próxima parte da animação mostra como o fenômeno de micro-lente de uma estrela pareceria se pudesse ser observado com uma resolução ainda maior. O ponto azul é o planeta (ampliado para ficar visível). O ponto brilhante do centro é a estrela, mostrado no meio de outras estrelas menores em vermelho e amarelo. Quando o planeta passa, sua gravidade faz com que a luz das estrelas se divida em várias imagens, espelhadas e reversas. Quando o planeta não está diretamente na frente da estrela principal, as várias imagens dela são retorcidas em arcos. O resultado geral é um aumento temporário do brilho da estrela. Os astrônomos se referem ao formato circular que pode ser visto quando planeta passa pelas estrelas de “Anel de Einstein”. Quandoum planeta fica diretamente na frente de uma estrela, ele faz com que a luz da estrela se dobre em um completo Anel de Einstein. Quando o planeta se aproxima da estrela, faz com que a imagem da estrela pareçam distorcidas para longe do anel, ou invertidas dentro do anel. A duração do evento de micro-lente revela a massa aproximada do corpo passante. Objetos tipo Júpiter fazem com que a estrela aumente o brilho mais rapidamente, por um ou dois dias apenas. Uma estrela que passasse faria com que o brilho da estrela mais distante aumentasse por um período de semanas. A densidade geral das estrelas, assim como a luminosidade de suas imagens invertidas dentro dos anéis de Einstein, foi exagerada nesta animação para ajudar a mostrar os efeitos das lentes gravitacionais. É muito raro que um planeta passante distorça a luz de várias estrelas ao mesmo tempo. A animação termina com uma concepção do artista sobre como deve se parecer um mundo tipo Júpiter-isolado. O efeito de micro-lente gravitacional mostrado tem como base dados de simulação criados por M. Freeman (Universidade de Auckland, Nova Zelândia). Crédito: NASA/JPL-Caltech |
Super Estrelas
25 de abril de 2011
Miles O’Brien, Correspondente da Science Nation
Marsha Walton, Produtora da Science Nation
Empregando supercomputadores para compreender as super estrelas do cosmo
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Cientistas na California descobriram uma nova forma de explosão de estrelas. A descoberta foi feita a partir de uma explosão incomum na galáxia NGC 1821, que fica aproximadamente a 160 milhões de anos luz de distância. A luz da explosão chegou à Terra em 2002 e foi registrada pelo telescópio robótico do Observatório Lick.
Crédito: Tony Piro (2005) |
A animação acima é uma das várias imagens conjuradas pelo astrofísico Adam Burrows da Universidade Princeton, empregando super-computadores para simular uma explosão de supernova. Não é a explosão termonuclear comum que alimenta uma estrela saudável. É o tipo de explosão que sela o destino de uma estrela.
“O resto da estrela, sua superfície e a maior parte de sua massa ignoram totalmente seu destino iminente, porém a explosão, que vai durar apenas alguns segundos, vai se propagar pela estrela em um período que vai de horas a todo um dia”, explica Burrows.
Com a ajuda da Fundação Nacional de Ciências (NSF), Burrows usa super-computadores para criar espetaculares imagens em 3-D de supernovas que lhe permitem bisbilhotar no interior dessas super-estrelas logo antes delas explodirem.
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Caroline Moore, uma menina de 14 anos de Warwick,
N.Y., deixou sua marca na astronomia ao descobrir a Supernova 2008ha. Ela não somente é a pessoa mais jovem a descobrir uma supernova, como essa supernova em particular foi identificada como um tipo diferente de explosão estelar. Crédito: Robert E. Moore |
“Uma das coisas que descobrimos é que elas não explodem como um anel em expansão. Ela explode formando tentáculos e dedos, de maneira muito turbulenta”, prossegue Burrows. “O material ejetado pelas supernovas começa então a colapsar. Parte dos gases vai formar as estrelas da próxima geração, que repetirão o mesmo ciclo”.
iAs supernovas são também a fonte dos vários elementos pesados existentes na natureza. Na verdade, sem elas não haveria “nós”!
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Os astrônomos anunciaram em 2008 ter encontrado uma nova explicação para um tipo raro de explosão estelar super-luminosa que pode ter produzido um novo tipo de objeto conhecido como estrela de quarks. Uma estrela de quarks é um tipo hipotético de estrela composta de matéria de quarks ultra-densa
Crédito: NASA/CXC/M.Weiss |
“Alguns dos elementos pesados fabricados nas supernovas incluem o cálcio de seus ossos, o fluor de sua pasta de dentes e o ferro em seu sangue”, diz Burrows.
É preciso um bocado de energia estelar para fazer esses elementos.”Quando uma supernova explode, libera o equivalente a 1028 (dez octilhões) de megatons de TNT. Um megaton é o equivalente à explosão de uma das maiores bombas de hidrogênio”, enfatiza Burrows.
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Um novo imageamento em infravermelho capturou o centro de nossa galáxia em um detalhamento nunca antes visto — mostrando gases e estrelas rodopiando para dentro do enorme buraco negro que se esconde no centro da Via Láctea.
Crédito: Science Nation, National Science Foundation |
As simulações em computador de supernovas são criadas com o emprego de complexos modelos matemáticos e levam meses para serem processados. “Podermos compreender as explosões a partir desses modelos é um marco na astrofísica teórica”, observa Burrows.
Somente as estrelas com uma massa cerca de oito vezes a massa de nosso Sol morrem desta maneira violenta. Burrows diz que nosso Sol é uma estrelinha bem mixuruca, comparada ao que existe por aí.
Bem no centro da galáxia
NASA/Goddard Space Flight Center
Telescópio Fermi da NASA descobre uma estrutura gigantesca em nossa galáxia
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WASHINGTON — O Telescópio Espacial Fermi da NASA descobriu uma estrutura, até então desconhecida, no centro da Via Láctea. O objeto se estende por 50.000 anos-luz e pode ser o que restou de uma erupção de um enorme buraco negro no centro de nossa galáxia.
“O que vemos são duas bolhas que emitem raios gama que se estendem por 25.000 anos-luz para o Norte e para o Sul do centro galático”, explica Doug
Finkbeiner, astrônomo no Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica em Cambridge, Massachusets, o primeiro a notar o objeto. “Ainda não entendemos inteiramente sua natureza e origem”.
A estrutura se estende ao longo de mais da metade do céu visível, desde a constelação de Virgem até a constelação do Grou, e pode ter milhões de anos de idade. Um artigo acerca dessa descoberta foi aceito para publicação no Astrophysical Journal.
Finkbeiner e os estudantes de pós-graduação de Harvard graduate Meng Su e Tracy Slatyer descobriram as bolhas processando os dados publicados, oriundos do Telescópio de Grande Área do Fermi (Large Area Telescope = LAT). O LAT é o detector de raios gama mais sensível e com a melhor definição já posto em órbita. Raios gama são a forma de luz com o maior nível de energia.
Outros astrônomos que estudam raios gama não tinham detectado as bolhas por causa, em parte, de uma “neblina” de raios gama que permeia o espaço. Essa neblina decorre da interação de partículas que se movem perto da velocidade da luz com o gás interestelar na Via Láctea. A equipe do LAT constantemente refina seus modelos para descobrir novas fontes de raios gama obscurecidas pela, assim chamada, emissão difusa. Empregando diversas estimativas dessa neblina,
Finkbeiner e seus colegas foram capazes de isolá-la dos dados do LAT e descobrir as bolhas gigantes.
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Os cientistas agora estão realizando novas análises para compreender melhor como a estrutura, nuca antes vista, se formou. As emissões em forma de bolha tem muito mais energia do que a neblina de raios gama vista por toda a Via Láctea. As bolhas também parecem ter bordas bem definidas. O formato e a natureza das emissões da estrutura sugerem que ela foi formada como resultado de uma liberação grande e relativamente rápida de energia, cuja fonte permanece um mistério.
Uma das possibilidades é um jato de partículas vindas do buraco negro super-maciço no centro da galáxia. Em várias outras galáxias os astrônomos observam jatos de partículas velozes, criados pela matéria que mergulha na direção de buracos negros em seus centros. Embora não existam indícios de que o buraco negro do centro da Via Láctea tenha atualmente um jato desses, ele pode tê-lo tido no passado. As bolhas também podem se ter formado como resultado da emissão de gases de uma concentração de estrelas em formação, talvez aquela que produziu vários aglomerados estelares maciços no centro da Via Láctea, a vários milhões de anos atrás.
“Em outras galáxias, podemos ver que starbursts (regiões de ativa formação de estrelas) podem criar enormes jatos de gás”, observa David Spergel, cientista da Universidade Princeton em New Jersey. “Qualquer que possa ser a fonte de energia por trás dessas enormes bolhas, ela está ligada a várias questões profundas da astrofísica”.
Outros satélites já apresentavam dados com indícios da existência dessas bolhas. O satélite Roentgen (alemão) apresentou indícios sutis das bordas de bolhas de energia, próximas do centro galático, com a mesma orientação geral da Via Láctea. A Sonda Wilkinson de Anisotropia de Micro-ondas (WMAP) da NASA detectou um excesso de sinais de rádio na posição das bolhas de raios gama.
A equipe Fermi-LAT também revelou na terça-feira a melhor imagem obtida pelo instrumento da aparência do céu em raios gama, resultado de dois anos de coleta de dados.
“O Fermi escaneia todo o céu a cada três horas e, na medida em que a missão prossegue e a exposição se torna mais profunda, podemos ver os extremos do universo em detalhe cada vez maior”, explica Julie McEnery, cientista do Projeto Fermi no Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland.
O Projeto Fermi da NASA é uma parceria nas áreas de astrofísica e física de partículas, desenvolvido pelo Departamento de Energia dos EUA com instituições acadêmicas e outros parceiros na França, Alemanha, Itália, Japão, Suécia e Estados Unidos.
“Desde seu lançamento em junho de 2008, o Fermi repetidamente se provou ser um dispositivo de ponta, nos fornecendo novos enfoques que vão da natureza do espaço-tempo, à primeira observação de uma nova de raios gama”, declarou Jon Morse, diretor da Divisão de Astrofísica do Quartel-General da NASA em Washington. “Essas recentes descobertas continuam a demonstrar a soberba performance do Fermi”.
Por que a atmosfera do Sol é tão quente?
[ Livremente traduzido de: Why Is the Sun’s Atmosphere So Hot? ]
Novas imagens de satélites dão aos cientistas pistas para compreender o duradouro mistério do que aquece a coroa solar
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Uma “cerca-viva” de espículas, ou jatos de plasma densos, se eleva da cromosfera solar.
Crédito e imagem ampliada |
4 de março de 2010
O lançamento em 2006 do satélite multinacional Hinode mudou o quadro do Sol para a astrofísica. Para dois astrofísicos em particular, as imagens obtidas proporcionaram uma viagem de descoberta e a excitação de desvendar um mistério solar que persistia
A atmosfera da Terra pode obscurecer a visão com os telecópios dessasistidos com base na Terra, mas, sem este obstáculo, o telescópio de alta resolução a bordo do Hinode captura imagens do Sol com detalhes sem precedentes.
Foi nessas novas imagens que Scott McIntosh, Bart De Pontieu, Viggo Hansteen e Karel Schrijver descobriran as melhores pistas que os levaram a descobrir uma maneira de responder ao enigma de porque a coroa solar é milhões de graus mais quente do que a superfície visível do Sol.
“Entre as regiões observadas pelo Hinode está a cromosfera solar, a área que separa a superfície do Sol – a fotosfera – de sua atmosfera estendida, a coroa”, explica McIntosh, astrofísico do Observatório de Grande Altitude do Centro Nacional de Pesquisas Atmosféricas (NCAR), patrocinado pela NSF.
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A intuição nos leva a raciocinar que a atmosfera deveria ficar mais fria na medida em que nos afastamos da superfície do Sol, mas a realidade desmente essa suposição. Usando as imagens obtidas pelo Hinode, De Pontieu, cientista do Laboratório Solar e de Astrofísica Lockheed, McIntosh e seus colegas descobriram um novo tipo de espícula
As espículas “clássicas” (“tipo-I”) são jatos de plasma denso que se projetam da cromosfera e, quase sempre, voltam pelo caminho por onde foram, explica McIntosh. Essas espículas “tipo-II” – que McIntosh e De Pontieu recentemente batizaram de “radices”¹ – são mais quentes, efêmeras e mais rápidas do que suas irmãs tipo-I.
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McIntosh acrescenta: “Nas imagens do Hinode, as radices pareciam disparar para cima e desaparecer, frequentemente em velocidades superiores a 100 km/seg. Esses jatos provavelmente contém plasma em uma temperatura entre os 10.000 e vários milhões de graus Celsius e tem uma vida de não mais do que entre 10 a 100 segundos. Embora os astrofísicos, inclusive o fundador do NCAR, Walter Orr Roberts, tenham estudado longamente as espículas tipo-I, sabe-se que o material nelas contido não atinge a temperatura típica da coroa – cerca de 1 milhão de graus – o que eliminava uma conexão entre as espículas e o aquecimento da coroa”.
Foi somente em um congresso científico em 2008 sobre o Hinode – quando um colega discutiu ter observado uma componente sutil com uma velocidade de elevação de mais de 100 km/seg em uma região da coroa com um forte campo magnético – que De Pontieu e McIntosh se entreolharam, pensando exatamente a mesma coisa: será que aquilo era um indício das radices atingindo as temperaturas da coroa?
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Juntos, eles procuraram o conjunto de dados “ideal” do Hinode, um onde eles pudessem rastrear as colunas de plasma ejetadas da cromosfera para a coroa. Quando identiificaram esses dados, cada um abordou a tarefa por uma perspectiva diferente.
Ao compararem seus resultados, eles perceberam que as posições das radices e as assinaturas de velocidade ascendente observadas na coroa eram as mesmas. Eles também descobriram que as velocidades dos jatos vindos da cromosfera e os presentes nesses eventos na coroa se ajustavam muito bem.
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“Eses fatos indicam que as radices podem desempenhar um papel importante no suprimento e preenchimento da massa quente da coroa solar e do vento solar, explicando a diferença de temperaturas entre a coroa e a fotosfera”, diz McIntosh. “Nossos cálculos indicam que as radices podem encher a coroa com plasma quente, mesmo que apenas entre 1 e 5 % das radices atinjam as temperaturas da coroa”.
Este trabalho não proporcionou apenas a alegria da descoberta para McIntosh, De Pontieu, Schrijver (também do Laboratório Solar e de Astrofísica da Lockheed Martin) e Hansteen (da Universidade de Oslo), com o entuisiasmo de levar sua hipótese original a uma conclusão espetacular, como também o esforço tem implicações diretas para com a pesquisa climática na Terra.
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Um diagrama esquemático do ciclo de massa na atmosfera solar. |
“A compreensão dos processos solares melhora nossos conhecimentos sobre as interações Terra-Sol, dando novas abordagens sobre como a radiação UV gerada pelas tempestades solares afeta a atmosfera superior da Terra, o ozônio da estratosfera e – potencialmente – a dinâmica do clima global em escalas de tempo longas e curtas”, explica McIntosh.
Uma missão que vai ajudar na melhoria da compreensão das radices é a Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS) da NASA que permitirá aos cientistas investigarem a formação das radices em alta resolução. Uma nova missão para o Hinode também está agendada e o lançamento do Observatório de Dinâmica Solar (Solar Dynamics Observatory) agora em 2010 fornecerá uma série adicional de imagens da coroa e alta resolução a cada 10 segundos.
– Rachel Hauser, National Center for Atmospheric Research, rhauser@ucar.edu
[1] “Radice” (plural “radici”) é um termo em latim para “raiz”, geralmente usado em botânica. A tendência atual é absorver o latinório tomado emprestado pelo inglês e pronunciado de forma atroz: “ra-dái-ce”.
Disco de acreção
Estas imagens fazem parte da National Science Foundation Multimedia Gallery. As imagens e o texto original podem ser encontradas aqui e aqui.
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Uma concepção artística do disco de acreção no sistema estelar binário WZ
Sge. Uma nova versão do mesmo foi feita a partir de novos dados obtidos pelo Kitt Peak National Observatory e o Spitzer Space Telescope, e aparece no fim deste post.
O alvo dessa investigação específica, chamado WZ Sagittae (WZ Sge), é um binário interativo de estrelas na constelação Sagitta, a flecha do arqueiro Sagitário. Ela faz parte de um programa chamado Spitzer-NOAO Observing Program for Teachers and Students (Programa Spitzer-NOAO de Observação para Professores e Estudantes), onde Steve B. Estrelas binárias interativas, tais como WZ Sge, contém uma anã-branca (uma estrela compacta, mais ou menos do tamanho da Terra, mas com uma massa próxima da do Sol) e uma estrela companheira, maior, porém com menos massa e muito mais fria. O material da estrela acompanhante é arrancado de sua superfície pela gravidade mais forte da anã-branca e flui na direção da anã-branca, formando um disco a seu redor, chamado de disco de acreção. Independente de se formarem em sistemas variáveis cataclísmicos, ou em torno dos buracos negros super-maciços no coração de galáxias ativas, os discos de acreção têm sido bastante observados e modelados, usando-se medições obtidas ao longo de grande parte do espectro eletromagnético, dos raios-X ao infravermelho próximo. A imagem modelo do “disco de acreção padrão” é um disco fino de material gasoso em torno da anã-branca ou buraco negro. A equipe de Howell obteve, pela primeira vez, uma série de observações de um disco de acreção feitas na faixa dos 4,5 e 8 microns, vindas do Telescópio Espacial Spitzer. Mais ou menos ao mesmo tempo, eles obtiveram os dados das observações ópticas de WZ Sge feitas no KPNO. As observações ópticas confirmavam o modelo aceito de tamanho e temperatura do disco de acreção. Estretando, as observações na faixa do infravermelho intermediário eram totalmente inesperadas e revelaram que um disco bem maior, de material poeirento e frio, fica em torno do disco de acreção gasoso. Esse disco externo provavelmente contem tanta massa como um asteróide de porte médio. O recém-descoberto disco exterior se estende até cerca de 20 vezes o raio do disco gasoso. As implicações dessa descoberta tem longo alcance, uma vez que afetam não só os modelos teóricos (já que os modelos de formação e evolução dos discos de acreção foram feitos a partir dos dados até então disponíveis sobre seus tamanho, temperatura e composição – todos quantidades que precisam agora serem revistas), como também todas as obervações anteriores de sistemas que contem discos de acreção.
Concepção artística do disco de acreção do sistema estelar binário WZ Sge. [A versão anterior é a que aparece acima neste post] |
| Crédito: P. Marenfeld/NOAO/AURA/NSF
Download da primeira imagem em alta definição (JPG). (2.2 MB) Download da segunda imagem em alta definição (JPG). (7.5 MB) |
O Hubble footografa a infância do universo
E descobre galáxias azul-bebê
5 de janeiro de 2010
Por Devin Powell
Inside Science News Service
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Foto do Hubble Deep Field Camera 3. |
WASHINGTON
(ISNS) — Uma nova imagem vinda do Telescópio Hubble da NASA deu aos astrônomos uma das mais antigas imagens jamais obtidas da infância do universo, cerca de 600 milhões de anos após o Big Bang.
Esse visão das profundezas da antiguidade do cosmos revelou galáxias-bebês muito diferentes daquelas que existem agora.
“O que vemos são galáxias muito pequenas que são as sementes das galáxias atuais”, declara Garth Illingworth da Universidade da California, Santa Cruz.
Essas galáxias que são muito azuis e têm apenas 1/20 do tamanho de nossa Via Láctea, podem ajudar a explicar de onde vieram as primeiras estrelas.
Depois da brilhante energia do Big Bang – que aconteceu a 13,7 bilhões de anos atrás – o universo se tornou um lugar escuro. Por centenas de milhões de anos não existiram quaisquer estrelas ou galáxias, apenas hidrogênio, algum hélio e um tênue brilho.
Então, a cerca de 400 milhões de anos atrás, alguma coisa aconteceu que criou os primeiros pontos luminosos, as estrelas, e acabou com a idade das trevas. As estrelas despejaram um monte de energia ultravioleta que “reionizou” o hidrogênio gasoso do universo, dando a ele uma carga. A exata sequência de eventos que levou ao nascimento das primeiras estrelas é um dos maiores mistérios da cosmologia, mas a formação das galáxias parece ser a provável culpada pelo início do processo que iluminou o universo como uma árvore de Natal.
Para achar as primeiras galáxias, os astrônomos procuram por objetos bem distantes, cuja luz tenha levado mais tempo a caminho da Terra – ver uma dessas galáxias distantes é como olhar para trás no tempo. Os telescópios espaciais, tais como o Hubble, levam dias coletando a fraca luz que vem desses objetos. Um instrumento novo, instalado em maio de 2009 no Hubble, chamado Wide Field Camera 3 (Câmera Grande-angular 3), melhorou sua capacidade em localizar a luz infravermelha extremamente fraca que vem de objetos extremamente distantes.
Com esse instrumento o Hubble pode detectar luz infravermelha “cerca de 250 milhões de vezes mais fraca do que os olhos nus podem perceber na luz visível na Terra”, segundo Rogier Windhorst da Universidade do Estado do Arizona em Tempe.
A imagem exibida em 5 de janeiro no Congresso da Sociedade Americana de Astronomia em Washington, mostra um punhado de galáxias que estão a 13 bilhões de anos luz de distância – ou seja, a luz viajou durante 13 bilhões de anos (95% da idade total do universo) até atingir os instrumentos a bordo do Hubble. Isso leva o tempo da formação de galáxias para trás, antes de 600 milhões de anos, a uma distância muito curta do tempo em que ocorreu a reionização.
Illingworth acredita que, se procurarmos ainda mais longe, poderemos ver galáxias ainda mais primitivas. Mas tal viagem ao passado vai ter que esperar o lançamento do Telescópio Espacial James Webb, mais poderoso ainda, previsto para 2014.
“Nós estamos apenas no começo dessa história”, declarou John Grunsfeld, um antigo astronauta e vice-diretor do Instituo de Ciências de Telescópios Espaciais em Baltimore, Maryland.
