2863: A galáxia pode estar repleta de “micro-máquinas” alienígenas

CIÊNCIA

Naeblys / Canva

A galáxia pode estar repleta de “micro-máquinas” de origem alienígena. Quem o diz é o astrofísico Zaza Osmanov, que parte do conceito de sonda replicante do matemático John von Neuman e o ajusta à nano-escala.

Encontrar seres alienígenas tem-se mostrado uma tarefa complicada para a comunidade científica. O Paradoxo de Fermi continua a questionar por que motivo ainda não encontramos estes seres, tendo em conta a alta probabilidade de existirem.

Um dos caminhos para encontrar vida para lá da Terra pode passar por direccionar a pesquisa para rastos tecnológicos. Uma das teorias mais intrigantes neste âmbito sustenta que a galáxia pode estar repleta de “micro-máquinas” avançadas, as chamadas sondas de von Neuman. Tal como o nome indica, a hipótese foi inspirada na ideia de máquinas que se auto-replicam do matemático John von Neumann, que nunca as estudou ou aplicou no âmbito do Espaço ou da Astronomia.

Ao longo dos tempos, vários teóricos socorreram-se da ideia de von Neumann e aplicaram-na à Astrobiologia: de acordo com os especialistas, civilizações avançadas podem ter criado máquinas que exploram longas distâncias no Universo sem precisar de deixar os seus planetas, um vez que estes dispositivos são capazes de fazer cópias de si mesmo à medida que viajam, aumentando rápida e exponencialmente em número.

A ideia, contudo, alberga alguns problemas: as máquinas replicantes precisariam de “recolher” materiais para fazer nascer novas ao longo do caminho e estes mesmo materiais podem não ser encontrados em qualquer canto ou asteróide do Universo. Erros no processo de replicação são também prováveis, tal como escreve o Hype Science.

Recentemente, o astrofísico Zaza Osmanov, da Universidade Livre de Tbilisi, na Geórgia, apresentou soluções para estes problemas num artigo disponível em pré-publicação no arxiv, sustentando que estas podem mesmo estar por toda a galáxia.

Uma questão de tamanho

Osmanov solucionou alguns destes problemas, argumentando que se trata de uma questão de tamanho – tivemos em conta a escala errada. As sondas de von Neumann funcionariam melhor se fossem microscópicas, com cerca de um nanómetro de comprimento.

A redução do tamanho, explicou, faria com que estas máquinas não precisassem de tantos materiais para se “reproduzirem”, tal como pensaram os cientistas. Um pouco de hidrogénio, aponta a Cosmos Magazine, faria com que estas sondas ficassem abastecidas e prontas para desbravar o Cosmos.

Além disso, o pequeno tamanho tornaria mais fácil e mais rápido o processo de replicação – Osmanov estima que uma população inicial de 100 “micro-máquinas” se transformaria em cerca de 1.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 (1 x 10³³) em apenas um parsec ou quatro anos-luz.

A pequena escala das máquinas poderia facilitar o trabalhos dos seres alienígenas mas, em sentido oposto, dificultaria o do Homem. Ainda assim e apesar de reconhecer a dificuldade na identificação, acredita Osmanov acredita que é possível detectar estas estruturas – basta olhar na direcção certa.

Estas “nano-máquinas” replicantes poderiam produzir emissões luminosas ao encontrar e recolher protões pelos caminhos do Universos. Estas emissões poderiam, explicou, ser virtualmente impossíveis de detectar por si só contudo, e com alguma sorte, um grande exame de sondas poderia ser observável através do espectro infravermelho.

“Todos os resultados mencionados indicam que, se alguém detectar um objecto estranho com valores extremamente altos de aumento de luminosidade, pode ser um bom sinal para colocá-lo na lista de candidatos extraterrestres à sonda de von Neumann”, concluiu o cientista, citado pela Cosmos Magazine.

A radiação de Hawking pode ser a chave para encontrar vida alienígena

O Universo é assustadoramente antigo e vasto ao ponto de vários cientistas  considerarem a possibilidade de existirem civilizações alienígenas avançadas…

ZAP //

Por ZAP
19 Outubro, 2019

 

2855: ALMA observa fluxos contra-intuitivos em torno de buraco negro

CIÊNCIA

Impressão de artista do coração da galáxia NGC 1068, que alberga um buraco negro que se alimenta activamente, escondido por trás de uma nuvem de gás e poeira em forma de anel. O ALMA descobriu dois fluxos gasosos em contra-rotação em torno do buraco negro. As cores na imagem representam o movimento do gás: o azul é material que se move na nossa direcção, o vermelho é material que se afasta de nós.
Crédito: NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello

No centro de uma galáxia chamada NGC 1068, um buraco negro super-massivo esconde-se dentro uma espessa nuvem de poeira e gás em forma de anel. Quando os astrónomos usaram o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para estudar esta nuvem em mais detalhe, fizeram uma descoberta inesperada que poderá explicar porque é que os buracos negros super-massivos cresceram tão depressa no início do Universo.

“Graças à espectacular resolução do ALMA, medimos o movimento do gás nas órbitas mais interiores em redor do buraco negro,” explica Violette Impellizzeri do NRAO (National Radio Astronomy Observatory), que trabalha com o ALMA no Chile e é a autora principal de um artigo publicado na revista The Astrophysical Journal. “Surpreendentemente, encontrámos dois discos de gás girando em direcções opostas.”

Os buracos negros super-massivos já existiam quando o Universo era jovem, apenas mil milhões de anos após o Big Bang. Mas exactamente como estes objectos extremos, cujas massas atingem milhares de milhões de vezes a massa do Sol, tiveram tempo para crescer tanto, é uma questão importante entre os astrónomos. Esta nova descoberta do ALMA pode fornecer uma pista. “Os fluxos de gás contra-giratórios são instáveis, o que significa que as nuvens caem no buraco negro mais depressa do que num disco com uma única direcção de rotação,” disse Impellizzeri. “Esta pode ser uma maneira pela qual um buraco negro cresce rapidamente.”

NGC 1068 (também conhecida como Messier 77) é uma galáxia espiral a aproximadamente 47 milhões de anos-luz da Terra na direcção da constelação de Baleia. No seu centro está um núcleo galáctico activo, um buraco negro super-massivo que se alimenta activamente de um disco giratório e fino de gás e poeira, também conhecido como disco de acreção.

Observações anteriores do ALMA revelaram que o buraco negro está a engolir material e a expelir gás a velocidades incrivelmente altas. Este gás expelido do disco de acreção provavelmente contribui para ocultar a região em redor do buraco negro dos telescópios ópticos.

Impellizzeri e a sua equipa usaram a incrível capacidade de ampliação do ALMA para observar o gás molecular em redor do buraco negro. Inesperadamente, encontraram dois discos de gás contra-giratórios. O disco interno mede 2-4 anos-luz e segue a rotação da galáxia, ao passo que o disco externo (também conhecido como toro) mede 4-22 anos-luz e gira na direcção oposta.

“Não esperávamos ver isto porque o gás que entra no buraco negro normalmente gira apenas numa direcção,” disse Impellizzeri. “Algo deve ter perturbado o fluxo, porque é impossível que uma parte do disco comece a girar para trás sozinha.”

A contra-rotação não é um fenómeno invulgar no espaço. “Vemos isto em galáxias, geralmente a milhares de anos-luz dos seus centros galácticos,” explicou o co-autor Jack Gallimore da Universidade Bucknell, em Lewisburg, no estado norte-americano da Pensilvânia. “A contra-rotação resulta sempre da colisão ou interacção entre duas galáxias. O que torna este resultado notável é que vemos contra-rotação a uma escala muito menor, a dezenas de anos-luz em vez de a milhares de anos-luz do buraco negro central.”

Os astrónomos pensam que o fluxo oposto em NGC 1068 pode ser provocado por nuvens de gás que caíram da galáxia hospedeira, ou por uma pequena galáxia, que passava numa órbita contrária, capturada no disco.

De momento, o disco externo parece estar numa órbita estável em redor do disco interno. “Isto vai mudar quando o disco externo começar a cair no disco interno, o que poderá ocorrer após algumas órbitas ou algumas centenas de milhares de anos. Os fluxos giratórios do gás vão colidir e tornar-se instáveis, e os discos vão provavelmente colapsar num evento luminoso quando o gás molecular cair no buraco negro. Infelizmente, não estaremos cá para testemunhar estes fogos-de-artifício,” concluiu Gallimore.

Astronomia On-line
18 de Outubro de 2019

 

Via Láctea invade “contas bancárias” intergalácticas

CIÊNCIA

Esta ilustração mostra a reciclagem de gás da Via Láctea acima e por baixo do disco estelar. O Hubble observa as nuvens invisíveis de gás que sobem e descem com o seu instrumento COS (Cosmic Origins Spectrograph). A assinatura espectroscópica da luz de quasares de fundo que brilham através das nuvens fornece informações sobre o seu movimento. A luz do quasar tem um desvio para o vermelho em nuvens que se afastam do plano galáctico, enquanto a luz dos quasares que passa por gás que entra parece desviar-se para o azul. Esta diferenciação permite que o Hubble realize uma auditoria precisa do fluxo de entrada e do fluxo de saída do gás no halo da Via Láctea – revelando um excesso inesperado e até agora inexplicado de gás de entrada.
Crédito: NASA, ESA e D. Player (STScI)

A nossa Via Láctea é uma galáxia frugal. As super-novas e os violentos ventos estelares sopram gás para fora do disco galáctico, mas esse gás cai de volta para a Galáxia para formar novas gerações de estrelas. Num ambicioso esforço para determinar todo este processo de reciclagem, os astrónomos ficaram surpresos ao encontrar um excesso de gás recebido.

“Esperávamos encontrar um equilíbrio nas ‘contas’ da Via Láctea, um valor idêntico de entrada e de saída de gás, mas 10 anos de dados ultravioleta do Hubble mostraram que há mais coisas a entrar do que a sair,” disse o astrónomo Andrew Fox, do STScI (Space Telescope Science Institute) em Baltimore, no estado norte-americano de Maryland, autor principal do estudo a ser publicado na revista The Astrophysical Journal.

Fox disse que, por enquanto, a fonte do excesso de gás de entrada permanece um mistério.

Uma explicação possível é que o gás novo poderá estar a vir do meio intergaláctico. Mas Fox suspeita que a Via Láctea também esteja a “invadir” as “contas bancárias” do gás das suas pequenas galáxias satélites, usando a sua consideravelmente maior força gravitacional para desviar os seus recursos. Além disso, esta investigação, embora em toda a Galáxia, analisou apenas gás frio e o gás mais quente também poderá ter algum papel.

O novo estudo relata as melhores medições, até agora, da velocidade de entrada e saída de gás da Via Láctea. Antes deste estudo, os astrónomos sabiam que as reservas galácticas de gás são reabastecidas pelo fluxo de entrada e esgotadas pelo fluxo de saída, mas não sabiam as quantidades relativas do gás que entra em comparação com o gás que sai. O balanço entre estes dois processos é importante porque regula a formação de novas gerações de estrelas e planetas.

Os astrónomos realizaram esta investigação recolhendo observações de arquivo do COS (Cosmic Origins Spectrograph) do Hubble, que foi instalado no telescópio pelos astronautas em 2009 durante a sua última missão de manutenção. Os investigadores vasculharam os arquivos do Hubble, analisando 200 observações ultravioletas do halo difuso que rodeia o disco da nossa Galáxia. Os dados ultravioleta ao longo de uma década forneceram uma visão sem precedentes do fluxo de gás na Galáxia e permitiram o primeiro inventário a nível galáctico. As nuvens de gás do halo galáctico só são detectáveis no ultravioleta e o Hubble é especializado em recolher dados detalhados sobre o Universo ultravioleta.

“As observações originais do COS do Hubble foram obtidas para estudar o Universo muito além da nossa Galáxia, mas debruçámo-nos sobre eles e analisámos o gás da Via Láctea em primeiro plano. Temos que dar crédito ao arquivo do Hubble, pois podemos usar as mesmas observações tanto para o Universo próximo como para o Universo mais distante. A resolução do Hubble permite-nos estudar simultaneamente objectos celestes locais e remotos,” observou Rongmon Bordoloi, da Universidade Estatal da Carolina do Norte em Raleigh, co-autor do artigo científico.

Como as nuvens de gás são invisíveis, a equipa de Fox usou luz dos quasares de fundo para detectar estas nuvens e os seus movimentos. Os quasares, os núcleos de galáxias activas alimentadas por buracos negros famintos, brilham como faróis brilhantes a milhares de milhões de anos-luz. Quando a luz do quasar chega à Via Láctea, passa através das nuvens invisíveis.

O gás nas nuvens absorve certas frequências da luz, deixando impressões digitais reveladoras no espectro do quasar. Fox destacou a impressão digital do silício e usou-a para rastrear o gás em redor da Via Láctea. As nuvens de gás de saída e de entrada foram distinguidas graças ao efeito Doppler da luz que passava por elas – as nuvens que se aproximam são mais azuis e as nuvens que se afastam são mais vermelhas.

Actualmente, a Via Láctea é a única galáxia para a qual temos dados suficientes para fornecer uma contabilidade tão completa das entradas e saídas de gás.

“O estudo da nossa própria Galáxia, em detalhe, fornece a base para a compreensão de galáxias por todo o Universo, e percebemos que a nossa Galáxia é mais complicada do que imaginávamos,” disse Philipp Richter, da Universidade de Potsdam, na Alemanha, também co-autor do estudo.

Os estudos futuros vão explorar a fonte do excedente de gás de entrada, bem como se outras galáxias grandes se comportam do mesmo modo. Fox observou que agora existem observações suficientes pelo COS para realizar uma auditoria da galáxia de Andrómeda (M31), a galáxia grande mais próxima da Via Láctea.

Astronomia On-line
15 de Outubro de 2019

 

2767: Andrómeda tem estado a devorar outras galáxias desde bebé (e a Via Láctea pode ser a próxima)

CIÊNCIA

NASA
Andrómeda, ou M31, é uma galáxia espiral parecida com a Via Láctea.

A Andrómeda (M31), que tem cerca de 10.000 milhões de anos de antiguidade, tem estado a devorar outras galáxias desde bebé e a Via Láctea pode ser a sua próxima vítima, revelou uma nova investigação.

De acordo com o novo estudo, cujos resultados foram esta quarta-feira publicados na revista Nature, a Andrómeda devorou pelo menos outras duas galáxias ao incorporar as suas estrelas no seu halo galáctico há mil milhões de anos.

Na mesma publicação, os cientistas alerta que o mesmo pode acontecer com a nossa galáxia: a Via Láctea pode ser devorada pela “canibal” Andrómeda.

A Via Láctea, recorde-se, está em rota de colisão com a Andrómeda, que é a maior galáxia próxima de nós. O evento de colisão deverá ocorrer dentro de 4,5 mil milhões de anos.

“A Andrómeda tem um halo estelar muito maior e muito mais complexo do que a Via Láctea, o que indica que canibalizou muito mais galáxias, possivelmente maiores”, explicou o autor do estudo, Dougal Mackey, em comunicado citado pelo portal Space.com.

“Saber que tipo de monstro a nossa galáxia enfrenta é útil para descobrirmos o destino final da Via Láctea”, afirmou o especialista.

Para rastrear as últimas “vítimas” da Andrómeda, os cientistas analisaram restos de grupos de estrelas – aglomerados globulares – recorrendo a cinco telescópios e ficaram surpresos ao descobrir que os vestígios eram oriundos de duas galáxias que vinham de direcções completamente diferentes.

Partindo destes “arqueológicos cósmicos”, os cientistas pretendem agora continuar com as suas investigações, uma vez que estudar a Andrómeda permitirá melhor perceber a evolução da Via Láctea.

Somos arqueólogos cósmicos, a única diferença é que estamos a escavar fósseis de galáxias mortas há muito tempo, e não a História humano”, rematou o cientista Geraint Lewis, professor da Universidade de Sidney, na Austrália, e co-autor do estudo.

ZAP //Por ZAP
4 Outubro, 2019

 

2747: Explosão rádio enigmática ilumina o halo tranquilo de uma galáxia

CIÊNCIA

O sinal de FRB 181112 era composto por diversas pulsações, cada uma com menos de 40 micros-segundos de duração (10.000 vezes mais curtas que um piscar de olhos). Esta curta duração das pulsações dá-nos um limite superior para a densidade do gás do halo da galáxia atravessada, uma vez que a passagem por um meio mais denso alargaria a duração do sinal rádio.
Crédito: ESO/M. Kornmesser

Com o auxílio do VLT (Very Large Telescope) do ESO, os astrónomos observaram pela primeira vez uma rápida explosão de ondas rádio a passar por um halo galáctico. Com uma duração de menos de um milissegundo, esta explosão enigmática de ondas rádio cósmicas chegou quase imperturbável até à Terra, sugerindo assim que o halo da galáxia atravessado tem uma densidade surpreendentemente baixa e um campo magnético bastante fraco. Esta nova técnica poderá ser usada para explorar halos esquivos de outras galáxias.

Utilizando um mistério cósmico para investigar outro, os astrónomos analisaram o sinal de uma rápida explosão de ondas rádio no intuito de estudarem o gás difuso existente no halo de uma galáxia massiva. Em Novembro de 2018, o rádio telescópio ASKAP (Australian Square Kilometre Array Pathfinder) observou uma rápida explosão de ondas rádio, chamada FRB 181112. Observações de seguimento levadas a cabo com o VLT e outros telescópios revelaram que as pulsações rádio passaram pelo halo de uma galáxia massiva na sua trajectória até à Terra. Esta descoberta permitiu aos astrónomos analisar os sinais rádio no intuito de extrair informações sobre a natureza do halo de gás.

“O sinal da rápida explosão rádio expôs a natureza do campo magnético existente em torno da galáxia e a estrutura do halo de gás. O estudo demonstra uma nova técnica para explorar a natureza dos halos das galáxias,” disse J. Xavier Prochaska, professor de Astronomia e Astrofísica na Universidade de Santa Cruz, Califórnia, EUA, autor principal de um artigo científico que apresenta estes novos resultados e que foi publicado a semana passada na revista Science.

Os astrónomos ainda não sabem o que causa as rápidas explosões de ondas rádio e apenas recentemente conseguiram localizar as galáxias que deram origem a alguns destes novos sinais rádio muito brilhantes e curtos. “Assim que sobrepusemos as imagens rádio e visíveis, vimos logo que esta explosão rádio passava pelo halo de uma galáxia localizada mais perto de nós e que, pela primeira vez, tínhamos uma maneira directa de investigar a matéria que rodeia esta galáxia, matéria esta que é invisível doutro modo,” disse a co-autora do artigo Cherie Day, estudante de doutoramento na Universidade de Tecnologia de Swinburne, na Austrália.

Um halo galáctico contém tanto matéria escura como normal ou bariónica, esta última encontrando-se essencialmente sob a forma de um gás quente ionizado. Enquanto a parte luminosa de uma galáxia massiva pode ter uma dimensão de cerca de 30.000 anos-luz, o seu halo mais ou menos esférico apresenta um diâmetro dez vezes maior. O gás do halo alimenta a formação estelar, à medida que se move em direcção ao centro da galáxia, enquanto outros processos, tais como explosões de super-novas, podem lançar material para fora das regiões de formação estelar e em direcção ao halo galáctico. Uma das razões pelas quais os astrónomos estudam o gás do halo prende-se com o facto de tentarem compreender melhor estes processos de ejecção, os quais podem “desligar” a formação estelar.

“O halo desta galáxia é surpreendentemente calmo,” diz Prochaska. “O sinal rádio passou pela galáxia quase sem ser perturbado, o que contradiz modelos anteriores que previam o que deveria acontecer a explosões rádio nestas circunstâncias.”

O sinal de FRB 181112 era composto por diversas pulsações, cada uma com menos de 40 micros-segundos de duração (10.000 vezes mais curtas que um piscar de olhos). Esta curta duração das pulsações dá-nos um limite superior para a densidade do gás do halo, uma vez que a passagem por um meio mais denso alargaria a duração do sinal rádio. Os investigadores calcularam que a densidade do gás do halo deverá ser inferior a 0,1 átomos por centímetro cúbito (equivalente a algumas centenas de átomos num volume correspondente a um balão de criança). A densidade limita também a possibilidade de existência de turbulência ou nuvens de gás frio no halo. Frio aqui é um termo relativo, referindo-se a temperaturas de cerca de 10.000º C, comparativamente ao gás quente do halo com cerca de 1 milhão de graus Celsius.

“Tal como o ar estremece num dia quente de verão, também a atmosfera ténue nesta galáxia massiva deveria deformar o sinal da explosão das rápidas ondas rádio. Em vez disso, recebemos um sinal tão limpo e nítido que não existe praticamente nenhuma assinatura do gás por onde passou,” disse o co-autor Jean-Pierre Macquart, astrónomo no ICRAR (International Center for Radio Astronomy Research) da Universidade de Curtin, na Austrália.

O estudo não encontrou evidências de nuvens turbulentas frias ou pequenos nodos densos de gás frio. O sinal de rádio também nos deu informação sobre o campo magnético do halo, o qual é muito fraco — um milhar de milhões de vezes mais fraco que o de um imã de frigorífico.

Nesta altura, com resultados para apenas um halo galáctico, os investigadores não podem dizer se a densidade baixa e campo magnético fraco que mediram são invulgares ou se estudos anteriores de halos galácticos sobrestimaram estas propriedades. Prochaska espera que o ASKAP e outros rádio telescópios usem mais explosões de ondas rádio rápidas para estudarem outros halos galácticos e investigar as suas propriedades.

“Esta galáxia pode ser especial,” disse Prochaska. “Temos que utilizar explosões de rápidas ondas rádio para estudar dezenas ou centenas de galáxias com uma grande variedade de massas e idades para investigarmos a população completa.” Telescópios ópticos como o VLT do ESO desempenham um papel importante ao revelar quão longe se encontra a galáxia que deu origem a cada explosão de ondas rádio, assim como se a explosão passou através do halo de alguma galáxia situada mais perto de nós.

Astronomia On-line
1 de Outubro de 2019

 

2709: Afinal, galáxia “morta” está a abarrotar de vida

CIÊNCIA

ESA

Uma fotografia tirada pelo Telescópio Espacial Hubble mostra a galáxia Messier 110 com luzes brilhantes de estrelas jovens, o que prova que “não está tão morta” e inactiva como se acreditava anteriormente.

A Messier 110 faz parte do conhecido Grupo Local – que inclui aproximadamente 50 galáxias, incluindo a Via Láctea – e foi listada como uma galáxia elíptica com uma estrutura suave e sem características distintivas. Isto significa que, até recentemente, era considerada morta, pois neste tipo de galáxias não se formam novas estrelas e a maioria delas contém estrelas antigas.

No entanto, as novas observações sugerem que isto não é inteiramente verdade, pois foram encontrados sinais de uma população de jovens estrelas azuis no centro da galáxia.

Este avistamento foi feito com câmaras de luz visível e infravermelha e, além de inúmeras estrelas, também foram capturadas grandes nuvens de gás e poeira. Estima-se que esta galáxia elíptica anã tenha aproximadamente 10 mil milhões de estrelas, segundo o Sci Tech Daily.

“Muitas das galáxias mais apreciadas no cosmos são notavelmente grandes, próximas, maciças, brilhantes ou bonitas, geralmente com uma estrutura incomum ou intrigante. No entanto, são necessárias [galáxias] de todos os tipos para criar um universo, como evidenciado por esta imagem do Hubble de Messier 110”, escreveu a ESA.

Com um telescópio, a M110 é bastante fácil de localizar próxima ao núcleo da galáxia de Andrómeda, muito maior e mais brilhante. Telescópios menores apenas revelam uma mancha de luz fraca e difusa, enquanto telescópios maiores revelam uma forma oval com um núcleo mais brilhante. A melhor época para ver o M110 é durante o mês de Novembro.

M110 é uma galáxia elíptica localizada a cerca de 2,9 milhões de anos-luz de distância na direcção da constelação de Andrómeda. A galáxia foi descoberta a 10 de Agosto de 1773 por Charles Messier e é satélite da Galáxia de Andrómeda, pertencendo ao Grupo Local de Galáxias. Caroline Herschel redescobriu o objecto independentemente a 27 de Agosto de 1783 e foi novamente redescoberto pelo seu irmão, William Herschel, que também descobriu Úrano, a 5 de Outubro de 1784.

ZAP //

Por ZAP
25 Setembro, 2019

 

2676: Algo está a matar galáxias no Universo (e não se sabe o que é)

CIÊNCIA

Hubble / NASA / ESA

Nas regiões mais extremas do Universo, galáxias estão a ser assassinadas. As suas formações estelares estão a ser desligadas e os astrónomos não sabem porquê.

O primeiro grande projecto liderado pelo Canadá em um dos principais telescópios do mundo quer descobrir. O novo programa – VERTICO – está a investigar, em detalhes brilhantes, a forma como as galáxias são mortas pelo meio ambiente.

Toby Brown é o principal investigador da VERTICO e lidera a equipa de 30 especialistas que usam o Atacama Large Millimeter Array (ALMA) para mapear o gás molecular de hidrogénio, o combustível do qual novas estrelas são produzidas, em alta resolução em 51 galáxias no nosso aglomerado de galáxias mais próximo, chamado Virgo Cluster.

Comissionado em 2013 a um custo de 1,27 mil milhões de euros, o ALMA é uma variedade de antenas de rádio conectadas a uma altitude de cinco mil metros no deserto de Atacama, no norte do Chile. É uma parceria internacional entre Europa, Estados Unidos, Canadá, Japão, Coreia do Sul, Taiwan e Chile.

O maior projecto astronómico terrestre existente, o ALMA é o telescópio milimétrico de comprimento de onda mais avançado já construído e ideal para estudar as nuvens de denso gás frio das quais se formam novas estrelas, que não podem ser vistas usando luz visível. Grandes programas de pesquisa do ALMA, como o VERTICO, são projectados para abordar questões científicas estratégicas que levarão a um grande avanço ou avanço no campo.

Os sítio onde as galáxias vivem no universo e como interagem com o ambiente (o meio intergaláctico que as cerca) e entre si são importantes influências na capacidade de formar estrelas. Mas precisamente como esse chamado ambiente dita a vida e a morte das galáxias permanece um mistério.

Os aglomerados de galáxias são os ambientes mais massivos e extremos do universo, contendo muitas centenas ou até milhares de galáxias. De acordo com o The Conversation, onde há massa, há gravidade e as enormes forças gravitacionais presentes nos aglomerados aceleram as galáxias a grandes velocidades, geralmente milhares de quilómetros por segundo, e super-aquecem o plasma entre as galáxias a temperaturas tão altas que brilham com raios-X luz

No interior denso e inóspito desses aglomerados, as galáxias interagem fortemente com o ambiente e entre si. São essas interacções que as podem matar ou extinguir a sua formação estelar. Compreender que mecanismos de extinção impedem a formação de estrelas e como o fazem é o foco principal da pesquisa da colaboração da VERTICO.

À medida que as galáxias caem através de aglomerados, o plasma intergaláctico pode remover rapidamente os seus gases num processo violento chamado extracção de pressão de carneiro. Quando se remove o combustível para a formação de estrelas, efectivamente mata-se a galáxia, transformando-a num objecto morto no qual não é formada nenhuma nova estrela.

Além disso, a alta temperatura dos aglomerados pode parar o arrefecimento de gás quente e a condensação nas galáxias. Nesse caso, o gás na galáxia não é removido activamente pelo meio ambiente, mas é consumido à medida que forma estrelas. Este processo leva a um desligamento lento e inexorável da formação estelar, conhecida, de maneira mórbida, como fome ou estrangulamento.

Embora estes processos variem consideravelmente, cada um deles deixa uma impressão única e identificável no gás formador de estrelas da galáxia. Reunir estas impressões para formar uma imagem de como os aglomerados geram mudanças nas galáxias é um dos principais focos da colaboração da VERTICO. Com base em décadas de trabalho para fornecer informações sobre como o ambiente impulsiona a evolução das galáxias, pretendemos adicionar uma nova peça crítica do quebra-cabeça.

O Cluster de Virgem é o local ideal para um estudo detalhado do meio ambiente. É o aglomerado de galáxias massivo mais próximo e está em processo de formação, o que significa que podemos obter um instantâneo de galáxias em diferentes estágios dos seus ciclos de vida. Isto permite-nos construir uma imagem detalhada de como a formação de estrelas é interrompida nos aglomerados de galáxias.

As galáxias no aglomerado de Virgem foram observadas em quase todos os comprimentos de onda no espectro electromagnético (por exemplo, rádio, luz óptica e ultravioleta), mas as observações do gás formador de estrela (feito em comprimentos de onda milimétricos) com a sensibilidade e resolução necessárias ainda não existe.

A VERTICO vai fornecer mapas de alta resolução de gás hidrogénio molecular – o combustível bruto para a formação de estrelas – para 51 galáxias. Com os dados do ALMA para essa grande amostra de galáxias, será possível revelar exactamente que mecanismos de extinção, redução da pressão do aríete ou inanição estão a matar galáxias em ambientes extremos.

Ao mapear o gás formador de estrelas nas galáxias, que são os exemplos de armas fumegantes de extinção por meio do ambiente, a VERTICO avançará a nossa compreensão actual sobre como as galáxias evoluem nas regiões mais densas do Universo.

ZAP //

Por ZAP
20 Setembro, 2019

 

2633: Há um buraco negro super-massivo a fazer três refeições por dia

CIÊNCIA

NASA / CXO / CSIC-INTA / G.MINIUTTI ET AL.; DSS
Imagens raio-X do brilho em torno do buraco negro da galáxia GSN 069

No centro da galáxia GSN 069 mora um buraco negro super-massivo que está a consumir grandes quantidades de material num horário regular, a cada nove horas.

Os cientistas já tinham observado dois buracos negros de “massa estelar”, isto é, que pesam aproximadamente 10 vezes a massa do Sol. No entanto, nunca tinham detectado este tipo de comportamento num buraco negro super-massivo.

O buraco negro mora bem no centro da galáxia GSN 069, a 250 milhões de anos-luz da Terra, e contém cerca de 400.000 vezes a massa do Sol. Os cientistas usaram os telescópios espaciais Chandra (NASA) e XMM-Newton (ESA) para concluir que este buraco negro consome, aproximadamente, quatro luas (semelhantes à da Terra) três vezes por dia.

Giovanni Miniutti, do Centro de Astrobiologia da ESA, adiantou em comunicado que o “buraco negro segue um plano nutricional como nunca vimos antes”. “Este comportamento é tão sem precedentes que tivemos de cunhar uma nova expressão para o descrever: erupções quase periódicas de raios-X.”

“Combinando dados dos dois observatórios de raios-X, seguimos as explosões periódicas durante, pelo menos, 54 dias”, explicou Richard Saxton, do Centro Europeu de Astronomia Espacial de Madrid, em Espanha. “Este acompanhamento deu-nos uma oportunidade única de testemunhar o fluxo de matéria num buraco negro super-massivo que acelera e desacelera repetidamente”.

Durante as explosões, a emissão de raios-X torna-se 20 vezes mais brilhante do que durante os momentos de silêncio. A temperatura do gás que cai no buraco negro também aumenta, de meio milhão de graus Celsius durante períodos de silêncio para, aproximadamente, 1,3 milhões durante explosões.

Segundo o Europa Press, os cientistas acreditam que a origem da emissão de raios-X “é uma estrela que o buraco negro quebrou parcial ou completamente e que consume lentamente”, adiantou Margherita Giustini, também do Centro de Astrobiologia da ESA.

“Quanto às repetidas explosões, a história é completamente diferente, cuja origem precisa de ser estudada com novos dados e novos modelos teóricos”.

ZAP //

Por ZAP
14 Setembro, 2019

 

2483: Hubble captou a imagem impressionante do “beijo” de duas galáxias

O Telescópio Espacial Hubble conseguiu fotografar duas galáxias que se “tocaram” pela primeira vez. É um duo conhecido como UGC 2369, e ambos os sistemas serão apenas um… mas daqui a milhões de anos.

Os dois sistemas fotografados pelo telescópio Hubble podem dar pistas do que acontecerá com a nossa Via Láctea.

Hubble captou o beijo entre galáxias

Na impressionante imagem podemos ver a rotação de um ao redor do outro. Isto porque as suas gravidades são atraídas para o fim inevitável: a fusão. Conforme explica a Agência Espacial Europeia (ESA), tudo o que actualmente liga as duas galáxias é uma “ponte fina de gás, poeira e estrelas”.

A maioria das galáxias pertence a um grupo de vários sistemas, nos quais as interacções entre eles são frequentes. E nem sempre acontece de forma violenta ou abrupta. Na verdade, tudo pode ser muito mais subtil, como no caso do UGC 2369. Em muitas ocasiões, o fio invisível da atracção faz com que as galáxias se deformem, com “caudas” e “braços” estendendo-se do centro e transformando-as em formas impressionantes, como é o caso aqui.

This is UGC 2369, seen by NASA/ESA @HUBBLE_space. It’s actually two galaxies interacting, being pulled closer together by their gravitational attraction, in a similar process that will see our galaxy, the Milky Way, collide with the Andromeda galaxy. See http://socsi.in/1myr9 

Via Láctea: Um dia também iremos ser esmagados

As fusões, por outro lado, são muito mais destrutivas, e isso é mais provável de ocorrer especialmente quando as galáxias são semelhantes em tamanho. Esses eventos maiores são menos comuns do que fusões menores, mas acredita-se que a nossa própria galáxia tenha uma colisão “próxima” no futuro.

Neste momento, a Via-Láctea em que vivemos está ocupada esmagando e absorvendo duas galáxias anãs próximas, conhecidas como Sagitário e Cão Maior. Mas um dia, a nossa galáxia pode tornar-se o menu de uma galáxia maior. De facto, os astrónomos estão certos de que a Via Láctea e as galáxias de Andrómeda irão colidir nalgum momento daqui a mil milhões de anos. Exactamente quando poderá ser e como se irá desenvolver ainda está a ser debatido pela comunidade científica.

Embora a fusão UGC 2369 pareça nova, este duo galáctico é considerado num estágio relativamente avançado. Portanto, treinar o olho de Hubble em interacções como esta pode dar-nos uma ideia do destino da nossa própria galáxia.

2471: Astrónomos encontram 39 galáxias tão rápidas que nem o Hubble as consegue ver

CIÊNCIA

NASA /NRAO/AUI/NSF S. Dagnello

Galáxias antigas e massivas têm-se escondido no nosso Universo – e esconderam-se tão bem que são “invisíveis” ao olhos do famoso Telescópio Hubble.

Mas agora, os astrónomos que examinaram dados infravermelhos descobriram 39 destas galáxias, a espreitar em lugares estranhos do universo primitivo onde o céu nocturno seria muito diferente do nosso.

A luz que atingiu a Terra em 2019 a partir destas galáxias enormes e distantes teve que viajar tão longe que tem mais de milhares de milhões de anos, mostrando-nos como era essa parte do universo nos seus primeiros dois mil milhões de anos de existência. A luz está tão alterada que o Hubble – construído para ver em luz ultravioleta, visível e infravermelha próxima – não conseguiu vê-lo.

Isto aconteceu porque estas galáxias distantes – como a maioria das coisas distantes no nosso universo – estão a acelerar-se para longe de nós – uma consequência da energia escura que dirige a expansão do espaço. A luz vinda de objectos que se afastam de nós é aumentada em comprimentos de onda maiores e mais vermelhos.

Estas galáxias super-distantes estão a afastar-se tão rápido, de acordo com os investigadores que as descobriram, que a luz ultravioleta e a luz visível que emitiram mudaram completamente para a longa faixa de comprimento de onda “sub-milimétrica” que nem o Hubble consegue detectar.

Como resultado, de acordo com um artigo publicado em Agosto na revista especializada Nature, a maioria dos astrónomos que estão focados nos primeiros dois mil milhões de anos do universo acabam por estudar galáxias muito distantes que, no entanto, estão suficientemente imóveis para que o Hubble as possa ver.

Mas estas galáxias não são a norma. “Isso levanta questões da verdadeira abundância de galáxias massivas e da densidade da taxa de formação de estrelas no início do Universo”, escreveram os investigadores. Noutras palavras: quantas galáxias havia na época e com que velocidade formaram estrelas?

Astrónomos já tinham visto galáxias massivas individuais do passado profundo, bem como galáxias menores que tendem a estar envoltas em poeira. Mas para este trabalho, a equipa usou uma série de telescópios sub-milimétricos para detectar estas 39 galáxias antigas nunca antes vistas.

“Foi difícil convencer nossos pares de que estas galáxias eram tão antigas como suspeitávamos que fossem. As nossas suspeitas iniciais sobre a sua existência vieram dos dados infravermelhos do Telescópio Espacial Spitzer“, disse Tao Wang, principal autor do estudo e astrónomo da Universidade de Tóquio, disse em comunicado. “Mas ele tem olhos aguçados e revelou detalhes em comprimentos de onda sub-milimétricos, o melhor comprimento de onda para espreitar através da poeira presente no universo primitivo”.

Mesmo assim, foram necessários mais dados do Very Large Telescope, no Chile, para realmente provar que os cientistas estavam a ver antigas galáxias maciças.

Estas descobertas são significativas para os primeiros modelos do universo e para explicar como o nosso universo moderno passou a existir. Diversos modelos existentes predizem uma densidade muito menor deste tipos de galáxias, embora os cientistas suspeitem que as coisas possam ser diferentes. Com a nova descoberta, os cientistas precisam de refinar os seus modelos para dar conta deste novo conjunto de dados.

ZAP //

Por ZAP
19 Agosto, 2019

 

ALMA identificou antepassados “escuros” de galáxias elípticas gigantes

O ALMA identificou 39 galáxias ténues não identificadas na visão mais profunda do Universo do Telescópio Espacial Hubble, a 10 mil milhões de anos-luz de distância. Este exemplo mostra uma comparação das observações do Hubble e do ALMA. As imagens numeradas de 1 a 4 são as posições das galáxias ténues não observadas na imagem do Hubble.
Crédito: Universidade de Tóquio/CEA/NAOJ

Os astrónomos usaram o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para identificar 39 galáxias ténues que não foram observadas na visão mais profunda do Universo do Telescópio Espacial Hubble, a 10 mil milhões de anos-luz de distância. São dez vezes mais numerosas do que galáxias igualmente massivas, mas visualmente brilhantes, detectadas com o Hubble. A equipa de investigação assume que estas galáxias fracas antecedem as galáxias elípticas massivas no Universo actual. No entanto, nenhuma teoria significativa para a evolução do Universo previu uma população tão abundante de galáxias massivas escuras e formadoras de estrelas. Os novos resultados do ALMA colocam em questão a nossa compreensão do Universo primitivo. Os resultados foram publicados na última edição da revista Nature.

“Estudos anteriores descobriram galáxias com formação estelar extrema no Universo primitivo, mas a população é bastante limitada,” disse Tao Wang, autor principal da investigação da Universidade de Tóquio, da Comissão Francesa de Energias Alternativas e Energia Atómica (CEA) e do NAOJ (National Astronomical Observatory of Japan) do Japão. “A formação estelar nas galáxias ténues que identificámos é menos intensa do que em galáxias extremamente activas, mas estas são 100 vezes mais abundantes. É importante estudar um componente tão importante da história do Universo para compreender a formação das galáxias.”

Wang e a sua equipa observaram três “janelas” ALMA do Universo profundo, abertas pelo Telescópio Espacial Hubble: os campos CANDELS. A equipa descobriu 63 objectos extremamente vermelhos nas imagens infravermelhas obtidas pelo Telescópio Espacial Spitzer da NASA: são demasiado vermelhas para serem detectadas com o Hubble. No entanto, a resolução espacial limitada do Spitzer impediu que os astrónomos identificassem a sua natureza.

O ALMA detectou emissão de ondas sub-milimétricas de 39 dos 63 objectos extremamente vermelhos. Graças à sua alta resolução e sensibilidade, o ALMA confirmou que são galáxias massivas com formação estelar e que estão a produzir estrelas 100 vezes de modo mais eficiente do que a Via Láctea. Estas galáxias são representativas da maioria das galáxias massivas do Universo de há 10 mil milhões de anos, a maioria das quais até agora não tinham sido discernidas por estudos anteriores.

“Ao manter este ritmo de formação estelar, as galáxias detectadas pelo ALMA provavelmente transformar-se-iam na primeira população de galáxias elípticas massivas formadas no início do Universo,” disse David Elbaz, astrónomo da CEA e co-autor do artigo. “Mas há um problema. São inesperadamente abundantes.” Os cientistas estimaram a sua densidade numérica como equivalente a 530 objectos por cada grau quadrado do céu. Esta densidade numérica excede em muito as previsões dos modelos teóricos actuais e das simulações de computador. Além disso, de acordo com o modelo amplamente aceite do Universo com um tipo particular de matéria escura, é um desafio construir um grande número de objectos massivos numa fase tão inicial do Universo. Como um todo, os resultados actuais do ALMA desafiam a nossa actual compreensão da evolução do Universo.

“Tal como a galáxia M87, da qual os astrónomos recentemente obtiveram a primeira imagem de um buraco negro, as galáxias elípticas massivas estão localizadas no coração de aglomerados de galáxias. Os cientistas pensam que estas galáxias formaram a maioria das suas estrelas no início do Universo,” explica Kotaro Kohno, professor da Universidade de Tóquio e membro da equipa de investigação. “No entanto, pesquisas anteriores pelas progenitoras destas galáxias massivas não tiveram sucesso porque foram baseadas apenas em galáxias que são facilmente detectáveis com o Hubble. A descoberta deste grande número de galáxias ténues e massivas, invisíveis ao Hubble, fornece evidências directas da montagem precoce de galáxias massivas durante os primeiros mil milhões de anos do Universo.” Observações de acompanhamento mais detalhadas, com o ALMA e com o futuro Telescópio Espacial James Webb da NASA, serão essenciais para fornecer informações adicionais sobre a natureza destas galáxias. Os novos estudos poderão construir um quadro completo da formação galáctica no Universo inicial.”

Astronomia On-line
13 de Agosto de 2019

 

ALMA mergulha na “esfera de influência” de buraco negro

O ALMA fez as medições mais precisas de gás frio girando em torno de um buraco negro super-massivo – o gigante cósmico no centro da gigantesca galáxia elíptica NGC 3258. A elipse multicolorida reflecte o movimento do gás que orbita o buraco negro, o azul indicando movimento na nossa direcção e o vermelho indicando movimento para longe de nós. A caixa inserida representa como a velocidade orbital muda com a distância ao buraco negro. Descobriu-se que o material gira mais depressa quanto mais perto os astrónomos observavam do buraco negro, permitindo-lhes calcular com precisão a sua massa: uns impressionantes 2,25 mil milhões de vezes a massa do nosso Sol.
Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), B. Boizelle; NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello; Telescópio Espacial Hubble (NASA/ESA); Carnegie-Irvine Galaxy Survey

O que acontece dentro de um buraco negro fica dentro de um buraco negro, mas o que acontece dentro da “esfera de influência” de um buraco negro – a região mais interna de uma galáxia onde a gravidade de um buraco negro é a força dominante – é de grande interesse para os astrónomos e pode ajudar a determinar a massa de um buraco negro bem como o seu impacto na sua vizinhança galáctica.

Novas observações com o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) fornecem uma visão sem precedentes de um disco rodopiante de gás interestelar frio em torno de um buraco negro super-massivo. Este disco está no centro de NGC 3258, uma enorme galáxia elíptica a cerca de 100 milhões de anos-luz da Terra. Com base nestas observações, uma equipa liderada por astrónomos da Universidades A&M do Texas e da Universidade da Califórnia, em Irvine, determinou que este buraco negro tem uma massa equivalente a 2,25 mil milhões de sóis, o buraco negro mais massivo medido, até agora, com o ALMA.

Embora os buracos negros super-massivos possam ter massas de milhões a milhares de milhões de vezes a massa do Sol, representam apenas uma pequena fracção da massa de uma galáxia inteira. Isolar a influência da gravidade de um buraco negro das estrelas, do gás interestelar e da matéria escura é um grande desafio e requer observações altamente sensíveis em escala fenomenalmente pequenas.

“A observação do movimento orbital o mais próximo possível de um buraco negro é de vital importância quando se determina com precisão a massa do buraco negro,” disse Benjamin Boizelle, investigador pós-doutorado da Universidade A&M do Texas e autor principal do estudo publicado na revista The Astrophysical Journal. “Estas novas observações de NGC 3258 demonstram o incrível poder do ALMA em mapear, com detalhes impressionantes, a rotação de discos gasosos em torno de buracos negros super-massivos.”

Os astrónomos usam uma variedade de métodos para medir as massas dos buracos negros. Em galáxias elípticas gigantes, a maioria das medições vem de observações do movimento orbital de estrelas em redor do buraco negro, captadas no visível ou no infravermelho. Outra técnica, usando masers naturais de água (lasers no rádio) em nuvens de gás que orbitam em torno de buracos negros, fornece uma maior precisão, mas estes masers são muito raros e estão associados quase exclusivamente a galáxias espirais com buracos negros mais pequenos.

Ao longo dos últimos anos, o ALMA desbravou caminho ao utilizar um novo método para estudar buracos negros em galáxias elípticas gigantes. Cerca de 10% das galáxias elípticas contêm discos giratórios de gás frio e denso nos seus centros. Estes discos contêm monóxido de carbono (CO) gasoso, que pode ser observado com radiotelescópios no comprimento de onda milimétrico.

Usando o efeito Doppler da emissão das moléculas de CO, os astrónomos podem medir as velocidades das nuvens de gás em órbita, e o ALMA possibilita a resolução dos próprios centros de galáxias onde as velocidades orbitais são mais altas.

“A nossa equipa investiga galáxias elípticas próximas com o ALMA há já vários anos com o objectivo de encontrar e estudar discos de gás molecular girando em torno de buracos negros gigantes,” acrescentou Aaron Barth da Universidade da Califórnia em Irvine, co-autor do estudo. “NGC 3258 é o melhor alvo que já encontrámos, porque podemos rastrear a rotação do disco para mais perto do buraco negro do que em qualquer outra galáxia.”

Tal como a Terra orbita o Sol mais depressa do que Plutão, pois é-lhe exercida uma maior força gravitacional, as regiões mais internas do disco de NGC 3258 orbitam mais depressa do que as partes mais externas devido à gravidade do buraco negro. Os dados do ALMA mostram que a velocidade de rotação do disco sobe de 1 milhão de quilómetros por hora na sua orla externa, a cerca de 500 anos-luz do buraco negro, para mais de 3 milhões de quilómetros por hora perto do centro do disco, a uma distância de apenas 65 anos-luz do buraco negro.

Os investigadores determinaram a massa do buraco negro modelando a rotação do disco, tendo em conta a massa adicional das estrelas na região central da galáxia e outros detalhes como a forma ligeiramente distorcida do disco gasoso. A detecção clara da rápida rotação permitiu que os cientistas determinassem a massa do buraco negro com uma precisão inferior a 1%, embora tenham estimado uma incerteza sistemática adicional de 12% na medição porque a distância até NGC 3258 não é conhecida com muita precisão. Mesmo considerando a incerteza na distância, esta é uma das medições mais precisas da massa de qualquer buraco negro para lá da nossa Galáxia.

“O próximo desafio é encontrar mais exemplos de discos giratórios quase perfeitos como este, para que possamos aplicar este método de medir massas de buracos negros numa amostra maior de galáxias,” concluiu Boizelle. “Observações adicionais do ALMA, que atingirem este nível de precisão, ajudar-nos-ão a entender melhor o crescimento das galáxias e dos buracos negros por todo o Universo.”

Astronomia On-line
9 de Agosto de 2019

 

2416: Descobertas galáxias que podem dar pistas sobre matéria escura do Universo

ESO
A matéria escura em torno de uma das galáxias do enxame de galáxias Abell 3827 não se move com esta, possivelmente implicando que estão a ocorrer interações de natureza desconhecida entre a matéria escura

Astrónomos identificaram 39 galáxias antigas e ‘super-massivas’, uma descoberta que pode dar novas pistas sobre a evolução dos buracos negros de grande massa e a distribuição da matéria escura no Universo, divulgou hoje a Universidade de Tóquio, no Japão.

Os astrónomos da Universidade de Tóquio, que usaram nas observações o radiotelescópio ALMA e o telescópio VLT, ambos no Chile, defendem que a abundância de tais galáxias desafia os modelos actuais do Universo.

As galáxias ter-se-ão formado nos primeiros dois mil milhões de anos do Universo (que terá 13,7 mil milhões de anos de acordo com a teoria do Big Bang). Os resultados foram publicados esta quarta-feira na revista Nature.

“Esta descoberta contraria os modelos actuais para aquele período da evolução cósmica e vai ajudar a acrescentar alguns detalhes que faltavam até agora“, afirmou o investigador Tao Wang, citado em comunicado pela Universidade de Tóquio.

De acordo com a investigação, a existência e a forma como evoluíram as galáxias ‘super-massivas’ antigas permite saber mais sobre a evolução dos buracos negros ‘super-massivos’ (regiões do Universo de grande massa de onde nem a luz escapa), uma vez que quanto mais massa tem uma galáxia mais massa tem o buraco negro no centro dessa galáxia.

Por outro lado, segundo os autores do estudo, as galáxias com maior massa estão ligadas à distribuição da matéria escura, a que não é visível e que constitui a maior parte do Universo.

“Tal [facto] desempenha um papel na modulação da estrutura e distribuição das galáxias. Os investigadores vão precisar de actualizar as suas teorias”, sustentou o astrónomo Kotaro Kohno.

Dada a distância a que se encontra este tipo de galáxias, a luz por elas emitida chega muito ténue à Terra, não sendo visível com telescópios ópticos.

A equipa de astrónomos japoneses espera aprofundar os seus estudos sobre as 39 galáxias, nomeadamente sobre a sua população de estrelas e a sua composição química, com o potente telescópio espacial James Webb, com lançamento previsto para 2021, após sucessivos adiamentos.

ZAP // Lusa

Por Lusa
7 Agosto, 2019

 

2406: Estrela super-veloz conseguiu escapar ao buraco negro super-massivo da Via Láctea

CIÊNCIA

(dr) Mark A. Garlick

Muitas estrelas orbitam perto de Sagitário A*, o buraco negro super-massivo no centro da Via Láctea. Mas nem todas têm o mesmo destino.

Em algumas galáxias, algumas dessas estrelas são separadas quando se aproximam do buraco negro super-massivo. Outras mudam de cor devido aos efeitos gravitacionais. E em alguns casos, as estrelas são atiradas para o espaço intergaláctico. S5-HVS1 é uma delas.

Como relatado num artigo disponível no arXiv, ainda a ser revisto por pares, um grupo internacional de cientistas identificou uma estrela hiper-veloz enquanto estudavam objectos para o Southern Stellar Stream Spectroscopic Survey (S5).

A estrela estava a mover-se a 1.017 quilómetros por segundo – o que abrange a distância entre Nova Iorque, nos Estados Unidos, e Sidney, na Austrália, em apenas 15,7 segundos.

Para se mover a essa velocidade, muito mais rápido que uma estrela comum, algo deve tê-la acelerado. A equipa de investigadores tentou estimar de onde a estrela poderia possivelmente ter vindo, e com base em sua análise, a explicação mais provável é o núcleo da Via Láctea.

É muito fácil apontar o dedo ao Sagitário A*. Se o buraco negro super-massivo for, de facto, o culpado, a estrela provavelmente foi expulsa a uma velocidade de cerca de 1.800 quilómetros por segundo e tem vindo a desacelerar lentamente nas suas viagens durante cerca de 4,8 milhões de anos. A estrela, que é um objecto padrão de fusão de hidrogénio, está localizada a aproximadamente 30 mil anos-luz da Terra.

Embora esta seja a estrela mais rápida já descoberta, não é um objecto único. Astrónomos descobriram dúzias destas estrelas, embora a maioria delas tenha sido acelerada para fora da galáxia por outros eventos além das interacções com Sagitário A *.

Os cientistas sugerem que, se uma das duas estrelas num sistema binário for super-nova, poderá dar empurrar a sua companheira além do disco da Via Láctea.

Mas as estrelas não estão apenas a ser expulsas. Os investigadores também já descobriram estrelas que chegam à nossa galáxia, vindas de pequenas companheiras da Via Láctea. Também poderiam ter sido acelerados por uma super-nova ou talvez até por um buraco negro super-massivo que ainda não conhecemos.

ZAP //

Por ZAP
5 Agosto, 2019

 

2380: Astrónomos criam mapa 3D do Vazio Local

CIÊNCIA

Uma equipa de astrónomos mapeou o tamanho e a forma do Vazio Local, uma grande região de baixa densidade do Universo, na periferia da qual se localiza a Via Láctea.

As galáxias não se movem apenas graças à expansão do Universo. Elas também respondem ao “puxão” gravitacional dos seus vizinhos e de regiões com muita massa. Como consequência, e em relação à expansão geral, as galáxias estão a mover-se em direcção às áreas mais densas e longe de regiões com pouca massa – os vazios.

Em 1987, o astrónomo Brent Tully, da Universidade do Havai, e Richard Fisher, do NRAO, observaram que a nossa Via Láctea se localiza no limite de uma extensa região vazia a que chamaram de Vazio Local.

A existência do Vazio Local tem sido amplamente aceite, mas permaneceu pouco estudada durante muito tempo, uma vez que fica atrás do centro da nossa galáxia e, portanto, está obscurecida da nossa visão, explica o Sci-News.

Agora, Tully e a sua equipa mediram os movimentos de 18.000 galáxias e construíram um mapa 3D que destaca a fronteira entre a matéria e a ausência de matéria que define a borda do Vazio Local. O artigo científico foi publicado no Astrophysical Journal.

Os astrónomos usaram a mesma técnica em 2014 para identificar a extensão total do nosso super-aglomerado doméstico de mais de cem mil galáxias, dando-lhe o nome de Laniakea.

(dr) University of Hawaii
A cor cinza descreve a extensão do Vazio Local e os pontos azuis mostram grandes galáxias, grupos de galáxias e aglomerados.

“Há cerca de três décadas que os astrónomos têm tentado identificar o motivo pelo qual os movimentos da Via Láctea, de Andrómeda e seus vizinhos tendem a desviar-se da expansão total do Universo em mais de 1.3 milhões de mph, o que equivale a 600 quilómetros por segundo”, escreveram os investigadores.

“O nosso estudo mostra que cerca de metade desse movimento é gerado localmente a partir da combinação de uma atracção do enorme Aglomerado de Virgem e da nossa participação na expansão do vácuo local, uma vez que se torna cada vez mais vazio”, esclareceram.

ZAP //

Por ZAP
28 Julho, 2019

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2373: Como os buracos negros moldam galáxias

Impressão de artista que mostra como os ventos ultra-rápidos soprados por um buraco negro super-massivo interage com a matéria interestelar na galáxia hospedeira, limpando gás das suas regiões centrais.
Crédito: ESA/ATG medialab

Dados do observatório de raios-X XMM-Newton da ESA revelaram como os buracos negros super-massivos moldam as suas galáxias hospedeiras com ventos fortes que varrem a matéria interestelar.

Num novo estudo, os cientistas analisaram oito anos de observações do XMM-Newton do buraco negro no centro de uma galáxia activa conhecida como PG 1114+445, mostrando como os ventos ultra-rápidos – fluxos de gás emitidos do disco de acreção muito próximo do buraco negro – interagem com a matéria interestelar nas partes centrais da galáxia. Estes fluxos já tinham sido vistos antes, mas o novo estudo identifica claramente, e pela primeira vez, três fases da sua interacção com a galáxia hospedeira.

“Estes ventos podem explicar algumas correlações surpreendentes que os cientistas conhecem há anos, mas que não conseguiam explicar,” disse o autor principal Roberto Serafinelli do Instituto Nacional de Astrofísica de Milão, Itália, que realizou a maior parte do trabalho como parte do seu doutoramento na Universidade de Roma Tor Vergata.

“Por exemplo, vemos uma correlação entre as massas de buracos negros super-massivos e a dispersão de velocidade das estrelas nas partes internas das suas galáxias hospedeiras. Mas não há como tal se deva ao efeito gravitacional do buraco negro. O nosso estudo mostra, pela primeira vez, como estes ventos de buracos negros impactam a galáxia em maior escala, possivelmente fornecendo o elo que faltava.”

Os astrónomos já haviam detectado dois tipos de fluxos nos espectros de raios-X emitidos pelos núcleos activos das galáxias, as densas regiões centrais das galáxias conhecidas por conter buracos negros super-massivos. Os chamados fluxos ultra-rápidos (em inglês “ultra-fast outflows”, ou UFOs), feitos de gás altamente ionizado, viaja a velocidades de até 40% da velocidade da luz e são observáveis nas proximidades do buraco negro central.

Os fluxos mais lentos, conhecidos como absorvedores quentes, viajam a velocidades muito mais baixas, de centenas de quilómetros por segundo, e possuem características físicas semelhantes – como densidade de partículas e ionização – à matéria interestelar circundante. É mais provável que esses fluxos mais lentos sejam detectados a distâncias maiores dos centros das galáxias.

No novo estudo, os cientistas descrevem um terceiro tipo de fluxo que combina características dos dois anteriores: a velocidade de um UFO e as propriedades físicas de um absorvedor quente.

“Nós pensamos que este é o ponto em que o UFO toca a matéria interestelar e varre-a como um limpa-neves,” disse Serafinelli. “Nós chamamos a isto ‘escoamento ultra-rápido de arrasto’ porque o UFO neste estágio está a penetrar na matéria interestelar. É similar ao vento que empurra os barcos no mar.”

Este arrasto acontece a uma distância de dezenas a centenas de anos-luz do buraco negro. O UFO gradualmente empurra a matéria interestelar para longe das partes centrais da galáxia, limpando-a do gás e diminuindo a acreção da matéria em redor do buraco negro super-massivo.

Embora os modelos já tenham previsto antes este tipo de interacção, o estudo actual é o primeiro a apresentar observações reais das três fases.

“Nos dados do XMM-Newton, podemos ver material a distâncias maiores do centro da galáxia que ainda não foi perturbado pelo UFO interno,” disse o co-autor Francesco Tombesi da Universidade de Roma Tor Vergata e do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA. “Também podemos ver nuvens mais próximas do buraco negro, perto do núcleo da galáxia, onde o UFO começou a interagir com a matéria interestelar.”

Esta primeira interacção acontece muitos anos depois do UFO ter deixado o buraco negro. Mas a energia do UFO permite que o buraco negro relativamente pequeno tenha impacto sobre o material muito além do alcance da sua força gravitacional.

De acordo com os cientistas, os buracos negros super-massivos transferem a sua energia para o ambiente circundante através desses fluxos e gradualmente limpam as regiões centrais da galáxia de gás, o que pode então interromper a formação estelar. De facto, as galáxias de hoje produzem estrelas com muito menos frequência do que costumavam nos estágios iniciais da sua formação.

“Esta é a sexta vez que estes fluxos são detectados,” acrescentou Serafinelli. “É tudo ciência muito recente. Estas fases do fluxo já tinham sido observadas separadamente, mas a ligação entre elas não era clara até agora.”

A resolução de energia sem precedentes do XMM-Newton foi fundamental para diferenciar os três tipos de características correspondentes aos três tipos de fluxos. No futuro, com observatórios novos e mais poderosos, como o ATHENA (Advanced Telescope for High ENergy Astrophysics) da ESA, os astrónomos poderão observar centenas de milhares de buracos negros super-massivos, detectando estes fluxos mais facilmente. ATHENA, que será mais de 100 vezes mais sensível do que o XMM-Newton, deverá ser lançado no início da década de 2030.

“A descoberta de uma fonte é excelente, mas o saber que este fenómeno é comum no Universo seria um grande avanço,” comentou Norbert Schartel, cientista do projecto XMM-Newton da ESA. “Mesmo com o XMM-Newton, podemos encontrar mais destas fontes na próxima década.”

Mais dados, no futuro, vão ajudar a desvendar as complexas interacções entre os buracos negros super-massivos e as suas galáxias hospedeiras em detalhe e a explicar a diminuição na formação estelar que os astrónomos observam ter ocorrido ao longo de milhares de milhões de anos.

Astronomia On-line
26 de Julho de 2019

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2372: Revelados os primeiros dias da Via Láctea

Impressão de artista dos primeiros dias da Via Láctea.
Crédito: Gabriel Pérez Diaz, SMM (IAC)

O Universo, há 13 mil milhões de anos atrás, era muito diferente do Universo que conhecemos hoje. Sabemos que as estrelas se formavam a um ritmo muito elevado, dando origem às primeiras galáxias anãs, cujas fusões fizeram surgir as galáxias actuais mais massivas, incluindo a nossa. No entanto, não era conhecida a exacta cadeia de eventos que produziram a Via Láctea. Até agora.

Medições exactas da posição, brilho e distância de aproximadamente um milhão de estrelas da nossa Galáxia, até 6500 anos-luz do Sol, obtidas com o telescópio espacial Gaia, permitiram que uma equipa do Instituto de Astrofísica das Canárias (IAC) revelasse alguns dos seus estágios iniciais. “Nós analisámos e comparámos com modelos teóricos a distribuição de cores e magnitudes (brilhos) das estrelas na Via Láctea, dividindo-as em vários componentes; o chamado halo estelar (uma estrutura esférica que envolve galáxias espirais) e o disco espesso (estrelas que se formam no disco da nossa Galáxia, mas que ocupam uma certa gama de alturas)” explica Carme Gallart, investigadora do IAC e a autora principal do artigo científico, publicado na revista Nature Astronomy.

Estudos anteriores haviam descoberto que o halo Galáctico mostrava sinais claros de ser formado por dois componentes estelares distintos, um dominado por estrelas mais azuis do que o outro. O movimento das estrelas no componente azul rapidamente permitiu identificá-lo como os restos de uma galáxia anã (Gaia-Encélado) que colidiu com a Via Láctea primitiva. No entanto, a natureza da população vermelha, e a época da fusão entre Gaia-Encélado e a nossa Galáxia, eram desconhecidas até agora.

“A análise dos dados do Gaia permitiu-nos obter a distribuição de idades das estrelas em ambos os componentes e mostrou que os dois são formados por estrelas igualmente antigas, que são mais antigas do que as do disco espesso,” disse Chris Brook, investigador do IAC e co-autor do artigo. Mas se ambos os componentes foram formados ao mesmo tempo, o que diferencia um do outro? “A peça final do quebra-cabeças foi dada pela quantidade de ‘metais’ (elementos que não são hidrogénio ou hélio) nas estrelas de um componente ou outro,” explicou Tomás Ruiz Lara, investigador do IAC e co-autor do artigo. “As estrelas no componente azul têm uma quantidade mais baixa de metais do que as do componente vermelho”. Estes achados, com a adição de previsões de simulações que também foram analisadas no artigo, permitiram que os cientistas completassem a história da formação da Via Láctea.

Há 13 mil milhões de anos começaram a formar-se estrelas em dois sistemas estelares diferentes dos que então se fundiram: um era uma galáxia anã que chamamos Gaia-Encélado e o outro era o principal progenitor da nossa Galáxia, quatro vezes mais massivo e com uma maior proporção de metais. Há cerca de 10 mil milhões de anos, houve uma violenta colisão entre o sistema mais massivo e Gaia-Encélado. Como resultado, algumas das suas estrelas e de Gaia-Encélado foram colocadas num movimento caótico e, eventualmente, formaram o halo da Via Láctea actual. Depois, tiveram lugar surtos violentos de formação estelar até há 6 mil milhões de anos, quando o gás assentou no disco da Via Láctea e produziu o que conhecemos como o “disco fino”.

“Até agora, todas as previsões e observações cosmológicas de galáxias espirais distantes, semelhantes à Via Láctea, indicam que esta fase violenta de fusão entre estruturas mais pequenas era muito frequente,” explicou Matteo Monelli, investigador do IAC e co-autor do artigo. Agora fomos capazes de identificar a especificidade do processo na nossa própria Galáxia, revelando os primeiros estágios da nossa história cósmica com detalhes sem precedentes.

Astronomia On-line
26 de Julho de 2019

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2357: A Via Láctea é canibal (e já comeu uma galáxia vizinha)

CIÊNCIA

Z. Levay and R. van der Marel, STScI; T. Hallas; and A. Mellinger / NASA, ESA

A nossa Via Láctea comeu uma galáxia gigante há dez mil milhões de anos. Galáxias menores – como a Via Láctea na sua vida anterior – fundem-se e criam as maiores. Ao fazer isso, formam-se e evoluem com o tempo.

Agora, os investigadores afirmam ter percebido quando é que a Via Láctea comeu uma das outras galáxias que criariam a vasta massa de estrelas em turbilhão e matéria que nos cercam.

Os cientistas há muito sabem que a nossa galáxia teve uma fusão significativa no seu passado, estudando a composição química dessas estrelas. Mas tem sido difícil entender quando pode ter acontecido.

A evidência de uma fusão massiva entre a Via Láctea e a galáxia de Gaia Enceladus ocorreu em 2018, quando cientistas usaram dados do satélite Gaia da Agência Espacial Europeia para mostrar que um grande número de estrelas parecia estar fora de lugar. Num artigo publicado pela revista Nature, a equipa disse que o halo interno da Via Láctea é “dominado por detritos” de outra galáxia.

De acordo com um estudo publicado a 22 de Julho na revista Nature Astronomy, Carme Gallart, do Instituto de Astrofísica de Canárias, em Espanha, e os seus colegas construíram o que dizem ser uma imagem precisa da distribuição etária das estrelas no disco actual e no halo interno da Via Láctea. Os cientistas acham que a maioria das estrelas no halo da Via Láctea, mais próximas do Sol, tem idades que vão até dez mil milhões de anos.

Usando simulações, os autores identificaram essa idade como o ponto em que o precursor da Via Láctea se fundiu com uma das suas então companheiras, Gaia-Enceladus. A investigação sugere que a galáxia Gaia-Enceladus tinha cerca de 30% da massa de estrelas da Via Láctea, mas os cientistas enfatizam que essa proporção ainda é bastante incerta. Isto indicaria uma razão de massa total de cerca de 4:1 entre as duas galáxias.

Os autores identificaram estrelas que estavam presentes antes da fusão e aquelas que se originaram depois dela, usando o conhecimento das suas idades exactas. Estrelas que são mais vermelhas na sua aparência devido ao seu maior conteúdo de metal, localizam as estrelas originais formadas na pré-fusão.

Os investigadores dizem que a fusão aqueceu algumas das estrelas formadas no disco galáctico para fazer parte do seu halo. Também forneceu à Via Láctea material para criar novas estrelas e dar-lhe a aparência actual. Os autores dizem que distâncias precisas de estrelas individuais da Via Láctea agora fornecidas pela missão espacial Gaia permitiram que derivassem as idades.

“Como faltavam idades estelares precisas, o tempo da fusão e o seu papel na evolução inicial da nossa Galáxia continuavam obscuros. Aqui mostramos que as estrelas em ambas as sequências de halo partilham distribuições de idade idênticas e são mais antigas que a maioria das estrelas de disco espesso”, disseram os cientistas.

“Juntamente com as simulações cosmológicas de última geração da formação de galáxias, essas idades permitem ordenar a primeira sequência de eventos que moldaram a nossa galáxia”, concluíram.

Este não é o único momento em que a Via Láctea se fundiu com outras galáxias, de acordo com a Newsweek. Acredita-se que ao longo da sua história tenha “comido” muitas outras galáxias menores. Os efeitos das fusões não são visíveis em pequena escala. “A distância entre as estrelas numa galáxia é tão grande que as duas galáxias se misturam, mudam a sua forma global, pode acontecer mais formação estelar pode acontecer numa e, talvez, a outra – a pequena – pare de formar novas estrelas.

ZAP //

Por ZAP
23 Julho, 2019

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2337: Gaia começa a mapear a barra da nossa Galáxia

Esta imagem mostra a distribuição de 150 milhões de estrelas na Via Láctea, usando a segunda versão de dados da missão Gaia em combinação com levantamentos ópticos e infravermelhos, com os tons laranja/amarelo indicando uma maior densidade de estrelas. A maioria destas estrelas são gigantes vermelhas. A distribuição é sobreposta a uma visão artística da nossa Via Láctea.
Enquanto a maioria das estrelas estão localizadas mais perto do Sol (a maior mancha laranja/amarela na parte inferior da imagem), uma característica grande e alongada povoada por muitas estrelas também é visível na região central da Galáxia: esta é a primeira indicação geométrica da barra galáctica.
As distâncias das estrelas mostradas neste gráfico, juntamente com a temperatura da sua superfície e extinção – uma medida da quantidade de poeira que existe entre nós e as estrelas – foram estimadas usando o código de computador StarHorse.
Crédito: dados – ESA/Gaia/DPAC, A. Khalatyan (AIP) & equipa StarHorse; mapa galáctico – NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC/Caltech)

A primeira medição directa da colecção de estrelas em forma de barra no centro da Via Láctea foi feita combinando dados da missão Gaia da ESA com observações complementares de telescópios terrestres e espaciais.

A segunda versão de dados do satélite de mapeamento estelar, publicada em 2018, tem vindo a revolucionar muitos campos da astronomia. O catálogo sem precedentes contém os brilhos, posições, indicadores de distância e movimentos no céu para mais de mil milhões de estrelas da nossa Via Láctea, juntamente com informações sobre outros corpos celestes.

Por mais impressionante que este conjunto de dados seja, isto é apenas o começo. Embora esta segunda divulgação tenha por base os primeiros 22 meses de investigações do Gaia, o satélite já varre o céu há cinco anos e tem ainda muitos pela frente. Os novos lançamentos de dados planeados para os próximos anos vão melhorar as medições, além de fornecer informações adicionais que nos permitirão mapear a nossa Galáxia e aprofundar a sua história como nunca antes.

Entretanto, uma equipa de astrónomos combinou os dados mais recentes do Gaia com observações infra-vermelhas e ópticas realizadas a partir do solo e do espaço para fornecer uma ante-visão do que os futuros lançamentos do topógrafo estelar da ESA vai revelar.

“Observámos, em particular, dois parâmetros estelares contidos nos dados do Gaia: a temperatura da superfície das estrelas e a ‘extinção’, que é basicamente uma medida da quantidade de poeira que existe entre nós e as estrelas, obscurecendo a sua luz e fazendo com que pareça mais vermelha,” disse Friedrich Anders da Universidade de Barcelona, Espanha, autor principal do novo estudo.

“Estes dois parâmetros estão interligados, mas podemos estimá-los de forma independente, adicionando informações extras obtidas atravessando a poeira com observações infra-vermelhas.”

A equipa combinou o segundo lançamento de dados do Gaia com várias investigações no infravermelho usando um código informático chamado StarHorse, desenvolvido pela co-autora Anna Queiroz e colaboradores. O código compara as observações com modelos estelares para determinar a temperatura da superfície das estrelas, a extinção e uma estimativa melhorada da distância até às estrelas.

Como resultado, os astrónomos obtiveram uma determinação muito mais precisa das distâncias para cerca de 150 milhões de estrelas – em alguns casos, a melhoria é de até 20% ou mais. Isto permitiu que rastreassem a distribuição de estrelas através da Via Láctea para distâncias muito maiores do que o possível só apenas com os dados do Gaia.

“Com o segundo lançamento de dados do Gaia, pudemos testar um raio em torno do Sol de cerca de 6500 anos-luz, mas com o nosso novo catálogo, pudemos estender essa ‘esfera do Gaia’ três ou quatro vezes, alcançando o centro da Via Láctea,” explicou a co-autora Cristina Chiappini do Instituto Leibniz para Astrofísica em Potsdam, Alemanha, onde o projecto foi coordenado.

Lá, no centro da nossa Galáxia, os dados revelam claramente uma característica grande e alongada na distribuição tridimensional das estrelas: a barra galáctica.

“Nós sabemos que a Via Láctea tem uma barra, como outras galáxias espirais barradas, mas até agora só tínhamos indicações indirectas dos movimentos das estrelas e do gás, ou de contagens estelares em levantamentos no infravermelho. Esta é a primeira vez que vemos a barra galáctica no espaço em 3D, com base em medições geométricas de distâncias estelares,” explicou Friedrich.

“Em última análise, estamos interessados na arqueologia galáctica: queremos reconstruir como a Via Láctea se formou e evoluiu e, para isso, precisamos de entender a história de cada um dos seus componentes,” acrescentou Cristina.

“Ainda não está claro como a barra – uma grande quantidade de estrelas e gás que gira em torno do centro da Galáxia – se formou, mas com o Gaia e outros levantamentos futuros nos próximos anos estamos certamente no caminho certo para descobrir isso.”

A equipa está ansiosa pela próxima divulgação de dados do APOGEE-2 (Apache Point Observatory Galaxy Evolution Experiment), bem como por instalações como o 4MOST (4-metre Multi-Object Survey Telescope) no ESO no Chile e o levantamento WEAVE (WHT Enhanced Area Velocity Explorer) do Telescópio William Herschel (WHT) em La Palma, Ilhas Canárias.

A terceira divulgação de dados do Gaia, actualmente planeada para 2021, vai incluir determinações de distância bastante melhoradas para um número muito maior de estrelas, e espera-se que permita o progresso na nossa compreensão da região complexa no centro da Via Láctea.

“Com este estudo, podemos desfrutar de uma amostra das melhorias no nosso conhecimento da Via Láctea que podem ser esperadas a partir de medições do Gaia com a terceira divulgação de dados,” explica o co-autor Anthony Brown da Universidade de Leiden, Holanda, e presidente do Consórcio de Análise e Processamento de Dados do Gaia.

“Estamos a revelar características na Via Láctea que, de outra forma, não podíamos ver: é este o poder do Gaia, que é aprimorado ainda mais em combinação com investigações complementares,” conclui Timo Prusti, cientista do projecto Gaia da ESA.

Astronomia On-line
19 de Julho de 2019

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2330: Afinal, a descoberta de galáxias sem matéria escura não terá passado de um erro humano

P. van Dokkum / ESA / NASA

O mistério aumentou no início do ano com a descoberta do que parecia provar a existência de galáxias antigas “impossíveis”, uma vez que, aparentemente, não tinham nenhuma matéria escura.

No modelo actual da formação de galáxias, é impossível encontrar estes aglomerados estelares sem matéria escura, já que esta estranha forma de matéria é fundamental para produzir o colapso do gás que forma as estrelas.

Em 2018, um estudo anunciava a descoberta de uma galáxia sem matéria escura. Tratava-se da NGC1052-DF2, que tem mais ou menos o tamanho da Via Láctea. Já em Abril deste ano, os astrónomos encontraram uma segunda galáxia sem matéria escura chamada NGC 1052-DF4.

Em algumas galáxias, parece haver mais matéria escura que matéria normal. Até a descoberta do DF2, pensava-se que a matéria escura não é apenas um componente, mas um requisito para as galáxias se formarem.

Mas, agora, os astrónomos têm outras ideias. De acordo com novos cálculos de distância, a galáxia DF4 é muito mais próxima do que as medidas iniciais sugeridas, o que altera tanto a massa da galáxia como um todo como a proporção da massa que poderia ser matéria normal. Com base na nova medida, ela parece uma galáxia comum.

No mês passado, uma equipa diferente de astrónomos lançou uma “bomba”: recalcularam a distância até o DF2 e descobriram que não estavam a 64 milhões de anos-luz de distância, como encontrado anteriormente. Em vez disso, eram apenas 42 milhões de anos-luz da Terra.

Agora os astrofísicos Ignacio Trujillo e Matteo Monelli, do Instituto de Astrofísica das Canárias, aplicaram as suas técnicas à DF4 e tiveram um resultado semelhante. As conclusões foram aceites pela revista The Astrophysical Journal Letters e estão disponíveis no arXiv.

Ao Science Alert, Trujillo disse que a descoberta inicial do DF2 despertou o seu interesse. Não foi apenas a suposta falta de matéria escura que o intrigou, mas os aglomerados globulares. Estes são grandes aglomerados de estrelas que orbitam centros galácticos e são vistos em todos os tipos de galáxias.

“Todas as galáxias que conhecemos, portanto a nossa galáxia, a galáxia de Andrómeda, galáxias anãs e assim por diante, têm uma população de aglomerados globulares que são mais ou menos os mesmos“, disse Trujillo.

Mas os aglomerados globulares do DF2 eram incrivelmente grandes e incrivelmente brilhantes. Então, elaborou um cálculo rápido: a que distância os aglomerados globulares do DF2 precisariam ter luminosidade normal? E que distância para o tamanho normal?

Em dois cálculos separados e independentes, essa distância era de 42 milhões de anos-luz. O próximo passo foi medir a distância. Usando cinco métodos de medição diferentes, a distância foi sempre a mesma: 42 milhões de anos-luz.

“Então eles relataram outro ainda mais extremo”, disse Trujillo. “Me chamou a atenção que estava exactamente no mesmo campo de visão. Então eu digo, oh, talvez eles estejam cometendo exactamente o mesmo erro.”

O problema, diz Trujillo, é que ambas as galáxias são pequenas, mas a calibração de medição de distância que a equipa de Yale usou baseou-se em galáxias muito massivas e pouco adequada para DF2 e DF4.

Além disso, a equipe de Trujillo descobriu que, neste campo de visão específico, existem dois grupos de galáxias. Um deles está a uma distância de cerca de 65 milhões de anos-luz. Este é o grupo ao qual DF2 e DF4 originalmente pertenceram. O outro, no entanto, está mais próximo: 44 milhões de anos-luz. É possível que as duas galáxias estejam associadas ao grupo errado.

Esta distância mais próxima significaria que as duas galáxias teriam menos massa e a proporção de matéria normal é menor. Com a maioria das galáxias, objectos como aglomerados globulares orbitam mais rápido do que deveriam com base na massa que podemos detectar directamente. Alguma massa indetectável está a gerar mais gravidade do que podemos considerar com matéria normal. Essa massa indetectável é o que se chama de matéria escura.

A uma distância maior, a luminosidade das galáxias implicava que havia massa de matéria normal suficiente para produzir essas órbitas.

Trujillo notou que, com a DF4, era ainda mais estranho. “A galáxia é tão exótica que, mesmo com as estrelas sozinhas, são incapazes de explicar a dinâmica”, disse. “É tão artificialmente baixo, a dinâmica é tão baixa, as velocidades, que tem que ser ainda maior com as estrelas que afirmam ter. De alguma forma, para explicar o que têm, precisariam de algum tipo de anti-gravidade, algo extremamente, extremamente estranho”.

Mas o facto de a galáxia estar simplesmente mais próxima de nós acaba por resolver a estranheza. Os cosmologistas acham que as galáxias começam as suas vidas como uma gota de matéria escura, de modo que as galáxias de vida longa sem matéria escura exigiriam um novo modelo de formação de galáxias.

Em poucos meses, dados muito mais profundos do Telescópio Espacial Hubble estarão disponíveis, permitindo que ambas as equipas revejam as suas descobertas mais uma vez. E embora Trujillo acredite que as medições de distância feitas pela equipe de Yale estejam incorrectas porque a calibração estava errada, o cientista também acredita que há a possibilidade de alguma estranheza.

ZAP //

Por ZAP
18 Julho, 2019

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2317: O Hubble encontrou um buraco negro que não devia existir

A. Feild and L. Hustak / ESA / NASA

Algo estranho está a acontecer a 130 milhões de anos-luz da Via Láctea na galáxia espiral NGC 3174. Há um disco fino de material a rodear o seu pequeno e esfomeado buraco negro.

Discos como os encontrados na NGC 3147 – feitos de gás, poeira e e outros detritos puxados para dentro da órbita do buraco negro – são normalmente encontrados em galáxias mais activas, com buracos negros maiores, que parecem muito mais brilhantes para os nossos telescópios.

Normalmente, quanto mais gás está a ser aprisionado por um buraco negro, mais brilhante aparece o disco de acreção, e mais energia é libertada numa explosão de radiação electromagnética conhecida como quasar. Mas o disco de acreção proveniente da NGC 3147 parece desafiar essa tendência.

O buraco negro é relativamente fraco. Os astrónomos esperavam ver algo mais parecido com um “donut inflamado” do que com um disco parecido com uma panqueca. “O tipo de disco que vemos é um quasar em escala reduzida que não esperávamos existir“, disse o astrónomo e primeiro autor do estudo, Stefano Bianchi, da Universidade Roma Tre, em Itália, em comunicado.

“É o mesmo tipo de disco que vemos em objectos que são mil ou até cem mil vezes mais luminosos. As previsões de modelos actuais para galáxias activas muito fracas falharam claramente”, explicou o autor do estudo publicado a 11 de Julho na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Uma observação deste tipo no espaço profundo só é possível graças à super-poderosa óptica do telescópio Hubble que, como diz Bianchi, poderia ajudar na compreensão de como as galáxias menos activas operam.

O Telescópio Espacial Hubble conseguiu bloquear a luz da galáxia circundante para observar a velocidade, temperatura e outras características da matéria dentro do disco em espiral. Além de ser uma anomalia em primeiro lugar, o disco também está tão próximo do campo gravitacional do seu buraco negro que a sua luz está a ser entortada e intensificada, tornando-se um achado ainda mais fascinante.

“Esta é uma visão intrigante num disco muito próximo de um buraco negro, tão perto que as velocidades e a intensidade da atracção gravitacional estão a afetar a forma como vemos os fotões de luz”, diz Bianchi.

Isto significa que o sistema dá aos astrónomos uma rara oportunidade de testar as teorias da relatividade propostas por Albert Einstein. A luz visível do disco do buraco negro na NGC 3147 pode ajudar na análise da relatividade geral e da relatividade especial – como espaço, tempo, luz e gravidade se encaixam. É também outro exemplo do cosmos que continua a despertar o inesperado.

Ironicamente, os astrónomos originalmente seleccionaram a NGC 3147 como candidata para a produção de discos que não podiam formar-se ao redor de buracos negros menores. “Achamos que este foi o melhor candidato para confirmar que, abaixo de certas luminosidades, o disco de acreção já não existe”, afirmou, no site do Hubble, o astrónomo Ari Laor, do Technion-Israel Institute of Technology.

“O que vimos foi algo completamente inesperado. Encontramos gás em movimento a produzir características que só podemos explicar como sendo produzidas por material girando num disco fino bem próximo do buraco negro.”

ZAP //

Por ZAP
16 Julho, 2019

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2211: ALMA descobre exemplo mais antigo de fusão de galáxias

Composição de B14-65666 que mostra as distribuições da poeira (vermelho), do oxigénio (verde) e do carbono (azul), observadas pelo ALMA e estrelas (branco) observadas pelo Telescópio Espacial Hubble.
Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, Hashimoto et al.

Usando o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), investigadores observaram os primeiros sinais combinados de oxigénio, carbono e poeira de uma galáxia no Universo, há 13 mil milhões de anos. Ao comparar os diferentes sinais, a equipa determinou que a galáxia é, de facto, duas galáxias em fusão, tornando-se o exemplo mais antigo, já descoberto, de uma fusão galáctica.

Takuya Hashimoto, da Universidade Waseda, no Japão, e a sua equipa usaram o ALMA para observar B14-656666, um objecto localizado a 13 mil milhões de anos-luz na direcção da constelação de Sextante. Por causa da velocidade finita da luz, os sinais que recebemos hoje de B14-65666 tiveram que viajar durante 13 mil milhões de anos para chegar até nós. Por outras palavras, mostram-nos o aspecto da galáxia há 13 mil milhões de anos atrás, menos de mil milhões de anos após o Big Bang.

O ALMA alcançou a observação mais antiga de emissões de rádio do oxigénio, carbono e poeira em B14-65666. A detecção de múltiplos sinais permite que os astrónomos recuperem informações complementares.

A análise dos dados mostrou que as emissões estão divididas em duas “manchas”. Observações anteriores com o Telescópio Espacial Hubble revelaram dois agrupamentos em B14-65666. Agora, com três sinais de emissão detectados pelo ALMA, a equipa foi capaz de mostrar que as duas manchas perfazem, na verdade, um único sistema, mas com velocidades diferentes; o que indica que as manchas são duas galáxias em fusão. O exemplo mais antigo e conhecido de fusão galáctica. A equipa de investigação estimou que a massa estelar total de B14-65666 é inferior a 10% da massa da Via Láctea, o que significa que está nas suas fases iniciais de formação. Apesar de ser muito jovem, B14-65666 está a produzir 100 vezes mais estrelas do que a Via Láctea. Esta formação estelar activa é outra assinatura de fusões galácticas porque a compressão do gás em galáxias que colidem leva naturalmente à formação estelar explosiva.

“Com os ricos dados do ALMA e do Hubble, combinados com uma avançada análise de dados, pudemos juntar as peças para mostrar que B14-65666 é um par de galáxias em fusão na era mais antiga do Universo,” explica Hashimoto. “A detecção de ondas de rádio de três componentes, num objecto tão distante, demonstra a alta capacidade do ALMA em investigar o Universo longínquo.”

As galáxias actuais como a nossa Via Láctea já passaram por inúmeras fusões, algumas bastante violentas. Por vezes, uma galáxia mais massiva engole uma mais pequena. Em casos raros, galáxias com tamanhos semelhantes fundem-se para formar uma nova e maior galáxia. As fusões são essenciais para a evolução galáctica, atraindo muitos astrónomos ansiosos por rastreá-las.

“O nosso próximo passo é procurar azoto, outro elemento químico importante, e até mesmo a molécula de monóxido de carbono,” comentou Akio Inoue, professor da Universidade de Waseda. “Em última análise, esperamos entender observacionalmente a circulação e a acumulação de elementos e materiais no contexto da formação e evolução das galáxias.”

Astronomia On-line
21 de Junho de 2019

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