5382: Hubble mostra que fluxos torrenciais de proto-estrelas podem não impedi-las de crescer

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/HUBBLE

Estas quatro imagens obtidas pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA revelam o caótico nascimento estelar no complexo de Orionte, a maior e mais próxima região de formação estelar. As fotos mostram estrelas bebés enterradas nos seus casulos gasosos empoeirados que anunciam os seus nascimentos por meio de ventos poderosos e pares de jactos giratórios parecidos as aspersores que disparam em direcções opostas. A luz no infravermelho próximo perfura a região empoeirada para revelar detalhes do processo de nascimento. Os fluxos estelares estão a formar cavidades dentro da nuvem gasosa de hidrogénio. Este estágio relativamente breve de nascimento dura cerca de 500.000 anos. Embora envoltas em poeira, as próprias estrelas emite m radiação poderosa que atinge as paredes da cavidade e espalha grãos de poeira, iluminando com luz infravermelha as lacunas nos invólucros gasosos. Os astrónomos descobriram que as cavidades na nuvem de gás circundante, esculpidas pelo fluxo de fluxo proto-estelar, não cresciam regularmente à medida que amadureciam, como propõem as teorias. As proto-estrelas foram fotografadas no infravermelho pelo instrumento WFC3 do Hubble. As imagens foram obtidas dia 14 de Novembro de 2009, dia 25 de Janeiro, 11 de Fevereiro e 11 de Agosto de 2010.
Crédito: NASA, ESA, STScI, N. Habel e S. T. Megeath (Universidade de Toledo) (ver versão não legendada)

Esta imagem obtida no solo fornece uma visão mais ampla de todo o complexo da nuvem de Orionte, a maior e mais próxima região de formação estelar. O material vermelho é hidrogénio gasoso ionizado e aquecido pela radiação ultravioleta de estrelas massivas em Orionte. As estrelas formam-se em nuvens de hidrogénio gasoso frio que são invisíveis ou aparecem como regiões escuras nesta imagem. A forma crescente é conhecida como Loop de Barnard e envolve parcialmente a figura da constelação de Orionte, o Caçador. A cintura do Caçador é a cadeia diagonal de três estrelas no centro da imagem. Os seus pés são as brilhantes estrelas Saiph (em baixo à esquerda) e Rigel (em baixo à direita). Esta paisagem abrange dezenas de milhares de estrelas que se formaram e ganharam vida. Muitas ainda estão envoltas nos seus casulos natais de gás e poeira e só são vistas no infravermelho. A linha ondulante de pontos amarelos, que começa em baixo à esquerda, é uma imagem sobreposta de 304 proto-estrelas obtida pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA. Os investigadores usaram os telescópios espaciais Hubble e Spitzer da NASA e o Telescópio Espacial Herschel da ESA para analisar como os fluxos das estrelas bebés esculpem cavidades nas vastas nuvens de gás. O estudo é o maior levantamento já feito sobre estrelas em desenvolvimento.
Crédito: Cortesia de R. B. Andreo, DeepSkyColors.com; Sobreposição dos dados: NASA, ESA, STScI, N. Habel e S. T. Megeath (Universidade de Toledo)

Embora a nossa Galáxia seja uma cidade imensa com pelo menos 200 mil milhões de estrelas, os detalhes de como se formaram permanecem envoltos em mistério.

Os cientistas sabem que as estrelas se formam a partir do colapso de enormes nuvens de hidrogénio que são comprimidas pela gravidade até ao ponto de ignição da fusão nuclear. Mas apenas mais ou menos 30% da massa inicial da nuvem termina como uma estrela recém-nascida. Para onde vai o resto do hidrogénio durante um processo tão ineficiente?

Supõe-se que uma estrela recém-formada liberte uma grande quantidade de gás quente por meio de jactos em forma de sabre de luz e ventos semelhantes a furacões lançados do disco circundante por poderosos campos magnéticos. Estes fogos de artifício devem impedir o crescimento da estrela central. Mas um novo e abrangente levantamento do Hubble mostra que esta explicação mais comum não parece funcionar, confundindo os astrónomos.

Os investigadores usaram dados previamente recolhidos pelos telescópios espaciais Hubble e Spitzer da NASA e pelo Telescópio Espacial Herschel da ESA para analisar 304 estrelas em desenvolvimento, chamadas proto-estrelas, no complexo de Orionte, a maior e mais próxima região de formação estelar (o Spitzer e o Herschel já não estão operacionais).

Neste que é até à data o maior levantamento de estrelas nascentes, os cientistas estão a descobrir que a eliminação do gás pelo escoamento de uma estrela pode não ser tão importante na determinação da sua massa final como sugerem as teorias convencionais. O objectivo dos investigadores era determinar se os fluxos estelares interrompiam a queda de gás numa estrela e impediam o seu crescimento.

Em vez disso, descobriram que as cavidades na nuvem de gás circundante, esculpidas pelo fluxo de uma estrela em formação, não cresciam regularmente à medida que amadureciam, como propõem as teorias.

“Num modelo de formação estelar, se começarmos com uma pequena cavidade, à medida que a proto-estrela rapidamente se torna mais evoluída, o seu fluxo cria uma cavidade cada vez maior até que o gás circundante é eventualmente expelido, deixando uma estrela isolada,” explicou o líder da investigação Nola Habel da Universidade de Toledo, no estado norte-americano do Ohio.

“As nossas observações indicam que não há um crescimento progressivo que podemos encontrar, de modo que as cavidades não estão a crescer até que empurrem toda a massa da nuvem. Portanto, deve haver algum outro processo a acontecer que elimina o gás que não acaba na estrela.”

Os resultados da equipa vão aparecer numa próxima edição da revista The Astrophysical Journal.

Nasce uma estrela

Durante o estágio relativamente breve de nascimento de uma estrela, que dura apenas mais ou menos 500.000 anos, a estrela rapidamente aumenta de massa. O que complica as coisas é que, conforme a estrela cresce, ela lança um vento, bem como um par de jactos giratórios parecidos a aspersores que disparam em direcções opostas. Estes fluxos começam a corroer a nuvem circundante, criando cavidades no gás.

As teorias populares preveem que, à medida que a jovem estrela evolui e o fluxo continua, as cavidades ficam mais largas até que toda a nuvem de gás em torno da estrela é completamente afastada. Com o “tanque de combustível” vazio, a estrela para de acumular massa – por outras palavras, para de crescer.

Para procurar o crescimento da cavidade, os investigadores primeiro classificaram as proto-estrelas por idade, analisando os dados do Herschel e Spitzer da emissão de luz de cada estrela. As proto-estrelas nas observações do Hubble também foram observadas como parte do Levantamento de Proto-estrelas de Orionte do telescópio Herschel.

De seguida, os astrónomos observaram as cavidades no infravermelho próximo com os instrumentos NICMOS (Near-infrared Camera and Multi-object Spectrometer) e WFC3 (Wide Field Camera 3). As observações foram feitas entre 2008 e 2017. Embora as próprias estrelas estejam envoltas em poeira, elas emitem radiação poderosa que atinge as paredes da cavidade e espalha grãos de poeira iluminando as lacunas nos invólucros gasosos no infravermelho.

As imagens do Hubble revelam os detalhes das cavidades produzidas pelas proto-estrelas em vários estágios de evolução. A equipa de Habel usou as imagens para medir as formas das estruturas e estimar os volumes de gás libertados para formar as cavidades. A partir desta análise, puderam estimar a quantidade de massa que foi eliminada pelas explosões estelares.

“Descobrimos que no final da fase proto-estelar, onde a maior parte do gás caiu da nuvem circundante para a estrela, várias estrelas jovens ainda têm cavidades bastante estreitas,” disse o membro da equipa Tom Megeath da Universidade de Toledo. “Então, esta imagem que ainda é comum sobre o que determina a massa de uma estrela e o que impede a queda do gás é que esta cavidade crescente do fluxo recolhe todo o gás. Isto tem sido fundamental para a nossa ideia de como a formação estelar continua, mas simplesmente não parece encaixar aqui nos dados.”

Futuros telescópios como o Telescópio Espacial James Webb da NASA vão investigar mais profundamente o processo de formação das proto-estrelas. As observações espectroscópicas do Webb vão examinar as regiões internas dos discos que rodeiam as proto-estrelas no infravermelho, procurando jactos nas fontes mais jovens. O Webb também ajudará os astrónomos a medir o ritmo de acreção de material do disco para estrela e estudará como o disco interno está a interagir com o fluxo.

Astronomia On-line
23 de Março de 2021


5380: Hubble vê a mudança das estações em Saturno

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/HUBBLE

Imagens pelo Telescópio Espacial Hubble de Saturno obtidas em 2018, 2019 e 2020, à medida que o verão no norte hemisfério do planeta transita para outono.
Crédito: NASA/ESA/STScI/A. Simon/R. Roth

Imagens pelo Telescópio Espacial Hubble de Saturno obtidas em 2018, 2019 e 2020, à medida que o verão no norte hemisfério do planeta transita para outono. Crédito: NASA/ESA/STScI/A. Simon/R. Roth

O Telescópio Espacial Hubble da NASA está a dar aos astrónomos uma visão das mudanças na vasta e turbulenta atmosfera de Saturno à medida que o verão no hemisfério norte do planeta transita para outono, conforme mostrado nesta série de imagens obtidas em 2018, 2019 e 2020 (da esquerda para a direita).

“Estas pequenas mudanças anuais nas bandas coloridas de Saturno são fascinantes,” disse Amy Simon, cientista planetária do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland. “À medida que Saturno se move em direcção ao outono no seu hemisfério norte, vemos as regiões polares e equatoriais a mudar, mas também vemos que a atmosfera varia em escalas de tempo muito mais curtas.” Simon é a autora principal de um artigo sobre estas observações publicado dia 11 de Março na revista The Planetary Science Journal.

“O que descobrimos foi uma ligeira mudança na cor de um ano para o outro, possivelmente na altura das nuvens e nos ventos – não é surpreendente que as mudanças não sejam enormes, pois estamos a olhar apenas para uma pequena fracção do ano de Saturno,” acrescentou Simon. “Esperamos grandes mudanças numa escala de tempo sazonal, de modo que isto está a mostrar a progressão em direcção à próxima estação.”

Os dados do Hubble mostram que de 2018 a 2020 o equador ficou 5 a 10% mais brilhante e os ventos mudaram ligeiramente. Em 2018, os ventos medidos perto do equador eram de cerca de 1600 quilómetros por hora, maiores do que aqueles medidos pela sonda Cassini da NASA durante 2004-2009, quando rondavam os 1300 km/h. Em 2019 e 2020 diminuíram de volta para as velocidades da Cassini. Os ventos de Saturno também variam com a altitude, de modo que a mudança nas velocidades medidas pode significar que as nuvens em 2018 estavam cerca de 60 quilómetros mais profundas do que as medidas durante a missão Cassini. Outras observações são necessárias para saber o que está a acontecer.

Saturno é o sexto planeta a contar do Sol e orbita a uma distância de mais ou menos 1,4 mil milhões de quilómetros da nossa estrela. Demora cerca de 29 anos terrestres a completar uma órbita, fazendo com que cada estação de Saturno tenha mais de sete anos terrestres. A Terra está inclinada em relação ao Sol, o que altera a quantidade de luz solar que cada hemisfério recebe à medida que o nosso planeta se move na sua órbita. Esta variação na energia solar é o que impulsiona as nossas mudanças sazonais. Saturno também está inclinado, de modo que à medida que as estações mudam naquele mundo distante, a mudança na luz solar pode estar a provocar algumas das suas alterações observadas.

Como Júpiter, o maior planeta do Sistema Solar, Saturno é um “gigante gasoso” feito principalmente de hidrogénio e hélio, embora possa haver um núcleo rochoso bem no interior. Tempestades enormes, algumas quase tão grandes quanto a Terra, ocasionalmente surgem das profundezas da atmosfera. Como muitos dos planetas descobertos em torno de outras estrelas também são gigantes gasosos, os astrónomos anseiam aprender mais sobre como funcionam as suas atmosferas.

Saturno é o segundo maior planeta do Sistema Solar, com mais de 9 vezes o diâmetro da Terra, com mais de 50 luas e um sistema espectacular de anéis composto principalmente de água gelada. Duas destas luas, Titã e Encélado, parecem ter oceanos sob as suas crostas geladas que podem sustentar vida. Titã, a maior lua de Saturno, é a única lua no nosso Sistema Solar com uma atmosfera espessa, incluindo nuvens que fazem chover metano líquido e outros hidrocarbonetos até à superfície, formando rios, lagos e mares. Pensa-se que esta mistura de substâncias químicas seja semelhante à da Terra há milhares de milhões de anos, quando a vida surgiu. A missão Dragonfly da NASA sobrevoará a superfície de Titã, pousando em vários locais para procurar os blocos de construção primordiais da vida.

As observações de Saturno fazem parte do programa OPAL (Outer Planets Atmospheres Legacy) do Hubble. “O programa OPAL permite-nos observar cada um dos planetas exteriores com o Hubble todos os anos, permitindo novas descobertas e observando como cada planeta está a mudar ao longo do tempo,” disse Simon, investigadora principal do OPAL.

Astronomia On-line
23 de Março de 2021


Hubble Space Telescope just entered ‘safe mode’

SCIENCE/ASTRONOMY

It’s not clear when the iconic space telescope will be back online.

The Hubble Space Telescope photographed in 2009 at the start of the mission to upgrade and repair it. (Image credit: NASA Goddard)

The Hubble space telescope entered into “safe mode” due to a software error at around 4 a.m. ET on Sunday (March 7). But don’t worry, the telescope isn’t in danger of shutting down permanently.

“All science systems appear normal and Hubble is safe and stable,” the Hubble team wrote on Twitter. “The team is working [on] plans to safely return it to normal science operations.”

Safe mode is a protective feature that temporarily stops science observations and orients the Hubble’s solar panels toward the sun to make sure it has enough power, according to an article NASA posted in 2018, the last time the telescope entered safe mode. The satellite remains in safe mode until ground control can fix the issue.

Related: 26 Cosmic Photos from the Hubble Space Telescope’s Ultra Deep Field

In 2018, Hubble went into safe mode after one of its gyroscopes — instruments that help orient the satellite — failed. About three weeks later, the team was able to remotely fix a backup gyroscope that wasn’t working properly, and Hubble returned to normal operations. It’s not yet clear what software error caused Hubble’s current stint of hibernation, and it’s also not clear how long recovery will take.

Since its launch in 1990, the iconic Hubble space telescope has been gazing out into our universe, studying interstellar objects, planets, stars, supermassive black holes and space phenomena such as merging galaxies, according to NASA. And more than 30 years later —  double its planned lifetime — it’s still going strong.

The Hubble telescope has made more than 1.4 million observations and fueled the publication of more than 18,000 peer-reviewed science papers.

“In its over 30 years of operation, Hubble has made observations that have captured humanity’s imaginations and deepened our knowledge of the cosmos,” according to NASA. “It will continue to do so for years to come.” (NASA hasn’t yet released an official statement on Sunday’s “safe mode” incident.)

Originally published on Live Science.
By Yasemin Saplakoglu – Staff Writer
09/03/2021


5222: Eis o primeiro enxame de (pequenos) buracos negros num aglomerado globular

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Uma equipa de cientistas, que esperava encontrar um buraco negro de massa intermédia no coração do aglomerado globular NGC 6397, encontrou, em vez disso, evidências de uma concentração de buracos negros mais pequenos.

Por vezes, na ciência, quando os investigadores se propõe a encontrar algo que previram, acabam por encontrar uma coisa complemente diferente.

Foi o caso dos astrónomos da agência espacial norte-americana (NASA) e da agência espacial europeia (ESA) que, com recurso ao Huble Space Telescope, examinaram o núcleo de um aglomerado globular – uma “bola” de estrelas velhas densamente compactadas – chamada NGC 6397. O objectivo dos cientistas era encontrar um buraco negro central de massa intermédia, mas acabaram por descobrir um enxame de pequenos buracos negros, revelaram as agências espaciais NASA e ESA, no dia 11 de Fevereiro.

De acordo com o Earth Sky, existem dois tipos de buracos negros: o buraco negro de massa estelar, que se forma quando uma grande estrela fica sem combustível e entra em colapso, e que pesa apenas algumas vezes a massa do nosso Sol; e o buraco negro super-massivo que se acredita existir no centro de cada grande galáxia e conter a massa de muitos milhões de estrelas.

Além desses dois tipos, os cientistas acreditam que também existe um tipo de buraco negro intermédio – com uma massa intermédia de 100 a 100 mil vezes a massa do nosso Sol. Mas, apesar de existirem vários candidatos a buraco negro intermediário, só existem alguns confirmados.

Os astrónomos escolheram analisar o aglomerado globular NGC 6397 porque, além de ser um dos mais próximos da Terra – a 7.800 anos-luz de distância -, seria o lugar ideal para encontrar buracos negros de tamanho médio por causa da colecção densa de estrelas no seu núcleo.

A análise dos dados do Huble Space Telescope e do Gaia Space Observatory não forneceu, no entanto, evidência de um buraco negro de tamanho médio. Em vez disso, foi detectada a primeira colecção de buracos negros no centro de um aglomerado globular.

(cv) ESA / Hubble / N. Bartmann
Ilustração da colecção de buracos negros em NGC 6397

Os aglomerados globulares são grandes colecções esféricas de estrelas que orbitam na periferia das galáxias. Além disso, são, por vezes, tão antigos quanto o próprio universo.

Um aglomerado globular com núcleo colapsado, como NGC 6397, é velho o suficiente para que as estrelas mais massivas gravitem em direcção ao centro do aglomerado e que as estrelas mais jovens tenham viajado em direcção à periferia – o que faz com que o seu núcleo seja muito denso.

Como não é possível observar directamente estes buracos negros intermédios, os astrónomos analisaram o movimento e velocidade das estrelas do aglomerado para perceberem a distribuição da sua massa – os locais onde as estrelas se movem mais rápido correspondem a áreas onde existe mais massa concentrada.

No entanto, descobriram que a distribuição das estrelas em NGC 6397 não estava confinada a uma localização central, semelhante a um ponto no núcleo, como seria de esperar na presença de um buraco negro de tamanho intermediário.

Em vez disso, a massa parecia espalhar-se mais aleatoriamente, estendendo-se a uma pequena percentagem do tamanho do aglomerado.

Assim, com base na evolução estelar, a equipa de cientistas concluiu que os restos de estrelas na forma de buracos negros de massa estelar estão a povoar as regiões internas do aglomerado globular – que é capaz de hospedar mais de 20 buracos negros do tipo “mais leve” que existe.

Por Sofia Teixeira Santos
27 Fevereiro, 2021


5162: Hubble descobre concentração de buracos negros pequenos

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Esta antiga “caixa de jóias” estelar, de nome NGC 6397, brilha com a luz de centenas de milhares de estrelas. Os astrónomos usaram o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA para determinar a distância do enxame em 7800 anos-luz. NGC 6397 é um dos enxames globulares mais próximos da Terra.
As estrelas azuis do enxame estão perto do final das suas vidas. Estas estrelas esgotaram o seu combustível de hidrogénio que a faz brilhar. Agora estão a converter hélio em energia nos seus núcleos, que se funde a temperaturas mais altas e parece azul.
O brilho avermelhado é das estrelas gigantes vermelhas que consumiram o seu combustível de hidrogénio e cresceram em tamanho.
A miríade de objectos pequenos e esbranquiçados incluem estrelas como o nosso Sol.
Esta imagem é uma composição de exposições obtidas entre Julho de 2004 e Junho de 2005 com o instrumento ACS (Advanced Camera for Surveys) do Hubble. A equipa de investigação usou o instrumento WFC3 (Wide Field Camera 3) do Hubble para medir a distância do enxame.
Crédito: NASA, ESA e T. Brown e S. Casertano (STScI); reconhecimento: NASA, ESA e J. Anderson (STScI)

Os cientistas esperavam encontrar um buraco negro de massa intermédia no coração do enxame globular NGC 6397, mas ao invés encontraram aí escondidas evidências de uma concentração de buracos negros mais pequenos. Novos dados do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA levaram à primeira medição da extensão de uma colecção de buracos negros num enxame globular de núcleo colapsado.

Os enxames globulares são sistemas estelares extremamente densos, nos quais as estrelas estão muito juntas. São também tipicamente muito antigos – o enxame globular que é o foco deste estudo, NGC 6397, é quase tão antigo quanto o próprio Universo. Reside a 7800 anos-luz de distância, tornando-o um dos enxames globulares mais próximos da Terra. Por causa do seu núcleo muito denso, é conhecido como um enxame de núcleo colapsado.

Quando Eduardo Vitral e Gary A. Mamon do Instituto de Astrofísica de Paris decidiram estudar o núcleo de NGC 6397, esperavam encontrar evidências de um buraco negro de massa intermédia. Estes são mais pequenos do que os buracos negros super-massivos que ficam nos núcleos de grandes galáxias, mas maiores do que os buracos negros de massa estelar formados pelo colapso de estrelas massivas. Os buracos negros de massa intermédia são o tão procurado “elo perdido” na evolução dos buracos negros e a sua mera existência é muito debatida, embora alguns candidatos já tenham sido encontrados.

Para procurar o buraco negro de massa intermédia, Vitral e Mamon analisaram as posições e velocidades das estrelas do enxame. Fizeram-no usando estimativas anteriores dos movimentos próprios das estrelas a partir de imagens do enxame obtidas pelo Hubble ao longo de vários anos, além dos movimentos próprios fornecidos pelo observatório espacial Gaia da ESA, que mede com precisão as posições, distâncias e movimentos de estrelas. O conhecimento da distância do enxame permitiu que os astrónomos traduzissem os movimentos próprios destas estrelas em velocidades.

“A nossa análise indicou que as órbitas das estrelas são quase aleatórias em todo o enxame globular, em vez de sistematicamente circulares ou muito alongadas,” explicou Mamon.

“Encontrámos evidências muito fortes de massa invisível nas densas regiões centrais do enxame, mas ficámos surpresos ao descobrir que esta massa extra não é pontual, mas estendida a alguns por cento do tamanho do enxame,” acrescentou Vitral.

Este componente invisível só poderia ser formado pelos remanescentes (anãs brancas, estrelas de neutrões e buracos negros) de estrelas massivas cujas regiões internas entraram em colapso sob a sua própria gravidade quando o seu combustível nuclear acabou. As estrelas afundaram progressivamente para o centro do enxame após interacções gravitacionais com estrelas vizinhas menos massivas, levando à pequena extensão da concentração de massa invisível. Usando a teoria da evolução estelar, os cientistas concluíram que a maior parte da concentração invisível é composta por buracos negros de massa estelar, em vez de anãs brancas ou estrelas de neutrões que são demasiado fracas para serem observadas.

Dois estudos recentes também propuseram que os remanescentes estelares e, em particular, os buracos negros de massa estelar, podiam povoar as regiões internas dos enxames globulares.

“O nosso estudo é a primeira descoberta a fornecer tanto a massa quanto a extensão do que parece ser uma colecção de buracos negros num enxame globular de núcleo colapsado,” disse Vitral.

“A nossa análise não teria sido possível sem ter os dados do Hubble para restringir as regiões internas do enxame e os dados do Gaia para restringir as formas orbitais das estrelas externas, que por sua vez restringem indirectamente as velocidades das estrelas de primeiro e segundo plano nas regiões internas,” acrescentou Mamon, atestando uma colaboração internacional exemplar.

Os astrónomos também observam que esta descoberta levanta a questão de saber se as fusões destes buracos negros em enxames globulares de núcleo colapsado podem ser uma fonte importante de ondas gravitacionais detectadas recentemente pela experiência LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory).

Astronomia On-line
19 de Fevereiro de 2021


5108: Hubble captura uma “fábrica de estrelas” na constelação de Columba

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

ESA / Hubble & NASA, J. Lee
Galáxia NGC 1792 na constelação de Columba

A recente imagem capturada pelo telescópio espacial Hubble, da NASA/ESA, dá aos cientistas algumas dicas sobre esta autêntica “fábrica galáctica”.

No dia 5 de Fevereiro, a NASA partilhou uma imagem capturada pelo Telescópio Espacial Hubble da galáxia NGC 1792, localizada a cerca de 36 milhões de anos-luz de distância, na constelação de Columba.

A NGC 1792 é uma galáxia espiral e uma starburst, onde estrelas são produzidas a uma taxa muito alta – uma autêntica “fábrica galáctica”.

“Esta visão íntima da NGC 1792 dá-nos algumas dicas sobre esta fábrica galáctica. As vastas faixas azuis vistas por toda a galáxia indicam áreas que estão cheias de estrelas jovens e quentes, e é nos tons de laranja, mais perto do centro, que as estrelas mais velhas e mais frias residem”, lê-se no comunicado da agência espacial norte-americana.

Na Via Láctea, as estrelas são produzidas a uma velocidade de cerca de três massas solares por ano. Por comparação, numa starburst as estrelas são produzidas a uma taxa até dez vezes superior à da nossa galáxia.

A rápida produção de estrelas acontece graças ao grande reservatório de gás na galáxia, que forma os blocos de construção de novas estrelas.

A NASA explica que, quando as galáxias têm um grande reservatório de gás, como a NGC 1792, as fases de explosão estelar de curta duração podem ser desencadeadas por eventos galácticos, como fusões e interacções de marés.

Agora, os cientistas da agência espacial estão concentrados em encontrar uma explicação para a desaceleração da formação estelar antes de a galáxia usar todo o seu gás. A teoria mais consensual é que as super-novas e os ventos estelares podem dispersar o gás e interromper a formação de estrelas, deixando algum gás remanescente.

Por Liliana Malainho
12 Fevereiro, 2021


5085: Hubble localiza nebulosa M1-63. É uma autêntica ampulheta cósmica

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

NASA / ESA / Hubble / L. Stanghellini
Nebulosa M1-63

A NASA divulgou uma fotografia, tirada pelo Telescópio Espacial Hubble, da nebulosa planetária bipolar M1-63, localizada ao sul da pequena constelação de Scutum.

A M1-63 – também conhecida como VV 209, IRAS 18486-1314 e 2MASS J18513095-1310367 – é uma nebulosa planetária bipolar localizada na pequena constelação de Scutum, a uma distância de quase 32.000 anos-luz da Terra.

Segundo os astrónomos do Hubble, citados pelo Sci-News, nebulosas como esta são formadas “quando a estrela ao seu centro derrama grandes quantidades de material das suas camadas externas, deixando para trás uma nuvem espectacular de gás e poeira”.

“Acredita-se que um sistema binário de estrelas no centro da nebulosa bipolar seja capaz de criar formas de ampulheta ou borboletas como a desta imagem”, acrescentaram.

O fenómeno acontece “porque o material da estrela que se desprende é canalizado em direcção aos seus pólos, com a ajuda da companheira, criando a distinta estrutura de lóbulo duplo vista em nebulosas como M1-63″.

De acordo com o portal, a nova imagem da nebulosa é baseada em dados obtidos através da câmara instalada no telescópio Hubble, chamada Wide Field Camera 3, que  possui quatro filtros: F200W, F350W, F502W e F814W.

Já a cor é o resultado da atribuição de matizes diferentes a cada imagem monocromática associada a um filtro individual.

ZAP ZAP //

Por ZAP
9 Fevereiro, 2021


Investigadores “voltam atrás no tempo” para calcular idade e local de explosão de super-nova

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Este retrato pelo Telescópio Espacial Hubble revela os remanescentes gasosos de uma estrela massiva que explodiu há aproximadamente 1700 anos. O cadáver estelar, um remanescente de super-nova chamado 1E 0102.2-7219, conheceu o seu fim na Pequena Nuvem de Magalhães, uma galáxia satélite da nossa Via Láctea.
Crédito: NASA, ESA e J. Banovetz e D. Milisavljevic (Universidade Purdue)

Os astrónomos estão a “voltar atrás no tempo” num remanescente de super-nova. Usando o Telescópio Espacial Hubble da NASA, refizeram o percurso dos estilhaços velozes da explosão a fim de calcular uma estimativa mais precisa da localização e do momento da detonação estelar.

A vítima é uma estrela que explodiu há muito tempo na Pequena Nuvem de Magalhães, uma galáxia satélite da nossa Via Láctea. A estrela condenada deixou para trás um cadáver gasoso em expansão, um remanescente de super-nova chamado 1E 0102.2-7219, que o Observatório Einstein da NASA descobriu pela primeira vez em raios-X. Como detectives, os investigadores vasculharam imagens de arquivo obtidas pelo Hubble, analisando observações no visível obtidas com 10 anos de intervalo.

A equipa de investigação, liderada por John Banovetz e Danny Milisavljevic da Universidade Purdue em West Lafayette, no estado norte-americano do Indiana, mediu as velocidades de 45 aglomerados de material em forma de girino, ricos em oxigénio, ejectados pela explosão de super-nova. O oxigénio ionizado é um excelente rastreador porque brilha mais forte no visível.

Para calcular uma idade precisa da explosão, os astrónomos escolheram os 22 aglomerados de ejecção mais rápidos, ou nós. Os cientistas determinaram que estes alvos eram os menos prováveis de verem a sua velocidade diminuída pela passagem pelo material interestelar. Então traçaram o movimento dos nós para trás no tempo até que o material ejectado se aglutinasse num ponto, identificando o local da explosão. Uma vez conhecido, puderam calcular o tempo necessário para os nós velozes viajarem do centro da explosão até à sua posição actual.

De acordo com a sua estimativa, a luz da explosão chegou à Terra há 1700 anos, durante o declínio do Império Romano. No entanto, a super-nova só seria visível para os habitantes do Hemisfério Sul. Infelizmente, não existem registos conhecidos deste evento titânico.

Os resultados dos investigadores diferem das observações anteriores do local da explosão de super-nova e da idade. Estudos anteriores, por exemplo, chegaram a idades da explosão de 2000 e 1000 anos. No entanto, Banovetz e Milisavljevic dizem que a sua análise é mais robusta.

“Um estudo anterior comparou imagens obtidas com anos de intervalo e com duas câmaras do Hubble, a WFPC2 (Wide Field Planetary Camera 2) e a ACS (Advanced Camera for Surveys),” disse Milisavljevic. “Mas o nosso estudo compara dados obtidos com a mesma câmara, a ACS, tornando a comparação muito mais robusta; os nós foram muito mais fáceis de rastrear usando o mesmo instrumento. É um testamento da longevidade do Hubble, termos conseguido fazer uma comparação tão limpa de imagens tiradas com 10 anos de diferença.”

Os astrónomos também aproveitaram as imagens nítidas do instrumento ACS para seleccionar quais os aglomerados de material ejectado para análise. Em estudos anteriores, os investigadores calcularam a média da velocidade de todos os detritos gasosos para calcular a idade da explosão. No entanto, os dados do ACS revelaram regiões onde o material ejectado desacelerou porque estava a chocar com o material mais denso “derramado” pela estrela antes de explodir como super-nova. Os cientistas não incluíram estes nós na amostra. Precisavam do material ejectado que melhor reflectisse as suas velocidades originais da explosão, usando-os para determinar uma estimativa precisa da idade da explosão de super-nova.

O Hubble também cronometrou a velocidade de uma estrela de neutrões suspeita – o núcleo esmagado da estrela condenada – que foi expelida pela explosão. Com base nas suas estimativas, a estrela de neutrões deve estar a mover-se a mais de 3,2 milhões de quilómetros por hora do centro da explosão para chegar à sua posição actual. A estrela de neutrões suspeita foi identificada em observações com o VLT (Very Large Telescope) do ESO no Chile, em combinação com dados do Observatório de raios-X Chandra da NASA.

“É um valor bastante elevado e no extremo de quão rápido pensamos que uma estrela de neutrões pode mover-se, mesmo tendo recebido um ‘pontapé’ da explosão de super-nova,” disse Banovetz. “Investigações mais recentes questionam se o objecto é realmente a estrela de neutrões sobrevivente da explosão de super-nova. É potencialmente apenas um amontoado compacto do material ejectado pela super-nova que foi iluminado, e os nossos resultados geralmente apoiam esta conclusão.”

Portanto, a caça à estrela de neutrões ainda está em andamento. “O nosso estudo não resolve o mistério, mas dá uma estimativa da velocidade da estrela de neutrões candidata,” disse Banovetz.

Astronomia On-line
19 de Janeiro de 2021


4931: Hubble capta imagens incríveis de colisões de galáxias

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

No final do ano, mostramos-lhe uma compilação de fotografias captadas pelo Hubble e consideradas, pela Forbes, como as melhores do telescópio.

Agora, mostramos-lhe seis imagens dadas a conhecer pela NASA que mostram colisões e fusões de galáxias captadas pelo Telescópio Espacial Hubble.

Hubble: Imagens impressionantes da colisão de galáxias

Os astrónomos têm realmente muita sorte, se pensarmos que, em primeira mão, têm acesso a imagens absolutamente inacreditáveis de eventos espaciais. Apesar de não ser na primeira fila, podemos vê-las, quando divulgadas, e ficar impressionados também.

Esta semana, uma equipa de astrónomos que trabalha no Telescópio Espacial Hubble da NASA e na Agência Espacial Europeia publicou seis imagens que mostram a fusão brilhante de galáxias. Aliás, quando as galáxias colidem, tendem a parecer distorcidas e estranhas.

Conforme divulgado, as imagens das colisões fazem parte do inquérito Hubble Imaging Probe of Extreme Environments and Clusters (HiPEEC), que serve para compreender melhor a formação de estrelas em lugares cósmicos selvagens.

Isto, porque, em locais como este, surgem densos aglomerados de estrelas que se formam a partir de galáxias que se fundem. Ora, além de serem especialmente brilhantes, deixam evidências de colisões cósmicas de longa data.

É durante os raros eventos de fusão que as galáxias sofrem mudanças dramáticas na sua aparência e no seu conteúdo estelar. Estes sistemas são excelentes laboratórios para rastrear a formação de aglomerados de estrelas em condições físicas extremas.

Escreveram os astrónomos do Telescópio Espacial Hubble.

Fique com as imagens abaixo:

A galáxia NGC 3256, resultante de uma fusão, está localizada a cerca de 100 milhões de anos-luz da Terra.

O sistema galáctico NGC 1614 com uma variedade de braços em espiral e uma cauda recta no canto superior direito.

A “fusão Medusa” ou NGC 4194: resultado de uma galáxia maior que consome uma galáxia mais pequena.

As galáxias IC 694 e NGC 3690 passaram perto há cerca de 700 milhões de anos, resultando numa “estrondosa explosão de formação estelar”.

A NGC 6052 é um par de galáxias em colisão e está localizada a a cerca de 230 milhões de anos-luz.

A galáxia NGC 34 é o resultado da colisão de duas galáxias há alguns milhões de anos.

Autor: Ana Sofia


4895: As 10 melhores fotografias de 2020 do Telescópio Espacial Hubble

CIÊNCIA/ESPAÇO/HUBBLE

Apesar deste ano ter sido bastante atípico e ter abrandado vários momentos, o espaço não parou de surpreender. Aliás, o que está à nossa volta não para de evoluir e foram várias as imagens que a Terra recebeu de alguns vizinhos lácteos.

Agora, com o ano de 2020 a chegar ao fim, mostramos-lhe as 10 melhores fotografias captadas pelo Telescópio Espacial Hubble seleccionadas pela Forbes.

As vistas captadas pelo Telescópio Espacial Hubble são sempre incríveis. Desde variadas perspectivas do Sistema Solar até galáxias distantes e aparentemente desconhecidas, o Universo vai sendo desvendado. Em 2020, foram vários os momentos captados neste que foi o seu 30º aniversário. Hoje, deixamos-lhe as 10 fotografias mais marcantes captadas pelo Telescópio Espacial Hubble.

10 – A sombra empoeirada de um buraco negro

Esta imagem do Telescópio Espacial Hubble captou o cerne da galáxia activa IC 5063. Conforme podemos ver, a fotografia revela uma mistura de raios brilhantes e sombras escuras oriundas do núcleo em chamas, onde fica um super-massivo buraco negro.

09 – Anéis relativistas

Na teoria de Einstein, os corpos maciços comportam-se como corpos distantes. Na fotografia podemos ver um fenómeno efectivamente raro e estranho.

Se prestar atenção, identifica o GAL-CLUS-022058s, localizado na constelação de Fornax. Este que é um dos mais completos anéis de Einstein até agora descobertos no nosso Universo.

08 – Glóbulos gasosos flutuantes

Quando uma nova estrela maciça começa a brilhar, apesar de ainda estar dentro da nuvem molecular fria a partir da qual se formou, a sua radiação energética pode ionizar o hidrogénio da nuvem. Dessa forma, pode criar uma grande e quente bolha de gás ionizado.

Então, a fotografia captada pelo Telescópio Espacial Hubble captou os frEGGs: glóbulos compactos e escuros de poeira e gás. Aliás, alguns deles estão até a dar origem a estrelas de massa baixa.

07 – Grande galáxia em espiral

Na fotografia captada pelo Telescópio Espacial Hubble podemos observar a UGC 2885.

Sendo uma galáxia com um tamanho realmente invulgar, a galáxia está localizada a 232 milhões de anos-luz, na constelação de Perseu. A saber, é 2,5 vezes mais larga do que a nossa Via Láctea e contém 10 vezes mais estrelas.

06 – Desintegração do cometa ATLAS

O Telescópio Espacial Hubble identificou 30 fragmentos do cometa C/2019 Y4 (ATLAS), que se desintegrou. Aliás, são as imagens mais nítidas que existem deste acontecimento, cujos pedaços resultantes têm o tamanho aproximado de uma casa e estavam, na altura da fotografia (20 e 23 de Abril), a 146 milhões de quilómetros da Terra.

05 – Nebulosa Borboleta

Conforme revelam observações recentes, revelam uma brilhante curva em “S” que destaca uma descarga de gás rica e ferro.

A nebulosa origina-se pela presença de uma ou mais estrelas localizadas no seu centro. Além disso, está a 2 500 e 3 800 anos-luz de distância, na constelação Scorpius.

04 – Júpiter Turbulento

Esta foi a última fotografia de Júpiter captada pelo Telescópio Espacial Hubble, a 25 de Agosto. Então, a visão nítida oferecida pelo Hubble está a permitir que os investigadores estudem a meteorologia do planeta como, por exemplo, as tempestades que por lá ocorrem.

03 – Margem extrema

Apesar de aparecer como um elemento delicado, a fotografia captada pelo Hubble retrata a realidade de uma pequena parte que sobrou da onda de explosão da super-nova Cygnus, localizada a 2 400 anos-luz.

02 – Starlink

O Hubble viu uma fotografia interrompida  pela passagem de um satélite da Starlink da SpaceX.

01 – Coral Cósmico

O Telescópio Espacial Hubble captou como estrelas jovens, energéticas e maciças iluminam e moldam o local onde nasceram com ventos fortes e radiação ultravioleta.

Na fotografia, podemos ver a NGC 2014, uma nebulosa gigante vermelha e a NGC 2020, uma vizinha azul mais pequena. Então, ambos fazem parte de uma vasta região de formação de estrelas na Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia de satélites localizada na Via Láctea, a 163 mil anos-luz.

Aliás, o nome “Coral Cósmico” surge pela verosimilhança entre as nebulosas e o fundo do mar.

Então, desde 1990 e durante os seus 30 anos de actividade, o Telescópio Espacial Hubble da NASA produziu quase 164 terabytes de dados disponíveis para as gerações de investigadores presentes e futuras. Além disso, já possibilitou mais de 1,4 milhões de observações de aproximadamente 47 mil corpos celestes.

Autor: Ana Sofia


4880: Hubble capta um dos maiores Anéis de Einstein alguma vez visto (e está a “derreter”)

CIÊNCIA/ASTROFÍSICA

Hubble / NASA / ESA

O telescópio espacial Hubble da agência espacial norte-americana (NASA) e da Agência Espacial Europeia (ESA) capturou um dos maiores e mais completos Anéis de Einstein já descobertos no cosmos.

O telescópio espacial Hubble captou um efeito de lente gravitacional que é um exemplo quase perfeito de um Anel de Einstein. A imagem deste, denominado GAL-CLUS-022058s e conhecido como “Anel Derretido”, foi divulgada a 14 de Dezembro.

Esta ideia veio parcialmente da aparência física do objecto, que se parece com um anel de metal fundido. Porém, também veio da localização do próprio objecto, de acordo com um comunicado da NASA.

Localizada na constelação meridional de Fornax (a Fornalha), a imagem representa uma galáxia extremamente distante, cuja luz é desviada por um aglomerado de galáxias muito mais próximo.

O nome “Anel de Einstein” deve-se à teoria geral da relatividade do físico alemão, graças à qual a forma incomum desses objectos astronómicos pode ser explicada por um processo denominado lente gravitacional.

Embora os objectos estejam frequentemente muito distantes, os astrónomos conseguem detectá-los através de lentes gravitacionais, um fenómeno que actua como a lupa da natureza.

O campo gravitacional da galáxia mais próxima distorce o espaço, curvando e amplificando a luz do objecto ao fundo. Se o alinhamento estiver correto, isso cria um círculo de luz chamado anel de Einstein, previsto por Albert Einstein em 1936.

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Determinados a encontrar uma agulha num palheiro cósmico, um par de astrónomos viajou no tempo através dos arquivos de dados…

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As lentes gravitacionais farão com que várias imagens do objecto de plano de fundo apareçam ao redor do objecto de primeiro plano. Uma das vantagens deste efeito é que permite aos cientistas estudar melhor uma galáxia mais distante que, de outra forma, poderia ser completamente invisível.

Embora este não seja o único exemplo conhecido do fenómeno, é “estranho e muito raro” e ainda um dos mais impressionantes. Objectos como estes são os laboratórios ideais para estudar galáxias que geralmente estão muito distantes para serem vistas sem lentes gravitacionais.

Por Maria Campos
29 Dezembro, 2020


4855: Abell 2261: à procura de um buraco negro gigante desaparecido

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Esta imagem de Abell 2261 contém dados de raios-X pelo Chandra que mostra gás quente permeando o enxame bem como dados ópticos pelo Hubble e pelo Subaru que mostram as galáxias do enxame e galáxias no plano de fundo. Os astrónomos usaram estes telescópios para procurar, na galáxia no centro da imagem, evidências de um buraco negro com uma massa estimada entre 3 e 100 mil milhões de vezes a massa do Sol. Não encontraram sinais do buraco negro, aprofundando o mistério do que está a acontecer neste sistema.
Crédito: raios-X – NASA/CXC/Universidade do Michigan/K. Gültekin; ótico – NASA/STScI e NAOJ/Subaru; infravermelho – NSF/NOAO/KPNO; rádio – NSF/NOAO/VLA

O paradeiro de um buraco negro super-massivo acabou de ficar mais misterioso.

Apesar da procura com o Observatório de raios-X Chandra e com o Telescópio Espacial Hubble, os astrónomos não conseguem encontrar um buraco negro distante com uma massa estimada entre 3 mil milhões e 100 mil milhões de vezes a massa do Sol.

Este buraco negro ausente deve estar na enorme galáxia no centro do enxame galáctico Abell 2261, localizado a aproximadamente 2,7 mil milhões de anos-luz da Terra. Esta imagem composta de Abell 2261 contém dados ópticos do Hubble e do Telescópio Subaru, mostrando galáxias do enxame e galáxias no plano de fundo, e dados do Chandra, mostrando gás quente (em tons de cor-de-rosa) permeando o enxame. O meio da imagem mostra a grande galáxia elíptica no centro do aglomerado.

Quase todas as grandes galáxias do Universo contêm um buraco negro super-massivo no seu centro, com uma massa milhões ou milhares de milhões de vezes a do Sol. Já que a massa de um buraco negro central geralmente acompanha a massa da própria galáxia, os astrónomos esperam que a galáxia no centro de Abell 2261 contenha um buraco negro super-massivo que rivaliza com a massa de alguns dos maiores buracos negros conhecidos no Universo.

Usando dados do Chandra obtidos em 1999 e 2004, os astrónomos já haviam procurado, no centro da grande galáxia central de Abell 2261, sinais de um buraco negro super-massivo. Procuraram material que foi super-aquecido enquanto caía em direcção ao buraco negro e que produziu raios-X, mas não detectaram tal fonte.

Agora, com novas e mais longas observações do Chandra obtidas em 2018, uma equipa liderada por Kayhan Gultekin da Universidade do Michigan em Ann Arbor realizou uma busca mais profunda pelo buraco negro no centro da galáxia. Também consideraram uma explicação alternativa, na qual o buraco negro foi ejectado do centro da galáxia hospedeira. Este evento violento pode ter resultado da fusão de duas galáxias para formar a galáxia observada, acompanhada pela fusão dos dois buracos negros de cada galáxia num enorme buraco negro.

Quando os buracos negros se fundem, produzem ondulações no espaço-tempo chamadas ondas gravitacionais. Se a enorme quantidade de ondas gravitacionais geradas por tal evento fosse mais forte numa direcção do que noutra, a teoria prevê que o novo buraco negro ainda mais massivo teria sido enviado para longe do centro da galáxia na direcção oposta. É o que se chama de buraco negro em recuo.

Os astrónomos não encontraram evidências definitivas de buracos negros em recuo e nem se sabe se os buracos negros super-massivos chegam perto o suficiente uns dos outros para produzir ondas gravitacionais e se fundirem; até agora, os astrónomos apenas verificaram as fusões de buracos negros muito mais pequenos. A detecção de buracos negros super-massivos em recuo encorajaria os cientistas a usar e desenvolver observatórios para procurar ondas gravitacionais de buracos negros super-massivos que se fundem.

Abell 2261 é um excelente enxame no qual procurar um buraco negro em recuo porque existem dois sinais indirectos da fusão entre dois buracos negros super-massivos. Em primeiro lugar, os dados das observações ópticas do Hubble e do Subaru revelam um núcleo gigantesco – a região central onde o número de estrelas na galáxia, numa dada região, está perto ou é igual ao valor máximo – que é muito maior do que o esperado para uma galáxia do seu tamanho. O segundo sinal é que a concentração mais densa de estrelas na galáxia está a mais de 2000 anos-luz de distância do centro galáctico, o que é surpreendentemente distante.

Estas características foram identificadas pela primeira vez por Marc Postman do STScI (Space Telescope Science Institute) e colaboradores nas suas imagens anteriores pelo Hubble e pelo Subaru, e levaram-nos a sugerir a ideia de um buraco negro fundido em Abell 2261. Durante uma fusão, o buraco negro super-massivo de cada galáxia “afunda” em direcção ao centro da galáxia recém-coalescida. Se ficarem ligados um ao outro pela gravidade e a sua órbita começar a encolher, espera-se que os buracos negros interajam com as estrelas circundantes e as ejectem do centro da galáxia. Isto explicaria o grande núcleo de Abell 2261. A concentração estelar fora do centro também pode ter sido causada por um evento violento, como a fusão de dois buracos negros super-massivos e o subsequente recuo de um único e maior buraco negro resultante.

Embora existam indícios da ocorrência de uma fusão entre buracos negros, nem os dados do Chandra nem os do Hubble mostram evidências do próprio buraco negro. Gultekin e a maioria dos seus co-autores, liderados por Sarah Burke-Spolaor da Universidade da Virgínia Ocidental, já haviam usado o Hubble para procurar um aglomerado de estrelas que pode ter sido transportado por um buraco negro em recuo. Estudaram três aglomerados perto do centro da galáxia e examinaram se os movimentos das estrelas nesses aglomerados são altos o suficiente para sugerir que contêm um buraco negro com dez mil milhões de vezes a massa do Sol. Não encontraram evidências claras de um buraco negro em dois dos aglomerados e as estrelas no outro eram demasiado fracas para produzir conclusões úteis.

Também estudaram previamente observações de Abell 2261 com o VLA (Karl G. Jansky Very Large Array) da NSF. A emissão de rádio detectada perto do centro da galáxia mostrou evidências de actividade de um buraco negro super-massivo ocorrida há 50 milhões de anos, mas não indica que o centro da galáxia actualmente contém um buraco negro.

Voltaram-se então para o Chandra em busca de material que havia sido super-aquecido e produzido raios-X ao cair em direcção ao buraco negro. Embora os dados do Chandra tenham revelado que o gás quente mais denso não estava no centro da galáxia, não revelaram nenhuma possível assinatura de raios-X de um buraco negro em crescimento – não foi encontrada nenhuma fonte de raios-X no centro do enxame galáctico, ou em qualquer um dos aglomerados estelares, ou no local da emissão de rádio.

Os autores concluíram que ou não há nenhum buraco negro nestes locais ou que está a puxar o material demasiado devagar para produzir um sinal de raios-X detectável.

O mistério da localização deste gigantesco buraco negro continua. Embora a procura não tenha sido bem-sucedida, permanece a esperança para os astrónomos que procurem este buraco negro super-massivo no futuro. Uma vez lançado, o Telescópio Espacial James Webb poderá revelar a presença de um buraco negro super-massivo no centro da galáxia ou num dos aglomerados de estrelas. Se o Webb não conseguir encontrar o buraco negro, então a melhor explicação é que o buraco negro recuou bem para fora do centro da galáxia.

Astronomia On-line
22 de Dezembro de 2020


4847: Uma misteriosa tempestade negra em Neptuno mudou de direcção abruptamente (para fugir à morte certa)

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

M.H. Wong, L.A. Sromovsky e P.M. Fry / STScl / ESA / NASA

Usando o telescópio espacial Hubble da NASA, uma equipa de astrónomos observou um misterioso redemoinho escuro em Neptuno a afastar-se abruptamente para fugir à provável morte.

A tempestade, que é maior do que o Oceano Atlântico, nasceu no hemisfério norte do planeta e foi descoberta pelo Hubble em 2018. Um ano depois, observações mostraram que a tempestade se começou a mover para o sul em direcção ao equador, onde essas tempestades devem desaparecer de vista.

Para surpresa dos astrónomos, o Hubble detectou a mudança de direcção do redemoinho em Agosto de 2020, voltando para o norte.

Embora o Hubble tenha rastreado manchas escuras semelhantes nos últimos 30 anos, este comportamento atmosférico imprevisível é algo inédito.

Além dos seus movimentos enigmáticos, a tempestade não estava sozinha. O Hubble avistou outro ponto escuro em Janeiro deste ano, que apareceu temporariamente perto do seu primo maior. Pode ter sido um pedaço do vórtice gigante que se partiu, afastou-se e desapareceu nas observações subsequentes.

“Estamos entusiasmados com estas observações porque este fragmento escuro mais pequeno é potencialmente parte do processo de interrupção da mancha escura“, disse Michael H. Wong, da Universidade da Califórnia, em comunicado. “Este é um processo que nunca foi observado. Vimos alguns outros pontos escuros a desbotar e desaparecer, mas nunca vimos nada a interromper, mesmo que seja previsto em simulações de computador.”

A grande tempestade, que tem 7.402 quilómetros de diâmetro, é a quarta mancha escura que o Hubble observou em Neptuno desde 1993. Duas outras tempestades foram descobertas pela espaço-nave Voyager 2 em 1989 enquanto voava pelo planeta distante, mas tinham desaparecido antes do Hubble as conseguir observar.

A forma como estas tempestades se formam ainda é um mistério. Este último redemoinho escuro gigante é o mais bem estudado até agora. A aparência escura da tempestade pode ser devido a uma camada elevada de nuvens escuras e à estrutura vertical da tempestade.

Outra característica incomum da mancha escura é a ausência de nuvens brilhantes ao seu redor, que estavam presentes nas imagens do Hubble quando a tempestade foi descoberta em 2018. Aparentemente, as nuvens desapareceram quando o vórtice interrompeu a sua jornada para o sul.

Por Maria Campos
21 Dezembro, 2020


4826: Um “mano a mano” de buracos negros. NASA divulga rara imagem do processo de fusão

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

nasachandraxray / Instagram

A NASA revelou recentemente uma imagem da galáxia NGC 624, que contém dois buracos negros super-massivos num processo de fusão.

A agência espacial norte-americana divulgou, esta semana, uma imagem da união cósmica entre dois buracos negros super-massivos. A fotografia foi partilhada na conta de Instagram do telescópio Chandra X-ray Observatory, responsável pelo registo. Os dados foram combinados com uma imagem do Telescópio Espacial Hubble, capturada em 2008.

“Vistos como os ‘pontos’ brilhantes perto do centro da imagem, os buracos negros estão separados por apenas 3 mil anos-luz. Eventualmente, flutuarão juntos, formando um buraco negro maior daqui a milhões de anos”, lê-se na legenda da fotografia.

Os cientistas acreditam que os buracos negros estão muito próximos por estarem numa espiral em direcção um ao outro, um processo iniciado há cerca de 30 milhões de anos, escreve o Tech Explorist.

A descoberta de dois buracos negros em fusão foi anunciada este ano, com base nos dados do Chandra. No entanto, tem havido um crescente interesse nas observações da galáxia NGC 6240 desde 2002, tanto pelo Chandra como por outros telescópios, avança o comunicado da NASA.

A galáxia infravermelha ultra-luminosa próxima (ULIRG) localiza-se na constelação de Ophiuchus e é o resquício de uma fusão entre três galáxias mais pequenas.

Os astrónomos acreditam que os pares de buracos negros super-massivos podem explicar alguns dos comportamentos mais bizarros observados em buracos negros super-massivos de crescimento rápido, como a distorção e a curvatura observadas nos poderosos jactos que produzem.

Além disso, os cientistas sugerem que os pares de buracos negros massivos em processo de fusão são as fontes mais potentes de ondas gravitacionais no Universo.

Por Liliana Malainho
18 Dezembro, 2020

https://www.techexplorist.com/nasa-shares-image-showing-two-supermassive-black-holes-merging/36859/


Hubble identifica estranho exoplaneta que se comporta como o tão procurado “Planeta Nove”

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Este exoplaneta com 11 vezes a massa de Júpiter, chamado HD 106906 b, ocupa uma órbita invulgar em torno de uma estrela dupla a 336 anos-luz de distância e pode estar a fornecer pistas para algo muito mais perto de casa: um membro distante e hipotético do nosso Sistema Solar, apelidado “Planeta Nove”. Esta é a primeira vez que os astrónomos foram capazes de medir o movimento de um massivo planeta parecido com Júpiter que orbita muito longe das suas estrelas-mãe e do visível disco de detritos.
Crédito: ESA/Hubble, M. Kornmesser

O exoplaneta HD 106906 b, com 11 vezes a massa de Júpiter, ocupa uma órbita improvável em torno de uma estrela dupla a 336 anos-luz de distância e pode estar a fornecer pistas para algo que pode estar muito mais perto de casa: um membro distante hipotético do nosso sistema Solar apelidado de “Planeta Nove”. Esta é a primeira vez que os astrónomos foram capazes de medir o movimento de um enorme planeta semelhante a Júpiter que está a orbitar muito longe das suas estrelas hospedeiras e do disco visível de detritos.

O exoplaneta HD 106906 b foi descoberto em 2013 com os Telescópios Magalhães no Observatório de Las Campanas, no deserto do Atacama, Chile. No entanto, os astrónomos não sabiam nada sobre a órbita do planeta. Isto exigia algo que apenas o Telescópio Espacial Hubble podia fazer: recolher medições muito precisas do movimento do vagabundo ao longo de 14 anos com uma exactidão extraordinária.

O exoplaneta reside extremamente longe do seu par de estrelas jovens e brilhantes – mais de 730 vezes a distância da Terra ao Sol. Esta enorme separação tornou um desafio a determinação da órbita de 15.000 anos num período de tempo tão curto de observações do Hubble. O planeta desloca-se muito lentamente ao longo da sua órbita, devido à fraca atracção gravitacional das suas distantes estrelas-mãe.

A equipa do Hubble por trás deste novo resultado ficou surpresa ao descobrir que o mundo remoto tem uma órbita extrema que é muito inclinada, alongada e externa a um disco de detritos empoeirado que rodeia as estrelas gémeas do exoplaneta. O disco de destroços propriamente dito é deveras extraordinário, talvez devido ao puxo gravitacional do planeta rebelde. Este estudo foi realizado por Meiji Nguyen da Universidade da Califórnia, Berkeley, EUA.

“Para explicar porque é que isto é estranho, podemos apenas olhar para o nosso próprio Sistema Solar e ver que todos os planetas estão aproximadamente no mesmo plano”, explicou Nguyen. “Seria bizarro se, digamos, Júpiter tivesse uma inclinação de 30 graus em relação ao plano em que todos os outros planetas orbitam. Isto levanta muitas questões sobre como HD 106906 b acabou tão longe numa órbita tão inclinada.”

A teoria prevalecente para explicar como o exoplaneta chegou a uma órbita tão distante e estranhamente inclinada é que se formou muito mais perto das suas estrelas, cerca de três vezes a distância Terra-Sol. No entanto, o arrasto dentro do disco de gás do sistema fez com que a órbita do planeta decaísse, forçando-o a emigrar para dentro em direcção às suas hospedeiras estelares. As forças gravitacionais das estrelas gémeas giratórias então “chutaram-no” para uma órbita excêntrica que quase o jogou para fora do sistema e para o vazio do espaço interestelar. De seguida, uma estrela passou muito perto deste sistema, estabilizando a órbita do exoplaneta e impedindo-o de deixar o seu sistema natal. As estrelas rasantes candidatas já foram previamente identificadas usando medições precisas de distância e movimento do satélite Gaia da ESA.

Este cenário para explicar a bizarra órbita de HD 106906 b é semelhante em alguns aspectos ao que pode ter feito com que o hipotético Planeta Nove alcançasse os confins do nosso próprio Sistema Solar, para lá da Cintura de Kuiper. O Planeta Nove pode ter sido formado no Sistema Solar interior e depois expulso por interacções com Júpiter. No entanto, Júpiter provavelmente teria lançado o Planeta Nove muito além de Plutão. As estrelas passageiras podem ter estabilizado a órbita do planeta expulso, empurrando o percurso da órbita para longe de Júpiter e dos outros planetas do Sistema Solar interior.

“É como se tivéssemos uma máquina do tempo para o nosso próprio Sistema Solar, andando 4,6 mil milhões para o passado, para ver o que pode ter acontecido quando o nosso jovem Sistema Solar estava dinamicamente activo e tudo estava a ser empurrado e reorganizado,” explicou o membro da equipa Paul Kalas da Universidade da Califórnia, Berkeley.

Até à data, os astrónomos têm apenas evidências circunstanciais da existência do Planeta Nove. Eles encontraram um aglomerado de pequenos corpos celestes para lá de Neptuno que se movem em órbitas invulgares em comparação com o resto do Sistema Solar. Esta configuração, pensam alguns astrónomos, sugere que estes objectos foram agrupados pela interacção gravitacional de um enorme planeta invisível. Uma hipótese alternativa diz que não existe um único perturbador gigante, mas ao invés o desequilíbrio é devido à influência gravitacional combinada de objectos muito mais pequenos.

“Apesar da não-detecção do Planeta Nove até à data, a órbita do planeta pode ser inferida com base no seu efeito sobre os vários objectos do Sistema Solar exterior,” explicou o membro da equipa Robert De Rosa do ESO em Santiago, Chile, que liderou a análise do estudo. “Isto sugere que se um planeta fosse realmente responsável pelo que observamos nas órbitas dos objectos transneptunianos, deverá ter uma órbita excêntrica inclinada em relação ao plano do Sistema Solar. Esta previsão da órbita do Planeta Nove é semelhante ao que vemos com HD 106906 b.”

Os cientistas que vão usar o Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA planeiam obter dados adicionais para HD 106906 b a fim de melhor entender o sistema deste planeta. Os astrónomos querem saber onde e como o planeta se formou e se este tem o seu próprio sistema de detritos em órbita, entre outras questões.

“Ainda há muitas questões em aberto sobre este sistema,” acrescentou De Rosa. “Por exemplo, não sabemos de forma conclusiva onde ou como o planeta se formou. Embora tenhamos feito a primeira medição do movimento orbital, ainda existem grandes incertezas no que toca aos vários parâmetros orbitais. É provável que tanto os observadores como os teóricos estudem HD 106906 nos próximos anos, desvendando os muitos mistérios deste notável sistema planetário.

Astronomia On-line
15 de Dezembro de 2020


4799: Hubble encontrou um mundo que se comporta como o fantasmagórico “Planeta 9”

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

O planeta 9 é um dos mistérios que movimenta muita atenção da comunidade científica. Eles acreditam que existe, presumem que deve ser colossal, mas apenas existem indícios fantasmagóricos. Aliás, há muita coisa coincidente com um exoplaneta agora descoberto localizado a 336 anos-luz de distância.

Este mundo tem uma órbita muito inclinada e alongada, como aquela que se acredita ter um objecto gigantesco ainda não encontrado nos arredores do sistema solar.

O fantasmagórico “Planeta 9” anda pela vizinhança e ninguém o vê

Nos últimos cinco anos, vários astrónomos sugeriram uma opção que mudaria a nossa concepção do sistema solar. Isto porque, segundo alguns indícios, “lá em cima”, nos arredores, existe um nono e gigantesco planeta. Este estará muito longe para o termos detectado até agora, o tal “Planeta 9”.

Os indícios relacionam-se com uma influência gravitacional sobre as órbitas de alguns objectos trans-Neptunianos, corpos localizados além de Neptuno. Quer isto dizer que estes corpos actuam de forma a que só um mundo comparável em tamanho ao de Neptuno os poderá estar a influenciar.

Além disso, alguns astrónomos acreditam que nas proximidades do Sol existem planetas maiores que Júpiter, às vezes considerados anãs castanhas, estrelas não brilhantes que se estarão a esconder no escuro.

Agora, uma investigação que se concentrou num ponto muito distante do sistema solar, 336 anos-luz da Terra, fez algumas descobertas que podem ser interessantes para desvendar o mistério do Planeta 9. Uma equipa de astrónomos, liderada por Meiji Nguyen, um investigador da Universidade da Califórnia, em Berkeley (EUA), conseguiu medir a órbita de um exoplaneta gigante, 11 vezes mais massivo que Júpiter, denominado HD106906 b .

Além disso, a novidade é que esta foi a primeira vez que se estudou o movimento de um planeta gasoso tão distante da sua estrela.

Um mundo descoberto a 336 anos-luz de distância da Terra

HD106906 b é o nome de um mundo descoberto em 2013 pelo Telescópio Magalhães, no Observatório Las Campanas, no Chile. Graças à presença de um disco peculiar de destroços e gás no ambiente da sua estrela , vários astrónomos focaram a sua atenção na área e acabaram por descobrir a presença de um exoplaneta pelo método de imagem directa. No entanto, a princípio nada se sabia sobre a sua órbita.

Após 14 anos de medições muito precisas, compiladas pelo lendário telescópio espacial Hubble da NASA, esta situação mudou. Agora, sabemos que HD106906 b está muito longe da sua estrela hospedeira. É um sistema binário (ou seja, uma estrela dupla), localizado a 730 Unidades Astronómicas (UAs). Isto, sendo uma UA a distância que separa a Terra do Sol e equivalente a cerca de 150 milhões de quilómetros.

A distância é tal que o planeta leva 15.000 anos para percorrer a sua órbita, a uma velocidade muito baixa e muito longe da influência gravitacional das suas estrelas.

O mais surpreendente para os astrónomos é que a órbita deste mundo distante é muito inclinada e alongada. Conforme é referido, ela estende-se bem além do disco de destroços que circunda as suas duas estrelas.

Para sublinhar porque isso é raro, simplesmente temos que olhar para o nosso sistema solar e ver que todos os planetas estão no mesmo plano.

Explicou Nguyen num comunicado.

No entanto, a 336 anos-luz da Terra, nalgum ponto da constelação Crux, os planetas, efectivamente, não estão no mesmo plano.

Seria estranho se, por exemplo, Júpiter estivesse inclinado 30 graus em relação ao plano em que os outros planetas orbitam. Portanto , temos todos os tipos de perguntas sobre como HD106906 b acabou em tal órbita .

Então o que originou a inclinação do HD106906 b?

A explicação mais provável é que HD106906 b foi formado a apenas 3 UAs das suas estrelas, mas o atrito com o disco de gás e detritos o fez diminuir a velocidade e se aproximar lentamente dos seus sóis. Então, chegou um momento em que as forças gravitacionais o lançaram na vastidão do espaço.

Este mundo poderia ter acabado como sendo um planeta errante, sem nenhum sol que o puxasse com a sua gravidade, mas alguma estrela próxima estabilizou-o e impediu-o desse destino. Na verdade, os dados da grande investigação do satélite Gaia da Agência Espacial Europeia (ESA) já forneceram várias estrelas candidatas.

Como tal, algo assim poderá ter acontecido no nosso sistema solar. O planeta 9 poderá ter-se formado no sistema solar interno, mas poderá ter sido ejectado para os arredores, além de Plutão, como resultado das suas interacções com o gigantesco planeta Júpiter. Novamente, a interacção de outras estrelas vizinhas teria impedido este planeta 9 de se tornar um errante.

Apesar de não ter sido detectado o Planeta 9 até o momento, a sua órbita pode ser inferida, a partir dos seus efeitos em vários objectos da periferia do sistema solar. Esses efeitos pressagiam que este mundo teria uma órbita excêntrica e inclinada (…) semelhante à que estamos a ver com HD 106906b.

Concluiu Robert De Rosa , co-autor do trabalho e investigador do Observatório Europeu Austral (ESO). As descobertas foram publicadas no “The Astronomical Journal“.

Pplware
Autor: Vítor M.
12 Dez 2020


4779: Hubble captura desvanecimento da Nebulosa da Raia

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Imagens capturadas pelo Hubble em 1996 (esquerda), quando comparadas às imagens do Hubble obtidas em 2016 (direita), mostram uma nebulosa que diminuiu drasticamente de brilho e mudou de forma. As conchas de gás azul brilhante perto do centro da nebulosa praticamente desapareceram, e as orlas onduladas que deram a esta nebulosa o nome com tema aquático virtualmente já não existem. A jovem nebulosa já não “salta à vista” contra o plano de fundo do Universo distante.
Crédito: NASA, ESA, B. Balick (Universidade de Washington), M. Guerrero (Instituto de Astrofísica da Andaluzia) e G. Ramos-Larios (Universidade de Guadalajara)

Os astrónomos obtiveram um raro vislumbre de uma “mortalha” de gás em rápido desaparecimento que rodeia uma estrela envelhecida. Os dados de arquivo do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA revelam que a nebulosa Hen 3-1357, apelidada de Nebulosa da Raia, diminuiu acentuadamente de brilho ao longo das últimas duas décadas. Testemunhar uma mudança tão rápida numa nebulosa planetária é extremamente sem precedentes, dizem os investigadores.

Embora o Universo esteja em constante mudança, a maioria dos processos são demasiado lentos para serem observados durante uma vida humana. No entanto, a Nebulosa da Raia fornece agora aos cientistas uma oportunidade especial de observar a evolução de um sistema em tempo real.

Imagens capturadas pelo Hubble em 2016, quando comparadas às imagens do Hubble obtidas em 1996, mostram uma nebulosa que diminuiu drasticamente de brilho e mudou de forma. As conchas de gás azul brilhante perto do centro da nebulosa praticamente desapareceram, e as orlas onduladas que deram a esta nebulosa o nome com tema aquático virtualmente já não existem. A jovem nebulosa já não “salta à vista” contra o plano de fundo do Universo distante.

Os cientistas descobriram mudanças sem precedentes na luz emitida pelo gás brilhante – azoto, hidrogénio e oxigénio – que está a ser expelido pela estrela moribunda no centro da nebulosa. A emissão do oxigénio, em particular, caiu em brilho por um factor de quase 1000.

“Na maioria dos estudos, a nebulosa geralmente fica maior,” disse Bruce Balick da Universidade de Washington, EUA, que liderou a nova investigação. “Aqui, está fundamentalmente a mudar a sua forma e a ficar mais fraca, numa escala de tempo sem precedentes.”

“Por causa da estabilidade óptica do Hubble, estamos muito, muito confiantes de que esta nebulosa está a mudar de brilho,” disse o membro da equipa Martin Guerrero, do Instituto de Astrofísica da Andaluzia em Granada, Espanha. “Isto é fácil de ver pois, ao contrário da nebulosa, todas as outras estrelas na imagem do Hubble – incluindo uma distante companheira estelar – permaneceram constantes em brilho.”

Os investigadores observam que, enquanto especulam sobre as causas desta descoberta surpreendente, é importante explorar as propriedades da estrela moribunda no centro da Nebulosa da Raia, que influencia a estrutura e o brilho da nebulosa.

Um estudo de 2016 realizado por Nicole Reindl da Universidade de Leicester, Reino Unido, e por uma equipa de investigadores internacionais, também usando dados do Hubble, notou que a estrela no centro da Nebulosa da Raia, SAO 244567, é especial por direito próprio.

Observações de 1971 a 2002 mostraram que a temperatura da estrela disparou para quase dez vezes a temperatura da superfície do nosso Sol. Reindl especula que o salto de temperatura foi provocado por um breve flash de fusão de hélio que ocorreu fora do núcleo da estrela central. Depois disso, a estrela começou a arrefecer novamente, retornando ao seu estágio anterior de evolução estelar.

A equipa que estuda o rápido desvanecimento da Nebulosa da Raia só pode especular neste momento o que está reservado para o futuro desta jovem nebulosa.

Astronomia On-line
8 de Dezembro de 2020


4735: Novos dados do Hubble explicam matéria escura em falta

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Esta imagem mostra o céu em torno das galáxias ultra-difusas NGC 1052-DF4 e NGC 1052-DF2. Foi criada a partir de exposições que fazem parte do DSS2 (Digitized Sky Survey 2). NGC 1052-DF2 é praticamente invisível nesta imagem.
Crédito: ESA/Hubble, NASA, DSS2; Reconhecimento: Davide de Martin

Novos dados do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA fornecem mais evidências para a interrupção de marés na galáxia NGC 1052-DF4. Este resultado explica uma descoberta anterior de que esta galáxia está a perder a maior parte da sua matéria escura. Ao estudar a luz da galáxia e a distribuição dos enxames globulares, os astrónomos concluíram que as forças da gravidade da galáxia vizinha NGC 1035 retiraram a matéria escura de NGC 1052-DF4 e agora estão a destruir a galáxia.

Em 2018, uma equipa internacional de investigadores usando o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA e vários outros observatórios descobriram, pela primeira vez, uma galáxia na nossa vizinhança cósmica desprovida da maior parte da sua matéria escura. Esta descoberta da galáxia NGC 1052-DF2 foi uma surpresa para os astrónomos, pois entende-se que a matéria escura é constituinte chave dos modelos actuais de formação e evolução galáctica. Na verdade, sem a presença da matéria escura, o gás primordial não teria força gravitacional suficiente para começar a entrar em colapso e formar novas galáxias. Um ano depois, foi descoberta outra galáxia sem matéria escura, NGC 1052-DF4, o que gerou intensos debates entre os astrónomos sobre a natureza destes objectos.

Agora, novos dados do Hubble foram usados para explicar a razão por trás da falta de matéria escura em NGC 1052-DF4, que reside a 45 milhões de anos-luz de distância. Mireia Montes, da Universidade de Nova Gales do Sul, na Austrália, liderou uma equipa internacional de astrónomos para estudar a galáxia usando imagens ópticas profundas. Eles descobriram que a falta de matéria escura pode ser explicada pelos efeitos de perturbação de marés. As forças da gravidade da vizinha galáxia massiva NGC 1035 estão a dilacerar NGC 1052-DF4. Durante este processo, a matéria escura é removida, enquanto as estrelas sentem os efeitos da interacção com outra galáxia num estágio posterior.

Até agora, esta forma de remoção de matéria escura permaneceu escondida dos astrónomos, pois só pode ser observada usando imagens extremamente profundas que podem revelar características extremamente ténues. “Usámos o Hubble de duas maneiras para descobrir que NGC 1052-DF4 está a passar por uma interacção,” explicou Montes. “Isto inclui o estudo da luz da galáxia e a distribuição dos enxames globulares da galáxia.”

Graças à alta resolução do Hubble, os astrónomos puderam identificar a população de enxames globulares da galáxia. O GTC (Gran Telescopio Canarias) de 10,4 metros e o telescópio IAC80, também nas Canárias, Espanha, foram usados para complementar as observações do Hubble, estudando ainda mais os dados.

“Não basta passar muito tempo a observar o objecto, é vital um tratamento cuidadoso dos dados,” explicou o membro da equipa Raúl Infante-Sainz do Instituto de Astrofísica das Canárias, na Espanha. “Portanto, era importante que usássemos não apenas um telescópio/instrumento, mas vários (tanto no solo quanto no espaço) para realizar esta investigação. Com a alta resolução do Hubble, podemos identificar os enxames globulares, e então com a fotometria do GTC obtemos as propriedades físicas.”

Pensa-se que os enxames globulares sejam formados nos episódios de intensa formação estelar que dão forma às galáxias. Os seus tamanhos compactos e a luminosidade tornam-nos facilmente observáveis e, portanto, são bons rastreadores das propriedades da sua galáxia hospedeira. Desta forma, ao estudar e caracterizar a distribuição espacial dos enxames em NGC 1052-DF4, os astrónomos podem desenvolver uma visão do estado actual da própria galáxia. O alinhamento destes enxames globulares sugere que estão a ser “despojados” da sua galáxia hospedeira, e isso apoia a conclusão de que está a ocorrer perturbação de marés.

Ao estudar a luz da galáxia, os astrónomos também encontraram evidências de caudas de maré, que são formadas por material que se afasta de NGC 1052-DF4 – isto apoia ainda mais a conclusão de que é um evento de perturbação. Análises adicionais concluíram que as partes centrais da galáxia permanecem intocadas e apenas +/- 7% da massa estelar da galáxia está hospedada nestas caudas de maré. Isto significa que a matéria escura, que está menos concentrada do que as estrelas, foi previamente e preferencialmente removida da galáxia, e agora o componente estelar externo está a começar a ser removido também.

“Este resultado é um bom indicador de que, enquanto a matéria escura da galáxia se evaporou do sistema, as estrelas só agora começam a sofrer o mecanismo de perturbação,” explicou o membro da equipa Ignacio Trujillo do Instituto de Astrofísica das Canárias, Espanha. “Com o tempo, NGC 1052-DF4 será canibalizada pelo grande sistema em torno de NGC 1035, com pelo menos algumas das suas estrelas flutuando livremente no espaço profundo.”

A descoberta de evidências que apoiam o mecanismo de perturbação de marés como a explicação para a falta de matéria escura na galáxia não só resolveu um enigma astronómico, como também trouxe um suspiro de alívio aos astrónomos. Sem ele, os cientistas teriam que rever a nossa compreensão das leis da gravidade.

“Esta descoberta reconcilia o conhecimento existente de como as galáxias se formam e evoluem com o modelo cosmológico mais favorável,” acrescentou Montes.

Astronomia On-line
1 de Dezembro de 2020


Hubble avista possível “jogo de sombras” do disco em torno de um buraco negro

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Esta imagem, obtida pelo Telescópio Espacial Hubble, mostra o coração da galáxia vizinha activa IC 5063 e revela uma mistura de raios brilhantes e sombras escuras oriundos do núcleo escaldante, o lar de um buraco negro super-massivo. Os astrónomos sugerem que um anel de material poeirento em redor do buraco negro pode estar a provocar a sua sombra no espaço. De acordo com o seu cenário, este jogo de luzes e sombras pode ocorrer quando a luz irradiada pelo buraco negro monstruoso atinge o anel de poeira, que está enterrado nas profundezas do núcleo. A luz atravessa lacunas no anel, criando os raios brilhantes em forma de cone. No entanto, manchas mais escuras no disco bloqueiam parte da luz, provocando sombras escuras e longas por toda a galáxia. Este fenómeno é parecido à luz solar que atravessa as nossas nuvens terrestres ao pôr-do-Sol, criando uma mistura de raios brilhante e sombras escuras formadas por feixes de luz espalhados pela atmosfera. No entanto, os raios brilhantes e as sombras escuras de IC 5063 ocorrem a uma escala muito maior, atingindo pelo menos 36.000 anos-luz. IC 5063 fica a 156 milhões de anos-luz da Terra. As observações foram obtidas nos dia 7 de Março e 25 de Novembro de 2019 pelos instrumentos WFC3 (Wide Field Camera 3) e ACS (Advanced Camera for Surveys) do Hubble.
Crédito: NASA, ESA e W.P. Maksym (CfA)

Algumas das vistas mais deslumbrantes do nosso céu ocorrem ao pôr-do-Sol, quando a luz do Sol penetra nas nuvens, criando uma mistura de raios brilhantes e escuros formados pelas sombras das nuvens e pelos feixes de luz dispersos pela atmosfera.

Os astrónomos que estudam a galáxia próxima IC 5063 estão fascinados por um efeito semelhante em imagens obtidas pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA. Neste caso, uma colecção de estreitos raios brilhantes e sombras escuras pode ser vista a irradiar do centro extremamente brilhante da galáxia activa.

Uma equipa de astrónomos, liderada por Peter Maksym do Centro Harvard & Smithsonian para Astrofísica, em Cambridge, no estado norte-americano de Massachusetts, rastreou os raios de volta ao núcleo da galáxia, a localização de um buraco negro super-massivo e activo. Um buraco negro é uma região densa e compacta do espaço que engole luz e matéria sob a força esmagadora da gravidade. O objecto monstruoso alimenta-se freneticamente de material em queda, produzindo um poderoso jacto de luz oriundo do gás super-aquecido na sua vizinhança.

Embora os investigadores tenham desenvolvido várias teorias plausíveis para o show de luzes, a ideia mais intrigante sugere que um anel interno em forma de tubo, ou toro, composto por material empoeirado em torno do buraco negro, está a lançar a sua sombra no espaço.

De acordo com o cenário proposto por Maksym, o disco de poeira em torno do buraco negro não bloqueia toda a luz. As lacunas no disco permitem que a luz irradie, criando raios brilhantes em forma de cone semelhantes a dedos de luz às vezes vistos ao pôr-do-Sol. No entanto, os raios em IC 5063 estão a ocorrer a uma escala muito maior, atingindo pelo menos 36.000 anos-luz.

Parte da luz atinge manchas densas no anel, provocando a sombra do anel no espaço. Estas sombras aparecem como formas escuras de dedos intercaladas com raios brilhantes. Estes feixes e sombras são visíveis porque o buraco negro e o seu anel estão inclinados para o lado em relação ao plano da galáxia. Este alinhamento permite que os feixes de luz se estendam para lá da galáxia.

Esta interacção de luz e sombra fornece uma visão única da distribuição do material que rodeia o buraco negro. Em algumas áreas, o material pode assemelhar-se a nuvens dispersas. Se esta interpretação estiver correta, as observações podem fornecer uma sonda indirecta da estrutura mosqueada do disco.

“Estou mais animado com a ideia da sombra do toro porque é um efeito muito giro que acho que não vimos antes em imagens, embora tenha sido teorizado,” disse Maksym. “Cientificamente, está a mostrar-nos algo que é difícil – geralmente impossível – de ver directamente. Sabemos que este fenómeno deve acontecer, mas, neste caso, podemos ver os efeitos por toda a galáxia. O saber mais sobre a geometria do toro terá implicações para qualquer um que esteja a tentar entender o comportamento dos buracos negros super-massivos e dos seus ambientes. À medida que uma galáxia evoluiu, é moldada pelo seu buraco negro central.”

O estudo do toro é importante porque canaliza material para o buraco negro. Se a interpretação da “sombra” estiver correta, os raios escuros fornecem evidências directas de que o disco em IC 5063 pode ser muito fino, o que explica porque é que a luz está a irradiar por toda a estrutura.

As observações de buracos negros semelhantes, pelo Observatório de raios-X Chandra da NASA, detectaram raios-X irradiados das aberturas no toro, tornando a estrutura uma espécie de queijo suíço. Os buracos podem ser provocados pela pressão aplicada no disco por forças internas, causando a sua deformação, disse Maksym. “É possível que a distorção crie lacunas grandes o suficiente para que parte da luz consiga brilhar para fora e, conforme o toro gira, feixes de luz podem varrer a galáxia como a luz de um farol num nevoeiro,” acrescentou.

Ciência cidadã fortuita

Embora esta galáxia seja estudada pelos astrónomos há décadas, foi necessária uma não-cientista para fazer a surpreendente descoberta. Judy Schmidt, artista e astrónoma amadora de Modesto, Califórnia, descobriu as sombras escuras quando reprocessou as exposições do Hubble em Dezembro de 2019. Schmidt rotineiramente vasculha o arquivo do Hubble em busca de observações interessantes que possa transformar em belas imagens. Ela partilha essas imagens no seu Twitter para os seus muitos seguidores, que incluem astrónomos como Maksyim.

Schmidt seleccionou as observações Hubble de IC 5063 do arquivo porque está interessada em galáxias que têm núcleos activos. As sombras em forma de cone não eram aparentes nas exposições originais, de modo que ficou surpreendida ao vê-las na sua imagem reprocessada. “Eu não tinha ideia de que estavam lá e, mesmo depois de a processar, continuei a perguntar-me se estava realmente a ver o que pensava que estava a ver,” disse.

Ela imediatamente publicou a imagem na sua conta do Twitter. “Era algo que eu nunca tinha visto antes, e mesmo que eu tivesse fortes suspeitas de que eram raios de sombra ou ‘raios crepusculares’, como Peter os apelidou, é fácil deixar a imaginação e o pensamento ansioso correrem soltos,” explicou. “Achei que se estivesse errada, alguém me corrigiria rapidamente.”

A imagem gerou uma animada discussão no Twitter entre os seus astrónomos seguidores, incluindo Maksym, que debateu a origem dos raios. Maksym já tinha analisado imagens Hubble dos jactos produzidos pelo buraco negro da galáxia. De modo que assumiu a liderança no estudo dos raios e na redacção de um artigo científico. O seu estudo é baseado em observações no infravermelho próximo feitas pelos instrumentos WFC3 (Wide Field Camera 3) e ACS (Advanced Camera for Surveys) do Hubble em Março e Novembro de 2019. A luz vermelha e no infravermelho próximo perfura a galáxia empoeirada para revelar os detalhes que podem estar envoltos em poeira.

Esta descoberta não teria sido possível sem a visão detalhada do Hubble. A galáxia também está relativamente perto, a apenas 156 milhões de anos-luz da Terra. “Imagens mais antigas obtidas por telescópios terrestres talvez mostrassem indícios deste tipo, mas a própria galáxia é uma tal ‘bagunça’ que nunca imaginaríamos que era isto que estava a acontecer sem o Hubble,” explicou Maksym. “O Hubble tem imagens nítidas, é sensível a coisas ténues e tem um campo de visão grande o suficiente para visualizar a galáxia inteira.”

Maksym espera continuar o seu estudo da galáxia para determinar se o seu cenário está correto. “Queremos continuar a investigar e será óptimo se outros cientistas tentarem testar também as nossas conclusões, com novas observações e modelos,” disse. “Este é um projecto que implora por novos dados porque levanta mais perguntas do que respostas.”

Os resultados da equipa foram publicados na revista The Astrophysical Journal Letters.

Astronomia On-line
27 de Novembro de 2020


4612: Avaliando a habitabilidade dos planetas em torno de anãs vermelhas velhas

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Impressão de artista da Estrela de Barnard e na inserção está a curva de raios-X.
Crédito: raios-X – NASA/CXC/Universidade do Colorado/K. France et al.; ilustração – NASA/CXC/M. Weiss

Os planetas que orbitam perto das estrelas mais abundantes e duradouras da nossa Via Láctea podem ser menos hospitaleiros para a vida do que se pensava.

Um novo estudo usando o Observatório de raios-X Chandra e o Telescópio Espacial Hubble da NASA examinou a anã vermelha chamada Estrela de Barnard, que tem mais ou menos 10 mil milhões de anos, mais do dobro da idade actual do Sol. As anãs vermelhas são muito mais frias e menos massivas do que o Sol, e espera-se que vivam muito mais tempo porque não consomem o seu combustível tão depressa. A Estrela de Barnard é uma das estrelas mais próximas, a uma distância de apenas 6 anos-luz.

As anãs vermelhas jovens, com idades inferiores a alguns milhares de milhões de anos, são conhecidas como fortes fontes de radiação altamente energética, incluindo rajadas de radiação ultravioleta e raios-X. No entanto, os cientistas sabem menos sobre quanta radiação prejudicial as anãs vermelhas emitem mais tarde nas suas vidas.

As novas observações concluíram que aproximadamente 25% do tempo, a Estrela de Barnard liberta proeminências escaldantes, que podem danificar a atmosfera dos planetas que orbitam perto. Embora o seu único planeta conhecido não tenha temperaturas habitáveis, este estudo acrescenta evidências de que as anãs vermelhas podem apresentar sérios desafios para a vida nos seus planetas.

“As anãs vermelhas são os tipos mais comuns de estrelas, e os seus tamanhos pequenos tornam-nas favoráveis para o estudo de planetas em órbita. Os astrónomos estão interessados em entender quais são as perspectivas de planetas habitáveis em torno das anãs vermelhas,” disse Kevin France, da Universidade do Colorado em Boulder, EUA, que liderou o estudo. “A Estrela de Barnard é um óptimo estudo de caso para aprender o que acontece em particular com as anãs vermelhas mais velhas.”

As observações da Estrela de Barnard com o Hubble, realizadas em Março de 2019 pela equipa de investigação, revelaram duas proeminências ultravioletas altamente energéticas, e as observações do Chandra em Junho de 2019 revelaram uma em raios-X. Ambas as observações duraram cerca de 7 horas.

“Caso estes instantâneos sejam representativos de quão activa é a Estrela de Barnard, então está a emitir uma grande quantidade de radiação prejudicial,” disse o co-autor Girish Duvvuri, também da Universidade do Colorado. “Esta quantidade de actividade é surpreendente para uma anã vermelha velha.”

A equipa então estudou o que estes resultados significam para planetas rochosos que orbitam na zona habitável – a zona onde a água líquida pode existir à superfície de um planeta – de uma anã vermelha como a Estrela de Barnard.

Qualquer atmosfera formada no início da história de um planeta na zona habitável provavelmente sofreu erosão devido à radiação altamente energética da estrela durante a sua juventude volátil. Mais tarde, no entanto, as atmosferas dos planetas podem regenerar-se à medida que a estrela se torna menos activa com a idade. Este processo de regeneração pode ocorrer por gases libertados por impactos de material sólido ou gases libertados por processos vulcânicos.

No entanto, a investida de proeminências poderosas como as aqui relatadas, ocorrendo repetidamente ao longo de centenas de milhões de anos, pode erodir qualquer atmosfera regenerada em planetas rochosos na zona habitável. Isto reduziria a hipótese destes mundos suportarem vida.

Devido a estas descobertas surpreendentes de proeminências, a equipa considerou outras possibilidades de vida em planetas que orbitam anãs vermelhas velhas como a Estrela de Barnard. Embora os planetas na zona habitável tradicional possam não ser capazes de manter a sua atmosfera devido ao clima estelar, os astrónomos podem estender as suas buscas por planetas a distâncias maiores da estrela hospedeira, onde as doses de radiação altamente energética são mais baixas. A estas distâncias maiores, é possível que o efeito estufa de gases que não o dióxido de carbono, como o hidrogénio, permita a existência de água líquida.

“É difícil dizer qual é a probabilidade de qualquer planeta, em qualquer sistema, ser habitável hoje ou no futuro,” disse Allison Youngblood da Universidade do Colorado. “A nossa investigação mostra um factor importante que precisa ser levado em conta na questão complicada da habitabilidade planetária.”

Os planetas para lá do nosso Sistema Solar são conhecidos como exoplanetas. Até agora foram confirmados mais de 4000 exoplanetas, e muitos orbitam anãs vermelhas. Entender o que torna os planetas habitáveis é do interesse dos cientistas no campo da astrobiologia, que estuda a origem da vida na Terra e onde pode existir no Sistema Solar e além.

A equipa está actualmente a estudar a radiação altamente energética de muitas outras anãs vermelhas para determinar se a Estrela de Barnard é típica.

“Pode acontecer que a maioria das anãs vermelhas seja hostil à vida,” disse o co-autor Tommi Koskinen, da Universidade do Arizona em Tucson. “Nesse caso, a conclusão pode ser que planetas em torno de estrelas mais massivas, como o nosso próprio Sol, podem ser o local ideal para procurar mundos habitados com a próxima geração de telescópios.”

A Estrela de Barnard tem 16% da massa do Sol e o seu planeta conhecido tem um massa três vezes a da Terra, orbitando a uma distância mais ou menos equivalente à separação Mercúrio-Sol.

O artigo que descreve estes resultados foi publicado dia 30 de Outubro de 2020 na revista The Astronomical Journal e está disponível online.

Astronomia On-line
6 de Novembro de 2020


4447: Espectacular animação de super-nova, pelo Hubble

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Animação que mostra o desvanecimento da super-nova SN2018gv, situada na galáxia NGC 2525, imagens estas obtidas pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA.
Crédito: ESA/Hubble e NASA, M. Kornmesser, M. Zamani, A. Riess e equipa SH0ES

O Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA rastreou a luz desvanecente de uma super-nova na galáxia espiral NGC 2525, localizada a 70 milhões de anos-luz de distância. Super-novas como esta podem ser usadas como “fitas métricas” cósmicas, permitindo que os astrónomos calculem a distância às suas galáxias. O Hubble capturou estas imagens como parte de uma das suas principais investigações, medindo o ritmo de expansão do Universo, o que pode ajudar a responder a questões fundamentais sobre a própria natureza do Universo.

A super-nova, formalmente conhecida como SN2018gv, foi detectada pela primeira vez em meados de Janeiro de 2018. O Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA começou a observar o grande brilho da super-nova em Fevereiro de 2018 como parte do programa de pesquisa liderado pelo investigador e laureado com o Prémio Nobel, Adam Riess do STScI (Space Telescope Science Institute) e da Universidade Johns Hopkins em Baltimore, EUA. As imagens do Hubble estão centradas na galáxia espiral barrada NGC 2525, que está localizada na constelação de Popa, no hemisfério sul.

A super-nova foi capturada pelo Hubble, em detalhes requintados, dentro desta galáxia na parte esquerda da imagem. Aparece como uma estrela muito brilhante localizada na orla externa de um dos seus belos braços espirais. Esta nova e única animação das imagens do Hubble, criada pela equipa do telescópio espacial, mostra a brilhante super-nova, inicialmente a ofuscar as estrelas mais brilhantes da galáxia, antes de desaparecer na obscuridade durante o ano de observações. Esta animação consiste de observações feitas ao longo de um ano, de Fevereiro de 2018 a Fevereiro de 2019.

“Nenhum fogo-de-artifício terrestre consegue competir com esta super-nova, capturada na sua glória desvanecente pelo Telescópio Espacial Hubble,” partilhou Reiss acerca da nova animação da explosão de super-nova em NGC 2525.

As super-novas são explosões poderosas que assinalam o fim da vida de uma estrela. O tipo de super-nova visto nestas imagens, conhecido como super-nova do Tipo Ia, origina de uma anã branca num sistema binário íntimo que acreta material da sua estrela companheira. Se a anã branca atinge uma massa crítica (1,44 vezes a massa do nosso Sol), o seu núcleo torna-se quente o suficiente para iniciar a fusão do carbono, desencadeando um processo termonuclear descontrolado que funde grandes quantidades de oxigénio e carbono em questão de segundos. A energia libertada dilacera a estrela numa explosão violenta, ejectando matéria a velocidades de até 6% da velocidade da luz e emitindo grandes quantidades de radiação. As super-novas do Tipo Ia atingem consistentemente um brilho máximo 5 mil milhões de vezes superior ao do Sol, antes de desaparecerem com o tempo.

Tendo em conta que as super-novas deste tipo produzem este brilho fixo, são ferramentas úteis para os astrónomos, conhecidas como “velas padrão”, que actuam como “fitas métricas” cósmicas. Conhecendo o brilho real da super-nova e observando o seu brilho aparente no céu, os astrónomos podem calcular a distância até estes grandes espectáculos e, portanto, a distância até às suas galáxias. Riess e a sua equipa combinaram as medições de distância das super-novas com distâncias calculadas usando estrelas variáveis conhecidas como variáveis cefeidas. As variáveis cefeidas pulsam em tamanho, provocando mudanças periódicas no brilho. Dado que este período está directamente relacionado com o brilho da estrela, os astrónomos podem calcular a sua distância; permitindo que actuem como outra vela padrão na escada de distâncias cósmicas.

Riess e a sua equipa estão interessados em medir com precisão a distância até estas galáxias, pois isso ajuda-nos a melhor restringir o ritmo de expansão do Universo, conhecido como constante de Hubble. Este valor explica o quão depressa o Universo está a crescer, dependendo da sua distância até nós, com galáxias mais distantes movendo-se mais rapidamente para longe de nós. Desde o seu lançamento, o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA ajudou a melhorar drasticamente a precisão da constante de Hubble. Os resultados do mesmo programa de observação liderado por Riess reduziram agora a incerteza da sua medição da constante de Hubble para uns sem precedentes 1,9%. Medições adicionais de NGC 2525 vão contribuir para o seu objectivo de reduzir a incerteza até 1%, identificando a velocidade com que o Universo está a expandir-se. Uma constante de Hubble mais precisa pode revelar pistas sobre a matéria escura invisível e sobre a misteriosa energia escura, responsável pela aceleração da expansão do Universo. Juntas, estas informações podem ajudar-nos a entender a história e o destino futuro do nosso Universo.

Também se sabe que um buraco negro super-massivo está à espreita no centro de NGC 2525. Quase todas as galáxias contêm um buraco negro super-massivo, que pode variar em massa de centenas de milhares a milhares de milhões de vezes a massa do Sol.

Astronomia On-line
6 de Outubro de 2020

 

 

4331: Novos dados do Hubble sugerem que falta um ingrediente nas teorias actuais da matéria escura

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Esta imagem pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA mostra o enxame galáctico massivo MACSJ 1206. Embebidas dentro do enxame estão imagens distorcidas de galáxias distante no plano de fundo, vistas como arcos e características desfocadas. Estas distorções são provocadas pela matéria escura no enxame, cuja gravidade curva e amplia a luz de galáxias mais longínquas, um efeito denominado lente gravitacional. Este fenómeno permite que os astrónomos estudem galáxias remotas que, de outra maneira, seriam demasiado ténues para observar.
Sobrepostas à imagem, concentrações a pequena escala de matéria escura (representadas nesta impressão de artista a azul). A matéria escura é a “cola” invisível que mantém estrelas juntas numa galáxia e constitui a maior parte da matéria no Universo. Estes halos azuis refletem o modo como a matéria escura do enxame galáctico está distribuída, revelada pelos novos resultados do Telescópio Espacial Hubble. Isto foi alcançado por uma equipa de astrónomos que media a quantidade de lentes gravitacionais.
Crédito: NASA, ESA, G. Caminha (Universidade de Groninga), M. Meneghetti (Observatório de Astrofísica e Ciência Espacial de Bolonha), P. Natarajan (Universidade de Yale), equipa CLASH e M. Kornmesser (ESA/Hubble)

Observações do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA e do VLT (Very Large Telescope) do ESO no Chile descobriram que algo pode estar a faltar às teorias de como a matéria escura se comporta. Este ingrediente ausente pode explicar a razão porque os investigadores descobriram uma discrepância inesperada entre observações de concentrações de matéria escura numa amostra de enxames de galáxias massivas e simulações teóricas de computador de como a matéria escura deve estar distribuída nos enxames. Os novos achados indicam que algumas concentrações em pequena escala de matéria escura produzem efeitos de lente que são 10 vezes mais fortes do que o esperado.

A matéria escura é a “cola” invisível que mantém estrelas, poeira e gás juntos numa galáxia. Esta substância misteriosa constitui a maior parte da massa de uma galáxia e forma a base da estrutura em grande escala do nosso Universo. Dado que a matéria escura não emite, absorve ou reflete luz, a sua presença só é conhecida por meio da sua atracção gravitacional sobre a matéria visível no espaço. Os astrónomos e físicos ainda estão a tentar definir o que é.

Os enxames galácticos, as estruturas mais massivas e recentemente “montadas” do Universo, são também os maiores repositórios de matéria escura. Os enxames são compostos de membros individuais mantidos juntos em grande parte pela gravidade da matéria escura.

“Os enxames de galáxias são laboratórios ideais para estudar se as simulações numéricas do Universo, actualmente disponíveis, reproduzem bem o que podemos inferir das lentes gravitacionais,” disse Massimo Meneghetti do INAF – Observatório de Astrofísica e Ciência Espacial de Bolonha, Itália, autor principal do estudo.

“Fizemos muitos testes com os dados deste estudo, e temos a certeza de que esta incompatibilidade indica que algum ingrediente físico está a faltar nas simulações ou no nosso entendimento da natureza da matéria escura,” acrescentou Meneghetti.

“Há uma característica do Universo real que simplesmente não estamos a capturar nos nossos modelos teóricos actuais” acrescentou Priyamvada Natarajan, da Universidade de Yale em Connecticut, EUA, uma das teóricas seniores da equipa. “Isto pode sinalizar uma lacuna na nossa compreensão actual da natureza da matéria escura e das suas propriedades, já que estes dados primorosos permitiram-nos sondar a distribuição detalhada da matéria escura às escalas mais pequenas.”

A distribuição da matéria escura em enxames é mapeada medindo a curvatura da luz – o efeito de lente gravitacional – que produzem. A gravidade da matéria escura concentrada em enxames amplia e distorce a luz de objectos de fundo distantes. Este efeito produz distorções nas formas das galáxias de fundo que aparecem nas imagens dos enxames. As lentes gravitacionais também podem frequentemente produzir imagens múltiplas da mesma galáxia distante.

Quanto maior a concentração de matéria escura num enxame, mais dramático será o seu efeito de distorção da luz. A presença de aglomerados de matéria escura em menor escala, associados a galáxias individuais dos enxames, aumenta o nível de distorções. Em certo sentido, o enxame galáctico actua como uma lente de grande escala que possui muitas lentes mais pequenas embutidas.

As imagens nítidas do Hubble foram obtidas pela WFC3 (Wide Field Camera 3) e pela ACS (Advanced Camera for Surveys). Juntamente com os espectros do VLT do ESO, a equipa produziu um mapa de matéria escura preciso e de alta fidelidade. Ao medir as distorções das lentes, os astrónomos puderam rastrear a quantidade e distribuição da matéria escura. Os três enxames de galáxias estudados, MACS J1206.2-0847, MACS J0416.1-2403 e Abell S1063, faziam parte de dois levantamentos do Hubble: o programa Frontier Fields e o programa CLASH (Cluster Lensing And Supernova survey with Hubble).

Para surpresa da equipa, além dos arcos dramáticos e características alongadas de galáxias distantes produzidas pelas lentes gravitacionais de cada enxame, as imagens do Hubble também revelaram um número inesperado de arcos de menor escala e imagens distorcidas aninhadas perto do núcleo de cada enxame, onde as galáxias mais massivas residem. Os investigadores pensam que as lentes aninhadas são produzidas pela gravidade de concentrações densas de matéria dentro de cada galáxia individual dos enxames. Observações espectroscópicas subsequentes mediram a velocidade das estrelas em órbita de várias galáxias dos enxames para determinar as suas massas.

“Os dados do Hubble e do VLT forneceram uma sinergia excelente,” partilhou o membro da equipa Piero Rosati da Università degli Studi di Ferrara em Itália, que liderou a campanha espectroscópica. “Fomos capazes de associar as galáxias a cada enxame e de estimar as suas distâncias.”

“A velocidade das estrelas deu-nos uma estimativa da massa de cada galáxia individual, incluindo a quantidade de matéria escura,” acrescentou o membro da equipa Pietro Bergamini do INAF – Observatório de Astrofísica e Ciência Espacial em Bolonha, Itália.

Combinando imagens do Hubble e espectroscopia do VLT, os astrónomos conseguiram identificar dezenas de galáxias de fundo com múltiplas imagens e lentes. Isto permitiu que “montassem” um mapa bem calibrado e de alta resolução da distribuição de massa da matéria escura em cada enxame.

A equipa comparou os mapas de matéria escura com amostras simuladas de enxames de galáxias com massas semelhantes, localizados aproximadamente às mesmas distâncias. Os enxames no modelo de computador não mostraram nenhum nível de concentração de matéria escura às escalas mais pequenas – as escalas associadas a galáxias individuais dos enxames.

“Os resultados destas análises demonstram ainda mais como as observações e simulações numéricas andam de mãos dadas,” disse Elena Rasia, membro da equipa e do INAF – Observatório Astronómico de Trieste, Itália.

“Com simulações cosmológicas avançadas, podemos igualar a qualidade das observações analisadas no nosso artigo, permitindo comparações detalhadas como nunca antes,” acrescentou Stefano Borgani da Università degli Studi di Trieste, Itália.

Os astrónomos, incluindo os desta equipa, esperam continuar a investigar a matéria escura e os seus mistérios para finalmente descobrir a sua natureza.

Astronomia On-line
15 de Setembro de 2020

 

 

4223: Hubble fotografa o Cometa NEOWISE

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

O Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA capturou as imagens mais detalhadas até agora do mais recente visitante astronómico a chegar às manchetes dos jornais, o Cometa C/2020 F3 NEOWISE, depois de passar pelo Sol. Esta imagem a cores do cometa foi obtida no dia 8 de Agosto de 2020.
As duas estruturas que aparecem nos lados esquerdo e direito do centro do cometa são jactos de gelo sublimado por baixo da superfície do núcleo, com a poeira e gás resultantes libertados a alta velocidade. Os jactos emergem como estruturas cónicas e depois distorcem-se como uma ventoinha devido à rotação do núcleo do cometa.
Crédito: NASA, ESA, Q. Zhang (Instituto de Tecnologia da Califórnia), A. Pagan (STScI)

O Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA capturou as imagens mais detalhadas até agora do mais recente visitante astronómico a chegar às manchetes dos jornais, o Cometa C/2020 F3 NEOWISE, depois de passar pelo Sol. As novas imagens foram obtidas no dia 8 de Agosto e mostram a cabeleira do visitante, a fina concha que envolve o seu núcleo, e o seu fluxo empoeirado.

O Cometa NEOWISE é o cometa mais brilhante visível a partir do hemisfério norte desde o Cometa Hale-Bopp de 1997. Estima-se que esteja a viajar a mais de 60 km/s. A maior aproximação do cometa ao Sol teve lugar no dia 3 de Julho e agora está a voltar para os confins do Sistema Solar, só passando novamente pela nossa vizinhança planetária daqui a 7000 anos.

A observação do NEOWISE é a primeira vez que um cometa com este brilho foi fotografado em alta resolução após a sua passagem pelo Sol. Tentativas anteriores de fotografar outros cometas brilhantes (como o cometa ATLAS) não tiveram sucesso, pois desintegraram-se devido ao calor escaldante do Sol.

Os cometas frequentemente quebram-se devido aos stresses térmicos e gravitacionais destes encontros próximos, mas a visão do Hubble sugere que o núcleo sólido do NEOWISE permaneceu intacto. Este coração do cometa é demasiado pequeno para ser visto directamente pelo Hubble. A bola de gelo pode não ter mais do que 4,8 km de diâmetro. Mas a imagem do Hubble captura uma parte da vasta nuvem de gás e poeira que envolve o núcleo, que mede cerca de 18.000 quilómetros nesta imagem.

A observação do Hubble também resolve um par de jactos do núcleo disparados em direcções opostas. Emergem do núcleo do cometa como cones de poeira e gás e, em seguida, são curvados em estruturas semelhantes a uma ventoinha pela rotação do núcleo. Os jactos são o resultado da sublimação do gelo por baixo da superfície com a poeira/gás resultante sendo expelidos a alta velocidade.

As fotos do Hubble também podem ajudar a revelar a cor da poeira do cometa e como essa cor muda à medida que o objecto se afasta do Sol. Isto, por sua vez, pode explicar como o calor do Sol afecta o conteúdo e a estrutura dessa poeira da cabeleira do cometa. O objectivo final aqui seria a determinação das propriedades originais da poeira. Os investigadores que usaram o Hubble para observar o cometa estão a investigar ainda mais os dados para ver o que conseguem encontrar.

O Hubble capturou outros visitantes cometários conhecidos durante o último ano. Isto inclui fotografar a fragmentação do cometa ATLAS em Abril de 2020 e imagens impressionantes do cometa interestelar 2I BORISOV em Outubro de 2019 e Dezembro de 2019.

Astronomia On-line
25 de Agosto de 2020

 

 

4187: Hubble ajuda a resolver o mistério do escurecimento de Betelgeuse

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Novas observações do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA sugerem que o escurecimento inesperado da estrela super-gigante Betelgeuse foi provavelmente provocado por uma imensa quantidade de material quente ejectado para o espaço, formando uma nuvem de poeira que bloqueou a luz estelar proveniente da superfície de Betelgeuse.
Esta impressão de artista foi criada usando uma imagem de Betelgeuse obtida no final de 2019, obtida com o instrumento SPHERE acoplado ao VLT (Very Large Telescope) do ESO.
Crédito: ESO, ESA/Hubble, M. Kornmesser

Novas observações do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA sugerem que o escurecimento inesperado da estrela super-gigante Betelgeuse foi provavelmente provocado por uma imensa quantidade de material quente ejectado para o espaço, formando uma nuvem de poeira que bloqueou a luz estelar proveniente da superfície de Betelgeuse.

Betelgeuse é uma estrela super-gigante vermelha envelhecida que aumentou de tamanho como resultado de mudanças evolutivas complexas nos processos de fusão nuclear no seu núcleo. A estrela é tão grande que se substituíssemos o Sol no centro do nosso Sistema Solar, a sua superfície externa estender-se-ia para lá da órbita de Júpiter. O fenómeno sem precedentes do grande escurecimento de Betelgeuse, eventualmente perceptível até mesmo a olho nu, começou em Outubro de 2019. Em meados de Fevereiro de 2020, o brilho desta estrela monstruosa tinha caído por mais de um factor de três.

Este escurecimento repentino confundiu os astrónomos, que procuraram desenvolver teorias para explicar a mudança abrupta. Graças às novas observações do Hubble, uma equipa de investigadores sugere agora que se formou uma nuvem de poeira quando o plasma super-quente foi libertado de uma ressurgência de uma grande célula de convecção na superfície da estrela e passou pela atmosfera quente para as camadas externas mais frias, onde arrefeceu e formou poeira. A nuvem resultante bloqueou a luz de aproximadamente um-quarto da superfície da estrela, começando no final de 2019. Em Abril de 2020, a estrela havia regressado ao seu brilho normal.

Vários meses de observações espectroscópicas no ultravioleta de Betelgeuse pelo Hubble, começando em Janeiro de 2019, produziram uma linha temporal perspicaz que levou ao escurecimento da estrela. Estas observações forneceram novas e importantes pistas para o mecanismo por trás da queda de brilho. O Hubble viu um material denso e aquecido movendo-se pela atmosfera da estrela em Setembro, Outubro e Novembro de 2019. Então, em Dezembro, vários telescópios terrestres observaram a estrela a diminuir de brilho no seu hemisfério sul.

“Com o Hubble, vimos o material à medida que deixava a superfície visível da estrela e se movia pela atmosfera, antes de formar poeira que fez a estrela parecer ficar mais escura,” disse Andrea Dupree, directora associada do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica. “Pudemos ver o efeito de uma região densa e quente, na parte sudeste da estrela, movendo-se para fora.”

“Este material era duas a quatro vezes mais luminoso do que o brilho normal da estrela,” continuou. “E então, cerca de um mês depois, o hemisfério sul de Betelgeuse escureceu visivelmente à medida que estrela ficava mais fraca. Pensamos que é possível que uma nuvem escura tenha resultado do fluxo que o Hubble detectou. Apenas o Hubble nos dá esta evidência do que levou ao escurecimento.”

A equipa começou a usar o Hubble no início do ano passado para analisar a estrela massiva. As suas observações fazem parte de um estudo do Hubble de três anos para monitorizar variações na atmosfera externa da estrela. A sensibilidade do telescópio à radiação ultravioleta permitiu aos investigadores analisar as camadas acima da superfície da estrela, que são tão quentes que emitem principalmente na região ultravioleta do espectro e não são vistas no visível. Estas camadas são aquecidas parcialmente pelas turbulentas células de convecção da estrela que borbulham para a superfície.

“A resolução espacial de uma superfície estelar só é possível em casos favoráveis e apenas com o melhor equipamento disponível,” disse Klaus Strassmeier, do Instituto Leibniz para Astrofísica em Potsdam, Alemanha. “Nesse sentido, Betelgeuse e o Hubble foram feitos um para o outro.”

Os espectros do Hubble, obtidos no início e no final de 2019 e em 2020, sondaram a atmosfera externa da estrela medindo linhas espectrais do magnésio ionizado. De Setembro a Novembro de 2019, os investigadores mediram material que passava da superfície da estrela para a sua atmosfera externa. Este material quente e denso continuou a viajar além da superfície visível de Betelgeuse, alcançando milhões de quilómetros da estrela. A essa distância, o material arrefeceu o suficiente para formar poeira, disseram os cientistas.

Esta interpretação é consistente com as observações no ultravioleta do Hubble em Fevereiro de 2020, que mostraram que o comportamento da atmosfera externa da estrela voltou ao normal, embora no visível ainda estava mais ténue.

Embora Dupree não saiba a causa do surto, pensa que foi auxiliado pelo ciclo de pulsação da estrela, que continuou normalmente durante o evento, conforme registado por observações no visível. Strassmeier usou um telescópio automatizado do Instituto Leibniz para Astrofísica chamado STELLA (STELLar Activity) para medir as mudanças na velocidade do gás na superfície da estrela à medida que subia e descia durante o ciclo de pulsação. A estrela estava a expandir-se no seu ciclo ao mesmo tempo que a célula convectiva ressurgia. A pulsação ondulando para fora de Betelgeuse pode ter ajudado a impulsionar o plasma que fluía pela atmosfera.

A super-gigante vermelha está destinada a terminar a sua vida numa explosão de super-nova e alguns astrónomos acham que o escurecimento repentino pode ser um evento pré-super-nova. A estrela está relativamente perto, a cerca de 725 anos-luz de distância, de modo que o evento de escurecimento teria acontecido por volta do ano 1300, já que a sua luz está agora a alcançar a Terra.

Dupree e seus colaboradores terão outra chance de observar a estrela com o Hubble no final de Agosto ou início de Setembro. De momento, Betelgeuse encontra-se no céu diurno, demasiado perto do Sol para observações com o Hubble.

Astronomia On-line
18 de Agosto de 2020