3536: Hubble encontra as melhores evidências de um elusivo buraco negro de massa intermédia

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Esta impressão de artista ilustra uma estrela sendo dilacerada por um buraco negro de massa intermédia, rodeado por um disco de acreção. Este fino disco giratório de material consiste dos remanescentes de uma estrela que foi despedaçada pela forças de maré do buraco negro.
Crédito: ESA/Hubble, M. Kornmesser

Novos dados do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA forneceram as evidências mais fortes até agora para buracos negros de tamanho intermédio no Universo. O Hubble confirma que este buraco negro de massa intermédia mora dentro de um denso enxame de estrelas.

Os buracos negros de massa intermédia (BNMIs) são um “elo perdido” há muito procurado na evolução dos buracos negros. Até à data já foram encontrados alguns candidatos a BNMI. São mais pequenos do que os buracos negros super-massivos que se encontram nos núcleos de galáxias grandes, mas maiores do que os buracos negros de massa estelar formados pelo colapso de estrelas massivas. Este novo buraco negro tem mais de 50.000 vezes a massa do Sol.

Os BNMIs são difíceis de encontrar. “Os buracos negros de massa intermédia são objectos muito esquivos e, portanto, é fundamental considerar e descartar cuidadosamente explicações alternativas para cada candidato. Foi isso que o Hubble nos permitiu fazer ao nosso candidato,” disse Dacheng Lin, da Universidade de New Hampshire, autor principal do estudo.

Lin e a sua equipa usaram o Hubble para seguir pistas do Observatório de raios-X Chandra da NASA e do XMM-Newton da ESA, que transporta três telescópios de raios-X e um monitor óptico para fazer exposições longas e ininterruptas, fornecendo observações altamente sensíveis.

“A adição de mais observações de raios-X permitiu-nos compreender a produção total de energia,” disse Natalie Webb, membro da equipa, da Universidade de Toulouse na França. “Isto ajuda-nos a entender o tipo estelar que foi interrompido pelo buraco negro.”

Em 2006, estes satélites de alta energia detectaram uma poderosa explosão de raios-X, mas não ficou claro se tinha origem de dentro ou de fora da nossa Galáxia. Os investigadores atribuíram-na a uma estrela sendo despedaçada depois de chegar muito perto de um objecto compacto e gravitacionalmente poderoso, como um buraco negro.

Surpreendentemente, a fonte de raios-X, de nome 3XMM J215022.4−055108, não estava localizada no centro de uma galáxia, onde os buracos negros massivos geralmente residem. Isto levantou esperanças de que o culpado era um BNMI, mas primeiro outra possível fonte do surto de raios-X tinha que ser descartada: uma estrela de neutrões na nossa própria Via Láctea, arrefecendo depois de ser aquecida a uma temperatura muito alta. As estrelas de neutrões são os remanescentes extremamente densos de uma estrela que explodiu.

O Hubble foi apontado para a fonte de raios-X a fim de resolver a sua localização precisa. Imagens profundas e de alta resolução confirmaram que os raios-X emanavam não de uma fonte isolada na nossa Galáxia, mas sim de um enxame estelar distante e denso nos arredores de outra galáxia – exactamente o tipo de lugar onde os astrónomos esperavam encontrar evidências de BNMIs. Pesquisas anteriores do Hubble mostraram que quanto mais massiva a galáxia, mais massivo é o seu buraco negro. Portanto, este novo resultado sugere que o enxame de estrelas que abriga 3XMM J215022.4−055108 pode ser o núcleo despojado de uma galáxia anã de massa mais baixa que foi gravitacionalmente destruída pelas suas interacções íntimas com a sua galáxia hospedeira maior.

Os BNMIs têm sido particularmente difíceis de encontrar porque são mais pequenos e menos activos do que os buracos negros super-massivos; não têm fontes de combustível prontamente disponíveis, nem uma atracção gravitacional forte o suficiente para atrair constantemente estrelas e outro material cósmico e produzir brilho em raios-X. Os astrónomos, portanto, precisam de avistar um BNMI em flagrante, no ato relativamente raro de devorar uma estrela. Lin e colegas vasculharam o arquivo de dados do XMM-Newton, procurando entre centenas de milhares de fontes, a fim de encontrar evidências fortes deste candidato a BNMI. Uma vez encontrado, o brilho dos raios-X da estrela devorada permitiu aos astrónomos estimar a massa do buraco negro.

A confirmação de um BNMI abre a porta à possibilidade de que muito mais se escondam no escuro, à espera de serem denunciados por uma estrela que passe demasiado perto. Lin planeia continuar este meticuloso trabalho de detective, usando os métodos que a sua equipa provou serem bem-sucedidos.

“O estudo da origem e da evolução dos buracos negros de massa intermédia dará finalmente uma resposta sobre como os buracos negros super-massivos que encontramos nos centros das galáxias massivas surgiram,” acrescentou Webb.

Os buracos negros são dos ambientes mais extremos que os humanos conhecem e, portanto, são um campo de teste para as leis da física e para a nossa compreensão de como o Universo funciona. Será que os buracos negros super-massivos crescem a partir de BNMIs? Como é que os BNMIs, propriamente ditos, se formam? Os enxames de estrelas são a sua casa favorita? Com uma conclusão confiante de um mistério, Lin e outros astrónomos apercebem-se que têm muitas outras questões interessantes a perseguir.

Astronomia On-line
3 de Abril de 2020

 

spacenews

 

Tsunamis de quasares “rasgam” galáxias

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Esta é uma ilustração de uma galáxia distante com um quasar activo no seu centro. Um quasar emite quantidades excepcionalmente grandes de energia geradas por um buraco negro super-massivo alimentado por material em queda. Usando as capacidades únicas do Telescópio Espacial Hubble, os astrónomos descobriram que a escaldante pressão de radiação da vizinhança do buraco negro empurra material para longe do centro da galáxia a uma fracção da velocidade da luz. Os “ventos quasar” expelem centenas de massas solares de material por ano. Isto afecta toda a galáxia, pois o material atravessa o gás e poeira circundante.
Crédito: NASA, ESA e J. Olmsted (STScI)

Usando as capacidades únicas do Telescópio Espacial Hubble da NASA, uma equipa de astrónomos descobriu os fluxos mais energéticos alguma vez vistos no Universo. São emanados por quasares e atravessam o espaço interestelar como tsunamis, causando estragos nas galáxias onde vivem.

Os quasares são objectos celestes extremamente remotos, emitindo quantidades excepcionalmente grandes de energia. Os quasares contêm buracos negros super-massivos alimentados por matéria em queda que pode brilhar 1000 vezes mais do que as galáxias hospedeiras com centenas de milhares de milhões de estrelas.

À medida que o buraco negro devora matéria, o gás quente envolve e emite radiação intensa, criando o quasar. Os ventos, impulsionados pela pressão da radiação nas proximidades do buraco negro, empurram o material para longe do centro da galáxia. Estes fluxos aceleram para velocidades de tirar o fôlego, a uma fracção da velocidade da luz.

“Nenhum outro fenómeno transporta mais energia mecânica. Ao longo da vida útil de 10 milhões de anos, estes fluxos produzem um milhão de vezes mais energia do que uma explosão de raios-gama,” explicou o investigador principal Nahum Arav, da Virginia Tech em Blacksburg, EUA. “Os ventos estão a empurrar centenas de massas solares cada ano. A quantidade de energia mecânica que estes fluxos transportam é várias centenas de vezes maior do que a luminosidade de toda a Via Láctea.”

Os ventos do quasar atravessam o disco da galáxia. O material que de outra forma teria formado novas estrelas é violentamente varrido da galáxia, provocando a interrupção do nascimento estelar. A radiação empurra o gás e a poeira para distâncias muito maiores do que os cientistas pensavam anteriormente, criando um evento a nível galáctico.

À medida que este tsunami cósmico atinge o material interestelar, a temperatura na frente de choque atinge milhares de milhões de graus, onde o material brilha em grande parte como raios-X, mas também amplamente no espectro visível. Qualquer pessoa que assista a este evento verá um brilhante espectáculo celeste. “Receberíamos muita radiação, primeiro em raios-X e raios-gama, depois estendida para o visível e para o infravermelho,” disse Arav. “Teríamos um ‘show’ enorme de luz – como árvores de Natal espalhadas por toda a galáxia.”

As simulações numéricas da evolução da galáxia sugerem que estes fluxos podem explicar alguns enigmas cosmológicos importantes, como porque é que os astrónomos observam tão poucas galáxias grandes no Universo e porque é que há uma relação entre a massa da galáxia e a massa do seu buraco negro central. Este estudo mostra que estes poderosos fluxos de quasar devem prevalecer no Universo primitivo.

“Tanto teóricos quanto observadores sabem há décadas que existe algum processo físico que interrompe a formação estelar em galáxias massivas, mas a natureza desse processo tem permanecido um mistério. A colocação dos fluxos observados nas nossas simulações resolve estes problemas pendentes na evolução galáctica,” explicou o eminente cosmólogo Jeremiah P. Ostriker da Universidade Columbia em Nova Iorque e da Universidade de Princeton em Nova Jersey.

Os astrónomos estudaram 13 fluxos de quasar e foram capazes de medir a velocidade vertiginosa do gás acelerado pelo vento quasar observando as “impressões digitais” espectrais da luz do gás brilhante. Os dados ultravioleta do Hubble mostram que estas características de absorção de luz, criadas a partir de material ao longo do percurso da luz, foram desviadas espectralmente devido ao rápido movimento do gás pelo espaço. Isto deve-se ao efeito Doppler, onde o movimento de um objecto comprime ou estica os comprimentos de onda, dependendo se se está a aproximar ou a afastar-se de nós. Somente o Hubble possui a gama específica de sensibilidade ultravioleta que permite aos astrónomos obter as observações necessárias que levam a esta descoberta.

Além de medir os quasares mais energéticos alguma vez observados, a equipa também descobriu um fluxo acelerando mais depressa do que qualquer outro. Aumentou de quase 69 milhões de quilómetros por hora para aproximadamente 74 milhões de quilómetros por hora ao longo de um período de três anos. Os cientistas pensam que a sua aceleração vai continuar a aumentar com o tempo.

“As observações ultravioletas do Hubble permitem-nos acompanhar toda a gama de produção energética dos quasares, do gás mais frio ao extremamente quente e altamente ionizado nos ventos mais fortes,” acrescentou Gerard Kriss, membro da equipa e do STScI (Space Telescope Science Institute) em Baltimore, no estado norte-americano de Maryland. “Isto só era antes visível com observações de raios-X muito mais difíceis. Estes poderosos fluxos podem fornecer novas ideias sobre a ligação entre o crescimento de um buraco negro super-massivo central e o desenvolvimento de toda a sua galáxia hospedeira.”

A equipa também inclui o estudante Xinfeng Xu e o investigador de pós-doutoramento Timothy Miller, ambos de Virginia Tech, bem como Rachel Plesha, do STScI. As descobertas foram publicadas numa série de seis artigos científicos na edição de Março de 2020 da revista The Astrophysical Journal Supplements.

Astronomia On-line
3 de Abril de 2020

 

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3496: Astrónomos usam bolor para mapear as maiores estruturas do Universo

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Os astrónomos desenvolveram um algoritmo de computador, inspirado pelo comportamento do mofo limoso, e testaram-no contra uma simulação de computador do crescimento de filamentos de matéria escura no Universo. Os cientistas então aplicaram o algoritmo de bolor limoso aos dados contendo as localizações de mais de 37.000 galáxias mapeadas pelo SDSS (Sloan Digital Sky Survey). O algoritmo produziu um mapa tridimensional da estrutura da teia cósmica subjacente.
Seguidamente, analisaram a luz de 350 quasares distantes catalogados no Arquivo Espectroscópico do Legado Hubble. Estas distantes lanternas cósmicas são os brilhantes núcleos alimentados a buracos negros de galáxias activas, cuja luz brilha através do espaço e através da teia cósmica em primeiro plano.
Crédito: NASA, ESA e J. Burchett e O. Elek (UC Santa Cruz)

O comportamento de uma das criaturas mais humildes da natureza e dados de arquivo do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA estão a ajudar os astrónomos a estudar as maiores estruturas do Universo.

O organismo unicelular conhecido como mofo limoso (Physarum polycephalum) constrói redes filamentosas complexas semelhantes a teias em busca de alimentos, sempre encontrando percursos quase óptimos para ligar locais diferentes.

Ao moldar o Universo, a gravidade constrói uma vasta estrutura filamentar em forma de teia de aranha, ligando galáxias e enxames de galáxias ao longo de pontes invisíveis de gás e matéria escura com centenas de milhões de anos-luz de comprimento. Há uma estranha semelhança entre as duas redes, uma produzida pela evolução biológica e a outra pela força primordial da gravidade.

A teia cósmica é a espinha dorsal em larga escala do cosmos, consistindo principalmente de matéria escura entrelaçada com gás, sobre a qual as galáxias são construídas. Embora não possamos ver a matéria escura, constitui a maior parte do material do Universo. Os astrónomos tiveram dificuldade em encontrar estas teias elusivas porque o gás no seu interior é demasiado ténue para ser detectado.

A existência de uma estrutura semelhante a uma teia de aranha, para o Universo, foi sugerida pela primeira vez em levantamentos galácticos na década de 1980. Desde esses estudos, a grande escala desta estrutura filamentar foi revelada por levantamentos subsequentes do céu. Os filamentos formam as fronteiras entre grandes vazios no Universo. Agora, uma equipa de investigadores recorreu ao bolor limoso para os ajudar a construir um mapa dos filamentos do Universo local (até 100 milhões de anos-luz da Terra) e a encontrar o gás no seu interior.

Desenvolveram um algoritmo de computador, inspirado pelo comportamento do mofo limoso, e testaram-no contra uma simulação de computador do crescimento de filamentos de matéria escura do Universo. Um algoritmo de computador é essencialmente uma receita que informa o computador exactamente quais as etapas a serem seguidas para resolver um problema.

Os cientistas então aplicaram o algoritmo de bolor limoso aos dados contendo as localizações de mais de 37.000 galáxias mapeadas pelo SDSS (Sloan Digital Sky Survey). O algoritmo produziu um mapa tridimensional da estrutura da teia cósmica subjacente.

Seguidamente, analisaram a luz de 350 quasares distantes catalogados no Arquivo Espectroscópico do Legado Hubble. Estas distantes lanternas cósmicas são os brilhantes núcleos alimentados a buracos negros de galáxias activas, cuja luz brilha através do espaço e através da teia cósmica em primeiro plano. Impressa nessa luz estava a assinatura reveladora do hidrogénio gasoso invisível que a equipa analisou em pontos específicos ao longo dos filamentos. Estes locais-alvo estão longe das galáxias, o que permitiu à equipa de investigação vincular o gás à estrutura de larga escala do Universo.

“É realmente fascinante que uma das formas mais simples de vida realmente permita desvendar mais sobre as estruturas de maior escala do Universo,” disse o investigador Joseph Burchett, da Universidade da Califórnia, EUA. “Usando a simulação de mofo limoso para encontrar a localização dos filamentos da teia cósmica, incluindo aqueles longe das galáxias, pudemos usar dados de arquivo do Telescópio Espacial Hubble para detectar e determinar a densidade do gás frio nos arredores desses filamentos invisíveis. Os cientistas detectam assinaturas deste gás há mais de meio século e agora provámos a expectativa teórica de que este gás compreende a teia cósmica.”

O levantamento ainda valida investigações que indicam que o gás intergaláctico está organizado em filamentos e também revela a que distância das galáxias o gás é detectado. Os membros da equipa ficaram surpresos ao encontrar gás associado aos filamentos da teia cósmica a mais de 10 milhões de anos-luz das galáxias.

Mas essa não foi a única surpresa. Também descobriram que a assinatura ultravioleta do gás fica mais forte nas regiões mais densas dos filamentos, mas que depois desaparece. “Achamos que esta descoberta nos diz mais sobre as interacções violentas que as galáxias têm nas regiões densas do meio intergaláctico, onde o gás se torna demasiado quente para detectar,” explicou Burchett.

Os cientistas voltaram-se para as simulações de bolor limoso quando procuravam uma maneira de visualizar a ligação teorizada entre a estrutura da teia cósmica e o gás frio, detectado em estudos espectroscópicos anteriores do Hubble.

Oskar Elek, na altura membro da equipa e cientista da computação na Universidade da Califórnia em Santa Cruz, descobriu online o trabalho de Sage Jenson, artista de Berlim. Entre os trabalhos de Jenson, visualizações artísticas fascinantes que mostram o crescimento de uma rede de bolor, parecida com tentáculos, movendo-se de uma fonte de alimento para outra. A arte de Jenson baseou-se no trabalho científico de 2010 de Jeff Jones, da Universidade do Oeste da Inglaterra, em Bristol, que detalhou um algoritmo para simular o crescimento destes organismos unicelulares.

A equipa de investigação foi inspirada pelo modo como o mofo limoso constrói filamentos complexos para capturar novos alimentos e como este mapeamento podia ser aplicado à forma como a gravidade molda o Universo, à medida que a teia cósmica constrói os filamentos entre galáxias e enxames de galáxias. Com base na simulação descrita no artigo de Jones, Elek desenvolveu um modelo tridimensional do crescimento do bolor para estimar a localização da estrutura filamentar da teia cósmica.

Esta análise da teia cósmica no Universo local também encaixa com observações publicadas no outono passado na revista Science da estrutura filamentar do Universo muito mais distante, a cerca de 12 mil milhões de anos-luz da Terra, perto do início do Universo. Nesse estudo, os astrónomos analisaram a luz energética de um jovem enxame de galáxias iluminando os filamentos de hidrogénio gasoso que as ligam.

Astronomia On-line
13 de Março de 2020

 

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“Lupas” cósmicas fornecem medição da expansão do Universo

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Cada uma destas imagens obtidas pelo Telescópio Espacial Hubble revela quatro imagens distorcidas de um quasar de fundo em redor do núcleo central de uma galáxia massiva no plano da frente.
As múltiplas imagens do quasar foram produzidas pela gravidade da galáxia no plano da frente, que actua como uma lupa cósmica distorcendo a luz do quasar num efeito chamado lente gravitacional. Os quasares são “holofotes” cósmicos distantes produzidos por buracos negros activos.
As imagens do Hubble foram obtidas entre 2003 e 2004 com o instrumento ACS (Advanced Camera for Surveys).
Crédito: NASA, ESA, S. H. Suyu (Instituto Max Planck para Astrofísica, Universidade Técnica de Munique e Instituto de Astronomia e Astrofísica da Academia Sinica) e K. C. Wong (Instituto Kavli para Física e Matemática do Universo da Universidade de Tóquio)

Uma equipa de astrónomos usou o Telescópio Espacial Hubble para medir o ritmo de expansão do Universo usando uma técnica que é completamente independente de qualquer método anterior.

A determinação do valor exacto da rapidez com que o Universo se expande é importante para a determinação da idade, tamanho e destino do cosmos. Resolver este mistério tem sido um dos maiores desafios da astrofísica dos últimos anos. O novo estudo acrescenta evidências à ideia de que novas teorias podem ser necessárias para explicar o que os cientistas estão a descobrir.

O resultado dos cientistas reforça ainda mais uma discrepância preocupante entre o ritmo de expansão, de nome Constante de Hubble, calculada a partir de medições do Universo local e o ritmo previsto pela radiação de fundo no Universo inicial, um tempo antes da existência das estrelas e galáxias.

Este valor mais recente representa a medição mais precisa, até ao momento, usando o método de lentes gravitacionais, em que a gravidade de uma galáxia em primeiro plano actua como uma lupa gigante, ampliando e distorcendo a luz de objectos de fundo. Este estudo mais recente não se baseou na técnica tradicional da “escada de distâncias cósmicas” para medir distâncias precisas de galáxias usando vários tipos de estrelas como “marcadores”. Em vez disso, os investigadores empregaram a física exótica das lentes gravitacionais para calcular o ritmo de expansão do Universo.

A equipa de astronomia que fez as novas medições da Constante de Hubble chama-se H0LiCOW (H0 Lenses in COSMOGRAIL’s Wellspring). COSMOSGRAIL é o acrónimo de “Cosmological Monitoring of Gravitational Lenses”, um grande projeto internacional cujo objectivo é monitorizar lentes gravitacionais. “Wellspring” refere-se ao suprimento abundante de sistemas de quasares sob o efeito de lentes gravitacionais.

A equipa de investigação derivou o valor H0LiCOW para a Constante de Hubble por meio de técnicas de observação e análise que têm sido bastante refinadas ao longo das últimas duas décadas.

H0LiCOW e outras medições recentes sugerem uma expansão mais rápida no Universo local do que o esperado, com base em observações do satélite Planck da ESA de como o cosmos se comportou há mais de 13 mil milhões de anos.

A diferença entre os dois valores tem importantes contribuições para a compreensão dos parâmetros físicos subjacentes do Universo e pode exigir nova física para explicar a incompatibilidade.

“Se estes resultados não estiverem de acordo, pode ser uma dica de que ainda não entendemos completamente como a matéria e a energia evoluíram ao longo do tempo, principalmente no início do Universo,” disse Sherry Suyu, líder da equipa H0LiCOW, do Instituto Max Planck para Astrofísica na Alemanha, da Universidade Técnica de Munique e do Instituto de Astronomia e Astrofísica da Academia Sinica em Taipei, Taiwan.

A equipa H0LiCOW usou o Hubble para observar a luz de seis quasares distantes, os brilhantes “holofotes” de gás que orbitam buracos negros super-massivos no centro de galáxias. Os quasares são objectos de fundo ideais por vários motivos: por exemplo, são brilhantes, extremamente distantes e estão espalhados por todo o céu. O telescópio observou como a luz de cada quasar era multiplicada em quatro imagens pela gravidade de uma galáxia massiva em primeiro plano. As galáxias estudadas estão entre 3 mil milhões e 6,5 mil milhões de anos-luz. A distância média dos quasares é de 5,5 mil milhões de anos-luz da Terra.

A luz de cada imagem quasar com efeito de lente gravitacional segue um caminho ligeiramente diferente através do espaço até alcançar a Terra. A dimensão deste percurso depende da quantidade de matéria que distorce o espaço ao longo da linha de visão até ao quasar. Para traçar cada caminho, os astrónomos monitorizam a oscilação da luz do quasar à medida que o seu buraco negro devora material. Quando a luz pisca, cada imagem na lente aumenta de brilho a diferentes momentos.

Esta sequência de oscilação na luz permite que os investigadores meçam os atrasos entre cada imagem à medida que viaja ao longo do seu caminho até à Terra. Para entender completamente estes atrasos, a equipa primeiro usou o Hubble para fazer mapas precisos da distribuição da matéria em cada galáxia. Os astrónomos depois puderam deduzir com confiança as distâncias de cada galáxia ao quasar, e da Terra à galáxia e ao quasar de fundo. Ao comparar estes valores de distância, os investigadores mediram o ritmo de expansão do Universo.

“A duração de cada atraso indica a rapidez com que o Universo se expande,” disse Kenneth Wong, membro da equipa e do Instituto Kavli para Física e Matemática do Universo da Universidade de Tóquio, autor principal do artigo mais recente da colaboração H0LiCOW. “Se os atrasos forem mais curtos, então o Universo está a expandir-se mais depressa. Se forem mais longos, então o ritmo de expansão é mais lento.”

O processo de atraso no tempo é análogo a quatro comboios que deixam a mesma estação exactamente ao mesmo tempo e que viajam à mesma velocidade para chegar ao mesmo destino. No entanto, cada um dos comboios chega ao destino em tempos diferentes. Isto porque cada comboio segue um caminho diferente e a distância de cada percurso não é a mesma. Alguns comboios viajam por colinas. Outros por vales, e outros contornam montanhas. A partir dos vários tempos de chegada, podemos inferir que cada comboio viajou uma distância diferente para chegar à mesma estação. Da mesma forma, o padrão de oscilação não aparece ao mesmo tempo porque parte da luz é “atrasada” ao viajar por curvas criadas pela gravidade da matéria densa na galáxia interveniente.

Os investigadores calcularam um valor da Constante de Hubble de 73 quilómetros por segundo por mega-parsec (com 2,4% de incerteza). Isto significa que a cada 3,3 milhões de anos-luz adicionais que uma galáxia está da Terra, esta parece estar a mover-se 73 km por segundo mais depressa, devido à expansão do Universo.

A medição da equipa também se aproxima do valor de 74 da Constante de Hubble calculado pela equipa SH0ES (Super-nova H0 for the Equation of State), que usou a técnica da escada de distâncias cósmicas. A medição da equipa SH0ES baseia-se na medição das distâncias de galáxias perto e longe da Terra usando variáveis Cefeidas e super-novas como marcadores para as galáxias.

Os valores das equipas SH0ES e H0LiCOW diferem significativamente do número 67 do Planck, fortalecendo a tensão nas medições da Constante de Hubble no Universo moderno e no valor previsto com base nas observações do Universo primitivo.

“Um dos desafios que superámos foi a criação de programas de monitorização dedicados, através do COSMOGRAIL, para obter os tempos de vários destes sistemas de lentes,” disse Frédéric Courbin, da Escola Politécnica Federal de Lausanne, líder do projecto COSMOGRAIL.

Suyu acrescentou: “Ao mesmo tempo, foram desenvolvidas novas técnicas de modelagem de massa a fim de medir a distribuição de matéria numa galáxia, incluindo modelos que desenhámos para fazer uso das imagens de alta resolução do Hubble. As imagens permitiram-nos reconstruir, por exemplo, as galáxias que hospedam os quasares. Estas imagens, juntamente com imagens adicionais de campo mais amplo obtidas com telescópios terrestres, também nos permitem caracterizar o ambiente do sistema de lentes, que afecta a curvatura da luz. As novas técnicas de modelagem de massa, em combinação com os atrasos no tempo, ajudam-nos a medir com precisão as distâncias das galáxias.”

Com início em 2012, a equipa H0LiCOW possui agora imagens do Hubble e informações de atraso de tempo para 10 quasares sobre o efeito de lentes gravitacionais e galáxias intervenientes. A equipa vai continuar a procurar e a seguir novos quasares em colaboração com investigadores de dois novos programas. Um deles, de nome STRIDES (STRong-lensing Insights into Dark Energy Survey), está a procurar novos sistemas de quasares sob o efeito de lentes gravitacionais. O segundo, chamado SHARP (Strong-lensing at High Angular Resolution Program), usa ópticas adaptativas com os telescópios Keck para obter imagens desses sistemas de lentes gravitacionais. O objectivo da equipa é observar mais 30 sistemas de quasares sob o efeito de lentes gravitacionais e assim reduzir a incerteza de 2,4% para 1%.

O Telescópio Espacial James Webb da NASA, com lançamento previsto para o próximo ano, poderá ajudá-los a atingir a meta de 1% de incerteza muito mais depressa graças à sua capacidade em mapear as velocidades das estrelas numa galáxia que actua como lente gravitacional, o que permitirá aos astrónomos desenvolver modelos mais precisos da distribuição de matéria escura numa galáxia.

O trabalho da equipa H0LiCOW também abre caminho para o estudo de centenas de quasares sob o efeito de lentes gravitacionais que os astrónomos estão a descobrir graças a levantamentos como o DES (Dark Energy Survey) ou PanSTARRS (Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System), e com o futuro LSST (Large Synoptic Survey Telescope) da NSF (National Science Foundation), que deverá descobrir milhares de fontes adicionais.

Além disso, o WFIRST (Wide Field Infrared Survey Telescope) da NASA vai ajudar os astrónomos a resolver o desacordo no valor da Constante de Hubble, rastreando a história da expansão do Universo. A missão também vai usar várias técnicas, como a amostragem de milhares de super-novas e outros objectos a várias distâncias, para ajudar a determinar se a discrepância é resultado de erros de medição, técnicas observacionais, ou se os astrónomos precisam de ajustar a teoria a partir da qual derivam as suas previsões.

A equipa apresentou os seus resultados na 235.ª reunião da Sociedade Astronómica Americana em Honolulu, Hawaii.

Astronomia On-line
17 de Janeiro de 2020

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3363: Hubble detecta os mais pequenos aglomerados conhecidos de matéria escura

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Cada um destes instantâneos do Hubble revela quatro imagens distorcidas de um quasar de fundo e da sua galáxia hospedeira em redor do núcleo central de uma galáxia massiva no plano da frente. A gravidade da galáxia massiva no plano da frente actua como uma lupa distorcendo a luz do quasar num efeito chamado lente gravitacional. Os quasares são “candeeiros” cósmicos extremamente distantes produzidos por buracos negros activos. Estas imagens quádruplas dos quasares são raras devido ao alinhamento quase exacto necessário entre a galáxia no plano da frente e o quasar de fundo. Os astrónomos usaram o efeito de lente gravitacional para detectar os aglomerados mais pequenos de matéria escura já encontrados. Os aglomerados estão localizados ao longo da linha de visão do telescópio até os quasares, bem como nas galáxias no plano da frente e em seu redor. A presença das concentrações de matéria escura altera o brilho aparente e a posição de cada imagem distorcida do quasar. Os astrónomos compararam estas medições com previsões de como as imagens dos quasares seriam sem a influência dos aglomerados de matéria escura. Os investigadores usaram estas medições para calcular as massas das pequenas concentrações de matéria escura. O instrumento WFC3 do Hubble capturou a luz no infravermelho próximo para cada quasar e dispersou-a nas suas cores componentes para estudo com espectroscopia. As imagens foram obtidas entre 2015 e 2018.
Crédito: NASA, ESA, A. Nierenberg (JPL) e T. Treu (UCLA)

Usando o Telescópio Espacial Hubble da NASA e uma nova técnica de observação, os astrónomos descobriram que a matéria escura forma aglomerados muito mais pequenos do que se pensava anteriormente. Este resultado confirma uma das previsões fundamentais da teoria amplamente aceite da “matéria escura fria”.

Todas as galáxias, de acordo com esta teoria, se formam e estão embebidas dentro de nuvens de matéria escura. A matéria escura propriamente dita consiste de partículas lentas, ou “frias”, que se juntam para formar estruturas que variam de centenas de milhares de vezes a massa da Via Láctea até aglomerados não mais massivos do que um avião comercial (neste contexto, “fria” refere-se à velocidade das partículas).

A observação do Hubble fornece novas ideias sobre a natureza da matéria escura e de como se comporta. “Fizemos um teste de observação muito convincente do modelo de matéria escura fria e este passa com notas excelentes’,” disse Tommaso Treu da Universidade da Califórnia, EUA, membro da equipa de observação.

A matéria escura é uma forma invisível de matéria que compõe a maior parte da massa do Universo e cria os andaimes sobre os quais as galáxias são construídas. Embora os astrónomos não possam ver a matéria escura, podem detectar a sua presença indirectamente medindo como a sua gravidade afecta as estrelas e as galáxias. A detecção das formações mais pequenas de matéria escura, procurando estrelas incorporadas, pode ser difícil ou impossível, porque contêm muito poucas estrelas.

Embora já tenham sido detectadas concentrações de matéria escura em torno de galáxias grandes e médias, até agora ainda não tinham sido encontrados aglomerados muito mais pequenos de matéria escura. Na ausência de evidências observacionais de tais aglomerados de pequena escala, alguns investigadores desenvolveram teorias alternativas, incluindo “matéria escura quente”. Esta ideia sugere que as partículas de matéria escura se movem rapidamente, passando depressa demais para se fundirem e formarem concentrações mais pequenas. As novas observações não suportam este cenário, descobrindo que a matéria escura é “mais fria” do que teria que ser na teoria alternativa da matéria escura quente.

“A matéria escura é mais fria do que pensávamos a escalas mais pequenas,” disse Anna Nierenberg do JPL da NASA em Pasadena, no estado norte-americano da Califórnia, líder do levantamento do Hubble. “Os astrónomos já realizaram outros testes observacionais das teorias da matéria escura, mas o nosso fornece a evidência mais forte, até ao momento, da presença de pequenos aglomerados de matéria escura fria. Ao combinar as previsões teóricas mais recentes, ferramentas estatísticas e novas observações do Hubble, temos agora um resultado muito mais robusto do que era possível anteriormente.”

A procura de concentrações de matéria escura sem estrelas provou ser um desafio. A equipa de investigação do Hubble, no entanto, usou uma técnica na qual não precisavam de procurar a influência gravitacional de estrelas como rastreadores de matéria escura. A equipa teve como alvos oito “candeeiros” cósmicos poderosos e distantes, chamados quasares (regiões em torno de buracos negros activos que emitem enormes quantidades de luz). Os astrónomos mediram como a luz emitida pelo oxigénio e néon, em órbita de cada um dos buracos negros dos quasares, é distorcida pela gravidade de uma galáxia massiva no plano da frente, que actua como uma lupa.

Usando este método, a equipa descobriu grupos de matéria escura ao longo da linha de visão do telescópio até aos quasares, bem como dentro e ao redor das galáxias intervenientes. As concentrações de matéria escura detectadas pelo Hubble têm 1/10.000 a 1/100.000 vezes a massa do halo de matéria escura da Via Láctea. Muitos destes pequenos grupos provavelmente não contêm sequer galáxias pequenas e, portanto, seriam impossíveis de detectar pelo método tradicional de procurar estrelas embebidas.

Os oito quasares e galáxias estavam alinhados tão precisamente que o efeito de distorção, chamado lente gravitacional, produziu quatro imagens distorcidas de cada quasar. O efeito é como olhar para um espelho de uma casa de diversões numa feira. As imagens quádruplas de quasares são raras devido ao alinhamento quase exacto necessário entre a galáxia em primeiro plano e o quasar no plano de trás. No entanto, os investigadores precisaram de várias imagens para realizar uma análise mais detalhada.

A presença de aglomerados de matéria escura altera o brilho e a posição aparentes de cada imagem distorcida do quasar. Os astrónomos compararam estas medições com previsões de como as imagens dos quasares seriam sem a influência da matéria escura. Os investigadores usaram as medições para calcular as massas das pequenas concentrações de matéria escura. Para analisar os dados, os cientistas também desenvolveram elaborados programas de computação e técnicas intensivas de reconstrução.

“Imagine que cada uma destas oito galáxias é uma lupa gigante,” explicou Daniel Gilman, membro da equipa na UCLA. “Os pequenos aglomerados de matéria escura agem como pequenas rachas na lupa, alterando o brilho e posição das quatro imagens do quasar em comparação com o que esperaríamos ver se o vidro não estivesse rachado.”

Os investigadores usaram o instrumento WFC3 (Wide Field Camera 3) do Hubble para capturar a luz infravermelha próxima de cada quasar e para dispersá-la nas suas cores componentes para estudo com espectroscopia. As emissões únicas dos quasares de fundo são melhor observadas no infravermelho. “As observações do Hubble, a partir do espaço, permitem-nos fazer estas medições em sistemas de galáxias que não seriam acessíveis com telescópios terrestres de menor resolução – e a atmosfera da Terra é opaca à luz infravermelha que precisamos de observar,” explicou Simon Birrer, membro da equipa na UCLA.

Treu acrescentou: “É incrível que, após quase 30 anos de operação, o Hubble permita visões de ponta da física fundamental e da natureza do Universo com que nem sonhávamos quando o telescópio foi lançado.”

As lentes gravitacionais foram descobertas através de levantamentos cá na Terra, como o SDSS (Sloan Digital Sky Survey) e o DES (Dark Energy Survey), que fornecem os mapas tridimensionais mais detalhados do Universo já feitos. Os quasares estão localizados a aproximadamente 10 mil milhões de anos-luz da Terra; as galáxias no plano da frente, a cerca de 2 mil milhões de anos-luz.

O número de pequenas estruturas detectadas no estudo fornece mais pistas sobre a natureza da matéria escura. “As propriedades das partículas da matéria escura afectam o número de aglomerados formados,” explicou Nierenberg. “Isto significa que podemos aprender mais sobre a física das partículas de matéria escura contando o número de pequenos aglomerados.”

No entanto, o tipo de partícula que compõe a matéria escura é ainda um mistério. “De momento, não existem evidências directas, no laboratório, da existência de partículas de matéria escura,” disse Birrer. “Os físicos de partículas nem sequer falariam sobre a matéria escura se os cosmólogos não dissessem que ela existe, com base nas observações dos seus efeitos. Quando nós, cosmólogos, falamos sobre matéria escura, estamos a perguntar ‘como é que governa a aparência do Universo, e em que escalas?'”

Os astrónomos poderão realizar estudos de acompanhamento da matéria escura usando telescópios espaciais de próxima geração como o JWST (James Webb Space Telescope) e o WFIRST (Wide Field Infrared Survey Telescope), ambos observatórios infravermelhos. O Webb será capaz de obter eficazmente estas medições para todos os quasares quadruplamente ampliados por lentes gravitacionais. A nitidez e o amplo campo de visão do WFIRST vão ajudar os astrónomos os astrónomos a fazer observações de toda a região do espaço afectada pelo imenso campo gravitacional de galáxias massivas e enxames de galáxias. Isto vai ajudar os investigadores a descobrir muito mais destes sistemas raros.

A equipa apresentou os seus resultados na 235.ª reunião da Sociedade Astronómica Americana em Honolulu, Hawaii.

Astronomia On-line
14 de Janeiro de 2020

spacenews

 

3271: NASA desvenda mistério dos planetas de “algodão doce”

CIÊNCIA

NASA, ESA, and L. Hustak, J. Olmsted, D. Player and F. Summers (STScI)

Usando dados do Telescópio Espacial Hubble, da NASA, uma equipa de astrónomos confirmou uma nova classe de planetas com a densidade de algodão doce.

Há três exoplanetas jovens no sistema Kepler 51 que são 100 vezes mais leves do que o maior planeta do Sistema Solar. Novos dados do Telescópio Espacial Hubble, da NASA, acabam de fornecer as primeiras pistas sobre a química de dois destes planetas “super-inchados”, descobertos em 2012.

Os exoplanetas orbitam em torno de uma estrela jovem semelhante ao Sol, localizada a aproximadamente 2.600 anos-luz de distância do nosso Sistema Solar. As suas atmosferas de hidrogénio e hélio são tão inchadas que os exoplanetas são quase do tamanho de Júpiter.

De acordo com o comunicado da agência espacial, estes exoplanetas têm uma densidade inferior a 0,1 gramas por centímetro cúbico – e é por esse motivo que estes corpos espaciais são comparados a algodão doce.

Com a ajuda dos dados recolhidos pelo Hubble, a equipa de astrónomos procurou pela presença de alguns elementos, especialmente água, na atmosfera dos planetas Kepler-51 b e Kepler 51 d. O telescópio da NASA observou estes planetas enquanto passavam à frente da sua estrela, com o objectivo de observar a cor infravermelha do seu “pôr do sol”.

NASA / ESA / L. Hustak and J. Olmsted (STScI)

Segundo a Sputnik News, os astrónomos deduziram a quantidade de luz absorvida pela atmosfera sob luz infravermelha, o que permitiu encontrar indicadores dos constituintes químicos dos planetas. Desta forma, a equipa descobriu que os espectros de ambos os planetas não possuíam nenhuma assinatura química reveladora, possivelmente devido às altas nuvens de partículas nas suas atmosferas.

No entanto, ao contrário das nuvens de água da Terra, as nuvens destes planetas podem ser compostas por cristais de sal ou névoas fotoquímicas, como as que podemos encontrar em Titã, a maior lua de Saturno.

A equipa concluiu que as baixas densidades destes planetas seriam, em parte, consequência da juventude do sistema, isto porque é suposto que os planetas se tenham formado fora da “linha de congelamento” da estrela, a região de possíveis órbitas onde os materiais gelados podem sobreviver, movendo-se depois para o seu interior.

Em comparação com o Sol, que tem cerca de 4,6 mil milhões de anos, este sistema tem apenas 500 milhões de anos. “Este sistema oferece um laboratório único para testar as teorias da evolução inicial dos planetas”, afirmou Zach Berta-Thomson, da Universidade do Colorado, nos Estados Unidos.

Segundo os cientistas, uma vez que os planetas estão muito mais próximos da estrela, é provável que as suas atmosferas de baixa densidade evaporem no Espaço nos próximos milhares de milhões de anos.

Nem tudo está perdido nesta luta para determinar a composição atmosférica destes dois planetas: o próximo Telescópio Espacial James Webb, também da NASA,deverá ser capaz de “espiar” através das nuvens, graças à sua sensibilidade e comprimentos de onda infravermelhos mais longos.

Observações futuras com este telescópio podem fornecer ainda mais pistas sobre de que são feitos estes planetas de algodão doce.

ZAP //

Por ZAP
26 Dezembro, 2019

 

spacenews

 

3070: Hubble estuda explosão de raios-gama com a mais alta energia já observada

CIÊNCIA

Novas observações do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA investigaram a natureza da poderosa explosão de raios-gama GRB 190114C através do estudo do seu ambiente.
As explosões de raios-gama são as explosões mais poderosas do Universo. Emitem a maior parte da sua energia sob a forma de raios-gama, luz muito mais energética do que a luz visível que podemos ver com os nossos olhos.
As observações do Hubble sugerem que esta explosão em particular emitiu uma emissão tão poderosa porque a estrela em colapso estava situada num ambiente muito denso, mesmo no meio de uma galáxia brilhante a 5 mil milhões de anos-luz de distância.
Crédito: ESA/Hubble, M. Kornmesser

Novas observações do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA investigaram a natureza da explosão de raios-gama GRB 190114C.

As explosões de raios-gama são as explosões mais poderosas do Universo. Emitem a maior parte da sua energia sob a forma de raios-gama, radiação que é muito mais energética do que a luz visível que podemos ver com os nossos olhos.

Em Janeiro de 2019, um GRB extremamente brilhante e longo foi detectado por um conjunto de telescópios, incluindo os telescópios Swift e Fermi da NASA, bem como pelos telescópios MAGIC (Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov). Conhecido como GRB 190114C, parte da luz detectada do objecto tinha a maior energia já observada: 1 TeV (um Tera electrões-volt) – cerca de um bilião de vezes mais energia por fotão do que a luz visível. Os cientistas têm tentado observar uma emissão energética tão alta a partir de GRBs há muito tempo, de modo que esta detecção é considerada um marco na astrofísica de alta energia.

As observações anteriores revelaram que, para atingir esta energia, o material deve ser emitido de uma estrela em colapso a 99,999% da velocidade da luz. Este material é então forçado através do gás que rodeia a estrela, provocando um choque que cria a própria explosão de raios-gama. Pela primeira vez, os cientistas observaram raios-gama extremamente energéticos desta explosão em particular.

Vários observatórios terrestres e espaciais começaram a estudar GRB 190114C. Os astrónomos europeus receberam tempo de observação com o Telescópio Espacial Hubble para observar a explosão de raios-gama, estudar o seu ambiente e descobrir como esta emissão extrema é produzida.

“As observações do Hubble sugerem que esta explosão em particular estava num ambiente muito denso, bem no meio de uma galáxia brilhante a 5 mil milhões de anos-luz de distância,” explicou um dos autores principais, Andrew Levan do Instituto para Matemática, Departamento de Astrofísica e Física de Partículas da Universidade Radboud na Holanda. “Isto é realmente invulgar e sugere que talvez seja por isso que produziu esta radiação excepcionalmente poderosa.”

Os astrónomos usaram o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, juntamente com o VLT (Very Large Telescope) do ESO e o ALMA (Atacama Large Milimeter/submilimeter Array) para estudar a galáxia hospedeira deste GRB. O instrumento WFC3 (Wide Field Camera 3) foi fundamental para estudar se as propriedades ambientais do sistema hospedeiro, composto por um par próximo de galáxias em interacção, podem ter contribuído para a produção destes fotões altamente energéticos. O GRB ocorreu dentro da região nuclear de uma galáxia massiva, um local bastante único. Isto é indicativo de um ambiente mais denso do que aquele onde os GRBs são normalmente observados e poderá ter sido crucial para a produção dos fotões altamente energéticos observados.

“Os cientistas têm tentado observar emissão de energia muito alta a partir de explosões de raios-gama há muito tempo,” explicou o autor principal Antonio Ugarte Postigo do Instituto de Astrofísica da Universidade da Andaluzia na Espanha. “Esta nova observação é um passo vital para o entendimento das explosões de raios-gama, dos seus arredores imediatos e de como a matéria se comporta quando se move a 99,999% da velocidade da luz.”

Astronomia On-line
22 de Novembro de 2019

 

3015: Hubble capta uma galáxia que tem 12 clones no céu

CIÊNCIA

NASA

O telescópio espacial Hubble captou uma galáxia que parece ter sido duplicada várias vezes, aparecendo em regiões distantes do Universo.

A galáxia, apelidada de Sunburst Arc, fica a a quase 11 mil milhões de anos-luz da Terra. Na foto do Hubble, há 12 imagens da mesma galáxia, devido a um enorme aglomerado de galáxias a 4,6 mil milhões de anos-luz de distância que causou o efeito conhecido como lentes gravitacionais.

Esse aglomerado massivo de galáxias é suficientemente grande para duplicar e ampliar a luz da galáxia mais distante que está atrás de si. Essa perspectiva dos objectos na lente do telescópio resulta não apenas numa deformação da luz, mas também na multiplicação da imagem da galáxia, que sofre este efeito de lente gravitacional e, por isso, apareceu “clonada” na foto.

No caso da Sunburst Arc, o efeito de lente gravitacional resultou em pelo menos 12 imagens da galáxia, distribuídas em quatro arcos principais. Três desses arcos são visíveis no canto superior direito da imagem, enquanto um contraponto é visível no canto inferior esquerdo, parcialmente obscurecido por uma estrela brilhante em primeiro plano localizada dentro da Via Láctea.

Esse efeito ilusório é útil para os investigadores, porque telescópios como o Hubble usam as lentes gravitacionais para “ver” objectos distantes que, de outra forma, seriam muito fracos e pequenos para que pudessem ser observados. O efeito torna as várias imagens da Sunburst Arc cerca de dez a 30 vezes mais brilhantes, permitindo ao Hubble visualizar melhor o alvo de estudo.

De acordo com o estudo publicado na semana passada na revista especializada Sciente, as observações de Hubble mostraram que a Sunburst Arc é, na verdade, um análogo de galáxias que existiam durante um período muito antigo conhecido como a época da reionização — período que começou 150 milhões de anos após o Big Bang.

Cerca de 300 mil anos após o Big Bang, o Universo era completamente opaco, cheio de hidrogénio neutro. Então, de acordo com o ScienceAlert, algo surgiu e ionizou o hidrogénio, tornando o Universo transparente. Não se sabe que mecanismos exactos que ocorreram na época.

Os astrónomos pensam que foi a radiação das primeiras estrelas e galáxias, mas há um problema: a radiação de alta energia necessária para ionizar o hidrogénio teria de ter conseguido escapar das galáxias sem ser absorvida pelo meio interestelar – e apenas um pequeno número de galáxias foi encontrado a fazer isso.

A Sunburst Arc contém uma pista: mostra que alguns fotões podem “escapar” através de canais estreitos num meio neutro que possui muito gás.

ZAP // CanalTech

Por ZAP
12 Novembro, 2019

 

2851: Hubble captou as primeiras imagens do cometa interestelar

O próximo ano servirá para aprender mais sobre o 2I/Borisov.

O Telescópio Espacial Hubble captou no dia 12 de Outubro as primeiras imagens do cometa interestelar 2I/Borisov, as quais revelam que este corpo celeste tem um aspecto semelhante aos que ‘habitam’ o nosso Sistema Solar.

“Os ovos cometas são sempre imprevisíveis. A forma como por vezes brilham de repente ou mesmo começar a fragmentar à medida que são expostos ao intenso calor do Sol pela primeira vez. O Hubble está posicionado para vigiar tudo o que acontecer a seguir com a sua resolução e sensibilidade superiores”, pode ler-se no comunicado de um dos observadores, Max Mutchler.

O 2I/Borisov ficará visível para observação durante o próximo ano e é possível que venham a surgir mais detalhes sobre este corpo celeste.

msn notícias
Notícias ao Minuto
17/10/2019

 

2661: Hubble acabou de captar uma imagem nova e impressionante de Saturno… nem parece real!

CIÊNCIA

Saturno é um planeta incrível. Para ter uma ideia “aproximada” do seu perfil, podemos dizer que tem de diâmetro cerca de 116 464 km, nove vezes o tamanho da Terra. O seu aspecto hipnotiza com os seus 32 anéis e 62 luas. Sim, faz frio, a sua temperatura média da superfície é de -178 graus Celsius. Contudo, o seu interior fervilha até aos até 11.700 °C. Portanto, é um astro supremo. De tal forma que o Hubble, da NASA, captou uma nova imagem de Saturno que nos faz pensar se será real ou não.

Se prestar bem atenção, verá que a imagem é tão nítida que parece que Saturno está apenas a flutuar no espaço. Na verdade… é isso mesmo!

Saturno é composto essencialmente de hidrogénio. Tem uma densidade de 0.687 g/cm³

Segundo estas imagens fantásticas captadas pelas lentes do Hubble, Saturno parece estar a flutuar. Além disso, dada a nitidez da imagem do planeta anelado, este parece estar próximo da Terra. Calma, na verdade, está a “apenas” 1,36 mil milhões de km de distância.

Esta imagem nítida foi captada pela Wide Field Camera 3. Este é o mais recente e mais tecnologicamente avançado instrumento do Telescópio Espacial Hubble a captar imagens no espectro visível.

Mais do que apenas uma imagem bonita: é científica

A imagem faz parte de um programa chamado Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL.) O objectivo da OPAL é acumular imagens de longa distância dos planetas gigantes de gás do nosso Sistema Solar. Dessa forma, as imagens servem para nos ajudar a perceber as suas atmosferas ao longo do tempo. Esta é a segunda imagem anual de Saturno como parte do programa OPAL.

Saturno parece sempre muito tranquilo e pacífico visto a milhões de quilómetros de distância. No entanto, com uma inspecção mais atenta, este revela muita actividade a acontecer no planeta.

Quando pensamos em tempestades e gigantes gasosos, geralmente pensamos em Júpiter, esse guardião da Terra. Vem-nos à ideia as suas faixas de tempestade horizontais proeminentes, e, é claro, no Grande Ponto Vermelho. Mas Saturno é um planeta muito activo e tempestuoso também.

Graças ao programa OPAL, sabemos que uma grande tempestade hexagonal na região polar norte do planeta desapareceu. E tempestades menores vêm e vão com frequência.

Há também mudanças subtis nas faixas de tempestade do planeta, que são em grande parte gelo de amoníaco no topo.

Esta imagem composta, obtida pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA em 6 de Junho de 2018, mostra o planeta Saturno com os seus anéis e com seis das suas 62 luas conhecidas

Algumas características insistem em permanecer ao longo dos tempos

A sonda Cassini avistou a tempestade hexagonal no Polo Norte de Saturno há alguns anos. Contudo,  essa tempestade ainda está lá. Na verdade, a nave espacial Voyager 1 foi a primeira a detectar essa característica em 1981. Esta nova imagem Hubble de Saturno é muito mais bonita.

Em virtude de ter sido recolhida mais informação, a NASA lançou uma versão anotada e mais informativa da imagem Hubble. Além disso, a agência espacial norte-americana também lançou um vídeo time-lapse de imagens Hubble de Saturno.

Só para ilustrar as imagens, podemos reparar nas suas, ou pelo menos algumas das mais de 60 luas de Saturno. Elas orbitam de forma majestosa em torno do gigante gasoso.

Conforme podemos ver, este vídeo é composto por 33 imagens separadas tiradas no dia 19 e dia 20 de Junho de 2019.

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Imagem: NASA, ESA, Amy Simon and the OPAL Team, and J. DePasquale (STScI)
Fonte: Universe Today.

 

2652: Hubble explora a formação e evolução dos enxames estelares na Grande Nuvem de Magalhães

CIÊNCIA

Imagem de NGC 1466, uma “bola” antiga e brilhante de estrelas, pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA. É um enxame globular – uma colecção de estrelas todas mantidas juntas pela gravidade – que está a mover-se lentamente pelo espaço na orla da Grande Nuvem de Magalhães, um dos nossos vizinhos galácticos mais próximos.
NGC 1466 é certamente um objecto extremo. Tem uma massa equivalente a 140.000 sóis e uma idade de mais ou menos 13,1 mil milhões de anos, o que o torna quase tão velho quanto o próprio Universo. Esta relíquia fóssil do Universo primitivo está a cerca de 160.000 anos-luz de distância.
NGC 1466 é um dos cinco enxames na GNM no qual foi medido o nível de evolução dinâmica (ou “idade dinâmica”).
Crédito: ESA/Hubble e NASA

Assim como as pessoas da mesma idade podem variar muito em aparência e forma, o mesmo acontece com colecções de estrelas ou enxames estelares. Novas observações com o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA sugerem que a idade cronológica, por si só, não conta a história completa quando se trata da evolução dos aglomerados de estrelas.

Investigações anteriores sobre a formação e evolução de enxames estelares sugeriram que estes sistemas tendem a ser compactos e densos quando se formam, antes de expandirem com o tempo para se tornarem tanto aglomerados grandes como pequenos. Novas observações do Hubble, na Grande Nuvem de Magalhães (GNM), aumentaram a nossa compreensão de como o tamanho dos enxames de estrelas na GNM muda com o tempo.

Os enxames são agregados de muitas (até um milhão) estrelas. São sistemas activos nos quais as interacções gravitacionais mútuas entre as estrelas mudam a sua estrutura ao longo do tempo (mudança conhecida pelos astrónomos como “evolução dinâmica”). Devido a estas interacções, as estrelas mais massivas tendem a “afundar” progressivamente em direcção à região central de um enxame, enquanto as estrelas mais leves podem escapar do sistema. Isto provoca uma contracção progressiva do núcleo do enxame ao longo de diferentes escalas de tempo e significa que os aglomerados estelares com a mesma idade cronológica podem variar muito em aparência e forma devido às diferentes “idades dinâmicas.”

Localizada a quase 160.000 anos-luz da Terra, a GNM é uma galáxia satélite da Via Láctea, que hospeda enxames de estrelas que abrangem uma ampla faixa de idades. Isto difere da nossa própria Via Láctea, que contém principalmente enxames de estrelas mais antigos. A distribuição de tamanhos em função da idade observada para enxames de estrelas na GNM é muito intrigante, pois os aglomerados jovens são compactos, enquanto os sistemas mais antigos têm tamanhos pequenos e grandes.

Verificou-se que todos os enxames, incluindo os da GNM, hospedam um tipo especial de estrelas revigoradas chamadas retardatárias azuis (“blue stragglers” em inglês, assim denominadas devido à sua cor e ao facto da sua evolução “atrasar-se” em relação à das suas vizinhas). Sob certas circunstâncias, as estrelas recebem combustível extra que as faz subir de massa e que as faz aumentar substancialmente de brilho. Isto pode acontecer se uma estrela retira matéria de uma vizinha, ou se colidem.

Como resultado do envelhecimento dinâmico, as estrelas mais massivas “afundam” em direcção ao centro do enxame à medida que fica mais velho, num processo semelhante à sedimentação, chamado “segregação central”. As retardatárias azuis são brilhantes, o que as torna relativamente fáceis de observar, e possuem massas elevadas, o que significa que são afectadas pela segregação central e que podem ser usadas para estimar a idade dinâmica de um aglomerado estelar (isto não quer dizer que todas as estrelas mais massivas e brilhantes dos enxames são retardatárias azuis).

Francesco Ferraro da Universidade de Bolonha, na Itália, e a sua equipa usaram o Telescópio Espacial Hubble para observar retardatárias azuis em cinco velhos enxames de estrelas na GNM, com tamanhos diferentes, e conseguiram classificá-los em termos da sua idade dinâmica.

“Demonstrámos que diferentes estruturas de enxames estelares são devidas a diferentes níveis de envelhecimento dinâmico: têm formas diferentes físicas, apesar de terem nascido no mesmo tempo cósmico. É a primeira vez que o efeito do envelhecimento dinâmico é medido nos enxames da GNM,” diz Ferraro.

“Estes achados apresentam áreas intrigantes para investigações adicionais, pois revelam uma nova e valiosa maneira de ler os padrões observados de aglomerados estelares na Grande Nuvem de Magalhães, fornecendo novas pistas sobre a história da formação de enxames nessa galáxia,” acrescenta a co-autora Barbara Lanzoni.

 

Astronomia On-line
17 de Setembro de 2019

 

2639: Podem chover pedras no “lado nocturno” dos exoplanetas de Júpiter

CIÊNCIA

(dr) McGill University
Nuvens de rocha condensadas

De acordo com um “relatório meteorológico astronómico”, os lados escuros dos exoplanetas de Júpiter podem ter um clima bastante rochoso. As nuvens espessas de minerais vaporizados podem estar a chover pedras.

Uma equipa de astrónomos da Universidade McGill usou os telescópios espaciais Spitzer e Hubble para estudar o clima em 12 “Júpiteres quentes” – exoplanetas gigantes de gás que orbitam muito perto das suas estrelas hospedeiras.

Estes planetas estão trancados. Isto significa que um lado fica sempre de frente para a estrela, enquanto que o lado oposto está envolto numa escuridão eterna. Como seria de esperar, o lado diurno destes planetas é extremamente quente. O lado nocturno, apesar de ser um pouco mais frio, ainda consegue ser suficientemente quente para derreter chumbo.

Segundo o New Atlas, o que surpreendeu esta equipa de investigadores foi a consistência das temperaturas nocturnas nos 12 exoplanetas analisados. A equipa descobriu que as temperaturas nestes planetas se situavam em torno dos 800 graus Celsius.

“Os modelos de circulação atmosférica previam que as temperaturas do lado nocturno deveriam variar muito mais do que variam na realidade”, disse Dylan Keating, autor principal do artigo científico, recentemente publicado na Nature Astronomy.

“Esta descoberta é verdadeiramente surpreendente, uma vez que todos os planetas que estudamos recebem quantidades diferentes de radiação das suas estrelas hospedeiras, e as temperaturas diurnas variam, entre elas, quase 1.700 graus Celsius.”

O mistério que faz com que estas temperaturas sejam tão consistentes ainda não foi resolvido, mas a equipa de cientistas sugere uma explicação: a cobertura das nuvens pode ser a culpada, ao formar uma espécie de cobertor grosso que impede o calor de irradiar para o Espaço.

De acordo com a equipa, as nuvens são feitas de rocha, vaporizadas pelas intensas temperaturas do lado diurno antes de o vento as soprar para o lado mais negro. Aí, as temperaturas mais baixas fazem-nas condensar e causam, possivelmente, as tais chuvas rochosas.

“A uniformidade das temperaturas nocturnas sugere que as nuvens são, provavelmente, muito semelhantes em termos de composição”, explica Keating. “Os nosso dados sugerem que estas nuvens são compostas por minerais como sulfeto de manganês, silicatos ou rochas.”

No futuro, as observações destes “Júpiteres quentes” em diferentes comprimentos de onda ajudarão os astrónomos a determinar de que são feitas estas nuvens.

ZAP //

Por ZAP
15 Setembro, 2019

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2593: Hubble captou o fim de uma nebulosa planetária que pode representar o futuro do Sistema Solar

CIÊNCIA

ESA/Hubble & NASA, R. Wade et al.

A NASA publicou na passada semana uma imagem captada pelo Telescópio Espacial Hubble de uma nebulosa planetária. A NGC 5307 encontra-se na constelação do Centauros a cerca de 10.000 anos-luz da Terra.

Tal como explicam os cientistas da agência espacial norte-americana, uma nebulosa planetária representa o estágio final de uma estrela semelhante ao Sol, que se tornará numa gigante vermelha no final da sua vida.

Por isso, sustentam os cientista da NASA, estas nebulosas oferecem-nos a oportunidade de vislumbrar o  eventual futuro possível do nosso Sistema Solar.

As estrelas são sustentadas pela fusão nuclear que ocorre no seu núcleo, o que gera energia. Os processos de fusão nuclear tentam constantemente destruir a estrela e apenas a sua gravidade impede que isso aconteça.

Na etapa final da nebulosa planetária, estas forças se desequilibram-se e o núcleo da estrela entra em colapso, sem energia suficiente criada pela fusão. Enquanto isso, as camadas superficiais da estrelas são ejectadas.

NGC 5307, a planetary nebula that lies about 10,000 light-years from Earth, can be seen in the constellation Centaurus.

Por sua vez, a imagem recém-publicada pela NASA mostra o que resta da estrela: as camadas externas brilhantes que cercam uma anã branca e que são os restos do núcleo da estrela gigante vermelha.

Contudo, alertam ainda os cientistas, este não é a etapa final da evolução de uma estrela. As camadas externas ainda se estão a mover e a arrefecer. Apenas daqui a milhares de anos é que estas se dissiparão, deixando apenas uma anã branca levemente brilhante.

ZAP //

Por ZAP
7 Setembro, 2019

 

2563: NASA: Telescópio Hubble fotografa as etapas finais da vida de uma estrela

A NASA divulgou na passada sexta-feira uma imagem captada pelo telescópio espacial Hubble. Conforme podemos ver, trata-se da nebulosa planetária NGC 5307 localizada a uma distância de aproximadamente 10.000 anos-luz da Terra.

De acordo com os astrónomos, uma nebulosa planetária representa a etapa final de uma estrela similar ao Sol. Podemos assim estar a presenciar o futuro do nosso Sol.

Conforme nos dá a conhecer a agência espacial norte-americana, a imagem do Telescópio Espacial Hubble da NASA mostra o NGC 5307. Trata-se de uma nebulosa planetária que pode ser vista na constelação Centaurus (o Centauro), visível principalmente no hemisfério sul.

NGC 5307, a planetary nebula that lies about 10,000 light-years from Earth, can be seen in the constellation Centaurus.

Podemos ver o futuro através de uma nebulosa planetária

Uma nebulosa planetária é o estágio final de uma estrela parecida com o Sol. Assim, as nebulosas planetárias permitem-nos vislumbrar o futuro do nosso próprio sistema solar. Uma estrela como o nosso Sol, no final da sua vida, irá transformar-se numa gigante vermelho.

As estrelas são sustentadas pela fusão nuclear que ocorre no seu núcleo, o que cria energia. Dessa forma, são os processos de fusão nuclear que constantemente tentam separar a estrela. Somente a gravidade da estrela impede que isso aconteça.

No final da fase gigante vermelha de uma estrela, essas forças desequilibram-se. Sem energia suficiente criada pela fusão, o núcleo da estrela entra em colapso, enquanto as camadas da superfície são ejectadas para fora.

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

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

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

Hubble captou o beijo entre galáxias

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

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

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

Via Láctea: Um dia também iremos ser esmagados

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

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

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

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

CIÊNCIA

NASA /NRAO/AUI/NSF S. Dagnello

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

ZAP //

Por ZAP
19 Agosto, 2019

 

Hubble descobre exoplaneta “metálico” em forma de bola de rugby

Esta impressão de artista mostra um mundo alienígena que está a perder os gases magnésio e ferro da sua atmosfera. As observações representam a primeira vez que os chamados “metais pesados” – elementos mais massivos que o hidrogénio e hélio – foram detectados a escapar de um Júpiter quente, um exoplaneta gasoso que orbita muito perto da sua estrela. O planeta, conhecido como WASP-121b, orbita uma estrela mais brilhante e mais quente que o Sol. O planeta está tão perigosamente perto da sua estrela que a sua atmosfera superior atinge uma ardente temperatura superior a 2530º C. Uma torrente de luz ultravioleta da estrela hospedeira está a aquecer a atmosfera superior do planeta, o que faz com que os gases magnésio e ferro escapem para o espaço. As observações feitas com o instrumento STIS do Hubble detectaram as assinaturas espectrais de magnésio e ferro longe do planeta. A pequena distância que separa o planeta da estrela significa que está prestes a ser rasgado pelas forças de maré gravitacionais da estrela. As poderosas forças gravitacionais alteraram a forma do planeta para que se parecesse mais como uma bola de rugby. O sistema WASP-121 fica a cerca de 900 anos-luz da Terra.
Crédito: NASA, ESA e J. Olmsted (STScI)

Como pode um planeta ser “mais quente do que quente?” A resposta é quando se detectam metais pesados que escapam da atmosfera do planeta, em vez de se condensarem em nuvens.

Observações do Telescópio Espacial Hubble da NASA revelam magnésio e ferro gasosos a escapar do estranho mundo para lá do nosso Sistema Solar conhecido como WASP-121b. As observações representam a primeira vez que os chamados “metais pesados” – elementos mais pesados que o hidrogénio e o hélio – foram vistos a escapar de um Júpiter quente, um exoplaneta grande e gasoso muito próximo da sua estrela.

Normalmente, os planetas quentes do tamanho de Júpiter ainda estão frios o suficiente para condensar, em nuvens, elementos mais pesados como magnésio e ferro.

Mas este não é o caso com WASP-121b, que orbita tão perigosamente perto da sua estrela que a sua atmosfera superior atinge uma ardente temperatura superior a 2530º C. O sistema WASP-121 reside a cerca de 900 anos-luz da Terra.

“Os metais pesados já foram vistos noutros Júpiteres quentes, mas apenas na atmosfera interior,” explicou o investigador David Sing, da Universidade Johns Hopkins em Baltimore, no estado norte-americano de Maryland. “Por isso não sabemos se estão a escapar ou não. Com WASP-121b, vemos os gases magnésio e ferro tão longe do planeta, que não estão gravitacionalmente ligados.”

A luz ultravioleta da estrela hospedeira, que é mais brilhante e mais quente do que o Sol, aquece a atmosfera superior e ajuda a escapar. Além disso, os gases magnésio e ferro que escapam podem estar a contribuir para o pico de temperatura, afirmou Sing. “Estes metais tornam a atmosfera mais opaca no ultravioleta, o que poderá estar a contribuir para o aquecimento da atmosfera superior,” explicou.

O planeta escaldante está tão perto da estrela que está prestes a ser dilacerado pela sua gravidade. Esta distância significa que o planeta não é redondo, tem uma forma mais parecida com uma bola de rugby devido às forças de maré gravitacionais.

“Nós escolhemos este planeta porque é tão extremo,” disse Sing. “Nós pensámos que havia a hipótese de ver elementos mais pesados a escapar. É tão quente e tão favorável para observar, é a melhor chance de encontrar a presença de metais pesados. Estávamos à procura principalmente de magnésio, mas havia indícios de ferro nas atmosferas de outros exoplanetas. Porém, foi uma surpresa vê-lo claramente nos dados e em tão grandes altitudes tão longe do planeta. Os metais pesados estão a escapar em parte porque o planeta é tão grande e inchado que a sua gravidade é relativamente fraca. Este é um planeta cuja atmosfera está a ser activamente removida.”

Os investigadores usaram o instrumento STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) para investigar, no ultravioleta, as assinaturas espectrais do magnésio e do ferro impressas na luz estelar filtradas através da atmosfera de WASP-121b à medida que o planeta passava em frente, ou transitava, a face da sua estrela-mãe.

Este exoplaneta é também um alvo perfeito para o futuro Telescópio Espacial James Webb da NASA procurar, no infravermelho, água e dióxido de carbono, que podem ser detectados em comprimentos de onda mais longe e vermelhos. A combinação das observações do Hubble e do Webb proporcionarão aos astrónomos um inventário mais completo dos elementos químicos que compõem a atmosfera do planeta.

O estudo de WASP-121b faz parte do levantamento PanCET (Panchromatic Comparative Exoplanet Treasury), um programa do Hubble para observar 20 exoplanetas, variando em tamanho desde super-Terras (várias vezes a massa da Terra) até Júpiteres (que têm mais de 100 vezes a massa da Terra), no primeiro estudo comparativo no ultravioleta, visível e infravermelho em larga escala de mundos distantes.

As observações de WASP-121b contribuem para o desenvolvimento da história de como os planetas perdem as suas atmosferas primordiais. Quando os planetas se formam, recolhem uma atmosfera contendo gás do disco em que o planeta e a estrela se formaram. Estas atmosferas consistem principalmente de gases primordiais mais leves, hidrogénio e hélio, os elementos mais abundantes do Universo. Esta atmosfera dissipa-se quando um planeta se aproxima da sua estrela.

“Os Júpiteres quentes são compostos principalmente de hidrogénio e o Hubble é muito sensível ao hidrogénio, de modo que sabemos que estes planetas podem perder gás com relativa facilidade,” acrescentou Sing. “Mas, no caso de WASP-121b, o hidrogénio e hélio estão a fluir, quase como um rio, e estão a arrastar com eles estes metais. É um mecanismo muito eficiente de perda de massa.”

Os resultados foram publicados na revista The Astronomical Journal.

Astronomia On-line
6 de Agosto de 2019

 

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

A. Feild and L. Hustak / ESA / NASA

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

ZAP //

Por ZAP
16 Julho, 2019

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2279: Hubble e Spitzer revelam atmosfera de planeta de tamanho médio

Esta impressão de artista mostra a estrutura interna teórica do exoplaneta GJ 3470 b. É totalmente diferente de qualquer planeta do Sistema Solar. Com 12,6 massas terrestres, o planeta é mais massivo do que a Terra mas menos massivo do que Neptuno. E, ao contrário de Neptuno, que está a 4,5 mil milhões de quilómetros do Sol, GJ 3470 b pode ter sido formado muito perto da sua estrela anã vermelha, como um objecto seco e rochoso. Atraíu, depois, gravitacionalmente, hidrogénio e hélio de um disco protoplanetário para formar uma espessa atmosfera. O disco dissipou-se há milhares de milhões de anos e o planeta parou de crescer. A ilustração de baixo mostra o aspecto do disco. Através das observações com os telescópios espaciais Hubble e Spitzer da NASA, os cientistas conseguiram analisar quimicamente a composição da atmosfera muito limpa e profunda de GJ 3470 b, fornecendo pistas sobre as origens do planeta. Existem, na Via Láctea, muitos planetas com esta massa.
Crédito: NASA, ESA e L. Hustak (STScI)

Dois telescópios espaciais da NASA uniram forças para identificar, pela primeira vez, a “impressão digital” química detalhada de um planeta com tamanho intermédio entre o da Terra e o de Neptuno. Não existe nenhum planeta como este no nosso Sistema Solar, mas são comuns em torno de outras estrelas.

O planeta, Gliese 3470 b (também conhecido como GJ 3470 b), pode ser um cruzamento entre a Terra e Neptuno, com um grande núcleo rochoso enterrado sob uma profunda atmosfera de hidrogénio e hélio. Com 12,6 massas terrestres, o planeta é mais massivo do que a Terra, mas menos massivo que Neptuno (que tem mais de 17 massas terrestres).

Muitos mundos semelhantes já foram descobertos pelo observatório espacial Kepler da NASA, cuja missão terminou em 2018. De facto, 80% dos planetas na nossa Galáxia podem cair nesta gama de massas. No entanto, os astrónomos nunca foram capazes de compreender a natureza química de tal planeta. Até agora.

Ao fazerem um inventário do conteúdo da atmosfera de GJ 3470 b, os astrónomos conseguiram descobrir pistas sobre a natureza e origem do planeta.

“Esta é uma grande descoberta, da perspectiva da formação planetária. O planeta orbita muito perto da estrela e é bem menos massivo do que Júpiter – que tem 318 vezes a massa da Terra – mas conseguiu acumular a atmosfera primordial de hidrogénio/hélio que em grande não está ‘poluída’ por elementos mais pesados,” comentou Björn Benneke da Universidade de Montreal, no Canadá. “Não temos nada assim no Sistema Solar e é isso que o torna tão impressionante.”

Os astrónomos recrutaram as capacidades combinadas de vários comprimentos de onda dos telescópios espaciais Hubble e Spitzer da NASA para fazer um estudo inédito da atmosfera de GJ 3470 b.

Tal foi conseguido medindo a absorção da luz estelar à medida que o planeta passava em frente (ou “transitava”) da sua estrela e a perda da luz reflectida do planeta quando passava por trás (eclipse) da estrela. Os telescópios espaciais observaram 12 trânsitos e 20 eclipses. A ciência de analisar as impressões digitais químicas com base na luz é chamada “espectroscopia”.

“Pela primeira vez, temos uma assinatura espectroscópica de tal mundo,” disse Benneke. Mas tem muitas dúvidas quanto à sua classificação: deverá ser chamado de “super-Terra” ou “sub-Neptuno?” Ou talvez outro nome?

Por sorte, a atmosfera de GJ 3470 b mostrou-se na maior parte limpa, com apenas neblinas finas, permitindo que os cientistas examinassem profundamente a atmosfera.

“Esperávamos uma atmosfera fortemente enriquecida com elementos mais pesados, como oxigénio e carbono, que formam vapor de água e metano abundantes, de modo idêntico ao que vemos em Neptuno,” explicou Benneke. “Em vez disso, encontramos uma atmosfera tão pobre em elementos pesados que a sua composição se assemelha à composição rica em hidrogénio e hélio do Sol.”

Pensa-se que outros exoplanetas, chamados “Júpiteres quentes”, se formem longe das suas estrelas e, com o tempo, migrem para muito mais perto. Mas este planeta parece ter sido formado exactamente onde está hoje, acrescentou Benneke.

A explicação mais plausível, segundo Benneke, é que GJ 3470 b nasceu precariamente perto da sua estrela anã vermelha, que tem mais ou menos metade da massa do nosso Sol. Ele teoriza que, essencialmente, começou como uma rocha seca e rapidamente acretou hidrogénio de um disco primordial de gás quando a sua estrela era ainda muito jovem. Ao disco chamamos “disco protoplanetário”.

“Estamos a ver um objeto que foi capaz de acumular hidrogénio a partir do disco protoplanetário, mas não fugiu para se tornar um Júpiter quente,” salientou Benneke. “Este é um regime intrigante.”

Uma explicação é que o disco se dissipou antes que o planeta pudesse aumentar ainda mais. “O planeta ficou preso sendo um sub-Neptuno,” disse Benneke.

O Telescópio Espacial James Webb da NASA será capaz de investigar ainda mais profundamente a atmosfera de GJ 3470 b, graças à sua sensibilidade sem precedentes no infravermelho. Os novos resultados já suscitaram grande interesse por parte de equipas norte-americanas e canadianas que estão a desenvolver os instrumentos do Webb. As equipas vão observar os trânsitos e os eclipses de GJ 3470 b no visível, onde as neblinas atmosféricas se tornam cada vez mais transparentes.

Astronomia On-line
5 de Julho de 2019

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1939: O ministro da Ciência do Paquistão diz que o Hubble foi lançado pelo seu país

NASA
Telescópio espacial da NASA Hubble, lançado em 1990

O ministro da Ciência e da Tecnologia do Paquistão, Fawad Chaudhry, afirmou no passado fim-de-semana que o lendário telescópio Hubble foi colocado em órbita pela agência espacial paquistanesa e não pela NASA. 

Em declarações a uma televisão local no passado sábado, o governante classificou o Hubble como “o maior telescópio do mundo”, sustentando que este “foi enviado [para o Espaço] pela SUPARCO“, a agência espacial do Paquistão. “Depois, há outros satélites e outras tecnologias”, acrescentou o ministro.

A declaração do governante do Paquistão desencadeou uma série de críticas nas redes sociais, algumas da quais carregadas de sátira. Vários utilizadores lamentaram a “ignorância” e o “fraco conhecimento” do ministro.

“Não há necessidade de ver desenhos animados” quando existem “ministros do Governo que apresentam este programa”, apontou um cibernauta no Twitter. “Graças a Deus [Chaudhry] não disse que a NASA é um projecto SUPARCO”, criticou outro utilizador.

O lendário Hubble foi lançado no dia 24 Abril de 1990 pela agência espacial norte-americana, a bordo do vaivém espacial Discovery. A partir do seu “poleiro” em órbita da Terra, longe dos efeitos distorcidos da atmosfera do nosso planeta, o Hubble observa o Universo no ultravioleta próximo, no visível e no infravermelho próximo.

Entre os feitos mais importantes do Hubble, recordava o mês passado o CVVAlg, estão as vistas mais profundas do Universo em evolução, a descoberta de discos de formação planetária em redor de estrelas próximas, o estudo da química das atmosferas de planetas em torno de outras estrelas, a identificação do primeiro buraco negro super-massivo no coração de uma galáxia vizinha e evidências de um universo em aceleração, impulsionado talvez por alguma fonte desconhecida de energia no tecido do espaço.

ZAP //

Por ZAP
7 Maio, 2019

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1930: Legado do Hubble em 16 anos de dados: eis a imagem mais detalhada do Universo

NASA

A NASA acaba de divulgar a imagem mais detalhada do Universo até agora conseguida. São mais de 265.000 galáxias numa só fotografia, que resultam do trabalho do telescópio Hubble durante 16 anos. É o maior e mais completo “livro de História” das galáxias já criado.

A imagem, criada por cientistas da agência espacial norte-americana, representa um mosaico composto por mais de 7.500 imagens que foram captadas pelo Hubble durante a sua actividade. No fundo, este é o seu legado científico.

A fotografia mostra inclusive galáxias que nasceram 500 milhões de anos após o Big Bang.

A fotografia em causa é mais pesada do que um quarto de terabyte e, por isso, não é possível abri-la recorrendo a programas padronizados. No entanto, é possível estimar o seu tamanho real através de um vídeo publicado pela NASA na sua conta no Twitter.

As cores da fotografia abrangem limites que vão além da visão humana, de luz ultravioleta a quase infravermelha, e contêm galáxias 10 mil milhões de vezes mais imperceptíveis do que os nossos olhos podem detectar.

“Nenhuma imagem ultrapassará esta até que futuros telescópios espaciais como James Webb sejam lançados”, assegurou Garth Illingworth, astrónomo da Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos, em comunicado.

“Agora que fomos mais longe do que as investigações anteriores, estamos a colher muito mais galáxias distantes no maior conjunto de dados já produzido”, acrescentou.

Anteriormente, a Agência Espacial Europeia (ESA) publicou uma imagem deslumbrante da galáxia NGC 2903, que está localizada a uns impressionantes 30 milhões de anos-luz de distância na constelação de Leão, captada também pelo poderoso telescópio Hubble.

ZAP // SputnikNews

Por ZAP
6 Maio, 2019

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1865: Telescópio Hubble assinala o 29º aniversário com nova espectacular imagem

© NASA, ESA e STScI

A seis dias de completar 29 anos no espaço, o telescópio óptico Hubble revelou uma nova imagem da Nebulosa do Caranguejo Sul, uma estrutura de ‘bolhas’ de gás e poeira em forma de ampulheta.

A imagem inédita foi divulgada pela Agência Espacial Europeia (ESA), que opera o telescópio espacial em colaboração com a agência espacial norte-americana NASA.

Todos os anos, por altura do aniversário do Hubble, que foi lançado para o espaço em 24 de Abril de 1990, é publicada uma imagem de corpos celestes particularmente bonitos e relevantes que foram observados pelo telescópio.

Em 2019 calhou a vez da Nebulosa do Caranguejo Sul, que, apesar de ter sido descrita pela primeira vez em 1967, só em 1999 foi mostrada na sua plenitude graças às observações do telescópio espacial Hubble.

A Nebulosa do Caranguejo Sul, que resultou da interacção de um par de estrelas localizadas no centro, uma gigante vermelha e uma anã branca, é assim designada para se distinguir da Nebulosa do Caranguejo, uma remanescente de uma super-nova (explosão de uma estrela moribunda) na constelação do Touro, a cerca de 6.500 anos-luz da Terra, que deve o nome ao Pulsar do Caranguejo, uma estrela de neutrões situada no centro de nuvens de gás e poeira.

Parte do material – gás e poeira – ejectado pela gigante vermelha é atraído pelo campo gravítico da anã branca, que também ejecta material, criando a estrutura em forma de ampulheta.

No final, segundo a ESA, a gigante vermelha deixará de ‘alimentar’ a anã branca, acabando os seus dias como uma anã branca, uma estrela que emite pouca luz.

O telescópio espacial James Webb, com lançamento previsto para 2021, é apontado como o sucessor do Hubble, que deve o seu nome ao astrónomo norte-americano Edwin Powell Hubble (1889-1953), que descobriu que as galáxias se afastam umas das outras a uma velocidade proporcional à distância que as separa.

Diário de Notícias
DN/Lusa
18 Abril 2019 — 18:30

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