2170: Campo magnético pode manter o buraco negro da Via Láctea relativamente calmo

Linhas de fluxo que mostram os campos magnéticos sobrepostos a uma imagem a cores do anel de poeira que rodeia o buraco negro super-massivo da Via Láctea. A estrutura azul em forma de Y é material quente que cai em direcção ao buraco negro, localizado próximo do ponto onde os dois braços da figura em forma de Y se intersectam. As linhas revelam que o campo magnético segue a forma da estrutura empoeirada. Cada dos braços azuis tem o seu próprio campo que é totalmente distinto do resto do anel, visto em rosa.
Crédito: poeira e campos magnéticos – NASA/SOFIA; imagem do campo estelar – NASA/Telescópio Espacial Hubble

Existem buracos negros super-massivos no centro da maioria das galáxias, e a nossa Via Láctea não é excepção. Mas muitas outras galáxias têm buracos negros altamente activos, o que significa que está a cair neles muito material, emitindo radiação altamente energética neste processo de “alimentação”. O buraco negro central da Via Láctea, por outro lado, está relativamente calmo. Novas observações do SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) da NASA estão a ajudar os cientistas a compreender as diferenças entre buracos negros activos e silenciosos.

Estes resultados fornecem informações sem precedentes sobre o forte campo magnético no centro da Via Láctea. Os cientistas usaram o mais novo instrumento do SOFIA, o HAWC+, para realizar estas medições.

Os campos magnéticos são forças invisíveis que influenciam os percursos de partículas carregadas e têm efeitos significativos sobre os movimentos e a evolução da matéria em todo o Universo. Mas os campos magnéticos não podem ser visualizados directamente, portanto o seu papel não é bem compreendido. O instrumento HAWC+ detecta luz infravermelha distante e polarizada, invisível aos olhos humanos, emitida por grãos de poeira. Estes grãos alinham-se perpendicularmente aos campos magnéticos. A partir dos resultados do SOFIA, os astrónomos podem mapear a forma e inferir a força do campo magnético, de outra forma invisível, ajudando a visualizar esta força fundamental da natureza.

“Este é um dos primeiros exemplos em que podemos realmente ver como os campos magnéticos e a matéria interestelar interagem uns com os outros,” observou Joan Schmelz, astrofísica do Centro de Pesquisas Espaciais Universitárias do Centro Ames da NASA em Silicon Valley, Califórnia, EUA, co-autora do artigo que descreve as observações. “O HAWC+ muda o jogo.”

Observações anteriores do SOFIA tinham mostrado o anel inclinado de gás e poeira em órbita do buraco negro da Via Láctea, de nome Sagitário A* (Sgr A*). Mas os novos dados do HAWC+ fornecem uma visão única do campo magnético nesta área, que parece traçar a história da região ao longo dos últimos 100.000 anos.

Os detalhes destas observações do campo magnético, pelo SOFIA, foram apresentados na reunião de Junho de 2019 da Sociedade Astronómica Americana e serão submetidos à revista The Astrophysical Journal.

A gravidade do buraco negro domina a dinâmica do centro da Via Láctea, mas o papel do campo magnético tem sido um mistério. As novas observações com o HAWC+ revelam que o campo magnético é forte o suficiente para restringir os movimentos turbulentos do gás. Se o campo magnético canalizar o gás para que entre no próprio buraco negro, o buraco negro torna-se activo porque consome muito gás. No entanto, se o campo magnético canalizar o gás para que entre em órbita em redor do buraco negro, então o buraco negro ficará quieto porque não está a ingerir nenhum gás que, de outra forma, acabaria por formar novas estrelas.

Os investigadores combinaram imagens no infravermelho médio e longínquo das câmaras do SOFIA com novas linhas de fluxo que visualizam a direcção do campo magnético. A estrutura azul em forma de Y (ver figura) é material quente que cai em direcção ao buraco negro, localizado próximo do ponto onde os dois braços da figura em forma de Y se intersectam. Colocando a estrutura do campo magnético sobre a imagem revela que o campo magnético segue a forma da estrutura empoeirada. Cada dos braços azuis tem o seu próprio componente de campo que é totalmente distinto do resto do anel, visto em rosa. Mas também existem lugares onde o campo se distancia das principais estruturas de poeira, como nas extremidades superior e inferior do anel.

“A forma espiral do campo magnético canaliza o gás para uma órbita em torno do buraco negro,” comentou Darren Dowll, cientista do JPL da NASA e investigador principal do instrumento HAWC+, autor principal do estudo. “Isto pode explicar porque é que o nosso buraco negro está calmo enquanto outros estão activos.”

As novas observações do SOFIA com o HAWC+ ajudam a determinar como o material no ambiente extremo de um buraco negro super-massivo interage com ele, abordando uma antiga questão de porque é que o buraco negro central da Via Láctea é relativamente ténue, enquanto os de outras galáxias são tão brilhantes.

Astronomia On-line
14 de Junho de 2019

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2106: Cometa fornece novas pistas para as origens dos oceanos da Terra

Ilustração de um cometa, de grãos de gelo e dos oceanos da Terra. O SOFIA descobriu pistas, no grãos de gelo do Cometa Wirtanen, que sugerem que a água nos cometas e nos oceanos da Terra podem partilhar uma origem comum.
Crédito: NASA/SOFIA/L. Cook/L. Proudfit

O mistério de porque é que a Terra tem tanta água, permitindo que o nosso “mármore azul” suporte uma variedade incrível de vida, ficou mais claro com novas investigações sobre cometas. Os cometas são como bolas de neve de rocha, poeira, gelo e outras substâncias químicas congeladas que se evaporam à medida que se aproximam do Sol, produzindo as caudas que vemos nas imagens. Um novo estudo revela que a água em muitos cometas pode partilhar uma origem comum com os oceanos da Terra, reforçando a ideia de que os cometas tiveram um papel fundamental em trazer água ao nosso planeta há milhares de milhões de anos.

O SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy), o maior observatório aéreo do mundo, observou o Cometa Wirtanen quando fez a sua maior aproximação à Terra em Dezembro de 2018. Os dados recolhidos pelo observatório indicam que este cometa contém água “semelhante à do oceano”. Comparando isto com informações sobre outros cometas, os cientistas sugerem, num novo estudo, que muitos mais cometas do que se pensava anteriormente podem ter distribuído água à Terra. Os resultados foram publicados na revista Astronomy & Astrophysics Letters.

“Nós identificámos um vasto reservatório de água semelhante à da Terra nos confins do Sistema Solar,” disse Darek Lis, cientista do JPL da NASA em Pasadena, no estado norte-americano da Califórnia, autor principal do estudo. “A água foi crucial para o desenvolvimento da vida como a conhecemos. Não queremos apenas entender como a água da Terra foi entregue, mas também se esse processo pode funcionar noutros sistemas planetários.”

Bolas de neve sujas

Os planetas formam-se a partir de detritos situados num disco em órbita de uma estrela; pedaços pequenos de detritos podem aglomerar-se e crescer ao longo do tempo. Detritos remanescentes permanecem em regiões do nosso Sistema Solar como a Cintura de Kuiper, para lá de Neptuno, ou como a Nuvem de Oort, muito além de Plutão. Os cometas vêm destas áreas, mas só podemos vê-los quando as suas órbitas os aproximam do Sol. O calor do Sol faz com que parte da neve suja se vaporize, criando o halo difuso ou “cabeleira” de vapor de água, poeira e grãos de gelo vistos nas imagens dos cometas.

Os cientistas prevêem que a água nos oceanos da Terra veio de corpos que transportavam água no início do Sistema Solar, que colidiram com o nosso planeta, de modo idêntico aos asteróides e cometas ricos em gelo de hoje. Mas os cientistas não sabem de que local do disco de formação planetária tiveram origem.

Tipos de água

A água também é conhecida pela sua designação química H2O porque é composta por dois átomos de hidrogénio e um átomo de oxigénio. Mas, usando instrumentos especiais, os cientistas podem detectar dois tipos: água comum, H2O, e água pesada, HDO, que tem uma partícula neutra extra, chamada neutrão, dentro de um dos átomos de hidrogénio. Os cientistas comparam a proporção de água comum e pesada nos cometas. Se os cometas tiverem a mesma proporção destes tipos de água que os oceanos da Terra, isso indica que a água em ambos pode partilhar uma origem comum.

Mas a medição desta relação é difícil. Os telescópios terrestres e espaciais só podem estudar este nível de detalhe em cometas quando passam perto da Terra, e as missões que visitam cometas, como a Rosetta, são raras. Os cientistas só ainda puderam estudar este rácio em cerca de uma dúzia de cometas desde a década de 1980. Adicionalmente, é difícil estudar a água de um cometa a partir do solo porque a água na atmosfera da Terra bloqueia as suas assinaturas.

Novas observações

O SOFIA, observando a altas altitudes acima de grande parte da água atmosférica da Terra, conseguiu medir com precisão a proporção de água comum e água pesada no Cometa Wirtanen. Os dados mostram que o rácio de água do Cometa Wirtanen é o mesmo que o dos oceanos da Terra.

Quando a equipa comparou os novos dados do SOFIA com estudos prévios de cometas, encontraram uma semelhança surpreendente. A proporção de água regular para água pesada não estava ligada à origem dos cometas – fossem eles da Nuvem de Oort ou da Cintura de Kuiper. Em vez disso, estava relacionada com a quantidade de água libertada pelos grãos de gelo na cabeleira do cometa em comparação com a superfície nevada. Isto poderá implicar que todos os cometas podem ter uma proporção de água normal-para-pesada semelhante à dos oceanos da Terra, e que podem ter fornecido uma grande fracção da água do nosso planeta.

“Esta é a primeira vez que podemos relacionar o rácio de água normal-para-pesada de todos os cometas a um único factor,” observou Dominique Bockelée-Morvan, cientista do Observatório de Paris e do Centro Nacional Francês para Pesquisa Científica e segunda autora do artigo. “Talvez seja necessário repensar a forma como estudamos os cometas porque a água libertada pelos grãos de gelo parece ser um melhor indicador da proporção global de água do que a água libertada do gelo à superfície.”

São necessários mais estudos para ver se estas descobertas são verdadeiras para outros cometas. A próxima vez que um cometa tem visita prevista para perto da Terra – perto o suficiente para este tipo de estudo, isto é – será em Novembro de 2021.

Astronomia On-line
4 de Junho de 2019



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1869: Descoberto, finalmente, o primeiro tipo de molécula do Universo

Ilustração da nebulosa planetária NGC 7027 e das moléculas de hidreto de hélio. Nesta nebulosa planetária, o SOFIA detetou hidreto de hélio, uma combinação de hélio (vermelho) e hidrogénio (azul), que foi o primeiro tipo de molécula a formar-se no Universo primitivo. Esta é a primeira vez que o hidreto de hélio foi descoberto no Universo moderno.
Crédito: NASA/SOFIA/L. Proudfit/D.Rutter

O primeiro tipo de molécula que se formou no Universo foi detectado no espaço pela primeira vez, após década de pesquisa. Os cientistas descobriram a sua assinatura na nossa própria Galáxia usando o maior observatório aerotransportado do mundo, o SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) da NASA, enquanto o avião voava bem acima da superfície da Terra e apontava os seus instrumentos sensíveis para o cosmos.

Quando o Universo era ainda muito jovem, só existiam apenas alguns tipos de átomos. Os cientistas pensam que cerca de 100.000 anos após o Big Bang, o hélio e o hidrogénio combinaram-se para fazer pela primeira vez uma molécula chamada hidreto de hélio. O hidreto de hélio deve estar presente em algumas partes do Universo moderno, mas nunca tinha sido detectado no espaço – até agora.

O SOFIA encontrou o hidreto de hélio moderno numa nebulosa planetária, um remanescente do que já foi uma estrela parecida com o Sol. Localizada a 3000 anos-luz de distância na direcção da constelação de Cisne, esta nebulosa planetária, de nome NGC 7027, tem condições que permitem a formação desta molécula misteriosa. A descoberta serve como prova de que o hidreto de hélio pode, de facto, existir no espaço. Isto confirma uma parte fundamental da nossa compreensão básica da química do Universo primitivo e de como evoluiu ao longo de milhares de milhões de anos para a química complexa de hoje. Os resultados foram publicados na edição desta semana da revista Nature.

“Esta molécula estava à espreita, mas precisávamos dos instrumentos certos para fazer as observações na posição certa – e o SOFIA conseguiu fazer isso perfeitamente,” disse Harold Yorke, director do Centro de Ciência SOFIA, em Silicon Valley, no estado norte-americano da Califórnia.

Hoje, o Universo está cheio de estruturas grandes e complexas como planetas, estrelas e galáxias. Mas há mais de 13 mil milhões de anos, após o Big Bang, o Universo primordial era quente e tudo o que existia eram alguns tipos de átomos, principalmente hélio e hidrogénio. À medida que os átomos se combinavam para formar as primeiras moléculas, o Universo foi finalmente capaz de arrefecer e começou a tomar forma. Os cientistas inferiram que o hidreto de hélio era essa primeira molécula primordial.

Quando o arrefecimento começou, os átomos de hidrogénio puderam interagir com o hidreto de hélio, levando à criação do hidrogénio molecular – a molécula principalmente responsável pela formação das primeiras estrelas. As estrelas passaram a forjar todos os elementos que compõem o nosso rico cosmos químico de hoje. O problema, porém, é que os cientistas não conseguiam encontrar hidreto de hélio no espaço. Este primeiro passo no nascimento da química permaneceu por provar, até agora.

“A falta de evidências da própria existência do hidreto de hélio no espaço interestelar foi um dilema para a astronomia durante décadas,” disse Rolf Guesten do Instituto Max Planck para Radioastronomia, em Bona, Alemanha, autor principal do artigo.

O hidreto de hélio é uma molécula “sensível”. O hélio, propriamente dito, é um gás nobre que dificilmente combina com qualquer outro tipo de átomo. Mas em 1925 os cientistas conseguiram criar a molécula em laboratório, persuadindo o hélio a partilhar um dos seus electrões com um ião de hidrogénio.

Seguidamente, no final da década de 1970, os cientistas que estudavam a nebulosa planetária NGC 7027 pensaram que este ambiente podia ser o ideal para formar o hidreto de hélio. A radiação ultravioleta e o calor da estrela envelhecida criam condições adequadas para a formação do hidreto de hélio. Mas as suas observações foram inconclusivas. Esforços subsequentes sugeriram que podia lá existir, mas a molécula misteriosa continuava a escapar à detecção. Os telescópios espaciais usados não tinham a tecnologia específica para captar o sinal do hidreto de hélio a partir da mistura de outras moléculas na nebulosa.

Em 2016, os cientistas recorreram à ajuda do SOFIA. Voando a mais de 13.000 metros de altitude, o SOFIA faz observações acima das camadas interferentes da atmosfera da Terra. Mas tem uma vantagem em relação aos telescópios espaciais – regressa ao solo depois de cada voo.

“Podemos mudar os instrumentos e instalar a tecnologia mais recente,” disse Naseem Rangwala, cientista do projecto SOFIA. “Esta flexibilidade permite-nos melhorar as observações e responder às questões mais prementes dos cientistas.”

Uma actualização recente de um dos instrumentos do SOFIA, chamado GREAT (German Receiver at Terahertz Frequencies), acrescentou o canal específico para o hidreto de hélio que os telescópios anteriores não tinham. O instrumento trabalha como um receptor de rádio. Os cientistas sintonizam a frequência da molécula que procuram, de modo semelhante à sintonização de um rádio FM na estação certa. Quando o SOFIA levantou voo no céu nocturno, os ansiosos cientistas estavam a bordo lendo os dados do instrumento em tempo real. O sinal do hidreto de hélio finalmente foi recebido em condições.

“Foi muito emocionante estar lá e ver o hidreto de hélio pela primeira vez nos dados,” disse Guesten. “Isto leva uma investigação longa a um final feliz e elimina dúvidas sobre a nossa compreensão da química subjacente do Universo primordial.”

Astronomia On-line
19 de Abril de 2019

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“Pesagem” do vento galáctico fornece pistas para a evolução das galáxias

Composição da Galáxia do Charuto (também chamada M82), uma galáxia “starburst” a cerca de 12 milhões de anos-luz na direcção da constelação de Ursa Maior. O campo magnético detectado pelo SOFIA parece seguir os fluxos bipolares (vermelho) gerados pela intensa formação estelar explosiva. A imagem combina luz estelar visível (cinzento) e traços de hidrogénio gasoso (vermelho) do Observatório Kitt Peak, com luz estelar e poeira no infravermelho próximo e longínquo (amarelo) do SOFIA e do Telescópio Espacial Spitzer.
Crédito: NASA/SOFIA/E. Lopez-Rodriguez; NASA/Spitzer/J. Moustakas et al.

A Galáxia do Charuto (M82) é famosa pela sua extraordinária velocidade em fabricar novas estrelas, 10 vezes mais depressa que a Via Láctea. Agora, foram usados dados do SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) para estudar esta galáxia em mais detalhe, revelando como o material que afecta a evolução das galáxias pode entrar no espaço intergaláctico.

Os investigadores descobriram, pela primeira vez, que o vento galáctico que flui do centro da Galáxia do Charuto (M82) está alinhado com o campo magnético e transporta uma massa muito grande de gás e poeira – o equivalente a 50 a 60 milhões de sóis.

“O espaço entre as galáxias não está vazio,” disse Enrique Lopez-Rodriguez, cientista da USRA (Universities Space Research Association) que trabalha na equipa do SOFIA. “Contém gás e poeira – que são as matérias-primas das estrelas e das galáxias. Agora, temos uma melhor compreensão de como esta matéria escapou do interior das galáxias ao longo do tempo.”

Além de ser um exemplo clássico de uma galáxia “starburst”, o que significa que está a formar um número extraordinário de estrelas em comparação com a maioria das outras galáxias, M82 também tem ventos fortes que sopram gás e poeira para o espaço intergaláctico. Os astrónomos há muito que teorizam que estes ventos também arrastariam o campo magnético da galáxia na mesma direcção, mas, apesar de vários estudos, não havia nenhuma prova observacional do conceito.

Usando o observatório aéreo SOFIA, os cientistas descobriram definitivamente que o vento da Galáxia do Charuto não só transporta uma quantidade enorme de gás e poeira para o meio intergaláctico, como também arrasta o campo magnético de modo que fica perpendicular ao disco galáctico. De facto, o vento arrasta o campo magnético a mais de 2000 anos-luz – quase a dimensão do próprio vento.

“Um dos principais objectivos desta investigação era o de avaliar quão eficientemente o vento galáctico pode arrastar o campo magnético,” disse Lopez-Rodriguez. “Não esperávamos encontrar o campo magnético alinhado com o vento numa área tão grande.”

Estas observações indicam que os fortes ventos associados ao fenómeno de formação estelar explosiva podem ser dos mecanismos responsáveis por “semear” material e injectar um campo magnético no meio intergaláctico próximo. Caso tenham ocorrido processos semelhantes no início do Universo, estes podem ter afetado a evolução fundamental das primeiras galáxias.

Os resultados foram publicados na edição de Janeiro de 2019 da revista The Astrophysical Journal Letters.

O mais novo instrumento do SOFIA, o HAWC+ (High-resolution Airborne Wideband Camera-Plus), usa luz infravermelha longínqua para observar grãos de poeira celeste, que se alinham ao longo das linhas do campo magnético. Com estes resultados, os astrónomos podem inferir a forma e a direcção do campo magnético, de outra maneira invisível. A radiação infravermelha longínqua fornece informações importantes sobre os campos magnéticos porque o sinal é limpo e não está contaminado pela emissão de outros mecanismos físicos, como a luz visível dispersa.

“O estudo dos campos magnéticos intergaláctico – e sua evolução – é fundamental para entender como as galáxias evoluíram ao longo da história do Universo,” disse Terry Jones, professor emérito da Universidade de Minnesota, em Minneapolis, investigador principal deste estudo. “Com o instrumento HAWC+ do SOFIA, temos agora uma nova perspectiva sobre estes campos magnéticos.”

Astronomia On-line
8 de Março de 2019

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1546: Levantando o véu da formação estelar na Nebulosa de Orionte

O poderoso vento da estrela recém-formada no coração da Nebulosa de Orionte está a criar a bolha (preto) e a impedir a formação de novas estrelas na vizinhança. Ao mesmo tempo, o vento está a empurrar o gás molecular (cor) para as orlas, criando uma concha densa em redor da bolha onde se podem formar futuras gerações de estrelas.
Crédito: NASA/SOFIA/Pabst et. al

De acordo com uma nova investigação que usa o SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) da NASA, o vento estelar de uma estrela recém-nascida na Nebulosa de Orionte está a impedir a formação de novas estrelas nas proximidades.

Isto é surpreendente porque, até agora, os cientistas pensavam que outros processos, como estrelas explosivas chamadas super-novas, eram os principais responsáveis pela regulação da formação estelar. Mas as observações do SOFIA sugerem que as estrelas jovens produzem ventos estelares que podem “soprar” para longe a matéria-prima necessária para formar novas estrelas, um processo chamado “feedback”.

A Nebulosa de Orionte está entre os objectos mais observados e mais fotografados do céu nocturno. É o berçário estelar mais próximo da Terra e ajuda os cientistas a explorar como as estrelas se formam. Um véu de gás e poeira torna esta nebulosa extremamente bonita, mas também esconde todo o processo de formação estelar. Felizmente, a luz infravermelha pode atravessar esse véu nebuloso, permitindo que observatórios especializados como o SOFIA revelem muitos dos segredos da formação estelar que, de outra forma, permaneceriam ocultos.

No coração da nebulosa está um pequeno grupo de estrelas jovens, massivas e luminosas. As observações com o instrumento GREAT (German Receiver for Astronomy at Terahertz Frequencies) do SOFIA revelaram, pela primeira vez, que o forte vento estelar da mais brilhante destas estrelas bebés, chamada Theta1 Orionis C (θ1 Ori C), varreu uma grande concha de material da nuvem onde esta estrela se formou, como um limpa-neves que limpa uma rua e empurra neve para os lados da estrada.

“O vento é responsável por soprar uma bolha enorme em torno das estrelas centrais,” explicou Cornelia Pabst, estudante de doutoramento na Universidade de Leiden, Holanda, autora principal do artigo científico. “Isso perturba a nuvem natal e impede o nascimento de novas estrelas.”

Estes resultados foram divulgados na edição de 7 de Janeiro da revista Nature.

Os cientistas usaram o instrumento GREAT acoplado ao SOFIA para medir a linha espectral – que é como uma impressão digital química – do carbono ionizado. Dada a localização aérea do SOFIA, voando acima de 99% do vapor de água na atmosfera da Terra que bloqueia a radiação infravermelha, os investigadores foram capazes de estudar as propriedades físicas do vento estelar.

“Os astrónomos usam o GREAT como um agente da polícia usa um radar de controlo de velocidade,” explicou Alexander Tielens, astrónomo do Observatório Leiden e cientista sénior do artigo. “O radar é reflectido do carro e o sinal diz ao agente se está acima da velocidade permitida.”

Da mesma forma, os astrónomos usam a assinatura espectral do carbono ionizado para determinar a velocidade do gás em todas as posições através da nebulosa e para estudar as interacções entre as estrelas massivas e as nuvens onde nasceram. O sinal é tão forte que revela detalhes críticos e nuances dos berçários estelares que de outra forma permanecem escondidos. Mas este sinal só pode ser detectado com instrumentos especializados – como o GREAT – que podem estudar a radiação infravermelha.

No centro da Nebulosa de Orionte, o vento estelar de θ1 Ori C forma uma bolha e interrompe o nascimento de estrelas na sua vizinhança. Ao mesmo tempo, empurra o gás molecular para as orlas da bolha, criando novas regiões de material denso onde futuras estrelas se podem formar.

Estes efeitos de feedback regulam as condições físicas da nebulosa, influenciam a actividade de formação estelar e, em última análise, impulsionam a evolução do meio interestelar, o espaço entre as estrelas repleto de gás e poeira. A compreensão de como a formação estelar interage com o meio interestelar é a chave para entender as origens das estrelas que vemos hoje e das que se podem formar no futuro.

O SOFIA é um jacto Boeing 747SP modificado para transportar um telescópio de 106 polegadas. É um projecto conjunto da NASA e do Centro Aeroespacial Alemão, DLR.

Astronomia On-line
1 de Fevereiro de 2019

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1263: COLISÕES CÓSMICAS: SOFIA DESVENDA A MISTERIOSA FORMAÇÃO DOS ENXAMES ESTELARES

Ilustração da formação de um enxame estelar a partir da colisão de nuvens moleculares turbulentas, que aparecem como sombras escuras em frente do fundo estelar galáctico.
Crédito: NASA/SOFIA/Lynette Cook

O Sol, tal como todas as estrelas, nasceu numa gigantesca nuvem de gás e poeira molecular. Pode ter tido dezenas ou até centenas de irmãs estelares – um enxame – mas essas companheiras iniciais estão agora espalhadas pela Via Láctea. Embora os remanescentes deste evento de formação em particular se tenham dispersado há muito, o processo de nascimento estelar continua ainda hoje dentro da nossa Galáxia e além. Os enxames estelares são concebidos nos corações de nuvens opticamente escuras onde as primeiras fases de formação têm permanecido historicamente escondidas da nossa vista. Mas estas nuvens frias e empoeiradas brilham intensamente no infravermelho, de como que telescópios como o SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) podem começar a revelar estes segredos de longa data.

Os modelos tradicionais afirmam que a força da gravidade pode ser a única responsável pela formação de estrelas e aglomerados estelares. Observações mais recentes sugerem que os campos magnéticos, a turbulência ou ambos estão também envolvidos e podem até dominar o processo de formação. Mas o que desencadeia os eventos que levam ao nascimento de enxames estelares?

Usando o instrumento do SOFIA conhecido como GREAT (German Receiver for Astronomy at Terahertz Frequencies), os astrónomos encontraram novas evidências de que os enxames estelares se formam através de colisões entre nuvens moleculares gigantes.

Os resultados foram publicados na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

“As estrelas são alimentadas por reacções nucleares que produzem novos elementos químicos,” comenta Thomas Bisbas, investigador de pós-doutorado da Universidade da Virgínia, em Charlottesville, EUA, autor principal do artigo que descreve estes novos resultados. “A própria existência de vida na Terra é o produto de uma estrela que explodiu há milhares de milhões de anos, mas ainda não sabemos como essas estrelas – incluindo o nosso próprio Sol – se formam.”

Os investigadores estudaram a distribuição e o movimento do carbono ionizado em torno de uma nuvem molecular onde as estrelas podem formar-se. Parecem haver dois componentes distintos de gás molecular a colidir um com o outro a velocidades superiores a 32.000 km/h. A distribuição e velocidade dos gases moleculares e ionizados são consistentes com as simulações de colisões de nuvens, que indicam que os enxames de estrelas se formam à medida que o gás é comprimido na onda de choque criada quando as nuvens colidem.

“Estes modelos de formação estelar são difíceis de avaliar em termos observacionais,” realça Jonathan Tan, professor da Universidade Chalmers de Tecnologia em Gotemburgo, Suécia, e da Universidade da Virgínia, investigador principal do artigo. “Estamos num ponto fascinante do projecto, onde os dados que estamos a obter com o SOFIA podem realmente testar as simulações.”

Embora ainda não haja consenso científico sobre o mecanismo responsável por impulsionar a formação de enxames de estrelas, estas observações do SOFIA ajudaram os cientistas a dar um passo importante para desvendar o mistério. Este campo de pesquisa continua activo e os dados fornecem evidências cruciais a favor do modelo de colisão. Os autores esperam que as futuras observações testem este cenário para determinar se o processo de colisão de nuvens é único para esta região, mais difundido, ou até mesmo um mecanismo universal para a formação de enxames estelares.

“O nosso próximo passo é usar o SOFIA para observar um número maior de nuvens moleculares que formam aglomerados estelares,” acrescenta Tan. “Só então podemos entender quão comuns são as colisões de nuvens no desencadeamento do nascimento estelar na nossa Galáxia.”

Astronomia On-line
9 de Novembro de 2018

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1195: Astrónomos podem ter descoberto de que se “alimentam” os buracos negros

NASA/SOFIA/Lynette Cook

Os buracos negros são um mistério. Sabe-se muito pouco sobre estas densas regiões do espaço carregadas de gravidade, onde nem a luz consegue escapar. Um grupo de cientistas fez progressos neste sentido, podendo ter descoberto de que se “alimentam” os buracos negros.

Estima-se que os buracos negros supermassivos se escondam no coração da maioria das galáxias mas, até então, ninguém conseguiu explicar por que motivo alguns destes buracos negros “devoram” tudo que está à sua volta e outros não.

Recentemente, o Observatório Estratosférico para Astronomia Infravermelha (SOFIA) detectou que campos magnéticos “capturam” o pó acumulado no centro da galáxia activa Cygnus A, entregando-a depois ao buraco negro que está no seu centro.

A pesquisa, publicada em Julho na The Astrophysical Journal Letters, pode ajudar a elucidar os mecanismos que determinam a actividade dos buracos negros, explicando por que razão alguns são extremamente activos enquanto outros parecem estar a “adormecidos”.

Até então, os cientistas não foram capazes de explicar a actividade dos buracos negros, assim como também não conseguiram descobrir como se formam as nuvens de poeira nem como estas permanecem em torno do núcleo da galáxia – agora, e de acordo com as novas observações, a resposta pode estar nos campos magnéticos.

Os dados recolhidos pelo SOFIA sugerem que os campos magnéticos podem ser responsáveis por manter a poeira suficientemente perto, de forma a que o buraco negro consiga “saciar a sua fome”, devorando-a.

E, por isso, uma das diferenças fundamentais entre galáxias activas, como Cygnus A, e galáxias mais passivas, como é o caso da Via Láctea, pode ser a presença ou ausência de um forte campo magnético em torno do buraco negro.

O fenómeno foi observado através da câmara de alta precisão HAWC+, que capturou o comprimento de onda em infravermelho. Os campos magnéticos são especialmente difíceis de observar no espaço e, por isso, os cientistas recorrem à luz polarizada.

“Estas observações do HAWC+ são únicas. As imagens mostram-nos como é que a polarização infravermelha pode contribuir para o estudo das galáxias”, disse o astrónomo Enrique Lopez-Rodriguez do SOFIA.

ZAP // SputnikNews
Por ZAP
25 Outubro, 2018

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