624: Hubble trabalhou 15 horas para mostrar algo incrível na galáxia NGC 7038

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/GALÁXIAS

O Telescópio Espacial Hubble continua a ser um dos equipamentos que mais novidades nos mostra do Universo. Como tal, a Agência Espacial Europeia (ESA) revelou uma nova imagem do Telescópio Hubble. Falamos da fotografia da galáxia NGC 7038.

Esta galáxia, que está a 220 milhões de anos-luz da Terra, tem uma estrutura espiral muito particular, até algo hipnótica. Além disso, os cientistas usam a NGC 7038 como chave para calibrar os métodos de medição de distâncias no Universo.

A Nova Galáxia do Catálogo Geral 7038 (NGC 7038) está localizada a cerca de 67,45 milhões parsecs de nós. A última imagem do Hubble mostra-a com detalhes invulgares. A galáxia, também conhecida pelos nomes ESO 286-79 e LEDA 66414 (nenhum dos quais memorável) foi descoberta pelo astrónomo John Herschel há quase dois séculos, em 1834.

O Hubble passou 15 horas do seu tempo a observar esta galáxia. A razão de tal atenção, tal como já referimos, é que a NGC 7038 pode ser utilizada para calibrar duas das formas em que medimos a distância às galáxias que nos rodeiam.

Uma escada para as estrelas

A escala de distância cósmica refere-se a uma série de mecanismos através dos quais medimos as distâncias entre o nosso planeta e os objectos no cosmos. Cada passo representa um método com uma gama associada de distâncias.

Se olharmos para esta escala como uma escada, nos primeiros degraus encontramos a paralaxe, um método geométrico que aproveita a órbita da Terra em torno do Sol para estimar a distância de estrelas e outros objectos dentro do nosso ambiente galáctico.

No fundo da escada, para calcular a distância até às galáxias mais distantes do Universo conhecido, temos a lei de Hubble e o redshift.

Ao contrário de uma escala normal, na escala de distância cósmica temos alguma sobreposição entre os diferentes degraus. Isto permite-nos calibrar uma medida com as anteriores em sequência.

Esta é a razão da atenção especial prestada pelo Hubble a esta galáxia, que se situa numa área que liga duas das medições mais comummente utilizadas nesta escala: as super-novas tipo 1 e as variáveis ​​Cefeidas.

Ilustração de estrelas variáveis ​​Cefeidas

Velas padrão e variáveis ​​Cefeidas

As variáveis ​​Cefeidas pertencem ao conjunto de medidas conhecidas como velas padrão. São objectos de luminosidade regular e, portanto, calculáveis. Isso permite que a sua distância seja medida com base em como essa luminosidade chega aos nossos céus, ou seja, de acordo com a sua magnitude.

As ​​Cefeidas são um tipo de estrela que “pulsa”, ou seja, cujo brilho muda em intervalos regulares, como se tivesse um batimento cardíaco. No início do século XX, a astrónoma americana de Harvard, Henrietta Swan Leavitt, famosa pelo seu trabalho sobre estrelas variáveis, estimou a relação entre a sua luminosidade e o período ou frequência com que estes pulsos ocorreram.

Isto tornou possível calcular a distância a que estes objectos se encontravam, com base no período em que pulsavam e na sua magnitude quando observados a partir da Terra. Um século após esta descoberta, estas estrelas ainda são úteis para medir as distâncias de uma multidão de objectos a distâncias intermédias no universo conhecido.

Aliás, a descoberta foi tão importante que valeu a Leavitt uma nomeação para o Prémio Nobel, embora, tendo chegado após a sua morte, tenha ficado de fora das nomeações finais.

Os braços em espiral da galáxia NGC 7038 ventam languidamente através desta imagem do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA. O NGC 7038 situa-se a cerca de 220 milhões de anos-luz da Terra na Indus da constelação do Sul. Esta imagem retrata uma visão especialmente rica e detalhada de uma galáxia em espiral, e expõe um enorme número de estrelas e galáxias distantes à sua volta. Isto porque é feita de um tempo combinado de 15 horas de Hubble focado na NGC 7038 e recolhendo luz. Tantos dados indicam que este é um alvo valioso, e de facto, a NGC 7038 tem sido particularmente útil para astrónomos que medem distâncias a vastas escalas cósmicas.

As Super-novas

Algumas estrelas (aquelas com massas semelhantes ao nosso Sol) tornam-se anãs brancas no fim das suas vidas. Quando estão num sistema binário, a anã branca pode começar a atrair alguns dos seus companheiros. Isto faz com que a sua massa aumente gradualmente, até atingir um ponto crítico.

Nesse momento, a anã branca explode na forma visível de galáxias distantes, uma super-nova do tipo Ia. Tal como as Cefeidas, é possível aos astrónomos calcular a sua distância com base na luz que nos chega delas. O facto de estas explosões poderem ser vistas de muito mais longe do que as Cefeidas torna-as um passo útil para além das Cefeidas.

Hubble recusa-se a aceitar o fim da sua vida

O Hubble faz jus ao seu nome, pois o trabalho de Edwin Hubble e do telescópio epónimo está intimamente ligado à medição do que nos rodeia no universo e à forma como se move em relação a nós.

Não se pode dizer que os anos não tenham passado Hubble, mas o telescópio orbital veterano continua a fornecer-nos imagens e dados vitais para a exploração espacial. O seu trabalho, agora em conjunto com o Telescópio James Webb, continua a ser útil, e a NASA já está a considerar propostas para prolongar a sua vida útil.

Pplware
Autor: Vítor M
07 Nov 2022



 

532: Talvez os ETs não nos queiram visitar por culpa do nosso Sol

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/ASTROFÍSICA/VIDA ALIENÍGENA

KELLEPICS / pixabay

O Paradoxo de Fermi não vai embora. É uma das nossas experiências mentais mais convincentes, e gerações de cientistas continuam a lutar contra ele.

O paradoxo coloca estimativas altas para o número de civilizações na galáxia contra o facto de que não vemos nenhuma dessas civilizações. Diz que se existem civilizações em rápida expansão na Via Láctea, uma deveria ter chegado aqui ao nosso Sistema Solar. O facto de que nenhuma o fez implica que nenhum existe.

Muitos pensadores e cientistas abordaram o Paradoxo de Fermi e tentaram encontrar uma razão pela qual não vemos nenhuma evidência de uma civilização tecnológica em expansão. A vida pode ser extraordinariamente rara, e os obstáculos às viagens interestelares podem ser muito desafiadores. Pode ser assim tão simples.

Mas um novo artigo tem uma nova resposta: talvez o nosso Sistema Solar não ofereça o que as civilizações de longa duração e em rápida expansão desejam – o tipo correto de estrela.

Para entender o Paradoxo de Fermi, precisamos de entender a Equação de Drake. A Equação de Drake é uma estimativa probabilística do número de civilizações na Via Láctea. Não nos diz quantas civilizações existem; resume os conceitos com os quais temos que lutar se quisermos pensar em quantas civilizações poderiam existir.

Um componente crítico da Equação de Drake diz respeito às estrelas. A equação considera a taxa de formação de estrelas na galáxia, quantas dessas estrelas hospedam planetas e quantos desses planetas poderiam hospedar vida.

A equação fica mais detalhada perguntando quantos desses planetas desenvolvem vida, quanta dessa vida se transforma em civilizações tecnológicas e quantas dessas civilizações revelam a sua presença libertando sinais no Espaço. Finalmente, estima o tempo de vida dessas civilizações.

Ao usar variáveis ​​diferentes para responder a cada uma dessas perguntas, obtemos estimativas diferentes de quantas civilizações tecnológicas podem existir. É uma experiência mental, mas informada por evidências, embora as evidências sejam rudimentares.

Um novo artigo aborda o Paradoxo de Fermi focando nos tipos de estrelas. Diz que nem todos os tipos de estrelas são desejáveis ​​para uma civilização tecnológica em expansão. Estrelas de baixa massa, particularmente estrelas anãs K, são os melhores alvos de migração para civilizações de vida longa.

Os autores apontam para uma das análises mais famosas do Paradoxo de Fermi, que veio do astrofísico americano Michael Hart em 1975. O artigo de Hart era “Uma explicação para a ausência de extraterrestres na Terra”, e é considerada a primeira análise rigorosa do paradoxo, que mostrou como uma civilização se pode expandir pela galáxia num período de tempo menor que a idade da galáxia.

Hart explicou o que aconteceria se uma civilização enviasse naves coloniais para as 100 estrelas mais próximas. Elas poderiam colonizar esses sistemas estelares, então cada uma dessas colónias poderia fazer o mesmo, e o processo poderia continuar a repetir-se.

“Nesse ritmo, a maior parte de nossa galáxia seria atravessada em 650.000 anos”, escreveu Hart, que apontou que uma civilização tecnológica teria tempo suficiente para chegar até nós, a menos que tivesse começado há menos de dois milhões de anos. Para Hart, a única explicação para a falta de evidências de civilizações alienígenas é que não existem.

No seu artigo, Hart chegou a algumas conclusões: SETI e esforços semelhantes são uma perda de tempo e dinheiro, e se alguém colonizar nosso Sistema Solar, provavelmente serão os nossos descendentes.

Os autores deste artigo discordam. Uma suposição subjacente para muitas pessoas que contemplam o Paradoxo de Fermi é que as estrelas são uniformemente atraentes para uma civilização espacial, e a civilização se espalharia por toda parte igualmente. Mas isso é verdade?

Os autores deste novo artigo não pensam assim. “Sugerimos, seguindo a hipótese de Hansen & Zuckerman (2021), que uma civilização em expansão se instalará preferencialmente em sistemas de anãs K ou M de baixa massa, evitando estrelas de maior massa, a fim de maximizar a sua longevidade na galáxia”, eles escrevem.

Medir a longevidade das estrelas não é intuitivo para os humanos. Se um tipo de estrela dura 10 mil milhões de anos e outro dura 10 biliões, que diferença isso faz para alguém além de um astrofísico?

Mas agora, imagine que faz parte de um órgão de tomada de decisão para uma civilização que tem um milhão de anos – ou até mais – e se expandiu para diferentes sistemas solares. Então, a idade de uma estrela é importante.

Anãs K e anãs M (anãs vermelhas) têm vidas longas. Mesmo para uma civilização extraordinariamente avançada, colonizar outro sistema solar exigiria muitos recursos. Por que gastar esses recursos num sistema estelar que pode não durar muito?

Os autores calcularam uma nova estimativa para o tempo que uma civilização galáctica precisa para colonizar a galáxia, se essa civilização visasse apenas anãs K e anãs M, e dizem que levaria dois mil milhões de anos. Com maiores capacidades de viagem, a civilização poderia reduzir drasticamente o período.

Estas estimativas são baseadas na ideia de que uma civilização se espalha pela galáxia em ondas. Haveria períodos de tempo em que a civilização estaria à espera de uma aproximação de uma estrela favorável.

Os autores pensam que pode haver Clube Galáctico de estrelas de baixa massa a espalhar-se pela Via Láctea agora, e não podemos descartá-la apenas porque não notamos isso. A ausência de evidência não é evidência de ausência, como diz o ditado.

O que levaria uma espécie a expandir-se continuamente? Crescimento populacional? Necessidades de energia? Curiosidade científica? Domínio sobre os outros? Para nós, não há como saber.

A humanidade moderna está apenas há cerca de um quarto de milhão de anos na sua jornada. Os motivos que nos impulsionam e a estrutura de pensamento que nos guia não foram exactamente testados pelo tempo.

O tempo é o Mestre do nosso Universo. Da nossa própria expectativa de vida às eras das civilizações alienígenas e à vida e morte de estrelas e planetas, o tempo governa tudo. A relatividade pode mexer com o tempo, mas não pode impedi-lo de passar.

E se os alienígenas dominarem a extensão da vida e viverem tanto que os indivíduos possam fazer parte de múltiplas expansões em outros sistemas estelares? E se eles não são estritamente indivíduos como nós, mas são algum tipo de híbrido de um indivíduo e um colectivo genético? E se eles puderem absorver novas informações genéticas de maneiras que não podemos imaginar?

E se a criação estiver irremediavelmente desactualizada para eles, e eles estiverem livres destas preocupações e dos limites de uma vida curta? E se eles não forem mais seres orgânicos e os tipos de coisas que nos motivam estiverem em seu passado distante? E se forem simbiontes? E se houver centenas de outras hipóteses?

Coisas em que não podemos pensar são meio inúteis, excepto para reconhecer que elas existem. Este é o ponto final de muitas discussões em torno do Paradoxo de Fermi e da Equação de Drake. Há tanta coisa que não sabemos; não podemos nem mesmo entender que não sabemos. A humanidade ainda é uma criança.

ZAP // Universe Today
30 Outubro, 2022



 

509: Uma teia cósmica

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Imagem do enxame de galáxias, Abell 611, obtida pelo Telescópio Espacial Hubble.
Crédito: ESA/Hubble, NASA, P. Kelly, M. Postman, J. Richard, S. Allen

Hoje em dia, pensa-se que todas as galáxias e enxames de galáxias sejam dominados por matéria escura – uma quantidade elusiva cuja natureza os astrónomos ainda estão a trabalhar para determinar. Abell 611, o brilhante enxame galáctico visto nesta imagem pelo Hubble, não é excepção.

De facto, Abell 611 é um alvo popular para investigar a matéria escura, em parte devido aos seus numerosos exemplos de lentes gravitacionais fortes visíveis entre a intrincada teia de galáxias do enxame.

Em celebração do Dia das Bruxas (Halloween), o Hubble divulgou esta imagem do enxame de galáxias Abell 611, localizado a mais de 1000 megaparsecs, ou cerca de 3,26 mil milhões de anos-luz da Terra.

Tal como todos os enxames de galáxias, a existência de Abell 611 representa um mistério para os astrónomos. Especificamente, não parece haver massa suficiente contida dentro da sua “teia” de galáxias constituintes, em rápida rotação, para impedir o enxame de se separar.

Este é uma questão bem estabelecida na astronomia das estruturas muito massivas, como galáxias e enxames de galáxias – simplesmente não parecem ter massa combinada suficiente para permanecerem coesos. Curiosamente, este problema não surge a escalas cósmicas mais pequenas.

Por exemplo, a viagem dos planetas em torno do Sol pode ser calculada com relativa facilidade usando as massas e as localizações dos planetas e do Sol.

Não é necessária massa extra para explicar a integridade do Sistema Solar ou de outros sistemas. Então, porque é que esta regra intuitiva não se aplica a escalas maiores?

A teoria prevalente é que o Universo contém vastas quantidades de uma substância conhecida como matéria escura. Embora o nome possa parecer sinistro, “escuro” refere-se simplesmente ao facto de que esta quantidade desconhecida não parece interagir com a luz como a outra matéria – nem emitindo nem reflectindo qualquer parte do espectro electromagnético.

Esta qualidade torna a matéria escura incrivelmente difícil de caracterizar, embora várias possibilidades já tenham sido postuladas.

Essencialmente, a maioria dos candidatos à matéria escura enquadram-se numa de duas categorias: algum tipo de partícula que existe em grandes quantidades por todo o Universo, mas que por alguma razão não interage com a luz como as outras partículas; ou algum tipo de objecto massivo que também existe em grande abundância por todo o Universo, mas que não é detectável com a tecnologia telescópica actual.

Dois dos candidatos a matéria escura com o nome mais estranho enquadram-se na primeira e na segunda categorias, respectivamente. As WIMPs (“Weakly interacting massive particles”, em português, partículas massivas de interacção fraca) são partículas subatómicas hipotéticas que não interagem com os fotões – por outras palavras, não interagem com a luz.

Os MACHOs (“Massive astrophysical compact halo objects”, em português, objectos com halo compacto e grande massa) são um conjunto hipotético de objectos muito massivos feitos (ao contrário das WIMPs) de um tipo de matéria que já conhecemos, mas que são extremamente difíceis de observar uma vez que emitem tão pouca luz.

Contudo, e apesar de um esforço tremendo, não foi encontrada nenhuma evidência conclusiva de WIMPs, ou de MACHOs, ou de qualquer outra forma de matéria escura.

Se a matéria escura permanecer teimosamente indefinível, felizmente é facilmente quantificável. De facto, os enxames galácticos como Abell 611 são laboratórios ideais para a quantificação da matéria escura, devido às abundantes evidências de lentes gravitacionais visíveis dentro do enxame.

Um exemplo de lente é talvez mais claramente visível no centro da imagem, à esquerda do brilhante núcleo do enxame, onde pode ser vista uma curva de luz. Esta curva é luz de uma fonte mais distante, que foi “dobrada” e distorcida (ou que sofre o efeito de lente) pela imensa massa de Abell 611.

A medida em que a luz foi “dobrada” pelo enxame pode ser usada para medir a sua verdadeira massa. Isto pode então ser comparado com uma estimativa da sua massa derivada de todos os componentes visíveis do enxame.

A diferença entre a massa calculada e a massa observada é espantosa. Com efeito, os astrónomos estimam actualmente que cerca de 85% da matéria do Universo é matéria escura.

Mesmo que o mistério do que mantém a teia cósmica de galáxias dentro de Abell 611 permaneça por resolver, ainda podemos desfrutar desta imagem e da fascinante ciência – tanto bem estabelecida como teorizada – que tem lugar no seu interior.

Astronomia On-line
28 de Outubro de 2022



 

508: VLA descobre que os raios cósmicos impulsionam ventos galácticos

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Impressão de artista dos ventos cósmicos (azul e verde) sobreposta a uma imagem, no visível, da galáxia M33 (vermelho e branco) observada com o VST (VLT Survey Telescope) no Observatório Paranal do ESO no Chile.
Crédito: Instituto para Investigação em Ciências Fundamentais – IPM & Observatório Europeu do Sul (ESO)

Utilizando o VLA (Karl G. Jansky Very Large Array) da NSF (National Science Foundation), os astrónomos descobriram uma nova e importante pista sobre como as galáxias põem travões aos vigorosos episódios de formação estelar.

O seu novo estudo da galáxia vizinha M33 indica que os velozes raios cósmicos podem impulsionar ventos que sopram para longe o gás necessário para formar novas estrelas.

Tais ventos são responsáveis por abrandar o ritmo de formação estelar à medida que as galáxias evoluem ao longo do tempo. No entanto, as ondas de choque de explosões de super-nova e de jactos energéticos alimentados por buracos negros super-massivos, provenientes de núcleos galácticos, têm sido considerados os principais impulsionadores desses ventos.

Pensava-se que os raios cósmicos contribuíam pouco, particularmente em galáxias como M33 que têm regiões de prolífica formação estelar.

“Temos visto ventos galácticos impulsionados por raios cósmicos na nossa própria Via Láctea e na galáxia de Andrómeda, que têm taxas muito mais fracas de formação estelar, mas ainda não numa galáxia como M33”, disse Fatemah Tabatabaei, do Instituto para Investigação em Ciências Fundamentais do Irão.

Tabatabaei e uma equipa internacional de cientistas fizeram detalhadas observações em vários comprimentos de onda de M33 com o VLA, uma galáxia espiral a quase 3 milhões de anos-luz de distância e que faz parte do Grupo Local de galáxias que inclui a Via Láctea.

Também utilizaram dados de observações anteriores do VLA, do radiotelescópio de Effelsberg na Alemanha e telescópios de ondas milimétricas, telescópios ópticos e infravermelhos.

Estrelas muito mais massivas do que o nosso Sol têm vidas mais curtas, acabando por explodir como super-novas. As explosivas ondas de choque podem acelerar as partículas até quase à velocidade da luz, criando raios cósmicos.

Uma quantidade suficiente destes raios cósmicos pode construir uma pressão que impulsiona os ventos a afastarem o gás necessário para continuar a formar estrelas.

“As observações VLA indicaram que os raios cósmicos em M33 estão a escapar das regiões onde nascem, tornando-os capazes de conduzir ventos mais extensos”, disse William Cotton, do NRAO (National Radio Astronomy Observatory.

Com base nas suas observações, os astrónomos concluíram que as numerosas explosões de super-nova e remanescentes de super-nova nos gigantescos complexos de prolífera formação estelar de M33 tornavam mais prováveis os ventos impulsionados pelos raios cósmicos.

“Isto significa que os raios cósmicos são provavelmente uma causa mais geral dos ventos galácticos, particularmente em tempos anteriores na história do Universo, quando a formação estelar estava a ocorrer a um ritmo muito mais elevado”, disse Tabatabaei. Ela acrescentou: “Este mecanismo torna-se assim um factor mais importante na compreensão da evolução das galáxias ao longo do tempo”.

Tabatabaei, Cotton e colegas divulgaram os seus achados na edição de 25 Outubro da revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Astronomia On-line
28 de Outubro de 2022



 

Galáxia “Starburst” M94, pelo Hubble

CIÊNCIA/HUBBLE/GALÁXIAS

Porque é que esta galáxia tem um anel de estrelas azuis brilhantes? O lindo universo insular Messier 94 fica a apenas 15 milhões de anos-luz de distância na direcção da constelação de Cães de Caça.

Um alvo popular para os astrónomos da Terra, esta galáxia espiral vista de frente tem cerca de 30.000 anos-luz em diâmetro, com braços espirais varrendo os arredores do seu amplo disco.

Mas este campo de visão do Telescópio Espacial Hubble abrange cerca de 7000 anos-luz da região central de M94. A ampliação destaca o núcleo compacto e brilhante da galáxia, proeminentes correntes internas de poeira e o notável anel azulado de jovens estrelas massivas.

As estrelas do anel têm todas provavelmente menos de 10 milhões de anos, indicando que M94 é uma galáxia “starburst” que está a passar por uma época de formação estelar rápida.

A ondulação circular de estrelas azuis é provavelmente uma onda que se propaga para fora, tendo sido desencadeada pela gravidade e pela rotação das distribuições ovais de matéria.

Dado que M94 está relativamente próxima, os astrónomos podem melhor explorar os detalhes do seu anel de formação estelar explosiva.

Astronomia On-line
Crédito: ESA/Hubble & NASA
Set.2022



 

ALMA testemunha “jogo da corda” entre galáxias em fusão

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Os cientistas que observaram a galáxia recém-dormente SDSS J1448+1010 descobriram que a maior parte do seu combustível formador de estrelas tinha sido atirado para fora do sistema ao fundir-se com outra galáxia. Esse gás não está a formar novas estrelas para a galáxia, mas permanece nas proximidades em novas estruturas conhecidas como caudas de maré. Esta impressão de artista mostra o fluxo de gás e estrelas que foram lançadas para longe da galáxia massiva durante a sua fusão.
Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), S.Dagnello (NRAO/AUI/NSF)

Enquanto observavam uma galáxia recém-dormente usando o ALMA (Atacama Large Millimeter/ submillimeter Array) e o Telescópio Espacial Hubble, cientistas descobriram que tinha parado de formar estrelas, não porque tinha esgotado todo o seu gás, mas porque a maior parte do seu combustível formador de estrelas tinha sido atirado para fora do sistema ao fundir-se com outra galáxia.

O resultado é uma novidade para os cientistas do ALMA. Além disso, se provados comuns, os resultados podem mudar a forma como os cientistas pensam acerca das fusões e mortes das galáxias.

À medida que as galáxias se movem através do Universo, por vezes encontram outras galáxias. Quando interagem, a gravidade de cada galáxia atrai a outra. O subsequente “jogo da corda” lança gases e estrelas para longe das galáxias, deixando para trás fluxos de material conhecidos como caudas de maré.

E é exactamente isso que os cientistas acreditam que aconteceu a SDSS J1448+1010, mas com uma reviravolta na história. A galáxia massiva, que nasceu quando o Universo tinha cerca de metade da sua idade actual, quase que completou a sua fusão com outra galáxia.

Durante observações com o Hubble e com o ALMA, os cientistas descobriram caudas de maré contendo cerca de metade de todo o gás frio e formador de estrelas do sistema.

A descoberta do material forçosamente descartado – igual a 10 mil milhões de vezes a massa do nosso Sol – indicou que a fusão poderia ser responsável pelo “desligar” da formação estelar, o que os cientistas não esperavam.

“O que inicialmente tornou esta galáxia massiva interessante foi que, por alguma razão, deixou subitamente de formar estrelas há cerca de 70 milhões de anos, imediatamente após uma explosão de actividade de formação estelar. A maioria das galáxias está feliz por continuar a formar estrelas”, disse Justin Spilker, astrónomo da Universidade A&M do Texas e o autor principal do artigo científico.

“As nossas observações com o ALMA e com o Hubble provaram que a verdadeira razão pela qual a galáxia deixou de formar estrelas é que o processo de fusão ejectou cerca de metade do gás combustível, disponível para a formação estelar, para o espaço intergaláctico. Sem combustível, a galáxia não conseguia continuar a formar estrelas”.

A descoberta está a lançar luz sobre os processos pelos quais as galáxias vivem ou morrem e a ajudar os cientistas a compreender melhor a sua evolução.

“Quando olhamos para o Universo, vemos algumas galáxias a formar activamente novas estrelas, como a nossa própria Via Láctea, e algumas que não estão. Mas essas galáxias “mortas” têm muitas estrelas antigas, por isso devem ter formado todas essas estrelas em algum momento e depois deixaram de fabricar novas”, disse Wren Suess, colega de cosmologia na Universidade da Califórnia, Santa Cruz, e co-autora do artigo científico.

“Ainda não compreendemos todos os processos que fazem com que as galáxias deixem de formar estrelas, mas esta descoberta mostra o quão poderosas são estas grandes fusões galácticas e o quanto podem afectar a forma como uma galáxia cresce e muda com o tempo”.

Uma vez que o novo resultado é de uma única observação, não está actualmente claro o quão típico este “jogo da corda” e a sua quiescência resultante podem ser.

No entanto, a descoberta desafia as teorias há muito defendidas sobre como a formação estelar e as galáxias morrem e tem proporcionado aos cientistas um novo desafio excitante: encontrar mais exemplos.

“Embora seja bastante claro, a partir deste sistema, que o gás frio pode realmente acabar bem para lá de um sistema em fusão, e que ‘desliga’ uma galáxia, o tamanho da amostra, apenas uma galáxia, diz-nos muito pouco sobre como este processo é comum”, disse David Setton, estudante no departamento de física e astronomia da Universidade de Pittsburgh e co-autor do artigo.

“Mas existem muitas galáxias por aí, como J1448+1010, que conseguimos apanhar mesmo no meio desses ‘crashes’ e estudar exactamente o que lhes acontece quando passam por esta fase. A ejecção de gás frio é uma nova e excitante peça do puzzle da quiescência, e estamos entusiasmados por tentar encontrar mais exemplos”.

Spilker acrescentou: “Os astrónomos costumavam pensar que a única forma de fazer as galáxias deixarem de formar estrelas era através de processos violentos e rápidos, como muitas super-novas a explodir na galáxia para soprar a maior parte do gás para fora e a aquecer o resto.

As nossas observações mostram que não é preciso um processo ‘vistoso’ para cortar a formação estelar. O processo de fusão, muito mais lento, pode também pôr fim à formação estelar e às galáxias”.

Astronomia On-line
2 de Setembro de 2022


 

158: Webb inspecciona o coração da galáxia fantasma

CIÊNCIA ESPACIAL/ASTRONOMIA/ESA

Novas imagens do espectacular Phantom Galaxy, M74, mostram o poder dos observatórios espaciais trabalhando juntos em vários comprimentos de onda. Neste caso, os dados do Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA e do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA complementam-se para fornecer uma visão abrangente da galáxia.

A Galáxia Fantasma está a cerca de 32 milhões de anos-luz de distância da Terra, na constelação de Peixes, e fica quase face ao lado na Terra. Isso, juntamente com os seus braços espirais bem definidos, o torna um alvo favorito para os astrónomos que estudam a origem e a estrutura das espirais galácticas.

M74 é uma classe particular de galáxia espiral conhecida como uma “espiral de grande design”, o que significa que os seus braços espirais são proeminentes e bem definidos, ao contrário da estrutura irregular vista em algumas galáxias espirais.

Phantom Galaxy em todo o espectro

A visão nítida de Webb revelou filamentos delicados de gás e poeira nos braços espirais grandiosos de M74, que serpenteiam para fora do centro da imagem. A falta de gás na região nuclear também fornece uma visão desobstruída do aglomerado estelar nuclear no centro da galáxia.

Webb olhou para M74 com o seu Instrumento Médio Infravermelho (MIRI), a fim de aprender mais sobre as primeiras fases da formação de estrelas no Universo local. Essas observações fazem parte de um esforço maior para mapear 19 galáxias próximas de formação de estrelas no infravermelho pela colaboração internacional PHANGS. Essas galáxias já foram observadas usando o Telescópio Espacial Hubble da NASA / ESA e observatórios terrestres.

Vistas multi-observatórias de M74

A adição de observações de Webb cristalinas em comprimentos de onda mais longos permitirá que os astrónomos identifiquem regiões de formação de estrelas nas galáxias, meçam com precisão as massas e as idades dos aglomerados estelares e obtenham insights sobre a natureza dos pequenos grãos de poeira que flutuam no espaço interestelar.

Observações do Hubble de M74 revelaram áreas particularmente brilhantes de formação de estrelas conhecidas como regiões HII. A visão nítida do Hubble em comprimentos de onda ultravioleta e visível complementa a sensibilidade incomparável do Webb nos comprimentos de onda infravermelhos, assim como observações de radiotelescópios terrestres, como o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ALMA.

Ao combinar dados de telescópios operando em todo o espectro electromagnético, os cientistas podem obter uma visão maior dos objectos astronómicos do que usando um único observatório – mesmo um tão poderoso quanto o Webb!

Sobre o Webb

O Telescópio Espacial James Webb é o principal observatório de ciência espacial do mundo. O Webb resolverá mistérios no nosso Sistema Solar, olhará além para mundos distantes ao redor de outras estrelas e sondará as misteriosas estruturas e origens do nosso Universo e o nosso lugar nele.

O Webb é um programa internacional liderado pela NASA com os seus parceiros, a ESA e a Agência Espacial Canadense. As principais contribuições da ESA para a missão são: o instrumento NIRSpec; o conjunto de bancada óptica de instrumentos MIRI; a prestação dos serviços de lançamento; e pessoal para apoiar as operações da missão.

Em troca dessas contribuições, os cientistas europeus receberão uma parcela mínima de 15% do tempo total de observação, como para o Telescópio Espacial Hubble da NASA / ESA.

O MIRI foi contribuído pela ESA e pela NASA, com o instrumento projectado e construído por um consórcio de Institutos Europeus financiados nacionalmente (o Consórcio Europeu MIRI) em parceria com o JPL e a Universidade do Arizona.

ESA – The European Space Agency
29/08/2022

113: Imagem mais nítida de sempre da estrela mais massiva conhecida no Universo

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Aninhada no centro da Nebulosa da Tarântula, na Grande Nuvem de Magalhães, está a maior estrela até agora descoberta. Com a ajuda do instrumento Zorro e o poder do telescópio Gemini South de 8,1 metros no Chile, os astrónomos produziram a imagem mais nítida de sempre desta estrela. Esta nova imagem desafia a nossa compreensão das estrelas mais massivas e sugere que elas podem não ser tão massivas como se pensava anteriormente.
Crédito: Observatório Internacional Gemini/NOIRLab/NSF/AURA;
reconhecimento – processamento de imagem: T.A. Rector (Universidade do Alaska em Anchorage/NOIRLab da NSF), M. Zamani (NOIRLab da NSF) e D. de Martin (NOIRLab da NSF)

Aproveitando as capacidades do telescópio Gemini South de 8,1 metros no Chile, que faz parte do Observatório Internacional Gemini operado pelo NOIRLab da NSF (National Science Foundation), os astrónomos obtiveram a imagem mais nítida de sempre da estrela R136a1, a estrela mais massiva conhecida no Universo.

A sua investigação, liderada pelo astrónomo Venu M. Kalari do NOIRLab, desafia a nossa compreensão das estrelas mais massivas e sugere que elas podem não ser tão massivas como se pensava anteriormente.

Os astrónomos ainda não compreendem totalmente como as estrelas mais massivas são formadas – aquelas com mais de 100 vezes a massa do Sol. Uma peça particularmente desafiante deste puzzle é a obtenção de observações destas gigantes, que tipicamente habitam nos corações densamente povoados de enxames envoltos em poeira. As estrelas gigantes também “vivem e morrem depressa”, queimando as suas reservas de combustível em apenas alguns milhões de anos.

Em comparação, o nosso Sol está quase a meio da sua vida de 10 mil milhões de anos. A combinação de estrelas densamente agrupadas, vidas relativamente curtas e grandes distâncias astronómicas, torna a distinção individual de estrelas gigantes em enxames um desafio técnico assustador.

Ao empurrar as capacidades do instrumento Zorro no telescópio Gemini South, os astrónomos obtiveram a imagem mais nítida de sempre de R136a1 – a estrela mais massiva conhecida.

Esta estrela colossal faz parte do enxame estelar R136, situado a cerca de 160.000 anos-luz da Terra, no centro da Nebulosa da Tarântula, na Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia anã companheira da Via Láctea.

Observações anteriores sugeriram que R136a1 tinha uma massa algures entre 250 a 320 vezes a massa do Sol. As novas observações Zorro, contudo, indicam que esta estrela gigante pode ter apenas 170 a 230 vezes a massa do Sol. Mesmo como esta estimativa mais baixa, R136a1 ainda se qualifica como a estrela mais massiva conhecida.

Os astrónomos são capazes de estimar a massa de uma estrela comparando o seu brilho e temperatura observados com as previsões teóricas. A imagem mais nítida do instrumento Zorro permitiu ao astrónomo Venu M. Kalari e colegas separarem mais precisamente o brilho de R136a1 das suas companheiras estelares próximas, o que levou a uma estimativa mais baixa do seu brilho e, portanto, da sua massa.

“Os nossos resultados mostram-nos que a estrela mais massiva que conhecemos actualmente não é tão massiva como tínhamos pensado anteriormente”, explicou Kalari, autor principal do artigo científico que anuncia este resultado. “Isto sugere que o limite superior das massas estelares pode ser menor do que se pensava anteriormente”.

Este resultado também tem implicações para a origem dos elementos mais pesados do que o hélio no Universo. Estes elementos são criados durante a morte cataclísmica e explosiva de estrelas com mais de 150 vezes a massa do Sol, em eventos a que os astrónomos referem como super-novas de instabilidade de par.

Se R136a1 for menos massiva do que se pensava anteriormente, o mesmo pode ser verdade para outras estrelas massivas e, consequentemente, as super-novas de instabilidade de par podem ser mais raras do que se esperava.

O enxame de estrelas que hospeda R136a1 foi anteriormente observado por astrónomos que utilizavam o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA e uma variedade de telescópios terrestres, mas nenhum destes telescópios conseguia obter imagens suficientemente detalhadas para discernir todos os membros estelares individuais do enxame próximo.

O instrumento Zorro do Gemini South conseguiu ultrapassar a resolução de observações anteriores utilizando uma técnica conhecida como “speckle imaging”, que permite aos astrónomos ultrapassar grande parte do efeito de desfoque da atmosfera da Terra.

Ao tirar muitas milhares de imagens de curta exposição de um objecto brilhante e ao processar cuidadosamente os dados, é possível cancelar quase toda a desfocagem atmosférica.

Esta abordagem, bem como a utilização de óptica adaptativa, pode aumentar drasticamente a resolução dos telescópios terrestres, tal como demonstrado pelas novas e nítidas observações de R136a1 pela equipa do instrumento Zorro.

“Este resultado mostra que, dadas as condições certas, um telescópio de 8,1 metros empurrado para os seus limites pode rivalizar não só com o Telescópio Espacial Hubble quando se trata de resolução angular, mas também com o Telescópio Espacial James Webb”, comentou Ricardo Salinas, co-autor do artigo científico e cientista do instrumento Zorro. “Esta observação empurra o limite do que é considerado possível utilizando a técnica de ‘imaging speckle'”.

“Começámos este trabalho como uma observação exploratória para ver quão bem o Zorro podia observar este tipo de objectos”, concluiu Kalari. “Embora exijamos cautela na interpretação dos nossos resultados, as nossas observações indicam que as estrelas mais massivas podem não ser tão massivas como outrora se pensava”.

O Zorro e o seu gémeo idêntico ‘Alopeke são instrumentos de imagem montados nos telescópios Gemini South e North, respectivamente. Os seus nomes são as palavras havaianas e espanholas para “raposa” e representam as localizações respectivas dos telescópios em Maunakea, Hawaii, e em Cerro Pachón no Chile.

Estes instrumentos fazem parte do Programa de Instrumentos Visitantes do Observatório Gemini, que permite nova ciência ao acomodar instrumentos inovadores e ao permitir uma investigação excitante.

“O Gemini South continua a melhorar a nossa compreensão do Universo, transformando a astronomia tal como a conhecemos. Esta descoberta é mais um exemplo dos feitos científicos que podemos realizar quando combinamos colaboração internacional, infra-estruturas de classe mundial e uma excelente equipa”, disse Martin Still, oficial do programa Gemini da NSF.

Astronomia On-line
23 de Agosto de 2022

60: Telescópio do ESO observa dança cósmica

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/ESO

O Very Large Telescope (VLT) do ESO observou o resultado de uma colisão cósmica — a galáxia NGC 7727. Esta gigante nasceu da fusão de duas galáxias, um evento que se iniciou há cerca de um milhar de milhões de anos. No seu centro encontramos o par de buracos negros mais próximo alguma vez descoberto, dois objectos destinados a coalescer num buraco negro ainda mais massivo.

Tal como podemos chocar com alguém numa rua movimentada, também as galáxias podem chocar umas contras as outras. Mas, enquanto as interacções galácticas são muito mais violentas que um choque na rua, as estrelas individuais não chocam geralmente entre si, já que, comparadas ao seu tamanho, as distâncias entre elas são muito grandes.

Em vez disso, as galáxias “dançam” em torno uma da outra, com a gravidade a criar forças de maré que mudam drasticamente a forma dos dois parceiros de dança. “Caudas” de estrelas, gás e poeira são tecidas em torno das galáxias à medida que elas formam eventualmente uma nova galáxia, dando origem a uma bonita e desordenada forma assimétrica como a que vemos aqui na NGC 7727.

As consequências deste choque cósmico são muito evidentes nesta imagem da galáxia, obtida com o instrumento FORS2 (FOcal Reducer and low dispersion Spectrograph 2) montado no VLT do ESO. Apesar desta galáxia ter já sido previamente observada com outro telescópio do ESO, esta nova imagem mostra detalhes mais intrincados, tanto no corpo principal da galáxia como nas ténues caudas que a rodeiam.

Nesta imagem do VLT do ESO podemos ver os trilhos emaranhados criados à medida que as duas galáxias vão coalescendo, arrancando estrelas e poeira uma à outra para formar os longos braços que envolvem a NGC 7727. Partes destes braços encontram-se salpicadas de estrelas, as quais aparecem como pontos brilhantes azul-lilás na imagem.

Também visíveis na imagem estão dois pontos brilhantes no centro da galáxia, outro sinal do seu passado dramático. O núcleo da NGC 7727 é ainda composto pelos dois núcleos galácticos originais, cada um com um buraco negro super-massivo. Situados a cerca de 89 milhões de anos-luz de distância da Terra, na constelação do Aquário, trata-se do par de buracos negros super-massivos mais próximo de nós.

Os buracos negros da NGC 7727 observam-se a uma distância entre si no céu de apenas 1600 anos-luz, esperando-se que coalesçam dentro de 250 milhões de anos, um piscar de olhos à escala astronómica. Quando os buracos negros se fundirem completamente teremos um buraco negro ainda mais massivo.

Prevê-se que a procura de pares de buracos negros super-massivos escondidos, como este, dê um grande passo em frente com o futuro Extremely Large Telescope (ELT) do ESO, que está previsto começar a operar mais para o final desta década, no deserto chileno do Atacama. Com o ELT, esperamos descobrir muitos mais destes objectos no centro das galáxias.

A nossa Galáxia, a Via Láctea, que também alberga um buraco negro super-massivo no seu centro, vai acabar por coalescer com a nossa vizinha próxima, a galáxia de Andrómeda, daqui a milhares de milhões de anos. Talvez a galáxia resultante se pareça com a dança cósmica que vemos na NGC 7727, por isso esta imagem até nos pode estar a dar um vislumbre do futuro.

Informações adicionais

Esta imagem foi criada no âmbito do programa Jóias Cósmicas do ESO, uma iniciativa que visa obter imagens de objectos interessantes, intrigantes ou visualmente atractivos, utilizando os telescópios do ESO, para efeitos de educação e divulgação científica. O programa utiliza tempo de telescópio que não pode ser usado em observações científicas. Todos os dados obtidos podem ter igualmente interesse científico e são por isso postos à disposição dos astrónomos através do arquivo científico do ESO.

O Observatório Europeu do Sul (ESO) ajuda cientistas de todo o mundo a descobrir os segredos do Universo, o que, consequentemente, beneficia toda a sociedade. No ESO concebemos, construimos e operamos observatórios terrestres de vanguarda — os quais são usados pelos astrónomos para investigar as maiores questões astronómicas da nossa época e levar ao público o fascínio da astronomia — e promovemos colaborações internacionais em astronomia.

Estabelecido como uma organização intergovernamental em 1962, o ESO é hoje apoiado por 16 Estados Membros (Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Irlanda, Itália, Países Baixos, Polónia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça), para além do Chile, o país de acolhimento, e da Austrália como Parceiro Estratégico.

A Sede do ESO e o seu centro de visitantes e planetário, o Supernova do ESO, situam-se perto de Munique, na Alemanha, enquanto o deserto chileno do Atacama, um lugar extraordinário com condições únicas para a observação dos céus, acolhe os nossos telescópios. O ESO mantém em funcionamento três observatórios: La Silla, Paranal e Chajnantor.

No Paranal, o ESO opera o Very Large Telescope e o Interferómetro do Very Large Telescope, assim como dois telescópios de rastreio: o VISTA, que trabalha no infravermelho, e o VLT Survey Telescope, concebido para mapear o céu no visível. Ainda no Paranal, o ESO acolherá e operará o Cherenkov Telescope Array South, o maior e mais sensível observatório de raios gama do mundo.

Juntamente com parceiros internacionais, o ESO opera o APEX e o ALMA no Chajnantor, duas infra-estruturas que observam o céu no domínio do milímetro e do submilímetro. No Cerro Armazones, próximo do Paranal, estamos a construir “o maior olho do mundo voltado para o céu” — o Extremely Large Telescope do ESO. Dos nossos gabinetes em Santiago do Chile, apoiamos as nossas operações no país e trabalhamos com parceiros chilenos e com a sociedade chilena.

ESO – European South Observatory
eso2211pt — Foto de Imprensa
16 de Agosto de 2022

28: Anãs da Fornalha parecem não mostrar vestígios de halos de matéria escura

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/COSMOLOGIA

A galáxia anã NGC1427A voa através do enxame de galáxias da Fornalha e sofre perturbações que não seriam possíveis se esta galáxia estivesse rodeada por um halo de matéria escura, pesado e prolongado, como exigido pela cosmologia padrão.
Crédito: ESO

De acordo com o modelo padrão da cosmologia, a grande maioria das galáxias está rodeada por um halo de partículas de matéria escura. Este halo é invisível, mas a sua massa exerce uma forte atracção gravitacional sobre as galáxias nas proximidades.

Um novo estudo liderado pela Universidade de Bona (Alemanha) e pela Universidade de Saint Andrews (Escócia) desafia esta visão do Universo. Os resultados sugerem que as galáxias anãs do segundo enxame galáctico mais próximo da Terra – conhecido como o Enxame da Fornalha – estão livres de tais halos de matéria escura. O estudo foi publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

As galáxias anãs são pequenas e ténues e podem ser normalmente encontradas em enxames de galáxias ou perto de galáxias maiores. Devido a isto, podem ser afectadas pelos efeitos gravitacionais das suas companheiras maiores.

“Introduzimos uma forma inovadora de testar o modelo padrão com base no quanto as galáxias anãs são perturbadas pelas marés gravitacionais de galáxias maiores próximas”, disse Elena Asencio, estudante de doutoramento da Universidade de Bona e autora principal do estudo.

As marés surgem quando a gravidade de um corpo puxa de forma diferente partes diferentes de outro corpo. Estas são semelhantes às marés na Terra, que surgem porque a Lua puxa mais fortemente no lado da Terra que está de frente para a Lua.

O Enxame de Galáxias da Fornalha é rica em galáxias anãs. Observações recentes mostram que algumas destas anãs parecem distorcidas, como se tivessem sido perturbadas pelo ambiente do enxame. “Tais perturbações nas anãs da Fornalha não são esperadas de acordo com o Modelo Padrão”, disse Pavel Kroupa, professor na Universidade de Bona e da Universidade Charles em Praga. “Isto porque, de acordo com o modelo padrão, os halos de matéria escura destas anãs devem protegê-las parcialmente das marés levantadas pelo enxame”.

Os autores analisaram o nível esperado de perturbação das anãs, que depende das suas propriedades internas e da sua distância ao gravitacionalmente poderoso centro do enxame. Galáxias de grandes dimensões, mas com baixas massas estelares, e galáxias próximas do centro do enxame, são mais facilmente perturbadas ou destruídas.

Os cientistas compararam os resultados com o seu nível de perturbação observado evidente a partir de fotografias tiradas pelo VST (VLT Survey Telescope) do ESO.

“A comparação mostrou que, se se quiser explicar as observações no modelo padrão” – disse Elena Asencio – “as anãs da Fornalha já deviam ter sido destruídas pela gravidade do centro do enxame, mesmo quando as marés que sobem sobre uma anã são sessenta e quatro vezes mais fracas do que a própria auto-gravidade da anã”.

Não só isto é contra-intuitivo, disse, como também contradiz estudos anteriores, que constataram que a força externa necessária para perturbar uma galáxia anã é aproximadamente a mesma que a auto-gravidade da anã.

Contradição com o modelo padrão

A partir disto, os autores concluíram que, no modelo padrão, não é possível explicar as morfologias observadas nas anãs da Fornalha de uma forma auto-consistente. Eles repetiram a análise utilizando a dinâmica newtoniana modificada (MOND). Em vez de assumir halos de matéria escura em torno das galáxias, a teoria MOND propõe uma correlação com a dinâmica newtoniana através da qual a gravidade experimenta um impulso no regime de baixas acelerações.

“Não tínhamos a certeza de que as galáxias anãs conseguiriam sobreviver ao ambiente extremo de um enxame de galáxias na teoria MOND, devido à ausência de halos protectores de matéria escura neste modelo – admitiu o Dr. Indranil Banik da Universidade de St. Andrews – “mas os nossos resultados mostram um acordo notável entre as observações e as expectativas MOND quanto ao nível de perturbação das anãs da Fornalha”.

“É excitante ver que os dados que obtivemos com o VST permitiram um teste tão exaustivo de modelos cosmológicos”, disse Aku Venhola da Universidade de Oulu (Finlândia) e Steffen Mieske do ESO, co-autores do estudo.

Esta não é a primeira vez que um estudo testando o efeito da matéria escura na dinâmica e evolução das galáxias concluiu que as observações são melhor explicadas quando não estão rodeadas de matéria escura. “O número de publicações que mostram incompatibilidades entre as observações e o paradigma da matéria escura continua a aumentar a cada ano.

É tempo de começar a investir mais recursos em teorias mais promissoras”, disse Pavel Kroupa, membro das Áreas de Investigação Transdisciplinar “Modelação” e “Matéria” na Universidade de Bona.

O Dr. Hongsheng Zhao da Universidade de St. Andrews acrescentou: “Os nossos resultados têm grandes implicações para a física fundamental. Esperamos encontrar anãs mais perturbadas noutros enxames, uma previsão que outras equipas poderão verificar”.

Astronomia On-line
9 de Agosto de 2022