28/04/17 - APRESENTAÇÃO ÀS ESTRELAS
20:30 - Este evento inclui uma apresentação sobre um tema de astronomia, seguida de observação astronómica noturna com telescópio (dependente de meteorologia favorável).
Local: CCVAlg
Preço: 2€
Pré-inscrição: siga este link
Telefone: 289 890 920
E-mail: info@ccvalg.pt

Dia 18/04: 108.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1955, falecia Albert Einstein.

Observações: Ao anoitecer, e entre hoje e domingo, o modesto planeta Marte brilha a menos de 4º das Plêiades.
Ocultação de Europa, entre as 21:54 e as 00:26 (já de dia 19).
Eclipse de Europa, entre as 22:23 e as 01:01 (já de dia 19).

Dia 19/04: 109.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1971, lançamento da Salyut 1, a primeira estação espacial.
Em 1975, lançamento do primeiro satélite da Índia, o Aryabhata.

Em 1966 nascia Brett J. Gladman, astrónomo canadiano, conhecido pelo seu trabalho na astronomia dinâmica do Sistema Solar. Estudou o transporte de meteoritos entre planetas, a entrega de meteoróides desde a cintura principal de asteroides e a possibilidade do transporte da vida via o mecanismo conhecido como panspérmia. Descobridor e co-descobridor de muitos corpos astronómicos do Sistema Solar, asteroides, cometas da cintura de Kuiper e muitas luas dos planetas gigantes.
Observações: Trânsito de Io, entre as 02:30 e as 04:44.
Lua em Quarto Minguante, pelas 10:57.
Logo após o anoitecer, a "foice" de Leão situa-se na vertical alta a sul. A sua estrela de baixo é Régulo, a mais brilhante da constelação de Leão. Leão, propriamente dito, está a caminhar horizontalmente para oeste, e a "foice" forma a sua perna da frente, peito, juba e parte da sua cabeça.

Dia 20/04: 110.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1535, o fenómeno de parélio é observado por cima de Estocolmo e representado no quadro Vädersolstavlan.
Em 1865, o astrónomo Pietro Angelo Secchi demonstra o disco de Sechi, que mede a claridade da água, a bordo do iate do Papa Pio IX, o L'Imaculata Concezione.
Em 1972, a Apollo 16 aterra na Lua, uma das seis missões tripuladas à Lua com sucesso.

John W. Young e Thomas K. Mattingly III alunaram numa área de nome Descartes. Este foi o primeiro estudo das terras-altas, feito com várias câmaras e experiências. O "rover" lunar foi usado pela segunda vez. Os astronautas permaneceram 71 horas na superfície. Recolheram 95,8 kg de rochas lunares.
Observações: Mercúrio em conjunção inferior, pelas 07:00.
Plutão estacionário, pelas 22:00.

Saturno tem a densidade mais baixa de qualquer outro planeta do Sistema Solar. A sua densidade é inferior à da água, o que quer dizer que se existisse um enorme oceano, Saturno flutuaria.

Há três anos atrás, uma equipa da Universidade do Utah descobriu uma galáxia anã ultracompacta que continha um buraco negro supermassivo, na altura a galáxia mais pequena que se sabia abrigar um buraco negro tão grande. Os achados sugeriram que as anãs ultracompactas podiam ser os minúsculos remanescentes de galáxias massivas que foram despojadas das suas regiões externas depois de colidirem com outras galáxias maiores.

Agora, o mesmo grupo de astrónomos encontrou mais duas galáxias anãs ultracompactas com buracos negros supermassivos. Os três exemplos sugerem que os buracos negros se escondem no centro da maioria destes objetos, potencialmente duplicando o número de buracos negros supermassivos conhecidos no Universo. Os buracos negros constituem uma grande percentagem da massa total destas galáxias compactas, apoiando a teoria de que as anãs são restos de galáxias massivas rasgadas por galáxias ainda maiores.

"Nós ainda não compreendemos totalmente como é que as galáxias se formam e evoluem ao longo do tempo. Estes objetos podem dizer-nos como é que as galáxias se fundem e colidem," comenta Chris Ahn, candidato pós-doutorado do Departamento de Física e Astronomia da Universidade do Utah e autor principal do estudo internacional publicado ontem na revista The Astrophysical Journal. "Talvez uma fração dos centros de todas as galáxias sejam realmente essas galáxias compactas despojadas das suas regiões externas."

Astrónomos descobriram duas galáxias anãs ultracompactas, VUCD3 e M59cO, com buracos negros supermassivos. Os achados sugerem que as anãs são provavelmente remanescentes de galáxias maiores a quem foram retiradas as suas regiões externas depois de colidirem com as galáxias maiores M87 e M59, respetivamente. Crédito: NASA/STScI (clique na imagem para ver versão maior)

Medindo as galáxias

Os autores mediram duas galáxias anãs ultracompactas, chamadas VUCD3 e M59cO, situadas muito além dos braços espirais da nossa Via Láctea, em órbita de galáxias massivas no enxame galáctico de Virgem. Eles detetaram um buraco negro supermassivo em cada das galáxias; o buraco negro de VUCD3 tem uma massa equivalente a 4,4 milhões de sóis, representando cerca de 13% da massa total da galáxia, e o buraco negro de M59cO tem uma massa equivalente a 5,8 milhões de sóis, representando cerca de 18% da sua massa total.

Em comparação, o buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea tem uma massa de 4 milhões de sóis, mas representa menos de 0,01% da massa total da Galáxia.

"É incrível quando realmente pensamos sobre isto. Estas anãs ultracompactas têm cerca de 0,1% do tamanho da Via Láctea, no entanto hospedam buracos negros maiores do que o buraco negro no centro da nossa Galáxia," exclama Ahn.

Para calcular a massa das galáxias anãs, os astrónomos mediram o movimento das estrelas usando o telescópio Gemini Norte localizado no vulcão Mauna Kea no Hawaii. Os astrónomos têm que corrigir as distorções provocadas pela atmosfera da Terra. Disparam um laser para o céu a fim de produzir uma pequena estrela falsa, e movem um espelho centenas de vezes por segundo para desfazer a distorção atmosférica. Aplicam então esta técnica às galáxias anãs ultracompactas, objetos tão pequenos que estas correções se tornam imprescindíveis a fim de medir os movimentos dentro dos objetos. A técnica, com o nome ótica adaptativa, melhora a qualidade de imagem da galáxia.

Também analisaram imagens do Telescópio Espacial Hubble para medir a distribuição das estrelas em cada galáxia e criaram uma simulação computacional que melhor se adapta às suas observações.

Os cientistas descobriram que o movimento das estrelas no centro das galáxias é muito mais rápido do que aquelas nas regiões mais externas, uma assinatura clássica de um buraco negro. VUDC3 e M59cO são a segunda e terceira galáxias anãs ultracompactas que se sabe albergar um buraco negro supermassivo, sugerindo que todas as anãs deste género podem abrigar este tipo de objetos exóticos.

Os astrónomos mediram o movimento das estrelas usando o telescópio Gemini Norte localizado em Mauna Kea, Hawaii. Aplicaram uma técnica chamada ótica adaptativa às galáxias anãs ultracompactas a fim de corrigir as distorções provocadas pela atmosfera da Terra. Crédito: Observatório Gemini/AURA

Os mistérios das galáxias anãs ultracompactas

Os astrónomos descobriram as galáxias anãs ultracompactas no final da década de 1990. Estes objetos são formados por centenas de milhões de estrelas densamente agrupadas numa região, em média, com 100 anos-luz de diâmetro. Os cientistas obtiveram medições para ver o que estava a acontecer no seu interior, e algo não batia certo; as galáxias anãs ultracompactas tinham mais massa do que as suas estrelas, por si só, podiam explicar. O professor Anil Seth, professor assistente do Departamento de Física e Astronomia da Universidade do Utah, liderou o estudo de 2014 que encontrou a primeira galáxia anã ultracompacta com um buraco negro supermassivo. Os dois estudos suportam a ideia de que os buracos negros supermassivos no centro de galáxias deste género são responsáveis pela massa extra.

Uma teoria alternativa diz que as anãs são apenas enxames estelares enormes - grupos de centenas de milhares de estrelas nascidas ao mesmo tempo. O maior enxame estelar da Via Láctea contém três milhões de estrelas, e as galáxias anãs ultracompactas são entre 10 e 100 vezes maiores. "A questão era, 'isto porque formam enxames maiores com o mesmo processo? Ou são, de alguma maneira, diferentes?' Este trabalho mostra que são diferentes," continua Seth.

"É óbvio em retrospetiva, porque o centro de uma galáxia regular parece-se quase exatamente com estes objetos, mas isso não era o que a maioria das pessoas pensava que eram. Eu não estava convencido de que íamos encontrar um buraco negro quando fiz as observações," explica Seth. "Este é um exemplo interessante de descoberta científica e da rapidez com que podemos reorientar a nossa compreensão do Universo."

Buracos negros e a formação das galáxias

Os buracos negros são áreas com uma gravidade tão forte que nem a luz pode escapar. Formam-se quando as estrelas colapsam, deixando para trás um buraco negro que exerce força gravitacional sobre os objetos em seu redor. Os buracos negros supermassivos têm uma massa superior a um milhão de sóis, e pensa-se que existam no centro de todas as grandes galáxias.

Uma explicação para o buraco negro supermassivo no interior das galáxias anãs ultracompactas é que as galáxias já albergaram milhares de milhões de estrelas. Os autores pensam que as anãs foram "engolidas" e rasgadas pela gravidade de galáxias muito maiores. O buraco negro da anã ultracompacta é o remanescente do seu anteriormente gigante tamanho. Os resultados alteram o modo como os astrónomos podem resolver o puzzle da formação e evolução galáctica ao longo do tempo.

"Sabemos que as galáxias se fundem e combinam - é assim que evoluem. A nossa Via Láctea está, neste preciso momento, a devorar galáxias mais pequenas," salienta Seth. "O nosso quadro geral de como as galáxias se formam é que galáxias pequenas fundem-se para formar galáxias maiores. Mas a nossa imagem está realmente incompleta. As galáxias anãs ultracompactas fornecem-nos um cronograma mais longo que podemos usar para ver o que aconteceu no passado."

Links:

Notícias relacionadas:
Universidade do Utah (comunicado de imprensa)
Artigo científico (arXiv.org)
The Astrophysical Journal
New Scientist
ScienceDaily
PHYSORG

Galáxias anãs ultracompactas:
Wikipedia

Buraco negro supermassivo:
Wikipedia

Observatório Gemini:
Página oficial
Wikipedia

Telescópio Espacial Hubble:
Hubble, NASA 
ESA
STScI
SpaceTelescope.org
Base de dados do Arquivo Mikulski para Telescópios Espaciais

Impressão de artista da galáxia ZF-COSMOS-20115. A galáxia provavelmente expeliu todo o gás que despoletou a sua rápida formação estelar e crescimento, o que rapidamente a tornou numa galáxia compacta e avermelhada. Crédito: Leonard Doublet/Universidade de Swinburne (clique na imagem para ver versão maior)

Uma equipa internacional de astrónomos avistou, pela primeira vez, uma galáxia massiva e inativa numa altura em que o Universo tinha apenas 1,65 mil milhões de anos.

Os astrónomos pensam que a maioria das galáxias desta época têm uma massa baixa, mas que formam estrelas a um grande ritmo. No entanto, de acordo com o professor Karl Glazebrook, líder da equipa de investigação e Diretor do Centro para Astrofísica e Supercomputação da Universidade de Swinburne, esta galáxia é um "monstro" e está inativa.

Os cientistas descobriram que num curto espaço de tempo, esta galáxia massiva conhecida como ZF-COSMOS-20115, formou todas as suas estrelas (três vezes mais estrelas do que o total atual da Via Láctea) através de um evento explosivo de formação estelar. Mas que parou de produzir estrelas apenas mil milhões de anos após o Big Bang, para se tornar numa galáxia quiescente ou "vermelha e morta" - o que é comum no nosso Universo da atualidade, mas não se espera que exista nessa época antiga.

A galáxia é também pequena e extremamente densa, tem 300 mil milhões de estrelas amontoadas numa região do espaço com aproximadamente o mesmo tamanho da distância que separa o Sol e a vizinha Nebulosa de Orionte.

Os astrofísicos ainda estão a debater como é que as galáxias param de formar estrelas. Até recentemente, os modelos sugeriam que as galáxias moribundas como esta só deveriam existir a partir de aproximadamente três mil milhões de anos após o Big Bang.

"Esta descoberta estabelece um novo recorde para a primeira galáxia vermelha e massiva. É um achado incrivelmente raro que coloca um novo desafio aos modelos de evolução galáctica, o de acomodar a existência de tais galáxias muito mais cedo no Universo."

Esta investigação baseia-se num estudo anterior, também da Universidade de Swinburne, que sugeria que estas galáxias moribundas podiam existir e que tinha por base ténues objetos avermelhados em imagens extremamente profundas no infravermelho próximo.

Neste estudo mais recente, os astrónomos usaram os telescópios W.M. Keck no Hawaii para confirmar as assinaturas destas galáxias, através do novo e único espectrógrafo MOSFIRE. Obtiveram espectros profundos no infravermelho próximo para procurar as características definitivas que assinalam a presença de estrelas velhas e uma ausência de formação estelar ativa.

"Nós usámos o telescópio mais poderoso do mundo, mas ainda precisámos observar esta galáxia durante mais de duas noites para revelar a sua natureza impressionante," comenta a professora Vy Tyran, coautora do estudo e da Universidade do Texas A&M.

Mesmo com grandes telescópios como o Keck, com o seu espelho de 10 metros, é necessário um tempo de observação longo para detetar as linhas de absorção que são muito fracas em comparação com as linhas de emissão mais proeminentes geradas por galáxias ativas que formam estrelas.

"Através da recolha de luz suficiente para medir o espectro desta galáxia, nós decifrámos esta narrativa cósmica de que estrelas e elementos estão presentes nessas galáxias e construímos uma linha temporal de quando formaram as suas estrelas," comenta a professora Tran.

A taxa de formação estelar observada nesta galáxia é equivalente a menos de um-quinto da massa do Sol por ano [em estrelas novas] mas, no seu pico, 700 milhões de anos antes, esta galáxia formava estrelas 5000 vezes mais rapidamente.

"Esta galáxia formou-se como um foguete em menos de 100 milhões de anos, logo no início da história cósmica," comenta o professor Glazebrook.

"Rapidamente se tornou num objeto monstruoso e, igualmente, se desligou. Como foi capaz de fazer isto, só podemos especular. Esta rápida vida e morte, tão cedo no Universo, não está prevista nas nossas teorias modernas da formação galáctica."

O Dr. Corentin Schreiber, da Universidade de Leiden e coautor do artigo, que foi o primeiro a medir o espectro, especula que estes "fogos-de-artifício" do início do Universo estão obscurecidos por detrás de um véu de poeira e que as observações futuras, usando telescópios submilimétricos, vão descobrir mais.

"As ondas submilimétricas são emitidas pela poeira quente, que bloqueia outras partes da luz, e dir-nos-ão quando é que estas galáxias 'explodiram' e qual o seu papel no desenvolvimento do Universo primordial," comenta o Dr. Schreiber.

Com o lançamento do Telescópio Espacial James Webb em 2018, os astrónomos serão capazes de construir grandes amostras destas galáxias moribundas graças à sua alta sensibilidade, ao seu grande espelho e à vantagem de não haver atmosfera no espaço.

Esta investigação foi publicada na revista Nature.

Links:

Notícias relacionadas:
Universidade de Swinburne (comunicado de imprensa)
Galáxia moribunda descoberta no Universo primordial (Universidade Swinburne via YouTube)
Artigo científico (arXiv.org)
Nature
Science alert
ScienceNews
PHYSORG

Universo:
Universo (Wikipedia)
Idade do Universo (Wikipedia)
Estrutura a grande-escala do Universo (Wikipedia)
Big Bang (Wikipedia)
Cronologia do Big Bang (Wikipedia)

Observatório W. M. Keck:
Página oficial
Wikipedia

JWST (Telescópio Espacial James Webb):
NASA
STScI
ESA
Wikipedia