Ciclo de conversas que contará, em cada sessão, com a presença do astrónomo Tiago Campante e de um(a) investigador(a) convidado(a). As estrelas e os planetas extrassolares serão os protagonistas destas animadas conversas, servindo de ligação entre os mais diversos tópicos da Astrofísica moderna, nomeadamente a Astrobiologia, a exploração do Sistema Solar, a instrumentação e robótica, os buracos negros, e as ondas gravitacionais.
Telefone: 289 890 920 E-mail: info@ccvalg.pt Local: Centro Ciência Viva do Algarve
Efemérides
Dia 05/11: 309.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1743, são organizadas observações científicas coordenadas do trânsito de Mercúrio por Joseph-Nicolas Delisle.
Em 1906, nascia Fred Whipple, que propôs o modelo da "bola de neve suja" para o núcleo dos cometas.
Em 1964, lançamento da Mariner 3, com destino Marte. No entanto, a cobertura que alojava a sonda não abriu corretamente e a Mariner 3 não chegou ao planeta. Está agora numa órbita solar.
Em 2007, o primeiro satélite lunar da China, Chang'e 1, entra em órbita da Lua.
Em 2013, a Índia lança a sua primeira sonda interplanetária, a MOM ou Mangalyaan. Observações: Fomalhaut encontra-se para baixo e para a esquerda da Lua esta noite. Procure Diphda (Beta Ceti) a dois ou três punhos à distância do braço esticado para a esquerda de Fomalhaut.
O Grande Quadrado de Pégaso está muito alto a sudeste. Os seus cantos a oeste apontam quase até à estrela Fomalhaut (1.ª magnitude). O seu lado este aponta para baixo, um pouco mais distorcido, até Diphda
(2.ª magnitude).
Dia 06/11: 310.º dia do calendário gregoriano. Observações: A Lua Crescente encontra-se quase na linha formada pelo lado oeste do Grande Quadrado de Pégaso, até Fomalhaut.
Dia 07/11: 311.º dia do calendário gregoriano. História: Em 1492, o Meteorito Ensisheim, o meteorito mais antigo com uma data de impacto conhecida, atinge a Terra por volta do meio-dia, num campo de trigo nos arredores da vila de Ensisheim, Alsácia, França.
Em 1867 nascia Marie Curie, física e química polaca, naturalizada francesa, que levou a cabo estudos pioneiros sobre a radioatividade. Foi a primeira mulher a ganhar o Prémio Nobel e a primeira pessoa a ganhá-lo duas vezes.
Em 1996 era lançada a sonda Mars Global Surveyor. Observações: Trânsito de Europa, entre as 17:20 e as 20:05.
Trânsito da sombra de Io, entre as 18:33 e as 20:50.
Trânsito da sombra de Europa, entre as 19:00 e as 21:44.
Curiosidades
A NASA quer, no futuro, enviar uma sonda para seguir as pisadas da New Horizons e visitar novamente Plutão, mas desta vez para orbitar o planeta anão. No entanto, de momento apenas existem planos para estudar a viabilidade de uma tal missão.
Os cientistas podem ter descoberto uma nova classe de buracos negros
Impressão de artista do buraco negro que os astrofísicos identificaram neste estudo. O buraco negro (em baixo à esquerda) pode ser visto perto da gigante vermelha. A descoberta mostra que pode existir uma classe de buracos negros desconhecida dos astrónomos.
Crédito: Jason Scults, Universidade Estatal do Ohio
Os buracos negros são uma parte importante de como os astrofísicos tentam compreender o Universo - tão importante que os cientistas estão a tentar construir um censo de todos os buracos negros da Via Láctea.
Mas uma nova investigação mostra que à sua busca pode estar a faltar uma classe inteira de buracos negros que não sabiam existir.
Num estudo publicado a semana passada na revista Science, os astrónomos fornecem uma nova maneira de procurar buracos negros e mostram que é possível que exista uma classe de buracos negros ainda mais pequenos do que os buracos negros mais pequenos do Universo conhecido.
"Estamos a mostrar esta pista de que há outra população por aí que ainda precisamos investigar em busca de buraco negros," disse Todd Thompson, professor de astronomia na Universidade Estatal do Ohio e autor principal do estudo.
"Os cientistas estão a tentar entender as explosões de supernovas, como estrelas massivas explodem, como os elementos foram formados nas estrelas massivas. Portanto, se pudéssemos revelar uma nova população de buracos negros, isso dir-nos-ia mais sobre quais as estrelas que explodem, quais as que não explodem, quais as que formam buracos negros, quais as que formam estrelas de neutrões. Abre uma nova área de estudo."
Imagine um censo que contasse apenas pessoas com mais de 1,75 m de altura - e imagine que os responsáveis pelo censo nem sabiam que existiam pessoas com menos de 1,75 m de altura. Os dados desse censo estariam incompletos, fornecendo uma imagem imprecisa da população. É isto, essencialmente, que tem vindo a acontecer na procura por buracos negros, disse Thompson.
Os astrónomos há muito tempo que procuram buracos negros, que têm uma atração gravitacional tão forte que nada - nem mesmo a matéria, nem mesmo a radiação - pode escapar. Os buracos negros formam-se quando certas estrelas massivas morrem, encolhem e explodem. Os astrónomos também estão à procura de estrelas de neutrões - estrelas pequenas e densas que se formam quando algumas estrelas morrem e colapsam.
Estes dois tipos de objetos podem reter informações interessantes sobre os elementos da Terra e como as estrelas vivem e morrem. Mas, para descobrir essas informações, os astrónomos precisam primeiro de descobrir onde estão os buracos negros. E para descobrir onde estão os buracos negros, precisam de saber o que procurar.
Uma pista: os buracos negros costumam existir no que se chama de sistemas binários. Isto significa simplesmente que duas estrelas estão próximas o suficiente uma da outra para estarem unidas pela gravidade numa órbita mútua. Quando uma dessas estrelas morre, a outra pode permanecer, ainda orbitando o espaço onde a estrela morta - agora um buraco negro ou uma estrela de neutrões - viveu e onde um buraco negro ou estrela de neutrões se formou.
Durante anos, os buracos negros que os cientistas conheciam tinham todos massas entre 5 e 15 vezes a massa do Sol. As estrelas de neutrões conhecidas geralmente não têm mais do que 2,1 vezes a massa do Sol - se tivessem mais do que 2,5 massas solares, entrariam em colapso para formar um buraco negro.
Mas, no verão de 2017, um levantamento chamado LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) observou a fusão de dois buracos negros numa galáxia a cerca de 1,8 mil milhões de anos-luz de distância. Um desses buracos negros tinha cerca de 31 vezes a massa do Sol; o outro cerca de 25 vezes a massa do Sol.
"Imediatamente, todos dissemos 'uau!', porque era uma coisa espetacular," disse Thompsonn. "Não apenas porque provou que o LIGO funcionava, mas porque as massas eram enormes. Os buracos negros desse tamanho são importantes - nunca os tínhamos visto antes."
Thompson e outros astrofísicos há muito que suspeitavam que os buracos negros podiam ter tamanhos fora da gama conhecida, e a descoberta do LIGO provou que os buracos negros podiam ser maiores. Mas havia uma janela de tamanho entre as maiores estrelas de neutrões e os buracos negros mais pequenos.
Thompson decidiu ver se podia resolver esse mistério.
Ele e outros cientistas começaram a vasculhar os dados do APOGEE (Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment), que recolheu espectros de luz de cerca de 100.000 estrelas espalhadas pela Via Láctea. Thompson percebeu que os espectros podiam mostrar que uma estrela podia estar em órbita de outro objeto: mudanças nos espectros - um desvio para comprimentos de onda mais azuis, por exemplo, seguido por um desvio para comprimentos de onda mais vermelhos - podiam indicar que uma estrela estava a orbitar um companheiro ainda não observado.
Thompson começou a estudar os dados à procura de estrelas que mostrassem essa mudança, indicando que podiam estar em órbita de um buraco negro.
Seguidamente, restringiu os dados do APOGEE para 200 das estrelas mais interessantes. Ele forneceu os dados a um investigador associado da Universidade Estatal do Ohio, Tharindu Jayasinghe, que compilou milhares de imagens de cada potencial sistema binário com o ASAS-SN (All-Sky Automated Survey for Supernovae; o ASAS-SN já encontrou aproximadamente 1000 supernovas).
Da análise de dados surgiu uma estrela gigante vermelha que parecia orbitar algo, mas que, com base nos seus cálculos, era provavelmente muito mais pequeno do que os buracos negros conhecidos da Via Láctea, e muito maior do que maioria das estrelas de neutrões conhecidas.
Após mais cálculos e dados adicionais obtidos com o TRES (Tillinghast Reflector Echelle Spectrograph) e com o satélite Gaia, perceberam que haviam encontrado um buraco negro de baixa massa, com provavelmente mais ou menos 3,3 vezes a massa do Sol.
"O que fizemos aqui foi criar uma nova maneira de procurar buracos negros, mas também identificámos potencialmente um dos primeiros de uma nova classe de buracos negros de baixa massa que os astrónomos não conheciam anteriormente," disse Thompson. "As massas dos objetos dizem-nos mais sobre a sua formação e evolução, mais sobre a sua natureza."
Antiga nuvem de gás mostra que as primeiras estrelas devem ter-se formado muito rapidamente
Os astrónomos encontraram uma nuvem pristina de gás nas proximidades de um dos mais distantes quasares conhecidos, apenas 850 milhões de anos após o B ig Bang. (1/14 da idade atual do Universo). A nuvem de gás absorve parte da luz do quasar de fundo, deixando assinaturas que permitem que os astrónomos estudem a sua composição química. Esta é a mais distante nuvem de gás para a qual os astrónomos conseguiram medir, até à data, a sua metalicidade. Este sistema tem das quantidades mais baixas de metais já identificadas numa nuvem de gás mas as proporções dos seus elementos químicos ainda são semelhantes às dos sistemas mais modernos.
Crédito: Departamento gráfico da Sociedade Max Planck
Astrónomos liderados por Eduardo Bañados do Instituto Max Planck para Astronomia descobriram uma nuvem de gás que contém informação sobre uma fase inicial da formação estelar e galáctica, apenas 850 milhões de anos após o Big Bang. A nuvem foi encontrada por acaso durante observações de um quasar distante e possui as propriedades que os astrónomos esperam dos precursores das galáxias anãs atuais. Quando se trata de abundância relativa, a química da nuvem é surpreendentemente moderna, mostrando que as primeiras estrelas do Universo devem ter-se formado muito rapidamente após o Big Bang. Os resultados foram publicados na revista The Astrophysical Journal.
Quando os astrónomos observam objetos distantes, olham necessariamente para trás no tempo. A nuvem de gás descoberta por Bañados et al. está tão distante que a sua luz levou quase 13 mil milhões de anos para chegar até nós; por outro lado, a luz que nos chega agora diz-nos como era o seu aspeto há quase 13 mil milhões de anos, não mais do que 850 milhões de anos após o Big Bang. Para os astrónomos, esta é uma época extremamente interessante. Nas primeiras centenas de milhões de anos do Universo, formaram-se as primeiras estrelas e galáxias, mas os detalhes desta evolução complexa ainda são amplamente desconhecidos.
Esta nuvem de gás muito distante foi uma descoberta fortuita. Bañados, na altura no Instituto Carnegie para Ciência, e colegas estavam a acompanhar vários quasares num levantamento de 15 dos mais distantes quasares conhecidos (z³6.5), que havia sido preparado por Chiara Mazzucchelli como parte da sua investigação de doutoramento no Instituto Max Planck para Astronomia. Ao início, os investigadores apenas observaram que o quasar P183+05 tinha um espectro bastante invulgar. Mas quando Bañados analisou um espectro mais detalhado, obtido com os Telescópios Magalhães no Observatório Las Campanas, no Chile, ele reconheceu que algo mais se passava aqui: as estranhas características espectrais eram os traços de uma nuvem de gás muito próxima do quasar distante - uma das nuvens de gás mais distantes que os astrónomos conseguiram identificar.
Os quasares são os núcleos ativos extremamente brilhantes de galáxias distantes. A força por trás da sua luminosidade é o buraco negro supermassivo central da galáxia. A matéria que gira em torno deste buraco negro (antes de cair) é aquecida até temperaturas de centenas de milhares de graus, emitindo enormes quantidades de radiação. Isto permite que os astrónomos usem quasares como fontes de fundo para detetar hidrogénio e outros elementos químicos na absorção: se uma nuvem de gás estiver diretamente entre o observador e um quasar distante, parte da luz do quasar será absorvida.
Os astrónomos podem detetar esta absorção estudando o espectro do quasar, isto é, a decomposição do "arco-íris" da luz do quasar nas diferentes regiões de comprimento de onda. O padrão de absorção contém informação sobre a composição química, temperatura, densidade e até a distância da nuvem (até nós e até ao quasar). Por trás disto está o facto de que cada elemento químico possui uma "impressão digital" de linhas espectrais - regiões específicas de comprimentos de onda nos quais os átomos desses elementos podem emitir ou absorver luz particularmente bem. A presença de uma impressão digital característica revela a presença e abundância de um elemento químico específico.
Do espectro da nuvem de gás, os investigadores puderam perceber imediatamente a distância da nuvem e que estavam a observar os primeiros mil milhões de anos da história cósmica. Também encontraram traços de vários elementos químicos, incluindo carbono, oxigénio, ferro e magnésio. No entanto, a quantidade destes elementos era minúscula, cerca de 1/800 vezes a abundância na atmosfera do nosso Sol. Os astrónomos sumariamente chamam todos os elementos mais pesados do que o hélio de "metais"; esta medição torna a nuvem de gás um dos sistemas mais pobres em metais (e distantes) conhecidos do Universo. Michael Rauch do Instituto Carnegie para Ciência, coautor do novo estudo, disse: "Depois de ficarmos convencidos de que estávamos a observar este gás primitivo apenas 850 milhões de anos após o Big Bang, começámos a querer saber se este sistema ainda podia reter assinaturas químicas produzidas pela primeira geração de estrelas."
A descoberta desta primeira geração, a chamada "população III" de estrelas, é um dos objetivos mais importantes na reconstrução da história do Universo. No universo posterior, elementos químicos mais pesados do que o hidrogénio desempenham um papel importante ao permitir que as nuvens de gás colapsem para formar estrelas. Mas estes elementos químicos, principalmente o carbono, são produzidos em estrelas e expelidos para o espaço por explosões de supernovas. Para as primeiras estrelas, estes facilitadores químicos simplesmente não estariam lá, já que logo após a fase do Big Bang, havia apenas átomos de hidrogénio e hélio. É isso que torna as primeiras estrelas fundamentalmente diferentes de todas as estrelas posteriores.
A análise mostrou que a composição química da nuvem não era quimicamente primitiva, mas que as abundâncias relativas eram surpreendentemente semelhantes às abundâncias químicas observadas nas nuvens de gás intergalácticas de hoje. As proporções das abundâncias de elementos mais pesados estão muito próximas das proporções no Universo moderno. O facto desta nuvem de gás do Universo primitivo já conter metais com abundâncias químicas relativas modernas coloca desafios importantes para a formação da primeira geração de estrelas.
Este estudo implica que a formação das primeiras estrelas neste sistema deve ter começado muito antes: os rendimentos químicos esperados das primeiras estrelas já haviam sido "apagados" pelas explosões de pelo menos mais uma geração de estrelas. Uma restrição de tempo específica vem das supernovas do tipo Ia, explosões cósmicas que seriam necessárias para produzir metais com as abundâncias relativas observadas. Tais supernovas geralmente precisam de mais ou menos mil milhões de anos para acontecer, o que coloca uma séria restrição em quaisquer cenários da formação das primeiras estrelas.
Agora que os astrónomos encontraram esta nuvem muito antiga, estão sistematicamente à procura de exemplos adicionais. Eduardo Bañados comentou: "É empolgante poder medir a metalicidade e as abundâncias químicas tão cedo na história do Universo, mas se queremos identificar as assinaturas das primeiras estrelas, precisamos de observar ainda cedo na história cósmica. Estou otimista de que vamos encontrar nuvens de gás ainda mais distantes, o que poderá ajudar a entender como as primeiras estrelas nasceram."
Novo estudo lança luz sobre condições que despoletam explosões de supernova (via Universidade de Connecticut)
A compreensão das explosões termonucleares de supernovas do Tipo Ia - explosões estelares poderosas e luminosas - só é possível através de modelos teóricos, que anteriormente não conseguiam explicar o mecanismo que detonava a explosão. Uma das peças fundamentais desta explosão, presente em praticamente todos os modelos, é a formação de uma onda supersónica que pode viajar mais depressa do que a velocidade do som e é capaz de queimar todo o material de uma estrela antes de se dispersar para o vácuo do espaço. Ler fonte
Álbum de fotografias - Perto do Centro da Nebulosa da Lagoa
(clique na imagem para ver versão maior)
Crédito: Zhuoqun Wu, Chilescope
Estrelas combatem contra gás e poeira na Nebulosa da Lagoa, mas os fotógrafos são quem ganham. Também conhecida como M8, esta nebulosa fotogénica é visível até sem binóculos na constelação de Sagitário. Os processos energéticos de formação estelar criam não apenas as cores, como também o caos. Os brilhantes gases resultam da colisão da luz altamente energética das estrelas com o hidrogénio, traços de enxofre e oxigénio interestelares. Os filamentos de poeira escura que entrelaçam M8 foram criados nas atmosferas de estrelas gigantes "frias" e nos detritos de explosões de supernovas. A luz de M8 que vemos hoje saiu de lá há aproximadamente 5000 anos. A luz demora cerca de 50 anos a atravessar esta secção de M8.
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