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  Arquivo | CCVAlg - Astronomia
Com o apoio do Centro Ciência de Tavira
   
 
  Astroboletim #1690  
  19/05 a 21/05/2020  
     
 
Efemérides

Dia 19/05: 140.º dia do calendário gregoriano.
História:
Em 1961, a Venera 1 torna-se o primeiro objeto feito por humanos a passar por outro planeta, Vénus.

A sonda tinha perdido o contacto com a Terra um mês antes e não enviou nenhuns dados de volta.
Em 1971, lançamento da sonda Mars 2 (União Soviética). A 27 de novembro do mesmo ano, alcança Marte e continua a enviar dados até 1972. Era suposto também aterrar um "lander", mas colidiu com a superfície devido a uma avaria nos foguetes de travagem.
Observações: Vega, de magnitude zero, domina o céu a este-nordeste com o avançar da noite. Procure a sua ténue constelação, Lira, logo abaixo. A parte mais conhecida de Lira é um pequeno triângulo quase equiláter, com Vega no seu topo, e um paralelograma maior para baixo e para a direita do canto inferior do triângulo. As duas estrelas mais baixas do paralelograma, Beta e Gamma Lyrae, são as duas estrelas mais brilhantes do padrão, depois de Vega.

Dia 20/05: 141.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1498, Vasco da Gama chegava a Calicut (India) numa viagem de exploração equivalente na época às modernas odisseias espaciais.

Em 1964, descoberta da radiação cósmica de fundo em microondas, por Robert Woodrow Wilson e Arno Penzias.
Em 1990, o Telescópio Espacial Hubble envia as suas primeiras fotografias. No entanto, foi descoberta uma falha no espelho principal, o que reduziu a capacidade do telescópio em focar e durante três anos os astrónomos só obtiveram imagens desfocadas do universo, apesar destas serem muito melhores do que as imagens obtidas a partir do solo. 
Observações: Esta é a altura do ano em que Leão desce a sudoeste durante a noite, a caminho de partir para o pôr-do-Sol ao início do verão. Logo depois do cair da noite, aviste a sua estrela mais brilhante bem alta a oeste-sudoeste. É Régulo, a sua pata dianteira.
Com o verão a um mês de distância (astronomicamente falando), a última estrela do Triângulo de Verão só nasce acima do horizonte a este por volta das 22 ou 23 horas. É Altair, o canto inferior direito do Triângulo. Vega está no canto mais alto. Tente observar Altair a subir acima do horizonte a três ou quatro punhos à distância do braço esticado para baixo e para a direita de Vega.
A terceira estrela do Triângulo é Deneb, que brilha menos intensamente para baixo e para a esquerda de Vega.

Dia 21/05: 142.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 2010, a JAXA lança a sonda IKAROS de velas solares a bordo de um foguetão H-IIA, juntamente com a sonda Akatsuki.

Esta última passaria por Vénus no final do ano.
Observações: Vénus e Mercúrio estão em conjunção a oeste-noroeste ao lusco-fusco. Vénus é 30 vezes mais brilhantes do que Mercúrio. Embora pareçam perto um do outro, Mercúrio está do "outro lado" do Sol enquanto Vénus está do "nosso lado do Sol". Assim sendo, Mercúrio esta noite está 3,5 vezes mais distante. Está a 9,1 minutos-luz de nós, em comparação com os 2,6 minutos-luz de Vénus.
Consegue observar o grande enxame estelar de Cabeleira de Berenice? A poluição luminosa onde se encontra realmente o ofusca, ou apenas não sabe ainda onde observá-lo? Está a 2/5 do caminho de Denébola (ponta da cauda de Leão) até ao fim da "pega da frigideira" de Ursa Maior. As suas estrelas mais brilhantes formam um Y invertido. Todo o enxame mede aproximadamente 5º - um brilho ténue mas grande num céu escuro. Recomendam-se binóculos.

 
     
 
Curiosidades


Os EUA estabeleceram, em dezembro de 2019, o mais recente ramo das suas Forças Armadas: a Força Espacial.

 
 
   
Nos enxames estelares, os buracos negros fundem-se com estrelas de neutrões, mas sem ninguém ver
 
Fusões entre buracos negros e estrelas de neutrões, isto é, fusões sem a emissão de radiação eletromagnética, têm lugar em ambientes estelares densos como no enxame globular NGC 3201, visto na imagem.
Crédito: ESO
 

As fusões entre buracos negros e estrelas de neutrões em enxames estelares densos são bastante diferentes daquelas que se formam em regiões isoladas, onde existem poucas estrelas. As suas características associadas podem ser cruciais para o estudo das ondas gravitacionais e da sua fonte. O Dr. Manuel Arca Sedda, do Instituto de Computação Astronómica da Universidade de Heidelberg, chegou a esta conclusão num estudo que utilizou simulações de computador. A investigação pode fornecer informações críticas sobre a fusão de dois objetos estelares massivos que os astrónomos observaram em 2019. Os achados foram publicados na revista Communications Physics.

As estrelas muito mais massivas do que o nosso Sol geralmente terminam as suas vidas como uma estrela de neutrões ou como um buraco negro. As estrelas de neutrões emitem pulsos regulares de radiação que permitem a sua deteção. Por exemplo, em agosto de 2017, quando foi observada a primeira fusão de duas estrelas de neutrões, os cientistas de todo o mundo detetaram luz da explosão com os seus telescópios. Os buracos negros, por outro lado, geralmente permanecem ocultos porque a sua atração gravitacional é tão forte que nem a luz pode escapar, tornando-os invisíveis aos detetores eletromagnéticos.

Se dois buracos negros se fundirem, o evento pode ser invisível, mas, no entanto, é detetável graças a ondulações no espaço-tempo na forma das chamadas ondas gravitacionais. Certos detetores, como o LIGO (Laser Interferometer Gravitational Waves Observatory) nos EUA, são capazes de detetar essas ondas. A primeira observação bem-sucedida foi feita em 2015. O sinal foi criado pela fusão de dois buracos negros. Mas este evento pode não ser a única fonte de ondas gravitacionais, pois também podem surgir da fusão de duas estrelas de neutrões ou da fusão de um buraco negro com uma estrela de neutrões. De acordo com o Dr. Arca Sedda, descobrir as diferenças é um dos principais desafios na observação destes eventos.

No seu estudo, o investigador da Universidade de Heidelberg analisou a fusão de pares de buracos negros e estrelas de neutrões. Ele usou simulações detalhadas de computador para estudar as interações entre um sistema composto por uma estrela e um objeto compacto, como um buraco negro, e um terceiro objeto massivo e deambulante necessário para uma fusão. Os resultados indicam que estas interações de três corpos podem de facto contribuir para fusões de estrelas neutrões com buracos negros em regiões estelares densas como enxames globulares. "Pode ser definida uma família especial de fusões dinâmicas que é distintamente diferente de fusões em áreas isoladas," explica Manuel Arca Sedda.

A fusão de um buraco negro com uma estrela de neutrões foi observada pela primeira vez com observatórios de ondas gravitacionais em agosto de 2019. No entanto, observatórios óticos de todo o mundo não conseguiram localizar a contraparte eletromagnética na região da qual o sinal da onda gravitacional teve origem, sugerindo que o buraco negro devorou completamente a estrela de neutrões sem antes a destruir. Se confirmada, esta poderá ser a primeira fusão entre um buraco negro e uma estrela de neutrões detetada num ambiente estelar denso, conforme descrito pelo Dr. Arca Sedda.

// Universidade de Heidelberg (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Communications Physics)
// Artigo científico (arXiv.org)

 


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Ondas gravitacionais:
GraceDB (Gravitational Wave Candidate Event Database)
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Astronomia de ondas gravitacionais - Wikipedia
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Detetores: como funcionam - Universe Today
As fontes de ondas gravitacionais - Universe Today
O que é uma onda gravitacional (YouTube)

Buracos negros:
Wikipedia
Buracos negros binários (Wikipedia)

Estrelas de neutrões:
Wikipedia
Universidade de Maryland

LIGO:
Página oficial
Caltech
Advanced LIGO
Wikipedia

 
   
Porque se formam nuvens perto de buracos negros
 
Esta ilustração mostra um quasar, um tipo de núcleo galáctico ativo, rodeado por uma forma parecida a um "donut" e aglomerados chamados "nuvens". Estas nuvens começam pequenas mas podem crescer para medir mais de 1 parsec (3,3 anos-luz) de largura. Neste diagrama, as nuvens estão pelo menos a 1 parsec do "donut".
Crédito: Ilustração por Nima Abkenar
 

Assim que saímos dos majestosos céus da Terra, a palavra "nuvem" deixa de significar aquela estrutura branca de aparência fofa que produz chuva. Em vez disso, as nuvens do Universo são áreas irregulares de maior densidade do que o ambiente em seu redor.

Os telescópios espaciais observaram estas nuvens cósmicas na vizinhança de buracos negros supermassivos, objetos misteriosos e densos dos quais nenhuma luz pode escapar, com massas equivalentes a mais de 100.000 sóis. Há um buraco negro supermassivo no centro de quase todas as galáxias, e é chamado de "núcleo galáctico ativo" (NGA) se estiver a devorar muito gás e muita poeira nos seus arredores. O tipo mais brilhante de NGA é chamado "quasar". Apesar do buraco negro propriamente dito não poder ser visto, a sua vizinhança brilha com intensidade à medida que a matéria se desfaz perto do seu horizonte de eventos, o ponto de não retorno.

Mas os buracos negros não são realmente como aspiradores de pó; não sugam tudo o que se aproxima demais. Enquanto algum material em redor de um buraco negro cai diretamente, para nunca mais ser visto, parte do gás vizinho será arremessado para fora, criando uma concha que se expande durante milhares de anos. Isto porque a área perto do horizonte de eventos é extremamente energética; a radiação altamente energética de partículas em movimento veloz em redor do buraco negro pode ejetar uma quantidade significativa de gás para a vastidão do espaço.

Os cientistas esperariam que este fluxo gasoso fosse suave. Ao invés, é desajeitado, estendendo-se muito além de 1 parsec (3,3 anos-luz) do buraco negro. Cada nuvem começa pequena, mas pode expandir-se para ter mais de 1 parsec de largura - e pode até cobrir a distância entre a Terra e a estrela mais próxima do Sol, Proxima Centauri.

O astrofísico Daniel Proga da Universidade do Nevada, em Las Vegas, compara estes aglomerados com grupo de carros que aguardam numa rodovia com sinais de trânsito construídos para regular o fluxo de tráfego. "De vez em quando temos um monte de carros," disse.

O que explica estes grupos no espaço profundo? Proga e colegas têm um novo modelo de computador que apresenta uma possível solução para este mistério, publicado na revista The Astrophysical Journal Letters, liderado pelo estudante de doutoramento Randall Dannen. Os cientistas mostram que o calor extremamente intenso, perto do buraco negro supermassivo, pode permitir que o gás flua para fora muito depressa, mas de uma maneira que também pode levar à formação de aglomerados. Se o gás acelerar muito rapidamente, não arrefecerá o suficiente para formar aglomerados. O modelo de computador leva estes fatores em consideração e propõe um mecanismo para fazer o gás viajar para longe, mas também para se agrupar.

"Perto da orla externa da concha, há uma perturbação que torna a densidade do gás um pouco menor do que costumava ser," disse Proga. "Isto faz com que este gás aqueça com muita eficiência. O gás frio, mais longe, está a ser retirado por essa perturbação."

Este fenómeno é um pouco como a flutuabilidade que faz os balões de ar quente flutuarem. O ar aquecido dentro do balão é mais leve do que o ar mais frio do lado de fora, e essa diferença de densidade faz o balão subir.

"Este trabalho é importante porque os astrónomos sempre precisaram de colocar nuvens num determinado local e com uma certa velocidade para se ajustarem às observações que vemos nos NGAs," disse Dannen. "Não costumavam preocupar-se com as especificidades de como as nuvens se formaram em primeiro lugar, e o nosso trabalho fornece uma potencial explicação para a formação destas nuvens."

Este modelo olha apenas para a concha de gás, não para o disco de material que gira em torno do buraco negro e que o está a alimentar. O próximo passo dos investigadores é examinar se o fluxo de gás é originário do próprio disco. Estão também interessados em resolver o mistério de porque é que algumas nuvens se movem extremamente depressa, na ordem dos 10.000 quilómetros por segundo.

// NASA (comunicado de imprensa)
// Universidade do Nevada, Las Vegas (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal Letters)
// Artigo científico (arXiv.org)

 


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Buraco negro supermassivo:
Wikipedia

Núcleo galáctico ativo:
Wikipedia

Quasar:
Wikipedia

 
   
TESS da NASA permite estudo inovador de pulsações estelares confusas

Graças a dados do TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA, os astrónomos detetaram padrões de pulsação elusivos em dezenas de jovens estrelas de rápida rotação. A descoberta vai revolucionar a capacidade dos cientistas em estudar detalhes como as idades, os tamanhos e as composições destas estrelas - todas membros de uma classe com o nome de protótipo Delta Scuti.

"As estrelas Delta Scuti claramente pulsam de maneiras interessantes, mas os padrões destas pulsações até agora desafiaram a nossa compreensão," disse Tim Bedding, professor de astronomia da Universidade de Sydney. "Para usar uma analogia musical, muitas estrelas pulsam ao longo de acordes simples, mas as estrelas Delta Scuti são complexas, com notas que parecem confusas. O TESS mostrou-nos que isso não é verdade para todas."

O artigo que descreve os achados, liderado por Bedding, foi publicado na edição de 14 de maio da revista Nature e está disponível online.

 
Ondas sonoras que ressaltam dentro de uma estrela fazem com que ela se expanda e contraia, o que resulta em alterações detetáveis de brilho. Esta animação mostra um tipo de pulsação Delta Scuti - chamada modo radial - que é impulsionada por ondas (setas azuis) que viajam entre o núcleo e a superfície da estrela. Na realidade, uma estrela pode pulsar de muitas maneiras diferentes, criando padrões complicados que permitem com que os cientistas aprendam mais sobre o seu interior.
Crédito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA
 

Os geólogos que estudam as ondas sísmicas dos terremotos descobriram a estrutura interna da Terra pela maneira como as reverberações mudavam de velocidade e direção à medida que viajam pelas várias camadas. Os astrónomos aplicam o mesmo princípio para estudar o interior das estrelas através das suas pulsações, um campo chamado asterossismologia.

As ondas sonoras viajam pelo interior de uma estrela a velocidades que mudam com a profundidade e todas se combinam em padrões de pulsação à superfície da estrela. Os astrónomos podem detetar estes padrões como pequenas flutuações no brilho e usá-los para determinar a idade, temperatura, composição, estrutura interna e outras propriedades da estrela.

As estrelas Delta Scuti têm entre 1,5 e 2,5 vezes a massa do Sol. Têm o nome Delta Scuti em honra à estrela dessa constelação (Escudo), visível a olho nu no hemisfério sul, identificada pela primeira vez como variável em 1900. Desde então, os astrónomos identificaram milhares mais como do tipo Delta Scuti, muitas com o telescópio espacial Kepler da NASA, outra missão de caça exoplanetária que operou de 2009 a 2018.

Mas os cientistas tiveram problemas para interpretar as pulsações Delta Scuti. Estas estrelas geralmente giram uma ou duas vezes por dia, pelo menos uma dúzia de vezes mais depressa que o Sol. A rápida rotação achata as estrelas nos seus polos e baralha os padrões de pulsação, tornando-os mais complicados e difíceis de decifrar.

Para determinar se existe ordem nas pulsações aparentemente caóticas das estrelas Delta Scuti, os astrónomos precisaram de observar um grande conjunto de estrelas várias vezes com amostragem rápida. O TESS monitoriza grandes áreas do céu 27 dias de cada vez, obtendo uma imagem completa a cada 30 minutos com cada uma das suas quatro câmaras. Esta estratégia de observação permite que o TESS rastreie as mudanças no brilho estelar provocadas pelos planetas que passam em frente das estrelas, o que é a sua missão principal, mas as exposições de meia-hora são demasiado longas para capturar os padrões mais rapidamente pulsantes das estrelas Delta Scuti. Essas mudanças podem ocorrer em minutos.

Mas o TESS também captura instantâneos de alguns milhares de estrelas pré-selecionadas - incluindo algumas estrelas Delta Scuti - a cada dois minutos. Quando Bedding e seus colegas começaram a analisar as medições, encontraram um subconjunto de estrelas Delta Scuti com padrões de pulsação regulares. Assim que sabiam o que procurar, pesquisaram outros exemplos em dados do Kepler, que usou uma estratégia de observação semelhante. Também realizaram observações de acompanhamento com telescópios terrestres, incluindo o Observatório W. M. Keck no Hawaii e dois da rede global do Observatório Las Cumbres. No total, identificaram um lote de 60 estrelas Delta Scuti com padrões claros.

"Isto é realmente um avanço. Agora, temos uma série regular de pulsações para estas estrelas que podemos entender e comparar com os modelos," disse o coautor Simon Murphy, investigador de pós-doutorado da Universidade de Sydney. "Isto permitirá medirmos estas estrelas usando asterossismologia de uma maneira que nunca conseguimos antes fazer. Mas também mostrou que este é apenas um passo em frente para o entendimento das estrelas Delta Scuti."

As pulsações no bem-comportado grupo Delta Scuti enquadram-se em duas categorias principais, ambas provocadas pelo armazenamento e pela libertação de energia na estrela. Algumas ocorrem quando a estrela inteira se expande e se contrai simetricamente. Outras ocorrem quando os hemisférios opostos se expandem e contraem alternadamente. A equipa de Bedding deduziu as alterações através do estudo das flutuações de brilho de cada estrela.

Os dados já ajudaram a resolver um debate sobre a idade de uma estrela, chamada HD 31901, membro de uma corrente estelar descoberta recentemente e que orbita na nossa Galáxia. Os cientistas classificaram a idade da corrente estelar em mil milhões de anos, com base na idade de uma gigante vermelha que suspeitavam pertencer ao mesmo grupo. Uma estimativa posterior, baseada em períodos de rotação de outros membros da corrente estelar, sugeriu uma idade de apenas 120 milhões de anos. A equipa de Bedding usou as observações do TESS para criar um modelo asterossísmico de HD 31901 que suporta a idade mais jovem.

"As estrelas Delta Scuti têm sido alvos frustrantes por causa das suas oscilações complicadas, de modo que esta é uma descoberta muito emocionante," disse Sarbani Basu, professor de astronomia da Universidade de Yale em New Haven, no estado norte-americano de Connecticut, que estuda asterossismologia mas não participou no estudo. "Ser capaz de encontrar padrões simples e identificar os modos de oscilação muda completamente o jogo. Como este subconjunto de estrelas permite análises sísmicas normais, vamos poder finalmente caracterizá-las adequadamente."

A equipa pensa que o seu subconjunto de 60 estrelas tem padrões claros porque são mais jovens do que as outras estrelas Delta Scuti, tendo apenas recentemente assentado na produção de toda a sua energia através de fusão nuclear nos seus núcleos. Os pulsos ocorrem mais rapidamente nas estrelas incipientes. À medida que as estrelas envelhecem, a frequência das pulsações diminui e misturam-se com outros sinais.

Outro fator pode ser o ângulo de visão do TESS. Os cálculos teóricos preveem que os padrões de pulsação de uma estrela giratória devem ser mais simples quando o seu polo rotacional está voltado para nós, em vez de a vermos no equador. O conjunto de dados do TESS da equipa incluiu cerca de 1000 estrelas Delta Scuti, o que significa que algumas delas, por acaso, devem estar a ser observadas perto dos polos.

Os cientistas vão continuar a desenvolver os seus modelos à medida que o TESS começa a obter imagens completas a cada 10 minutos em julho, em vez de a cada meia-hora. Bedding disse que a nova estratégia de observação vai ajudar a capturar as pulsações de ainda mais estrelas do tipo Delta Scuti.

"Sabíamos, quando construímos o TESS, que, além de encontrar muitos novos e emocionantes exoplanetas, o satélite também avançaria o campo da asterossismologia," disse George Ricker, investigador principal do TESS no Instituto Kavli de Astrofísica e Pesquisa Espacial do MIT (Massachusetts Institute of Technology) em Cambridge. "A missão já descobriu um novo tipo de estrela que pulsa apenas de um lado e desvendou novos factos sobre estrelas bem conhecidas. Ao concluirmos a missão inicial de dois anos e ao iniciarmos a missão estendida, estamos ansiosos por uma variedade de novas descobertas estelares que o TESS irá fazer."

// NASA (comunicado de imprensa)
// Universidade de Sydney (comunicado de imprensa)
// Universidade do Hawaii (comunicado de imprensa)
// Universidade de Birmingham (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature)
// Artigo científico (arXiv.org)
// Pulsações nas estrelas Delta Scuti (NASA via YouTube)
// Sonificação da estrela Delta Scuti HD 31901 (NASA via YouTube)

 


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Variáveis do tipo Delta Scuti:
Wikipedia
Estrela Delta Scuti (Wikipedia)

Asterossismologia:
Wikipedia 
asteroseismology.org

Estrutura estelar:
Wikipedia

TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite):
NASA
NASA/Goddard
Programa de Investigadores do TESS (HEASARC da NASA)
MAST (Arquivo Mikulski para Telescópios Espaciais)
Exoplanetas descobertos pelo TESS (NASA Exoplanet Archive)
Wikipedia

Telescópio Espacial Kepler:
NASA (página oficial)
K2 (NASA)
Arquivo de dados do Kepler
Arquivo de dados da missão K2
Wikipedia

Observatório W. M. Keck:
Página principal
Wikipedia

Observatório Las Cumbres:
Página principal
Wikipedia

 
   
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  Vendo o Universo através de novas lentes (via Berkeley Lab)
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Álbum de fotografias - O Rio Escuro até Antares
(clique na imagem para ver versão maior)
Crédito: Paul Schmit
 
Um rio escuro parece fluir através deste céu desde o horizonte em direção a nuvens coloridas perto da estrela gigante vermelha Antares. De aspeto sombrio, o rio escuro é uma nebulosa empoeirada que obscurece a luz das estrelas de fundo perto da Via Láctea central, embora a nebulosa de poeira escura contenha principalmente hidrogénio molecular gasoso. A dispersão de luz estelar pela poeira, em torno de Antares, a estrela alfa de Escorpião, cria a invulgar nebulosa de reflexão de tom amarelado. Acima, a brilhante estrela dupla azul Rho Ophiuchi está embebida em nebulosas azuis de reflexão mais típicas, com nebulosas vermelhas de emissão também espalhadas pelo espaço interestelar. O enxame globular M4 parece quase uma estrela brilhante logo acima e à direita de Antares, embora esteja muito para trás das nuvens coloridas, a uma distância de aproximadamente 7000 anos-luz. O rio escuro propriamente dito está a mais ou menos 500 anos-luz de distância. Para criar esta surpreendente vista do céu noturno, todas as exposições de fundo e em primeiro plano foram feitas consecutivamente com a mesma câmara e lente telefoto na mesma noite e no mesmo local. Em conjunto, produzem uma imagem impressionante que revela uma gama de brilho e cor que os nossos olhos não conseguem perceber. Obtida nas primeiras horas de 31 de janeiro, a composição também captura Marte ainda perto do horizonte a oeste e subindo para se juntar ao rival Antares no palco celeste. O brilhante planeta Marte e o seu reflexo nas águas estão para a esquerda de uma árvore solitária no Refúgio Nacional de Vida Selvagem Bosque del Apache, no estado norte-americano de Novo México, planeta Terra.
 
   
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