Programa em atualização
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Efemérides
Dia 02/08: 214.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1934 nascia Valery Bykovsky, cosmonauta soviético que voou em três missões espaciais: Vostok 5, Soyuz 22 e Soyuz 31.
Detém ainda o recorde de maior tempo passado no espaço, sozinho: cinco dias em órbita, a bordo da Vostok 5 em 1963.
Em 2005, "flyby" da Mercury MESSENGER pela Terra. Observações: Arcturo domina o céu alto a oeste após o anoitecer. Aviste a Ursa Maior à sua direita, a noroeste. Na astronomia de hoje, Arcturo pode ser mais conhecida pela sua história cósmica: é uma gigante laranja de População II com cerca de 7 mil milhões de anos, mais velha que o Sistema Solar, navegando pela nossa parte do espaço numa trajectória que indica que veio de outra galáxia: uma galáxia anã que caiu na Via Láctea e se fundiu com ela. Mas nos livros de astronomia dos nossos avós, Arcturo tinha outra fama: acendeu as luzes da Feira Mundial de Chicago de 1933, celebrando "um século de progresso". Os astrónomos manipularam uma fotocélula, recentemente inventada, até aos olhos dos grandes telescópios em redor dos EUA e apontaram para onde Arcturo passaria no momento certo na noite de abertura. Em locais onde o céu estava limpo, a luz da estrela rastejou para as fotocélulas, os sinais fracos foram amplificados e enviados através de fios telegráficos para Chicago, um interruptor foi disparado, e as luzes massivas acenderam-se sobre os aplausos de dezenas de milhares.
Porquê Arcturo? Os astrónomos da época pensavam que estava a 40 anos-luz de distância (valor moderno: 36,7 ±0,2 anos-luz). Assim, a luz estaria em voo desde o grande evento anterior em Chicago, a Exposição Mundial de 1893. E antes? Arcturo era conhecida como a primeira das estrelas da noite a ser vista durante o dia com um telescópio: por Jean-Baptiste Morin, em 1635.
Dia 03/08: 215.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1596 era descoberta a primeira estrela variável, Mira, por David Fabricius.
Em 2004, lançamento da missão MESSENGER a Mercúrio, que orbitou o planeta entre 2011 e 2015. Observações: Mercúrio está muito baixo a oeste e ao lusco-fusco durante esta semana. Hoje pode usar binóculos, ou melhor, um telescópio, para ver Mercúrio e Régulo, que é mais ténue, perto do planeta. Terá uma janela de tempo muito curta, se é que tiver, entre o céu demasiado brilhante e o par já demasiado baixo.
A Lua Crescente brilha a sudoeste ao cair da noite. Olhe para baixo e para a esquerda do nosso satélite natural e encontre, a 3º, a estrela Espiga.
Provavelmente já sabe que a "curva" da "pega" da "frigideira" da Ursa Maior "arqueia" para Arcturo. Mas o arco da "pega" propriamente dito, que se estende para incluir o lado adjacente da "frigideira" de Ursa Maior, guia para outro marco celeste. Razoavelmente perto do foco desse arco maior (o centro do círculo de que o arco faria parte) está a estrela Cor Caroli, ou Alpha Canum Venaticorum, de terceira magnitude. É uma bonita estrela dupla para telescópios pequenos: de cores branca e pálido amarelo esbranquiçado, com uma generosa separação de 23 segundos de arco.
Dia 04/08: 216.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1805, nascia William Rowan Hamilton, físico, astrónomo e matemático irlandês que fez contribuições importantes para a mecânica clássica, ótica e álgebra. A sua maior contribuição é talvez a reformulação das mecânicas Newtonianas, agora chamadas mecânicas Hamiltonianas. Este trabalho foi fundamental para o estudo do eletromagnetismo e para o desenvolvimento da mecânica quântica.
Em 2007, a NASA lançava o módulo de aterragem Phoenix, cujo objetivo era procurar moléculas de água no pólo norte de Marte. Observações: A Lua está quase em Quarto Crescente. A mais de um punho à distância do braço esticado para baixo e para a direita, ao final do lusco-fusco, procure Espiga. Mais perto do nosso satélite natural, mas na direção contrária, está Alpha Librae, um largo binário binocular. As suas componentes estão quase na horizontal. A mais ténue (magnitude 5,1) está à direita da mais brilhante (magnitude 2,8), por uma separação de 281 segundos de arco.
Telescópio James Webb revela galáxias muito distantes
Usando a primeira imagem científica divulgada pelo Telescópio Espacial James Webb, uma equipa internacional de cientistas com contribuição significativa da Universidade Técnica de Munique construiu um modelo melhorado para a distribuição de massa do enxame de galáxias SMACS J0723.3−7327. Atuando como uma lente gravitacional, o enxame galáctico em primeiro plano produz tanto múltiplas imagens de galáxias de fundo como amplia estas imagens. Uma família de tais imagens múltiplas pertence a uma galáxia, que o modelo prevê estar a uma distância de 13 mil milhões de anos, ou seja, cuja luz viajou cerca de 13 mil milhões de anos antes de alcançar o telescópio.
As lentes gravitacionais, especialmente os enxames de galáxias, ampliam a luz de galáxias de fundo e produzem múltiplas imagens das mesmas. Antes do James Webb, eram conhecidas 19 imagens múltiplas de seis fontes de fundo em SMACS J0723.3−7327. Os dados do JWST revelaram agora 27 imagens múltiplas adicionais de outras dez fontes sob o efeito de lente.
Esta imagem JWST mostra o enxame de galáxias SMACS J0723.3-7327 com um grande número de galáxias de fundo sofrendo o efeito de lente. A barra branca em baixo corresponde a 50 segundos de arco, que é aproximadamente o tamanho máximo de Júpiter observado a partir da Terra.
Crédito: NASA, ESA, CSA e STScI
"Neste primeiro passo em frente na estrada construída pelo JWST, utilizámos dados recentes deste novíssimo telescópio para modelar com grande precisão o efeito de lente de SMACS0723", realça Gabriel Bartosch Caminha, pós-doutorado na Universidade Técnica de Munique, no Instituto Max Planck para Astrofísica e do GCCL (German Centre for Cosmological Lensing). A colaboração começou por utilizar dados do Telescópio Espacial Hubble e do MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) para construir um modelo "pré-JWST" e depois refinou-o com a nova imagem do JWST no infravermelho próximo. "A imagem do Telescópio Espacial James Webb é absolutamente espantosa e bela, mostrando muitas mais fontes de fundo, o que nos permitiu aperfeiçoar substancialmente o nosso modelo de massa da lente", acrescenta.
Um dos modelos mais precisos disponíveis
Muitas destas novas fontes que sofrem efeito de lente ainda não têm estimativas de distância e os cientistas utilizaram o seu modelo de massa para prever a que distância é mais provável que estas galáxias estejam. Uma delas foi encontrada provavelmente à incrível distância de 13 mil milhões de anos (desvio para o vermelho > 7,5), ou seja, a sua luz foi emitida durante as fases iniciais do Universo. Esta galáxia é multiplicada em três imagens e a sua luminosidade é ampliada por um factor de μ≈20 no total.
Nesta imagem, as várias galáxias de fundo que sofrem o efeito de lente estão numeradas, com cores de ciano indicando sistemas de imagem múltiplas já conhecidos e as cores verdes indicando novas fontes com lentes múltiplas. As inserções mostram imagens ampliadas de uma galáxia muito distante, com alguma subestrutura indicada pelas setas verdes.
Crédito: NASA, ESA, CSA e STScI (anotações pelo Instituto Max Planck para Astrofísica)
No entanto, para estudar estes objetos primordiais, é fundamental descrever com precisão o efeito de lente do enxame de galáxias em primeiro plano. "O nosso preciso modelo de massa constitui a base para a exploração dos dados do JWST", enfatiza Sherry Suyu, professora de cosmologia observacional na Universidade Técnica de Munique, líder do grupo de investigação no Instituto Max Planck para Astrofísica e académica visitante no Instituto de Astronomia e Astrofísica da Academia Sinica. "As espetaculares imagens do JWST mostram uma grande variedade de galáxias com lentes fortes, que podem ser estudadas em detalhe graças ao nosso modelo preciso".
O novo modelo para a distribuição de massa do enxame em primeiro plano é capaz de reproduzir as posições de todas as imagens múltiplas com uma elevada precisão, tornando o modelo um dos mais exatos disponíveis. Para estudos de acompanhamento destas fontes, os modelos de lentes, incluindo os mapas de ampliação e desvios para o vermelho (ou seja, distâncias) estimados a partir do modelo, foram disponibilizados publicamente. "Estamos muito entusiasmados com isto", acrescenta Suyu, "estamos ansiosamente à espera de futuras observações de outros enxames galácticos com lentes gravitacionais pelo JWST. Estes não só nos permitirão restringir melhor as distribuições de massa dos enxames galácticos, mas também estudar as galáxias com um alto desvio para o vermelho".
Estudo fornece um olhar mais detalhado sobre os buracos negros
Pensa-se que os buracos negros supermassivos residem no centro de quase todas as galáxias grandes. Estes objetos espaciais devoram gás, poeira e estrelas. Podem até tornar-se mais massivos do que algumas pequenas galáxias.
Sabendo o ritmo a que um buraco negro se alimenta, a sua massa e a quantidade de radiação nas proximidades, os investigadores podem determinar quando alguns buracos negros sofreram os seus maiores surtos de crescimento. Essa informação, por sua vez, pode contar-lhes mais sobre a história do Universo.
À medida que avanços como as novas imagens capturadas pelo Telescópio Espacial James Webb da NASA ajudam os cientistas a compreender algumas das forças mais poderosas do Universo, um estudo separado pela Universidade de Dartmouth está a esclarecer o mistério dos buracos negros supermassivos em fase de crescimento rápido, conhecidos como núcleos galácticos ativos ou NGAs.
Os buracos negros supermassivos podem ser obscurecidos por um anel de poeira e gás em forma de donut, conhecido como um "toro".
Crédito: ESA/NASA, projecto AVO e Paolo Padovani
"As assinaturas de luz destes objetos mistificaram os investigadores durante mais de meio século," diz Tonima Tasnim Ananna, investigadora associada pós-doutorada e autora principal de um novo artigo sobre a família especial de buracos negros.
A luz que vem de perto dos buracos negros supermassivos pode ter cores diferentes. Podem também variar em luminosidade e assinaturas espectrais. Até recentemente, os investigadores acreditavam que as diferenças dependiam do ângulo de visão e do quanto um buraco negro era obscurecido pelo seu "toro", um anel de gás e poeira em forma de donut que geralmente rodeia núcleos galácticos ativos.
Mas os estudos técnicos por Ananna e outros estão a desafiar este modelo. Ananna e Ryan Hickox, professor de física e astronomia, descobriram que os buracos negros têm um aspeto diferente porque se encontram, na realidade, em fases separadas do ciclo de vida.
O novo estudo de Dartmouth descobriu que a quantidade de poeira e gás em redor de um buraco negro supermassivo está diretamente relacionada com o seu crescimento ativo. Quando um buraco negro está a alimentar-se a um ritmo elevado, a energia sopra poeira e gás para longe. Como resultado, é mais provável que fique desobstruído e pareça mais brilhante.
A investigação fornece algumas das provas mais fortes de que existem diferenças fundamentais entre os buracos negros supermassivos com diferentes assinaturas de luz, e que estas diferenças não podem ser explicadas apenas pelo facto de a observação se efetuar através ou em torno do toro de um NGA.
"Isto apoia a ideia de que as estruturas do toro, em redor dos buracos negros, não são todas iguais", diz Hickox, coautor do estudo. "Existe uma relação entre a estrutura e a forma como esta está a crescer".
A descoberta de que o ritmo de alimentação, e não o ângulo de visão, é o que determina as assinaturas de luz dos buracos negros supermassivos provém de uma análise de uma década de NGAs próximos por uma colaboração internacional usando o Swift-BAT, um telescópio de raios-X de alta energia da NASA.
Tonima Tasnim Ananna, investigadora associada pós-doutorada, à direita, e Ryan Hickox, professor de física e astronomia, no histórico Observatório Shattuck de Dartmouth.
Crédit: Robert Gill
Para o estudo, publicado na revista The Astrophysical Journal, Ananna desenvolveu uma técnica computacional para avaliar o efeito da matéria obscurecida sobre as propriedades observadas dos buracos negros.
O artigo científico diz que mostra definitivamente a necessidade de rever a teoria dominante dos NGAs que caracteriza um NGA obscurecido e desobstruído como semelhante, apesar de parecer diferente devido ao ângulo de visão.
"Ao longo do tempo, fizemos muitas suposições sobre a física destes objetos", diz Ananna, que foi selecionada em 2020 como uma das 10 principais "Cientistas a Acompanhar" pela Science News. "Agora sabemos que as propriedades dos buracos negros fortemente escondidos são significativamente diferentes das dos NGAs desobstruídos".
A resposta ao mistério espacial incómodo deverá permitir com que os investigadores criem modelos mais precisos da evolução do Universo e de como os buracos negros se desenvolvem.
"Uma das maiores questões no nosso campo é saber de onde vêm os buracos negros supermassivos", diz Hickox. "Esta investigação fornece uma peça crítica que nos pode ajudar a responder a essa pergunta e espero que se torne uma referência nesta disciplina de investigação".
Zeta Ophiuchi é uma estrela com um passado complicado, tendo provavelmente sido ejetada do seu local de nascimento por uma poderosa explosão estelar. Um novo olhar pelo Observatório de raios-X Chandra ajuda a contar mais sobre a história desta estrela fugitiva.
Localizada a cerca de 440 anos-luz da Terra, Zeta Ophiuchi é uma estrela quente que é 20 vezes mais massiva do que o Sol. Observações anteriores forneceram evidências de que Zeta Ophiuchi esteve, no passado, em órbita próxima com outra estrela, antes de ser ejetada a cerca de 160.000 km/h quando esta companheira foi destruída numa explosão de supernova há mais de um milhão de anos. Dados infravermelhos, anteriormente recolhidos pelo agora aposentado Telescópio Espacial Spitzer, vistos nesta nova composição, revelam uma espetacular onda de choque (vermelho e verde) que foi formada por matéria soprada para longe da superfície da estrela e que bateu contra gás no seu caminho. Os dados do Chandra mostram uma bolha de emissão de raios-X (azul) localizada à volta da estrela, produzida por gás que foi aquecido pelos efeitos da onda de choque a dezenas de milhões de graus.
Imagem de Zeta Ophiuchi em raios-X e no infravermelho.
Crédito: raios-X - NASA/CXC/Univ. de Cambridge/J. Sisk-Reynés et al.; rádio - NSF/NRAO/VLA; ótico - PanSTARRS
Uma equipa de astrónomos liderada por Samuel Green do DIAS (Dublin Institute for Advanced Studies) na Irlanda construiu os primeiros modelos computacionais detalhados da onda de choque. Começaram por testar se os modelos podem explicar os dados obtidos em diferentes comprimentos de onda, incluindo observações em raios-X, no ótico, infravermelho e rádio. Todos os três modelos de computador preveem emissões de raios-X mais fracas do que as observadas. A bolha de emissão de raios-X é mais brilhante perto da estrela, enquanto dois dos três modelos preveem que a emissão de raios-X deve ser mais brilhante perto da onda de choque.
No futuro, estes investigadores tencionam testar modelos mais complexos com física adicional - incluindo os efeitos da turbulência e a aceleração de partículas - para ver se a concordância com os dados de raios-X melhoram.
O artigo científico que descreve estes resultados foi aceite para publicação na revista Astronomy & Astrophysics e uma pré-impressão também está disponível. Os dados do Chandra aqui utilizados foram originalmente analisados por Jesús Toala do Instituto de Astrofísica da Andaluzia em Espanha, que também escreveu a proposta que conduziu às observações.
Álbum de fotografias - Galáxia "Starburst" M94, pelo Hubble
(clique na imagem para ver versão maior)
Crédito: ESA/Hubble & NASA
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 direção 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.
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