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  Astroboletim #2009  
  09/06 a 12/06/2023  
     
 
EFEMÉRIDES

DIA 09/06: 160.º DIA DO CALENDÁRIO GREGORIANO
NESTE DIA ACONTECEU...

Em 1812 nascia Johann Gottfried Galle, astrónomo alemão, que foi o primeiro a observar Neptuno sabendo do que se tratava.

Galle é também conhecido por ter sido assistente de Encke e foi um dos poucos astrónomos a observar o cometa Halley duas vezes - morrendo dois meses depois do cometa ter passado o periélio em 1910.
HOJE, NO COSMOS:
A Ursa Maior está alta a noroeste ao anoitecer. As estrelas-guia da Ursa Maior, atualmente as suas estrelas mais baixas, apontam para baixo e para a direita até à Estrela Polar. Para cima da Polar, e até muito idêntica, está Kochab. Kochab está precisamente para cima da Polar por volta do anoitecer ou um pouco depois. Quão precisamente consegue determinar a hora deste evento, a partir do seu local de observação? Talvez recorrendo à ajuda do lado de um edifício?

 

DIA 10/06: 161.º DIA DO CALENDÁRIO GREGORIANO
NESTE DIA ACONTECEU...

Em 1973, lançamento do Explorer 49, que foi colocado em órbita lunar e tinha o objetivo de recolher medições dos planetas, do Sol e da Galáxia no rádio.
Em 2003 era lançado o rover Spirit, começando a missão Mars Exploration Rover da NASA. Em Marte, operou durante largos anos, até que deixou de contactar com a Terra em março de 2010.

Em 2018, o rover Opportunity envia a sua última mensagem para a Terra. O fim da missão foi oficialmente declarado no dia 13 de fevereiro de 2019.
HOJE, NO COSMOS:
Saturno nasce pelas 01:30, seguido cerca de 15 minutos depois pela Lua, quase em Quarto Minguante e 6 ou 7 graus para baixo e um pouco para a sua esquerda. Quase ao amanhecer os dois astros estão altos a sudeste.
Lua em Quarto Minguante, pelas 20:31.

 

DIA 11/06: 162.º DIA DO CALENDÁRIO GREGORIANO
NESTE DIA ACONTECEU...

Em 1723 nascia Johann Georg Palitzsch, astrónomo alemão que observaria em 1758 o regresso do cometa Halley, tal como previsto por Edmond Halley em 1705.

Em 1867, nascia Charles Fabry, físico francês que se especializou em ótica e interferometria. Em 1913, demonstrou que o ozono na atmosfera superior é responsável por filtrar a radiação ultravioleta do Sol. 
Em 2004, a sonda Cassini-Huygens faz a sua maior aproximação a Febe.
Em 2008, lançamento do Telescópio Espacial de Raios-Gama Fermi.
Em 2013, lançamento do Shenzhou 10, a quinta missão tripulada da China e a segunda e última até ao laboratório espacial Tiangong-1, com 3 taikonautas a bordo e duração de 15 dias. 
HOJE, NO COSMOS:
Espiga está diretamente para baixo de Arcturo não muito tempo depois do anoitecer. A metade da distância que separa essas duas estrelas, mas para baixo e para a direita de Espiga, está o padrão de quatro de estrelas que perfaz a constelação de Corvo; observe-o antes de ficar demasiado baixo e partir do céu noturno até ao ano que vem.

 

DIA 12/06: 163.º DIA DO CALENDÁRIO GREGORIANO
NESTE DIA ACONTECEU...

Em 1843, nascia David Gill, astrónomo escocês, famoso pela sua medição de distâncias astronómicas. Redeterminou a distância ao Sol com um grau de precisão tão elevado que o valor foi usado em almanaques até 1968.
Em 1967 era lançada a Venera 4 que seria a primeira sonda a enviar dados da atmosfera de outro planeta (Vénus) para a Terra. 

Em 2004, um meteorito condrito de 1,3 kg atinge uma casa em Ellserslie, Nova Zelândia, provocando grandes danos mas nenhuns ferimentos.
HOJE, NO COSMOS:
Estamos quase no verão. Mas à medida que anoitece, procure Capella baixa a norte-noroeste. Quanto mais para norte o observador estiver, menos baixa aparecerá. Poderá precisar de recorrer a binóculos.

 
 
   
Afinal não são explosões espaciais comuns: VLBA descobre que as novas clássicas são tudo menos simples

Ao estudar as novas clássicas utilizando o VLBA (Very Long Baseline Array) do NRAO (National Radio Astronomy Observatory), uma investigadora descobriu evidências de que os objetos podem ter sido erradamente classificados como simples. As novas observações, que detetaram emissões não térmicas de uma nova clássica com uma companheira anã, foram apresentadas numa conferência de imprensa durante a 242.ª reunião da Sociedade Astronómica Americana em Albuquerque, no estado norte-americano do Novo México.

 
Esta impressão de artista mostra V1674 Herculis, uma nova clássica alojada num sistema estelar binário constituído por uma anã branca e uma por estrela anã companheira . Os cientistas que estudam esta nova detctaram emissões não térmicas, o que contraria a crença histórica de que estes sistemas produzem apenas emissões térmicas.
Crédito: B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)
 

V1674 Herculis é uma nova clássica hospedada por uma anã branca e uma anã companheira e é atualmente a nova clássica mais rápida de que há registo. Enquanto estudava V1674Her com o VLBA, Montana Williams, estudante da Universidade Tecnológica do Novo México que está a liderar a investigação sobre as propriedades VLBA desta nova, confirmou o inesperado: emissão não térmica proveniente da mesma. Estes dados são importantes porque dizem a Williams e aos seus colaboradores muito sobre o que está a acontecer no sistema. O que a equipa encontrou é tudo menos as simples explosões induzidas pelo calor que os cientistas esperavam das novas clássicas.

"Historicamente, as novas clássicas têm sido consideradas explosões simples, emitindo maioritariamente energia térmica", disse Williams. "No entanto, com base em observações recentes pelo instrumento LAT (Large Area Telescope) do Telescópio Espacial Fermi, este modelo simples não está inteiramente correto. Em vez disso, parece que são um pouco mais complicadas. Usando o VLBA, conseguimos obter uma imagem muito detalhada de uma das principais complicações, a emissão não térmica."

As deteções por VLBI ("very long baseline interferometry", interferometria de longa linha de base) de novas clássicas com companheiras anãs como V1674Her são raras. São tão raras, de facto, que este mesmo tipo de deteção, com componentes de sincrotrão de rádio resolvidos, só foi reportado uma outra vez até à data. Isto deve-se em parte à natureza assumida das novas clássicas.

"As deteções de novas por VLBI só recentemente se tornaram possíveis devido aos melhoramentos introduzidos nas técnicas deste tipo de observações, nomeadamente a sensibilidade dos instrumentos e o aumento da largura de banda ou a quantidade de frequências que podemos registar num dado momento", disse Williams. "Além disso, devido à teoria anterior das novas clássicas, não se pensava que fossem alvos ideais para estudos por VLBI. Sabemos agora que isso não é verdade devido às observações de vários comprimentos de onda que indicam um cenário mais complexo."

 
Os cientistas que estudam a nova clássica V1674Her confirmaram a presença de emissões não térmicas. A nova, que foi descoberta em 2021, é a nova clássica mais rápida de que há registo. Este gif animado mostra a diferença de brilho em apenas quatro dias.
Crédito: M. Williams/Universidade Tecnológica do Novo México, B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)
 

Esta raridade faz com que as novas observações da equipa sejam um passo importante para compreender as vidas ocultas das novas clássicas e o que, em última análise, leva ao seu comportamento explosivo.

"Estudando as imagens do VLBA e comparando-as com outras observações do VLA (Very Large Array), do instrumento LAT do Fermi, do NuSTAR e do Swift da NASA, podemos determinar o que poderá ser a causa da emissão e também fazer ajustes ao modelo simples anterior", disse Williams. "Neste momento, estamos a tentar determinar se a energia não térmica provém de aglomerados de gás que chocam com outros aglomerados de gás, o que produz choques, ou de outra coisa qualquer."

Como as observações do LAT do Fermi e do NuSTAR já tinham indicado que poderia haver emissões não térmicas provenientes de V1674Her, isso fez da nova clássica uma candidata ideal para estudo, porque Williams e os seus colaboradores estão numa missão para confirmar ou refutar esse tipo de descobertas. Era também mais interessante, ou engraçada, como Williams classifica, devido à sua evolução hiper-rápida e porque, ao contrário das supernovas, o sistema hospedeiro não é destruído durante essa evolução, mas permanece quase completamente intacto e inalterado após a explosão. "Muitas fontes astronómicas não mudam muito no decurso de um ano ou mesmo de 100 anos. Mas esta nova ficou 10.000 vezes mais brilhante num único dia e depois voltou ao seu estado normal em apenas cerca de 100 dias", disse. "Uma vez que os sistemas hospedeiros das novas clássicas permanecem intactos, podem ser recorrentes, o que significa que podemos ver esta entrar em erupção, ou explodir, uma e outra vez, dando-nos mais oportunidades de compreender porquê e como o faz."

// NRAO (comunicado de imprensa)

 


Quer saber mais?

V1674 Herculis:
NASA
Wikipedia

Nova:
Wikipedia

VLBA:
NRAO
Wikipedia

Telescópio Espacial Fermi:
NASA
Wikipedia

 
   
Primeira deteção do buraco negro supermassivo secundário num sistema binário bem conhecido

Uma equipa internacional de astrónomos observou o segundo dos dois buracos negros supermassivos que se orbitam um ao outro na galáxia ativa OJ 287.

Os buracos negros supermassivos, que têm vários milhares de milhões de vezes a massa do nosso Sol, estão presentes nos centros das galáxias ativas. Os astrónomos observam-nos como núcleos galácticos brilhantes onde o buraco negro supermassivo da galáxia devora matéria de um violento remoinho chamado disco de acreção. Alguma da matéria é espremida para fora num poderoso jato. Este processo faz com que o núcleo galáctico brilhe intensamente em todo o espectro eletromagnético.

 
Ilustração artística de OJ287 como um sistema binário de buracos negros. O buraco negro secundário com 150 milhões de massas solares move-se em torno do buraco negro primário com 18 mil milhões de massas solares. Um disco de gás rodeia este último. O buraco negro secundário é forçado a chocar com o disco de acreção duas vezes durante a sua órbita de 12 anos. O impacto produz um clarão azul que foi detetado em fevereiro de 2022. Além disso, o impacto também induz o buraco negro secundário a explosões brilhantes de radiação várias semanas antes, e estas explosões também foram detetadas como um sinal direto do buraco negro secundário.
Crédito: AAS 2018
 

Num estudo recente, os astrónomos encontraram evidências da existência de dois buracos negros supermassivos a orbitarem-se um ao outro, através de sinais provenientes dos jatos associados à acreção de matéria em ambos os buracos negros. A galáxia, ou quasar, como é tecnicamente designada, chama-se OJ 287 e é estudada em pormenor e melhor compreendida como tendo um buraco negro binário. No céu, os buracos negros estão tão próximos um do outro que parecem um único ponto. O facto deste ponto ser na realidade constituído por dois buracos negros torna-se evidente ao detetar que emite dois tipos diferentes de sinais.

A galáxia ativa OJ 287 situa-se na direção da constelação de Caranguejo, a uma distância de cerca de 5 mil milhões de anos-luz, e tem sido observada pelos astrónomos desde 1888. Já há mais de 40 anos, o astrónomo da Universidade de Turku, Aimo Sillanpää, e os seus colaboradores repararam que existe um padrão proeminente na sua emissão que tem dois ciclos, um de cerca de 12 anos e o mais longo com cerca de 55 anos. Sugeriram que os dois ciclos resultam do movimento orbital de dois buracos negros um em torno do outro. O ciclo mais curto é o ciclo orbital e o mais longo resulta de uma evolução lenta da orientação da órbita.

O movimento orbital é revelado por uma série de surtos que surgem quando o buraco negro secundário mergulha regularmente através do disco de acreção do buraco negro primário a velocidades que são uma fração inferior à da velocidade da luz. Este mergulho do buraco negro secundário aquece o material do disco e o gás quente é libertado sob a forma de bolhas em expansão. Estas bolhas quentes demoram meses a arrefecer enquanto irradiam e causam um clarão de luz - uma espécie de proeminência - que dura cerca de duas semanas e é mais brilhante do que um bilião de estrelas.

Após décadas de esforços para estimar o momento do mergulho do buraco negro secundário através do disco de acreção, astrónomos da Universidade de Turku, na Finlândia, liderados por Mauri Valtonen, o seu colaborador Achamveedu Gopakumar do Instituto Tata de Investigação Fundamental em Mumbai, na Índia, e outros, conseguiram modelar a órbita e prever com precisão quando estes surtos iriam ocorrer.

Campanhas de observação bem-sucedidas em 1983, 1994, 1995, 2005, 2007, 2015 e 2019 permitiram à equipa observar as erupções de luz previstas e confirmar a presença de um par de buracos negros supermassivos em OJ 287.

"O número total de erupções previstas é agora de 26 e quase todas foram observadas. O maior buraco negro deste par tem mais de 18 mil milhões de vezes a massa do nosso Sol, enquanto o companheiro é cerca de 100 vezes mais leve e a sua órbita é oblonga e não circular", afirma o professor Achamveedu Gopakumar.

Apesar destes esforços, os astrónomos não tinham conseguido observar um sinal direto do buraco negro mais pequeno. Antes de 2021, a sua existência só tinha sido deduzida indiretamente a partir das erupções e da forma como faz oscilar o jato do buraco negro maior.

"Os dois buracos negros estão tão próximos um do outro no céu que não é possível vê-los separadamente, eles fundem-se num único ponto nos nossos telescópios. Só se virmos claramente sinais separados de cada buraco negro é que podemos dizer que os 'vimos' a ambos", diz o autor principal, o professor Mauri Valtonen.

Observado, diretamente e pela primeira vez, o sinal do buraco negro mais pequeno

De forma entusiasmante, as campanhas de observação de OJ 287 em 2021/2022, utilizando um grande número de telescópios de vários tipos, permitiram aos investigadores obter, pela primeira vez, observações do buraco negro secundário a atravessar o disco de acreção e dos sinais provenientes do próprio buraco negro mais pequeno.

"O período de 2021/2022 teve um significado especial no estudo de OJ 287. Anteriormente, tinha sido previsto que durante este período o buraco negro secundário mergulharia através do disco de acreção do seu companheiro mais massivo. Esperava-se que este mergulho produzisse um clarão muito azul logo após o impacto e foi de facto observado, poucos dias depois do tempo previsto, por Martin Jelinek e associados da Universidade Técnica Checa e do Instituto Astronómico da Chéquia," disse o professor Mauri Valtonen.

No entanto, tivemos duas grandes surpresas - novos tipos de erupções que não tinham sido detetados antes. O primeiro só foi visto por uma campanha de observação detalhada por Staszek Zola da Universidade Jaguelónica de Cracóvia, Polónia, e por uma boa razão. Zola e a sua equipa observaram uma grande proeminência, que produziu 100 vezes mais luz do que uma galáxia inteira, e que durou apenas um dia.

"De acordo com as estimativas, a erupção ocorreu pouco depois do buraco negro mais pequeno ter recebido uma dose massiva de novo gás para engolir durante o seu mergulho. É o processo de deglutição que leva ao súbito aumento de brilho de OJ 287. Pensa-se que este processo deu poder ao jato que é disparado do buraco negro mais pequeno de OJ 287. Um evento como este foi previsto há dez anos, mas só foi confirmado agora", explica Valtonen.

O segundo sinal inesperado veio dos raios gama e foi observado pelo telescópio Fermi da NASA. A maior explosão de raios gama em OJ287 dos últimos seis anos ocorreu precisamente quando o buraco negro mais pequeno atravessou o disco de gás do buraco negro primário. O jato do buraco negro mais pequeno interage com o disco de gás, e esta interação leva à produção de raios gama. Para confirmar esta ideia, os investigadores verificaram que uma erupção de raios gama semelhante já tinha ocorrido em 2013, quando o buraco negro pequeno atravessou o disco de gás pela última vez, visto da mesma direção de observação.

"Então e aquele surto que durou um dia, porque é que não o vimos antes? OJ 287 tem sido registado em fotografias desde 1888 e tem sido intensamente seguido desde 1970. Acontece que tivemos simplesmente pouca sorte. Ninguém observou OJ 287 exatamente nas noites em que fez aquela proeza com a duração de um só dia. E sem a monitorização intensa do grupo de Zola, também não o teríamos observado desta vez", afirma Valtonen.

Estes esforços fazem de OJ 287 o melhor candidato a par de buracos negros supermassivos que está a libertar ondas gravitacionais em frequências de nano-hertz. Além disso, OJ 287 está a ser monitorizado regularmente pelos consórcios EHT (Event Horizon Telescope) e GMVA (Global mm-VLBI Array) para procurar evidências adicionais da presença de um par de buracos negros supermassivos no seu centro e, em particular, para tentar obter a imagem rádio do jato secundário.

// Universidade de Turku (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)

 


Quer saber mais?

CCVAlg - Astronomia:
28/02/2023 - A dança de buracos negros supermassivos
01/05/2020 - Sptizer revela o "timing" preciso de uma dança de dois buracos negros
26/06/2018 - Decifrada a pedra de Roseta dos núcleos galácticos ativos

OJ 287:
Wikipedia

Buraco negro supermassivo:
Wikipedia

Telescópio Espacial Fermi:
NASA
Wikipedia

EHT (Event Horizon Telescope):
Página principal
Wikipedia

GMVA (Global Millimetre VLBI Array):
Página principal

 
   
Porque é que a explosão cósmica mais brilhante de todos os tempos foi tão excecional?

Poucas explosões cósmicas atraíram tanta atenção dos cientistas espaciais como a registada no dia 22 de outubro do ano passado e apropriadamente designada como BOAT (Brightest of All Time). O evento, produzido pelo colapso de uma estrela altamente massiva e o subsequente nascimento de um buraco negro, foi testemunhado como um clarão imensamente brilhante de raios gama, seguido de um lento desvanecimento de luz em todas as frequências.

Desde que o sinal BOAT foi captado simultaneamente nos seus telescópios gigantes, os astrofísicos de todo o mundo têm-se esforçado por explicar o brilho da explosão de raios gama (ou GRB, sigla inglesa para "gamma-ray burst") e o desvanecer curiosamente lento do seu brilho remanescente.

 
O brilho remanescente da explosão de raios gama BOAT (Brightest of All Time), pelo Telescópio de raios-X Neil Gehrels Swift.
Crédito: NASA/Swift/A. Beardmore (Universidade de Leicester)
 

Agora, uma equipa internacional que inclui o Dr. Hendrik Van Eerten, do Departamento de Física da Universidade de Bath, formulou uma explicação: a explosão inicial (conhecida como GRB 221009A) estava orientada diretamente para a Terra e arrastou consigo uma quantidade invulgarmente grande de material estelar.

As conclusões da equipa foram publicadas na prestigiada revista Science Advances. O Dr. Brendan O'Connor, recém-doutorado da Universidade de Maryland e da Universidade George Washington em Washington, DC, é o autor principal do estudo.

O Dr. Van Eerten, que coliderou a análise teórica do brilho remanescente, disse: "Outros investigadores que trabalham neste quebra-cabeças chegaram também à conclusão de que o jato estava apontado diretamente para nós - tal como uma mangueira de jardim que nos atinge diretamente - e isto explica, de certa forma, porque é que foi visto com tanto brilho.

Mas o que continuava a ser um quebra-cabeças era o facto de as orlas do jato não poderem ser vistas de todo.

"O lento desvanecimento do brilho remanescente não é característico de um jato estreito de gás, e saber isto fez-nos suspeitar que havia uma razão adicional para a intensidade da explosão, e os nossos modelos matemáticos confirmaram-no.

"O nosso trabalho mostra claramente que o GRB tinha uma estrutura única, com as observações a revelarem gradualmente um jato estreito inserido num fluxo de gás mais amplo, onde normalmente se esperaria um jato isolado."

Então, o que é que fez com que este GRB fosse mais largo do que o normal? Os investigadores têm uma ideia. O Dr. Van Eerten explicou: "Os jatos dos GRBs têm de atravessar a estrela em colapso na qual se formam, e o que pensamos ter feito a diferença neste caso foi a quantidade de mistura que ocorreu entre o material estelar e o jato, de tal forma que o gás aquecido pelo choque continuou a aparecer na nossa linha de visão até ao ponto em que qualquer assinatura característica do jato se teria perdido na emissão global do brilho remanescente".

Acrescentou: "O nosso modelo ajuda não só a compreender o BOAT, mas também recordistas de brilho anteriores que deixaram os astrónomos perplexos com a falta de uma assinatura de jato. Estes GRBs, tal como outros GRBs, têm que estar apontados diretamente para nós quando acontecem, uma vez que não seria normal que tanta energia fosse expelida em todas as direções ao mesmo tempo.

"Parece existir uma classe excecional de eventos que são simultaneamente extremos e que conseguem mascarar a natureza direcionada do seu fluxo de gás. Estudos futuros sobre os campos magnéticos que lançam o jato e sobre as estrelas massivas que os acolhem deverão ajudar a revelar a razão porque estes GRB são tão raros".

O Dr. O'Connor disse: "O GRB 221009A, excecionalmente longo, é o GRB mais brilhante alguma vez registado e o seu brilho remanescente está a bater todos os recordes em todos os comprimentos de onda. Devido ao facto desta explosão ser tão brilhante e também tão próxima (em termos cósmicos, isto é: ocorreu à distância de 2,4 mil milhões de anos-luz da Terra), pensamos que esta é uma oportunidade única, que só acontece a cada mil anos, para abordar algumas das questões mais fundamentais relativas a estas explosões, desde a formação dos buracos negros a testes de modelos de matéria escura".

// Universidade de Bath (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Science Advances)
// Artigo científico (arXiv.org)

 


Quer saber mais?

CCVAlg - Astronomia:
31/03/2023 - A mais brilhante explosão de raios-gama ilumina a nossa Galáxia como nunca antes
18/10/2022 - Telescópios detetam uma explosão cósmica excecional

GRB 221009A:
Wikipedia

GRB:
Wikipedia

 
   
Também em destaque
  Discos, picos e nuvens (via Universidade de Amesterdão)
A deteção de ondas gravitacionais produzidas pela fusão de buracos negros está a ensinar-nos muito sobre as propriedades destes objetos extremos. Uma equipa de investigadores está a desenvolver novas técnicas para extrair informações, não só sobre os próprios buracos negros, mas também sobre os que os rodeia. Numa nova análise, antigos e atuais membros da equipa de investigação mostraram que, com futuros detetores de ondas gravitacionais situados no espaço, será possível distinguir a presença de discos de gás, matéria escura e novas partículas de luz à volta dos buracos negros. Ler fonte
     
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  O Webb mostrou que o Universo primitivo "fervilhava" com surtos de formação estelar (via NASA)
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Álbum de fotografias
M94: Uma Galáxia com um Anel Duplo

(clique na imagem para ver versão maior)
Crédito: Brian Brennan
 
A maioria das galáxias não tem anéis de estrelas e gás - porque é que M94 tem dois? Em primeiro lugar, a galáxia espiral M94 tem um anel interior de estrelas recém-formadas que rodeiam o seu núcleo, dando-lhe não só uma aparência invulgar, mas também um forte brilho interior. Uma das principais hipóteses de origem é que um alongado de estrelas, conhecido como barra, gira em M94 e criou um surto de formação estelar neste anel interior. As observações revelaram também outro anel, um anel exterior, mais ténue, de cor diferente, não fechado e relativamente complexo. Não se sabe o que deu origem a este anel exterior. M94, na imagem em destaque, estende-se por cerca de 45.000 anos-luz no total, situa-se a cerca de 15 milhões de anos-luz de distância e pode ser vista com um pequeno telescópio na direção da constelação de Cães de Caça.
 
   
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