DIA 06/10: 279.º DIA DO CALENDÁRIO GREGORIANO
NESTE DIA ACONTECEU...
Em 1903, nascia Ernest Walton, físico irlandês que ganhou o prémio Nobel por ter sido a primeira pessoa na história a dividir artificialmente o átomo, dando início à era nuclear.
Em 1990 é lançado o observatório solar da ESA e da NASA, Ulysses, a partir do vaivém Discovery. Em fevereiro de 1992, levou um puxão gravitacional de Júpiter, forçando-o a sair do plano da eclíptica.
Completou a sua missão principal de vigiar os dois pólos do Sol, enviando resultados inesperados. Sabe-se que o pólo magnético sul é muito mais dinâmico e sem localização fixa. A missão duraria até 2007.
Em 1995, é descoberto em 51 Pegasi o primeiro planeta a orbitar outra estrela que não o Sol. HOJE, NO COSMOS:
Lua em Quarto Minguante, pelas 14:48.
DIA 07/10: 280.º DIA DO CALENDÁRIO GREGORIANO
NESTE DIA ACONTECEU...
Em 1885, nascia Niels Bohr, físico que fez contribuições fundamentais na compreensão da estrutura atómica e da mecânica quântica, pela qual ganhou o prémio Nobel da Física.
Em 1958, o programa de voo espacial tripulado dos EUA muda de nome, para Projeto Mercury.
Em 1959 o sistema televisivo a bordo da Luna 3 obtém uma série de 29 fotografias ao longo de 40 minutos, cobrindo 70% da superfície da Lua.
Em 2002, lançamento da missão STS-112, do vaivém espacial Atlantis.
Em 2008, o asteroide 2008 TC3 colide com a Terra, por cima do Sudão. É a primeira vez que se determina, antecipadamente, a colisão de um asteroide com o nosso planeta. HOJE, NO COSMOS:
A Lua nasce por volta das 00:20. Antes do amanhecer está alta a este-sudeste, perto das estrelas Pollux e Castor de Gémeos.
DIA 08/10: 281.º DIA DO CALENDÁRIO GREGORIANO
NESTE DIA ACONTECEU...
Em 1873, nascia Ejnar Hertzsprung, astrónomo e químico dinamarquês que, na primeira década do século XX, provou pela primeira vez a existência de estrelas gigantes e estrelas anãs.
Juntamente com Henry Norris Russell, desenvolveu o diagrama Hertzsprung-Russell. HOJE, NO COSMOS:
Cisne, Deneb representando a sua cauda, flutua por cima das nossas cabeças ao cair da noite. Quando o observador se vira para sudoeste e olha para cima, o Cisne parece mergulhar de cabeça em direção ao horizonte. Será que vai migrar durante o outono?
DIA 09/10: 282.º DIA DO CALENDÁRIO GREGORIANO
NESTE DIA ACONTECEU...
Em 1604 ocorre a supernova SN 1604, a supernova mais recente observada à vista desarmada na Via Láctea.
Em 1873, nascia Karl Schwarzschild, físico e astrónomo alemão que, entre outras descobertas, determinou o raio de Schwarzschild, o tamanho do horizonte de eventos de um buraco negro.
Em 1992, um fragmento de 13 kg do meteorito Peekskill aterra na entrada da garagem da residência Knapp em Peekskill, Nova Iorque, destruindo o Chebrolet Malibu de 1980 da família.
Em 2000, lançamento do HETE-2 (High Energy Transient Explorer), um observatório de raios-gama, a bordo de um foguetão Pegasus.
Em 2008. uma "mensagem da Terra" é enviada até Gliese 581c, um planeta parecido com a Terra a cerca de 30 anos-luz de distância. A Agência Espacial Ucraniana entregou o pacote de 500 mensagens, que se espera que alcance o exoplaneta no início de 2029.
Em 2009, primeiro impacto lunar das naves Centauro e LCROSS, como parte do Programa Robótico Lunar da NASA. HOJE, NO COSMOS:
O Grande Quadrado de Pégaso está apoiado num canto, alto a este ao cair da noite. Para a localização do observador, quando está exatamente em balanço? Isto é, quando é que o topo do Quadrado está exatamente por cima do canto mais baixo? Será algures durante a noite, dependendo da latitude do observador. Tente alinhar as estrelas com o lado vertical de um edifício. A inclinação da linha varia muito lentamente.
Estudo sugere que as grandes estruturas montanhosas do objeto Arrokoth podem ter uma origem comum
As grandes estruturas em forma de monte que dominam um dos lóbulos do objeto Arrokoth, da Cintura de Kuiper, são suficientemente semelhantes para sugerir uma origem comum, de acordo com um novo estudo liderado pelo cientista planetário e vice-presidente associado do SwRI (Southwest Research Institute), Dr. Alan Stern.
Crédito: SwRI
Um novo estudo liderado pelo Dr. Alan Stern, cientista planetário e vice-presidente associado do SwRI (Southwest Research Institute), postula que os grandes montes com cerca de 5 quilómetros de tamanho que dominam o aspeto do lóbulo maior do objeto Arrokoth, da Cintura de Kuiper, são suficientemente semelhantes para sugerir uma origem comum. O estudo do SwRI sugere que estes "blocos de construção" podem orientar o trabalho futuro sobre modelos de formação de planetesimais. Stern apresentou estes resultados esta semana na 55.ª reunião anual da Divisão de Ciências Planetárias da Sociedade Astronómica Americana, em San Antonio. Estes resultados foram também publicados na revista The Planetary Science Journal.
A nave espacial New Horizons da NASA passou por Arrokoth em 2019. A partir desses dados, Stern e seus coautores identificaram 12 montes no lóbulo maior de Arrokoth, Wenu, que têm quase a mesma forma, tamanho, cor e refletividade. Também identificaram provisoriamente mais três montes no lóbulo mais pequeno do objeto, Weeyo.
"É espantoso ver este objeto tão bem preservado que a sua forma revela diretamente estes detalhes da sua montagem a partir de um conjunto de blocos de construção muito semelhantes entre si", disse o Dr. Will Grundy, do Observatório Lowell, coinvestigador da missão New Horizons. "Arrokoth quase parece uma framboesa, feito de pequenas subunidades".
A geologia de Arrokoth apoia o modelo da instabilidade de fluxo para a formação de planetesimais, onde velocidades de colisão de apenas alguns quilómetros por hora permitiram que os objetos se acumulassem suavemente para construir Arrokoth numa área local da nebulosa solar que sofria colapso gravitacional.
As observações do objeto Arrokoth, da Cintura de Kuiper, sugerem que se formou a partir de um conjunto de objetos de dimensões semelhantes, reunidos a baixas velocidades numa área local em colapso gravitacional. Estas descobertas apoiam o modelo da instabilidade de fluxo para a formação de planetesimais.
Crédito: New Horizons/NASA/JHUAPL/SwRI/James Tuttle Keane
"As semelhanças, incluindo nos tamanhos e noutras propriedades das estruturas dos montes de Arrokoth, sugerem novas informações sobre a sua formação", disse Stern, o investigador principal da missão New Horizons. "Se os montes são de facto representativos dos blocos de construção de antigos planetesimais como Arrokoth, então os modelos de formação de planetesimais terão de explicar o tamanho preferido para estes blocos de construção".
É muito provável que alguns dos alvos de "flyby" da missão Lucy da NASA, aos asteroides troianos de Júpiter, e da missão Comet Interceptor da ESA sejam outros planetesimais imaculados, o que poderá contribuir para a compreensão da acreção de planetesimais noutros locais do antigo Sistema Solar, e se diferem dos processos que a New Horizons encontrou na Cintura de Kuiper.
"Será importante procurar estruturas semelhantes a montes nos planetesimais que estas missões observarem, para ver até que ponto este fenómeno é comum, como um guia adicional para as teorias de formação de planetesimais", disse Stern.
Explosões de formação estelar explicam o misterioso brilho do alvorecer cósmico
Impressão artística das primeiras galáxias com formação estelar explosiva. As estrelas e as galáxias estão representadas nos pontos de luz brancos e brilhantes, enquanto a matéria escura e o gás, mais difusos, estão representados a roxo e vermelho.
Crédito:
Aaron M. Geller, Northwestern, CIERA + IT-RCDS
Quando os cientistas viram as imagens das primeiras galáxias do Universo, pelo Telescópio Espacial James Webb (JWST), ficaram chocados. As jovens galáxias pareciam demasiado brilhantes, demasiado massivas e demasiado maduras para se terem formado tão pouco tempo depois do Big Bang. Seria como se um bebé se tornasse um adulto em apenas alguns anos.
A descoberta surpreendente levou mesmo alguns físicos a questionar o modelo padrão da cosmologia, perguntando-se se este deveria ou não ser alterado.
Usando novas simulações, uma equipa de astrofísicos liderada pela Universidade Northwestern descobriu agora que estas galáxias provavelmente não são assim tão massivas. Embora o brilho de uma galáxia seja tipicamente determinado pela sua massa, as novas descobertas sugerem que as galáxias menos massivas podem brilhar com a mesma intensidade devido a surtos irregulares e brilhantes de formação estelar.
Esta descoberta não só explica porque é que as galáxias jovens parecem enganadoramente massivas, como também se enquadra no modelo padrão da cosmologia.
A investigação foi publicada na revista The Astrophysical Journal Letters.
"A descoberta destas galáxias foi uma grande surpresa porque eram substancialmente mais brilhantes do que o previsto", disse Claude-André Faucher-Giguère, da Northwestern, autor sénior do estudo. "Normalmente, uma galáxia é brilhante porque é grande. Mas como estas galáxias se formaram no alvorecer cósmico, ainda não havia passado tempo suficiente desde o Big Bang. Como é que estas galáxias massivas se puderam formar tão rapidamente? As nossas simulações mostram que as galáxias não têm qualquer problema em formar-se com este brilho no alvorecer cósmico".
"A chave é reproduzir uma quantidade suficiente de luz num sistema num curto espaço de tempo", acrescentou Guochao Sun, que liderou o estudo. "Isso pode acontecer porque o sistema é realmente massivo ou porque tem a capacidade de produzir muita luz rapidamente. Neste último caso, o sistema não precisa de ser muito massivo. Se a formação estelar ocorrer em rajadas, emitirá flashes de luz. É por isso que vemos várias galáxias muito brilhantes".
Faucher-Giguère é professor associado de física e astronomia no Colégio Weinberg de Artes e Ciências da Northwestern e membro do CIERA (Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics). Sun é bolseiro de pós-doutoramento do CIERA na Northwestern.
Um período que durou cerca de 100 milhões de anos a mil milhões de anos após o Big Bang, o alvorecer cósmico é marcado pela formação das primeiras estrelas e galáxias do Universo. Antes do lançamento do JWST para o espaço, os astrónomos sabiam muito pouco sobre este antigo período de tempo.
"O JWST trouxe-nos muitos conhecimentos sobre o alvorecer cósmico", disse Sun. "Antes do JWST, a maior parte do nosso conhecimento sobre o Universo inicial era especulação baseada em dados de muito poucas fontes. Com o enorme aumento do poder de observação, podemos ver detalhes físicos das galáxias e usar essas sólidas evidências observacionais para estudar a física e para compreender o que está a acontecer."
No novo estudo, Sun, Faucher-Giguère e a sua equipa utilizaram simulações avançadas de computador para modelar a forma como as galáxias se formaram logo após o Big Bang. As simulações produziram galáxias do alvorecer cósmico que eram tão brilhantes como as observadas pelo JWST. As simulações fazem parte do projeto FIRE (Feedback of Relativistic Environments), que Faucher-Giguère cofundou com colaboradores do Instituto de Tecnologia da Califórnia, da Universidade de Princeton e da Universidade da Califórnia em San Diego. O novo estudo inclui colaboradores do Centro de Astrofísica Computacional do Instituto Flatiron, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts e da Universidade da Califórnia, Davis.
As simulações FIRE combinam teoria astrofísica e algoritmos avançados para modelar a formação de galáxias. Os modelos permitem aos investigadores investigar o modo como as galáxias se formam, crescem e mudam de forma, tendo em conta a energia, a massa, o momento e os elementos químicos das estrelas.
Quando Sun, Faucher-Giguère e a sua equipa executaram as simulações para modelar as primeiras galáxias formadas no alvorecer cósmico, descobriram que as estrelas se formavam em surtos - um conceito conhecido como "formação estelar explosiva". Em galáxias massivas como a Via Láctea, as estrelas formam-se a um ritmo constante, com o número de estrelas a aumentar gradualmente ao longo do tempo. Mas a chamada formação estelar explosiva ocorre quando as estrelas se formam num padrão alternado - muitas estrelas de uma vez, seguidas de milhões de anos de muito poucas estrelas novas e depois muitas estrelas novamente.
"A formação estelar explosiva é especialmente comum em galáxias de baixa massa", disse Faucher-Giguère. "Os pormenores que explicam porque é que isto acontece são ainda objeto de investigação. Mas o que pensamos que acontece é que se forma um surto de estrelas e, alguns milhões de anos mais tarde, essas estrelas explodem como supernovas. O gás é expulso e volta a cair para formar novas estrelas, impulsionando o ciclo de formação de estrelas. Mas quando as galáxias se tornam suficientemente massivas, têm uma gravidade muito mais forte. Quando as supernovas explodem, não são suficientemente fortes para ejetar o gás do sistema. A gravidade mantém a galáxia unida e leva-a para um estado estável".
As simulações também foram capazes de produzir a mesma abundância de galáxias brilhantes que o JWST revelou. Por outras palavras, o número de galáxias brilhantes previsto pelas simulações corresponde ao número de galáxias brilhantes observadas.
Embora outros astrofísicos tenham levantado a hipótese de a formação estelar explosiva poder ser responsável pelo brilho invulgar das galáxias no alvorecer cósmico, os investigadores da Northwestern são os primeiros a usar simulações computacionais detalhadas para provar que isso é possível. E conseguiram fazê-lo sem acrescentar novos factores que não estão alinhados com o nosso modelo padrão do Universo.
"A maior parte da luz de uma galáxia provém das estrelas mais massivas", disse Faucher-Giguère. "Como as estrelas mais massivas ardem a uma velocidade superior, têm uma vida mais curta. Consomem rapidamente o seu combustível em reações nucleares. Assim, o brilho de uma galáxia está mais diretamente relacionado com o número de estrelas que se formaram nos últimos milhões de anos do que com a massa da galáxia como um todo."
A colisão de estrelas de neutrões como uma nova forma de medir a expansão do Universo
As galáxias estão relativamente paradas no espaço, mas o próprio espaço está a expandir-se. Isto faz com que as galáxias se afastem umas das outras a uma velocidade cada vez maior. No entanto, o valor exato é ainda misterioso.
Crédito: ESO/L. Calçada
Nos últimos anos, a astronomia tem-se visto numa espécie de crise: embora saibamos que o Universo está a expandir-se, e embora saibamos aproximadamente a que velocidade, as duas principais formas de medir essa expansão não estão de acordo. Agora, astrofísicos do Instituto Niels Bohr sugerem um novo método que pode ajudar a resolver esta tensão.
O Universo está em expansão
Sabemos isto desde que Edwin Hubble e outros astrónomos, há cerca de 100 anos, mediram as velocidades de um certo número de galáxias circundantes. As galáxias do Universo são "transportadas" para longe umas das outras por esta expansão e, por conseguinte, afastam-se umas das outras.
Quanto maior for a distância entre duas galáxias, mais rapidamente se afastam, e o ritmo exato deste movimento é uma das grandezas mais fundamentais da cosmologia moderna. O número que descreve a expansão tem o nome de "constante de Hubble", aparecendo numa multiplicidade de equações e modelos diferentes do Universo e dos seus constituintes.
A tensão de Hubble
Para compreender o Universo, temos, portanto, de conhecer a constante de Hubble com a maior exatidão possível. Existem vários métodos para a medir; métodos que são mutuamente independentes, mas que, felizmente, dão quase o mesmo resultado.
QUASE o mesmo resultado...
O método intuitivamente mais fácil de compreender é, em princípio, o mesmo que Edwin Hubble e os seus colegas utilizaram há um século: localizar um conjunto de galáxias e medir as suas distâncias e velocidades. Na prática, isto é feito através da procura de galáxias com estrelas em explosão, as chamadas supernovas. Este método é complementado por outro método que analisa irregularidades na chamada radiação cósmica de fundo, uma forma antiga de luz que remonta a pouco tempo depois do Big Bang.
Os dois métodos - o método das supernovas e o método da radiação de fundo - têm dado sempre resultados ligeiramente diferentes. Mas qualquer medição tem incertezas e, há alguns anos atrás, as incertezas eram suficientemente substanciais para que as pudéssemos culpar pela disparidade.
No entanto, à medida que as técnicas de medição foram melhorando, as incertezas diminuíram e chegámos agora a um ponto em que podemos afirmar com um elevado grau de confiança que ambos não podem estar corretos.
A raiz desta "tensão de Hubble" - quer se trate de efeitos desconhecidos que enviesam sistematicamente um dos resultados, quer se trate de um indício de uma nova física ainda por descobrir - é atualmente um dos temas mais quentes da astronomia.
A colisão de estrelas de neutrões pode ajudar a encontrar a resposta
Um dos maiores desafios consiste em determinar com exatidão as distâncias das galáxias. Mas num novo estudo, Albert Sneppen, que é estudante de doutoramento em astrofísica no Cosmic Dawn Center do Instituto Niels Bohr em Copenhaga, propõe um novo método para medir distâncias, ajudando assim a resolver a disputa em curso.
"Quando duas estrelas de neutrões ultracompactas - que são, elas próprias, remanescentes de supernovas - se orbitam uma em torno da outra e acabam por se fundir, dão azo a numa nova explosão, a chamada quilonova", explica Albert Sneppen. "Recentemente, demonstrámos que esta explosão é extraordinariamente simétrica e verificámos que esta simetria não só é bela, como também incrivelmente útil".
Ilustração dos dois métodos utilizados para medir a expansão do Universo: o hemisfério esquerdo mostra o remanescente em expansão da supernova descoberta por Tycho Brahe em 1572, aqui observada em raios X. À direita, um mapa da radiação cósmica de fundo de uma metade do céu, observada em micro-ondas.
Crédito: esquerda - NASA/CXC/Rutgers/J.Warren & J.Hughes et al.; direita - NASA/Equipa de Ciência da missão WMAP
Num outro estudo publicado há poucos dias, o prolífico estudante de doutoramento mostra que as quilonovas, apesar da sua complexidade, podem ser descritas por uma única temperatura. E verifica-se que a simetria e a simplicidade das quilonovas permitem aos astrónomos deduzir exatamente a quantidade de luz que emitem.
Comparando esta luminosidade com a quantidade de luz que chega à Terra, os investigadores podem calcular a distância a que a quilonova se encontra. Obtiveram assim um método novo e independente para calcular a distância a galáxias que contêm quilonovas.
Darach Watson é professor associado no Cosmic Dawn Center e coautor do estudo. Ele explica: "As supernovas, que até agora têm sido utilizadas para medir as distâncias das galáxias, nem sempre emitem a mesma quantidade de luz. Além disso, exigem que se calibre primeiro a distância utilizando outro tipo de estrelas, as chamadas Cefeidas, que, por sua vez, também têm de ser calibradas. Com as quilonovas podemos contornar estas complicações que introduzem incertezas nas medições".
Confirmação de um dos dois métodos
Para demonstrar o seu potencial, os astrofísicos aplicaram o método a uma quilonova descoberta em 2017. O resultado é uma constante de Hubble mais próxima da do método da radiação de fundo, mas os investigadores ainda não se atrevem a afirmar que o método da quilonova pode resolver a tensão de Hubble:
"Só temos este estudo de caso até agora e precisamos de muitos mais exemplos antes de podermos estabelecer um resultado robusto", adverte Albert Sneppen. "Mas o nosso método, pelo menos, contorna algumas fontes conhecidas de incerteza e é um sistema muito 'limpo' de estudo. Não requer calibração, nem fator de correção".
Consegue ver a forma de ampulheta - ou será que é ela que o(a) vê a si? Com um bocado de imaginação, os anéis de MyCn 18 traçam o contorno de uma ampulheta -- embora com um olho invulgar no centro. Seja como for, as areias do tempo estão a acabar para a estrela central desta nebulosa planetária em forma de ampulheta. Com o seu combustível nuclear esgotado, esta breve e espetacular fase final da vida de uma estrela semelhante ao Sol ocorre quando as suas camadas exteriores são ejetadas - o seu núcleo torna-se uma anã branca que arrefece e se desvanece. Em 1995, os astrónomos usaram o Telescópio Espacial Hubble para adquirir uma série de imagens de nebulosas planetárias, incluindo a que aqui se apresenta. Na imagem, delicados anéis de gás brilhante colorido (vermelho-azoto, verde-hidrogénio e azul-oxigénio) contornam as ténues paredes da ampulheta. A nitidez sem precedentes das imagens do Hubble revelou detalhes surpreendentes do processo de ejeção da nebulosa que estão a ajudar a resolver os mistérios pendentes das formas complexas e simetrias de nebulosas planetárias como MyCn 18.
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