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BOLETIM ASTRONÓMICO - EDIÇÃO N.º 403
De 05/04 a 08/04/2008
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  SUSPEITA-SE QUE OMEGA CENTAURI TENHA UM BURACO NEGRO DE MASSA-INTERMÉDIA
   

 


O núcleo do enxame globular Omega Centauri brilha com a luz combinada de 2 milhões de estrelas. Os cientistas detectaram um possível buraco negro de massa-intermédia no núcleo do enxame.
Crédito: NASA, ESA e Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
(clique na imagem para ver versão maior)

Uma nova descoberta resolveu alguns dos mistérios que rodeiam Omega Centauri, o maior e mais brilhante enxame globular do céu. Imagens obtidas pela câmara ACS (Advanced Camera for Surveys) a bordo do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA e dados obtidos pelo espectógrafo GMOS no Telescópio Gemini do Sul no Chile, mostram que Omega Centauri parece albergar um elusivo buraco negro de massa intermédia no seu centro. "Este resultado mostra que existe um intervalo contínuo de massas para os buracos negros, desde os supermassivos, até massa-intermédia, até tipos pequenos de massa estelar", explicou a astrónoma Eva Noyola do Instituto Max Planck para a Física Extraterrestre em Garching, Alemanha, e líder da equipa que fez a descoberta.

Omega Centauri é visível da Terra à vista desarmada e é um dos objectos celestes preferidos dos observadores no Hemisfério Sul. Embora o enxame se encontre a 17.000 anos-luz, localizado mesmo por cima do plano da Via Láctea, parece tão grande quanto a Lua Cheia, quando observado em zonas escuras sem poluição luminosa. Como exactamente Omega Centauri deveria ser classificado tem sido desde sempre um tópico contencioso. Foi catalogado pela primeira vez por Ptolomeu há quase dois mil anos como uma única estrela. Edmond Halley registou-o como nebulosa em 1677. Na terceira década do século XIX, o astrónomo inglês John Herschel foi o primeiro a reconhecê-lo como enxame globular. Agora, mais de um século depois, este novo resultado sugere que Omega Centauri não é um enxame globular, mas sim uma galáxia anã a quem lhe foi retirada as suas estrelas exteriores.

Os enxames globulares consistem de estrelas com até uma idade mínima de um milhão de anos, firmemente ligadas pela gravidade e são encontrados na vizinhança de muitas galáxias, incluindo a nossa. Omega Centauri tem várias características que o distinguem dos outros enxames globulares: roda mais depressa que um enxame globular comum, a sua forma é ligeiramente achatada e consiste de várias gerações de estrelas - enxames globulares mais típicos usualmente consistem de apenas uma geração de estrelas velhas.


Imagem de campo-largo da região em torno de Omega Centauri (NGC 5139).
Crédito: NASA, ESA, Digitized Sky Survey 2, Davide de Martin
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Além disso, Omega Centauri é cerca de 10 vezes mais massivo que outros grandes enxames globulares, quase tão massivo como uma pequena galáxia. Estas pecularidades levaram os astrónomos a sugerir que Omega Centauri podia de facto nem ser um enxame globular, mas uma galáxia anã sem as suas estrelas exteriores, retiradas devido a um antigo encontro com a Via Láctea. "Descobrir um buraco negro no coração de Omega Centauri pode ter implicações profundas no nosso conhecimento da sua interacção passada com a Via Láctea," comenta Noyola.

Eva Noyola e seu colegas mediram os movimentos e brilhos das estrelas no centro de Omega Centauri. As velocidades medidas das estrelas no centro estão relacionadas com a massa total do enxame e são muito mais altas que o esperado a partir da massa deduzda do número e tipo de estrelas observadas. Por isso, tinha que haver algo extraordinariamente massivo (e invisível) no centro do enxame, responsável para a rápida dança das estrelas - quase de certeza um buraco negro com 40.000 massas solares. "Antes desta observação, tínhamos apenas um exemplo de um buraco negro de massa intermédia - no enxame globular G1, na vizinha Galáxia de Andrómeda", afirma o astrónomo Karl Gebhardt da Universidade do Texas em Austin, EUA, e membro da equipa que fez a descoberta.

Embora a presença de um buraco negro de massa-intermédia seja a razão mais provável para a velocidade estelar perto do centro do enxame, os astrónomos analisaram um par de outras causas possíveis: uma colecção de restos de estrelas não observáveis, tais como anãs brancas ou estrelas de neutrões, que acrescentam massa extra, ou um grupo de estrelas com órbitas elongadas que faria parecer com que as estrelas mais próximas do centro aumentavam de velocidade.

De acordo com Noyola, estes cenários alternativos são improváveis: "A evolução normal de um enxame estelar como Omega Centauri não deveria acabar com estrelas comportando-se destas maneiras. Mesmo que assumíssemos que qualquer um destes cenários tenha de facto acontecido, espera-se que ambas as configurações tenham um curto período de vida. Para estrelas com órbitas elongadas, espera-se que estas órbitas se tornem mais circulares bastante rapidamente."


Nesta imagem encontra-se a Via Láctea do Hemisfério Sul. No centro, a constelação de Centauro, onde se encontra o enxame Omega Centauri.
Crédito: A. Fuji
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De acordo com os cientistas, estes buracos negros de massa-intermédia podem ser buracos negros supermassivos "bebés". "Podemos estar à beira de descobrir um mecanismo possível para a formação de buracos negros supermassivos. Os buracos negros de massa-intermédia, como este, podem ser as sementes dos buracos negros supermassivos." Há já algum tempo que os astrónomos debatem a existência de buracos negros de massa-intermédia porque não encontram fortes provas e não há nenhum mecanismo largamente aceite para a sua formação. Têm amplas evidências de que os buracos negros pequenos, com várias massas solares, são produzidos quando estrelas gigantes morrem. Existem provas similares de que os buracos negros supermassivos com uma massa equivalente a milhões ou milhares de milhões de Sóis podem estar no coração de muitas galáxias, incluindo a nossa própria Via Láctea.

Os buracos negros de massa-intermédia podem ser raros e existir apenas em antigas galáxias anãs a quem lhes foi retirado as suas estrelas exteriores, mas também podem ser mais comuns do que o esperado, existindo também no centro de enxames globulares. Um estudo anterior do Hubble no que respeita a buracos negros supermassivos e às suas galáxias, mostra uma correlação entre a massa de um buraco negro e a massa do seu hospedeiro. Os astrónomos estimam que a massa da galáxia anã, que possa ter sido a percursora de Omega Centauri, rondava as 10 milhões de massas solares. Se galáxias com menos massa obedecem às mesmas regras que as galáxias massivas que contêm buracos negros supermassivos, então a massa de Omega Centauri coincide, de facto, com a do seu buraco negro.

A equipa irá usar o VLT do ESO em Paranal, Chile, para prosseguir com as suas observações da velocidade das estrelas perto do centro do enxame, de modo a confirmar a descoberta.

Links:

Notícias relacionadas:
Space Telescope (comunicado de imprensa)
ESA (comunicado de imprensa)
Hubblesite (comunicado de imprensa)
Observatório Gemini (comunicado de imprensa)
Artigo científico (formado PDF)
SPACE.com
PHYSORG.com
Universe Today
Science Daily
Slashdot

Omega Centauri:
Wikipedia
SEDS
Vídeo da observação de Omega Centauri (formato Quicktime)

Buracos negros:
Wikipedia
Buracos negros de massa-intermédia (Wikipedia)
Buracos negros supermassivos (Wikipedia)
Aula de Introdução aos Buracos Negros (Universidade de Yale via Google Video)

Telescópio Espacial Hubble:
Hubble, NASA
STScI
Wikipedia

 
  CIENTISTAS IDENTIFICAM O MAIS PEQUENO BURACO NEGRO CONHECIDO
   


O buraco negro mais pequeno que se conhece pertence a um sistema binário de nome XTE J1650-500. Tem cerca de 3,8 vezes a massa do Sol, e é orbitado por uma estrela companheira, tal como ilustrado na imagem.
Crédito: NASA/CXC/A. Hobar
(clique na imagem para ver versão maior)

Se quiser saber quais são os objectos mais "duros de roer" do Universo, não vale a pena pequisar mais para além dos buracos negros. Estes estranhos objectos devoram o gás à sua volta e por vezes até estrelas inteiras. A gravidade de um buraco negro é tão forte que nada, nem mesmo a luz, pode escapar do seu domínio.

Mas tal como as equipas olímpicas de boxe têm os seus pesos-leves, algures nas profundezas do espaço existe o buraco negro mais leve do Universo. Mesmo assim é ainda um osso duro de roer, mas é mais pequeno e mais leve que todos os outros membros da sua espécie.

Os astrónomos podem até nunca descobrir o buraco negro mais leve do Universo, mas em resultados anunciados no passado dia 31 de Março, chegaram bem perto. Nikolai Shaposhnikov e Lev Titarchuk, que trabalham no Centro Aeroespacial Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland, identificaram o buraco negro mais pequeno do Universo. Se pudesse ser colocado num balança gigante, este teria uma massa aproximada de 3,8 Sóis.

O Sol é um objecto gigante, e poderia albergar mais de um milhão de Terras. Então, um objecto com a massa de 3,8 Sóis soa a muito, mesmo muito. Mas é minúsculo quando comparado com todos os outros buracos negros. Anteriormente, o buraco negro mais pequeno tinha uma massa aproximada de 6,3 Sóis, e alguns buracos negros desregulariam completamente a nossa balança cósmica, tendo milhões ou até milhares de milhões de vezes a massa do nosso Sol.


Nesta ilustração vista de cima do buraco negro e do seu disco em volta, o gás espirala na direcção do buraco negro e acumula-se, criando uma espécie de congestionamento. Este congestionamento de matéria encontra-se mais perto para os buracos negros mais pequenos, por isso o raios-X são emitidos numa escala de tempo menor.
Crédito: NASA
(clique na imagem para ver versão maior)

O novo detentor deste recorde, conhecido como XTE J1650, formou-se no centro de uma estrela moribunda. O núcleo da estrela era um reactor nuclear gigante, gerando energia ao transformar os elementos leves tais como o hidrogénio, em elementos mais pesados como o oxigénio. Mas eventualmente, o reactor gastou o seu combustível e deixou de funcionar. O núcleo colapsou devido à sua própria gravidade e formou um buraco negro.

Os astrónomos pensam que este processo pode formar buracos negros até um limite mínimo de três vezes a massa do Sol. Se o núcleo de uma estrela é ainda mais pequeno quando ficar sem combustível, formará outro tipo de objecto, com o nome de estrela de neutrões. Por isso, o buraco negro XTE J1650 não só é o buraco negro mais pequeno que se conhece, como está também muito perto do tamanho mínimo possível de um buraco negro.

Surpreendentemente, as equações de Albert Einstein prevêm que um buraco negro com 3,8 vezes a massa do Sol teria um diâmetro de mais ou menos 24 km -- o tamanho de uma cidade. "Isto faz com que este buraco negro seja um dos objectos mais pequenos alguma vez descobertos para lá do nosso Sistema Solar," diz Shaposhnikov.

Shaposhnikov e Titarchuk fizeram a sua descoberta usando um pequeno satélite de baixo-custo, o Rossi X-ray Timing Explorer, da NASA, lançado no final de 1995. O Rossi é capaz de fazer medições extremamente precisas de gás que orbita buracos negros. Ao cronometrar o movimento do gás, os dois astrónomos foram capazes de medir a força do campo gravítico do buraco negro, que lhes diz qual a sua massa.

Links:

Notícias relacionadas:
NASA (comunicado de imprensa)
Universe Today
SPACE.com
New Scientist
PHYSORG.com
Science Daily
National Geographic
Reuters
Discovery Channel
United Press International

Buracos negros:
Wikipedia
Aula de Introdução aos Buracos Negros (Universidade de Yale via Google Video)

Rossi X-ray Timing Explorer:
NASA
Wikipedia

 
ESPAÇO ABERTO 2008

Espaço Aberto regressa!
Observação astronómica, dia 5 de Abril de 2007, na açoteia do CCVAlg, entre as 21:30 e as 23:30. Acesso pelo portão do jardim. Entrada gratuita.
Observação dependente das condições atmosféricas
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EFEMÉRIDES:

Dia 05/04: 91.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1973 a sonda Pioneer 11 faz as primeiras observações directas de Saturno (1979) e estuda as partículas energéticas da helioesfera exterior. A missão Pioneer 11 termina a 30 de Setembro de 1995, quando a última transmissão da sonda foi recebida. Com a sua fonte de energia exausta, não pode operar mais nenhum dos seus instrumentos científicos, nem apontar a sua antena para a Terra. A Pioneer está viajando na direcção da constelação de Águia. Poderá passar perto de uma das estrelas da constelação daqui a mais ou menos 4 milhões de anos.
Em 1991 era lançado o Observatório de Raios-Gama Compton.

O objectivo desta missão era obter medições de raios-gama de toda a esfera celeste, com uma resolução angular bem melhor e com um aumento de sensibilidade em relação às anteriores missões espaciais de raios-gama. O Compton foi retirado de órbita e re-entrou na atmosfera da Terra no dia 4 de Junho do ano 2000.
Observações: Um pequeno telescópio irá sempre mostrar Titã, a maior lua de Saturno. Esta noite, Titã encontra-se a quatro diâmetros anulares para Este de Saturno.

Dia 06/04: 92.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1993, cientistas da NASA, usando o Explorador Ultravioleta Internacional (IUE), descobrem provas directas de que as estrelas supergigantes vermelhas terminam a sua existência em explosões massivas conhecidas como supernovas.

A 12 milhões de anos-luz de distância, na galáxia conhecida como M81, o Tipo II de supernova foi designado SN 1993J, a décima supernova do ano.
Observações: Lua Nova, pelas 4:56.

Dia 07/04: 93.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1991, era activado o Observatório de Raios-Gama Compton.
Em 2001, primeiro voo com êxito do Proton M.
Em 2001 era lançada a sonda Mars Odyssey.

A missão orbital tem como objectivo mapear os elementos marcianos e os minerais, procurar água e analisar o ambiente da radiação. Alcançou a órbita do Planeta Vermelho a 24 de Outubro de 2001, mas os seus instrumentos só foram ligados a 14 de Fevereiro de 2002.
Observações: Sirius, a estrela mais brilhante no céu nocturno, ainda brilha moderadamente alta no céu a Sul-Sudoeste após o anoitecer durante o começo de Abril. A que horas é que a consegue avistar?

Dia 08/04: 94.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1964, lançamento da nave não-tripulada Gemini 1.

A missão terminou depois de 3 órbitas. A nave desintegra-se 3.5 dias a seguir ao lançamento. Todos os objectivos primários e secundários foram atingidos.
Em 1999, maior aproximação da Terra pelo asteróide 1981 Midas (0.490 UA).

 
 
CURIOSIDADES:

O próximo eclipse do Sol (parcial) visível em Portugal será no dia 4 de Janeiro de 2011.
 
 
ÁLBUM DE FOTOGRAFIAS:

Foto

Camadas em Aureum Chaos
Crédito: HiRISE, MRO, LPL (U. Arizona), NASA

À primeira vista, estas formas ondulantes em tons de azul podem parecer ondas num oceano. Vistas aqui numa imagem em cores falsas obtida pela câmara HiRISE a bordo da sonda Mars Reconnaissance Orbiter, são na realidade afloramentos de rochas em Aureum Chaos. Esta região é uma mistura caótica de terreno escavado na parte este do imenso desfiladeiro Valles Marineris em Marte. As camadas distintas que compõem estes afloramentos podem ter sido depositadas por poeira ou por cinza vulcânica a partir da atmosfera, areia transportada por ventos marcianos ou sedimentos depositados à superfície por um antigo lago. Esta imagem altamente detalhada do Planeta Vermelho cobre uma área com um comprimento de 4 quilómetros, uma distância que poderia percorrer a pé em menos de uma hora.
Ver imagem em alta-resolução

 
 
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