O observatório espacial Herschel da ESA esgotou a sua reserva de hélio líquido para refrigeração, pondo fim a mais de três anos de observações pioneiras do Universo frio.
O evento não foi inesperado: a missão começou com mais de 2300 litros de hélio líquido, que foi evaporando lentamente desde a véspera do lançamento do Herschel a 14 de Maio de 2009.
O hélio líquido era essencial para arrefecer os instrumentos do observatório até perto do zero absoluto, permitindo com que o Herschel fizesse observações altamente sensíveis do Universo.
A confirmação de que a reserva de hélio finalmente esgotou-se chegou ontem à tarde, no início da sessão de comunicação diária do observatório com a sua estação terrestre no Oeste da Austrália, no qual foi medido um claro aumento nas temperaturas em todos os instrumentos do Herschel.
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O observatório espacial Herschel contra uma imagem de fundo da região de formação estelar Vela C. A imagem mostra formação estelar de baixa e alta massa em vários estágios evolucionários, desde filamentos frios, núcleos pré-estelares e protoestrelas até regiões mais evoluídas que contêm poeira e que foram aquecidas gentilmente por estrelas quentes.
Crédito: ESA/PACS e Consórcio SPIRE, T. Hill, F. Motte, Laboratório AIM Paris-Saclay, CEA/IRFU - CNRS/INSU - Univ. de Paris Diderot, Consório do Programa HOBYS
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"O Herschel superou todas as expectativas, proporcionando-nos um tesouro incrível de dados que vai manter os astrónomos ocupados por muitos anos," afirma o Prof. Alvaro Giménez Cañete, Director de Exploração Científica e Robótica da ESA.
O Herschel fez mais de 35.000 observações científicas, totalizando mais de 25.000 horas de dados científicos de cerca de 600 programas de observação. Mais 2000 horas de observações de calibração também contribuem para o rico conjunto de dados, que tem sede no Centro de Astronomia Espacial da ESA, perto de Madrid, na Espanha.
O arquivo será o legado da missão. Espera-se que proporcione ainda mais descobertas do que as que já foram feitas durante a vida da missão Herschel.
"O tesouro científico do Herschel deve muito ao excelente trabalho feito pela indústria europeia, instituições e universidades no desenvolvimento, construção e operação do observatório e dos seus instrumentos," afirma Thomas Passvogel, gestor do programa Herschel da ESA.
"O Herschel ofereceu-nos uma nova visão do Universo escondido até então, apontando para um processo nunca antes visto de nascimento estelar a formação galáctica, e permitindo-nos traçar a água através do Universo desde nuvens moleculares até estrelas recém-nascidas, passando pelos seus discos de formação planetária e cinturas de cometas," afirma Göran Pilbratt, cientista do projecto Herschel da ESA.
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Filamentos de gás denso na nuvem interestelar IC5146. Esta imagem foi obtida pelo observatório espacial Herschel da ESA em comprimentos de onda infravermelhos de 70, 250 e 500 micrómetros. Estrelas estão sendo formadas ao longo destes filamentos.
Crédito: ESA/Herschel/SPIRE/PACS/D. Arzoumanian (CEA Saclay) para o consórcio do programa "Gould Belt survey"
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As impressionantes imagens do Herschel, de complexas redes de poeira e filamentos de gás dentro da nossa Via Láctea, fornecem uma história ilustrada de formação estelar. Estas observações únicas do infravermelho distante deram aos astrónomos uma nova visão sobre como a turbulência agita o meio interestelar, dando origem a uma estrutura filamentar e tipo-teia de aranha dentro de nuvens moleculares frias.
Se as condições são adequadas, a gravidade assume o comando e fragmenta os filamentos em núcleos compactos. Embebidas profundamente dentro destes núcleos estão protoestrelas, as sementes de novas estrelas que aquecem gentilmente a poeira em redor até alguns graus acima do zero absoluto, revelando as suas posições aos olhos sensíveis ao calor do Herschel.
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A imagem mostra a emissão infravermelha da jovem estrela Fomalhaut e o disco de poeira que a rodeia, obtida pelo Herschel a 70 micrómetros. Para explicar a emissão do disco de detritos de Fomalhaut, os astrónomos invocam uma produção estável de partículas de poeira via colisões cometárias, com uma média de 2000 colisões diárias entre cometas com um quilómetro de diâmetro ou, alternativamente, 2 colisões diárias entre cometas com 10 km de diâmetro.
Crédito: ESA/Herschel/PACS/Bram Acke, KU Leven, Bélgica
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Durante os primeiros milhões de anos de vida das estrelas recém-nascidas, a formação de planetas pode ser seguida nos densos discos de gás e poeira que giram à sua volta. Em particular, o Herschel tem seguido o rastro da água, uma molécula crucial para a vida como a conhecemos, desde nuvens de formação estelar até estrelas e até discos de formação planetária.
O Herschel detectou vapor de água equivalente a milhares de oceanos da Terra nestes discos, com quantidades ainda maiores de gelo preso à superfície de grãos de poeira e em cometas.
Mais perto de casa, o Herschel também estudou a composição do Cometa Hartley-2, rico em água gelada, descobrindo que tem quase os mesmos rácios isotópicos que a água nos nossos oceanos.
Estes resultados alimentam o debate de quanto da água da Terra foi entregue via cometas impactantes. Combinados com as observações de enormes cinturas cometárias em torno de outras estrelas, os astrónomos esperam compreender se um mecanismo similar pode também estar em jogo noutros sistemas planetários.
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Olhando para o passado do Universo numa zona específica do céu observada pelo Herschel e pelo Keck para revelar muitas galáxias com intensa formação estelar nunca antes vistas. Este gráfico mostra uma representação da distribuição de quase 300 galáxias num campo de visão com 1,4x1,4 graus. Em total, o Keck identificou 767 galáxias descobertas pelo Herschel. Salientam-se cinco galáxias com intensa formação estelar. A luz da galáxia mais próxima vista nas ampliações viajou durante 2,6 mil milhões de anos, e a galáxia mais longínqua está a 10,2 mil milhões de anos.
Crédito: ESA-C. Carreau/C. Casey (Universidade do Hawaii); campo COSMOS: ESA/Herschel/SPIRE/Programa HerMES; Imagens Hubble: NASA, ESA
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O Herschel também tem contribuído para o nosso conhecimento da formação de estrelas em grande escala, abrangendo grande parte do espaço cósmico e do tempo. Ao estudar a formação estelar em galáxias distantes, identificou muitas que estão formando estrelas a taxas extraordinárias, mesmo no início da vida de 13,8 mil milhões do Universo.
Estas galáxias com intensa formação estelar produzem entre centenas a milhares de estrelas por ano. Em comparação, a nossa própria Via Láctea produz, em média, o equivalente a apenas uma estrela tipo-Sol por ano.
Como as galáxias podem suportar formação de estrelas nestas escalas tão massivas durante os primeiros milhares de milhões de anos da existência do Universo coloca um problema crucial para os cientistas que estudam a formação e evolução galáctica.
As observações do Herschel sugerem que quando o Universo era jovem, as galáxias tinham muito mais gás com que se alimentar, possibilitando as altas taxas de formação de estrelas, mesmo na ausência de colisões entre galáxias normalmente necessárias para desencadear estes ataques espectaculares de formação estelar.
"Embora este seja o fim das observações do Herschel, certamente não é o final da missão - existem muitas mais descobertas por vir," afirma o Dr. Pilbratt.
"Vamos agora passar os próximos anos tornando os nossos dados acessíveis na forma dos melhores mapas possíveis, espectros e vários catálogos para suportar o trabalho presente e futuro dos astrónomos. No entanto, estamos tristes por ver o final desta fase: obrigado, Herschel!"
O Herschel continuará a comunicar com as estações terrestres durante algum tempo agora que o hélio esgotou-se, durante o qual serão feitos vários testes técnicos. Finalmente, em Maio dirigir-se-á para uma órbita estável de longo-termo em órbita do Sol.
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