31.05.14 - DESCOBRINDO O SOL
15h00 – 16h00 (actividade incluída na visita ao centro; 1€ para participantes que não visitem o Centro – crianças até 12 anos grátis)
Público: Público em geral
Local: CCVAlg
A actividade consiste na observação do Sol em segurança, e tem por objectivo dar algumas características da nossa estrela, podendo incluir outras actividades relacionadas com o Sol e o aproveitamento da energia solar.

Dia 09/05: 129.º dia do calendário gregoriano.
Observações: Trânsito de Europa, entre as 18:52 e as 21:42.
Trânsito da sombra de Europa, entre as 21:02 e as 23:54.
Ocultação de Io, entre as 21:57 e as 00:16 (já de dia 10).
Eclipse de Io, entre as 23:02 e as 01:21 (já de dia 10).
Esta noite, a Lua forma uma linha curva com Marte para a sua esquerda e Espiga para baixo e para a esquerda de Marte.

Dia 10/05: 130.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 28 AC, era observada uma mancha solar por astrónomos da Dinastia Han, durante o reino do Imperador Cheng de Han, uma das mais antigas observações de manchas solares na China.
Em 1900 nascia Cecilia Helena Payne-Gaposchkin. 

Descobriu a composição química das estrelas e que o hidrogénio e hélio são os seus elementos mais abundantes, e, por isso, também do Universo. Em 1976 recebeu o prestigiado Prémio Henry Norris Russell da Sociedade Astronómica Americana.
Em 1930, nascia George E. Smith, físico americano, co-inventor da CCD.
Em 1946, primeiro lançamento bem sucedido de um foguetão V-2 nos EUA.
Em 1971 era lançada a Kosmos 419 (USSR). Não conseguiu atingir a órbita da Terra.
Observações: Saturno em oposição, pelas 19:00. Saturno alcança o seu brilho máximo para 2014, com magnitude 0,1 e aparecendo com 18,7" através de um telescópio (os anéis correspondem a 42,4" e estão inclinados 22º em relação ao nosso ponto de vista).
Marte brilha para a esquerda da Lua. Embora pareçam próximos um do outro, Marte está 260 vezes mais distante - e tem mais do dobro do diâmetro.
Trânsito de Io, entre as 19:07 e as 21:28.
Trânsito da sombra de Io, entre as 20:14 e as 22:33.

Dia 11/05: 131.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1918 nascia Richard Feynman, que em conjunto com Julian Schwinger e Sin-Itiro Tomonaga, ganhou o prémio Nobel da Física pelo seu trabalho sobre electrodinâmica quântica. Também trabalhou na investigação do acidente do vaivém Challenger.
Em 1916 morria Karl Schwarzschild.

Usando a teoria da gravitação de Einstein, que descreve a forma como o espaço-tempo é curvado pela matéria, explica que quando uma estrela se contrai, existe um ponto em que a sua gravidade é tão forte que nem a luz pode escapar, o agora famoso buraco negro. Este ponto é conhecido como o raio de Schwarzchild e é igual à massa do objecto multiplicada pelo dobro da constante da gravidade e dividida pela velocidade da luz ao quadrado.
Observações: Procure a brilhante Vega moderadamente baixa a nordeste após o cair da noite, e mais alta mais tarde. Mesmo para a direita e para baixo de Vega estão as estrelas mais ténues da pequena constelação de Lira.
Marte é o ponto brilhante, alaranjado, um pouco para cima e para a direita da Lua esta noite.

Dia 12/05: 132.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1965, a sonda soviética Luna 5 colide com a Lua.

Observações: Esta noite, Espiga brilha para a direita da Lua. Cinco vezes a distância entre estes dois astros, mas para o lado oposto (esquerda), encontramos o planeta Saturno, actualmente situado na direcção da constelação de Balança.

Toda a água da Terra cabe numa esfera com 1385 km de diâmetro.

Astrónomos criaram o primeiro universo virtual realista usando uma simulação de computador chamada "Illustris". Illustris consegue recrear 13 mil milhões de anos de evolução cósmica num cubo com 350 milhões de anos-luz de aresta e com uma resolução sem precedentes.

"Até agora, nenhuma simulação tinha sido capaz de reproduzir o Universo em pequenas e grandes escalas simultaneamente," diz o autor Mark Vogelsberger (MIT/Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica), que conduziu o trabalho em colaboração com investigadores de várias instituições, incluindo o Instituto Heidelberg para Estudos Teóricos na Alemanha.

Estes resultados foram publicados na edição de 8 de Maio da revista Nature.

Projecção a larga-escala do volume Illustris a z=0, centrada no enxame mais massivo, a 15 megaparsecs de profundidade. Mostra a densidade de matéria escura sobreposta com o campo de velocidade do gás. Crédito: Colaboração Illustris (clique na imagem para ver versão maior)

As tentativas anteriores para simular o Universo foram prejudicadas pela falta de poder de computação e pelas complexidades da física subjacente. Como resultado, esses programas ou estavam limitados em resolução, ou viram-se forçados a concentrar-se numa pequena parte do Universo. As simulações anteriores também tiveram problemas na modelagem de feedback complexo derivado da formação estelar, explosões de supernova e buracos negros supermassivos.

O projecto Illustris utiliza um programa de computador sofisticado para recriar a evolução do Universo em alta-fidelidade. Inclui tanto a matéria normal como a matéria escura e usa 12 mil milhões de "pixéis" 3D, ou elementos de resolução.

A equipa dedicou cinco anos ao desenvolvimento do programa Illustris. Os cálculos reais demoraram 3 meses de "tempo de execução", usando um total de 8000 CPUs correndo em paralelo. Se tivessem usado um computador de mesa normal, os cálculos teriam levado mais de 2000 anos.

A simulação de computador começou uns meros 12 milhões de anos após o Big Bang. Quando chegou ao presente, os astrónomos contaram mais de 41.000 galáxias num cubo de espaço simulado. É importante salientar que o Illustris produziu uma mistura realista de galáxias espirais como a Via Láctea e de galáxias elípticas em forma de bola de rugby. Também simulou estruturas em larga escala como enxames galácticos e as bolhas e vazios da teia cósmica. Em pequena escala, recriou com precisão as químicas de galáxias individuais.

Estas imagens no visível comparam uma fotografia real do céu (à esquerda) obtida com o Telescópio Espacial Hubble, com uma imagem simulada (direita) gerada pelo Illustris. A simulação reproduz com precisão os tamanhos, tipos e cores de galáxias no Universo. Crédito: NASA/Colaboração Illustris (clique na imagem para ver versão maior)

Como a luz viaja a uma velocidade fixa, quanto mais longe os astrónomos observaram, mais para trás no tempo podiam ver. Uma galáxia a mil milhões de anos-luz é vista como era há mil milhões de anos atrás. Os telescópios como o Hubble podem dar-nos vistas do Universo jovem ao observar grandes distâncias. No entanto, os astrónomos não podem usar o Hubble para seguir a evolução de uma única galáxia ao longo do tempo.

"O Illustris é como uma máquina do tempo. Nós podemos ir para a frente e para trás no tempo. Podemos pausar a simulação e fazer zoom numa única galáxia ou enxame galáctico para ver o que está realmente a acontecer," afirma Genel Shy, co-autor do estudo, do CfA.

A equipa lançou um vídeo de alta-definição que mostra os diferentes componentes da simulação para destacar várias camadas (por exemplo: densidade de matéria escura, temperatura do gás ou qímica). O website do projecto também tem outros vídeos e imagens associadas.

Links:

Notícias relacionadas:
Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica (comunicado de imprensa)
Artigo científico (formato PDF)
Nature
SPACE.com
redOrbit
NewScientist
Sky & Telescope
Discover
ScienceNews
e! Science News
PHYSORG
BBC News
Discovery News
ars technica
Wired
io9
Gizmodo

Projecto Illustris:
Página oficial
Animação (cortesia YouTube)

Usando dados do Observatório de Raios-X Chandra e de telescópios infravermelhos, astrónomos fizeram um avanço importante na compreensão de como os enxames estelares se formam.

Os dados mostram que as primeiras noções de como estes aglomerados se formam não podem estar correctas. A ideia mais simples é que as estrelas formam-se em enxames quando uma nuvem gigante de gás e poeira condensa. O centro da nuvem puxa o material dos arredores até que se torna densa o suficiente para despoletar a formação estelar. Este processo ocorre inicialmente no centro da nuvem, o que implica que as estrelas no meio do enxame formam-se primeiro e, portanto, são as mais antigas.

No entanto, os dados mais recentes do Chandra sugerem que acontece algo diferente. Os cientistas estudaram dois enxames onde estrelas como o Sol estão actualmente formando-se - NGC 2024, localizado no centro da Nebulosa da Chama, e o enxame da Nebulosa de Orionte. A partir deste estudo, descobriram que as estrelas na periferia dos aglomerados são na verdade as mais antigas.

Astrónomos estudaram dois enxames (NGC 2024 e o da Nebulosa da Orionte) para recolher mais informação de como os enxames de estrelas como o nosso Sol se formam. Descobriram que as estrelas na periferia destes aglomerados são mais velhas que aquelas no centro, diferente do que do que a ideia mais simples de formação estelar prevê. Crédito: Raios-X: NASA/CXC/PSU/K. Getman, E. Feigelson & equipa MYStIX; Infravermelho: NASA/JPL-Caltech (clique na imagem para ver versão maior)

"Os nossos resultados são contra-intuitivos," afirma Konstantin Getman da Universidade Penn State, que liderou o estudo. "Isto significa que precisamos de pensar mais e obter mais ideias de como as estrelas como o nosso Sol se formam."

Getman e colegas desenvolveram uma nova abordagem de dois passos que levou a esta descoberta. Primeiro, usaram dados do Chandra sobre o brilho das estrelas em raios-X para determinar as suas massas. Em seguida, determinaram quão brilhantes estas estrelas são no infravermelho usando telescópios terrestres e dados do Telescópio Espacial Spitzer da NASA. Combinando estas informações com modelos teóricos, estimaram as idades das estrelas nos dois enxames.

Os resultados foram contrários ao que o modelo básico previu. No centro de NGC 2024, as estrelas têm cerca de 200.000 anos, enquanto na periferia têm cerca de 1,5 milhões de anos. Na Nebulosa de Orionte, as idades das estrelas variam entre 1,2 milhões de anos no centro do enxame e quase 2 milhões de anos perto dos limites.

"Uma conclusão importante do nosso estudo é que podemos rejeitar o modelo básico onde os enxames se formam de dentro para fora," afirma o co-autor Eric Feigelson, também da mesma universidade. "Por isso precisamos de ter em conta modelos mais complexos que estão agora emergindo dos estudos de formação estelar."

As explicações para as novas descobertas podem ser agrupadas em três noções gerais. A primeira é que a formação estelar continua a ocorrer nas regiões interiores porque o gás nas regiões interiores de uma nuvem de formação estelar é mais denso - contém mais material para a construção de estrelas - do que as regiões exteriores mais difusas. Ao longo do tempo, se a densidade for inferior a um limite onde já não pode entrar em colapso para formar estrelas, a formação estelar cessa nas regiões exteriores, enquanto continua a formar estrelas nas regiões interiores, o que conduz a uma concentração de estrelas mais jovens.

Outra ideia é que estrelas velhas tiveram mais tempo para afastar-se do centro do enxame, ou para serem expelidas para fora por interacções com outras estrelas. Uma noção final é que as observações podem ser explicadas se as estrelas jovens se formam em filamentos massivos de gás que caem para o centro do enxame.

Estudos anteriores do enxame da Nebulosa de Orionte revelaram indícios desta propagação revertida de idade, mas estes esforços foram baseados em amostras limitadas ou tendenciosas. Esta pesquisa mais recente fornece a primeira evidência de tais diferenças na Nebulosa da Chama.

"O próximo passo é saber se somos capazes de encontrar esta mesma faixa etária em outros enxames jovens," afirma o estudante de pós-graduação Michael Kuhn, também de Penn State, que trabalhou no estudo.

Estes resultados serão publicados em dois artigos científicos separados no The Astrophysical Journal e estão disponíveis online. Fazem parte do projecto MYStIX (Massive Young Star-Forming Complex Study in Infrared and X-ray) liderado por astrónomos de Penn State.

Links:

Notícias relacionadas:
NASA (comunicado de imprensa)
Observatório Chandra (comunicado de imprensa)
Artigo científico (formato PDF)
Artigo científico - 2 (formato PDF)
PHYSORG
National Geographic
Discovery News

NGC 2024 (Nebulosa da Chama):
Wikipedia

Nebulosa de Orionte:
Wikipedia

Observatório Chandra:
Página oficial (Harvard)
Página oficial (NASA)
Wikipedia

Telescópio Espacial Spitzer:
Página oficial 
NASA
Centro Espacial Spitzer 
Wikipedia