27/01/17 - APRESENTAÇÃO ÀS ESTRELAS
19:30 - Este evento inclui uma apresentação sobre um tema de astronomia, seguida de observação astronómica noturna com telescópio (dependente de meteorologia favorável).
Local: CCVAlg
Preço: 2€
Pré-inscrição: siga este link
Telefone: 289 890 920
E-mail: info@ccvalg.pt

Dia 06/01: 6.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1912, o geofísico alemão Alfred Wegener apresenta pela primeira vez a sua teoria da deriva continental.

Observações: Olhe para cima da Lua esta noite à procura das duas ou três estrelas mais brilhantes de Carneiro.

Dia 07/01: 7.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1610, Galileu Galilei observava pela primeira vez as quatro maiores luas de Júpiter, Ganimedes, Calisto, Io e Europa, mas só é capaz de discernir as últimas duas no dia seguinte.

Em 1968, lançamento da Surveyor 7, a última do programa Surveyor.
Em 1985, a agência espacial japonesa, JAXA, lança a Sakigake, a primeira sonda interplanetária lançada por um país que não os Estados Unidos ou a União Soviética.
Em 1998, era lançada a Lunar Prospector.
Observações: Aldebarã brilha para a esquerda da Lua esta noite. Para cima e para a direita de Aldebarã, aviste as Plêiades por entre o luar.
Nesta altura mais fria do ano, a pequena Ursa Menor fica apoiada por baixo da Polar depois da hora de jantar, como se fosse um prego na parede do céu noturno.
A Ursa Maior, entretanto, está a subir a norte-nordeste. A sua "pega" continua a subir acima do horizonte.

Dia 08/01: 8.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1587 nascia Johann(es) Fabricius, astrónomo alemão, descobridor das manchas solares (em 1610), independentemente de Galileu.
Em 1942 nascia Stephen Hawking, físico teórico, cosmólogo e autor.

Entre os seus importantes trabalhos científicos, destacamos os teoremas da singularidade gravitacional no contexto da relatividade geral, a previsão teórica que os buracos negros emitem radiação e a união da teoria geral da relatividade com a mecânica quântica.
Em 1973 era lançada a missão espacial soviética Luna 21. 
Em 1994, o cosmonauta russo Valeri Polyakov parte para a Mir a bordo da Soyuz TM-18. Permaneceria na estação espacial até 22 de março de 1995, completando um recorde de 437 dias no espaço.
Observações: Trânsito da sombra de Io, entre as 04:49 e as 07:05.
Eclipse de Ganimedes, entre as 04:53 e as 07:57.
Conjunção de Plutão, pelas 06:33.

Dia 09/01: 9.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1839, a Academia Francesa de Ciências anuncia o processo de fotografia por daguerreótipo. No mesmo dia, o astrónomo escocês Thomas Henderson é o primeiro a medir a distância até uma estrela (Alpha Centauri) que não o Sol usando paralaxe.

Em 1986, Stephen Synott (em imagens obtidas pela Voyager 2) descobre Cressida, uma lua de Úrano.
Em 1990, lançamento da missão STS-32 do vaivém Columbia.
Observações: Eclipse de Io, entre as 01:58 e as 04:15.

O Grupo Local de galáxias, a que a nossa Via Láctea pertence, contém mais de 54 galáxias, incluindo galáxias anãs. Tem um diâmetro de 3,1 megaparsecs. O próprio Grupo Local faz parte do Superenxame de Virgem.

Uma das raras e breves explosões de ondas cósmicas de rádio que confundiram os astrónomos, desde que foram detetadas há quase 10 anos, foi finalmente ligada a uma fonte: uma galáxia anã antiga a mais de 3 mil milhões de anos-luz da Terra.

As explosões rápidas no rádio, que piscam por apenas alguns milissegundos, criaram agitação entre os astrónomos porque pareciam estar vindo de fora da nossa Galáxia, o que significa que teriam de ser muito poderosas para serem avistadas da Terra, e porque nenhuma dessas observadas pela primeira vez foram vistas novamente.

No entanto, uma explosão repetida foi descoberta em 2012, proporcionando uma oportunidade para uma equipa de investigadores monitorizar repetidamente a sua área do céu com o VLA (Karl Jansky Very Large Array) no estado norte-americano do Novo México e o radiotelescópio de Arecibo em Porto Rico, na esperança de determinar a sua localização.

O VLA determinou pela primeira vez a localização de uma explosão rápida de rádio numa galáxia anã a cerca de 3 mil milhões de anos-luz da Terra. Crédito: Danielle Futselaar (clique na imagem para ver versão maior)

Graças ao desenvolvimento de gravação de dados a alta-velocidade e a software de análise de dados em tempo real, por um astrónomo da Universidade da Califórnia, Berkeley, o VLA detetou no ano passado um total de nove explosões durante um período de um mês, o suficiente para localizá-las dentro de uma área com um décimo de segundo de arco no céu. Subsequentemente, maiores interferómetros de rádio europeus e americanos localizaram as explosões até um centésimo de segundo de arco, numa região com aproximadamente 100 anos-luz em diâmetro.

As imagens profundas dessa região, pelo Telescópio Gemini Norte no Hawaii, mostraram a existência de uma galáxia anã muito ténue no visível, que o VLA subsequentemente descobriu também emitir continuamente ondas de rádio de baixo nível, típicas de uma galáxia com um núcleo ativo talvez indiciativo de um buraco negro supermassivo central. A galáxia tem uma baixa abundância de elementos que não hidrogénio e hélio, o que sugere que a galáxia se formou durante a meia-idade do Universo.

A origem de uma explosão rápida no rádio, neste tipo de galáxia anã, sugere uma ligação com outros eventos energéticos que ocorrem em galáxias anãs semelhantes, diz Casey Law, astrónomo de Berkeley, que liderou o desenvolvimento do sistema de aquisição de dados e criou o software de análise para procurar explosões rápidas e singulares.

Segundo o cientista, as estrelas explosivas extremamente brilhantes e as longas explosões de raios-gama também ocorrem neste tipo de galáxia. Pensa-se que ambos os eventos estejam associados com estrelas de neutrões massivas, altamente magnetizadas e de rotação rápida a que chamamos magnetares. As estrelas de neutrões são objetos compactos e densos formados em explosões de supernova, vistos principalmente como pulsares porque emitem pulsos de rádio periódicos enquanto giram.

"Todas estas evidências apontam para a ideia de que neste ambiente, algo produz estes magnetares," explica Law. "Podem ser formados por uma supernova superluminosa ou por uma longa explosão de raios-gama e, depois, à medida que evolui e a sua rotação diminui um pouco, produz estas rajadas de rádio, bem como uma emissão de rádio contínua alimentada por essa diminuição na rotação. Mais tarde na sua vida, parece que os magnetares que vemos na nossa Galáxia, que têm campos magnéticos extremamente fortes, rodam mais como pulsares comuns."

Nessa interpretação, salienta, as explosões rápidas no rádio são como berros de uma criança.

No entanto, isto é apenas uma teoria. Existem muitas outras, apensar de novos dados excluírem várias explicações sugeridas para a fonte dessas explosões.

Enquanto o radiotelescópio de Arecibo pôde apenas localizar a rajada de rádio na área dentro dos dois círculos, o VLA foi capaz de determinar a sua posição numa galáxia anã dentro do quadrado, que pode ser vista na intersecção das linhas na imagem ampliada no canto inferior direito. Crédito: Universidade de Berkeley (clique na imagem para ver versão maior)

"Nós somos os primeiros a mostrar que este é um fenómeno cosmológico. Não é algo no nosso quintal cósmico. E somos os primeiros a ver onde este fenómeno tem lugar, nesta pequena galáxia, o que eu acho que é uma surpresa," comenta Law. "Agora o nosso objetivo é descobrir porque é que isto acontece."

Law, o líder da equipa Shami Chatterjee da Universidade de Cornell e outros astrónomos do grupo científico apresentaram os seus achados anteontem na reunião da Sociedade Astronómica Americana em Grapevine, no estado norte-americano do Texas, na revista científica Nature e em dois artigos complementares que serão publicados na revista Astrophysical Journal Letters.

À procura de transientes

As explosões rápidas no rádio são altamente energéticas - embora não sejam suficientemente energéticas para fazer explodir uma estrela - e têm vida muito curta, durando apenas entre um e cinco milissegundos. Estas rajadas de ondas de rádio permaneceram um mistério desde que a primeira foi descoberta em 2007 por investigadores que vasculhavam dados arquivados do Radiotelescópio Parkes na Austrália, em busca de novos pulsares. A explosão que encontraram teve lugar em 2001.

Existem agora 18 explosões rápidas no rádio conhecidas, todas descobertas usando radiotelescópios com uma única antena que não são capazes de determinar a localização do objeto com precisão suficiente para permitir que outros observatórios identifiquem o ambiente ou que as encontrem noutros comprimentos de onda. A primeira e única explosão repetida que conhecemos, de nome FRB 121102, foi descoberta na direção da constelação de Cocheiro em novembro de 2012 pelo Observatório Arecibo em Porto Rico, e já ocorreu várias vezes.

Law tem trabalhado, nos últimos anos, em métodos para encontrar rajadas transitórias no rádio como estas, o que exige a recolha de cerca de um terabyte de dados por hora. No VLA, ele atualmente usa 24 CPUs (central processing units, em português unidades centrais de processamento) em paralelo, tanto para gravar como para pesquisar os dados em busca de breves explosões de rádio.

As antenas globalmente distribuídas da rede europeia VLBI ligadas ao Telescópio William E. Gordon de 305 metros do Observatório de Arecibo em Porto Rico, usadas para localizar a posição exata da explosão rápida de rádio. Crédito: Danielle Futselaar (clique na imagem para ver versão maior)

"O tema geral, primeiro com o ATA (Allen Telescope Array) e agora com o VLA, é usar estes interferómetros como câmaras de alta velocidade, pegando na sensível capacidade de imagem do telescópio, aumentando a taxa de dados e melhorando os nossos algoritmos para ter acesso a estes transientes na escala de tempo dos milissegundos. "Nós realmente esforçámo-nos para capturar de modo confiável este 'stream' de dados de um terabyte por hora e para configurar uma plataforma em tempo real que extraia estas rápidas e ténues explosões desse fluxo de dados gigantesco."

A primeira explosão foi descoberta nos dados apenas algumas horas depois de ter sido gravada no dia 23 de agosto, realça Law.

"Observámos durante cerca de 40 horas no início do ano passado e não vimos nada," explica. "Então começámos uma nova campanha no outono de 2016, e na nossa primeira observação vimos uma. Então observámos por mais outras 40 horas e vimos mais oito rajadas. Esta 'coisa' acendeu-se de repente."

Law espera mudar em breve para 64 GPUs (graphics processing units, em português unidades de processamento gráfico) dedicados e mais poderosos - para que a análise em tempo real seja possível.

Enquanto Law tem a sua hipótese principal para a origem destas rápidas rajadas de rádio - um magnetar rodeado por qualquer material expelido por uma explosão de supernova ou por um pulsar resultante - existem outras possibilidades. Uma alternativa é que o núcleo ativo da galáxia, com emissão de rádio proveniente de jatos de material emitidos pela região em torno de um buraco negro supermassivo. A fonte da explosão rápida no rádio está até 100 anos-luz das emissões contínuas de rádio oriundas do núcleo da galáxia, sugerindo que são as mesmas ou que estão fisicamente associadas.

"A descoberta da galáxia hospedeira desta rápida explosão no rádio é um grande passo em frente, mas ainda temos muito mais a fazer antes de entendermos o que são estas coisas," realça Chatterjee.

Links:

Notícias relacionadas:
Universidade de Berkeley (comunicado de imprensa)
Observatório Gemini (comunicado de imprensa)
Artigo científico (arXiv.org)
Artigo científico - Nature
Artigo complementar - The Astrophysical Journal Letters
Artigo complementar #2 - The Astrophysical Journal Letters
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FRB ("Fast Radio Burst"):
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Catálogo de FRBs (Universidade de Swinburne)

FRB 121102:
Catálogo de FRBs (Universidade de Swinburne)
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Magnetar:
Wikipedia
AstronomyOnline.org

Estrelas de neutrões:
Wikipedia
Universidade de Maryland

Observatório de Arecibo:
Página oficial
Wikipedia

VLA:
Página oficial
Wikipedia

Observatório Gemini:
Página oficial
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O painel da esquerda mostra uma imagens a cores falsas de PGC 1000714. O painel da direita mostra um mapa de cores B-I que revela tanto o anel exterior (azul) como o anel interior mais difuso (verde claro). Crédito: Ryan Beauchemin (clique na imagem para ver versão maior)

A aproximadamente 359 milhões de anos-luz da Terra, existe uma galáxia com um nome inócuo (PGC 1000714) que não se parece muito com qualquer outra coisa que os astrónomos observaram antes. Uma nova investigação fornece uma primeira descrição de um núcleo elíptico bem definido rodeado por dois anéis circulares - uma galáxia que parece pertencer a uma classe raramente observada, galáxias do tipo-Hoag. Este trabalho foi feito por cientistas da Universidade de Minnesota Duluth e do Museu de Ciências Naturais da Carolina do Norte.

"Menos de 0,1% de todas as galáxias observadas são galáxias do tipo-Hoag," afirma Burcin Mutlu-Pakdil, autora principal de um artigo sobre este trabalho e estudante do Instituto de Astrofísica da Universidade de Minnesota Twin Cities e da Universidade de Minnesota Duluth. As galáxias do tipo-Hoag são núcleos redondos rodeados por um anel circular, sem nada a ligá-los visivelmente. A maioria das galáxias observadas são em forma de disco, como a nossa própria Via Láctea. As galáxias com aparências invulgares dão aos astrónomos perceções únicas sobre como as galáxias se formam e mudam.

Os investigadores recolheram imagens da galáxia em vários comprimentos de onda, que é apenas observável no Hemisfério Sul, usando um telescópio de grande abertura nas montanhas chilenas. Essas imagens foram usadas para determinar as idades das duas principais características da galáxia, o anel exterior e o corpo central.

Os investigadores descobriram um anel exterior azul e jovem (0,13 mil milhões de anos) em redor de um núcleo central avermelhado e bem mais antigo (5,5 mil milhões de anos), e ficaram surpreendidos ao descobrir evidências de um segundo anel interior em redor do corpo central. Para documentar este segundo anel, os investigadores tiraram as suas próprias imagens e subtraíram um modelo do núcleo. Isto permitiu-lhes observar e medir a segunda estrutura interior obscurecida.

"Já observámos galáxias com um anel azul em redor de um corpo central avermelhado antes, o mais conhecido é o objeto de Hoag. No entanto, a característica única desta galáxia é o que parece ser um antigo anel interno vermelho e difuso," comenta Patrck Treuthardt, coautor do estudo e astrofísico no Museu de Ciências Naturais do estado norte-americano de Carolina do Norte.

Os anéis galácticos são regiões onde as estrelas se formaram a partir da colisão de gases. "As diferentes cores do anel interior e exterior sugerem que esta galáxia passou por dois períodos diferentes de formação," comenta Mutlu-Pakdil. "A partir destes instantâneos únicos e iniciais, é impossível saber como é que os anéis desta galáxia em particular foram formados." Os cientistas dizem que ao acumularem mais imagens de outras galáxias como esta, os astrónomos podem começar a entender como é que galáxias invulgares se formam e evoluem.

Enquanto as formas das galáxias podem ser o produto de interações ambientais internas e externas, os autores especulam que o anel exterior possa ser o resultado desta galáxia ter incorporado porções de uma galáxia anã próxima e rica em gás. Também dizem que a dedução da história do anel mais antigo e interior exigiria a recolha de dados infravermelhos de mais alta resolução.

"Sempre que encontramos um objeto único ou estranho para estudar, ele desafia as nossas teorias atuais e suposições sobre como o Universo funciona. Geralmente diz-nos que ainda temos muito a aprender," comenta Treuthardt.

Links:

Notícias relacionadas:
Museu de Ciências Naturais da Carolina do Norte (comunicado de imprensa)
Galáxia de Burcin (Adrian Smith via YouTube)
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
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Galáxias em anel:
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Objeto de Hoag (Wikipedia)

Uma nova investigação confirma o papel da supernovas do Tipo Ia, como G299 na imagem acima, na medição da expansão do Universo. Crédito: NASA (clique na imagem para ver versão maior)

Quanto da história do Universo podemos saber com a ajuda de uma supernova?

Uma nova investigação por cosmólogos da Universidade de Chicago e da Universidade Estatal de Wayne confirma a precisão das supernovas do Tipo Ia na medição do ritmo no qual o Universo se expande. Os resultados suportam uma teoria extensamente aceite de que a expansão do Universo está a acelerar e tal aceleração é atribuível a uma força misteriosa conhecida como energia escura. As descobertas vão contra manchetes recentes de que as supernovas do Tipo Ia não são de confiança na medição da expansão do Universo.

A utilização da luz da explosão de uma estrela, tão brilhante quanto galáxias inteiras, para determinar distâncias cósmicas, levou ao Prémio Nobel da Física em 2011. O método baseia-se no pressuposto que, tal como lâmpadas de uma potência conhecida, todas as supernovas do Tipo Ia têm quase o mesmo brilho máximo quando explodem. Esta consistência permite com que sejam usadas como "velas padrão" para medir os céus. Quanto mais fraca a luz, mais distante está a estrela. Mas o método tem sido posto em causa nos últimos anos por causa das descobertas de que a luz emitida pelas supernovas do Tipo Ia parecem mais inconsistentes do que o esperado.

"Os dados que examinámos combatem, de facto, essas reivindicações da morte das supernovas do Tipo Ia como uma ferramenta para medir o Universo," afirma Daniel Scolnic, pós-doutorado do Instituto Kavli para Física Cosmológica da Universidade de Chicago e coautor de uma nova investigação publicada na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. "Nós não devemos ser persuadidos por estas outras reivindicações apenas porque atraíram muita atenção, embora seja importante continuar a questionar e a reforçar as nossas suposições fundamentais."

Uma das últimas críticas às supernovas do Tipo Ia como ferramenta de medição concluiu que o brilho dessas supernovas parece estar em duas subclasses diferentes, o que poderia levar a problemas ao tentar medir distâncias. Na nova pesquisa, liderada por David Cinabro, professor de Wayne, Scolnic, Rick Kessler, investigador do Instituto Kavli, e outros, não encontraram evidências de duas subclasses de supernovas do Tipo Ia nos dados examinados do SDSS (Sloan Digital Sky Survey) - SSSLS (Supernovae Search and Supernova Legacy Survey). Os artigos recentes que desafiam a eficácia das supernovas do Tipo Ia para a medição usaram conjuntos diferentes de dados.

Uma segunda crítica centrou-se na forma como as supernovas do Tipo Ia são analisadas. Quando os cientistas descobriram que as supernovas do Tipo Ia eram mais fracas do que o esperado, concluíram que o Universo estava a expandir-se a um ritmo acelerado. Essa aceleração é explicada através da energia escura, que os cientistas estimam compor cerca de 70% do Universo. A força enigmática puxa a matéria, impedindo a gravidade de retardar a expansão do Universo.

No entanto, uma substância que perfaz 70% do Universo, mas permanece desconhecida, é frustrante para os cosmólogos. O resultado foi uma reavaliação das ferramentas matemáticas usadas para analisar supernovas que ganhou atenção em 2015, argumentando que as supernovas do Tipo Ia nem sequer mostram que a energia escura existe.

Scolnic e o colega Adam Riess, que ganharam em 2011 o Prémio Nobel pela descoberta da aceleração da expansão do Universo, escreveram um artigo na edição de 26 de outubro de 2016 da revista Scientific American, refutando as alegações. Eles mostraram que, mesmo que as ferramentas matemáticas usadas para analisar as supernovas do Tipo Ia tivessem sido usadas "incorretamente", ainda há uma probabilidade de 99,7% do Universo estar a acelerar.

As novas descobertas são tranquilizadoras para os cientistas que usam as supernovas do Tipo Ia para obter uma compreensão cada vez mais precisa da energia escura, comenta Joshua A. Frieman, membro do Laboratório do Acelerador Nacional Fermi, que não esteve envolvido no estudo.

"O impacto deste trabalho será o de reforçar a nossa confiança na utilização das supernovas do Tipo Ia como sondas cosmológicas," acrescenta.

Links:

Núcleo de Astronomia do CCVAlg:
02/12/2006 - Serão as supernovas Tipo Ia fiáveis?
14/09/2012 - Astrónomos afirmam que existência da energia escura é inequívoca
15/04/2014 - Hubble estende "fita métrica" estelar 10 vezes mais longe no espaço
07/06/2016 - Hubble descobre que Universo está a expandir-se mais depressa do que o esperado

Notícias relacionadas:
Universidade de Chicago (comunicado de imprensa)
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
Artigo científico (arXiv.org)
Scientific American
ScienceDaily
PHYSORG

Supernovas:
Wikipedia 
Tipo Ia (Wikipedia)
NASA

Universo:
Universo (Wikipedia)
Idade do Universo (Wikipedia)
Lei de Hubble (Wikipedia)
Estrutura a grande-escala do Universo (Wikipedia)
Big Bang (Wikipedia)
Cronologia do Big Bang (Wikipedia)

Energia escura:
Wikipedia