Dia 17/12: 351.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1957, os EUA lançam com sucesso o primeiro missil balístico intercontinental Atlas em Cabo Canaveral, Flórida.
Em 2003, voo 11P do SpaceShipOne, pilotado por Brian Binnie, o seu primeiro voo supersónico. Observações: Já alguma vez observou o nascer de Sirius? Encontre um horizonte desimpedido a este-sudeste, e fique atento(a) a Sirius a subir pelo céu a dois punhos à distância do braço esticado para baixo da cintura de três estrelas de Orionte. Sirius nasce depois das 20:00, a hora exata depende da posição do observador.
Cerca de 15 minutos antes do nascer de Sirius, uma estrela menos conhecida nasce para a direita do local onde Sirius começa a aparecer: Beta Canis Majoris ou Mirzam, um nome
que significa "arauto". O que Mirzam anuncia é Sirius. Provavelmente não vai confundir as duas; o "Arauto" de segunda magnitude é apenas 1/20 tão brilhante quando o "rei das estrelas", que faz em breve a sua aparição.
Quando uma estrela está assim tão baixa, tende a piscar lentamente, muitas vezes com cores vívidas. Sirius é brilhante o suficiente para também mostrar estes efeitos, especialmente com binóculos.
Dia 18/12: 352.º dia do calendário gregoriano. História: Em 1856 nascia J. J. Thomson, físico inglês, conhecido pela descoberta do eletrão e pela invenção do espectrómetro de massa.
Em 1958, lançamento do Projecto SCORE, o primeiro satélite de comunicações.
Em 1966, Richard Walker descobre a lua de Saturno, Epimeteu, que depois esteve "perdida" durante 12 anos.
Em 1973, é lançada a Soyuz 13, tripulada pelos cosmonautas Valentin Lebedev e Pyotr Klimuk, de Baikonur, União Soviética.
Em 1999, a NASA lança para órbita a plataforma Terra, transportando cinco instrumentos de observação terrestre: o ASTER, CERES, MISR, MODIS e MOPITT.
Em 2001, a aventureira sonda da NASA, Deep Space 1, desliga os seus motores iónicos e a missão chega ao fim.
Em 2018, um meteoro explode sobre o Mar de Bering com uma força 10 vezes superior à da bomba atómica que destruiu Hiroshima em 1945. Observações: Ao lusco-fusco, use binóculos ou um telescópio para tentar avistar o Cometa Leonard, 5º para baixo de Vénus a sudoeste. Ainda deverá ter magnitude 6.
A Lua, praticamente Cheia, brilha entre os chifres de Touro, Beta e Zeta Tauri. Está
no apogeu, o que a torna numa "mini-Lua" Cheia, apenas um pouco mais pequena que a média: o oposto de uma super-Lua no perigeu.
Dia 19/12: 353.º dia do calendário gregoriano. História: Em 1852 nascia Albert A. Michelson, físico americano conhecido pelo seu trabalho na medição da velocidade da luz e especialmente pela experiência Michelson-Morley.
Em 1972, a Apollo 17, a última missão lunar tripulada, regressava à Terra.
Em 2013, a sonda europeia Gaia é lançada para o espaço. Observações: Lua Cheia, pelas 04:35.
Esta é a altura do ano em que M31, a Galáxia de Andrómeda, passa perto do zénite pouco depois do anoitecer (se viver a latitudes médias norte). A hora exata depende da sua longitude. Uns binóculos mostram M31 logo ao lado do joelho da figura da constelação de Andrómeda.
Dia 20/12: 354.º dia do calendário gregoriano. História: Em 1904, era fundado o Observatório Solar do Mt. Wilson.
Em 1996, morria Carl Sagan, considerado por muitos o maior divulgador de Astronomia da História.
Em 1999, lançamento da missão STS-103 do vaivém Discovery, a terceira missão de serviço ao Telescópio Hubble.
Em 2019, a Força Espacial dos EUA torna-se o primeiro novo ramo das Forças Armadas dos EUA desde 1947. Observações: Últimos "cartuchos" de outono. É a noite mais longa do ano para o hemisfério norte, a mais curta para o hemisfério sul. O inverno começa amanhã.
Veja estrelas em órbita do buraco negro supermassivo da Via Láctea nas imagens mais profundas de sempre
Estas imagens anotadas, obtidas com o instrumento GRAVITY montado no VLTI do ESO entre março e julho de 2021, mostram estrelas a orbitar muito perto de Sagitário A*, o buraco negro supermassivo situado no coração da Via Láctea. Uma destas estrelas, chamada S29, foi observada quando fazia a sua passagem mais próxima ao buraco negro, passando a uma distância de apenas 13 mil milhões de km deste objeto supermassivo, o que equivale a 90 vezes a distância Terra-Sol. Outra estrela, S300, foi detetada pela primeira vez nas novas observações do VLTI. Para obter as novas imagens, os astrónomos usaram uma técnica de aprendizagem de máquina, chamada Teoria de Campos de Informação. Foi feito um modelo de como seriam as fontes reais e seguidamente simulou-se o modo como o GRAVITY as veria. Por fim, fez-se uma comparação entre a simulação e as observações GRAVITY. Deste modo foi possível encontrar e seguir estrelas em torno de Sagitário A* com uma profundidade e precisão sem precedentes.
Crédito: colaboração ESO/GRAVITY
O VLTI (Very Large Telescope Interferometer) do ESO capturou as imagens mais profundas e nítidas obtidas até à data da região em torno do buraco negro supermassivo situado no centro da nossa Galáxia. As novas imagens permitiram-nos ver 20 vezes mais perto do buraco negro do que o que era possível anteriormente sem o VLTI e ajudaram os astrónomos a encontrar uma estrela previamente desconhecida perto deste objeto supermassivo. Ao seguir as órbitas das estrelas no centro da nossa Via Láctea, a equipa obteve a medição mais precisa de sempre da massa do buraco negro.
"Queremos saber mais sobre Sagitário A*, o buraco negro situado no centro da Via Láctea: Qual a sua massa? Será que gira? As estrelas em redor comportam-se exatamente como o previsto pela Teoria da Relatividade Geral de Einstein? A melhor maneira de responder a estas questões é seguir estrelas que se deslocam em órbitas próximas do buraco negro supermassivo. E agora estamos a demonstrar que conseguimos fazê-lo com um nível de precisão mais elevado do que antes," explica Reinhard Genzel, um diretor do Instituto Max Planck para Física Extraterrestre (MPE) em Garching, Alemanha, que recebeu um Prémio Nobel em 2020 pelo seu trabalho de investigação sobre Sagitário A*. Os mais recentes resultados de Genzel e da sua equipa, correspondentes ao culminar de um longo estudo de três décadas de estrelas em órbita do buraco negro supermassivo da Via Láctea, foram publicados em dois artigos científicos na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics.
Na sua procura por ainda mais estrelas perto do buraco negro, a equipa, chamada colaboração GRAVITY, desenvolveu uma nova técnica de análise para obter as imagens mais profundas e nítidas de sempre do nosso Centro Galáctico. "O VLTI dá-nos uma excelente resolução espacial e com as novas imagens conseguimos ver mais profundamente do que antes. Estamos espantados com a quantidade de detalhe das imagens e com a ação e número de estrelas reveladas em torno do buraco negro," diz Julia Stadler, investigadora no Instituto Max Planck para Astrofísica em Garching, que liderou a equipa na obtenção de imagens durante o tempo que trabalhou no MPE. Curiosamente, a equipa descobriu uma estrela, S300, que ainda não tinha sido observada anteriormente, mostrando assim quão potente é este método no que concerne à deteção de objetos muito ténues próximos de Sagitário A*.
Com estas mais recentes observações, levadas a cabo entre março e julho de 2021, a equipa focou-se em obter medições precisas de estrelas quando estas se aproximam do buraco negro, o que incluiu a já conhecida estrela S29, que fez sua aproximação máxima ao buraco negro no final de março de 2021, quando passou a uma distância de apenas 13 mil milhões de km deste objeto, o que equivale a 90 vezes a distância Terra-Sol, à velocidade extraordinária de 8740 km/s. Nunca nenhuma outra estrela tinha sido observada tão perto, ou a viajar tão depressa, em torno do buraco negro central.
As medições e as imagens obtidas pela equipa foram possíveis graças ao GRAVITY, um instrumento único que a colaboração desenvolveu para o VLTI do ESO. O GRAVITY combina a radiação recolhida pelos quatro Telescópios Principais de 8,2 metros do VLT (Very Large Telescope), usando uma técnica chamada interferometria. Esta técnica é complexa, "mas no final dá-nos uma imagem 20 vezes mais nítida do que as obtidas pelos telescópios individuais, revelando-nos assim os segredos do Centro Galáctico," disse Frank Eisenhauer do MPE, investigador principal do GRAVITY.
"Seguir as estrelas que se encontram em órbitas próximas de Sagitário A* permite-nos investigar de forma precisa o campo gravitacional que rodeia o buraco negro massivo mais próximo da Terra, para testar a Relatividade Geral e determinar as propriedades do buraco negro," explica Genzel. As novas observações, combinadas com dados anteriores obtidos pela equipa, confirmam que as estrelas seguem percursos exatamente como os previstos pela Relatividade Geral para objetos que se deslocam em torno de um buraco negro com uma massa de 4,3 milhões de vezes a massa solar. Trata-se da estimativa mais precisa obtida até à data da massa do buraco negro central da Via Láctea. Os investigadores conseguiram também afinar a distância a Sagitário A*, chegando ao valor de 27.000 anos-luz.
Para obter as novas imagens, os astrónomos usaram uma técnica de aprendizagem de máquina, chamada Teoria de Campos de Informação. Foi feito um modelo de como seriam as fontes reais e seguidamente simulou-se o modo como o GRAVITY as veria. Por fim, fez-se uma comparação entre a simulação e as observações GRAVITY. Deste modo foi possível encontrar e seguir estrelas em torno de Sagitário A* com uma profundidade e precisão sem precedentes. Para além das observações GRAVITY, a equipa utilizou também dados do NACO e do SINFONI, dois instrumentos anteriores do VLT, assim como medições do Observatório Keck e do Observatório Gemini do NOIRLab nos EUA.
No final desta década, o GRAVITY será atualizado para o GRAVITY+ e o instrumento melhorado será também instalado no VLTI do ESO, pretendendo-se assim aumentar ainda mais a sensibilidade deste instrumento para revelar estrelas ainda mais ténues e ainda mais próximas do buraco negro central. A equipa pretende eventualmente descobrir estrelas tão próximas deste objeto que as suas órbitas sentirão os efeitos gravitacionais causados pela rotação do buraco negro. O futuro ELT (Extremely Large Telescope) do ESO, atualmente em construção no deserto chileno do Atacama, permitirá à equipa medir a velocidade destas estrelas com elevado grau de precisão. "Com o poder combinado do GRAVITY+ e do ELT, seremos capazes de descobrir a velocidade de rotação do buraco negro," diz Eisenhauer. "Até agora ainda ninguém conseguiu fazer isso."
Pela primeira vez na história, uma nave espacial tocou o Sol. A Parker Solar Probe da NASA voou através da atmosfera superior do Sol - a coroa - e aí estudou as partículas e os campos magnéticos.
O novo marco assinala um passo importante para a Parker Solar Probe e um salto gigantesco para a ciência solar. Tal como a aterragem na Lua permitiu aos cientistas compreender como foi formada, tocar nas mesmas coisas de que o Sol é feito ajudará os cientistas a descobrir informações críticas sobre a nossa estrela mais próxima e a sua influência sobre o Sistema Solar.
Impressão de artista da Parker Solar Probe a "tocar o Sol".
Crédito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA/Joy Ng
"A Parker Solar Probe 'tocar o Sol' é um momento monumental para a ciência solar e um feito verdadeiramente notável," disse Thomas Zurbuchen, administrador associado do Diretorado de Missões Científicas na sede da NASA em Washington. "Este marco não só nos fornece uma visão mais profunda da evolução do nosso Sol e do seu impacto no nosso Sistema Solar, mas tudo o que aprendermos sobre a nossa própria estrela também nos ensina mais sobre as estrelas no resto do Universo."
À medida que passa cada vez mais perto da superfície solar, a Parker está a fazer novas descobertas que outras naves espaciais estavam demasiado longe para ver, incluindo de dentro do vento solar - o fluxo de partículas do Sol que nos podem influenciar na Terra. Em 2019, a Parker descobriu que as estruturas magnéticas em ziguezague no vento solar, chamadas "switchbacks", são abundantes perto do Sol. Mas como e onde elas se formam permanecia um mistério. Reduzindo para metade a distância ao Sol desde então, a Parker Solar Probe passou agora suficientemente perto para identificar um local de origem: a superfície solar.
A primeira passagem através da coroa - e a promessa de mais "flybys" por vir - continuará a fornecer dados sobre fenómenos que são impossíveis de estudar de longe.
"Voando tão perto do Sol, a Parker Solar Probe sente agora condições na camada magneticamente dominada da atmosfera solar - a coroa - que nunca pudemos sentir antes", disse Nour Raouafi, cientista do projeto Parker no Laboratório de Física Aplicada Johns Hopkins em Laurel, no estado norte-americano de Maryland. "Vemos evidências de estar na coroa nos dados do campo magnético, dados do vento solar e visualmente em imagens". Na verdade, podemos ver a nave a voar através de estruturas coronais que podem ser observadas durante um eclipse solar total."
Mais perto do que nunca
A Parker Solar Probe foi lançada em 2018 para explorar os mistérios do Sol, viajando mais perto do que qualquer outra nave espacial. Três anos após o lançamento e décadas após a primeira conceção, a Parker chegou finalmente.
Ao contrário da Terra, o Sol não tem uma superfície sólida. Mas tem uma atmosfera superaquecida, feita de material solar ligado ao Sol pela gravidade e pelas forças magnéticas. À medida que o calor crescente e a pressão empurram esse material para longe do Sol, atinge um ponto em que a gravidade e os campos magnéticos são demasiado fracos para a conter.
Esse ponto, conhecido como superfície crítica de Alfvén, marca o fim da atmosfera solar e o início do vento solar. O material solar com a energia para o fazer atravessar esse limite torna-se o vento solar, que arrasta o campo magnético do Sol com ele à medida que atravessa o Sistema Solar, para a Terra e além dela. Mais importante, para lá da superfície crítica de Alfvén, o vento solar move-se tão rapidamente que as ondas dentro do vento nunca podem viajar suficientemente depressa para regressar ao Sol - cortando a sua ligação.
Até agora, os investigadores não sabiam exatamente onde se encontrava a superfície crítica de Alfvén. Com base em imagens remotas da coroa, as estimativas tinham-na colocado entre 10 a 20 raios solares da superfície do Sol - 6,9 a 13,8 milhões de quilómetros. A trajetória em espiral da Parker aproxima-a lentamente do Sol e durante as últimas passagens, a nave espacial estava consistentemente abaixo dos 20 raios solares (91% da distância da Terra ao Sol), colocando-a na posição de cruzar a fronteira - caso as estimativas estivessem corretas.
No dia 28 de abril de 2021, durante o seu oitavo "flyby" do Sol, a Parker Solar Probe encontrou as condições magnéticas e de partículas específicas a 18,8 raios solares (cerca de 13 milhões de quilómetros) acima da superfície solar que disseram aos cientistas que tinha atravessado a superfície crítica de Alfvén pela primeira vez e finalmente entrado na atmosfera solar.
"Esperávamos plenamente que, mais cedo ou mais tarde, encontrássemos a coroa durante pelo menos um curto período de tempo", disse Justin Kasper, autor principal de um novo artigo sobre este marco, publicado na revista Physical Review Letters, e vice-chefe de tecnologia da BWX Technologies, Inc. e professor da Universidade de Michigan. "Mas é muito emocionante que já a tenhamos alcançado."
No olho da tempestade
Durante o "flyby", a Parker Solar Probe passou várias vezes para dentro e para fora da coroa. Isto prova o que alguns tinham previsto - que a superfície crítica de Alfvén não tem a forma de uma bola lisa. Pelo contrário, tem espigões e vales que enrugam a superfície. Descobrir onde estas saliências se alinham com a atividade solar vinda da superfície pode ajudar os cientistas a aprender como os eventos no Sol afetam a atmosfera e o vento solar.
Quando a Parker Solar Probe passou pela coroa no seu nono encontro, a nave espacial voou por estruturas denominadas "serpentinas coronais". Estas estruturas podem ser vistas como características brilhantes movendo-se para cima nas imagens superiores e inclinadas para baixo nas imagens de baixo. Tal visão só é possível porque a nave voou acima e abaixo das serpentinas dentro da coroa. Até agora, as serpentinas só tinham sido vistas de longe. São visíveis da Terra durante os eclipses solares totais.
Crédito: NASA/APL John Hopkins/Laboratório de Pesquisa Naval
A certa altura, à medida que a Parker Solar Probe mergulhava para pouco menos de 15 raios solares (cerca de 10,5 milhões de quilómetros) da superfície do Sol, transitou uma característica na coroa chamada "pseudostreamer". Os "pseudostreamers" são estruturas massivas que se elevam acima da superfície do Sol e que podem ser vistas da Terra durante os eclipses solares.
Passar pelo "pseudostreamer" foi como voar pelo olho de uma tempestade. Dentro do "pseudostreamer", as condições acalmaram, as partículas abrandaram e o número de "switchbacks" caiu - uma mudança dramática da barragem incessante de partículas que a nave normalmente encontra no vento solar.
Pela primeira vez, a sonda encontrou-se numa região onde os campos magnéticos eram suficientemente fortes para dominar o movimento das partículas. Estas condições foram a prova definitiva de que a nave tinha atravessado a superfície crítica de Alfvén e entrado na atmosfera solar onde os campos magnéticos moldam o movimento de tudo na região.
A primeira passagem através da coroa, que durou apenas algumas horas, é uma das muitas planeadas para a missão. A Parker continuará a espiralar para cada vez mais perto do Sol, eventualmente alcançando 8,6 raios solares (6,16 milhões de quilómetros) da superfície. Os próximos "flybys", o seguinte do qual acontecerá em janeiro de 2022, provavelmente trará novamente a Parker Solar Probe através da coroa.
"Estou entusiasmado por ver o que a Parker encontra ao passar repetidamente pela coroa nos próximos anos", disse Nicola Fox, diretor da Divisão de Heliofísica na sede da NASA. "A oportunidade para novas descobertas é ilimitada."
A dimensão da coroa é também impulsionada pela atividade solar. À medida que o ciclo de 11 anos da atividade solar - o ciclo solar - ganha força, a orla exterior da coroa irá expandir-se, dando à Parker Solar Probe uma maior probabilidade de estar dentro da coroa por períodos de tempo mais longos.
"É uma região realmente importante onde entrar porque pensamos que todos os tipos de física podem 'ligar-se'", disse Kasper. "E agora estamos a entrar nessa região e esperamos começar a ver alguma desta física e alguns destes comportamentos."
Focando-se na origem das "switchbacks"
Mesmo antes das primeiras viagens através da coroa, alguma física surpreendente já estava a emergir. Em recentes encontros solares, a Parker Solar Probe recolheu dados que indicavam a origem das estruturas em forma de ziguezague no vento solar, chamadas "switchbacks". Os dados mostraram que um ponto de origem das "switchbacks" está na superfície visível do Sol - a fotosfera.
Quando chega à Terra, a 150 milhões de quilómetros de distância, o vento solar é um vento de proa implacável de partículas e campos magnéticos. Mas à medida que escapa ao Sol, o vento solar é estruturado e desigual. Em meados da década de 1990, a sonda Ulysses da NASA-ESA passou pelos polos do Sol e descobriu um punhado de "dobras" em forma de S nas linhas do campo magnético do vento solar, que desviaram as partículas carregadas num percurso em ziguezague ao escaparem do Sol. Durante décadas, os cientistas pensaram que estas "switchbacks" ocasionais eram excentricidades confinadas às regiões polares do Sol.
Em 2019, a 34 raios solares do Sol, a Parker descobriu que as "switchbacks" não eram raras, mas comuns no vento solar. Isto renovou o interesse pelas características e levantou novas questões: de onde vinham? Eram forjadas na superfície do Sol, ou moldadas por algum processo que torce os campos magnéticos na atmosfera solar?
As novas descobertas, publicadas na revista The Astrophysical Journal, confirmam finalmente que um ponto de origem está próximo da superfície solar.
As pistas vieram quando a Parker orbitou mais perto do Sol na sua sexta passagem rasante, a menos de 25 raios solares. Os dados mostraram que as "switchbacks" ocorrem em zonas e têm uma maior percentagem de hélio - conhecido por vir da fotosfera - do que de outros elementos. As origens das "switchbacks" foram ainda mais detalhadas quando os cientistas encontraram as zonas alinhadas com funis magnéticos que emergem da fotosfera entre estruturas de células de convecção chamadas supergrânulos.
Para além de serem o local de nascimento das "switchbacks", os cientistas pensam que os funis magnéticos podem estar na origem de um componente do vento solar. O vento solar vem em duas variedades diferentes - rápido e lento - e os funis podem ser de onde provêm algumas partículas do vento solar rápido.
"A estrutura das regiões com 'switchbacks' coincide com uma pequena estrutura de funil magnético na base da coroa," disse Stuart Bale, professor na Universidade da Califórnia, em Berkeley, autor principal do novo artigo sobre as "switchbacks". "Isto é o que esperamos de algumas teorias, e isto aponta uma fonte para o próprio vento solar."
Compreender onde e como emergem os componentes do vento solar rápido, e se estão ligados às "switchbacks", poderia ajudar os cientistas a responder a um mistério solar antigo: como a coroa é aquecida a milhões de graus, muito mais quente do que a superfície solar abaixo.
Embora as novas descobertas localizem a origem das "switchbacks", os cientistas ainda não podem confirmar como são formadas. Uma teoria sugere que podem ser criadas por ondas de plasma que rolam através da região como ondas oceânicas perto da costa. Outra afirma que são feitas por um processo explosivo conhecido como reconexão magnética, que se pensa ocorrer nas fronteiras onde os funis magnéticos se juntam.
"O meu instinto diz-me que, à medida que aprofundamos a missão e descemos cada vez mais perto do Sol, vamos aprender mais sobre a forma como os funis magnéticos estão ligados às 'switchbacks'," disse Bale. "E esperamos resolver a questão de qual o processo que as forma."
À medida que a Parker Solar Probe se aventura mais perto do Sol, está a atravessar para regimes desconhecidos e a fazer novas descobertas. Esta imagem representa as distâncias da Parker Solar Probe em relação ao Sol para alguns destes marcos e descobertas.
Crédito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA/Mary P. Hrybyk-Keith
Agora que os investigadores sabem o que procurar, as passagens mais próximas da Parker podem revelar ainda mais pistas sobre as trocas de energia e outros fenómenos solares. Os dados que estão por vir vão permitir aos cientistas vislumbrar uma região que é crítica para superaquecer a coroa e para empurrar o vento solar a velocidades supersónicas. Tais medições da coroa serão críticas para a compreensão de eventos meteorológicos espaciais extremos que podem perturbar as telecomunicações e danificar os satélites em torno da Terra.
"É realmente emocionante ver as nossas tecnologias avançadas conseguirem levar a Parker Solar Probe mais perto do Sol que nunca, e ser capaz de devolver ciência tão incrível," disse Joseph Smith, executivo do programa Parker na sede da NASA. "Estamos ansiosos por ver o que mais a missão descobre à medida que se aventura cada vez mais perto nos próximos anos."
Uma equipa internacional de investigadores de dez países, liderada por Michael Kramer do Instituto Max Planck para Radioastronomia em Bona, na Alemanha, realizou uma experiência ao longo de 16 anos para desafiar a teoria da relatividade geral de Einstein com alguns dos testes mais rigorosos já feitos. O seu estudo de um par único de estrelas extremas, chamadas pulsares, envolveu sete radiotelescópios espalhados por todo o mundo e revelou novos efeitos relativistas que eram esperados e que foram agora observados pela primeira vez. A teoria de Einstein, que foi concebida quando nem estes tipos de estrelas extremas nem as técnicas usadas para as estudar podiam sequer ser imaginadas, concorda com a observação até um nível de pelo menos 99,99%. Os resultados foram publicados na revista Physical Review X.
Mais de 100 anos após Albert Einstein ter apresentado a sua teoria da gravidade, os cientistas de todo o mundo continuam os esforços para encontrar falhas na relatividade geral. A observação de qualquer desvio da Relatividade Geral constituiria uma grande descoberta que abriria uma janela para nova física para lá da nossa compreensão atual do Universo.
Impressão artística do sistema de Pulsar Duplo, onde dois pulsares ativos orbitam-se um ao outro em apenas 147 minutos. O movimento orbital destas estrelas de neutrões extremamente densas causa uma série de efeitos relativistas, incluindo ondulações no espaço-tempo conhecidas como ondas gravitacionais. As ondas gravitacionais transportam energia dos sistemas, que diminuem cerca de 7 mm por dia como resultado. A medição correspondente está 99,987% de acordo com a previsão da relatividade geral.
Crédito: Michael Kramer/Instituto Max Planck para Radioastronomia
O líder da equipa de investigação, o professor Michael Kramer do Instituto Max Planck para Radioastronomia em Bona, na Alemanha, diz: "Nós estudámos um sistema de estrelas compactas que é um laboratório incomparável para testar teorias da gravidade na presença de campos gravitacionais muito fortes. Para nossa alegria, fomos capazes de testar uma pedra angular da teoria de Einstein, a energia transportada pelas ondas gravitacionais, com uma precisão que é 25 vezes melhor do que a do pulsar Hulse-Taylor (descoberto por Russell Alan Hulse e Joseph Hooton Taylor Jr. em 1974, que levou a que fossem laureados com o Prémio Nobel da Física em 1993) e 1000 vezes melhor do que o atualmente possível com os detetores de ondas gravitacionais." Ele explica que as observações não estão apenas de acordo com a teoria, "mas também pudemos ver efeitos que não podiam ser estudados antes."
A professora Ingrid Stairs da Universidade de Columbia Britânica em Vancouver dá um exemplo: "Seguimos a propagação de fotões de rádio emitidos por um farol cósmico, um pulsar, e rastreámos o seu movimento no forte campo gravitacional de um pulsar companheiro. Vemos pela primeira vez como a luz não é apenas atrasada devido a uma forte curvatura do espaço-tempo em torno da companheira, mas também que a luz é desviada por um pequeno ângulo de 0,04 graus que conseguimos detetar. Nunca antes uma experiência deste género tinha sido realizada numa curvatura do espaço-tempo tão alta."
Este laboratório cósmico conhecido como "Pulsar Duplo" (PSR J0737-3039) foi descoberto por membros da equipa em 2003. É composto por dois pulsares de rádio que se orbitam um ao outro em apenas 147 minutos com velocidades de cerca de 1 milhão de quilómetros por hora. Um pulsar gira muito depressa, cerca de 44 vezes por segundo. O companheiro é jovem e tem um período de rotação de 2,8 segundos. É o movimento em torno um do outro que pode ser usado como um laboratório de gravidade quase perfeito.
O professor Dick Manchester da CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation), na Austrália, ilustra: "Este movimento orbital veloz de objetos compactos como estes - são cerca de 30% mais massivos do que o Sol, mas têm apenas 24 km de diâmetro - permitem-nos testar muitas previsões diferentes da relatividade geral - sete no total! Além das ondas gravitacionais, a nossa precisão permite-nos sondar os efeitos da propagação da luz, como o chamado "Atraso de Shapiro" e a curvatura da luz. Também medimos o efeito da "dilatação do tempo" que faz com que os relógios funcionem mais lentamente em campos gravitacionais. Precisamos até de ter em atenção a famosa equação de Einstein, E = mc2, ao considerar o efeito da radiação eletromagnética emitida pelo pulsar de rotação rápida no movimento orbital. Esta radiação corresponde a uma perda de massa de 8 milhões de toneladas por segundo! Embora isto pareça muito, é apenas uma fração minúscula - 3 partes por cada mil quadriliões (!) - da massa do pulsar por segundo."
Os investigadores também mediram - com uma precisão de 1 parte por milhão (!) - que a órbita muda de orientação, um efeito relativista também bem conhecido da órbita de Mercúrio, mas aqui 140.000 vezes mais forte. Perceberam que, a este nível de precisão, também tinham que ter em consideração o impacto da rotação do pulsar no espaço-tempo circundante, que é "arrastado" com o pulsar giratório. O Dr. Norbert Wex do Instituto Max Planck para Radioastronomia, outro autor principal do estudo, explica: "Os físicos chamam a isto o efeito Lense-Thirring ou arrasto de referenciais. Na nossa experiência, isso significa que precisamos de considerar a estrutura interna de um pulsar como uma estrela de neutrões. Portanto, as nossas medições permitem-nos, pela primeira vez, usar o rastreamento preciso das rotações da estrela de neutrões, uma técnica que chamamos de 'temporização do pulsar' para fornecer restrições à extensão de uma estrela de neutrões."
Os sete radiotelescópios usados para observações do pulsar duplo PSR J0737-3039. No sentido horário a partir do canto superior esquerdo: Radiotelescópio Effelsberg (Alemanha), Radiotelescópio de Nançay (NRT, França), WSRT (Westerbork Synthesis Radio Telescope, Holanda), Radiotelescópio Parkes (Austrália), Observatório Jodrell Bank (Reino Unido), VLBA (Very Long Baseline Array, EUA), GBT (Green Bank Telescope, EUA).
Crédito: Norbert Junkes/MPIfR (Effelsberg), Letourneur e Observatório Nançay, ASTRON (WSRT), ATNF/CSIRO (Parkes), Anthony Holloway (Jodrell Bank), NRAO/AUI/NSF (VLBA), NSF/AUI/Observatório Green Bank Observatory
A técnica de temporização do pulsar foi combinada com cuidadosas medições interferométricas do sistema para determinar a sua distância com imagens de alta resolução, resultando num valor de 2400 anos-luz com apenas 8% de margem de erro. O membro da equipa, o professor Adam Deller da Universidade Swinburne na Austrália e responsável por esta parte da experiência, realça: "É a combinação de diferentes técnicas complementares de observação que acrescenta valor extremo à experiência. No passado, estudos semelhantes eram frequentemente dificultados pelo conhecimento limitado da distância a tais sistemas." Não é o caso aqui, onde além da temporização do pulsar e da interferometria, também os efeitos devido ao meio interestelar foram cuidadosamente levados em consideração. O professor Bill Coles, da Universidade da Califórnia em San Diego, concorda: "Nós reunimos todas as informações possíveis sobre o sistema e derivámos uma imagem perfeitamente consistente, envolvendo física de muitas áreas diferentes, como física nuclear, gravidade, meio interestelar, física de plasma e muito mais. Isto é bastante extraordinário."
"Os nossos resultados são bem complementares com outros estudos experimentais que testam a gravidade noutras condições ou observam diferentes efeitos, como os detetores de ondas gravitacionais ou o EHT (Event Horizon Telescope). Também complementam outras experiências de pulsares, como a nossa experiência de temporização num sistema estelar triplo, que forneceu um teste independente (e soberbo) da universalidade da queda livre," diz Paulo Freire, também do Instituto Max Planck para Radioastronomia.
Michael Kramer conclui: "Alcançámos um nível de precisão sem precedentes. Experiências futuras com telescópios ainda maiores podem ir, e irão, mais longe. O nosso trabalho mostrou a maneira como estas experiências precisam de ser realizadas e quais os efeitos subtis que agora necessitam de ser levados em consideração. E, talvez, um dia encontraremos um desvio na relatividade geral..."
Explosão estelar superbrilhante é provavelmente uma estrela moribunda dando origem a um buraco negro ou a uma estrela de neutrões (via MIT)
Em junho de 2018, telescópios de todo o mundo captaram um brilhante flash azul do braço em espiral de uma galáxia a 200 milhões de anos-luz de distância. A poderosa explosão pareceu ser inicialmente uma supernova, embora fosse muito mais rápida e brilhante do que qualquer outra explosão estelar que os cientistas já tivessem visto. O sinal, proceduralmente rotulado AT2018cow, tem desde então sido apelidado simplesmente de "The Cow", e os astrónomos catalogaram-no como um FBOT ("fast blue optical transient") - um evento brilhante e de curta duração de origem desconhecida. Ler fonte
Os "últimos suspiros" na vida das galáxias (via IAC)
Uma equipa de astrónomos descobriu que as galáxias com um Núcleo Galáctico Activo (AGN, "Active Galactic Nucleus") - que alberga buracos negros em contínuo crescimento que emitem grandes quantidades de energia e radiação - podem sofrer um período de rápido nascimento estelar antes de se desligarem completamente. A investigação, conduzida por astrónomos do Instituto de Astrofísica das Canarias (IAC), da Universidade de Southampton e do Instituto de Ciências Espaciais, ICE (IEEC-CSIC), foi publicada na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Ler fonte
Álbum de fotografias - HH 666: Pilar de Poeira, com Jato, em Carina
Para alguns, pode parecer-se com uma colmeia. Na realidade, a imagem em destaque, obtida pelo Hubble, capta um pilar cósmico de poeira, com mais de dois anos-luz de comprimento, dentro do qual está Herbig-Haro 666 - uma jovem estrela que emite jatos poderosos. A estrutura encontra-se dentro de uma das maiores regiões de formação estelar da nossa Galáxia, a Nebulosa Carina, brilhando no céu do hemisfério sul a uma distância de aproximadamente 7500 anos-luz. Os contornos do pilar, em camadas, são esculpidos pelos ventos e pela radiação das estrelas jovens, quentes e massivas de Carina, algumas das quais ainda estão em formação no interior da nebulosa. Uma imagem que penetra a poeira, no infravermelho, mostra melhor os dois jatos estreitos e energéticos que explodem para fora de uma estrela jovem ainda escondida.
Centro Ciência Viva do Algarve
Rua Comandante Francisco Manuel
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