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  Arquivo | CCVAlg - Astronomia
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ciencia viva verao 2024
 
  Astroboletim #2137  
  30/08 a 02/09/2024  
     
 
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Astronomia no Verão pelo Centro Ciência Viva de Tavira
 

Observação noturna do céu de Tavira
Local: Forte do Rato
06/09/2024, 21:00 - Inscrição

Observação solar na praia do Barril
Local: acesso ao trilho para a praia do Barril
10/09/2024, 09:30 - Inscrição

Observação solar na ilha de Tavira
Local: perto dos restaurantes da ilha de Tavira
12/09/2024, 09:30 - Inscrição

A Lua sobre a ponte
Local: Ponte romana - Tavira
13/09/2024, 21:00

(sem inscrição obrigatória)

 

Consulte sempre a página das atividades para informações mais detalhadas como o itinerário, ponto de encontro, coordenadas GPS, duração da iniciativa, etc., e para fazer a sua inscrição caso seja obrigatória.
Todas as atividades estão dependentes de condições meteorológicas favoráveis.
Não dispensa a consulta do FAQ no site da Ciência Viva no Verão

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EFEMÉRIDES

DIA 30/08: 243.º DIA DO CALENDÁRIO GREGORIANO
NESTE DIA ACONTECEU...

Em 1983, missão STS-8 do vaivém Challenger. Foi o primeiro lançamento noturno do programa do vaivém espacial.
Em 1984, o vaivém Discovery fazia a sua viagem inaugural, a missão STS-41-D.
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Em 1991, lançamento do observatório espacial solar Yohkoh do Japão.
Em 2012, lançamento das sondas gémeas Van Allen da NASA, a bordo de um foguetão Atlas V. O seu propósito era recolher dados sobre as duas cinturas de radiação que rodeiam a Terra e revelar detalhes da influência do Sol sobre o nosso planeta.
HOJE, NO COSMOS:
Vénus, ainda bem baixo a oeste ao lusco-fusco, tem vindo a subir muito ligeiramente dia após dia, enquanto Espiga, uma estrela mais de primavera, com um centésimo do seu brilho, está finalmente a desaparecer por trás do horizonte, dizendo adeus a 2024. Será que ainda consegue detetar Espiga? Use binóculos.

 

DIA 31/08: 244.º DIA DO CALENDÁRIO GREGORIANO
NESTE DIA ACONTECEU...

Em 1913 nascia Bernard Lovell, físico e radioastrónomo inglês. Foi o primeiro diretor do Observatório Jodrell Bank, desde 1945 até 1980.
Em 1998, a Coreia do Norte lança, alegadamente, o seu 1.º satélite, chamado Kwangmyŏngsŏng-1.
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HOJE, NO COSMOS:
Tarde por estas noites, com a chegada do outono, Fomalhaut, a Estrela de Outono, aparece acima do horizonte a sudeste. A hora a que nasce depende de onde o observador vive. Observe-a a nascer a dois punhos à distância do braço esticado para baixo e para a direita do planeta Saturno. Pelas 23 horas não deverá ter dificuldade em avistar Fomalhaut baixa a sudeste caso tenha uma visão desimpedida naquela direção.

 

DIA 01/09: 245.º DIA DO CALENDÁRIO GREGORIANO
NESTE DIA ACONTECEU...

Em 1804, Juno, um dos maiores asteroides da cintura principal, é descoberto pelo astrónomo alemão Karl Ludwig Harding.
Em 1859, o físico solar Richard Carrington observa a primeira proeminência solar.
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Uma intensa aurora ocorreu no dia seguinte.
Em 1979, voo rasante da Pioneer 11 por Saturno (maior aproximação, 20.900 km). A Pioneer 11 mapeou a magnetosfera e o campo magnético de Saturno e descobriu que a sua maior lua, Titã, era fria demais para suportar vida.
Em 2000, um objeto com meio quilómetro, conhecido como 2000 QW7 - apenas descoberto a 26 de agosto de 2000, com o sistema NEAT da NASA/JPL - passou pela Terra a uma distância ligeiramente maior que 12 vezes a distância à Lua.
HOJE, NO COSMOS:
Pouco antes do amanhecer, olhe para este-nordeste e encontre a fina Lua com Mercúrio cerca de 4º para a sua direita. Uns binóculos ajudam.

 

DIA 02/09: 246.º DIA DO CALENDÁRIO GREGORIANO
NESTE DIA ACONTECEU...

Em 1859, uma super tempestade solar afeta serviços telegráficos por toda a Europa, América, Japão e Austrália.
Em 1970, a NASA anuncia o cancelamento de duas missões Apollo à Lua, a Apollo 15 (a mesma designação é re-usada numa missão posterior) e a Apollo 19.
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Em 1971, lançamento da soviética Luna 18, missão de recolha de amostras lunares. Colidiu com a Lua no dia 11 de setembro e as comunicações foram imediatamente perdidas.
Em 2023, primeira missão de observação solar da Índia: a ISRO (Indian Space Research Organisation) lança a sonda Aditya-L1.
HOJE, NO COSMOS:
Um sinal da estação que aí vem - Cassiopeia está agora razoavelmente alta a nordeste após o cair da noite, o seu "W" um pouco inclinado para o lado. E, para baixo, sobe a constelação de Perseu.
A parte superior de Perseu inclui o famoso Duplo Enxame. Para o encontrar, volte a Cassiopeia. Contando do topo, note o terceiro segmento do "W". Continue esse segmento para baixo, duas vezes o seu tamanho, e aí estão.
Procure o que parece uma pequena mancha difusa. Uns binóculos ou uma luneta ajudam a detetar o Enxame Duplo mesmo através de uma alguma poluição luminosa. O par é glorioso através de um telescópio.

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Telescópio Webb descobre que as primeiras galáxias não eram, afinal, demasiado massivas
 
Esta imagem mostra uma pequena porção do campo observado pela câmara NIRCam (Near-Infrared Camera) do Telescópio Espacial James Webb da NASA para o levantamento CEERS (Cosmic Evolution Early Release Science). Está repleto de galáxias. Algumas galáxias parecem ter-se tornado tão massivas, tão rapidamente, que as simulações não as conseguiam explicar. No entanto, um novo estudo conclui que algumas dessas primeiras galáxias são, de facto, muito menos massivas do que parecem. Os buracos negros nalgumas dessas galáxias fazem-nas parecer muito mais brilhantes e maiores do que realmente são.
Crédito: NASA, ESA, CSA, S. Finkelstein (Universidade do Texas)
 

Quando os astrónomos obtiveram os seus primeiros vislumbres de galáxias no início do Universo graças ao Telescópio Espacial James Webb da NASA, esperavam encontrar galáxias pequenas, mas em vez disso encontraram o que parecia ser um bando de "culturistas" olímpicos. Algumas galáxias pareciam ter crescido tão massivamente, tão rapidamente, que as simulações não conseguiam explicá-las. Alguns investigadores sugeriram que isto significava que algo podia estar errado com a teoria que explica de que é feito o Universo e de como evoluiu desde o Big Bang, conhecida como o modelo padrão da cosmologia.

De acordo com um novo estudo publicado na revista The Astronomical Journal, liderado pela estudante Katherine Chworowsky, da Universidade do Texas em Austin, algumas dessas galáxias primitivas são, de facto, muito menos massivas do que pareciam. Os buracos negros existentes nalgumas dessas galáxias fazem-nas parecer muito mais brilhantes e maiores do que realmente são.

"Ainda estamos a ver mais galáxias do que o previsto, embora nenhuma delas seja tão massiva que 'quebre' o Universo", disse Chworowsky.

A evidência foi fornecida pelo levantamento CEERS (Cosmic Evolution Early Release Science) do Webb, liderado por Steven Finkelstein, professor de astronomia na Universidade do Texas em Austin e coautor do estudo.

Os buracos negros acrescentam ao brilho

De acordo com este último estudo, as galáxias que aparentam ser demasiado massivas provavelmente albergam buracos negros que consomem gás rapidamente. A fricção no gás em movimento rápido emite calor e luz, tornando estas galáxias muito mais brilhantes do que seriam se essa luz emanasse apenas das estrelas. Esta luz extra pode fazer com que as galáxias pareçam conter muito mais estrelas e, por conseguinte, pareçam mais massivas do que seria de esperar. Quando os cientistas retiram estas galáxias, apelidadas de "pequenos pontos vermelhos" (com base na sua cor vermelha e tamanho pequeno), da análise, as restantes galáxias primitivas não são demasiado massivas para se enquadrarem nas previsões do modelo padrão.

"O resultado final é que não há uma crise em termos do modelo padrão da cosmologia", disse Finkelstein. "Sempre que se tem uma teoria que resistiu ao teste do tempo durante tantos anos, é preciso ter evidências esmagadoras para a pôr de lado. E este não é o caso".

Fábricas eficientes de estrelas

Embora tenham resolvido o dilema principal, subsiste um problema menos complexo: nos dados do Webb do Universo primitivo, ainda há cerca do dobro de galáxias massivas do que o esperado pelo modelo padrão. Uma razão possível pode ser o facto das estrelas se terem formado mais rapidamente no Universo primitivo do que atualmente.

"Talvez no início do Universo as galáxias fossem mais eficientes a transformar gás em estrelas", disse Chworowsky.

A formação estelar ocorre quando o gás quente arrefece o suficiente para sucumbir à gravidade e se condensar numa ou mais estrelas. Mas à medida que o gás se contrai, aquece, gerando pressão exterior. Na nossa região do Universo, o equilíbrio destas forças opostas tende a tornar o processo de formação estelar muito lento. Mas talvez, de acordo com algumas teorias, devido ao facto de o Universo primitivo ser mais denso do que o atual, fosse mais difícil expulsar o gás durante a formação das estrelas, permitindo que o processo fosse mais rápido.

Mais evidências de buracos negros

Simultaneamente, os astrónomos têm analisado os espetros dos "pequenos pontos vermelhos" descobertos com o Webb, tendo os investigadores da equipa do CEERS e outros levantamentos encontrado evidências de hidrogénio gasoso em movimento rápido, uma assinatura dos discos de acreção dos buracos negros. Isto apoia a ideia de que pelo menos parte da luz proveniente destes objetos vermelhos e compactos provém de gás que gira em torno de buracos negros e não de estrelas - reforçando a conclusão de Chworowsky e da sua equipa de que provavelmente não são tão massivas como os astrónomos pensavam inicialmente. No entanto, estão a chegar mais observações destes intrigantes objetos, que deverão ajudar a resolver o enigma sobre a quantidade de luz que provém das estrelas e não do gás em torno dos buracos negros.

Muitas vezes, em ciência, quando se responde a uma pergunta, isso leva a novas perguntas. Embora Chworowsky e os seus colegas tenham demonstrado que o modelo padrão da cosmologia provavelmente não foi quebrado, o seu trabalho aponta para a necessidade de novas ideias sobre a formação estelar.

"Por isso, ainda há uma sensação de intriga", disse Chworowsky. "Nem tudo está totalmente compreendido. É isso que torna divertido fazer este tipo de ciência, porque seria um campo terrivelmente aborrecido se um artigo científico descobrisse tudo, ou se não houvesse mais perguntas para responder".

// NASA (comunicado de imprensa)
// Universidade do Texas em Austin (comunicado de imprensa)
// STScI (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astronomical Journal)
// Artigo científico (arXiv.org)

 


Quer saber mais?

CCVAlg - Astronomia:
16/02/2024 - A descoberta de galáxias ultramassivas inesperadas pode não reescrever a cosmologia, mas ainda deixa questões em aberto
23/05/2023 - As galáxias "demasiado massivas" do JWST podem ser ainda mais massivas
28/02/2023 - Telescópio Webb avista galáxias antigas mas tão massivas que segundo a teoria atual nem sequer deveriam existir

Galáxia:
Wikipedia

Levantamento CEERS (Cosmic Evolution Early Release Science):
Página principal

JWST (Telescópio Espacial James Webb):
NASA
STScI
STScI (website para o público)
ESA
ESA/Webb
Wikipedia
Facebook
X/Twitter
Instagram
Blog do JWST (NASA)
Ciclo 3 GO do Webb (STScI)
Ciclo 3 GTO do Webb (STScI)
Ciclo 3 DDT do Webb (STScI)
NIRISS (NASA)
NIRCam (NASA)
MIRI (NASA)
NIRSpec (NASA)

 
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Cientistas do projeto EHT realizaram observações com a maior resolução alguma vez alcançada a partir da superfície da Terra
 
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Esta imagem artística mostra as localizações dos vários rádio observatórios no planeta que participaram numa experiência piloto levada a cabo pela Colaboração EHT (Event Horizon Telescope), a qual obteve as observações de mais alta resolução alguma vez alcançada apenas a partir do solo. As observações de teste detetaram a radiação emitida por galáxias distantes num comprimento de onda de 0,87 mm e foram efetuadas com alguns dos observatórios (a vermelho) que fazem parte do EHT, um telescópio virtual do tamanho da Terra. Uma destas galáxias distantes e pontuais encontra-se representada no canto superior direito, enviando sinais de rádio até à Terra.
Embora condições meteorológicas não ideais tenham dificultado as observações em alguns dos locais, a equipa conseguiu observar várias galáxias utilizando várias estações. Foram feitas deteções robustas utilizando diferentes pares de telescópios, marcados por pontos brilhantes: o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) com o APEX (Atacama Pathfinder EXperiment) no deserto do Atacama, no Chile, o ALMA com o telescópio IRAM de 30 metros, em Espanha, e o ALMA com o SMA (Submillimeter Array), no Hawaii.
A Colaboração EHT é famosa por ligar telescópios de todo o mundo, utilizando uma técnica chamada interferometria de linha de base muito longa, para obter imagens de buracos negros supermassivos. As observações EHT anteriores foram efetuadas a um comprimento de onda de 1,3 mm. Ao observar uma galáxia ativa distante a um comprimento de onda inferior, os investigadores conseguiram capturar imagens de resolução ainda mais elevada sem formar um telescópio virtual maior.
Crédito: ESO/M. Kornmesser
 

Com o auxílio do ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) e de outras instalações, a Colaboração EHT (Event Horizon Telescope) levou a cabo observações de teste com a mais alta resolução alguma vez obtida apenas a partir da superfície da Terra. Isto foi possível porque se detetou a radiação emitida por galáxias distantes a uma frequência de cerca de 345 GHz, o equivalente a um comprimento de onda de 0,87 mm. A Colaboração EHT estima que, no futuro, será capaz de obter imagens de buracos negros 50% mais pormenorizadas do que o que era possível até agora, tornando mais nítida a região imediatamente a seguir aos limites dos buracos negros supermassivos mais próximos. Será também possível obter imagens de mais buracos negros dos que os observados até agora. As novas deteções, que fazem parte de uma experiência piloto, foram publicadas na revista da especialidade The Astronomical Journal.

A Colaboração EHT divulgou imagens de M87*, o buraco negro supermassivo situado no centro da galáxia M87, em 2019, e de Sgr A*, o buraco negro que se encontra no coração da nossa Galáxia, a Via Láctea, em 2022. Estas imagens foram obtidas através da ligação de vários observatórios rádio em todo o planeta, utilizando uma técnica chamada interferometria de linha de base muito longa (VLBI), para criar um único telescópio virtual do "tamanho da Terra".

Para obter imagens de maior resolução, os astrónomos recorrem, normalmente, a telescópios maiores ou a uma maior separação entre os observatórios que fazem parte do interferómetro. No entanto, como o EHT já é do tamanho da Terra, foi necessário utilizar uma abordagem diferente para aumentar a resolução das observações. Outra forma de aumentar a resolução de um telescópio consiste em observar a radiação emitida pelos objetos astronómicos num comprimento de onda mais curto. Foi isso mesmo que a Colaboração EHT fez.

 
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Neste mapa, os pontos amarelos marcam a localização das antenas e redes que participaram numa experiência piloto levada a cabo pela Colaboração EHT (Event Horizon Telescope). Nesta experiência foi utilizada pela primeira vez com sucesso a técnica de interferometria de linha de base muito longa, que liga telescópios separados por centenas ou milhares de quilómetros, para observar a radiação a um comprimento de onda de 0,87 mm. Ao observar a radiação a este comprimento de onda mais curto, os investigadores do EHT conseguiram obter observações com maior resolução do que anteriormente, sem a necessidade de criar um telescópio maior. As deteções efetuadas apresentam a maior resolução jamais obtida a partir da superfície da Terra.
As infraestruturas que participaram nesta experiência foram: o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) e APEX (Atacama Pathfinder EXperiment), no Chile, o telescópio IRAM de 30 metros (30-M), em Espanha, e o NOEMA (NOrthern Extended Millimeter Array), na França, assim como o Telescópio da Gronelândia (GLT) e o SMA (Submillimeter Array), no Hawaii. O ESO é um parceiro no ALMA e coacolhe e co-opera o APEX.
Crédito: ESO/M. Kornmesser
 

"Com o EHT, obtivemos as primeiras imagens de buracos negros a partir de observações levadas a cabo no comprimento de onda de 1,3 mm, no entanto o anel brilhante que vimos, formado pela curvatura da luz devido à gravidade do buraco negro, ainda estava desfocado porque nos encontrávamos no limite absoluto da nitidez das imagens", explica o colíder do estudo, Alexander Raymond, anteriormente a fazer pós-doutoramento no Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian, e agora no JPL, ambos nos EUA. "A 0,87 mm, as nossas imagens apresentam-se mais nítidas e detalhadas, o que, por sua vez, irá provavelmente revelar novas propriedades destes objetos, tanto as que foram previamente previstas como outras que provavelmente não o foram".

Para mostrar que conseguia fazer deteções a 0,87 mm, a Colaboração EHT realizou observações de teste de galáxias distantes e brilhantes neste comprimento de onda. Em vez de utilizarem o conjunto completo do EHT, os investigadores empregaram dois subconjuntos mais pequenos, ambos incluindo o ALMA e o APEX (Atacama Pathfinder EXperiment), situados no deserto do Atacama, no Chile. O Observatório Europeu do Sul (ESO) é parceiro do ALMA e é coanfitrião e co-opera o APEX. Outras infraestruturas utilizadas incluem o telescópio IRAM de 30 metros em Espanha, o NOEMA (NOrthern Extended Millimeter Array) em França, o Telescópio da Gronelândia e o SMA (Submillimeter Array) no Hawaii.

Nesta experiência piloto, a Colaboração EHT conseguiu obter observações com uma resolução de 19 microssegundos de arco, o que corresponde à resolução mais elevada alguma vez obtida apenas a partir da superfície da Terra. No entanto, não foram criadas imagens já que, apesar de terem sido realizadas deteções robustas da radiação emitida por várias galáxias distantes, não foram utilizadas antenas suficientes para se poder reconstruir com precisão uma imagem a partir dos dados obtidos.

Este teste técnico abriu uma nova janela para o estudo dos buracos negros. Com o conjunto completo, o EHT poderá observar detalhes tão pequenos como 13 microssegundos de arco, o equivalente a ver uma moeda na Lua a partir da Terra. Isto significa que a 0,87 mm será possível obter imagens com uma resolução cerca de 50% superior à das imagens de 1,3 mm de M87* e Sgr A* anteriormente publicadas. Para além disso, será provavelmente possível observar buracos negros mais distantes, mais pequenos e mais ténues do que os dois que já foram observados até agora.

 
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Estas imagens simuladas por computador mostram a emissão perto do horizonte de eventos de um buraco negro semelhante a Sgr A*, nos comprimentos de onda 1,3 mm (à esquerda) e 0,87 mm (à direita). Estas imagens realçam o maior detalhe que pode ser visto quando se observa um buraco negro em comprimentos de onda mais curtos. A barra horizontal denota uma escala angular de 40 microssegundos de arco.
Crédito: Christian M. Fromm, Universidade de Würzburgo
 

O Diretor Fundador do EHT, Sheperd "Shep" Doeleman, astrofísico do CfA e colíder do estudo, afirma: "Observar a diferentes comprimentos de onda as alterações no gás que rodeia os buracos negros, ajudar-nos-á a compreender melhor como é que estes objetos atraem e acretam matéria e como é que lançam jatos poderosos que se propagam a distâncias galácticas".

Esta é a primeira vez que a técnica VLBI foi utilizada com sucesso a 0,87 mm. Embora a capacidade de observar o céu noturno a 0,87 mm já existisse antes destas novas deteções, a utilização da técnica VLBI neste comprimento de onda sempre apresentou desafios que exigiram tempo e avanços tecnológicos para serem ultrapassados. Por exemplo, o vapor de água na atmosfera absorve muito mais as ondas eletromagnéticas a 0,87 mm do que a 1,3 mm, dificultando a tarefa dos radiotelescópios de obter sinais de buracos negros no comprimento de onda mais curto. Combinando este facto com a turbulência atmosférica cada vez mais pronunciada e a acumulação de ruído em comprimentos de onda mais curtos, assim como a incapacidade de controlar as condições meteorológicas globais durante observações atmosféricas sensíveis, o progresso do VLBI para os comprimentos de onda mais curtos, especialmente aqueles que passam para o submilimétrico, tem sido lento. No entanto, e com estas novas deteções, tudo mudou.

"As deteções VLBI a 0,87 mm são inovadoras, uma vez que abrem uma nova janela de observação no estudo de buracos negros supermassivos", conclui Thomas Krichbaum, coautor do estudo, do Instituto Max Planck de Radioastronomia, na Alemanha, instituição que opera o telescópio APEX em conjunto com o ESO. E acrescenta: "No futuro, a combinação dos telescópios IRAM em Espanha (IRAM-30m) e NOEMA em França com o ALMA e o APEX permitirá obter simultaneamente imagens de emissões ainda mais ténues e mais pequenas do que o que tem sido possível até agora nestes dois comprimentos de onda, 1,3 e 0,87 mm".

// ESO (comunicado de imprensa)
// Observatório ALMA (comunicado de imprensa)
// NRAO (comunicado de imprensa)
// Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian (comunicado de imprensa)
// Instituto Max Planck de Radioastronomia (comunicado de imprensa)
// Universidade de Central Lancashire (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astronomical Journal)
// As mais nítidas observações, de sempre, a partir do solo (Eso Charsing Starlight via YouTube)
// Animação das deteções de mais alta resolução, de sempre, a partir apenas da superfície da Terra (ESO via YouTube)

 


Quer saber mais?

CCVAlg - Astronomia:
29/03/2024 - Astrónomos descobrem intensos campos magnéticos em espiral nas bordas do buraco negro central da Via Láctea
27/09/2022 - Astrónomos detetam bolhas de gás quente em torno do buraco negro supermassivo da Via Láctea
17/05/2022 - Fazendo sentido do que não faz sentido: os buracos negros e a biblioteca de simulações
17/05/2022 - O buraco negro da Via Láctea foi o "grito de nascimento" da radioastronomia
13/05/2022 - Astrónomos divulgam primeira imagem do buraco negro no coração da nossa Galáxia
25/05/2021 - Cientistas analisam dados da primeira imagem de um buraco negro
26/03/2021 - Astrónomos observam campos magnéticos nas bordas do buraco negro de M87
25/09/2020 - O anel em torno do buraco negro cintila
20/03/2020 - Equipa descobre método de aprimorar imagens de buracos negros
23/04/2019 - Como os cientistas capturaram a primeira imagem de um buraco negro
12/04/2019 - Astrónomos obtêm primeira imagem de um buraco negro
16/10/2018 - Qual é o aspeto de um buraco negro?
31/03/2017 - Os astrónomos vão tentar fotografar a região mais próxima do buraco negro da Via Láctea

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BBC Sky at Night
ScienceDaily
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EHT (Event Horizon Telescope):
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ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array):
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ALMA (NRAO)
ALMA (ESO)
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APEX (Atacama Pathfinder Experiment):
ESO
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IRAM:
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NOEMA (Northern Extended Milimeter Array):
IRAM
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GLT (Greenland Telescope):
Centro para Astrofísica | Harvard & Smithsonian
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SMA (Submillimeter Array):
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Buraco negro supermassivo:
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Sagitário A*:
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Via Láctea:
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M87*:
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M87:
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As medições da New Horizons lançam uma nova luz sobre a escuridão do Universo
 
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Impressão artística da nave espacial New Horizons da NASA tendo como pano de fundo o espaço profundo. A mais de 7,3 mil milhões de quilómetros da Terra, a New Horizons está a atravessar uma região do Sistema Solar suficientemente afastada do Sol para oferecer os céus mais escuros disponíveis a qualquer telescópio existente - e para proporcionar um ponto de observação único a partir do qual se pode medir o brilho global do Universo distante.
Crédito: NASA/JHUAPL/SwRI/Serge Brunier/Marc Postman/Dan Durda
 

Quão escuro é o espaço profundo? Os astrónomos podem ter finalmente respondido a esta pergunta de longa data, tirando partido das capacidades e da posição distante da nave espacial New Horizons da NASA, fazendo as medições diretas mais precisas de sempre da quantidade total de luz que o Universo gera.

Mais de 18 anos após o seu lançamento e nove anos após a sua histórica exploração de Plutão, a New Horizons encontra-se a mais de 7,3 mil milhões de quilómetros da Terra, numa região do Sistema Solar suficientemente afastada do Sol para oferecer os céus mais escuros disponíveis a qualquer telescópio existente - e para proporcionar um ponto de observação único a partir do qual se pode medir o brilho global do Universo distante.

"Se erguermos a nossa mão no espaço profundo, quanta luz brilha nela?", pergunta Marc Postman, astrónomo do STScI (Space Telescope Science Institute), em Baltimore, EUA, e autor principal de um novo artigo científico sobre a investigação publicado na revista The Astrophysical Journal. "Temos agora uma boa ideia de quão realmente escuro o espaço é. Os resultados mostram que a grande maioria da luz visível que recebemos do Universo foi gerada pelas galáxias. É importante notar que também não há evidências de níveis significativos de luz produzida por fontes que não são atualmente conhecidas pelos astrónomos."

As descobertas resolvem um enigma que tem deixado os cientistas perplexos desde a década de 1960, quando os astrónomos Arno Penzias e Robert Wilson descobriram que o espaço é permeado por uma forte radiação de micro-ondas, que se previa ser um remanescente da formação do próprio Universo. Este resultado levou a que lhes fosse atribuído o Prémio Nobel. Posteriormente, os astrónomos descobriram também a existência da radiação de fundo cósmico em raios X, raios gama e radiação infravermelha que também preenche o céu.

A deteção do fundo de luz "comum" (ou visível) - mais formalmente designado por fundo cósmico ótico - proporcionou uma forma de somar toda a luz gerada pelas galáxias ao longo da vida do Universo, antes do Telescópio Espacial Hubble e do Telescópio Espacial James Webb poderem ver diretamente as ténues galáxias de fundo.

Na era dos telescópios Hubble e James Webb, os astrónomos medem o fundo cósmico ótico para detetar a luz que pode ter origem de outras fontes que não as galáxias conhecidas. Mas medir a emissão total de luz do Universo é extremamente difícil a partir da Terra ou de qualquer ponto do Sistema Solar interior.

"Os cientistas têm tentado repetidamente medi-la diretamente, mas na nossa parte do Sistema Solar há demasiada luz solar e poeira interplanetária refletida, que dispersa a luz num nevoeiro que obscurece a luz ténue do Universo distante", disse Tod Lauer, coinvestigador da New Horizons, astrónomo do NOIRLab da NSF (National Science Foundation) em Tucson, no estado norte-americano do Arizona, e coautor do novo artigo científico. "Todas as tentativas de medir a força do fundo cósmico ótico a partir do Sistema Solar interior sofrem de grandes incertezas".

É aqui que entra a New Horizons, que está a milhares de milhões de quilómetros de distância dos planetas, agora na Cintura de Kuiper e a caminho do espaço interestelar. No final do verão passado, a uma distância 57 vezes superior à da Terra em relação ao Sol, a New Horizons fez uma varredura do Universo com o seu instrumento LORRI (Long Range Reconnaissance Imager), recolhendo duas dúzias de campos separados [de imagem]. O LORRI foi intencionalmente protegido do Sol pelo corpo principal da nave espacial - impedindo que mesmo a luz mais ténue do Sol entrasse diretamente na câmara sensível - e os campos-alvo foram posicionados longe do disco brilhante e do núcleo da Via Láctea, bem como das estrelas brilhantes mais próximas.

Os observadores da New Horizons utilizaram outros dados, obtidos no infravermelho distante pela missão Planck da ESA, de campos com uma gama de densidade de poeira para calibrar o nível dessas emissões no infravermelho distante ao nível da luz visível comum. Isto permitiu-lhes prever com precisão e corrigir a presença de luz da Via Láctea dispersa pela poeira nas imagens do fundo cósmico ótico - uma técnica que não estava disponível durante um teste de observação realizado em 2021 com a New Horizons, no qual subestimaram a quantidade de luz dispersa pela poeira e sobrestimaram o excesso de luz do próprio Universo.

Mas desta vez, depois de contabilizar todas as fontes de luz conhecidas, como estrelas de fundo e luz espalhada por finas nuvens de poeira dentro da Galáxia, a nossa Via Láctea, os investigadores descobriram que o nível restante de luz visível era totalmente consistente com a intensidade da luz gerada por todas as galáxias nos últimos 12,6 mil milhões de anos.

"A interpretação mais simples é que o fundo cósmico ótico é completamente devido às galáxias", disse Lauer. "Olhando para fora das galáxias, encontramos escuridão e nada mais".

"Este trabalho recentemente publicado é uma contribuição importante para a cosmologia fundamental e é algo que só poderia ser feito com uma nave espacial distante como a New Horizons", disse o investigador principal da New Horizons, Alan Stern, do SwRI (Southwest Research Institute) em Boulder, Colorado, EUA. "E mostra que a nossa atual missão alargada está a dar importantes contributos científicos muito para além da intenção original desta missão planetária concebida para fazer as primeiras explorações próximas de Plutão e dos objetos da Cintura de Kuiper".

Lançada em janeiro de 2006, a New Horizons fez o reconhecimento histórico de Plutão e das suas luas em julho de 2015, antes de dar à humanidade o seu primeiro olhar de perto de um bloco de construção planetária e objeto da Cintura de Kuiper, de nome Arrokoth, em janeiro de 2019. A New Horizons está agora na sua segunda missão estendida, captando imagens de objetos distantes da Cintura de Kuiper, caracterizando a heliosfera exterior do Sol e fazendo importantes observações astrofísicas a partir do seu ponto de vista inigualável nas regiões mais distantes do Sistema Solar.

// JHUAPL (comunicado de imprensa)
// STScI (comunicado de imprensa)
// NOIRlab (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal)
// Artigo científico (arXiv.org)

 


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New Horizons:
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JHUAPL
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Álbum de fotografias
A Nebulosa da Tulipa e o Buraco Negro Cygnus X-1

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(clique na imagem para ver versão maior)
Crédito: Anirudh Shastry
 
Quando é que se pode ver um buraco negro, uma tulipa e um cisne ao mesmo tempo? À noite - se o momento for propício e se o telescópio estiver apontado na direção certa. A complexa e bela Nebulosa da Tulipa floresce a cerca de 8000 anos-luz de distância, na direção da constelação de Cisne. A radiação ultravioleta de estrelas jovens e energéticas, na orla da associação OB3, incluindo a estrela de classe O, HDE 227018, ioniza os átomos e alimenta a emissão da Nebulosa da Tulipa. Stewart Sharpless catalogou esta nuvem de gás e poeira interestelar com quase 70 anos-luz de diâmetro e brilho avermelhado, em 1959, como Sh2-101. Também no campo de visão em destaque está o buraco negro Cygnus X-1, que pode ser considerado um microquasar porque é uma das mais fortes fontes de raios X no céu do planeta Terra. "Dinamitado" por poderosos jatos de um buraco negro à espreita, a sua frente de choque curva e azulada, mais ténue, é apenas ligeiramente visível para lá das pétalas da Tulipa cósmica, perto do lado direito da imagem.
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