GLOBO DE GALÁXIAS

Com o que o nosso universo parece? Essa representação mostra aproximadamente 50 mil galáxias no universo próximo, detectadas por dois telescópios de luzes infravermelhas.

O resultado é a imagem de um “globo” de galáxias que indica como o universo foi formado e está evoluindo. A faixa mais escura que atravessa o meio da imagem está bloqueada por poeira bem no plano da nossa Via Láctea. Distante do plano “láctico”, no entanto, cada ponto representa uma galáxia, em cores que indicam distância. Os pontos mais azulados mostram distâncias mais próximas, enquanto nos vermelhos, as distâncias são maiores.

Os nomes de algumas galáxias aparecem nos cantos. Muitas galáxias estão ligadas entre si por forças gravitacionais, formando aglomerados.[NASA]

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AGLOMERADOS DE GALÁXIAS DO UNIVERSO

A agência espacial americana (Nasa) anunciou nesta quarta-feira (15) a descoberta de um aglomerado de galáxias que parece ser um dos maiores e mais ativos objetos descobertos até agora no universo. O complexo foi chamado de Phoenix (Fênix, em português), em alusão à constelação em que se encontra.

Em conferência telefônica, o cientista Michael McDonald, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, nos Estados Unidos, afirmou que se trata de um objeto único que contém "a maior taxa de formação de estrelas jamais vista no centro de um conjunto de galáxias". Os pesquisadores descobriram Phoenix a partir de observações do telescópio Chandra, da Nasa, e de outros oito observatórios internacionais.

O aglomerado de galáxias, localizado a 5,7 bilhões de anos luz da Terra, pode levar os astrônomos a repensar a forma destas estruturas colossais e até mesmo das próprias galáxias. McDonald disse que a superestrutura é também o maior produtor de raios-X de qualquer grupo conhecido, além de um dos mais sólidos.

Segundo os dados colhidos, a velocidade de esfriamento de gás quente nas regiões centrais do agrupamento é ainda a maior já observada, o que pode ajudar a fornecer informações sobre como se formam as galáxias.

"Apesar da galáxia central da maioria dos grupos ter estado inativa durante bilhões de anos, a galáxia central nesse grupo parece ter voltado à vida com uma nova explosão de formação estelar", explica McDonald, coordenador do estudo que será publicado nesta semana no periódico Nature.

Como outros aglomerados de galáxias, Phoenix contém uma enorme reserva de gás quente, que por sua vez tem mais matéria que todas as galáxias do conjunto combinadas. Este gás quente emite grande quantidade de raios-X, esfriando rapidamente o centro do aglomerado, o que provoca um fluxo de gás para o interior e a formação de um grande número de estrelas, o que não é muito habitual.

Os astrônomos acham que o buraco negro supermaciço que costuma ser encontrado na galáxia central destes conjuntos bombeia energia ao sistema, o que evita que um esfriamento do gás ocasione uma explosão de formação de estrelas. No entanto, no caso de Phoenix, os jatos de energia desprendidos do buraco negro gigante da galáxia central não são suficientemente potentes para prevenir o esfriamento, daí o grande nível de atividade.

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PLANETAS PODEM SE FORMAR NO CENTRO GALÁCTICO

À primeira vista, o centro galáctico parece ser o último lugar da galáxia onde você iria procurar planetas: a agitação criada pelas ondas de choque resultantes de explosão de supernovas, a multidão de estrelas muito próximas, e as poderosas forças gravitacionais de um buraco negro supermassivo que chegam a torcer e enrolar o próprio tecido do espaço, tudo isto parece incompatível com os tênues anéis proto planetários, compostos de gás e poeira.  

Entretanto, uma pesquisa feita pela equipe de astrônomos liderada pela professora Ruth Murray-Clay do Centro para Astrofísica Harvard-Smithsoniano sugere que planetas podem se formar no meio deste furacão cósmico. A prova seria a nuvem de hidrogênio e hélio que está indo em direção ao centro galáctico.

Segundo a equipe, a nuvem é o resto de um disco protoplanetário que foi arrancado de uma estrela que não está visível. A estrela está viajando em direção ao buraco central, mas vai sobreviver à passagem, o que não vai acontecer com a nuvem de gás e poeira.

A nuvem foi descoberta por uma outra equipe de astrônomos usando o telescópio Very Large Telescope, ou VLT, no Chile. Na época, especulava-se que se tratava de um jato de gás resultante da colisão de duas estrelas.

Murray-Clay propôs uma explicação diferente. Segundo ela, estrelas recém-nascidas mantêm um disco de gás e poeira por milhões de anos. Se uma estrela destas mergulhasse em direção ao buraco negro central, a radiação e marés gravitacionais destruiriam o disco em poucos anos.

Os cientistas também identificaram a provável fonte da estrela errante: um anel de estrelas conhecido por orbitar o centro galáctico a uma distância de cerca de um décimo de um ano-luz. Foram detectadas dezenas de estrelas jovens e brilhantes do tipo O neste anel, o que sugere que centenas de estrelas menos brilhantes e semelhantes ao sol também estão na região. A interação entre elas poderia arremessar qualquer uma em direção ao núcleo galáctico, junto com o disco de gás e poeira.

Apesar deste disco protoplanetário estar sendo destruído, as outras estrelas do anel mantém o delas, e, portanto ainda podem formar planetas mesmo em tal ambiente hostil.

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PARTICULAS SUBATÔMICAS MAIS RÁPIDAS DO QUE A VELOCIDADE DA LUZ

Cientistas estão intrigados pelos resultados obtidos por cientistas do Centro Europeu de Investigação Nuclear (Cern, na sigla em inglês), em Genebra, que afirmaram ter descoberto partículas subatômicas capazes de viajar mais rápido do que a velocidade da luz.

Neutrinos enviados por via subterrânea das instalações de Cern para o de Gran Sasso, a 732 km de distância, pareceram chegar ao seu destino frações de segundo mais cedo que a teoria de um século de física faria supor.

As conclusões do experimento, que serão disponibilizadas na internet, serão cuidadosamente analisadas por outros cientistas.


Um dos pilares da física atual – tal e qual descrita por Albert Einstein em sua teoria da relatividade – é que a velocidade da luz é o limite a que um corpo pode viajar. Milhares de experimentos já foram realizados a fim de medi-la com mais e mais precisão.

Até então nunca havia sido possível encontrar uma partícula capaz de exceder a velocidade da luz.

“Tentamos encontrar todas as explicações possíveis para esse fenômeno. Queríamos encontrar erros – erros triviais, erros mais complicados, efeitos indesejados – e não encontramos”, disse à BBC um dos autores do estudo, Antonio Ereditato, ressaltando a cautela do grupo em relação às próprias conclusões.

“Quando você não encontra nada, conclui, ‘Bom, agora sou obrigado a disponibilizar e pedir à comunidade (científica internacional) que analise isto’.”

Partículas aceleradas. Já se sabe que os neutrinos viajam a velocidades próximas da da luz. Essas partículas existem em diversas variedades, e experimentos recentes observaren que são capazes de mudar de um tipo para outro.

No projeto de Antonio Ereditato, Opera Collaboration, os cientistas preparam um único feixe de um tipo de neutrinos, de múon, e os envia do laboratório de Cern, em Genebra, na Suíça, para o de Gran Sasso, na Itália, para observar quantos se transformam em outro tipo de neutrino, de tau.

Ao longo dos experimentos, a equipe percebeu que as partículas chegavam ao seu destino final alguns bilionésimos de segundo abaixo do tempo que a luz levaria para percorrer a mesma distância.

A medição foi repetida 15 mil vezes, alcançando um nível de significância estatística que, nos círculos científicos, pode ser classificada como uma descoberta formal.

Entretanto, os cientistas entendem que erros sistemáticos, oriundos, por exemplo, das condições em que o experimento foi realizado ou da calibração dos instrumentos, poderia levar a uma falsa conclusão a respeito da superação da velocidade da luz.

“Meu sonho é que outro experimento independente chegue à mesma conclusão – nesse caso eu me sentiria aliviado”, disse o cientista.

“Não estamos afirmando nada, pedimos a ajuda da comunidade para entender esses resultados malucos – porque eles são malucos. As consequências podem ser muito sérias.”

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DESCOBERTA A MISTERIOSA COLUNA VERTEBRAL DO UNIVERSO

Astrônomos encontraram matéria no espaço profundo que nunca havia sido vista e disseram que se entrelaça em filamentos similares ao de teias que formam a coluna vertebral do universo.

Esta ilustração mostra como o Hubble busca por bárions ou matéria normal ao olhar para a luz emitida por quasares a muitos bilhões de anos-luz de distância. Crédito: REUTERS/NASA/ESA/A. Feild (STScI)/Handout

Os fios etéreos, formado de átomos de hidrogênio e oxigênio, podem formar a metade ma matéria que os cientistas sabiam que existia, mas simplesmente não conseguiam ver, disseram os pesquisadores.

Os cientistas sabem a muito tempo que há muito mais matéria no universo do que é possível observar nas galáxias e estrelas. Não há apenas matéria bariônica invisível (os prótons e nêutrons que formam os átomos), mas também há uma quantidade ainda maior de matéria “escura” invisível. Bebê de 140 anos era uma estrela

Agora metade da matéria bariônica invisível apareceu, vista pelo telescópio espacial Hubble e o FUSE, ambos da NASA.

“Nós estamos vendo os fios de uma estrutura similar ao de uma teia, que forma a medula do universo”, disse Mike Shull da Universidade do Colorado (EUA), que colaborou na coordenação do estudo publicado na revista científica “The Astrophysical Journal”.

A matéria está espalhada na forma de oxigênio e hidrogênio superaquecidos, no que antes pareciam vastos espaços vazios entre as galáxias.

No entanto observações de um quasar (um objeto muito brilhante no espaço profundo), mostra sua luz difusa similar à de um farol que pode refletir em uma fina neblina, que é invisível no escuro.

“É como uma teia de aranha. A gravidade da teia da aranha é o que produz o que nós vemos”, disse Mike. “É muito fina. Uma parte dela é formada por gás muito quente a quase [meio] milhão de graus.”

É aí que entra a matéria escura. É ela que está aquecendo o gás, segundo Mike.

“A matéria escura possui gravidade. Ela puxa o gás, (…) isso causa o que eu chamo de ondas de choque de explosões sônicas. Este choque aquece o gás. Isso faz com que ele seja ainda mais difícil de ver.”

Os átomos de oxigênio estão em uma forma ionizada básica. Cinco dos oito elétrons se foram. Ele emite um espectro de luz ultravioleta que os instrumentos dos telescópios puderam captar, disse Mike. Gigantesco buraco negro é catapultado para o espaço.

Estes filamentos de matéria são as estruturas sobre as quais as galáxias se formam, ele disse.

“Portanto, quando olhamos para a distribuição das galáxias em uma escala muito grande, nós vemos que ela não é uniforme. Elas se espalham em folhas e filamentos.”

Algumas galáxias anãs ou pequenas quantidades de matéria nestas estruturas podem estar formando galáxias agora mesmo, disseram os pesquisadores.

Mike e seus colegas disseram que os filamentos são muito quentes para serem vistos em luz visível e muito frios para serem vistos através de raios-x.

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VIA LÁCTEA É UM GRÃO DE AREIA PERTO DA MAIOR GALÁXIA

Não é novidade que a Terra (ou seja, nós) fica em uma galáxia chamada Via Láctea. Também não é novidade que essa galáxia é enorme – precisamente, tem cerca de 100.000 anos-luz de diâmetro.

Caso você esteja se perguntando, um ano-luz equivale a aproximadamente 10 trilhões de quilômetros. Para colocar os números em perspectiva, pense na Voyager 1, a sonda da NASA com a maior capacidade de viagem espacial que atingiu o ponto mais distante a partir da Terra até hoje: ela viajou um total de 18,19 bilhões de quilômetros nos últimos 35 anos.

É por isso que com certeza nunca visitaremos IC 1101, que fica na constelação de Serpens, uma enorme galáxia lenticular que reside no centro do aglomerado de galáxias Abell 2029, composto de milhares delas. Ela tem nada mais, nada menos que cerca de 5,5 milhões de anos-luz de diâmetro, e está a mais de um bilhão de anos-luz de distância da Terra.

Finalmente, se você acha o sol um troço gigante – e é -, saiba que ele também é apenas uma estrela de cerca de 100 a 200 bilhões na Via Láctea. E quantas existem em IC 1101? 100 trilhões.

A IC 1101 não se tornou a maior galáxia conhecida do universo do dia para noite. O processo provavelmente levou bilhões de anos.

Os cientistas afirmam que galáxias menores tornaram-se atraídas umas pelas outras e colidiram. Este processo, apesar de longo e árduo, acabou criando uma galáxia exponencialmente gigante, cheia de novos materiais e estrelas no processo.

Abell 2029. À direita, imagem ótica, à esquerda, imagem de raios-X.
A galáxia foi observada como parte do programa XMM-Newton Slew Survey Programme. O aglomerado Abell 2029 pode ser visto em raios-X porque está envolto em uma gigantesca nuvem de gás quente. Devido a sua elevada temperatura, ela emite fótons de raios-X.

O aglomerado também está envolto em uma quantidade de matéria escura equivalente a mais de uma centena de trilhões de sóis.

Ao medir com precisão a distribuição da temperatura e da intensidade dos raios-X em Abell 2029, os astrônomos tiveram uma ideia da distribuição de matéria escura na região interna do aglomerado de galáxias.

Os dados de raios-X sugerem que a densidade de matéria escura aumenta suavemente conforme se aproxima da gigante galáxia central. Esta descoberta está de acordo com as previsões dos modelos de matéria escura fria, e é contrária a outros modelos de matéria escura que predizem um nivelamento da quantidade de matéria escura no centro do aglomerado.

Se Abell 2029 for uma amostra representativa do universo, os novos dados indicam que 70 a 90% da massa do universo consistem de matéria escura fria – partículas misteriosas, “sobras” de um universo jovem e denso, que interagem umas com as outras e a com matéria “normal” apenas através da gravidade.

A matéria escura fria recebeu o seu nome a partir da suposição de que suas partículas estavam se movendo lentamente quando galáxias e aglomerados de galáxias começaram a se formar. A natureza exata dessas partículas é ainda desconhecida.[Chandra, XMM, Astounde]

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NOSSO UNIVERSO PODE SER PARTE DE MAIS UNIVERSOS

Quando aprendemos nossos primeiros conceitos sobre astronomia, geralmente nos é ensinado que existe um único universo, com incontáveis galáxias, e que vivemos dentro de uma delas. Recentemente, no entanto, cientistas estão considerando a chance de haver mais de um universo.

Essa ideia, defendida por astrônomos de duas universidades britânicas, é por enquanto apenas uma hipótese. Basicamente, parte de uma teoria chamada de “inflação eterna”. Após o Big Bang, houve diferença na expansão do espaço-tempo (escala física usada para medir eventos espaciais) em lugares diferentes. Ou seja, cada fragmento de universo teria nascido de acordo com suas próprias leis físicas que regem o tempo e o espaço.

O que dá suporte a essa teoria, mais recentemente, é o estudo da radiação cósmica de fundo (CMB, na sigla em inglês). Essa radiação, que aparece no universo na frequência mais alta possível de microondas, deixa marcas no espaço-tempo. Segundo a teoria dos vários universos, essas marcas foram deixadas após a colisão dos vários universos ao longo de suas existências. Nosso próprio universo, portanto, poderia já ter colidido com um ou mais “vizinhos”.

Para que se possa entender esse mecanismo, os cientistas britânicos fizeram uma comparação com bolhas de sabão. Imagine que cada bolha de sabão é um universo, com suas próprias leis físicas de espaço-tempo. Quando duas bolhas de sabão encostam uma na outra, a área em que elas se tocam torna-se circular. Da mesma maneira, quando dois universos colidem, a radiação CMB resultante do choque também toma forma circular. Essa radiação circular, dessa forma, seria um sinal claro de que dois universos colidiram naquele ponto.

A parte prática desse estudo, medida a partir de um algoritmo criado pelos astrônomos, teve um resultado que agradou em parte os cientistas.

De fato, foi possível observar a incidência de CMB circulares em certas áreas do espaço, que foram marcadas como indicativos dessa teoria. Não se conseguiu, entretanto, definir um padrão para o aparecimento dessas CMB, que continuam parecendo aleatórias.

Um argumento, mais lógico do que propriamente físico, é usado pelos defensores da teoria. Segundo eles, o nosso universo é exatamente “desenhado” para que se possa haver vida, já que a harmonia entre constantes como a gravidade e a velocidade da luz permite isso. Seria muita coincidência, segundo eles, que em um único universo houvesse exatamente essas condições.

O que se buscará a partir de agora, portanto, é ordenar as observações para fortalecer essa teoria. Um satélite da Agência Europeia Espacial, chamado Planck, está no espaço desde 2009, e em 2013 deverá ter respostas mais detalhadas sobre a nova teoria.

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NÚCLEO DA VIA LÁCTEA TEM JATOS FANTASMAS DE RAIOS GAMA

 

Enquanto as bolhas descobertas em 2010 alinham-se perpendicularmente ao eixo da galáxia, os jatos de raios gama agora revelados têm uma inclinação de 15 graus.[Imagem: David A. Aguilar (CfA)]

Espectro de raios gama. Em 2010, astrônomos descobriram que a Via Láctea possui duas bolhas gigantescas, projetando-se para baixo e para cima de seu centro.

Mas nem tudo foi visto naquela ocasião: há também os resquícios de jatos de raios gama projetando-se na mesma direção das bolhas, só que ligeiramente inclinados.

Os raios gama são a forma mais energética da luz.
E os astrônomos descobriram que, ao estudar esse resquício de emissão gama - que eles chamam de "emissão fantasma de raios gama" - é possível "ler" nessa radiação importantes informações sobre a história da nossa galáxia.

Núcleo ativo da galáxia. Em comparação com os bilhões de galáxias que os telescópios conseguem enxergar, nossa Via Láctea parece ser atipicamente calma - pelo menos até a trombada aparentemente inevitável com Andrômeda.

Galáxias mais ativas têm núcleos que brilham fortemente, alimentadas pelas emissões geradas quando os super buracos negros no seu centro engolem estrelas, poeira cósmica e gases.

Esses banquetes de buraco negro geralmente provocam emissões de jatos de raios gama extremamente potentes.

A Via Láctea também tem seu super buraco negro, só que ele parece estar bem saciado.

Mas o que os astrônomos descobriram é que a "emissão fantasma de raios gama" é uma pálida lembrança de dias bem mais turbulentos, e não muito distantes no passado.

"Essas emissões débeis são um espectro, como um fantasma, daquilo que existiu milhões de anos atrás," disse Mengu Su, do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, um dos autores da descoberta.

"Eles reforçam o quadro de um núcleo galáctico ativo na Via Láctea até muito recentemente," acrescentou.

Jatos fantasmas. Os dois feixes, ou jatos, foram revelados por imagens do telescópio espacial Fermi, que possui o mais sensível detector de raios gama já lançado ao espaço.

Eles se estendem, partindo do centro da galáxia, até uma distância de 27.000 anos-luz, acima e abaixo do plano galáctico.

Enquanto as bolhas anteriormente descobertas alinham-se perpendicularmente ao eixo da galáxia, os jatos de raios gama têm uma inclinação de 15 graus.

Os astrônomos acreditam que isso possa ser resultado de uma inclinação do disco de acreção do buraco negro galáctico, uma espécie de "anel" de matéria que se estende além do horizonte de eventos, e que lhe serve de "alimento", permitindo que o buraco negro cresça.

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SÍMBOLO DO INFINITO NO CENTRO DA VILA LÁCTEA

Um curioso anel gasoso que se estende por mais de 600 anos-luz foi encontrado no coração da Via Láctea.

Com o uso do poderoso telescópio espacial Herschel, os astrônomos detectaram o anel, que tem uma torção ao centro. A estrutura foi comprimida no meio e parece ter dois lóbulos nas extremidades. Essa característica intrigante faz o anel se assemelhar com o símbolo do infinito.

Ainda é um mistério o motivo do anel recém-observado ser torcido. De maneira geral, pouco se sabe sobre essas estruturas gasosas que se formam em galáxias em espiral. E há ainda outro mistério: uma das partes do novo anel parece ser um pouco deslocada do centro da galáxia, onde reside um buraco negro.

A estrutura é um berçário que dá à luz (literalmente) a novas estrelas. Partes do anel gasoso já eram conhecidas dos cientistas, mas as novas imagens do telescópio Herschel fizeram uma observação mais completa, sem precedentes.

A nave espacial Herschel é especialmente adequada para investigar o centro da Via Láctea, pois detecta luz infravermelha e penetra através da poeira que paira na galáxia.

Os astrônomos estão animados com a descoberta. “Nós temos um novo e emocionante mistério em nossas mãos, bem no centro da nossa própria galáxia”, diz Sergio Molinari, do Instituto de Física Espacial em Roma.

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