Sonda Voyager 2 faz descobertas surpreendentes na fronteira do Sistema Solar

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/01/2008

Depois de mais de 30 anos em operação, a sonda espacial Voyager 2 surpreendeu os cientistas mais uma vez, fazendo duas revelações inesperadas sobre a fronteira final do nosso Sistema Solar.

As duas descobertas foram feitas quando a sonda atravessava a onda de choque que se forma quando o fluxo de partículas emitidas constantemente pelo Sol - o chamado vento solar - atinge o ambiente de gás rarefeito que preenche o espaço entre as estrelas.

Campo magnético

A primeira surpresa é que existe um forte campo magnético nas cercanias da região interestelar, gerado por correntes naquele gás incrivelmente tênue. Esse campo magnético comprime a bolha de gás que se origina no Sol, distorcendo o formato esférico uniforme que os físicos esperavam encontrar.

10 vezes mais frio

A segunda descoberta inesperada também veio com a passagem da Voyager 2 pela fronteira do Sistema Solar. Logo após essa "fronteira" entre nosso Sistema Solar e o espaço interestelar, a temperatura é 10 vezes mais fria do que o esperado. Ainda assim ela é mais alta do que no "interior" do nosso sistema. Os físicos teóricos agora terão garimpar uma explicação para esse inesperado efeito resfriante.

Voyager 1 e 2

As sondas Voyager 1 e 2 foram projetadas primariamente para estudar os planetas Júpiter e Saturno. Depois do lançamento, a Voyager 2 teve sua órbita ajustada para estudar também Urano e Netuno. Embora as duas tenham sido construídas para funcionar durante 5 anos, elas continuam a fazer importantes descobertas 30 anos depois do seu lançamento (veja Voyager 1 e 2 completam 30 anos de explorações espaciais).

Como ambas são dotadas de reatores nucleares, não necessitando da luz solar para geração de eletricidade para seus instrumentos, os cientistas agora calculam que elas poderão continuar operando até 2020. E estão com uma agenda cheia para explorar a desconhecida a região interestelar na qual as duas agora estão entrando.

Espaço interestelar

A Voyager 2 agora está atravessando uma região chamada heliosheath, uma região onde o vento solar interage com o meio interestelar. Na próxima década ela irá cruzar a fronteira final, chamada heliopausa, onde termina o fluxo de partículas do Sol. Então ela será capaz de medir as características do meio interestelar pela primeira vez, em uma região não afetada pelo vento e pelo magnetismo solares.

A Voyager 1 já cruzou a região do choque de terminação há vários anos, mas seu instrumento de medição de plasma não funcionava mais, de forma que o fim da área de influência do Sol foi medida apenas de forma indireta.

Fronteira pulsante

Já a Voyager 2 conseguiu não apenas detectar a fronteira, fazendo medições detalhadas da temperatura, velocidade e densidade do vento solar, mas ela também encontrou a onda de choque repetidas vezes. Isso ocorre porque há uma espécie de pulsação dessa fronteira, causada pelas variações na atividade solar.

A Voyager 2 está agora a 12,7 bilhões de quilômetros da Terra, viajando a uma velocidade de 56.000 km/h. A Voyager 1 está na direção oposta do Sistema Solar, a uma distância de 15,7 bilhões de quilômetros, viajando a uma velocidade de 61.100 km/h.

Fonte: inovacaotecnologia.com.br

Por Alexandre Gonçalves

Cientistas: ciclone gigantesco varre Saturno há 5 anos

Cientistas espanhóis relataram nesta quarta que um gigantesco ciclone do tamanho do continente europeu varre Saturno há cinco anos, o que faz desta tempestade a mais longa detectada no planeta O ciclone, cujo vórtice se estende por 4 mil km, é estudado desde 2004 por um grupo de pesquisadores espanhóis a partir de imagens vindas da sonda americana Cassini. "De acordo com nossas observações, o ciclone é o de maior duração dos examinados nos grandes planetas do sistema solar, Júpiter e Saturno", explicou a principal autora do estudo, Teresa del Rio-Gaztelurrutia.
Os ciclones, caracterizados por um vento que gira na mesma direção que o planeta, não duram tradicionalmente muito tempo, explicou a pesquisadora que dirige uma equipe da Universidade dos Países Bascos para conduzir o trabalho. "Conhecemos ainda muito pouco sobre este gênero de estruturas", acrescentou.
O grupo de cientistas conseguiu analisar a estrutura horizontal e vertical deste fenômeno meteorológico, assim como a sua circulação e sua maneira de interagir com os ventos utilizando simulações matemáticas. Apesar do enorme tamanho do ciclone, os pesquisadores detectaram ventos "pouco intensos". Segundo suas observações, ele se desloca a uma velocidade de 245 km/h, cercado por ventos de 72 km/h.
A Nasa - a agência espacial americana - revelou as imagens da sonda Cassini um ano após terem sido tiradas. Os cientistas só puderam até o momento analisar as amostras de 2009 e esperam descobrir se o ciclone gigante sobreviveu até este ano.

Fonte: terra.com

Por Alexandre Gonçalves

Sonda Voyager chega perto da fronteira do Sistema Solar

A sonda foi lançada há 33 anos, e agora está a 17,4 bilhões de km da Terra
Foto: BBC Brasil

A sonda espacial Voyager 1, lançada há 33 anos, está perto da fronteira do Sistema Solar. A 17,4 bilhões de km de casa, a sonda é o objeto feito pelo homem mais distante da Terra e começou a identificar uma mudança nítida no fluxo de partículas à sua volta.
Estas partículas, emanadas pelo Sol, não estão mais se dirigindo para fora e sim se movimentando lateralmente. Isso significa que a Voyager deve estar muito perto de dar o salto para o espaço interestelar - o espaço entre as estrelas.
Edward Stone, cientista do projeto Voyager, elogiou a sonda e as incríveis descobertas que ela continua enviando à Terra. "Quando a Voyager foi lançada, a era espacial tinha apenas 20 anos de idade, então não era possível prever que uma sonda espacial pudesse durar tanto tempo", disse ele. "Não tínhamos ideia do quanto teríamos que viajar para sair do Sistema Solar. Sabemos agora que em aproximadamente cinco anos devemos estar fora do Sistema Solar pela primeira vez", completou.
'Partículas carregadas'
A Voyager 1 foi lançada no dia 5 de setembro de 1977, enquanto sua sonda gêmea, a Voyager 2, foi enviada ao espaço pouco antes, em 20 de agosto de 1977. O objetivo inicial da Nasa era inspecionar Júpiter, Saturno, Urano e Netuno, uma tarefa concluída em 1989.
As sondas gêmeas foram então enviadas na direção do centro da Via Láctea. Abastecidos por suas fontes radioativas de energia, os instrumentos das sondas continuam funcionando bem e enviando informações à Terra, apesar de que a vasta distância envolvida significa que uma mensagem de rádio precisa viajar cerca de 16 horas.
As últimas descobertas vêm do detector de partículas de baixa energia da Voyager 1, que tem monitorado a velocidade dos ventos solares. Esta corrente de partículas carregadas forma uma bolha em torno do nosso Sistema Solar conhecido como heliosfera. Os ventos viajam a uma velocidade "supersônica" até cruzar uma onda de choque no encontro com as partículas interestelares.
Nesse ponto, o vento reduz sua velocidade dramaticamente, gerando calor. A Voyager determinou que a velocidade do vento em sua localização chegou agora a zero.
Corrida
"Chegamos ao ponto em que o vento solar, que até agora tinha um movimento para fora, não está mais se movendo para fora; está apenas de movendo lateralmente para depois acabar descendo pelo rabo da heliosfera, que é um objeto com forma de cometa", disse Stone, que é baseado no Instituto de Tecnologia da Califórnia, em Pasadena.
O fenômeno é a consequência do vento indo de encontro à matéria vinda de outras estrelas. A fronteira entre os dois é o fim "oficial" do Sistema Solar, a heliopausa. Uma vez que a Voyager passar por isso, estará no espaço interestelar.
Os primeiros sinais de que a Voyager havia encontrado algo novo apareceram em junho. Vários meses de coleta de novos dados foram necessários para confirmar a observação.
"Quando percebi que estávamos recebendo zeros definitivos, fiquei maravilhado", disse Rob Decker, um pesquisador da Universidade Johns Hopkins que trabalha com o detector de partículas de baixa energia da Voyager. "Ali estava a Voyager, uma sonda espacial que tem sido um burro de carga há 33 anos, nos mostrando algo completamente novo mais uma vez", completou Decker.

Fonte: terra.com

Por Alexandre Gonçalves

Estudo explica fraca luminosidade das rajadas escuras de raios gama

A fraca luminosidade das rajadas escuras de raios gama tem relação com a quantidade de poeira que as separa da Terra

Foto: ESO/Divulgação

Estudo realizado por cientistas do Instituto Max Planck para a Física Extraterrestre, utilizando o instrumento GROND, montado no telescópio MPG do Observatório Europeu do Sul (ESO, na sigla em inglês), explica a fraca luminosidade das rajadas escuras de raios gama, um dos fenômenos mais energéticos do universo. Este é considerado o maior estudo já realizado sobre as rajadas.
As rajadas de raios gama são geradas a partir da explosão de estrelas massivas, criando feixes de luz tão brilhantes que podem ser vistos a uma distância de 13 bilhões de anos-luz, perto dos limites do universo observável. Porém, algumas rajadas de raios gama têm um brilho abaixo do espectro visível, parecendo que lhes falta esta característica, o que deixou os pesquisadores perplexos durante os últimos 10 anos.
Segundo o estudo, essa fraca luminosidade explica-se como uma combinação de várias causas, sendo a mais importante a presença de poeira entre a Terra e o fenômeno. O estudo indica que a maioria das rajadas escuras de raios gama são aquelas cuja pequena quantidade de radiação visível foi completamente absorvida pela poeira antes de chegar à Terra.
A Nasa - a agência espacial americana - lançou o satélite Swift em 2004, para orbitar por cima da atmosfera terrestre e conseguir detectar explosões de raios gama e comunicar imediatamente as suas posições a outros observatórios para estudo dos brilhos residuais.
No estudo, os cientistas utilizaram dados registrados pelo Swift e também novas observações do GROND, que se dedica à observação continua de rajadas de raios gama. Combinando os dados, foi determinada a quantidade de radiação emitida pelo brilho residual a comprimentos de onda muito distintos. Assim, foi medida a quantidade de poeira que obscurece a radiação no percurso do raio até a Terra.
Foi descoberto que as rajadas escurecem para uma marca entre 60% e 80% da intensidade original com que foi emitida devido à poeira. Para rajadas mais distantes, a intensidade transforma-se para apenas entre 30% e 50%.
Estudos anteriores já haviam apontado que rajadas de raios gama podem ser capazes de ajudar a monitorar a taxa na qual as estrelas formam-se e morrem em distantes galáxias, confirmar as estimativas anteriores de que 25% das vezes as estrelas massivas se formam em locais repletos de poeira de estrelas, e que a poeira se forma provavelmente nas nuvens ao redor de estrelas em formação.
Além disso, indicam que pode haver muito mais poeira do que se suspeitava e que as rajadas escuras de raios gama poderiam fornecer uma maneira de descobrir a quantidade de formações estelares que estão acontecendo no universo.

Fonte: Terra.com

Por Alexandre Gonçalves

Fotógrafo retrata intensificação da aurora boreal

Fenômeno luminoso deve atingir seu ápice em 2012, quando poderá ser visto até a latitude de Roma,

A aurora boreal, fenômeno luminoso que ocorre no pólo Norte geralmente na época dos equinócios, está se intensificando desde 2007 e deve atingir o ápice de luminosidade em 2012, segundo a Nasa.

O fenômeno é causado pelos ventos solares que carregam um fluxo contínuo de partículas elétricas liberadas pelas explosões que ocorrem na superfície do Sol. Quando estas partículas atingem os campos magnéticos da Terra algumas ficam retidas provocando a luminosidade intensa pela liberação de energia ocorrida com a colisão destas partículas com as moléculas e átomos presentes na atmosfera.

O fotógrafo islandês Orvar Thorgiersson, 35, está registrando a evolução do fenômeno. “Agora há dias em que as luzes são tão claras que você pode ler um livro à noite. Elas são mais claras que a lua”, diz.
O evento será causado pelo máximo solar, período em que o campo magnético no equador do sol roda num ritmo ligeiramente superior ao dos seus pólos.

O ciclo solar leva em média 11 anos entre um máximo solar e o outro.

O último máximo solar ocorreu em 2000. Segundo a Nasa, o próximo, que ocorrerá em 2012, deve ser o maior desde 1958, quando a aurora boreal surpreendeu os habitantes do México com três ocorrências.

Em 2012, espera-se que as luzes da aurora possam ser vistas até a latitude de Roma. No entanto, caso seja de fato tão intenso, o fenômeno poderá causar problemas a telefones celulares e sistemas de GPS pela liberação de energia num grau mais elevado.

Por Alexandre Gonçalves

Tempestade cria enorme filamento no Sol

COLABORAÇÃO PARA A FOLHA
 

Uma tempestade solar, que começou no domingo, criou uma enorme massa de plasma que se estende por todo o resto da estrela.

Com uma extensão de aproximadamente 700 mil quilômetros, quase o dobro da distância entre a Terra e a Lua, o megafilamento cruzou a região sul do Sol, segundo um site que monitora tempestades solares e eventos celestes.

A agência espacial norte-americana Nasa divulgou nesta semana a imagem do filamento.

"A estrutura maciça é um alvo fácil para ser visto de telescópios amadores", lembra o site. Para isso, os observadores não podem olhar diretamente para o Sol ou pelo telescópio, já que o ato provoca pode prejudicar a visão --há necessidade de equipamento para filtros e óculos especiais.

Como outros fenômenos do gênero, o filamento não deve durar muito tempo. "Até agora, a estrutura maciça paira quieta acima da superfície solar, mas agora mostra sinais de instabilidade", comentou um repórter do site.

	SDO/Nasa
	Filamento (embaixo, à esq.) tem cerca de 700 mil quilômetros, quase o dobro da distância entre a Terra e a Lua

O Japão quer construir um elevador ao espaço

Cientistas japoneses estão estudando a possibilidade de criar uma escada que se estenda cem mil quilômetros ao espaço, começando na Terra.

Esta façanha tecnológica, também tem seus desafios científicos, já que serão necessários novos materiais mais fortes e leves. Um deles são os famosos nanotubos de carbono. Segundo seus estudos, os cabos têm que ser 180 vezes mais fortes do que o aço, além de quatro vezes mais resistentes que a fibra de nanotubos existentes na atualidade.

O plano consiste em ancorar cabos ao chão da Terra e estendê-los até uma estação satélite em órbita sobre a Terra. A tecnologia para propulsar o elevador se baseará na empregada no famoso trem-bala japonês.

A idéia, aliás, contempla transportar humanos, no entanto, inicialmente pretende levar equipamentos solares que gerem energia para levá-la de volta à Terra.

Parece ser que isso é muito sério, já que foi planejada uma conferência internacional para o mês de novembro no Japão, onde ser anunciará um plano detalhado de produção. O custo aproximado ascende a USD$9 bilhões.

Link: Lift could take passengers straight into space (Telegraph, UK)

Por Alexandre Luiz

O Universo Desconhecido: Rochas de Marte podem ter fósseis de 4 milhões de ...

O Universo Desconhecido: Rochas de Marte podem ter fósseis de 4 milhões de ...: "Victoria Gill Da BBC News em Londres ..."

Rochas de Marte podem ter fósseis de 4 milhões de anos, dizem cientistas

Victoria Gill

Da BBC News em Londres

• As rochas de Nili Fossae tem até 4 bilhões de anos
  

Pesquisadores americanos identificaram rochas que, acreditam, poderiam conter restos fossilizados de vida em Marte.

A equipe de pesquisadores identificou rochas antigas da Nili Fossae, uma das fossas existentes na superfície do planeta.

O trabalho dos pesquisadores revelou que essa vala em Marte é equivalente a uma região na Austrália onde algumas das mais antigas evidências de vida na Terra haviam sido enterradas e preservadas em forma mineral.

A equipe, coordenada por um cientista do Instituto para Busca de Inteligência Extraterrestre (Seti, na sigla em inglês), da Califórnia, acredita que os mesmos processos hidrotermais que preservaram as evidências de vida na Terra podem ter ocorrido em Marte na Nili Fossae.

As rochas têm até 4 bilhões de anos, o que significa que elas já existiam nos últimos três quartos da história de Marte.

Carbonatos

Quando, em 2008, cientistas descobriram carbonatos nessas rochas de Marte, provocaram grande alvoroço na comunidade científica, já que os carbonatos eram procurados havia tempos como prova definitiva de que o planeta vermelho era habitável e que poderia ter existido vida por lá.

Os carbonatos são produzidos pela decomposição de material orgânico enterrado, se esse material não é transformado em hidrocarbonetos.

O mineral é produzido pelos restos fossilizados de carapaças e ossos, e permite uma maneira de investigar a vida que existia nos primórdios da Terra.

Na nova pesquisa, publicada na última edição da revista especializada Earth and Planetary Science Letters, os cientistas avançaram a partir da identificação dos carbonatos em Marte.

Missão da Nasa

O coordenador do estudo, Adrian Brown, usou um instrumento a bordo de uma missão da Nasa estudar as rochas da Nili Fossae com raios infravermelhos.

Eles depois usaram a mesma técnica para estudar rochas na área do noroeste da Austrália chamada Pilbara.

“Pilbara é uma parte da Terra que conseguiu se manter na superfície por uns 3,5 bilhões de anos, ou três quartos da história do planeta”, disse Brown à BBC.

“Isso permite a nós termos uma pequena janela para observar o que estava acontecendo na Terra em seus estágios iniciais”, explicou.

Os cientistas acreditam que micróbios formaram há bilhões de anos algumas das características distintivas das rochas de Pilbara.

O novo estudo revelou que as rochas da Nili Fossae são muito semelhantes às rochas de Pilbara em sua composição mineral.

Brown e seus colegas acreditam que isso mostra que os vestígios de vida que possa ter existido no início da história de Marte podem estar enterrados nesse local.

“Se havia vida suficiente para formar camadas, para produzir corais ou algum tipo de bolsões de micróbios, enterrados em Marte, a mesma dinâmica que ocorreu na Terra pode ter ocorrido ali”, disse. Por isso, segundo ele, que os dois locais são tão parecidos.

Pouso

Brown e muitos outros cientistas esperavam que poderiam logo ter a oportunidade de estudar mais de perto as rochas de Nili Fossae.

O local havia sido marcado como um potencial local de pouso de uma nova missão para Marte, a ser lançada em 2011 pela Nasa.

Mas o local foi posteriormente considerado muito perigoso para um pouso e acabou removido da lista da Nasa em junho deste ano.

“O robô da Nasa acabará visitando outro local interessante quando pousar, mas esse local é o que deveríamos checar para descobrir se havia vida nos primórdios de Marte”, lamenta Brown.

Você sabe o que é um cometa?

Basicamente, cometas são 'pedras de gelo sujo'. O gelo dessas pedras é formado principalmente por material volátil (passa diretamente do estado sólido para o estado gasoso) e a 'sujeira' é constituída principalmente por poeira e pedras (dos tamanhos mais variados).

Cometas são objetos do Sistema Solar (estão presos gravitacionalmente ao Sol). Ao contrário dos planetas, cujas órbitas são quase circulares (a distância de um planeta ao Sol varia pouco), os cometas têm órbitas muito elípticas, o que realça o seu aproximar-afastar do Sol. Quanto mais distante for o afélio de um cometa (ponto de sua órbita mais distante do Sol) mais tempo o cometa levará para dar uma volta completa em torno do Sol.

O que é a Cabeleira e a Cauda?

Quando essa 'pedra de gelo sujo' (o núcleo do cometa) vai se aproximando do Sol, a temperatura em sua superfície vai aumentando. O dióxido de carbono (CO2, 'gelo seco'), que é um dos principais constituintes dos cometas, volatiza a -53oC. Normalmente os cometas passam a maior parte de suas 'vidas' a distâncias tão grandes do Sol que suas temperaturas são muito inferiores a essa.

Quando se aproxima suficientemente do Sol dá-se início ao processo de volatização de parte dos constituintes dos cometas. Os gases e grãos libertos do núcleo, devido a esse processo, formarão uma nuvem a sua volta. Chamamos essa nuvem de cabeleira (ou coma) do cometa. Parte do material dessa nuvem será 'soprado' pelo 'vento solar' no sentido contrário ao que o Sol se encontra, formando a cauda do cometa.

Laboratório Astronômico da UFMG

Em termos de Sistema Solar, a Terra se encontra próxima do Sol. Quando um Cometa se aproxima de nosso planeta, por também ter se aproximado do Sol, ele se aproxima portando cabeleira e cauda.

Em geral, por volta de 5 UA do Sol, a luz refletida pelos grãos de poeira da cabeleira do cometa, somada à luz emitida pelas moléculas também de sua cabeleira (processo de fluorescência onde as moléculas absorvem radiação ultravioleta do Sol e emitem luz visível), passam a ofuscar a nossa visão do núcleo do cometa. O que vemos de um cometa, nas regiões internas do Sistema Solar, são a sua cabeleira e a sua cauda.

A Origem dos Cometas
Cometas de curto período (menos de 200 anos) têm órbitas em planos próximos ao plano das órbitas dos planetas; cometas de longo período (de centenas a centenas de milhares de anos) têm órbitas em planos com as orientações as mais variadas (parecem vir de todas as direções do céu).

Em 1950, a partir de análise das órbitas dos cometas, Jan Hendrik Oort (1900-1992) propôs o modelo atualmente aceito para a origem dos cometas de longo período. Segundo Oort, existe uma imensa 'nuvem' de núcleos cometários orbitando o Sol, em órbitas aproximadamente circulares, a distâncias que variam de 30.000 UA a mais de 60.000 UA do Sol. Seriam mais de um trilhão de objetos, dos mais variados tamanhos.

Quando perturbados esses objetos começariam um movimento de 'queda' pras regiões internas do Sistema Solar (adquiririam órbitas bastante elípticas), tornando-se assim cometas de longo período. Essa 'nuvem' é chamada de 'Nuvem de Oort'

Em 1951, Gerard Peter Kuiper (1905-1973) propôs serem os cometas de curto período oriundos de uma região plana, coincidente com o plano das órbitas dos planetas, com início logo após a órbita de Netuno (aproximadamente 30 UA do Sol) e se estendendo até aproximadamente 100 UA. Esse é o modelo atualmente aceito para a origem dos cometas de curto período. Essa 'arruela' de núcleos cometários é hoje chamada de 'Cinturão de Kuiper'.

Estima-se que o Cinturão de Kuiper seja constituído por volta de 10.000 objetos com mais de 300 Km de diâmetro; 35.000 com mais de 100 Km; 3.000.000 com mais de 30 Km; etc.

Por Alexandre Luiz

As estrelas também nascem e morrem

Tanto quanto sabemos, estrelas nascem a partir do colapso gravitacional de nuvens de gás e poeira que existem no meio interestelar.

Até algum tempo atrás, não se tinha idéia de que pudesse existir alguma coisa entre as estrelas. Hoje sabemos que o espaço entre as estrelas numa galáxia é permeado pela presença de átomos de hidrogênio, espalhados por toda ela. Também sabemos que existem neste espaço nuvens de gás e poeira cujas densidades, ao atingirem um valor limite, podem levar os átomos a se combinarem para formar moléculas. Assim, a nuvem de gás e poeira se transforma em uma nuvem molecular.

Nuvens moleculares possuem as condições primordiais para a formação de estrelas. Elas são conhecidas pelos astrônomos como 'berçários de estrelas'. As que excedem a massa de 100,000 massas solares são chamadas Nuvens Moleculares Gigantes (NMG). Uma galáxia espiral típica como a nossa possui cerca de 1,000 a 2,000 NMG's e tantas outras menores. O gás existente nestas nuvens é muito frio (temperaturas médias de -260 graus centígrados). Nesta temperatura o gás é mais compacto, favorecendo o colapso gravitacional e consequentemente a formação de estrelas.

A Via Láctea possui nuvens moleculares cujos diâmetros variam de menos de 1 ano luz a 300 anos luz (ano luz é a distância percorrida pela luz em um ano, como a luz viaja 300,000 quilômetros em um segundo, 1 ano luz vale 9.5 trilhões de quilômetros).

Em abril de 1995, o Telescópio Espacial Hubble divulgou resultados de observações de nuvens moleculares na Nebulosa da Águia. A imagem abaixo a esquerda, apresenta três colunas de gás sob forma de 'trombas de elefantes'. A imagem à direita é um detalhe da coluna à esquerda, que mostra a nuvem iluminada pela radiação de uma estrela brilhante localizada nas proximidades.

A análise detalhada das imagens revelou a existência de EGG's, acrônimo do inglês evaporating gaseous globules, ou seja, glóbulos gasosos em evaporação (egg do inglês = ovo). Estes 'ovos' são os resultados da evaporação do gás denso que envolve regiões de estrelas recém formadas. Este processo conhecido como 'foto evaporação', acontece pelo efeito da radiação ultravioleta destas estrelas sobre o gás. Alguns destes 'ovos' podem ser vistos como protuberâncias na superfície das colunas, outros foram descobertos, parecendo 'dedos' projetados para fora da nuvem.

Fotos: reprodução de hubblesite.org em 23/05/2008

Em janeiro de 2006 o Telescópio Espacial publicou um vasto panorama de observações da Nebulosa de Orion. Este magnífico objeto celeste, localizado a 1,500 anos luz de nós, pode ser visualizado em noites estreladas e fora da poluição luminosa das cidades, por binóculos, pequenos telescópios e mesmo à vista desarmada (a coluna aqui publicada no dia 25/04 apresenta uma foto da constelação mostrando a localização da nebulosa). Esta nebulosa é reconhecida como a região de formação de estrelas mais próxima de nós. O que justifica o grande número de imagens e estudos realizados nela. Os astrônomos do telescópio Espacial usaram 520 imagens para compor o mosaico abaixo.

Três características se destacam na imagem. A região brilhante mais acima é M43, cenário iluminado pela radiação ultravioleta emanada por uma estrela jovem e muito 'pesada'. Nas proximidades podem ser visualizados 'pilares' escuros de gás e poeira que se projetam em direção à região brilhante mais abaixo. Conhecida como Trapézio, esta região possui estrelas muito jovens e estrelas em formação, inclusive estrelas com discos protoplanetários. No Trapézio encontramos um ambiente típico para a formação de estrelas. Para os astrônomos é um laboratório onde é possível observar estrelas muito jovens, medir suas massas, determinar suas idades para mapear suas histórias. Neste cenário, a radiação ultravioleta destas estrelas jovens e quentes provoca a ionização do gás descobrindo centenas de estrelas menores recém formadas.

As figuras abaixo ilustram o processo de transporte de radiação na região do Trapézio. A ilustração à esquerda mostra o Trapézio com suas estrelas, indicando o gás sendo 'soprado' para fora. A figura ao meio mostra a região inserida na nebulosa mostrando que a ionização do ambiente cria uma 'bolha' que expande até a extremidade neutra da nebulosa. Ao atingir esta extremidade, segue 'empurrando' o material, produzindo fluxos para fora dela. O resultado final está apresentado na figura à direita. A radiação segue 'cavando' o ambiente, formando uma 'concha' que vai descobrindo as estrelas do complexo.

Seja por EGG's e/ou 'conchas' ainda falta muito para compreendermos os mecanismos que governam o nascimento de estrelas. Tudo indica que elas se originam em nuvens de gás e poeira que podem ser resultados de suas próprias mortes. A morte de certas estrelas ocorre em eventos catastróficos, em explosões. O material resultante será combustível para a formação de novas estrelas. Também já se sabe que eventos deste tipo, quando ocorrem nas proximidades de nuvens moleculares podem perturbá-las, disparando o colapso gravitacional que eventualmente provocará o nascimento de novas estrelas. Mas, o nascimento, a vida e a morte das estrelas serão assuntos de próximas colunas.

 

Por Alexandre Luiz

Buraco Negro na via Láctea

Em 1994, astrônomos que trabalhavam com o Telescópio Espacial Hubble descobriram um imenso buraco negro no centro de uma também imensa galáxia elíptica conhecida por M87 (ou NGC4486) que se encontra a cerca de 60 milhões de anos-luz de nós, no Aglomerado de Galáxias de Virgem.

Essa descoberta foi feita mais ou menos por acaso. Desde 1918 já se conhecia a emissão de um jato de gás a altíssimas velocidades (superiores a 90% da velocidade da luz) emitido a partir da região central de M87. Procurando entender a origem desse jato, usou-se o Telescópio Espacial Hubble para a obtenção de imagens e espectros da luz emitida pelo material que orbita o centro dessa galáxia.

Logo de cara o Hubble viu que a região central de M87 continha centenas de vezes mais estrelas do que até então se pensava. Viu também nuvens de gás orbitando a região central a altíssimas velocidades e ao longo de um plano perpendicular ao jato de emissão.

O movimento dessas nuvens faz com que se de um lado do centro de M87 elas estão se aproximando de nós, do outro lado estão se afastando. Devido a esse movimento, de um lado do centro de M87 a luz emitida por essas nuvens é desviada para o azul, do outro lado, para o vermelho. (Semelhante ao som da buzina de um carro que ouvimos mais agudo quando o carro se aproxima de nós e mais grave quando se afasta).

Pelo desvio das linhas espectrais obtidas determinou-se a velocidade com que esse material gira em torno do centro de M87. A força responsável por manter esse material com esse movimento só pode ser gravitacional, originada pela massa central. Fazendo-se os cálculos, verificou-se ser essa massa central da ordem de 3 bilhões de massas solares. Uma quantidade tão grande de massa no volume interno à órbita do material circundante só pode ser um buraco negro.

Para saber mais sobre Buracos Negros, veja nossa coluna Olhar Longe de 02/novembro/07.

Chamamos buracos negros supermassivos aos buracos negros encontrados nos centros de grandes galáxias e com massas da ordem de milhões ou bilhões de massas solares. Depois da descoberta pioneira em M87 já foram descobertas dezenas de outras galáxias com buracos negros desse tipo. Na figura abaixo apresentamos algumas delas, com as massas de seus buracos negros expressas em termos de massas do nosso Sol.

A nossa Galáxia, a Via Láctea, se enquadra no que podemos chamar de 'uma grande galáxia'. Será que a Via Láctea tem um buraco negro supermassivo em seu centro?

Devido à grande quantidade de poeira que existe no disco da nossa Galáxia, nós que estamos nesse disco, não conseguimos ver mais que uns poucos anos-luz ao longo desse plano. Isso para detectores de luz 'visível'. Ondas eletromagnéticas (luz) nas faixas 'radio'; 'raio X' e 'infravermelha', são bem menos absorvidas por essa poeira do que na faixa do visível.

Já há muito tempo temos observado bem longe, ao longo do disco galáctico, através de rádio telescópios. Já há cinco décadas temos obtido informações da região central de nossa Galáxia, que fica na constelação de Sagitário, com esses instrumentos. Nos anos 70, detectamos uma intensa fonte de radio que denominamos 'Sagitário A' (SgrA) bem na região central da Via Láctea. No entorno de SgrA, também pelas ondas de rádsio, vemos uma complexa estrutura de nuvens de gás energizado por estrelas vizinhas.

Observações mais recentes em raio X confirmam ser a região central de nossa Galáxia um lugar violentíssimo, com grande quantidade de material ionizado. Observações em radio e raio X sugerem a presença de um buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea, mas deixam a questão em aberto.

A partir dos anos 90, o desenvolvimento de detectores infravermelhos tem nos permitido a obtenção de novas e importantes informações sobre o centro da nossa Galáxia. Nessa faixa do espectro, com tecnologia atual, somos capazes de ver estrelas individualizadas bem próximas do centro da Via Láctea.

A animação abaixo, produzida pelo Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (http://www.mpe.mpg.de/ir/GC/index.php) é uma simulação tridimensional de como acreditamos ser o movimento estelar em torno do centro de nossa Galáxia.

Uma vez determinadas as velocidades dessas estrelas em torno do centro da Via Láctea; a partir dessas velocidades obtivemos a massa da região central da nossa Galáxia. Essa massa foi estimada em aproximadamente 3,6 milhões de massas solares. Não resta duvidas: Uma massa tão grande assim só pode estar na forma de um imenso buraco negro!

Por Alexandre Luiz

Os quasares

Os quasares foram descobertos em 1960, de uma forma bastante interessante. Eles se mostraram aos seres humanos pela primeira vez como fontes de ondas de rádio! Ao serem localizadas no céu, estas fontes se apresentaram com a aparência de uma estrela azulada! Mas não são estrelas, apenas têm a aparência peculiar de uma estrela, ou seja, um ponto luminoso. Destas características originou-se o seu nome. A palavra "quasar" é um acrônimo referente à expressão em inglês "quasi-stellar radio source", ou, "fonte de rádio quase-estelar".

Muitas galáxias emitem ondas de rádio. As ondas de rádio são ondas eletromagnéticas, como a luz visível, mas com comprimentos de onda da ordem de centímetros ou metros. Ora, no final da década de 1950, os astrônomos já haviam observado muitas radiofontes, utilizando os recém-inventados radiotelescópios. A emissão em rádio das galáxias estende-se muito além das fronteiras de sua luz visível, geralmente, na forma de dois enormes lobos de emissão situados em direções opostas relativamente ao centro das galáxias. Quanto menores estes lobos mais distante está a radiogaláxia. Acontece que haviam muitas radiofontes cujos lobos simplesmente não existiam! O radioastrônomo norte-americano Thomas Matthews selecionou dez destas radiofontes e determinou as suas posições no céu.

Jack O. Burns e David Clarke -- rádio -- e National Optical Astronomy Observatories, Estados Unidos -- óptico

Radiogaláxia Centauro A, localizada na constelação de Centauro, onde está a estrela mais próxima de nós. Trata-se de uma galáxia bastante peculiar onde vê-se uma galáxia de disco, espiral, vista de perfil, sobreposta a uma galáxia elíptica, em cor branca na imagem. Provavelmente, a galáxia espiral "caiu" sobre a gigante elíptica e as duas estão em processo de fusão. Os enormes lobos de radioemissão estão representados em cor azul.

Vem em seguida o astrônomo, também norte-americano, Allan Sandage (1926-). Ele tomou para si a tarefa de localizar estas radiofontes, ou seja, a sua contrapartida visível no céu. Uma das fontes, selecionadas por Matthews, era denominada 3C 48, isto é, a quadragésima oitava radiofonte do terceiro catálogo do Rádio-observatório de Cambridge, na Inglaterra.

Sandage apontou o telescópio de 5 metros de diâmetro do Observatório do Monte Palomar para a posição da radiofonte, que está localizada na constelação do Triângulo. Ele então assinalou, na fotografia que obteve, a posição da radiofonte e, para sua surpresa, verificou que ela coincidia com uma fraquíssima estrela! Mas as estrelas não emitem ondas de rádio daquela grandeza. Seria esta uma nova categoria de radiofonte, uma radioestrela? O passo seguinte dado por Sandage foi obter um espectro da radiação visível emitida pela estranha "estrela". Um espectro de radiação é a distribuição da intensidade da radiação nos diversos comprimentos de onda. As estrelas possuem espectros de radiação visível bastante característicos, inconfundíveis. Mas o espectro daquele objeto mostrou-se completamente diferente de qualquer espectro estelar jamais observado! "Aquilo", definitivamente, não era uma estrela! O espectro de um objeto astronômico permite ao astrônomo identificar, entre outras coisas, os elementos químicos responsáveis pela radiação presente no espectro. E Sandage, astrônomo experiente, não conseguiu identificar nenhuma característica de qualquer elemento químico conhecido. Tratava-se certamente de um novo habitante do Cosmos! Descoberto porque emitia ondas de rádio, de origem até então desconhecida.

Para completar a descoberta, entra em cena um astrônomo holandês, radicado nos Estados Unidos: Maarten Schimdt. Ele estudou outro quasar da lista de Matthews, 3C 273, e descobriu algo extraordinário. AAnalisando o espectro visível de 3C 273, ele percebeu que se os comprimentos de onda da luz fossem deslocados por cerca de 16% para comprimentos de onda maiores, ele conseguia identificar a familiar radiação emitida pelo átomo de hidrogênio! Esta radiação aparecia no espectro na forma de linhas espectrais de emissão.

E mais, isto se encaixava como uma luva no modelo da cosmologia padrão, que afirma que o universo está em expansão. A expansão do espaço faz com que a radiação de objetos distantes tenha o seu comprimento de onda aumentado, proporcionalmente à distância em que o objeto se encontra. Este fato observacional fora descoberto por Edwin Hubble (1889-1953), no final da década de 1920. Mas para que houvesse um deslocamento de 16%, isto significaria que 3C 273 deveria estar a uma distância fabulosa de nós!

E esta idéia foi logo aplicada a 3C 48, e ele revelou-se mais dramático: se o espectro fosse deslocado de 37% em direção a comprimentos de ondas maiores, o espectro revelava cristalinamente as mesmas linhas do átomo de hidrogênio. Ele deveria, de acordo, com a cosmologia padrão estar ainda mais distante que 3C 273. Ainda, de acordo com a cosmologia padrão -- a cosmologia do Big Bang, ou Estrondão -- 3C 48 deve estar a mais de 5 bilhões de anos-luz e 3C 273 a aproximadamente 3 bilhões de anos-luz! A estas distâncias, eles devem ser verdadeiros "monstros energéticos", de forma a que os brilhos óptico e de ondas de rádio possam ser explicados. Os quasares mais brilhantes chegam a ter um brilho intrínseco de mais de 100.000 vezes o brilho de uma galáxia como a Via Láctea, se estiverem realmente a estas distâncias!

Com poderia ser gerada tamanha quantidade de energia nos quasares? Ainda não existe uma teoria completa firmemente estabelecida. A teoria que prevalece envolve a existência de outro objeto estranho: um buraco negro. A idéia geral, investigada pelos astronômos, é a de que exista um buraco negro no centro dos quasares que "engole" a matéria vizinha. Os processos de interação mútua deste material em queda, a velocidades próximas da velocidade da luz, é que geram a radiação observada dos quasares, os quais emitem não só no visível e na faixa de rádio mas também em raios X e em outros comprimentos de onda. Em geral, os quasares estão localizados no centro de uma galáxia hospedeira. Como eles estão tão distantes, e o seu brilho é tão grande, as galáxias hospedeiras não são claramente detectadas nas observações. Neste cenário, os quasares estão provavelmente ligados aos processos de formação das galáxias que vemos no universo próximo de nós.

A propósito, os quasares são uma pequena parte de uma grande família de objetos cósmicos denominados QSOs. QSO é a sigla em inglês para "quasi-stellar object". Existem mais de 10.000 QSOs catalogados, dos quais cerca de 10% emitem em radiofrequência, ou seja, são quasares.

Como a cosmologia padrão ainda não está definitivamente comprovada, existem astrônomos -- uma minoria, na verdade -- que propõe uma explicação alternativa para as características dos espectros dos quasares. Por exemplo, o astrônomo norte-americano Halton Arp (1927-) investigou a distribuição dos QSOs localizados nas vizinhanças de galáxias próximas de nós, e apresentou a hipótese de que estes objetos são, na verdade, corpos ejetados a altíssimas velocidades dos centros das galáxias. Os espectros dos quasares seriam explicados por estas velocidades e por características intrínsecas aos mesmos ainda não completamente entendidas. Como se vê, a pesquisa de QSOs, em geral, e dos quasares, em particular, ainda promete muitas novidades para todos nós!

O autor agradece o apoio financeiro da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG).

Por Alexandre Luiz

Um objeto distante

Astrónomos avistaram o objecto mais distante, já confirmado, do Universo - uma estrela que se auto-destruíu a 13,1 mil milhões de anos-luz da Terra. Detonou-se apenas 640 milhões de anos depois do Big Bang, por volta do fim da "Idade Negra" cósmica, quando as primeiras estrelas e galáxias começavam a iluminar o espaço.

O objecto é uma explosão de raios-gama (GRB, gamma-ray burst) - o tipo mais brilhante de explosão estelar. Os GRBs ocorrem quando estrelas massivas e de alta rotação colapsam para formar buracos negros e libertam jactos quase à velocidade da luz. Estes jactos enviam raios-gama na nossa direcção, bem como "resplendores crepusculares" em outros comprimentos de onda, que são produzidos quando o jacto aquece o gás dos arredores.

A explosão, denominada GRB 090423, pela data da sua descoberta na passada Quinta-feira, foi originalmente avistada pelo satélite Swift da NASA às 07:55 GMT.

Em menos de uma hora, os astrónomos começaram a treinar os telescópios terrestres na mesma zona do céu para estudar o brilho infravermelho da explosão. Algumas das primeiras observações foram feitas em Mauna Kea, no Hawaii, com o Telescópio Infravermelho do Reino Unido e com o telescópio Gemini Norte.

Outros telescópios mediram mais tarde o espectro do brilho, revelando que tinha detonado a cerca de 13,1 mil milhões de anos-luz da Terra. "É a explosão de raios-gama mais longínqua, e é também o objecto mais distante do Universo conhecido," afirmou Edo Berger do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica, membro da equipa que observou o resplendor com o Gemini Norte.

Para determinar a distância do objecto, os astrónomos medem quanto é que a luz do objecto foi "esticada", ou avermelhada, pela expansão do espaço. Este GRB tem um desvio para o vermelho de 8,2, mais distante que o anterior GRB detentor do mesmo recorde, com um desvio para o vermelho de 6,7.

Outros astrónomos afirmaram ter descoberto galáxias a distâncias ainda maiores - a desvios para o vermelho de 9 e 10, mas esses achados são ainda ambíguos, diz Joshua Bloom da Universidade da Califórnia, em Berkeley, EUA, que observou o brilho usando o telescópio Gemini Sul no Chile. Até agora, a galáxia detentora do recorde de mais distante tinha um desvio para o vermelho espectroscopicamente confirmado de 6,96.

A imensa distância da explosão torna a agora-morta estrela no objecto mais antigo (ou novo, dependendo do ponto de vista), que remonta a uma era chamada 'Reionização', que teve lugar nos primeiros mil milhões de anos após o Big Bang. Nessa altura, um nevoeiro obscurecente de átomos neutros de hidrogénio era queimado pela radiação das primeiras estrelas e galáxias, e possivelmente também pela aniquilação de partículas de matéria escura.

"Para a Astronomia, este é um evento que separa águas," disse Bloom. "É o começo do estudo do Universo, como era antes da maioria das estruturas que conhecemos hoje em dia se terem formado."

O período da reionização é ainda incerto, afirma Bloom. Se os astrónomos conseguirem descobrir mais GRBs a distâncias ainda maiores, poderão usar o seu espectro para determinar quão depressa o Universo se tornou transparente e qual o responsável pelo processo.

"Em teoria, podemos ver épocas muito antigas do Universo [com os GRBs], quando tudo o mais era demasiado ténue," diz Nial Tanvir da Universidade de Leicester no Reino Unido, membro da equipa que usou o VLT no Chile para fazer uma das primeiras medições da distância da explosão.

As explosões longínquas podem também ajudar a localizar ténues galáxias com GRBs, que podem ser detectadas por telescópios espaciais como o prestes-a-ser-actualizado Telescópio Hubble, ou o Telescópio Infravermelho James Webb da NASA, com lançamento previsto para 2013.

Mas a construção de uma imagem do princípio do Universo necessitará de mais explosões deste género, e o progresso na descoberta de tais GRBs distantes tem sido lento. O Swift descobriu 120 explosões com distâncias já medidas, mas apenas três - incluíndo este - datam do primeiro milhar de milhão de anos da história do Universo.

Isto é em parte porque as estrelas não se formavam em grandes números no início do Universo, antes de um desvio para o vermelho de cerca de 5, por isso não explodiam tão amíude em GRBs.

Mas é também porque os detectores de infravermelho, que são sensíveis e rápidos o suficiente para medir GRBs a grandes distâncias, só começaram a operar recentemente. Como resultado, os astrónomos podem já ter perdido a oportunidade de identificar alguns dos mais distantes GRBs identificados pelo Swift.

Berger espera que a descoberta do objecto apresse o desenvolvimento de novos telescópios que possam descobrir tais brilhos com uma eficiência ainda maior.

"Como um único objecto, [a explosão] é uma grande prova de conceito," afirma Berger. "Penso que mostrámos que é um investimento válido porque [as explosões distantes] realmente existem."

A NASA está a considerar um telescópio para tal efeito, chamado JANUS (Joint Astrophysics Nascent Universe Satellite), para o qual se espera receber fundos este ano.

Por Alexandre Luiz