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sábado, 13 de janeiro de 2018

Primeiras galáxias do universo giravam como a Via Láctea

Primeiras galáxias do universo giravam como a Via Láctea

Impressão de artista da rotação de uma galáxia no Universo jovem.
Crédito: Instituto de Astronomia, Amanda Smith

Os astrónomos olharam para trás no tempo, para uma época pouco depois do Big Bang, e descobriram gás turbulento em algumas das primeiras galáxias que se formaram no Universo. Estes "recém-nascidos" - observados como eram há quase 13 mil milhões de anos - giravam como um redemoinho, de modo semelhante à nossa própria Via Láctea.

Uma equipe internacional liderada por Renske Smit do Instituto Kavli de Cosmologia da Universidade de Cambridge usou o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para abrir uma nova janela no Universo distante e identificou galáxias normais de formação estelar num estágio muito inicial da história cósmica. Os resultados foram divulgados na revista Nature e foram apresentados na 231.ª reunião da Sociedade Astronómica Americana.

A luz de objetos distantes leva tempo até alcançar a Terra, de modo que a observação de objetos a milhares de milhões de anos-luz permite-nos olhar para trás no tempo e observar diretamente a formação as galáxias mais antigas. No entanto, naquela época o Universo estava repleto de uma "neblina" obscura de hidrogénio neutro, o que torna difícil ver a formação das primeiras galáxias com telescópios óticos.

Smit e colegas usaram o ALMA para observar duas pequenas galáxias recém-nascidas, como existiam apenas 800 milhões de anos após o Big Bang. Ao analisarem a "impressão digital" espectral da radiação infravermelha distante recolhida pelo ALMA, foram capazes de estabelecer a distância às galáxias e, pela primeira vez, ver o movimento interno do gás que alimentou o seu crescimento.

"Até à construção do ALMA, nunca tínhamos conseguido ver a formação de galáxias em tão grande detalhe e nunca tínhamos sido capazes de medir o movimento do gás em galáxias tão cedo na história do Universo," afirma o coautor Stefano Carniani, do Laboratório Cavendish e do Instituto Kavli de Cosmologia, ambos de Cambridge.

Os cientistas descobriram que o gás nestas galáxias recém-nascidas rodava e girava num movimento parecido com o de um redemoinho, um movimento semelhante ao da nossa própria Galáxia e de outras galáxias mais maduras muito mais tarde na história do Universo. Apesar do seu tamanho relativamente pequeno - cerca de cinco vezes mais pequenas que a Via Láctea - estas galáxias formavam estrelas a um ritmo maior do que outras galáxias jovens, mas os investigadores ficaram surpresos ao descobrir que as galáxias não eram tão caóticas quanto o esperado.

"No início do Universo, a gravidade fez com que o gás fluísse rapidamente para as galáxias, agitando-as e formando muitas estrelas novas - as violentas explosões de supernova dessas estrelas também tornaram o gás turbulento," comenta Smit. "Nós esperávamos que as galáxias jovens fossem uma 'bagunça' dinâmica, devido aos estragos provocados pela explosão de estrelas jovens, mas estas mini-galáxias mostram a capacidade de manter a ordem e parecem bem reguladas. 

Apesar do seu pequeno tamanho, já estão a crescer rapidamente para se tornarem em galáxias 'adultas' como a galáxia onde vivemos. Os dados deste projeto sobre galáxias pequenas preparam o caminho para estudos maiores de galáxias durante os primeiros milhares de milhões de anos do tempo cósmico.
Fonte: Astronomia OnLine

terça-feira, 16 de agosto de 2016

O que as cores das galáxias nos dizem sobre a sua evolução?



quarta-feira, 10 de agosto de 2016


Não é nada fácil ser verde: o que as cores das galáxias nos dizem sobre a sua evolução?

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Imagens virtuais de galáxias azuis, verdes e vermelhas produzidas pelas simulações EAGLE. A galáxia verde foi apanhada na transição do azul para o vermelho à medida que suas reservas de gás se esgotam. Créditos: James Trayford / EAGLE / Universidade de Durham.


Astrônomos julgam ter respondido à questão pela qual as galáxias de cor verde são raras no Universo e de que modo suas cores podem revelar um passado conturbado. A pesquisa foi divulgada em 30 de junho de 2016 no Encontro Nacional de Astronomia (National Astronomy Meeting) na Universidade de Nottingham. O time internacional, liderado pelo Instituto para a Cosmologia Computacional (ICC – Institute for Computational Cosmology), da Universidade de Durham, usou novos modelos computacionais do Universo para investigar as cores das galáxias e o que elas nos contam sobre a sua evolução. Usando simulações EAGLE de última geração, os pesquisadores construíram um modelo que explica como as idades e as composições das estrelas se traduzem na cor das luzes produzidas pelas galáxias que as hospedam.

O time científico declarou que as simulações também mostraram que as cores das galáxias podem ajudar a prever a como evoluem. Enquanto as galáxias vermelhas e azuis são relativamente comuns, as verdes são raras e provavelmente estão passando por uma importante etapa transitória de sua evolução, transitando do azul (quando as estrelas e os exoplanetas estão nascendo) para o vermelho, ou seja, quando as estrelas envelhecidas dominam o cenário. O pesquisador líder da pesquisa James Trayford, estudante de doutoramento na ICC que liderou a investigação, afirmou:

As galáxias emitem um brilho azul saudável enquanto há novas estrelas e exoplanetas sendo criados. No entanto, quando a formação de estrelas cessa, as galáxias tornam-se vermelhas, tal como as estrelas que começam a envelhecer e a morrer. No Universo real, vemos muitas galáxias azuis e vermelhas, mas as galáxias verdes intermédias são mais raras. Isto sugere que as poucas galáxias verdes que conseguimos observar estão provavelmente em um estágio crítico da sua evolução, transitando rapidamente do azul para o vermelho.
O time da pesquisa descobriu que como as estrelas se formam a partir de gás denso seria necessário um processo poderoso para destruir rapidamente as reservas de gás e causar as mudanças dramáticas na cor. James Trayford acrescentou:

Em um estudo recente, nós seguimos as simulações computacionais da evolução de galáxias à medida que mudavam de cor e investigamos os processos que causam suas alterações. Tipicamente, nós descobrimos que as galáxias verdes menores são violentamente agitadas pela atração gravitacional de uma enorme galáxia vizinha, o que lhes arranca as suas reservas de gás. Ao mesmo tempo, as galáxias verdes maiores podem se autodestruir devido a explosões imensas originadas em buracos negros supermassivos existentes nos seus núcleos, os quais podem afastar o gás denso.
Entretanto, a pesquisa descobriu que há alguma esperança para as galáxias verdes, já que um pequeno e afortunado número delas pode absorver suplementos de gás das regiões vizinhas. Isto pode reavivar a formação de estrelas e exoplanetas e restaurar essas galáxias na ‘saudável’ cor azul. James Trayford concluiu:

Utilizando simulações computacionais que estudam a alteração das cores das galáxias, podemos acelerar o processo da evolução das galáxias, desde os bilhões de anos que leva no Universo real para apenas uns dias em computador. Isto significa que não vemos apenas as cores das galáxias congeladas no tempo, podemos ver a sua evolução. Outra vantagem é que podemos remover fatores indesejáveis, responsáveis pela alteração das cores que vemos, como nuvens de poeira que impedem que a luz se escape das galáxias. Como as simulações EAGLE que usamos representam um novo nível de realismo, podemos ter uma maior confiança na aplicação destes resultados ao Universo real.
Fonte: Eternos Aprendizes -  http://eternosaprendizes.com/

domingo, 1 de maio de 2016

Temporizadores microscópicos revelam fonte provável da radiação espacial galácticas

quinta-feira, 28 de abril de 2016


Temporizadores microscópicos revelam fonte provável da radiação espacial galácticas

Um enxame de estrelas massivas, visto pelo Telescópio Espacial Hubble. Este enxame é rodeado por nuvens de gás e poeira interestelar a que chamamos nebulosa. A nebulosa, localizada a 20.000 anos-luz de distância na constelação Quilha (Carina), contém o enxame central de estrelas gigantes e quentes, com o nome de NGC 3603. Investigações recentes mostram que os raios cósmicos galácticos que fluem para o nosso Sistema Solar são originários de enxames como este. Crédito: NASA/U. Virginia/INAF, Bolonha, Itália/USRA/Ames/STScI/AURA


De acordo com novos resultados da missão ACE (Advanced Composition Explorer) da NASA, a maioria dos raios cósmicos que detetamos cá na Terra foram criados há relativamente pouco tempo em enxames estelares vizinhos. O ACE permitiu com que a equipa de investigação determinasse a fonte destes raios cósmicos através das primeiras observações de um tipo muito raro de raio cósmico que atua como um pequeno temporizador, limitando a distância a que a fonte poderá estar da Terra.Antes das observações do ACE, não sabíamos se esta radiação tinha sido criada há muito tempo atrás a grandes distâncias, ou há relativamente pouco tempo e nas proximidades," afirma Eric Christian do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado americano de Maryland. Christian é coautor de um artigo sobre a investigação publicado na edição de 21 de abril da revista Science.

Os raios cósmicos são núcleos atómicos velozes com uma ampla gama de energia - os mais poderosos viajam quase à velocidade da luz. A atmosfera e o campo magnético da Terra protegem-nos dos raios cósmicos menos energéticos, que são os mais comuns. No entanto, os raios cósmicos são um perigo para astronautas desprotegidos que viajam para lá do campo magnético da Terra porque podem agir como balas microscópicas, danificando estruturas e quebrando moléculas em células vivas. A NASA está atualmente a investigar formas de reduzir ou mitigar os efeitos da radiação cósmica para proteger astronautas que viajam até Marte.

Esta imagem é um mosaico - um dos maiores já obtido pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA - da Nebulosa do Caranguejo, um remanescente de supernova com seis anos-luz de diâmetro. Investigações recentes mostram que os raios cósmicos galácticos que fluem para o nosso Sistema Solar são originários de objetos como este. Crédito: NASA/ESA/Universidade Estatal do Arizona

Os raios cósmicos são produzidos por uma variedade de eventos violentos no espaço. A maioria dos raios cósmicos originários do interior do nosso Sistema Solar têm uma energia relativamente baixa e vêm de eventos explosivos no Sol, como proeminências e ejeções de massa coronal. Os raios cósmicos de energias mais elevadas são extremamente raros e pensa-se que sejam produzidos por buracos negros que ingerem matéria no centro de outras galáxias. Os raios cósmicos, objetos deste estudo, são originários de fora do nosso Sistema Solar, mas ainda dentro da Via Láctea, e são chamados raios cósmicos galácticos. Pensa-se que sejam gerados por ondas de choque da explosão de estrelas, eventos a que chamamos supernovas. Os raios cósmicos galácticos detetados pelo ACE, que permitiram com que a equipa estimasse a idade dos raios cósmicos e a distância à fonte, contêm uma forma radioativa de ferro chamada Ferro-60 (60Fe).

Este ferro é produzido no interior de estrelas massivas que, quando explodem, libertam este material para o espaço através de ondas de choque da supernova. Algum do 60Fe nos detritos da estrela destruída é acelerado para velocidades de raios cósmicos quando outra estrela massiva no enxame das proximidades explode e a sua onda de choque colide com os restos da explosão estelar anterior.

Os raios cósmicos galácticos de 60Fe viajam pelo espaço a metade da velocidade da luz, cerca de 145.000 km/s. Isto pode parecer muito rápido, mas os raios cósmicos de 60Fe não viajam para muito longe, numa escala galáctica, por duas razões. Em primeiro lugar, não podem viajar em linha reta porque são eletricamente carregados e respondem a forças magnéticas. Portanto, são forçados a tomar caminhos complicados ao longo dos campos magnéticos entrelaçados da nossa Galáxia. Em segundo lugar, o 60Fe é radioativo e ao longo de um período de 2,6 milhões de anos, cerca de 50% é autodestruído, decaindo para outros elementos (Cobalto-60 e, em seguida, Níquel-60). Se os raios cósmicos 60Fe tivessem sido criados há centenas de milhões de anos ou mais, ou muito longe, eventualmente haveria muito pouco para o ACE detetar.

"A nossa deteção dos núcleos de ferro radioativos em raios cósmicos é uma prova clara de que houve, provavelmente, mais do que uma supernova nos últimos milhões de anos na nossa vizinhança da Galáxia," afirma Robert Binns da Universidade de Washington, em St. Louis, Missouri, autor principal do artigo. "Em 17 anos de observação, o ACE detetou aproximadamente 300.000 raios cósmicos galácticos de ferro comum, mas apenas 15 de Ferro-60 radioativo," explica Christian. "O facto de que vemos, nem que seja uma pequena quantidade de Ferro-60, no núcleo destes raios cósmicos, significa que devem ter sido criados há relativamente pouco tempo (nos últimos milhões de anos) e que a fonte deve estar relativamente próxima, até 3000 anos-luz, ou aproximadamente a largura do nosso braço espiral local.

" Um ano-luz é a distância que a luz percorre num ano, quase 9,5 biliões de quilómetros. Uma distância de meros milhares de anos-luz é ainda relativamente perto porque o grande agrupamento de centenas de milhares de milhões de estrelas que constituem a nossa Galáxia mede mais ou menos 100.000 anos-luz de largura. Existem mais de 20 enxames com estrelas massivas até alguns milhares de anos-luz, incluindo a Associação Escorpião-Centauro, constituída por três subgrupos, Escorpião Superior com 83 estrelas, Centauro-Lobo com 134 estrelas e Centauro Inferior-Cruzeiro, com 97 estrelas. Segundo a equipa de investigação, estes são muito provavelmente os grandes contribuintes do 60Fe que o ACE detetou. O ACE foi lançado no dia 25 de agosto de 1997 até um ponto 1.450.000 km entre a Terra e o Sol onde atua como sentinela, detetando radiação espacial de tempestades solares, da Galáxia e além.

Fonte:Astronomia Online




terça-feira, 22 de dezembro de 2015

Caçada XXL de Aglomerados de Galáxias

Caçada XXL de Aglomerados de Galáxias

Observações obtidas com os telescópios do ESO fornecem terceira dimensão crucial para sondar o lado escuro do Universo
Os telescópios do ESO forneceram a uma equipe internacional de astrônomos a terceira dimensão na maior caçada até hoje das maiores estruturas gravitacionalmente ligadas do Universo — os aglomerados de galáxias. Observações obtidas pelo VLT e pelo NTT complementam as capturadas por outros observatórios em todo o mundo e no espaço, no âmbito do rastreio XXL — uma das maiores buscas destes aglomerados. Os aglomerados de galáxias são conjuntos massivos de galáxias que abrigam enormes reservatórios de gás quente — as temperaturas são tão elevadas que se produzem raios X. Estas estruturas são úteis para os astrônomos porque se pensa que a sua construção é influenciada pelas componentes mais estranhas do Universo — a matéria escura e aenergia escura.

Por isso, ao estudar as suas propriedades em diferentes fases da história do Universo, os aglomerados de galáxias podem ajudar-nos a compreender melhor o lado escuro do Universo. A equipe, composta por mais de 100 astrônomos de todo o mundo, começou uma busca destes monstros cósmicos em 2011. Apesar da radiação de raios X de alta energia que revela a sua localização ser absorvida pela atmosfera terrestre, podemos detectá-la com a ajuda de observatórios de raios X colocados no espaço. Assim, combinou-se um rastreio realizado peloXMM-Newton da ESA — executado com a  maior quantidade de tempo de observação já concedido neste telescópio — com observações do ESO e doutros observatórios.

O resultado é uma enorme e crescente coleção de dados que cobre todo o espectro eletromagnético,  coletivamente chamada rastreio XXL. O objetivo principal do rastreio XXL é fornecer uma amostra bem definida de cerca de 500 aglomerados de galáxias até uma distância correspondente a uma idade do Universo de cerca de metade da sua idade atual,”explica a pesquisadora principal do XXL, Marguerite Pierre do CEA, Saclay, França.

O telescópio XMM-Newton fez imagens de duas regiões do céu — cada uma com cem vezes a área da Lua Cheia — numa tentativa de descobrir um grande número de aglomerados de galáxias previamente desconhecidos. A equipe do rastreio XXL divulgou agora os seus resultados numa série de artigos científicos sobre os 100 aglomerados mais brilhantes descobertos. Observações obtidas com o instrumento 
EFOSC2 instalado no New Technology Telescope (NTT), juntamente com observações do instrumento FORS montado no Very Large Telescope do ESO (VLT), foram também utilizadas para analisar de modo cuidado a radiação emitida pelas galáxias destes aglomerados. 

Estas observações permitiram aos astrônomos medir as distâncias precisas aos aglomerados de galáxias, dando-nos assim uma vista tridimensional do cosmos, absolutamente necessária para fazer medições da matéria escura e da energia escura. Espera-se que o rastreio XXL produza muitos resultados excitantes e inesperados, mas apenas com um quinto dos dados que se esperam obter no final, obtiveram-se já alguns resultados importantes e surpreendentes. Um dos artigos científicos relata a descoberta de cinco novos superaglomerados — aglomerados de aglomerados de galáxias — que se juntam àqueles já conhecidos, tais como o nosso próprio superaglomerado, oSuperaglomerado Laniakea.

Outro artigo trata de observações de seguimento obtidas para um aglomerado de galáxias em particular (conhecido pelo nome informal de XLSSC-116), situado a cerca de seis bilhões de anos-luz de distância.  Com o instrumento 
MUSE do VLT observou-se neste aglomerado uma fonte de luz difusa estranhamente brilhante. Esta é a primeira vez que conseguimos estudar com detalhe a radiação difusa de um aglomerado de galáxias distante, pondo assim em evidência o poder do MUSE neste tipo de estudos, explicou o co-autor Christoph Adami do Laboratoire d´Astrophysique, Marseille, França.

A equipe utilizou também os dados para confirmar a ideia de que no passado os aglomerados de galáxias são muito menores que os que observamos atualmente — uma descoberta importante para a compreensão teórica da evolução dos aglomerados ao longo da vida do Universo. O simples ato de contar os aglomerados de galáxias nos dados XXL confirmou também um resultado anterior algo estranho — existem menos aglomerados distantes do que o esperado com base nas predições dos parâmetros cosmológicos medidos pelo telescópio 
Planck da ESA. A razão desta discrepância não é conhecida, no entanto a equipe espera resolver esta curiosidade cosmológica quando tiver acesso à amostra total de aglomerados em 2017. Estes quatro resultados importantes são apenas o preâmbulo do que ainda está para vir deste enorme rastreio de alguns dos mais massivos objetos do Universo.

FonteESO

segunda-feira, 12 de outubro de 2015

M83 - A galáxia dos mil rubis

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Crédito de imagem: Telescópio Subaru (NAOJ), o Telescópio Espacial Hubble,
Observatório Europeu do Sul - Processing & Direitos de Autor: Robert Gendler

Grande, brilhante e bonita, a galáxia espiral M83 localiza-se a cerca de 12 milhões de anos-luz de distância da Terra, perto da ponta sudeste da grande constelação de Hydra. Braços espirais proeminentes traçados por linhas de poeira escuras e por aglomerados estelares azuis, dão a essa galáxia seu nome popular, O Cata-vento do Sul. Mas as regiões avermelhadas de formação de estrelas que pontuam os braços, destacadas nessa nítida composição colorida também sugerem outro apelido para essa bela galáxia, A Galáxia dos Mil Rubis. Com cerca de 40000 anos-luz de diâmetro, a M83 faz parte de um grupo de galáxias que inclui a galáxia ativa Centaurus A. De fato, o núcleo da M83 é brilhante nas energias de raios-X, mostrando uma alta concentração de estrelas de nêutrons e buracos negros. Essa composição colorida muito nítida, também mostra as estrelas da Via Láctea, pontudas, em primeiro plano, e galáxias mais distantes em segundo plano. A imagem acima foi gerada com dados obtidos pelo Telescópio Subaru, pela Wide Field Imager Camera do ESO, e com dados disponíveis no Hubble Legacy Archive. A imagem abaixo, mostra de forma proeminente, as emissões de raios-X do núcleo da galáxia M83.




quarta-feira, 10 de junho de 2015

Galáxias Apagadas São Descobertas Escondidas No Aglomerado de Virgo

LSB

Uma pesquisa recente usando o Telescópio Canadá-França-Havaí, descobriu centenas de novas galáxias no Aglomerado de Virgo, o grande aglomerado de galáxias mais próximo de nós. A maior parte dos objetos identificados, são galáxias anãs extremamente apagadas, objetos centenas de milhares de vezes menos massivos do que a nossa galáxia, e que estão entre as galáxias mais apagadas conhecidas no universo. O Aglomerado de Virgo parece ser o lar de muito mais sistemas apagados do que o Grupo Local de galáxias, onde vive a Via Láctea, sugerindo que a formação das galáxias em pequenas escalas pode ser algo mais complicado do que se pensava anteriormente, e que o nosso Grupo Local pode não ser um canto típico do universo.

A descoberta foi anunciada pela equipe Next Generation Virgo Cluster Survey e está baseada nos dados coletados, durante 6 anos, com a Megacam, uma câmera de 340 megapixels, operando no Telescópio Canadá-França-Havaí e capaz de observar de uma única vez, um campo de visão de um grau quadrado no céu, ou o equivalente a 4 Luas Cheias. Aproveitando as vantagens do vasto ângulo de visão da MegaCam, a equipe do NGVS foi capaz de observar o Aglomerado de Virgo de forma completa, cobrindo uma área do céu equivalente a mais de 400 Luas Cheias, com uma profundidade e com uma resolução que significantemente excede as pesquisas anteriormente existentes sobre o aglomerado. O mosaico resultante, tem cerca de 40 bilhões de pixels, e é o mais profundo e vasto campo contíguo já observado com tanto detalhe.

Para explorar o completo poder dos dados, Laura Ferrarese, Lauren McArthur, e Patrick Cote do National Research Council of Canada, desenvolveram uma técnica de análise de dados sofisticada que permitiu com que eles descobrissem muitas vezes mais galáxias do que se conhecia anteriormente, incluindo alguns dos objetos mais apagado e difusos conhecidos. Virgo é o grande aglomerado de galáxias mais próximo de nós, localizado a aproximadamente 50 milhões de anos-luz de distância. Enquanto que a Via Láctea forma parte de um grupo relativamente pequeno de galáxias, conhecido como Grupo Local, espalhado por poucos milhões de anos-luz, Virgo contém dezenas de galáxias brilhantes e milhares de galáxias apagadas.

No Grupo Local, as teorias atuais de formação de galáxias sugerem que deveriam existir centenas ou milhares de galáxias anãs, mas pouco mais de 100 foram detectadas. Aglomerados como o de Virgo, eram conhecidos por serem campos mais ricos para se caçar as galáxias anãs, mas somente recentemente o NGVS tornou possível firmar as restrições nesses números. Para entender as implicações dessas novas descobertas, Jonathan Grossauer e James Taylor da Universidade de Waterloo rodaram simulações computacionais de aglomerados como Virgo, para ver quantas concentrações de matéria escura eles deveriam conter atualmente.

Comparando os números e as massas dos aglomerados de matéria escura com a população de galáxias descobertas pelo NGVS, eles encontraram um padrão bem simples, onde a razão de massa estelar com relação à matéria escura muda vagarosamente das menores para as maiores galáxias. Parece quem em Virgo, possa existir uma simples relação entre a massa da matéria escura e o brilho galáctico, válido para um fator acima de 1000000 massas estelares.

Esse não é caso para o Grupo Local: os aglomerados de matéria escura de pouca massa que foram ocupados pelas galáxias em Virgo, não parecem ser capaz de formar galáxias no Grupo Local. Assim, por que os dois ambientes são diferentes? Um estudo subsequente com simulações de mais alta resolução feitas pelo NGVS irá explorar como as galáxias estão espacialmente distribuídas através do aglomerado, para buscar mais pistas sobre a misteriosa formação das galáxias anãs.
Fonte: SPACE TODAY
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