Uma concentração colorida de estrelas de meia idade

O telescópio MPG/ESO de 2,2 metros instalado no Observatório de La Silla do ESO capturou uma imagem colorida do aglomerado estelar brilhante NGC 3532. Algumas das estrelas ainda brilham numa cor quente azulada, mas muitas já se tornaram gigantes vermelhas e brilham em tons alaranjados. Crédito: © ESO/G. Beccari

 O telescópio MPG/ESO de 2,2 metros instalado no Observatório de La Silla do ESO, no Chile, capturou uma linda imagem colorida do aglomerado estelar brilhante NGC 3532. Algumas das estrelas ainda brilham numa cor quente azulada, mas muitas das mais massivas já tornaram-se gigantes vermelhas e brilham em tons alaranjados.

 NGC 3532 é um aglomerado aberto brilhante situado a cerca de 1.300 anos-luz de distância na Constelação de Carina. Este aglomerado é conhecido de modo informal por aglomerado do Poço dos Desejos, já que lembra moedas de prata espalhadas, lançadas num poço.

 Às vezes, também é chamado de aglomerado da Bola de Futebol Americano, embora esta designação dependa do país em que se vive. Este nome tem origem na sua forma oval, que faz lembrar uma bola de rugby aos cidadãos das nações que praticam este esporte. Este aglomerado estelar muito brilhante pode facilmente ser observado a olho nu a partir do hemisfério sul.

Este mapa revela a Constelação de Carina no céu austral, onde está assinalada a maioria das estrelas visíveis a olho nu numa noite escura e límpida. Está também assinalado o aglomerado aberto brilhante, que pode ser observado a olho nu como uma pequena mancha difusa. Crédito: © ESO/IAU e Sky & Telescope

 Foi descoberto pelo astrônomo francês Nicolas Louis de Lacaille quando a observava na África do Sul em 1752 e catalogado três anos mais tarde, em 1755. Trata-se de um dos aglomerados abertos mais espetaculares de todo o céu. NGC 3532 cobre uma área no céu noturno de quase duas vezes o tamanho da Lua Cheia.

 Foi descrito como um aglomerado rico em binários de estrelas por John Herschel, que observou “várias estrelas duplas elegantes” neste local durante a sua estadia no sul da África, na década de 1830. Adicionalmente, e muito mais relevante como história recente, NGC 3532 foi o primeiro alvo a ser observado pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, em 20 de maio de 1990.

Esta imagem de grande angular do céu em torno do aglomerado estelar NGC 3532 foi obtida a partir do material fotográfico do Digitized Sky Survey 2. O aglomerado propriamente dito encontra-se no centro da imagem e a estrela brilhante embaixo à esquerda é V382 Carinae — uma estrela hipergigante amarela muito brilhante que se encontra cinco vezes mais afastada da Terra que o próprio aglomerado. Esta estrela é uma das estrelas mais distantes que pode ser observada a olho nu. Crédito: © ESO/Digitized Sky Survey 2. Reconhecimento: Davide De Martin

 Este grupo de estrelas tem cerca de 300 milhões de anos de idade, sendo por isso de meia-idade nos padrões de aglomerados estelares abertos. As estrelas do aglomerado que iniciaram as suas vidas com massas moderadas ainda se encontram a brilhar intensamente em tons azuis esbranquiçados, mas as estrelas mais massivas gastaram já todo o seu combustível de hidrogênio e transformaram-se em estrelas gigantes vermelhas.

 O resultado é que o aglomerado parece rico tanto em estrelas azuis como em estrelas laranjas. As estrelas mais massivas no aglomerado original viveram já as suas breves, mas bastante brilhantes vidas, tendo explodido em supernovas há muito tempo. Existem também numerosas estrelas mais tênues e, portanto menos óbvias.

Este vídeo começa com uma imagem da Via Láctea austral e leva-nos até ao aglomerado estelar aberto NGC 3532. O telescópio MPG/ESO de 2,2 metros instalado no Observatório de La Silla capturou está imagem. Crédito: © ESO/G. Baccari/Digitized Sky Survey 2/N. Risinger (skysurvey.org). Música: movetwo

 São estrelas de massas menores que vivem vidas mais longas e brilham em tons amarelos e vermelhos. NGC 3532 tem cerca de 400 estrelas no total. O céu de fundo, situado numa região rica da Via Láctea, encontra-se inundado de estrelas.

 Observamos também um gás vermelho brilhante e faixas sutis de poeira que bloqueiam a radiação emitida por estrelas mais distantes. Esta poeira e gás provavelmente não estão ligados ao aglomerado propriamente dito, o qual tem idade suficiente para ter “varrido” já há muito tempo qualquer material que tivesse restado no seu meio circundante.

O telescópio MPG/ESO de 2,2 metros instalado no Observatório de La Silla capturou está linda composição do aglomerado estelar, no qual, pode ser observada neste vídeo panorâmico. Crédito: © ESO/G. Beccari

 Esta imagem do NGC 3523 foi obtida pelo instrumento Wide Field Imager, no Observatório de La Silla do ESO em fevereiro de 2013. Estrelas com massas muito maiores que a do Sol têm vidas que duram apenas alguns milhões de anos. Estima-se que o Sol viva cerca de 10 bilhões de anos e estrelas de baixa massa viverão durante centenas de bilhões de anos — muito mais do que a atual idade do Universo.

‣ Fonte: European Southern Observatory (ESO)

Alinhamento misterioso de quasares ao longo de bilhões de anos-luz

Esta concepção artística apresenta esquematicamente os misteriosos alinhamentos entre os eixos de rotação de quasares e as estruturas em larga escala onde residem. Estes alinhamentos ocorrem ao longo de bilhões de anos-luz, sendo os maiores conhecidos no Universo. A estrutura em larga escala está desenhada em azul e os quasares encontram-se assinalados em branco com os eixos de rotação dos seus buracos negros indicados através de uma linha. Esta imagem é meramente ilustrativa, não apresentando a distribuição real das galáxias e dos quasares. Crédito: © ESO/M. Kornmesser

 Novas observações obtidas com o Very Large Telescope (VLT) do ESO, no Chile, revelaram alinhamentos nas maiores estruturas descobertas no Universo até hoje. Uma equipe de pesquisa europeia descobriu que os eixos de rotação dos buracos negros centrais supermassivos numa amostra de quasares, encontram-se paralelos entre si ao longo de distâncias de bilhões de anos-luz.

 A equipe descobriu também que os eixos de rotação destes quasares tendem a alinhar-se com as enormes estruturas da rede cósmica onde residem. Os quasares são núcleos de galáxias onde existem buracos negros supermassivos ativos. Estes buracos negros encontram-se rodeados por discos de matéria em rotação extremamente quente, que é muitas vezes ejetada na direção dos seus eixos.

 Os quasares podem brilhar mais intensamente que todas as estrelas da galáxia onde se encontram. Uma equipe liderada por Damien Hutsemékers da Universidade de Lieja, na Bélgica, utilizou o instrumento FORS (FOcal Reducer and low dispersion Spectrograph), montado no VLT, para estudar 93 quasares que se sabia formarem enormes grupos espalhados ao longo de bilhões de anos-luz, e que são observados quando o Universo tinha cerca de um terço da sua idade atual.

Esta simulação detalhada da estrutura em grande escala foi criada como parte do simulador Illustris. A distribuição de matéria escura é mostrada em azul e a distribuição de gás em laranja. Esta simulação no estado atual do Universo é centralizada em um enorme aglomerado de galáxias. A região apresentada está há cerca de 300 milhões anos-luz. Crédito: © Illustris Collaboration

 “A primeira coisa estranha em que reparamos foi que alguns dos eixos de rotação dos quasares estavam alinhados uns com os outros — apesar destes quasares se encontrarem separados em bilhões de anos-luz”, disse Hutsemékers.

 A equipe foi mais longe e investigou se estes eixos de rotação estariam de algum modo ligados, não apenas entre si, mas também com a estrutura em larga escala do Universo nessa época. Quando os astrônomos observaram a distribuição de galáxias em escalas de bilhões de anos-luz, descobriram que estes objetos não se encontram uniformemente distribuídos, mas formam uma rede cósmica de filamentos e nós em torno de enormes vazios onde as galáxias são mais escassas.

 Este intrigante arranjo de matéria é conhecido por estrutura em larga escala. Os novos resultados do VLT indicam que os eixos de rotação dos quasares tendem a posicionar-se paralelamente às estruturas de larga escala, nas quais se encontram, ou seja, se os quasares se encontram num filamento comprido, os spins (quando o elétron produz um campo magnético ao girar, tanto no sentido horário como no sentido anti-horário) dos seus buracos negros centrais apontarão na direção do filamento. Os pesquisadores estimam que a probabilidade destes alinhamentos serem simplesmente um resultado aleatório é menor que 1%.

Esta sequência de vídeo é uma concepção artística que apresenta esquematicamente os misteriosos alinhamentos. Este vídeo é meramente ilustrativo, não apresentando a distribuição real das galáxias e dos quasares. Crédito: © ESO/M. Kornmesser

 “A correlação entre a orientação dos quasares e a estrutura a que pertencem é uma importante previsão dos modelos numéricos de evolução do Universo”, acrescenta Dominique Sluse do Argelander-Institut für Astronomie em Bona, Alemanha, e Universidade de Lieja.

 “Estes dados nos fornecem a primeira confirmação observacional deste efeito, em escalas muito maiores do que o que tem sido observado até hoje em galáxias normais”.

 A equipe não conseguiu observar de forma direta os eixos de rotação ou os jatos dos quasares. Em vez disso, foi medida a polarização da radiação emitida por cada quasar e, para 19 deles, encontrou-se um sinal polarizado significativo. A direção desta polarização, combinada com outras informações, pôde ser utilizada para deduzir o ângulo do disco de acreção e consequentemente a direção do eixo de rotação do quasar.

 “O alinhamento nos novos dados, em escalas ainda maiores do que as atuais previsões das simulações, poderão indicar que ainda falta um ingrediente nos nossos modelos atuais do cosmo”, conclui Dominique Sluse.

Artigo científico:

‣ Fonte: European Southern Observatory (ESO)

Festa de formação de estrelas acabou para galáxias jovens e compactas

Crédito: © NASA, ESA and A. Feild (STScI)

 Pesquisadores usando o Telescópio Espacial Hubble e o Observatório de raios-X Chandra descobriram galáxias compactas, jovens e massivas cujas as festas de geração de estrelas estão acabando mais cedo.

 A explosão de formação de estrelas tem consumido a maior parte do combustível gasoso restante necessário para criar futuras gerações estrelares.

 Agora a festa acabou para essas galáxias, e elas estão na trajetória de possivelmente se tornarem as chamadas galáxias vermelhas e mortas, compostas somente de estrelas antigas. Os astrônomos debateram por décadas como as galáxias massivas rapidamente se desenvolveram de máquinas ativas de formação de estrelas até cemitérios famintos por elas.

 Observações prévias dessas galáxias revelaram gêiseres de gases sendo expelidos no espaço a uma velocidade superior a 3,21 milhões de quilômetros por hora. Os astrônomos suspeitavam que um poderoso e monstruoso buraco negro pudesse existir no centro das galáxias, fazendo com que os fluxos gasosos fossem atirados e que desligasse o nascimento de estrelas a partir do combustível remanescente.

 Uma análise de 12 galáxias em fusão no fim do frenesi de formação estrelar, mostrou que algumas estrelas estão apagando a luz da festa de formação de outras estrelas. Isso aconteceu quando o Universo tinha metade da sua idade atual, há cerca de 13,7 bilhões de anos.

 “Antes do nosso estudo, a crença comum era que as estrelas não podiam gerar fluxos de alta velocidade em galáxias, e sim, somente os buracos negros supermassivos podiam gerar esse tipo de fenômeno”, explica Paul Sell da Universidade de Tecnologia do Texas em Lubbock, principal autor do artigo científico que descreve os resultados do estudo.

 “Através de nossas análises, descobrimos que se você tem uma explosão de estrelas compacta suficiente, que o Hubble mostrou no o caso dessas galáxias, você pode, na verdade, produzir fluxos com essas altas velocidades, no qual, nós observamos de estrelas sozinhas sem a necessidade de evocar o buraco negro”.

 Christy Tremonti, membro da equipe, da Universidade de Wisconsin-Madison, identificou primeiro as galáxias a partir do Sloan Digital Sky Survey (SDSS), como objetos pós-explosões estelares emitindo jatos gasosos de alta velocidade.

 As visões nítidas, feitas na luz visível pela Wide Field Camera 3 (WFC3) do Hubble, mostram que os fluxos estão nascendo das galáxias mais compactas encontradas. Essas galáxias contém uma massa parecida com a Via Láctea, mas contidas numa área muito menor. As menores galáxias têm cerca de 650 anos-luz de diâmetro.

 Nessas pequenas regiões do espaço, essas galáxias estão se formando algumas centenas de sóis por ano. Em comparação, a Via Láctea, gera cerca de um sol por ano. Isso faz com que a festa de formação de estrelas acabe rapidamente em dez milhões de anos.

 Uma razão para o desligamento estelar é que o gás está se aquecendo rapidamente, tornando-se muito quente para se contrair sobre a gravidade para formar novas estrelas. Outra possibilidade é que o frenesi de formação de estrelas consumiu a maior parte do gás usado na formação de novas estrelas por meio de poderosos ventos estelares.

 “A grande surpresa do Hubble foi a realização que as estrelas recém formadas nasceram muito perto umas das outras”, disse Aleks Diamond-Stanic, um membro da equipe, da Universidade de Wisconsin-Madison, que primeiro sugeriu a possibilidade dos fluxos guiados pela explosão de estrelas dessas galáxias, num artigo científico de 2012.

 “As condições físicas extremas nos centros dessas galáxias explicam como elas podem expelir gases a milhões de quilômetros por hora”.

 Para identificar o mecanismo que gera os fluxos de alta velocidade, Sell e sua equipe usou o Observatório de raios-X Chandra e outros telescópios para determinar se os buracos negros supermassivos das galáxias (pesando bilhões de sóis) eram as fontes de energia que os guiavam.

 Após analisar todas as observações, a equipe concluiu que os buracos negros não eram a fonte desses fluxos. Ao invés disso, foram os ventos estelares poderosos das estrelas mais massivas e de vida curta no final de suas vidas, combinada com as mortes explosivas de supernovas.

 Com base nas análises dos dados do Hubble e do Chandra, os membros da equipe sugerem que a festa começou quando duas galáxias ricas em gases colidiram gerando uma torrente de gás frio no centro compacto das galáxias em fusão.

 A grande quantidade de gás comprimido num pequeno espaço iniciou o nascimento de numerosas estrelas. A energia gerada com a formação dessas estrelas, então explodiu todo o gás restante, evitando futuras formações de estrelas.

 “Se você parar o fluxo de gás frio para formar estrelas, é isso”, explicou Sell, que conduziu a pesquisa enquanto era estudante de graduação na universidade.

 “As estrelas pararam de formar, e as galáxias rapidamente evoluíram e podem eventualmente se tornarem uma galáxia elíptica vermelha e morta”.

 “Essas explosões estelares extremas são bem raras, contudo, elas não podem crescer e formarem galáxias elípticas gigantes típicas observadas em nossa vizinhança galáctica próxima”.

‣ Fonte (em inglês): HubbleSite
‣ Via: CiencTec

Imagem revolucionária do ALMA revela gênesis planetária

Esta é a imagem mais nítida já obtida pelo instrumento ALMA, e apresenta o disco protoplanetário que rodeia a estrela jovem HL Tauri. Estas novas observações do ALMA revelam subestruturas no interior do disco que nunca tinham sido observadas até hoje, mostrando as possíveis posições de planetas a formarem-se nas regiões escuras do sistema. Crédito: © ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

 Esta nova imagem obtida pelo instrumento ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), revela um detalhe extraordinário, nunca observado até hoje, de um disco de formação planetária em torno de uma jovem estrela. Estas são as primeiras observações do ALMA registradas com a sua configuração quase final, e as imagens mais nítidas obtidas até hoje no submilimétrico. 

 Os novos resultados constituem em um enorme passo à frente no estudo do desenvolvimento de discos protoplanetários e formação de planetas. Para as primeiras observações do ALMA no seu novo modo mais poderoso, os pesquisadores apontaram as antenas à HL Tauri — uma estrela jovem, a cerca de 450 anos-luz de distância, que se encontra rodeada por um disco de poeira.

Esta é uma imagem da estrela jovem HL Tauri e dos seus arredores, composta a partir de dados do ALMA (caixa ampliada em cima à direita) e do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA (restante da imagem). Esta é a primeira imagem do ALMA onde a resolução supera a resolução normalmente obtida pelo Hubble. Crédito: © ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), ESA/Hubble & NASA. Reconhecimento: Judy Schmidt

 A imagem resultante superou todas as expectativas, já que revela detalhes inesperados no disco de material que sobrou da formação da estrela, mostrando uma série de anéis brilhantes concêntricos com enigmáticas regiões escuras, assim como intrigantes estruturas radiais e espaços em forma de arcos.

 “Estas estruturas são quase com certeza o resultado de jovens corpos do tipo planetário formando-se no disco”.

A imagem apresenta o disco protoplanetário que rodeia a estrela jovem HL Tauri. Estas novas observações do ALMA revelam subestruturas no interior do disco que nunca tinham sido observadas até hoje, mostrando as possíveis posições de planetas a formarem-se nas regiões escuras do sistema. Nesta imagem está legendada as diversas estruturas observadas no sistema HL Tauri. Crédito: © ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

 “Este fato é algo surpreendente já que não se espera que tais estrelas jovens possuam na sua órbita corpos planetários suficientemente grandes, capazes de produzir as estruturas observadas na imagem”, disse Stuartt Corder, Diretor Adjunto do ALMA.

 “Assim que vimos esta imagem ficamos estupefatos, sem palavras, com o nível de detalhe espetacular”.

Esta imagem, obtida pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, apresenta a região tumultuosa em torno de HL Tauri, uma estrela jovem rodeada por um disco protoplanetário. Crédito: © ESA/Hubble e NASA. Reconhecimento: Judy Schmidt

 “HL Tauri não tem mais do que um milhão de anos e, no entanto, parece que o seu disco já está repleto de planetas em formação”.

 “Só esta imagem já é suficiente para revolucionar as teorias de formação planetária”, explica Catherine Vlahakis, cientista de programa adjunto do ALMA e cientista de programa para a campanha de linha de base longa do radiotelescópio.

 O disco de HL Tauri parece estar muito mais desenvolvido do que se esperaria de um sistema com esta idade. Ou seja, a imagem sugere igualmente que o processo de formação planetária deve ser muito mais rápido do que supúnhamos até agora.

Esta imagem faz a comparação entre os tamanhos do Sistema Solar e de HL Tauri com o seu disco protoplanetário. Embora a estrela seja muito menor que o Sol, o disco que a rodeia estende-se desde a estrela até quase três vezes a distância do Sol a Netuno. Crédito: © ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

 Tal resolução pode ser atingida apenas com as capacidades de linha de base longa do ALMA, dando aos astrônomos informação que seria impossível obter com qualquer outra infraestrutura existente, incluindo o Telescópio Espacial Hubble.

 “A logística e infraestruturas necessárias para colocar as antenas a tais distâncias exigiram um trabalho de coordenação sem precedentes por parte de uma equipe internacional de engenheiros e cientistas”, disse o diretor do ALMA, Pierre Cox.

 “Estas linhas de base muito longas fazem com que o ALMA atinja um dos seus principais objetivos e assinalam um impressionante marco tecnológico, científico e de engenharia”.

Esta é uma concepção artística de uma estrela jovem rodeada por um disco protoplanetário, no qual estão se formando planetas. Com o auxílio da configuração de linha de base longa do ALMA — 15 quilômetros — os astrônomos conseguiram obter pela primeira vez uma imagem extremamente detalhada de um disco protoplanetário, que revela a complexa estrutura do disco. Nesta impressão artística podemos ver anéis concêntricos de gás, com espaços que indicam a formação planetária, estruturas estas que foram previstas em simulações de computador. Agora estas mesmas estruturas foram pela primeira vez observadas pelo ALMA. Crédito: © ESO/L. Calçada

 Estrelas jovens como HL Tauri nascem em nuvens de gás e poeira fina, em regiões que colapsaram devido ao efeito da gravidade e formaram núcleos densos e quentes, que eventualmente se incendiarão dando origem a jovens estrelas.

 Estas estrelas estão inicialmente embebidas num casulo de gás e da poeira que restou da sua formação. Este material originado e chamado de disco protoplanetário. É devido às muitas colisões que sofrem, as partículas de poeira iram-se agrupando, crescendo em aglomerações do tamanho de grãos de areia e pequenas rochas.

Esta imagem apresenta a região onde está situada a HL Tauri. Esta estrela pertence a uma das regiões de formação estelares mais próximas da Terra e existem muitas estrelas jovens assim como nuvens de poeira na sua vizinhança. Esta imagem foi composta a partir de dados do Digitized Sky Survey 2. Crédito: © ESO/Digitized Sky Survey 2

 Finalmente, asteroides, cometas e até planetas serão formados no disco. Os jovens planetas quebram o disco, dando origem a anéis, espaços e buracos vazios, tais como os que observamos agora nas estruturas analisadas pelo ALMA.

 A investigação destes discos protoplanetários é crucial, no sentido de percebermos de como a própria Terra se formou no Sistema Solar. Observar os primeiros estágios de formação planetária em torno de HL Tauri pode demonstrar-nos como o nosso próprio sistema planetário seria há mais de quatro bilhões de anos, época da sua formação.

HL Tauri é uma jovem estrela rodeada por um disco de poeira impressionante. Situa-se na famosa Constelação de Touro, apresentada nesta imagem, próximo dos aglomerados estelares visíveis a olho nu das Plêiades e das Híades. Esta estrela é tênue demais para poder ser observada com um pequeno telescópio. Crédito: © ESO, IAU and Sky & Telescope

 “A maior parte do que sabemos hoje sobre a formação planetária, baseia-se na teoria”.

 “Imagens com este nível de detalhe têm sido, até agora, relegadas para simulações de computador e concepções artísticas”.

O ESOcast 69 apresenta os resultados das mais recentes observações do ALMA, e revelam o disco de formação planetária em torno de uma estrela jovem, HL Tauri, com um detalhe nunca antes alcançado. Esta imagem revolucionária é resultado das primeiras observações do instrumento ALMA obtidas com as antenas numa configuração próxima da maior possível, o que deu origem à imagem mais nítida obtida até hoje no submilimétrico. Crédito: © ESO. Design visual e edição: Martin Kornmesser e Luis Calçada. Edição: Herbert Zodet. Web e suporte técnico: André Mathias e Raquel Yumi Shida. Escrito por: Mathias Jäger, Herbert Zodet e Richard Hook. Narração: Sara Mendes da Costa. Música: Johan B. Monell (www.johanmonell.com). Filmagem e fotografia: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), da NASA, ESA, digitalizados Sky Survey 2, N. Risinger (skysurvey.org), L. Calçada, M. Kornmesser, Y. Beletsky (LCO) / ESO e Christoph Malin (christophmalin.com). Dirigido por: Herbert Zodet. Produtor executivo: Lars Lindberg Christensen.

 “Esta imagem de alta resolução da HL Tauri mostra-nos até onde o ALMA pode chegar quando estiver a operar com a sua maior configuração e dando início a uma nova era na exploração da formação de estrelas e planetas”, disse Tim de Zeeuw, diretor geral do ESO.

Este vídeo leva-nos até ao local onde se situa HL Tauri, na Constelação do Touro e revela uma impressionante profundidade e detalhe, que pode agora ser obtido com o ALMA. HL Tauri situa-se a 450 anos-luz de distância. A sequência começa com uma imagem de grande angular, que inclui os aglomerados visíveis a olho nu das Plêiades e das Híades. Vemos em seguida uma imagem muito detalhada obtida no visível pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA e no final aparece à nova imagem do ALMA obtida nos comprimentos de onda do milímetro. Crédito: © ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) /NASA/ESA/N. Risinger (skysurvey.org). Música: movetwo

 Desde setembro que o ALMA observa o Universo com a sua maior configuração, correspondente a antenas separadas de 15 quilômetros. Esta campanha de linha de base longa continuará até 1 de dezembro. A linha de base é a distância que separa duas antenas da rede.

Este vídeo apresenta uma concepção artística da evolução de um disco em torno de uma jovem estrela como HL Tauri. A partir do material do disco — essencialmente gás e poeira fina — começam a formar-se planetas que limpam o material à sua volta criando regiões escuras e estruturas em forma de anéis. Crédito: © ESO/L. Calçada

 Em termos de comparação, outras infraestruturas que operam nos comprimentos de onda milimétricos possuem antenas que estão separadas há dois quilômetros de distância. A linha de base máxima do ALMA é de 16 quilômetros. Observações futuras feitas a comprimentos de onda menores atingirão uma nitidez de imagem ainda melhor. As estruturas são observadas com uma resolução de apenas cinco vezes a distância da Terra ao Sol, o que corresponde a uma resolução angular cerca de 35 milésimos de segundo de arco.

Este vídeo apresenta uma concepção artística tridimensional do disco em torno da jovem estrela HL Tauri como observado pelo instrumento ALMA. A partir do material do disco — essencialmente gás e poeira fina — começam a formar-se planetas que limpam o material à sua volta criando regiões escuras e estruturas em forma de anéis. Crédito: © ESO/M. Kornmesser

 Na luz visível HL Tauri encontra-se escondida por um envelope massivo de gás e poeira. O ALMA observa a comprimentos de onda muito maiores que a luz visível, o que permite estudar os processos que estão a ocorrer no núcleo da nuvem.

‣ Fonte: European Southern Observatory (ESO)

VLTI detectou luz exozodiacal

Esta concepção artística mostra um planeta imaginário em órbita de uma estrela próxima com a brilhante luz exozodiacal que se estende pelo céu ofuscando a Via Láctea. Trata-se de radiação estelar refletida por poeira criada a partir de colisões entre asteroides e evaporação de cometas. A presença de tais nuvens espessas de poeira nas regiões internas em torno de algumas estrelas poderá dificultar a obtenção de imagens diretas de planetas do tipo terrestre. Crédito: © ESO/L. Calçada

 Com o auxílio do interferômetro do Very Large Telescope (VLT), uma equipe internacional de astrônomos detectou luz exozodiacal próximo das zonas habitáveis de nove estrelas próximas. Esta luz trata-se da radiação estelar refletida por poeira criada a partir de colisões entre asteroides e evaporação de cometas.

 A presença de tais quantidades de poeira nas regiões internas em torno de algumas estrelas poderá ser um obstáculo à obtenção de imagens diretas de planetas do tipo terrestre.

 Com o auxílio do interferômetro do VLT, operando no infravermelho próximo, uma equipe de astrônomos observou 92 estrelas próximas para investigar a luz exozodiacal originada por poeira quente próximo das suas zonas habitáveis e combinou estes novos dados com observações anteriores.

 Descobriu-se esta radiação brilhante — formada por grãos de poeiras quentes exozodiacal resplandecentes ou pela reflexão da radiação estelar nestes grãos — em torno de nove das estrelas observadas.

 A luz zodiacal pode ser observada a partir de locais escuros e límpidos da Terra, apresentando-se como uma luz branca difusa e tênue no céu noturno, logo após o pôr-do-Sol ou antes do amanhecer. É formada pela luz solar refletida por pequenas partículas e parece estender-se até à vizinhança do Sol. Esta radiação refletida não é apenas observada a partir da Terra, mas pode ser visualizada de qualquer ponto do Sistema Solar.

Um glorioso céu estrelado, com uma coluna brilhante de luz zodiacal, ilumina a paisagem desértica em torno do Cerro Paranal, local de acolhimento do Very Large Telescope (VLT) do ESO. Crédito: © ESO/Y.Beletsky

 O brilho que se observou neste novo estudo é uma versão muito mais extrema do mesmo fenômeno. Apesar desta luz exozodiacal — luz zodiacal em torno de outros sistemas estelares — ter sido já observada, este é o primeiro grande estudo sistemático deste fenômeno em outras estrelas.

 Contrariamente as observações anteriores, a equipe não observou poeira que dará mais tarde origem a planetas, mas sim poeira formada nas colisões entre pequenos planetas com alguns quilômetros de tamanho — os chamados planetesimais, que são objetos semelhantes a asteroides e cometas do Sistema Solar. É precisamente poeira desta natureza que está igualmente associada à luz zodiacal no Sistema Solar.

 “Se queremos estudar a evolução de planetas do tipo terrestre próximo das suas zonas habitáveis, temos que observar a poeira zodiacal nessa região em torno de outras estrelas”, diz Steve Ertel, do ESO e Universidade de Grenoble, França, autor principal do artigo científico que descreve os resultados.

 “Detectar e caracterizar este tipo de poeira em torno de outras estrelas é uma maneira de estudar a arquitetura e evolução de sistemas planetários”.

 Para conseguirmos detectar poeira muito tênue próximo da estrela central ofuscante são necessárias observações de alta resolução com alto contraste. A interferometria — que combina a radiação coletada por diferentes telescópios ao mesmo tempo — feita no infravermelho é, até agora, a única técnica que permite que este tipo de sistemas seja descoberto e estudado.

 Ao utilizar o poder do VLT, levando os instrumentos até ao seu limite máximo de eficácia e precisão, a equipe conseguiu atingir um nível de desempenho cerca de dez vezes melhor que com outros instrumentos existentes. Para cada uma das estrelas, a equipe utilizou os Telescópios Auxiliares de 1,8 metros para coletar a radiação para o VLT.

 Para os objetos que apresentavam luz exozodiacal foi possível resolver por completo os discos extensos de poeira e separar o seu fraco brilho da radiação estelar dominante. Ao analisar as propriedades das estrelas rodeadas por um disco de poeira exozodiacal, a equipe descobriu que a maior parte da poeira é detectada em torno de estrelas mais velhas.

Esta linda imagem captura a luz zodiacal, uma radiação brilhante em forma de triângulo facilmente observada em locais livres de luar forte e poluição luminosa. Esta composição foi registrada no Observatório de La Silla do ESO, no Chile, em setembro de 2009, em direção a oeste, alguns minutos depois do pôr-do-Sol. Podemos ver um mar de nuvens que se instalou no vale por baixo de La Silla, local que se situa a uma altitude de 2.400 metros, com menos picos montanhosos a sair da neblina. A luz zodiacal trata-se de radiação solar refletida por partículas de poeira que se encontram entre o Sol e a Terra, e que pode ser vista ao nascer e ao pôr-do-Sol. Como o nome implica, este brilho celeste aparece sobre o anel de constelações conhecido por Zodíaco, que são as constelações que se encontram na eclíptica, o “caminho” aparente percorrido pelo Sol ao atravessar o céu da Terra. Crédito: © ESO/Y. Beletsky

 Este resultado é bastante surpreendente e levanta algumas questões relativas aos sistemas planetários. Qualquer produção de poeira que conhecemos, causada por colisões de planetesimais, deveria diminuir com o tempo, uma vez que o número destes objetos vai reduzindo à medida que estes vão sendo destruídos.

 A amostra dos objetos observados inclui também 14 estrelas para as quais já houve detecção de exoplanetas. Todos estes planetas encontram-se na mesma região onde a poeira dos sistemas mostra luz exozodiacal. A presença de luz exozodiacal em sistemas com planetas poderá, por isso, dificultar os estudos astronômicos de exoplanetas.

 A emissão da poeira exozodiacal, mesmo a baixos níveis, torna-se muito mais difícil a detecção de planetas do tipo terrestre a partir de imagens diretas. A luz exozodiacal detectada deste rastreio é cerca de um fator 1.000 vezes mais brilhante do que a luz zodiacal observada em torno do Sol.

 O número de estrelas que contêm luz zodiacal ao nível do Sistema Solar é provavelmente muito maior do que os números encontrados neste rastreio. Estas observações são assim um primeiro passo em estudos mais detalhados de luz exozodiacal.

Esta concepção artística mostra um planeta imaginário em órbita de uma estrela próxima com a brilhante luz exozodiacal que se estende pelo céu ofuscando a Via Láctea. Trata-se de radiação estelar refletida por poeira criada a partir de colisões entre asteroides e evaporação de cometas. A presença de tais nuvens espessas de poeira nas regiões internas em torno de algumas estrelas poderá dificultar a obtenção de imagens diretas de planetas do tipo terrestre. Crédito: © ESO/L. Calçada

 “A elevada taxa de detecção encontrada a este nível de brilho sugere que deve haver um número significativo de sistemas que contêm poeira mais tênue que não foi detectada no nosso rastreio, mas que, ainda assim, é mais brilhante que a poeira zodiacal presente no Sistema Solar”, explica Olivier Absil, Universidade de Lieja, coautor do artigo.

 “A presença de tal poeira em tantos sistemas poderá por isso tornar-se um obstáculo a observações futuras, que pretendam obter imagens diretas de exoplanetas do tipo terrestre”.

 A equipe utilizou o instrumento visitante PIONIER (Precision Integrated-Optics Near-infrared Imaging ExpeRiment) no VLTI, o qual pode ligar interferometricamente os quatros Telescópios Auxiliares ou os quatro Telescópios Principais do VLT, no Observatório do Paranal. Deste modo, foi obtida, não apenas uma resolução extremamente elevada dos objetos, mas também se conseguiu uma elevada eficiência na observação.

 Observações anteriores feitas com a rede CHARA — um interferômetro astronômico óptico operado pelo Center for High Angular Resolution Astronomy (CHARA), da Universidade do Estado da Geórgia, e o seu instrumento FLUOR, que combina o feixe de fibras. Como subproduto, estas observações levaram também à descoberta inesperada de novas estrelas companheiras a orbitar algumas das estrelas mais massivas da amostra.

 “Estas novas companheiras sugerem que deveríamos rever a nossa compreensão atual de quantas estrelas deste tipo são efetivamente duplas”, disse Lindsay Marion, autora principal de um artigo científico adicional dedicado a este trabalho complementar, que usa os mesmos dados.

‣ Fonte: European Southern Observatory (ESO)

O MUSE revelou a verdadeira história por trás de uma colisão galáctica

Nesta imagem as cores mostram os movimentos dos filamentos de gás — o vermelho assinala o material que se afasta de nós relativamente à galáxia e o azul mostra o que se aproxima. Note que nas regiões superior esquerda e a inferior direita da imagem foram inseridas imagens deste objeto obtidas pelo Telescópio Espacial Hubble. Crédito: © ESO/M. Fumagalli

 O novo instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explore) montado no Very Large Telescope (VLT) do ESO deu aos astrônomos a melhor imagem até hoje de uma colisão cósmica espetacular. 

 As novas observações revelam, pela primeira vez, o movimento do gás à medida que é arrancado da galáxia ESO 137-001, arados a uma alta velocidade em um enorme aglomerado de galáxias. Os resultados contêm a chave para a solução de um mistério de longa data — porque a formação estelar se interrompe em aglomerado de galáxias.

 Uma equipe de pesquisadores liderada por Michele Fumagalli do Grupo de Astronomia Extragaláctica e do Instituto de Cosmologia Computacional, da Universidade de Durham, esteve entre as primeiras a utilizar o instrumento MUSE.

 Ao observar ESO 137-001 — uma galáxia espiral situada a 200 milhões de anos-luz de distância, na Constelação do Triângulo Austral — a equipe conseguiu obter a melhor imagem até agora do que acontece exatamente com a galáxia à medida que está se movendo a uma alta velocidade no Aglomerado do Esquadro.

Nesta imagem as cores são praticamente naturais, com as regiões vermelhas assinalando nuvens brilhantes de hidrogênio gasoso. Nas regiões superior esquerda e a inferior direita da imagem foram inseridas imagens deste objeto obtidas pelo Telescópio Espacial Hubble. Crédito: © ESO/M. Fumagalli

 O MUSE dá aos astrônomos não apenas uma imagem, mas também um espectro — ou faixa de cores — para cada pixel do campo. Com este instrumento os pesquisadores coletam cerca de 90.000 espectros de cada vez que observam um objeto, e deste modo obtêm um mapa extremamente detalhado do movimento e outras propriedades dos objetos observados.

 ESO 137-001 está ficando sem o seu material primário devido a um processo chamado pressão de arraste, processo este que ocorre quando um objeto se move a alta velocidade num meio líquido ou gasoso.

 Trata-se de um fenômeno semelhante ao efeito do ar passando para trás o pelo de um cão, quando o animal põe a cabeça para fora da janela de um carro em movimento.

Este mapa mostra a localização da galáxia longínqua ESO 137-001 na Constelação do Triângulo Austral. Trata-se de uma região rica no céu próxima da Via Láctea. Esta galáxia é de fraca luminosidade e por isso torna-se necessária a utilização de um telescópio grande para a observar. Crédito: © ESO, IAU and Sky & Telescope

 Neste caso, o gás faz parte da vasta nuvem de gás tênue muito quente que envolve o aglomerado de galáxias, no qual ESO 137-001 está “caindo” com uma velocidade de vários milhões de quilômetros por hora. A galáxia está ficando sem a maior parte do seu gás — o combustível necessário para dar origem às próximas gerações de estrelas jovens azuis.

 ESO 137-001 encontra-se no meio deste processo e está precisamente passando de uma galáxia azul rica em gás a uma galáxia vermelha pobre em gás. Os cientistas pensam que o processo agora observado irá ajudar a resolver um enigma científico de longa data.

 “Uma das principais tarefas da astronomia moderna é descobrir como e por que é que as galáxias nos aglomerados evoluem de azuis para vermelhas num período de tempo muito curto”, diz Fumagalli.

 “Conseguir observar uma galáxia quando ela está nesta fase de transformação permite-nos investigar como é que isto acontece”.

Esta imagem de grande angular mostra o céu em torno da galáxia ESO 137-001, que aparece em baixo e à direita na imagem. Esta região do céu pertence à Via Láctea austral e podemos ver inúmeras estrelas no plano de fundo. A imagem foi obtida a partir de dados do Digitized Sky Survey 2. Crédito: © ESO/Digitized Sky Survey 2

 Observar este espetáculo galáctico não é nada fácil. O Aglomerado do Esquadro situa-se próximo do plano da nossa galáxia, a Via Láctea, e por isso está escondido por trás de enormes quantidades de poeira e gás galáctico.

 Com a ajuda do MUSE, montado num dos Telescópios Principais de 8 metros do VLT, no Observatório Paranal, no Chile, os cientistas puderam não apenas detectar o gás na galáxia e em torno dela, mas também viram como é que este gás se desloca.

 O novo instrumento é tão eficiente que uma única hora de observação permitiu obter uma imagem de alta resolução da galáxia e também a distribuição e movimento do seu gás.

 As observações mostram que a periferia de ESO 137-001 já não contém gás, o que se deve ao fato do gás existente no aglomerado — com uma temperatura de milhões de graus — empurrar o gás mais frio para fora de ESO 137-001 à medida que avança em direção ao centro do aglomerado.

Esta imagem combina observações do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA com dados do Observatório de raios-X Chandra. Além das faixas em azul devidas à pressão dinâmica de arraste, que se veem emanando de ESO 137-001, pode também ser observada uma corrente gigante de gás que se estende em direção ao fundo da imagem e que é apenas visível no espectro de raios X. Crédito: © NASA, ESA & CXC

 O efeito acontece primeiro nos braços espirais, onde as estrelas e a matéria estão distribuídas de forma mais dispersa do que no centro e onde a gravidade tem um efeito relativamente fraco sobre o gás.

 No centro da galáxia, no entanto, a força gravitacional é suficientemente forte para aguentar mais tempo este puxão cósmico, e por isso ainda se observa gás nesta região.

 Eventualmente, todo o gás da galáxia será varrido ficando em longas faixas brilhantes por trás de ESO 137-001 — restos que mostram o efeito dramático deste fenômeno. O gás que é arrancado da galáxia mistura-se com o gás quente do aglomerado formando magníficas caudas que se estendem por mais de 200.000 anos-luz.

 A equipe observou cuidadosamente estas correntes de gás, no intuito de compreender melhor a turbulência criada pela interação. De forma surpreendente, as novas observações MUSE desta pluma de gás, mostram que o gás continua a girar do mesmo modo que a galáxia, mesmo depois de ter sido arrancado do aglomerado, no qual, se esvai no espaço.

Esta sequência zoom mostra a galáxia espiral ESO 137-001, na qual está a ser exercida uma pressão de arraste. A sequência começa com uma observação do céu noturno próximo da Constelação do Triângulo Austral, mostrando em seguida observações do Digitized Sky Survey 2 e terminando finalmente na imagem da galáxia obtida pelo Telescópio Espacial Hubble. Crédito: © NASA, ESA, Digitized Sky Survey 2. Reconhecimentos: Ming Sun (UAH) & Serge Meunier. Música: movetwo

 Adicionalmente, os pesquisadores conseguiram determinar que a rotação das estrelas em ESO 137-001 permanece inalterada, o que nos dá evidências adicionais de que é o gás do aglomerado, e não a gravidade, o responsável por “despir” a galáxia.

 Matteo Fossati (Observatório da Universidade de Munique e Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, Garching, na Alemanha) e coautor do artigo científico que descreve estes resultados conclui: “Com os detalhes revelados pelo MUSE conseguimos compreender melhor os processos físicos que estão em jogo nestas colisões”.

 “Pudemos observar os movimentos da galáxia e do gás com todo o detalhe — algo que não seria possível sem este novo instrumento único que é o MUSE”.

 “Estas observações, e outras no futuro, nos ajudarão a compreender melhor o processo de evolução das galáxias”.

 O instrumento MUSE é o primeiro espectrógrafo de grande campo integral a ser instalado num telescópio de 8 metros. Em termos de comparação, estudos anteriores de ESO 137-001 não coletaram mais que 50 espectros. Se a gravidade fosse responsável por este processo de varrimento do gás, os investigadores esperariam ver distorções ao longo da galáxia.

Artigo científico:

‣ Fonte: European Southern Observatory (ESO)