Quarteto fantástico é finalmente descoberto. Astrônomos estão perplexos

Usando o Observatório WM Keck, localizado no Havaí (Estados Unidos), um grupo de astrônomos liderado por Joseph Hennawi, do Instituto Max Planck de Astronomia, acaba de descobrir o primeiro quasar quádruplo: quatro buracos negros ativos raros, localizados com uma proximidade absurda uns dos outros.

O quarteto reside em uma das estruturas mais massivas já descobertas no universo distante, e está rodeado por uma nebulosa gigante de gás denso. Como a descoberta representa um caso em cada dez milhões, talvez os astrônomos precisem repensar seus modelos de evolução e formação de estruturas cósmicas mais massivas.

O que é um quasar?

Quasares constituem uma breve fase de evolução da galáxia, e são alimentados pela queda de matéria em um buraco negro supermassivo no centro de uma galáxia. Durante esta fase, eles são os objetos mais luminosos do universo, brilhando centenas de vezes mais do que suas galáxias hospedeiras, que contêm centenas de bilhões de estrelas.

Mas esses episódios hiperluminosos duram apenas uma pequena fração do tempo da vida de uma galáxia, e é por isso que os astrônomos precisam ter muita sorte para pegar qualquer galáxia nesse período brilhante.

Como resultado, os quasares são extremamente raros no céu, e normalmente são separados por centenas de milhões de anos-luz um do outro. Os pesquisadores estimam que as chances de descoberta de um quasar quádruplo por acaso é uma em dez milhões.

Como eles conseguiram ter tanta sorte?

Pistas vêm de propriedades peculiares do ambiente do quarteto. Os quatro quasares são, por exemplo, cercados por uma nebulosa gigante de gás hidrogênio muito densa, que emite luz porque é irradiada pelo brilho intenso dos quasares. Além disso, tanto o quarteto quanto a nebulosa circundante residem em um canto raro do universo com uma quantidade surpreendentemente grande de matéria.

Tudo estranho

De acordo com J. Xavier Prochaska, professor da Universidade da Califórnia em Santa Cruz e pesquisador principal das observações do Observatório Keck, há várias centenas de vezes mais galáxias nesta região do que seria de se esperar a estas distâncias.

Dado o número excepcionalmente grande de galáxias, este sistema se assemelha as aglomerações enormes de galáxias, conhecidas como aglomerados de galáxias, que os astrônomos observam no universo atual.

Mas como a luz desta metrópole cósmica tem viajado mais de 10 bilhões de anos antes de atingir a Terra, as imagens que mostram a região são de 10 bilhões de anos atrás, menos de 4 bilhões de anos após o Big Bang.

Elas são, portanto, um exemplo de um progenitor ou antepassado de um aglomerado de galáxias atual, ou que se formará muito em breve.

Dia de sorte

Ao remendar todas essas anomalias em conjunto, os pesquisadores tentaram compreender o que parece ser um golpe de sorte incrível. De acordo com Joseph Hennawi, se você descobrir algo que, segundo a sabedoria científica atual deve ser extremamente improvável, você chega a apenas duas conclusões: ou você tem muita sorte e descobriu uma coisa inédita, ou precisa modificar sua teoria.

Os pesquisadores especulam que algum processo físico pode tornar a atividade quasar muito mais provável em ambientes específicos. Uma possibilidade é que os episódios de quasares são acionados quando as galáxias colidem ou se fundem, porque essas interações violentas canalizam de forma eficiente muito gás para o buraco negro central. Tais encontros são muito mais prováveis de ocorrer em um aglomerado denso preenchido com galáxias, assim como é mais provável encontrar trânsito na hora do rush em uma grande cidade.

“A nebulosa de emissão gigante é uma peça importante do quebra-cabeça, uma vez que significa uma enorme quantidade de gás frio denso”, disse Fabrizio Arrigoni-Battaia, um estudante de doutorado no Instituto Max Planck de Astronomia que esteve envolvido na descoberta.

Buracos negros brilham?

Buracos negros supermassivos só podem brilhar como quasares se houver gás para eles engolirem, e um ambiente rico em gás poderia proporcionar condições favoráveis para abastecer quasares.

Por outro lado, dada a atual compreensão de como as estruturas maciças se formam no universo, a presença da nebulosa gigante é totalmente inesperada.

Nossos modelos atuais de formação da estrutura cósmica, feitos com base em simulações de supercomputadores, preveem que os objetos maciços no início do universo devem ser preenchidos com gás rarefeito, ao passo que esta nebulosa gigante de gás requer gases milhares de vezes mais denso e mais frio, esclarece Sebastiano Cantalupo, que liderou as observações no Observatório Keck. [phys], HypeScience

Universo pode acabar em um "vazio" escuro?

Modelo padrão da Cosmologia

A cosmologia passou por uma mudança de paradigma em 1998, quando pesquisadores anunciaram que a taxa de expansão do Universo estaria se acelerando.

Hoje já há dúvidas sobre a velocidade de aceleração dessa expansão do Universo, mas o fato é que a ideia de um tipo de energia desconhecida - chamada de energia escura - constante ao longo do espaço-tempo, funcionando então como uma constante cosmológica, tornou-se o modelo padrão da cosmologia.

Agora, astrofísicos acreditam ter encontrado uma descrição melhor para o que está acontecendo, o que pode incluir a transferência de energia entre a energia escura e a matéria escura.

Valentina Salvatelli e Najla Said, da Universidade de Roma, na Itália, usaram dados de uma série de pesquisas astronômicas, incluindo o SDSS (Sloan Digital Sky Survey), que recentemente divulgou o primeiro mapa da matéria escura, para testar diferentes modelos de energia escura.

E os dados não se encaixaram muito bem dentro da teoria. "Há muito mais dados disponíveis agora do que em 1998, e parece que o modelo padrão já não é suficiente para descrever todos os dados. Nós acreditamos ter encontrado um modelo melhor da energia escura," afirmam elas.

Destino do Universo

De fato, os dados mais recentes estão mostrando que o modelo cosmológico padrão não consegue explicar uma variedade de eventos, em especial o crescimento da estrutura cósmica, das galáxias e dos aglomerados de galáxias, que parecem ser mais lentos do que aceito anteriormente.

Um dos exemplos mais contundentes desse descasamento entre teoria e dados observacionais foi anunciado há poucos dias, quando a equipe de Peter Milne, da Universidade do Arizona, mostrou que as supernovas Ia, usadas justamente para medir a expansão do Universo, não são sempre iguais como se supunha.

Pela interpretação da equipe italiana, os dados mostram que estaria havendo uma transferência de energia da matéria escura para a energia escura - é como se a energia escura estivesse lentamente "sugando" a matéria escura, fazendo-a desaparecer.

Com a diminuição da quantidade de matéria escura, o crescimento da estrutura do cosmos estaria então diminuindo de ritmo. E, com uma quantidade de matéria escura cada vez menor, ao longo de bilhões de anos as galáxias deverão lentamente se esfacelar - a hipótese de uma matéria escura foi levantada justamente para explicar a gravidade que mantém as galáxias coesas, que se esfacelariam se dependessem unicamente da gravidade das estrelas e planetas e outros corpos celestes.

"Este estudo é sobre as propriedades fundamentais do espaço-tempo. Em uma escala cósmica, estamos falando sobre o nosso Universo e seu destino. Se a energia escura está crescendo e a matéria escura está evaporando, vamos acabar com um grande e chato Universo vazio, com quase nada nele," disse o professor David Wands, que coordenou o estudo.

Bibliografia:

Site Inovação Tencológica - Espaço
Indications of a Late-Time Interaction in the Dark Sector
Valentina Salvatelli, Najla Said, Marco Bruni, Alessandro Melchiorri, David Wands
Physical Review Letters
Vol.: 113, 181301
DOI: 10.1103/PhysRevLett.113.181301

Famosos "Pilares da criação" desaparecerão em 3 milhões de anos

Os Pilares da Criação", as nuvens gigantescas de gás e pó localizadas na Nebulosa da Águia, a cerca de 7.000 anos luz da Terra, desaparecerão completamente em três milhões de anos, segundo a pesquisa de uma equipe internacional de astrônomos.

O trabalho, publicado na revista "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society", é apoiado na primeira imagem tridimensional destas famosas colunas de pó cósmicas, que revela sua "iminente" destruição, segundo informou em comunicado o Observatório Europeu Austral (ESO, na sigla em inglês).  Com a ajuda do instrumento "MUSE" instalado no telescópio de grande tamanho (VLT, em inglês) do ESO no Chile, os astrônomos viram que os "Pilares da Criação" perdem a cada milhão de anos o equivalente a 70 vezes a massa solar. Partindo de uma massa atual de 200 vezes a do sol, "espera-se que tenham uma vida útil de talvez três milhões de anos mais, - uma piscada de olhos em tempo cósmico", destacou o Observatório. A partir desta nova descoberta, os astrônomos sugerem voltar a batizar as famosas colunas cósmicas como os "Pilares da Destruição". A nova ilustração tridimensional destes três famosos pilares revela novos detalhes sobre sua distribuição espacial, assim como provas da existência de duas estrelas em gestação nas colunas da esquerda e do centro e um inédito jato procedente de uma estrela jovem que até agora não tinha sido visto. As colunas foram esculpidas com o tempo como consequência da potente radiação erosiva e dos ventos estelares que as brilhantes estrelas do cúmulo provocam após sua gestação, expulsando o material menos denso para longe de sua vizinhança. Neste caso, os grupos mais densos de gás e poeira podem resistir a esta erosão funcionando como uma blindagem que cria "fileiras" escuras ou "trombas de elefante", e é aquilo que pode ser visto como o corpo escuro de um pilar que aponta para as brilhantes estrelas.       Os astrônomos esperam compreender melhor como as estrelas jovens de tipo O e B influem na formação de estrelas de gerações posteriores. Vários estudos identificaram protoestrelas se formando nestas nuvens, por isso que podem continuar se chamando "Pilares da Criação", informou o ESO.     A imagem original dos famosos pilares, obtida pelo Telescópio Hubble, foi feita há duas décadas e se tornou imediatamente uma de suas imagens cósmicas mais reconhecidas.

Fonte: Terra.com e EFE

Pesquisadores observam buracos negros supermassivos prestes a se fundir

Conforme duas galáxias entram nos estágios finais de fusão, cientistas têm teorizado que seus buracos negros supermassivos formariam um “binário” – dois buracos negros em uma órbita tão próxima que são gravitacionalmente ligados um ao outro. Em um novo estudo, astrônomos da Universidade de Maryland (EUA) apresentaram evidências diretas de um quasar pulsante, o que pode comprovar a existência desses buracos negros binários.

“Acreditamos que observamos dois buracos negros supermassivos em maior proximidade do que nunca. Estes buracos negros podem estar tão próximos que estão emitindo ondas gravitacionais, que foram previstas pela teoria da relatividade geral de Einstein”, explica Suvi Gezari, também da Universidade de Maryland, coautora do trabalho publicado na revista “Astrophysical Journal Letters”. A descoberta pode lançar luz sobre a frequência com que os buracos negros se aproximam o suficiente para formar um binário gravitacionalmente ligado e, eventualmente, se fundir.
Os buracos negros tipicamente devoram matéria, que acelera e se aquece, emitindo energia eletromagnética e criando alguns dos pontos mais luminosos no céu, chamados quasares. Quando dois buracos negros orbitam como um binário, absorvem matéria ciclicamente, o que leva os teóricos a preverem que o quasar binário responderia clareando e escurecendo periodicamente.

A Metodologia:

Os pesquisadores realizaram uma busca sistemática pelos chamados quasares variáveis usando o Telescópio de Pesquisa Panorâmica e Sistema de Resposta Rápida (Pan-STARRS1) de Vistoria de Profundidade Média. Este telescópio fica baseado no Havaí, em Haleakala, e fotografa o mesmo pedaço de céu uma vez a cada três dias, recolhendo centenas de dados para cada objeto ao longo de quatro anos.

Nestes dados, a equipe de astrônomos encontrou o quasar PSO J334.2028+01.4075, que tem um grande buraco negro de quase 10 bilhões de massas solares e emite um sinal óptico periódico que se repete a cada 542 dias. O sinal do quasar era incomum porque as curvas de luz da maioria dos quasares são arrítmicos. Para verificar a sua descoberta, a equipe de pesquisa executou rigorosos cálculos e simulações e examinou dados adicionais, incluindo dados fotométricos de outros telescópios e sistemas de monitoramento.

“A descoberta de um candidato a sistema compacto binário de buracos negros supermassivos como o PSO J334.2028+01.4075, que parece a uma separação orbital tão pequena, acrescenta ao nosso conhecimento limitado das etapas finais da fusão entre os buracos negros supermassivos”, aponta a estudante de mestrado em astronomia da Universidade de Maryland, Tingting Liu, principal autora do artigo.

Os pesquisadores planejam continuar a procurar novos quasares variáveis. A partir de 2023, sua pesquisa poderia ser auxiliada pelo telescópio Synoptic Large Telescope Survey. Espera-se que este aparelho possa fazer o levantamento de uma área muito maior, possibilitando identificar a localização de milhares destes buracos negros supermassivos que estão se fundindo no céu noturno.

Fonte; [University of Maryland] and HypeScience

O que está acontecendo com o cometa 67P

Conforme o cometa 67P de 3 km de largura se aproxima do sol, o calor faz seu núcleo expelir gás e poeira. A sonda Rosetta chegou ao núcleo duplo do cometa em julho do ano passado, e agora está co-orbitando o sol junto com o iceberg gigante escuro.

Uma análise recente de dados da sonda mostrou que a água expelida pelo objeto tem uma diferença significativa com a água na Terra, indicando que ela não poderia ter se originado a partir de colisões com cometas antigos como 67P.

A sonda Rosetta não detectou um campo magnético ao redor do núcleo do cometa, o que indica que o magnetismo poderia ter sido pouco importante na evolução do sistema solar em seus primeiros momentos de vida.

O cometa 67P deverá aumentar a sua taxa de evaporação a medida que se aproxima ainda mais do sol – o que deve acontecer em agosto de 2015, quando ele atinge uma distância da estrela que é apenas um pouco mais longe do que a Terra.

Fonte: HYPESCIENCE