10 Bilhões de anos atrás nossa galáxia era assim

Se você conseguisse tirar uma foto da nossa Via Láctea hoje, a imagem iria mostrar uma galáxia espiral com um barra central brilhante, cheia de densas populações estelares. O sol estaria localizado fora desta barra, perto de um dos braços espirais compostos de estrelas e poeira interestelar; além da galáxia visível, estaria uma auréola de matéria escura.

Teríamos que esperar cerca de 5 bilhões de anos depois do nascimento da Via Láctea para testemunhar a formação do nosso sistema solar. Porém, neste ponto, 4,6 bilhões de anos atrás, a galáxia já iria ser quase como é hoje.

Usando dois supercomputadores do Oak Ridge National Laboratory, nos EUA, e do Swiss National Supercomputing Center, na Suíça, um grupo de pesquisadores liderado pelo Dr. Simon Portegies Zwart do Observatório Leiden, na Holanda, simulou a evolução a longo prazo da Via Láctea nesse período de grandes mudanças – de 10 a 4 bilhões de anos atrás. “Nós realmente não sabemos como a estrutura da galáxia surgiu. O que percebemos é que podemos usar as posições, velocidades e massas de estrelas no espaço tridimensional para permitir que a estrutura emerja da gravidade própria do sistema”, explica o Dr. Zwart.


Fonte: HypeScience

Astrônomos mapeiam o superaglomerado de galáxias do qual a Via Láctea faz parte

De tempos em tempos, a ciência faz descobertas que nos obrigam a redimensionar completamente aquilo que conhecemos sobre a realidade. Este artigo publicado ontem pela revista Nature é daqueles que atingem em cheio uma das perguntas fundamentais do ser humano – onde estamos? Até então, sabíamos que a Terra é parte do Sistema Solar, que por sua vez pertence à Via Láctea, localizada no Grupo Local, que abriga 35 entre as bilhões de galáxias que compõem o Universo.

Uma equipe de astrônomos acaba de acrescentar mais uma coordenada ao nosso endereço cósmico: eles descobriram que a vizinhança da Via Láctea está inserida nas periferias de um superaglomerado com cerca de 100 mil galáxias e uma extensão de 520 milhões de anos luz, ao qual deram o nome de Laniakea, termo que na língua havaiana carrega o poético significado de “céu imensurável”.

“Isso não é muito diferente de descobrir pela primeira vez que sua cidade natal é, na verdade, parte de um país muito maior que faz fronteira com outras nações”, disse o líder do estudo Brent

Tully ao site The Daily Galaxy. Para conseguir elaborar o complexo mapa em 3D, os pesquisadores analisaram os padrões de movimento e velocidade de diversas galáxias, e assumiram que cada uma pertence à estrutura cuja gravidade a está atraindo. 

Além de conseguir mapear o mega-aglomerado, os astrônomos também contextualizaram o chamado Grande Atrator, uma fortíssima anomalia gravitacional que influencia o deslocamento de objetos a milhões de anos-luz de distância e há décadas intrigava os estudiosos. A pesquisa revelou que ele funciona como uma espécie de vale, que atrai os filamentos galácticos como se fossem riachos imersos em enormes porções de vácuo. Como a natureza nunca cansa de nos surpreender, nada impede que nossa concepção de lar vá ainda mais além da Laniakea. “Nós podemos descobrir que vamos ter que inventar um outro nome para algo ainda maior de que somos parte – consideramos isso como uma possibilidade real”, disse Tully ao site Space.

Estranhos neutrinos solares detectados pela primeira vez

Nas profundezas do Sol, pares de prótons se fundem para formar átomos mais pesados, liberando misteriosas partículas chamadas de “neutrinos” no processo. Acredita-se que essas reações sejam o primeiro passo na cadeia responsável por 99% da energia que o Sol irradia, mas cientistas nunca haviam encontrados provas até agora. Pela primeira vez, físicos capturaram os elusivos neutrinos produzidos pelas reações básicas de fusão de prótons do Sol.

A Terra deveria estar repleta desses neutrinos – cálculos sugerem que aproximadamente 420 bilhões deles atinjam cada polegada quadrada da superfície de nosso planeta por segundo – mas eles são incrivelmente difíceis de encontrar.
Neutrinos quase nunca interagem com partículas regulares e normalmente passam direto pelos espaços vazios entre os átomos de nossos corpos e de toda matéria convencional. Mas ocasionalmente eles colidem com um átomo, que solta um elétron, criando um rápido flash de luz visível apenas a detectores extremamente sensíveis. Foi assim que o experimento Borexino do Laboratório Nacional Gran Sasso, na Itália, os encontrou.
A detecção dos chamados “neutrinos pp” – neutrinos criados pela fusão de dois prótons solares – era uma tarefa quase impossível. “A existência desses neutrinos não era questionada. O que queríamos saber era se algum grupo conseguiria construir um detector tão incrivelmente cristalino que permitisse a visualização desses neutrinos de baixa energia em tempo real, evento por evento”, explica Wick Haxton, físico da University of California, Berkeley, que não se envolveu no experimento. “O Borexino conseguiu fazer isso depois de uma longa campanha para isolar e compreender eventos de fundo”.  
O Borexino usa um tanque cheio de cintilador líquido – um material projetado para emitir luz quando recebe energia – contido em uma grande esfera cercada por mil toneladas de água, protegida por camadas e mais camadas de cobertura e enterrada 1,4 quilômetros abaixo do solo.
Essas defesas foram projetadas para impedir a passagem de tudo, menos neutrinos, assim excluindo todos outros tipos de radiação que pudessem imitar o sinal. “Infelizmente isso não é o bastante para neutrinos pp”, observa Andrea Pocar da University of Massachusetts Amherst que também é membro do Borexino e principal autor de um artigo relatando os resultados em 28 de agosto, na Nature (Scientific American é parte do Nature Publishing Group).
Parte da contaminação de fundo, no entanto, não pode ser bloqueada porque tem origem no próprio experimento. “O maior ruído vem do carbono 14 do cintilador”, explica Pocar.
O carbono 14 é um isótopo radioativo comum na Terra. Seu decaimento previsível permite que arqueólogos datem espécimes ancestrais. Quando decai, porém, o carbono 14 libera um elétron e emite luz muito semelhante à de neutrino pp. Os físicos tiveram que observar uma estreita faixa de energia em que podem distinguir neutrinos pp de decaimentos do carbono 14.
Mesmo assim, de vez em quando átomos de carbono 14 no cintilador decaem simultaneamente e a energia que eles liberam imita exatamente o brilho do neutrino pp. “Tivemos que compreender esses eventos com muita precisão para subtraí-los”, explica Pocar.
A equipe inventou uma nova maneira de contar os eventos, e coletou dados durante vários anos antes de ter certeza que haviam isolado um sinal verdadeiro. “Essa é uma medida muito difícil de realizar”, elogia Mark Chen da Queen’s University em Ontario, no Canadá, que não se envolveu no projeto. “O esforço que o Borexino fez para purificar o cintilador líquido em seu detector valeu a pena”.
A descoberta de neutrinos pp solares é uma confirmação que tranquiliza físicos em relação aos principais modelos teóricos que descrevem o Sol. Experimentos anteriores encontraram neutrinos solares de alta energia criados por estágios mais avançados do processo de fusão envolvendo o decaimento de átomos de boro. Mas os neutrinos pp de baixa energia foram mais difíceis de encontrar; sua detecção completa a ideia sobre a cadeia de fusão do Sol, além de acelerar os planos para a próxima geração de experimentos terrestres com neutrinos.
Uma estranha peculiaridade dessas partículas elementares é que elas existem em três sabores – chamados de elétron, múon e tau – e têm a bizarra capacidade de trocar de sabor, ou “oscilar”. Devido às complexas particularidades nas reações de fusão de prótons, todos os neutrinos do Sol nascem como neutrinos do elétron. No momento em que atingem a Terra, porém, parte deles já se transformou em neutrinos múon e tau.
Cada sabor de neutrino tem uma massa levemente diferente, ainda que físicos não saibam exatamente quais são essas massas. Determinar as massas e como elas ficam ordenadas entre os três sabores é um dos objetivos mais importantes dos experimentos com neutrinos da atualidade. A diferença de massa entre sabores é o principal fator que afeta a oscilação dos neutrinos.
Se neutrinos estão viajando pela matéria, suas interações com ela também alteram suas taxas de oscilação. Tudo indica que as oscilações de neutrinos de  mais alta energia sofrem interferência da matéria, o que propicia maior chance de oscilação – e portanto menos deles sobreviverão como neutrinos do elétron no momento em que chegam à Terra.
O Observatório Sudbury de Neutrinos, em Ontario, e o experimento japonês Super-Kamiokande mediram esse fenômeno décadas atrás, quando detectaram os neutrinos solares de energia mais alta advindos do decaimento do boro. Agora as descobertas do Borexino confirmam o efeito: mais neutrinos de baixa energia vistos pelo Borexino permaneceram com o sabor elétron que os neutrinos de energia mais altas medidos pelos experimentos anteriores. “Isso é importante porque efeitos sobre a matéria só foram vistos no Sol até agora, mas queremos usar esse efeito na Terra em futuros ‘experimentos de linha longa com neutrinos’ para determinar completamente o padrão de massas de neutrino”, declara Haxton.
Esses experimentos, como o Long-Baseline Neutrino Experiment (LBNE) do Fermilab que deve começar em 2022, investigarão como ocorre a oscilação de neutrinos viajando pela matéria. Em vez de usar neutrinos solares, esses projetos criarão poderosos feixes de neutrinos em aceleradores de partículas e refinarão suas rotas para realizar medidas precisas.
O experimento do Fermilab gerará um fluxo de neutrinos de seu laboratório base, perto de Chicago, até a Instação de Pesquisa Subterrânea de Sanford na Dakota do Sul. Enquanto os neutrinos atravessam cerca de 1.285 quilômetros de manto terrestre em sua jornada (a chamada “linha longa”), muitos oscilarão. Ao estudar como a matéria do manto intrage com os diferentes sabores para afetar suas taxas de oscilação, os pesquisadores esperam revelar quais sabores de neutrinos são mais leves, e quais são mais pesados.
Resolver o mistério da massa dos neutrinos, por sua vez, poderia apontar para uma teoria da física de partículas mais profunda que o Modelo Padrão atual, que não leva em conta as massas dos neutrinos. A última façanha do Borexino (medir neutrinos com precisão) sugere que os experimentos finalmente estão se tornando poderosos o suficiente para extrair esses segredos das elusivas partículas. 

Fonte:Scientific American Brasil. 

Sonda Rosetta encontra cometa depois de 10 anos no espaço

A ESA (Agência Espacial Europeia) confirmou que, depois de 10 anos no espaço, a sonda Rosetta chegou nesta quarta-feira (06), às 9h da manhã, ao encontro do cometa 67/P Churyumov-Gerasimenko. Lançada em 2004, Rosetta estava viajando a 775 metros por segundo quando ficou a cerca de 100 km do cometa.

Depois da aproximação, a Rosetta já está pronta para estudar o entorno e o núcleo do corpo celeste. Jean-Jacques Dardain, diretor geral da ESA, em declaração, disse: “Rosetta é única por seus desafios tecnológicos e pela precisão de sua navegação. Durante sua viagem de dez anos, chegou a uma distância de 790 milhões de quilômetros do Sol e, finalmente, encontrou a órbita do cometa”.

Para os cientistas analisarem mais detalhadamente o corpo, a sonda possui um módulo de aterrissagem chamado Philae, que medirá o seu campo magnético e também retirará provas de até 30 centímetros dos materiais da superfície do cometa. A ideia do projeto é liberar a Philae quando o corpo estiver a uma distância de 450 milhões de quilômetros do Sol.

Carregando o nome da pedra que permitiu decifrar os hieróglifos egípcios, o projeto da sonda Rosetta é a primeira missão da história a realizar tal feito. Missão que ganhou até um site interativo para poder acompanhar por completo a trajetória de Rosetta.

Fonte: Revista Galileu on line. Acesso: 29/08/2014 19:10h

Astrônomos obtêm a imagem mais clara e nítida de uma colisão de galáxias

Um grupo de astrônomos obteve a imagem mais detalhada até o momento de uma colisão entre duas galáxias ao combinar o poder de diferentes telescópios na Terra e no espaço, com o de uma lupa "de proporções cósmicas".

Essa imensa lupa é a galáxia H1429-0028 que, graças ao efeito "de lente gravitacional", permitiu aos cientistas a observação, informou o Observatório Austral Europeu (ESO, sigla em inglês) em comunicado.

O efeito de lupa acontece quando, por causa de sua forte gravidade, enormes estruturas como galáxias e acúmulos de galáxias desviam a luz que existe por trás de determinados objetos distantes e brilhantes, o que os tornam visíveis e acessíveis para o estudo, detalhou a nota.

As imagens conseguidas graças à galáxia H1429-0028, que permitiu comparar as galáxias locais com outras muito mais remotas, confirmaram que este caso de "vigorosa formação estelar" aconteceu quando o Universo tinha apenas a metade de sua idade atual.

"Enquanto os astrônomos frequentemente se veem limitados pela potência de seus telescópios, em alguns casos nossa capacidade para ver detalhes é enormemente melhorada por lentes naturais, criadas pelo Universo", explicou o autor principal da pesquisa, Hugo Messias, da Universidade de Concepción, no Chile.

Mas para que essas lentes gravitacionais funcionem, a galáxia que desempenha o papel de lente e a que se encontra por trás, afastada, devem estar alinhadas de modo muito preciso.

"Esses alinhamentos casuais são muito raros e tendem a ser difíceis de identificar", acrescentou Messias, "mas estudos recentes demonstraram que através da observação longitudinal das ondas do infravermelho distante e da variação milimétrica podemos encontrar esses casos de forma muito mais eficiente".

Diante da dificuldade para estudar esse objeto estelar, a equipe de astrônomos começou uma extensa campanha de acompanhamento com telescópios de grande potência, tanto na Terra como no espaço, que proporcionaram diferentes pontos de vista que, junto ao obtido pela lente natural da galáxia H1429-0028, foram combinados para captar a melhor imagem deste "objeto incomum", acrescentou a ESO.

O conjunto de lentes também ajudou a afirmar que uma das galáxias da colisão ainda mostra sinais de rotação, o que indica que era uma galáxia de disco puro logo antes do choque.

Entre o conjunto de instrumentos que foram utilizados para obter a imagem se encontram três telescópios do ESO: ALMA, APEX e VISTA, todos localizados em suas instalações no Chile, além do telescópio Hubble da Nasa e da Agência Espacial Europeia, do telescópio Gemini Sul, do telescópio Keck-II e do telescópio Spitzer da Nasa.

Fonte: Resvista Galileu.