Archive for julho 5th, 2010
Mosaico da Via Láctea – by Axel Mellinger
Essa imagem da via Láctea aqui reproduzida e obtida da edição da revista Astronomy representa o projeto de longo prazo de Axel Mellinger, professor de física na Universidade Central de Michigan. Mellinger combinou imagens de 70 diferentes campos de visão, cada um deles medindo 40 por 27 graus. Para garantir a consistência do mosaico, ele sobrepôs 15% de cada campo para montar a imagem final.
Mellinger começou a tirar fotos da Via Láctea em Outubro de 2007 e terminou o seu trabalho em Agosto de 2009. Ele tirou as fotos de dois locais na África do Sul para os campos com declinações centradas em -90, -62, -32 e 0. Para os campos centrados no norte com declinações de 32, 62 e 90 ele usou quatro locais no Texas e três em Michigan.
Para fazer esse trabalho ele acoplou uma câmera Minolta de 50 mm MD com f/1.4 a um Santa Barbara Instrument Group STL-11000 CCD. Para melhorar a qualidade das fotos, Mellinger parou a lente em f/4 para todas as exposições. Campos foram combinados para fazer fotos através de filtros vermelho, verde e azul.
Para melhorar o intervalo dinâmico das fotos, Mellinger combinou três diferentes exposições: 0.5, 15 e 240 segundos. Ele fazia cinco frames em cada exposição com cada filtro. Fazendo uma conta rápida podemos chegar ao incrível número de 3150 fotos obtidas para construir o panorama aqui apresentado. A escala final da imagem é de 36 polegadas por pixel o limite de magnitude é 14 e o mosaico inteiro mede 36000 pixels por 18000 pixels num total de 648 megapixels.
Após adquirir as exposições, Mellinger as processava para deixá-las coerentes. Um problema que ele teve foi o de eliminar a contribuição do brilho do céu. Nisso pode-se incluir poluição luminosa, neblinas e luz zodiacal. Além disso ele tinha que manter na imagem a luz proveniente de estrelas distantes e apagadas, luz de galáxias difusas e a luz proveniente de galáxias não observadas que contribuem para a luz de fundo.
Ele separou a luz indesejável usando dados de fotometria visual a partir dos instrumentos chamados fotopolarímetros instalados nas sondas Pioneer 10 e 11. Esses instrumentos fornecem medidas do chamado brilho bom de fundo. Então Mellinger com uma simples operação de subtração conseguiu remover o brilho que fazia “mal” para a sua imagem.
Melinger espera que esse panorama que ele criou tenha uma validade educacional. Ele também reconheceu o valor científico fornecendo uma superfície fotométrica de alta qualidade da Via Láctea. A imagem realmente é muito bela e aqui é apresentada originalmente e depois com os principais objetos identificados na imagem que serão explicados posteriormente.
Anel de Gás em Leão Explicado pela Colisão de Galáxias
A natureza do gigantesco anel de gás que circunda o grupo de galáxias de Leão foi decifrada a medida que lembra a violenta colisão galáctica que aconteceu ali a mais de um bilhão de anos atrás.
O anel de Leão é feito de gás frio e se expande por um diâmetro de aproximadamente 650000 anos-luz. Sua origem tem instigado os astrônomos desde a sua descoberta nos anos de 1980, mas a detecção de metais presentes no gás no ano passado levou os astrônomos a acreditar que o anel era composto do gás primordial. De acordo com a teoria, o acréscimo de gás frio primordial tem um papel fundamental nos estágios iniciais de formação das galáxias, mas essa etapa é caracterizada pelo fato de nunca ter ocorrido uma separação entre galáxias antes, e assim não possui as condições necessárias para formar estrelas.
Agora graças as observações feitas com o Telescópio Franco Canadense do Havaí, os astrônomos detectaram pela primeira vez uma assinatura óptica dentro da densa parte do anel. Correspondendo a regiões que contém estrelas jovens massivas, essas observações jogam por terra a teoria sobre o gás primordial.
Combinando as observações com simulações em computadores, os cientistas chegaram a conclusão que o anel é na verdade uma relíquia de uma dramática colisão ocorrida entre duas galáxias a apenas um bilhão de anos atrás. Os dois personagens dessa colisão foram identificados como sendo a NGC 3384, atualmente localizada no centro do Grupo de Leão e a galáxia espiral M96 situada na porção marginal do grupo.
Fonte:
O Coração do Aglomerado de Hercules
A imagem aqui reproduzida foi feita pela Advanced Camera for Surveys a bordo do Telescópio Espacial Hubble e mostra o centro do grande aglomerado globular Messier 13, além de fornecer uma extraordinária visão de centenas de milhares de estrelas presentes no aglomerado, um dos mais brilhantes e mais bem conhecidos do céu.
Localizado a apenas 25000 anos-luz de distância e com 145 anos-luz de diâmetro, o aglomerado Messier 13 tem encantado os olhos de seus observadores desde a sua descoberta feita por Edmond Halley em 1714. O aglomerado localiza-se na constelação de Hercules e é tão brilhante que em determinadas condições pode ser visto até mesmo a olho nu. Como Halley escreveu: “É apenas um pedaço do céu, mas pode ser visto a olho nu, quando o céu está sereno e a lua está ausente”. O Messier 13 foi alvo da simbólica mensagem enviada do rádio telescópio de Arecibo em 1974, comunicando para possíveis vidas extraterrestres a existência da humanidade. contudo, estudos mais recentes sugerem que é muito difícil ter o desenvolvimento de planetas em ambientes densamente povoados de estrelas como aglomerados globulares.
O Messier 13 também aparece na literatura. Na novela As Sirenes de Titã, Kurt Vonnegut escreveu: “A cada hora que passa o Sistema Solar fica quarenta e três mil milhas mais próximo do aglomerado globular M13 em Hercules – e ainda existem aqueles que insistem em dizer que não existe progresso em nada”. O passo dado desde as primeiras observações telescópicas de Halley até essa imagem aqui mostrada do Hubble indicam uma medida do progresso que a astronomia sofreu nos últimos trezentos anos.
Essa imagem foi criada a partir de imagens feitas com o Wide Field Channel da Advanced Camera for Surveys a bordo do Telescópio Espacial Hubble. Os dados obtidos com o filtro azul (F435W) estão coloridos em azul na imagem, os dados obtidos com o filtro vermelho (F625W) são coloridos em verde e os dados do infravermelho próximo obtidos com o filtro F814W são coloridos em vermelho. O tempo de exposição foi de 1480s, 380s e 567s respectivamente para cada um dos filtros e o campo de visão da imagem possui aproximadamente 2.5 arcos de minutos de extensão.
Fonte:
Satélite RXTE Estuda Jatos de Buracos Negros
Por décadas os astrônomos têm estudado o complexo comportamento de sistemas binários formados por uma estrela normal e um buraco negro. Nesses sistemas, o gás proveniente da estrela normal flui em direção ao buraco negro e forma um disco ao seu redor. A fricção dentro do disco esquenta o gás até temperaturas de milhões de graus – quente o suficiente para produzir raios-X. Na borda mais interna do disco, próximo ao buraco negro, um forte campo magnético uma parte do gás pro meio de jatos em direções opostas que viajam a aproximadamente metade da velocidade da luz.
Essa é a visão geral do fenômeno, porém os detalhes ainda não foram esclarecidos. Por exemplo, quem é o principal responsável pelos raios-X que são emitidos pelos jatos? O disco? Ou existe alguma região de alta energia no limite do buraco negro?
Agora, os astrônomos usando o satélite Rossi X-Ray Timing Explorer (RXTE) da NASA, juntamente com dados ópticos, infravermelho e de rádio, descobriram que, os raios-X são provenientes dos jatos.
“Modelos teóricos já haviam sugerido tal possibilidade há alguns anos, mas essa é a primeira vez que se pode confirmar tal teoria por meio de análises feitas em vários comprimentos de onda”, disse David Russell, autor principal do estudo e pesquisador de pós-doutorado da Universidade de Amsterdã.
Russell e seus colegas observaram o já bem conhecido buraco negro binário XTE J1550-564. O sistema localiza-se a 17000 anos-luz de distância na direção da constelação da Norma e possui um buraco negro com massa 10 vezes maior que a massa do Sol. O sistema binário foi descoberto em 1998 pelo RXTE, quando ele tornou-se uma das fontes mais brilhantes de raios-X no céu.
Entre Abril e Julho de 2000, o sistema experimentou outra explosão de raios-X. O satélite RXTE monitorou o evento nesse comprimento de onda, com uma ajuda adicional do Observatório de Raios-X Chandra da NASA. Observações ópticas e infravermelhas também cobriram a explosão com observações feitas pelo telescópio de 1 metro YALO-1 localizado no Observatório Inter-Americano de Cerro Tololo no Chile, enquanto que observações de rádio foram coletadas pelo Australia Telescope Compact Array.
Trabalhando nesses dados, Russell e sua equipe reconstruiu uma imagem detalhada da emissão de raios-X ocorrida durante a explosão. O estudo aparece na edição de 1 de Julho de 2010 da Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
“Nós suspeitamos que essas explosões estão ligadas ao aumento na quantidade de massa que cai no buraco negro”, explica Russell. “Onde e como a emissão ocorre são as únicas pistas que temos para saber o que está acontecendo”.
Como a explosão começou em meados de Abril de 2000, a mais brilhante emissão de raios-X do sistema foi dominada por uma energia mais alta de raios-X vindos de uma região muito próxima do buraco negro.
“Nós achamos que a fonte desses raios-X é uma região de elétrons muito energéticos que formam uma coroa ao redor da parte mais interna do disco”, disse Russell. Quando esses elétrons se transformam em fótons de luz visível, a colisão leva os fótons para altas energias de raios-X, um processo conhecido como Espalhamento Inverso de Compton. Os jatos nesses casos estão presentes mas são coadjuvantes.
Por semanas, o pico de emissão de raios-X se moveu para energias mais baixas e parece ter vindo do denso gás localizado no disco de acresção. Ao mesmo tempo, o disco quente se dissipou energizando os jatos e desaparecendo.
No final de Maio de 2000, o disco de acresção do sistema XTE J1550-564 se esfriou o suficiente para que os jatos fossem ligados novamente. A maioria dos raios-X que vinham de locais mais apagados porém mais energéticos, novamente começaram a ver do espalhamento de elétrons energéticos próximos ao buraco negro.
No início de Junho, a medida que o sistema se apagava e o seu pico de emissão vagarosamente ficava mais leve, os jatos emergiam da fonte principal de raios-X. No jato, os elétrons e os posítrons se movem a uma velocidade próxima a da luz e emitem radiação a medida que eles encontram campos magnéticos em um processo chamado de emissão sincrotron.
Os jatos necessitam de um abastecimento contínuo de partículas com energias de trilhões de elétron-volts, isto é, bilhões de vezes mais energético que a luz visível. “A energia total dos jatos é enorme, muito maior do que se pensava antes”, disse Russell.
À medida que se entrou no verão, os jatos gradualmente foram se desligando e as suas emissões de raios-X se tornando mais leves. Em Setembro, o mais brilhante raio-X do sistema vinha de aglomerações de alta velocidade de matéria que os jatos emitiram para o espaço durante erupções prévias.
“Nós estamos realmente começando a entender esses sistemas extremos, graças em grande parte ao RXTE”, adicionou Russell. “Nós podemos aplicar o que aprendemos em sistemas binários próximos como o XTE-J1550 para buracos negros muito maiores e jatos que são encontrados no centro dessas galáxias”.
Lançado em 1995, o RXTE ainda está forte. “Das atuais missões gerenciadas pela NASA somente o Hubble tem trabalhado por mais tempo que o RXTE”, disse Tod Strohmayer, cientista de projeto da missão no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Md. As capacidades únicas do RXTE fornecem aos cientistas idéias sobre buracos negros e estrelas de nêutrons e permitem detectar explosões curtas e apagadas, que são facilmente perdidas por outras missões que exploram o céu dentro do comprimento de onda dos raios-X.
Fonte:
http://www.nasa.gov/topics/universe/features/black-hole-jets.html
A Via Láctea Acima da Rocha do Púlpito
Pode uma imagem do céu ser relaxante? Uma candidata para isso é a imagem aqui reproduzida feita a um mês atrás em Cape Schank, Victoria, Austrália. A imagem destaca uma lagoa tranqüila, uma neblina leve, duas galáxias e dez mil estrelas. A rocha a esquerda na imagem que parece com a cabeça de um ser humano, é na verdade a famosa estrutura rochosa conhecida como Rocha do Púlpito. Cruzando toda a imagem na parte superior está um feixe de estrelas brilhantes e poeira negra que são parte do disco da Via Láctea. À direita, um pouco acima da Rocha do Púlpito, está a pequena galáxia vizinha da Via Láctea, conhecida como Pequena Nuvem de Magalhães ou SMC. O objeto branco brilhante a esquerda da SMC é o aglomerado globular de estrelas localizado na Via Láctea e conhecido como 47 Tucana.
Fonte:
Herschel Pesquisa Galáxias Distantes
Os últimos dados lançados pelo Observatório Espacial Herschel da Agência Espacial Européia (ESA) oferecem uma nova luz no que diz respeito a ocupação das galáxias no universo distante.
Parte do projeto denominado Multi-tiered Extragalactic Survey (HerMES), que usa o instrumento SPIRE para observar o universo em três comprimentos de onda submilmétricos têm até agora fornecidos dados raros sobre detalhes vitais da temperatura, distância e luminosidade de galáxias até então nunca observadas. Um dos últimos alvos do SPIRE foi o aglomerado de galáxias Abell 2218, que já foi fotografado pelo Hubble resultando numa famosa imagem que mostra um belo exemplo de lente gravitacional.
A mais de dois bilhões de anos-luz de distância, a imensa massa da galáxia distorce o espaço a sua volta, entortando e aumentando a luz proveniente de galáxias mais distantes, efeito esse que foi pela primeira previsto por Albert Einstein. O poder natural de aumento fornece aos astrônomos a chance de estudar as galáxias que fazem parte desse plano de fundo em mais detalhe do que era possível anteriormente. Os novos dados do SPIRE sobre o Abell 2218 irá adicionar informações sobre a taxa de formação de estrelas dessas galáxias e ajudar a montar uma imagem de como elas se desenvolveram desde os seus primeiros instantes de vida até os dias de hoje.
“Essas primeiras imagens submilimétricas de galáxias jovens em um universo distante mostram claramente que um grande número de estrelas estão sendo formadas, mas são encobertas pela poeira e então de certa forma bagunçam as observações feitas por telescópios ópticos como Telescópio Espacial Hubble”, disse Ian Smail da Universidade de Durham. “Já está claro que nós vivemos em universo em transformação e graças ao Herschel e ao SPIRE, algumas coisas estão mudando mais rápido do que a nossa percepção”.
Os novos dados também permitem aos astrônomos estudar a conexão entre as galáxias e os buracos negros supermassivos que residem nos seus centros, alimentando-se de gás que circula os centros das galáxias e emitindo grande quantidade de radiação como quasares. Evanthia Hatziminaoglou do Observatório Sul Europeu já havia descoberto que emissões submilimétricas dos chamados núcleos ativos de galáxias (AGN) emanam quase que exclusivamente das regiões de formação de estrelas, mas nesses comprimentos de onda, suas propriedades não conseguem se distinguir das galáxias não ativas. Essa descoberta fornece evidências que os buracos negros supermassivos crescem em tamanho junto com as galáxias onde eles residem. “É surpreendente ver que esses dois fenômenos astrofísicos altamente energéticos co-existem em harmonia”, disse ela.
O catálogo HerMES de galáxias será lançado para a comunidade astronômica de modo que os astrônomos usando telescópios ao redor do mundo possam pesquisar essas galáxias em um maior detalhe. “Imagens como essa mostram que o SPIRE abriu a possibilidade de observar nos comprimentos de onda submilimétricos de uma maneira que não era possível anteriormente, o nível de clareza que alcançamos hoje é sem precedentes para esses comprimentos de onda”, disse Michaek Zemcov do Instituto de Tecnologia da Califórnia. “Agora esses dados estão disponíveis para toda a comunidade astronômica e nós seremos realmente capazes de testar o nosso entendimento de objetos como aglomerados de galáxias e mais profundamente da formação da estrutura do universo”.
Fonte:
Planck Revela Primeira Luz do Universo
Essa imagem aqui reproduzida é a primeira imagem inteira do céu feita pelo telescópio europeu Planck que foi lançado no ano passado com o principal objetivo de realizar uma busca pela luz mais velha do universo.
Essa imagem mostra o que é visível além da capacidade dos instrumentos tradicionais instalados na Terra. A imagem reflete comprimentos de onda muitos longos, muito mais longos do que aqueles que podemos ver com nossos olhos.
Os pesquisadores dizem que esse é u conjunto de dados espetacular e que irá ajudar a entender melhor como o universo se tornou naquilo que conhecemos atualmente.
“Essa espetacular imagem é uma obra prima”, disse o Dr. Jan Tauber, cientista do projeto Planck da Agência Espacial Européia.
Dominando o fundo da imagem estão os grandes segmentos da Via Láctea.
A linha horizontal brilhante que cruza todo o comprimento da imagem é o disco principal da galáxia, ou seja, o plano onde o Sol e a Terra estão localizados.
Esse plano é também o local onde a maioria das estrelas na Via Láctea se formam atualmente, mas pelo fato dessa imagem registrar somente radiação emitida em comprimentos de onda longos (microondas e infravermelho muito distante), o que nós realmente observamos nessa imagem não são estrelas.
Na verdade o que estamos vendo são os ingredientes que formarão as estrelas, ou seja, gás e poeira.
É interessante observar que existem grandes feixes de poeira fria que se estende por milhares de anos-luz acima e abaixo do plano galáctico.
“O que estamos vendo é a estrutura da nossa galáxia em gás e poeira, que nos diz muito sobre o que está por vir nas vizinhanças do Sol e também nos diz muito sobre como as galáxias se formam, quando comparamos com outras galáxias”, explica o Professor Andrew Jaffe, membro da equipe do Planck no Imperial College de Londres.
Por mais que a Via Láctea apareça muito bonita, sua emissão precisa ser removida, pois na verdade os cientistas querem ter uma melhor visão do material de fundo, que está colorido de magenta na imagem.
Essa é a famosa radiação cósmica de microondas de fundo (CMB), que é um dos principais objetivos da missão do Planck.
A CMB é considerada como a primeira luz do universo. É a luz que foi finalmente permitida se mover pelo espaço após universo pós Big Bang ter se esfriado o suficiente para permitir a formação de átomos de hidrogênio.
Antes desse tempo, dizem os cientistas, o cosmos seria tão quente que a matéria estaria toda unida, ou seja, o universo seria algo opaco.
Os pesquisadores podem detectar as variações da temperatura nesta antiga energia e assim conseguem ter uma idéia sobre as primeiras estruturas do universo, e uma pista de tudo que vem depois.
O maior desafio do Planck é encontrar evidências sobre a inflação, a expansão mais rápida que a luz que os cosmologistas acreditam que o universo experimentou nos seus primeiros instantes de vida.
A teoria diz que esse evento ficou impresso na CMB e os seus detalhes podem ser recuperados com instrumentos que sejam suficientemente sensíveis.
O Planck foi então desenhado para ter essa capacidade. Alguns de seus detetores operam na temperatura de -273.05 graus Celsius, ou seja, apenas um décimo de grau acima daquilo que os cientistas chamam de zero absoluto.
O Planck já está pronto para o processo de montar uma segunda versão do mapa. Ele tem combustível para adquirir no mínimo mais quatro versões desse mapa.
“Nós sabemos que eventualmente a medida que os dados se tornem cada vez melhores, nós estaremos chegando ao limite do que sabemos sobre nossos instrumentos”, explica o Professor Jaffe.
“E então para que o Planck tenha mais vida nós devemos aprender mais sobre os instrumentos e assim remover muitos efeitos contaminantes, que acabam produzindo ruídos indesejáveis no sistema”.
A equipe do projeto Planck irá precisar de um pouco mais de tempo para analisar todos os dados e assim acessar a sua importância. Um lançamento formal de uma imagem completa da CMB não é esperado antes do fim de 2012.
Contudo, existem antecipações que estão utilizando os dados do Planck, com um ou dois grupos já tentando fazer interpretações não autorizadas simplesmente observando as imagens lançadas na imprensa como essa aqui reproduzida.
Mas o Dr. Tauber diz, “A CMB certamente é visível mas a imagem é colorida para destacar determinados aspectos e não dever ser usada com fins científicos”.
“Nós também reduzimos a resolução da imagem para deixá-la em um tamanho que possa ser acessível para as pessoas. Caso contrário ela seria muito grande”.
O Planck é a principal missão da ESA, foi lançado em Maio de 2009 e se movimentou então para a sua posição de observação a mais de um milhão de quilômetros da Terra.
Ele carrega instrumentos que observam o céu por meio de nove freqüências . O Instrumento de Alta Freqüência (HFI) opera entre 100 e 857 GHz (comprimento de onda de 3 mm a 0.35 mm), e o Instrumento de Baixa Freqüência (LFI) opera entre 30 e 70 GHz (comprimentos de onda de 10mm a 4mm)
Uma viagem interessante pelos comprimentos de onda e como o universo aparece para os diferentes pontos de vista pode ser encontrada aqui: http://www.chromoscope.net/?w=m
Fonte:
http://news.bbc.co.uk/2/hi/science_and_environment/10501154.stm
