Galáxia Anã do Escultor, uma vizinha tímida

A Galáxia Anã do Escultor, que pode ser vista nesta imagem obtida pela câmara Wide Field Imager, instalada no telescópio MPG/ESO de 2,2 metros no Observatório de La Silla do ESO, é uma vizinha da nossa Galáxia, a Via Láctea.

Apesar da sua proximidade, ambas as galáxias têm histórias muito diferentes. Esta galáxia é muito mais pequena e velha do que a Via Láctea, o que a torna um objecto valioso para estudar tanto a formação estelar como a formação galáctica no Universo primordial.

No entanto, devido ao seu brilho fraco, este estudo não se revela nada fácil. A Galáxia Anã do Escultor — também conhecida por Galáxia Anã Elíptica do Escultor ou Galáxia Anã Esferoidal do Escultor — é, como o nome indica, uma galáxia anã esferoidal e uma das 14 galáxias satélite que se sabe orbitarem a Via Láctea.

Estes objectos galácticos situam-se próximo do halo extenso da Via Láctea, uma região esférica que se estende muito para além dos braços em espiral da nossa galáxia. Como o seu nome indica, esta galáxia situa-se na constelação austral do Escultor, a cerca de 280 mil anos-luz de distância da Terra.

Apesar da sua "proximidade", a galáxia do Escultor foi apenas descoberta em 1937, uma vez que as estrelas são ténues e se encontram muito espalhadas pelo céu. Embora seja difícil de encontrar, a Galáxia Anã do Escultor estava entre as primeiras galáxias anãs que se descobriram em órbita da Via Láctea.

A forma minúscula da galáxia intrigou os astrónomos na altura da sua descoberta, mas actualmente as galáxias anãs esferoidais desempenham um papel importante ao permitirem que os astrónomos investiguem mais profundamente o passado do Universo.

Pensa-se que a Via Láctea, como todas as galáxias grandes, se formou no Universo primordial a partir de outras galáxias mais pequenas. Se algumas destas pequenas galáxias existem ainda hoje, então deverão conter muitas estrelas extremamente velhas.

A Galáxia Anã do Escultor corresponde a uma galáxia primordial, já que possui um enorme número de estrelas velhas, estrelas estas que podem ser vistas na imagem. Os astrónomos conseguem determinar a idade das estrelas na galáxia, porque a radiação emitida transporta as assinaturas de apenas uma pequena quantidade de elementos químicos pesados. Estes elementos pesados acumulam-se nas galáxias com o passar de sucessivas gerações de estrelas. Um nível baixo de elementos pesados indica por isso que a idade média das estrelas na Galáxia Anã do Escultor é elevada. Esta quantidade de estrelas velhas faz com que a Galáxia Anã do Escultor seja um bom alvo de estudo dos períodos iniciais da formação estelar.

Num estudo recente os astrónomos combinaram todos os dados disponíveis desta galáxia e criaram a história de formação estelar mais precisa determinada até à data para uma galáxia anã esferoidal. Esta análise revelou dois grupos distintos de estrelas na galáxia.

O primeiro grupo predominante corresponde a população velha, com falta de elementos pesados. O segundo grupo mais pequeno é, em contraste, rico em elementos pesados. Tal como os jovens se concentram no centro das grandes cidades, também esta população estelar jovem está concentrada na direcção do núcleo da galáxia. As estrelas no seio das galáxias anãs, como a Galáxia Anã do Escultor, podem ter histórias de formação estelar complexas. No entanto, como a maioria das estrelas nestas galáxias se encontram isoladas umas das outras e não interagem durante milhares de milhões de anos, cada grupo de estrelas segue o seu próprio percurso de evolução estelar.

O estudo das semelhanças das histórias das galáxias anãs e dos seus desvios ocasionais, contribui para compreendermos a evolução de todas as galáxias, desde as mais tímidas anãs às maiores espirais. É por isso que os astrónomos têm muito a aprender com as vizinhas da Via Láctea.

Texto e foto: ESO

Cientistas portugueses baptizam nova galáxia CR7, inspirados em Cristiano Ronaldo

Foto: ESO

Com o auxílio do Very Large Telescope (VLT) do ESO os astrónomos descobriram a galáxia mais brilhante observada até hoje no Universo primordial e encontraram provas fortes de que este objecto contém estrelas da primeira geração.

Estas estrelas massivas e brilhantes, puramente teóricas até agora, foram as criadoras dos primeiros elementos pesados na história — os elementos necessários à formação das estrelas que nos rodeiam actualmente, os planetas que as orbitam e a vida tal como a conhecemos.

A galáxia recentemente descoberta chamada CR7 (COSMOS Redshift 7) é três vezes mais brilhante do que a galáxia distante mais brilhante que era conhecida até agora. O nome foi inspirado no jogador de futebol português, Cristiano Ronaldo, que é conhecido por CR7.

Os astrónomos desenvolveram há muito a teoria da existência de uma primeira geração de estrelas - conhecidas por estrelas de População III — que teriam nascido do material primordial do Big Bang. Todos os elementos químicos mais pesados — como o oxigénio, azoto, carbono e ferro, que são essenciais à vida — formaram-se no interior das estrelas, o que significa que as primeiras estrelas se devem ter formado dos únicos elementos que existiam antes delas: hidrogénio, hélio e traços mínimos de lítio.

Estas estrelas de População III seriam enormes — várias centenas ou mesmo milhares de vezes mais massivas do que o Sol — extremamente quentes e transientes — e explodiriam sob a forma de supernovas após cerca de apenas dois milhões de anos. No entanto, e até agora, a busca de provas físicas da sua existência tinha-se revelado infrutífera.

Uma equipa liderada por David Sobral, do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade de Lisboa, e do Observatório de Leiden, Holanda, utilizou o VLT para observar o Universo primordial, no período conhecido por época da reionização, que ocorreu cerca de 800 milhões de anos após o Big Bang. Em vez de fazer um estudo profundo e direccionado a uma pequena área do céu, a equipa alargou o seu foco de estudo e produziu o maior rastreio de galáxias muito distantes alguma vez obtido.

Com a descoberta da CR7 e outras galáxias brilhantes, o estudo era já um sucesso, no entanto a investigação posterior produziu mais resultados ainda melhores. Com o auxílio dos instrumentos X-shooter e SINFONI montados no VLT, a equipa encontrou uma forte emissão de hélio ionizado na CR7 mas — crucial e surpreendentemente — nenhum traço de elementos mais pesados no seio da galáxia brilhante, o que constitui uma forte evidência da existência de enxames de estrelas de População III com gás ionizado, no seio de uma galáxia do Universo primordial.

“A descoberta superou, desde o início, todas as nossas expectativas,” disse David Sobral, “uma vez que não esperávamos encontrar uma galáxia tão brilhante. Seguidamente ao desvendarmos pouco a pouco a natureza da CR7, percebemos que não só tínhamos descoberto a galáxia distante mais brilhante conhecida até agora, como também que este objecto tinha todas as características que se esperam de estrelas de População III. Estas estrelas são as que formaram os primeiros átomos pesados que, em última análise, são os que nos permitem aqui estar. Este estudo revelou-se extremamente interessante.”

Jorry Matthee, segundo autor do artigo científico que descreve estes resultados, conclui: “Sempre me perguntei de onde é que nós vimos. Mesmo quando era pequeno queria saber donde vinham os elementos químicos: o cálcio dos meus ossos, o carbono dos meus músculos, o ferro do meu sangue. Descobri que estes elementos foram formados inicialmente no início do Universo, pela primeira geração de estrelas. Com esta descoberta estamos a ver, de facto, tais objectos pela primeira vez.” 

Primeiros indícios: A matéria escura pode afinal não ser completamente escura

O enxame de galáxias Abell 3827 Foto: ESO

Podemos ter observado pela primeira vez matéria escura a interagir com matéria escura de uma maneira diferente do que através da força da gravidade. Observações de galáxias em colisão obtidas com o Very Large Telescope (VLT) do ESO deram-nos as primeiras pistas intrigantes acerca da natureza desta misteriosa componente do Universo.

Com o auxílio do instrumento MUSE montado no VLT do ESO, no Chile, e de imagens do Hubble, o telescópio espacial, uma equipa de astrónomos estudou a colisão simultânea de quatro galáxias do enxame de galáxias Abell 3827.

A equipa pôde traçar onde é que a massa se encontra no sistema e comparar a distribuição de matéria escura com as posições das galáxias luminosas.

Embora a matéria escura não possa ser observada, a equipa pôde deduzir a sua localização recorrendo a uma técnica chamada lente gravitacional. A colisão ocorreu por mero acaso mesmo em frente de uma fonte muito mais distante, sem relação nenhuma com estes objetos. A massa da matéria escura em torno das galáxias em colisão distorceu imenso o espaço-tempo, fazendo desviar o caminho percorrido pelos raios de luz emitidos pela galáxia distante que se encontra no campo de fundo - e distorcendo por isso a sua imagem em características formas de arcos.

O que sabemos actualmente é que as galáxias existem no seio de nodos de matéria escura. Sem o efeito confinante da gravidade da matéria escura, galáxias como a Via Láctea desfazer-se-iam à medida que rodassem. Para que tal não aconteça, 85 % da massa do Universo deve existir sob a forma de matéria escura, no entanto a sua verdadeira natureza permanece ainda um mistério.

Neste estudo, os astrónomos observaram as quatro galáxias a colidir e descobriram que um dos nodos de matéria escura parece estar a ficar para trás da galáxia que rodeia. A matéria escura encontra-se actualmente a 5.000 anos-luz (50 mil biliões de quilómetros) atrás da galáxia - a sonda espacial Voyager da NASA levaria 90 milhões de anos a chegar a uma tal distância da Via Láctea.

Um desvio entre a matéria escura e a sua galáxia associada é algo que se prevê que possa acontecer durante colisões se a matéria escura interagir consigo própria, mesmo que de forma ligeira, através de forças que não a gravidade. No entanto, nunca se observou anteriormente matéria escura a interagir de outro modo sem ser por acção da força da gravidade.

O autor principal do estudo Richard Massey da Universidade de Durham explica: “Pensávamos que a matéria escura estava apenas ali, não interagindo de outra forma que não fosse pelo efeito da gravidade. No entanto, se a matéria escura está a ficar lentamente atrasada durante esta colisão, isto pode ser a primeira evidência de uma física rica no sector escuro, ou seja, no Universo escondido que nos rodeia.”

Os investigadores dizem que precisam de investigar outros efeitos que poderiam também dar origem a este atraso. Terão que ser feitas observações semelhantes de outras galáxias e simulações de computador de colisões de galáxias.

Liliya Williams, membro da equipa da Universidade de Minnesota, acrescenta: “Sabemos que a matéria escura existe devido ao modo como interage gravitacionalmente, ajudando a moldar o Universo, mas sabemos ainda muito pouco sobre o que é que ela realmente é. As nossas observações sugerem que a matéria escura pode interagir através de forças sem ser a gravidade, o que significa que poderemos excluir algumas teorias chave sobre a sua natureza.”

Este resultado vem no seguimento de um resultado recente desta equipa, que observou 72 colisões de enxames de galáxias e descobriu que a matéria escura interage muito pouco consigo própria. O novo trabalho, no entanto, diz respeito ao movimento das galáxias individuais, em vez de tratar dos enxames de galáxias como um todo.

Os investigadores dizem que a colisão entre estas galáxias poderia ter durado mais tempo do que as colisões observadas no estudo anterior - permitindo que os efeitos de mesmo uma força de atrito minúscula crescessem com o tempo, dando origem a um desvio passível de ser medido.

Em conjunto, estes dois resultados limitam o comportamento da matéria escura pela primeira vez - ou seja, a matéria escura interage mais do que “isto”, mas menos do que “aquilo”. Massey acrescenta: “Estamos finalmente a chegar à matéria escura, vindos de cima e de baixo - ou seja, vamos confinando o nosso conhecimento nas duas direcções.”

Fonte: ESO

Da génese violenta das galáxias em disco

Distribuição do gás molecular em 30 galáxias em fusão Fonte: ESA

Durante décadas os cientistas acreditaram que da fusão de galáxias resultavam geralmente galáxias elípticas. Agora, e pela primeira vez, os investigadores, com o auxílio do ALMA e um conjunto de outros rádio telescópios, descobriram provas directas de que as galáxias em fusão podem também dar origem a galáxias de disco e que este fenómeno é até bastante comum.

Este resultado surpreendente pode explicar porque é que existem tantas galáxias em espiral como a Via Láctea no Universo. 

Uma equipa de investigação internacional liderada por Junko Ueda, pós-doutorando da Sociedade Japonesa para a Divulgação da Ciência, fez observações surpreendentes que mostram que a maioria das colisões galácticas no Universo próximo - entre 40 e 600 milhões de anos-luz de distância da Terra - dão origem às chamadas galáxias de disco.

As galáxias de disco - que incluem as galáxias em espiral como a Via Láctea e as galáxias lenticulares - definem-se como possuindo regiões de gás e poeira em forma de panqueca e são bastante diferentes da categoria das galáxias elípticas.

É largamente aceite, desde há algum tempo, que as galáxias de disco em fusão dão eventualmente origem a uma galáxia de forma elíptica. Durante estas interacções violentas as galáxias não ganham apenas massa quando fusionam ou se canibalizam uma à outra, mas também modificam a sua forma ao longo do tempo cósmico e por isso mudam de tipo.

Simulações de computador dos anos 1970 prediziam que a fusão entre duas galáxias de disco comparáveis entre si resultaria numa galáxia elíptica. As simulações apontam assim para que actualmente a maioria das galáxias sejam elípticas, o que contradiz as observações que mostram que mais de 70 % das galáxias são de facto galáxias de disco.

No entanto, algumas simulações mais recentes sugeriram que as colisões poderiam também dar origem a galáxias de disco. De modo a identificar de maneira observacional as formas finais das galáxias depois da fusão, o grupo de cientistas estudou a distribuição de gás em 37 galáxias que se encontram nos estádios finais de fusão.

Foi utilizado o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) e vários outros rádio telescópios para observar a emissão do monóxido de carbono (CO), um indicador de gás molecular. 

O trabalho da equipa é o maior estudo do gás molecular em galáxias feito até à data e proporciona uma perspectiva única de como a Via Láctea se pode ter formado. O estudo revelou que quase todas as fusões mostram regiões de gás molecular em forma de panqueca e são por isso galáxias de disco em formação.

Ueda explica: “Pela primeira vez temos evidências observacionais de que a fusão de galáxias resulta em galáxias de disco e não em galáxias elípticas. Este é um grande e inesperado passo em frente na compreensão do mistério do nascimento de galáxias de disco.” Há, no entanto, ainda muito por descobrir.

Daisuke Iono, do NAOJ e da Graduate University for Advanced Studies, co-autor do artigo científico que descreve este trabalho, acrescenta: “No seguimento deste trabalho temos agora que nos focar na formação de estrelas nestas galáxias de disco, necessitando também de olhar para o Universo mais distante. Sabemos que a maioria das galáxias no Universo mais longínquo possui discos.

No entanto, não sabemos se as fusões de galáxias são também responsáveis por isso, ou se estes objetos se formaram de gás frio que vai gradualmente caindo na galáxia. Talvez tenhamos descoberto um mecanismo geral que se aplica ao longo de toda a história do Universo.”

Como é que se medem as distâncias a que estão as estrelas e galáxias?

Aqui na Terra estamos habituados a puxar da fita métrica para medir distâncias. Ou a medir distâncias maiores pelo número de voltas dadas por uma roda de diâmetro já conhecido: é o caso do conta-quilómetros dos automóveis. Para distâncias de alguns metros, pode-se também utilizar um aparelho que mede o tempo de ida e volta de um ultra-som, e conhecida a velocidade da onda sonora, o aparelho indica-nos a distância respectiva. Mas para as estrelas e galáxias isso obviamente não resulta. Como se faz então?

A paralaxe

1- Paralaxe de um dedo em relação a um fundo distante; 2- ilustração (muito exagerada) da paralaxe de uma estrela mais próxima (indicada pela seta vermelha) em relação a um fundo de estrelas distantes, num intervalo de seis meses.

Faça o Leitor esta experiência curiosa: olhe para uma paisagem afastada. Estenda o seu braço (o esquerdo ou o direito) e aponte o dedo indicador para cima. Sem mover a sua cabeça, olhe alternadamente pelo olho esquerdo e pelo olho direito. Vai reparar que a direcção de um ponto da paisagem, por exemplo uma árvore ou uma janela, alinhada com o seu dedo ao olhar pelo olho esquerdo, vai passar a ser vista mais à direita do dedo quando olha pelo olho direito. Se repetir a experiência com o dedo mais perto da sua cara, o efeito será ainda maior.

Esta mudança aparente da posição de um objecto próximo em relação a objectos afastados, quando a posição do observador muda, chama-se paralaxe. E a distância entre os dois olhos chama-se linha de base. A paralaxe mede-se em unidades de ângulo, por exemplo em graus. Mais correctamente a medida da paralaxe é metade do desvio aparente observado. Quanto menor a paralaxe, maior a distância a que o objecto se encontra.

Com a mesma distância do dedo à sua cara, o efeito seria maior se a distância entre os seus olhos fosse maior (maior linha de base). Como as estrelas estão a diferentes distâncias de nós, será de esperar que as mais próximas apresentem paralaxe em relação às estrelas mais distantes. Mas os cerca de 6 cm entre os nossos olhos não são suficientes para detectar essa paralaxe. E as estrelas estão tão longe que as suas paralaxes são sempre muito pequenas, exigindo grande sensibilidade de medição. De facto, se a distância média da Terra ao Sol (chamada unidade astronómica) for representada à escala com um centímetro, a estrela mais próxima de nós, logo a seguir, ficaria a 2700 metros, nessa mesma escala!

Os astrónomos tiveram a ideia de observar a posição das estrelas mais próximas em relação às estrelas afastadas, na tentativa de medir paralaxes, também através de um "piscar de olhos", mas com uma linha de base muito maior. Com 6 meses de intervalo, a Terra terá dado meia volta em torno do Sol e a segunda observação será feita a 300 milhões de quilómetros da primeira (uma linha de base enorme). Mesmo assim a paralaxe da estrela mais próxima de nós (sem ser o Sol) é apenas de 0,76 segundo de arco, algo como 0,00021 de um grau! Por isso é necessário utilizar grandes telescópios. Medindo a paralaxe, determina-se a distância, pois ela é —para a mesma base— inversamente proporcional à paralaxe. Uma paralaxe de 1 segundo de arco (1") corresponde a uma distância denominada parsec, valendo 3,261 anos-luz, ou seja, 206265 unidades astronómicas.

Pelo método da paralaxe podem medir-se distâncias a estrelas até pouco mais de 1000 anos-luz. Para maiores distâncias a paralaxe torna-se quase indetectável e não oferece confiança. Há que lançar mão de outros métodos.

Brilho e distância

Imagine o Leitor que está a ver uma lâmpada muito ao longe. Podemos medir o seu brilho aparente, é claro. Mas, não sabendo a distância a que a lâmpada se encontra de nós, a medição do brilho aparente, não nos diz se a lâmpada é de 25 W, de 40 W ou de 150 W. Uma lâmpada de 25 W, a 50 metros de nós, parecerá muito mais brilhante todo que uma outra de 150 W colocada a 300 m. A comparação de brilhos só seria válida se as duas lâmpadas estivessem à mesma distância do observador.

O brilho aparente de uma lâmpada é dependente do seu brilho intrínseco (chamado brilho "absoluto") e da distância). E conhece-se bem a relação entre estas grandezas. Por isso, se conhecermos o seu brilho aparente e o "brilho absoluto" de uma lâmpada pode-se calcular a distância.

Esta ideia funciona para medir a distância a que estamos de uma estrela. Por isso, um outro método de medição de distâncias assenta no conhecimento do brilho absoluto de estrelas. O brilho aparente mede-se directamente e desses dois brilhos é relativamente fácil calcular a distância. No caso das estrelas, o brilho absoluto é entendido como o brilho aparente que apresentariam se fossem todas vistas a uma distância padrão, convencionada de 10 parsecs.

Mas como calcular o brilho absoluto de uma estrela? Um dos métodos para o fazer, de modo a tomar essa estrela como padrão, é escolher estrelas que pulsam ritmicamente, chamadas "cefeidas" (nome derivado de uma estrela representativa deste tipo, a delta do Cefeu ou delta Cefei). As cefeidas são estrelas variáveis pulsáteis, cujo brilho e diâmetro variam regularmente com um período de variação que está relacionado com o brilho máximo da estrela: as cefeidas intrinsecamente mais brilhantes (brilho medido no pico máximo) apresentam maior período de oscilação do seu brilho (pulsam mais lentamente). Pelo período de oscilação do brilho deduz-se o brilho absoluto e daí, juntamente com o brilho aparente, deduz-se a distância a que a estrela se encontra, ou até mesmo a distância a que se encontra  a galáxia a que essa estrela pertence, desde que a distância seja até alguns milhões de anos-luz, para que o brilho individual da cefeida escolhida ainda seja detectável.

Outros métodos baseiam-se no tipo espectral da estrela (indicado por determinadas riscas características observadas ao decompor a sua luz) que está relacionado com o seu brilho absoluto. Mais uma vez, do brilho aparente e do brilho absoluto deduz-se a distância. No caso de galáxias muito afastadas, em que o brilho individual de estrelas não seja suficientemente perceptível, aplica-se a mesma ideia às galáxias: galáxias de tipo semelhante têm brilhos absolutos similares, e sabido o brilho aparente deduz-se a distância.
A incerteza nas distâncias astronómicas aumenta para as grandes distâncias. Para estrelas até cerca de 40 anos-luz, a incerteza com que as suas distâncias são conhecidas é da ordem de ±1%, subindo para ±8% (300 anos-luz), 25% (1200 anos-luz) e ±50% (5000 anos-luz). No caso de galáxias, cujas distâncias são quase sempre de vários milhões de anos-luz, a incerteza de tais distâncias poderá exceder ±50%.

Texto e ilustrações de Guilherme de Almeida
© 2014 - Ciência na Imprensa Regional / Ciência Viva  
(este artigo foi igualmente publicado no site do Jornal CONTACTO)

Viagem vertiginosa do extremamento pequeno ao extremamente grande

Um internauta conseguiu a proeza de realizar um vídeo, onde mostra uma viagem desde o extremamente pequeno - o comprimento de Planck - até ao extremamente grande - a maior estrutura conhecida no Universo, comparando-os em tamanho.

O vídeo foi publicado em 2012. Nessa altura, o maior objecto conhecido do Universo visível era o Grande Muro de Sloan, um "muro" de galáxias (descoberto em 2003) com 1,37 mil milhões de anos-luz de comprimento (comparativamente, a nossa galáxia tem cerca de 100 mil anos-luz de diâmetro).

Em Janeiro de 2013, os astrónomos descobriram o Grande Grupo de Quasares (Large Quasar Group, Huge-LQG ou U1.27), constituído por 73 quasares, que medem 4 mil milhões de anos-luz de diâmetro.

Uma viagem vertiginosa que parte além do "inframundo" das partículas, mostra o tamanho dos maiores animais e estruturas do nosso planeta, compara a Terra com outros planetas, a nossa estrela com outras estrelas, a nossa galáxia com os enxames e grupos de galáxias.

(royalty free)

As galáxias também podem ser assassinas em série

Foto: ESO

Uma nova imagem obtida pelo telescópio MPG, do Observatório Europeu do Sul (ESO), em La Silla (Chile), mostra duas galáxias muito contrastantes: a NGC 1316 e a sua companheira mais pequena NGC 1317 (à direita).

Uma delas é uma galáxia assassina em série, que já engoliu várias outras galáxias. Estas duas galáxias encontram-se muito próximo uma da outra, mas têm histórias muito distintas. A pequena espiral NGC 1317 tem tido uma vida plácida mas a NGC 1316 engoliu já várias outras galáxias ao longo de uma história violenta e mostra bem as suas cicatrizes de guerra.

Diversos indícios na estrutura da NGC 1316 revelam que o seu passado foi turbulento. Por exemplo, o objecto apresenta algumas invulgares faixas de poeira, situadas no interior de um envelope de estrelas muito maior, e uma população de enxames estelares globulares particularmente pequenos.

Estes factos sugerem que esta galáxia pode ter engolido uma galáxia em espiral rica em poeira há cerca de três mil milhões de anos atrás. Vêem-se também caudas de maré muito ténues em torno da galáxia - restos e envelopes de estrelas que foram arrancadas das suas posições originais e lançadas para o espaço intergaláctico, resultado de complexos efeitos gravitacionais nas órbitas das estrelas quando outra galáxia se aproxima demasiado.

Todos estes sinais apontam para um passado violento durante o qual a NGC 1316 anexou outras galáxias e sugerem ainda que este comportamento perturbador continua. A NGC 1316 situa-se a cerca de 60 milhões de anos-luz de distância na constelação da Fornalha. Tem também o nome de Fornax A, reflectindo o facto de ser a mais brilhante fonte de emissão rádio na constelação - é na realidade a quarta fonte rádio mais brilhante em todo o céu. Esta emissão rádio deve-se a material que está a cair em direcção ao buraco negro de massa extremamente elevada situado no centro da galáxia, ao qual tem sido fornecido, muito provavelmente, combustível adicional devido às interacções com outras galáxias.

Esta nova imagem muito detalhada obtida pelo telescópio MPG/ESO de 2,2 metros situado no Observatório de La Silla do ESO no Chile, foi criada a partir de muitas imagens individuais do arquivo ESO. O objectivo das observações originais era revelar estes atributos mais ténues e estudar as perturbações neste interessante sistema.

A nova imagem mostra também uma janela para o Universo longínquo, muito para além das duas galáxias brilhantes que se vêem em primeiro plano. A maioria dos pontos ténues e difusos da imagem são galáxias muito mais distantes, existindo uma concentração particularmente densa mesmo à esquerda da NGC 1316.

Fonte: ESO 
(Este artigo foi também publicado em www.contacto.lu)

Observar os astros com meios simples

Existe a ideia corrente de que é necessário ter um enorme telescópio e grandes conhecimentos para conhecer o céu. Ou para fazer, com gosto e satisfação, algumas observações astronómicas, imaginado-se que estas estão fora do alcance do comum dos mortais.

Este falso pressuposto leva muitas pessoas a desistir de uma actividade fascinante onde os procedimentos básicos se aprendem no meio do entusiasmo, quase sem se dar por isso. Mesmo com equipamento simples, ou até sem ele, há imensas observações possíveis.

Observações a olho nu (sem instrumentos de óptica) 

É pelas observações a olho nu que devemos começar, pois um binóculo ou um telescópio serão praticamente inúteis se o observador não conhecer o céu: é preciso saber in­terpretar os sucessivos aspectos do céu, em datas e horas diferentes. E saber para onde apontar os instrumentos de observação. Conhecer o céu não é difícil e tem de ser feito a olho nu. Apenas é pre­ciso começar e "praticar com alguma regularidade". Serão também úteis alguns livros que funcionem como guias.

Veja alguns exemplos do que pode fazer a olho nu: 

Localizar e identificar as constelações no céu. 
Identificar as estrelas mais brilhantes, pelos seus nomes. 
Distinguir os céus típicos das diferentes estações do ano. 
Orientar-se pelas estrelas. 
Reconhecer ainda melhor as cores das estrelas. 
Distinguir entre estrelas e planetas. 
Verificar o movimento aparente da Lua e dos planetas Mercúrio, Vénus, Marte, Júpiter e Saturno em relação às constelações. 
Observar chuvas de meteoros e localizar proximadamente o seu radiante. 
Observar a Via Láctea (se a poluição luminosa for muito baixa).
Medir as distâncias angulares en­tre estrelas ou entre estrelas e planetas. 

E com binóculos? 

Um binóculo vulgar significa um grande progresso relativamente à vista desarmada: capta 50 vezes mais luz do que os nossos olhos! Através do binóculo, as estrelas aparecem muito mais brilhantes. E imensas estrelas invisíveis a olho nu vão revelar-se aos olhos do observador.

As observações melhoram muito em possibilidades e em conforto fixando o binóculo a um tripé fotográfico: há acessórios específicos para isso. Os binóculos mais convenientes para estas observações são os 7x50, onde o primeiro número antes do "x, representa a amplificação e o segundo número indica o diâmetro das lentes objectivas em milímetros (e também os 10x50).

Entre as observações possíveis estão as seguintes: 
Observar e reconhecer os principais "mares" da Lua. 
Observar as maiores crateras lunares. 
Observar o disco de Júpiter. 
Acompanhar o movimento de translação de quatro das luas de Júpiter.
Reconhecer as cores das principais estrelas. 
Observar algumas estrelas duplas. 
Observar muitas estrelas invisíveis a olho nu. 
Observar enxames de estrelas abertos e globulares. 
Observar diversas nebulosas. 
Observar algumas galáxias. 
Explorar a faixa da Via Láctea, que se revela uma imensidão de estrelas. 

Num local com pouca poluição luminosa, através de um binóculo, um observador atento poderá ver magníficos campos de estrelas, enxames de estrelas, algumas galáxias e até diversas nebulosas. A capacidade para discernir estes objectos ténues aumenta muito com o treino.

Para aproveitar a sensibilidade visual dos nossos olhos é preciso aguardar a adaptação dos olhos do observador à escuridão (pelo menos 15 min). Este cuidado dispensa-se no caso da Lua e dos planetas brilhantes.

Texto e mapas: Guilherme de Almeida (1#) / 2014 - Ciência na Imprensa Regional / Ciência Viva 

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Para saber mais:
Guilherme de Almeida, "O Céu nas Pontas dos Dedos", Plátano Editora, Lisboa, 2013
Guilherme de Almeida. "Roteiro do Céu", Plátano Editora, Lisboa, 5.ª Edição, 2010
Guilherme de Almeida e Pedro Ré, "Observar o Céu Profundo", Plátano Editora, Lisboa, 2.ª Edição, 2004

1# Guilherme de Almeida nasceu em 1950. É licenciado em Física pela Faculdade de Ciências de Lisboa e foi professor desta disciplina, tendo incluído Astronomia na sua formação universitária. Realizou mais de 80 palestras e comunicações sobre Astronomia, observações astronómicas e Física, em escolas, universidades e no Observatório Astronómico de Lisboa. Utiliza telescópios mas defende a primazia do conhecimento do céu a olho nu antes da utilização de instrumentos de observação. Escreveu mais de 90 artigos de Astronomia e Física. É autor de oito livros: Sistema Internacional de Unidades; Itens e Problemas de Física–Mecânica (co-autor); Introdução à Astronomia e às Observações Astronómicas (co-autor); Roteiro do Céu; Observar o Céu Profundo (co-autor); Telescópios; Galileu Galilei; O Céu nas Pontas dos Dedos. A obra Roteiro do Céu foi publicada em inglês, sob o título "Navigating the Night Sky (Springer Verlag–London). O livro Galileu Galilei também está publicado em castelhano e catalão.

Rádiotelescópio ALMA descobre fábrica de poeira na supernova observada em 1987

Foto: ESO

Novas observações obtidas pelo Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) mostram pela primeira vez os restos de uma supernova recente a transbordar de poeira recentemente formada. Se uma quantidade suficiente desta poeira conseguir percorrer o difícil trajeto até ao espaço interestelar, poderemos ter a explicação de como muitas galáxias adquiriram uma aparência fusca e poeirenta. As galáxias podem ser locais bastante poeirentos [*1].

Pensa-se que as supernovas são a principal fonte dessa poeira, particularmente no Universo primordial. No entanto, evidências directas da capacidade das supernovas em formar poeira têm sido difíceis de observar, não tendo sido possível até agora explicar a enorme quantidade de poeira detectada nas galáxias jovens distantes. Observações obtidas com o ALMA começam, no entanto, a mudar este facto.

“Descobrimos uma quantidade notável de poeira concentrada na região central do material ejectado por uma supernova relativamente jovem e próxima, “disse Remy Indebetouw, astrónomo no Observatório Nacional de Rádio astronomia (NRAO, National Radio Astronomy Observatory) e da Universidade de Virgínia, ambos em Charlottesville, EUA.

“Esta é a primeira vez que conseguimos efectivamente obter uma imagem do local onde a poeira se forma, o que é um passo importante na compreensão da evolução das galáxias.”

Uma equipa internacional de astrónomos utilizou o ALMA para observar os restos brilhantes da Supernova 1987A [*2], situada na Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia anã que orbita a Via Láctea a uma distância de cerca de 160 mil anos-luz da Terra.

Observações da supernova avistada em 1987

A SN 1987A é a explosão de supernova mais próxima jamais observada, depois da observação de Johannes Kepler de uma supernova que explodiu no interior da Via Láctea em 1604.

Os astrónomos previram que, à medida que o gás arrefece depois da explosão, enormes quantidades de poeira formar-se-iam sob a forma de átomos de oxigénio, carbono e silício, ligados entre si nas regiões centrais frias do resto de supernova. No entanto, observações anteriores da SN 1987A obtidas com telescópios infravermelhos durante os primeiros 500 dias depois da explosão, revelaram apenas uma pequena quantidade de poeira quente.

Com a resolução e sensibilidade sem precedentes do ALMA, a equipa de investigação conseguiu obter imagens da muito mais abundante poeira fria, que brilha intensamente na radiação milimétrica e submilimétrica. Os astrónomos estimam que o resto de supernova contém agora cerca de 25% da massa do Sol em poeira recentemente formada. A equipa descobriu também que se formaram quantidades significativas de monóxido de carbono e de monóxido de silício. “A SN 1987A é um lugar especial porque, uma vez que não se misturou com o meio circundante, o que lá se encontra é efectivamente o que se formou no local,” disse Indebetouw.

“Os novos resultados ALMA, que são os primeiros deste tipo, revelam um resto de supernova a transbordar de material que simplesmente não existia há algumas décadas atrás.” As supernovas podem, no entanto, tanto criar como destruir os grãos de poeira. À medida que a onda de choque da explosão inicial se propaga no espaço, produz anéis de matéria resplandecentes, já observados anteriormente com o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA.

Ao atingir este envelope de gás, deixado pela estrela gigante vermelha no final da sua vida, uma parte desta enorme explosão ricocheteia de volta em direção ao centro do resto de supernova.

“A determinada altura, esta onda de choque que vem de volta colidirá com os amontoados de poeira recentemente formada, “ disse Indebetouw.

“É provável que alguma desta poeira seja destruída nessa altura. É difícil prever a quantidade que será destruída - talvez apenas um pouco, mas possivelmente cerca de metade ou mesmo dois terços.” Se uma fração razoável sobreviver e chegar ao espaço interestelar, poderá explicar a enorme quantidade de poeira que os astrónomos detectam no Universo primordial.

“As galáxias muito primordiais são incrivelmente poeirentas e esta poeira desempenha um papel importante na evolução das galáxias, “disse Mikako Matsuura da University College London, RU. “Hoje sabemos que a poeira pode ser criada de várias maneiras, mas no Universo primordial a maior parte deve ter tido origem nas supernovas. E agora temos finalmente uma evidência direta que apoia esta teoria.”

1* A poeira cósmica consiste em grãos de silicatos e grafite - minerais abundantes na Terra. A cinza do pavio de uma vela é muito semelhante à poeira de grafite cósmica, embora o tamanho dos grãos na cinza seja dez ou mais vezes maior que o tamanho típico dos grãos de grafite cósmica. 

 2** A radiação desta supernova chegou à Terra em 1987, facto que se reflecte no seu nome.

10 factos científicos* incríveis sobre o Universo

10- Actualmente, os astrofísicos pensam que o Universo contem 50 biliões (50.000.000.000) de galáxias e cada uma pode ter entre 100 biliões (100.000.000.000) e mil biliões (1.000.000.000.000) de estrelas. Estima-se que a nossa galáxia é de dimensão média e tem cerca de 200 mil milhões (biliões) de estrelas.

9 - À velocidade da luz, o tempo pára.

8 - A matéria negra constitui 83% da massa do Universo, mas não a podemos ver e não sabemos ainda realmente o que é. 

7 - O tempo passa mais devagar se estivermos em órbita da Terra, o que significa que os astronautas que passaram algum tempo no espaço regressaram mais jovens do que se tivessem passado esse mesmo tempo na Terra.

6 - Os atomos são constituídos por 99,99% de vazio, o que significa que toda a matéria que constitui a Humanidade poderia caber, teoricamente, num quadrado de açúcar.

5- Uma estrela de neutrões é tão pesada que um dedal da sua matéria pesaria mais de 100 milhões de toneladas.

4 - A nuvem de gás interestelar Sagitarius 3 (também conhecida como Sagitarius B2) contem 1 bilião de bilião de bilião de litros de álcool (há astrofísicos que acreditam que são na realidade 10 biliões de biliões de biliões).

3 - As explosões mais potentes jamais vistas no Universo são ejecções de raios gama, que são um trilião de vezes mais brilhantes do que o nosso Sol.

2- Na Física Quântica, a causalidade pode funcionar ao contrário, ou seja, as nossas escolhas no presente podem afectar o nosso passado.

1- Segundo algumas teorias de cosmologia, há um número infinito de universos, a que deram o nome de "o multiverso".


* Um facto científico é uma verdade científica, mas só é válida até ser provada contrária.

Galáxia mais próxima é a Nuvem de Magalhães e situa-se a 136 mil anos-luz da Via Láctea

Astrónomos conseguiram determinar com uma exactidão sem precedentes que a galáxia mais próxima, a Grande Nuvem de Magalhães, está a 136 mil anos-luz, anunciou recentemente o Observatório Europeu do Sul (ESO, em inglês), que opera no Observatório La Silla, no norte do Chile, de onde foram feitas as medições.

"Estou muito emocionado porque os astrónomos estão já a tentar há um século medir com precisão a distância até à Grande Nuvem de Magalhães", disse Wolfgang Gieren, um dos cientistas que lidera a equipa.

"Resolvemos esta questão com um resultado demonstrável e com uma precisão de 2%", disse Gieren, astrónomo da Universidade de Concepción, situada no sul do Chile.

Além dos telescópios instalados em La Silla, os astrónomos utilizaram instrumentos de observação espalhados pelo mundo inteiro.

Os astrónomos obtiveram a distância que a Grande Nuvem de Magalhães dista da nossa galáxia, a Via Láctea, observando um estranho par de estrelas próximas, conhecidas como "as binárias eclipsantes", mediante acompanhamento do brilho e das suas velocidades orbitais, o que permite obter distâncias precisas, informou o ESO.

Gieren informou que a descoberta é um passo em frente crucial para entender a natureza da misteriosa energia escura que faz com que a expansão entre a Via Láctea e a Grande Nuvem de Magalhães esteja a acelerar.

Esta descoberta foi conseguida graças a instrumentos como o HARPS, utilizado para obter velocidades extremamente precisas de estrelas relativamente frágeis, e o SOFI, que serve para se conseguir as medidas precisas da intensidade do brilho destas estrelas. O equipamento pertence ao Observatório La Silla, instalado a 2.400 metros de altitude no deserto do Atacama, 1.400 km ao norte de Santiago do Chile, e que integra 18 telescópios.

O ESO é a principal organização astronómica intergovernamental europeia e o observatório astronómico mais produtivo do mundo. Quinze países apoiam esta instituição: Brasil, Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Itália, Reino Unido, República Checa, Suécia, Suíça e Portugal.

A nossa galáxia pode ter cerca de 17 mil milhões de planetas do tamanho da Terra

A nossa galáxia, a Via Láctea, pode ter cerca de 17 mil milhões de planetas de tamanho similar ao da Terra, revela uma  estimativa, publicada este ano nos Estados Unidos.

Isto não significa que todos todos sejam habitáveis, mas a probabilidade de se descobrir planetas iguais à Terra aumenta claramente.

Para ser habitável, um planeta deve estar a uma distância de sua estrela que permita evitar temperaturas extremas e que a água possa existir em estado líquido, algo essencial para a vida.

Esta estimativa surge após a análise de dados obtidos pelo telescópio espacial americano Kepler, lançado em 2009 para buscar planetas fora do nosso sistema solar, ou exoplanetas.

Ao menos uma estrela em cada seis da Via Láctea tem um planeta do tamanho da Terra na sua órbita, salientou François Fressin, do Centro de Astrofísica da Universidade de Harvard, principal autor da pesquisa, que estima em 100 mi milhões o número de estrelas na nossa galáxia.

Fressin apresentou os resultados na conferência anual da American Astronomical Society, reunida em Long Beach, Califórnia, em Janeiro deste ano.

O telescópio espacial Kepler detecta um exoplaneta quando este passa diante de sua estrela e gera uma queda de luminosidade no local por onde transita. O telescópio identifica assim exoplanetas potenciais medindo permanentemente as mudanças de luminosidade em mais de 150 mil estrelas situadas nas constelações de Cisne e Lyra.

Durante os 16 primeiros meses de observação, Kepler identificou 2.400 potenciais exoplanetas.

Desde então, os cientistas têm tratado de determinar quantos destes sinais correspondem à presença de um exoplaneta.

Foram já mais de mil os exoplanetas descobertos desde o início dos anos 1990.

Cientista brasileiro liderou equipa que preparou o maior catálogo de estrelas da Via Láctea

Sabia que existe um catálogo que regista as 84 milhões de estrelas da nossa galáxia descobertas até hoje?

Uma equipa de astrónomos liderada por um brasileiro conseguiu criar um catálogo com 84 milhões de estrelas localizadas no centro da Via Láctea.

Este é o maior inventário já realizado até o momento e foi captado a partir do Observatório de Paranal, no norte do Chile.

O autor principal do estudo, que foi publicado na conceituada revista Astronomy & Astrophysics em Outubro 2012, é o astrofísico brasileiro Roberto K. Saito, nascido em Florianópolis e que faz parte da Pontíficia Universidade Católica do Chile.

A equipa de Saito contou, ainda, com a participação de outros três brasileiros: Beatriz Barbuy e Bruno Dias, dois pesquisadores da Universidade de São Paulo, e Marcio Catelan, da PUC-Chile.

Neste trabalho titanesco de catalogação, os astrónomos recorreram ao telescópio Vista, que possui um enorme espelho de 4,1 m de diâmetro e um amplo campo de visão, com detectores infra-vermelhos muito sensíveis.

Como o centro da nossa galáxia concentra muita poeira cósmica, o observatório só conseguiu uma imagem tão precisa como esta após combinar várias fotografias menores.

Segundo os autores do estudo, a detecção e o inventário desse número de estrelas permitirá uma compreensão e um conhecimento maiores da evolução da Via Láctea.

Descoberta a galáxia mais distante no universo

Imagem: Mosfire/Keck

Astrónomos norte-americanos descobriram a galáxia mais distante, até agora conhecida, cuja luz foi emitida quando o Universo apenas tinha 5% do que se pensa ser hoje a sua idade, ou seja quando era um "bebé Universo" com apenas 700 milhões de anos, já que segundo os cientistas o Big Bang teria ocorrido há cerca de 13.800 milhões de anos, divulgou quarta-feira a revista Nature.

Ou seja, na realidade aquela galáxia pode até já nem existir porque o que vemos é a luz que nos chega dela. Como essa luz demorou cerca de 13.100 milhões de anos a chegar até nós, actualmente o algomerado de estrelas pode até já nem existir.

A distância da galáxia, baptizada como z8-GND-5296, foi confirmada, de forma inédita, por um espectrógrafo, aparelho que faz o registo fotográfico de um espectro luminoso. A galáxia (conjunto de estrelas que pode ir do milhar ao bilião de estrelas) foi detectada entre 43 candidatas, através de imagens infravermelhas captadas pelo Telescópio Espacial Hubble, com a sua distância a ser confirmada pelas observações realizadas com o espectrógrafo MOSFIRE do Telescópio Keck, no Havai.

A equipa de astrónomos liderada por Steven Finkelstein, da Universidade do Texas, e Dominik Riechers, da Universidade de Cornell, em Nova Iorque, observou também que a galáxia tem uma taxa de formação de estrelas "surpreendentemente alta", 300 vezes por ano a massa do Sol, comparativamente com a da Via Láctea (a nossa galáxia), que forma anualmente entre duas a três estrelas.

Para Steven Finkelstein, "estas descobertas dão pistas sobre o nascimento do Universo e sugerem que este pode ter zonas com uma formação de estrelas mais intensa do que se pensava".

(Este artigo foi igualmente publicado no site www.wort.lu/pt)

Qual é a coisa, qual é ela que tem a forma de um amendoim?

A resposta correcta é a nossa galáxia, a Via Láctea.

É o que afirmam astrónomos europeus, que fizeram "o melhor mapa a três dimensões de sempre" de uma zona central da Via Láctea e descobriram que a região interna se assemelha a um amendoim e a uma estrutura em "X", quando vista sob certos ângulos.

O feito foi divulgado quarta-feira, em comunicado, pelo Observatório Europeu do Sul (OES ou ESO), organização da qual Portugal é um dos países-membros.

Como ferramenta, os astrónomos usaram os dados públicos do telescópio VISTA, do OES, e as medições dos movimentos de centenas de estrelas "muito ténues", situadas no bojo galáctico central.

O bojo central é considerado uma das regiões mais importantes e de maior massa da Via Láctea. Trata-se de uma enorme nuvem central, com cerca de dez mil milhões de estrelas, a perto de 27 mil anos-luz de distância da Terra e, de acordo com o OES, "a sua estrutura e a sua origem não eram bem compreendidas".

"Descobrimos que a região interna da nossa Galáxia tem a forma de um amendoim na casca, vista de um lado, e a uma barra muito alongada, vista de cima", assinala Ortwin Gerhard, do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, em Garching, na Alemanha, lembrando que é a primeira vez que a comunidade científica consegue observar, de forma clara, estas características na Via Láctea.

Observações anteriores tinham sugerido que o bojo central tinha a forma de um "X". Uma nova análise dos dados públicos do telescópio VISTA permitiu detetar estrelas trinta vezes mais ténues do que as observadas em rastreios anteriores ao bojo galáctico.

"A profundidade do catálogo de estrelas VISTA excede de longe trabalhos anteriores e conseguimos detectar a população total destas estrelas em todas as regiões, menos nas mais obscuras", apontou Christopher Wegg, do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre.

A equipa de investigadores do instituto alemão conseguiu identificar 22 milhões de estrelas pertencentes à classe das gigantes vermelhas. "A partir desta distribuição estelar pudemos fazer um mapa a três dimensões do bojo galáctico. É a primeira vez que tal mapa é feito sem se assumir um modelo teórico para a forma do bojo", sustentou Christopher Wegg.

Segundo o Observatório Europeu do Sul, os astrónomos pensam que a Via Láctea "era originalmente um disco puro de estrelas, que formou uma barra [estrutura fina e comprida] plana há milhares de milhões de anos", tendo depois dado origem "à forma de amendoim, a três dimensões, vista nas novas observações". Estruturas "em amendoim" semelhantes foram observadas em bojos de outras galáxias e a sua formação foi prevista por simulações de computador, "que mostraram que a estrutura em forma de amendoim é mantida pelas estrelas com órbitas que formam uma estrutura em 'X'", adianta o OES.

Uma outra equipa de astrónomos, liderada por Sergio Vásquez, da Universidade Católica do Chile, obteve, pela primeira vez, "um grande número de velocidades em três dimensões para estrelas individuais de ambos os lados do bojo".

"As estrelas que observámos parecem estar a mover-se ao longo dos braços, em forma de 'X', do bojo, à medida que as suas órbitas as levam para cima, para baixo e para fora do plano da Via Láctea. Tudo isto se ajusta na perfeição com previsões de modelos atuais", advogou Sergio Vásquez. A sua equipa conseguiu mapear os movimentos de mais de 400 estrelas em três dimensões.

Este artigo foi também publicado no site wort.lu em português

Quando as galáxias colidem

Luxemburgo, 23 de Março de 2013 - A colisão da nossa galáxia vizinha de Andrómeda com a nossa galáxia, a Via Láctea, deverá dar-se dentro de aproximadamente 4 mil milhões de anos.

Esta colisão de galáxias não deverá significar a colisão de estrelas de ambas as galáxias (já que estas se encontram habitualmente algo distantes umas das outras), mas deverão fundir-se e criar uma nova galáxia maior, que os cientistas já decidiram baptizar de "Milkómeda", contracção das palavras "Milky Way" (Via Láctea, em inglês) e Andrómeda.

Segundo os investigadores do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, há 50 por cento de probabilidades para que o nosso Sistema Solar seja ejectado da galáxia, na sequência desta colisão. O que não é forçosamente negativo para  nosso sistema estelar. Muito pelo contrário, ser atraído para o centro de duas galáxias em fusão poderá revelar-se mais catástrófico para a vida na Terra.

Simulação de duas galáxias espirais colidindo e fusionando