Astrofísica: Imagem de buraco negro é prova da precisão de estudos, avalia astrofísico

Ilustração de buraco negro é semelhante a realidade registrada por rede de telescópios (M. Kornmesser/ESO/ESA Hubble/Reprodução)

Professor da UFRJ comemora 'o grande avanço tecnológico' simbolizado pelas fotos: "É como capturar uma moeda na superfície da Lua"

A primeira foto de um buraco negro, publicada nesta quarta-feira, 10, é uma conquista importante para a credibilidade das pesquisas e estimativas sobre o assunto, afirma Thiago Gonçalves, professor de astrofísica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ). As imagens divulgadas na manhã de quarta têm uma grande semelhança com as ilustrações projetadas por cientistas ao longo dos últimos anos, a única representação anterior destes corpos celestes. Para o professor, o grau de precisão entre as expectativas astrofísicas e a realidade mostra que as teorias dos pesquisadores, mesmo que criadas “às cegas”, possuem um embasamento concreto. Gonçalves ainda afirma que as imagens, registradas por uma rede global de telescópios, são a materialização de um “grande avanço técnico e tecnológico”, já que é como se a astronomia tivesse sido capaz de captar “uma moeda na superfície da Lua.” “As fotos são importantes para entender o que é um buraco negro, estudar melhor como ele funciona e como produz um jato aparente de luz. Mas, além disso, elas se parecem muito com desenhos projetados pela astronomia em seus estudos anteriores.”

Semelhança entre a foto divulgada nesta quarta, 10, e as ilustrações de pesquisadores da área é um ganho para a credibilidade dos estudos destes corpos celestes - 10/04/2019 (Event Horizon Telescope Collaboration/Divulgação)

Em um dos episódios mais recentes, em março de 2018, um telescópio a bordo da Estação Espacial Internacional captou sinais de um buraco negro “devorando” uma estrela. O fenômeno foi representado em ilustrações, que ficaram prontas apenas em janeiro deste ano, e que foram produzidas pela análise de um imenso jato de luz de raios-x detectado pelos equipamentos da Estação, que chamou a atenção dos cientistas. Batizado de MAXI J1820+070, este corpo celeste ficava relativamente perto da Terra, a cerca de 10 mil anos-luz. Já o primeiro buraco negro fotografado está localizado no centro da Messier 87, uma enorme galáxia no aglomerado próximo ao de Virgem, a cerca de 54 milhões de anos-luz da Terra, o que torna o feito desta quarta ainda mais significativo. A emissão dos raios-x permite que os pesquisadores estimem a taxa de rotação do buraco negro, assim como sua massa e sua distância em relação ao planeta Terra. “Até mesmo a massa estimada do buraco negro é muito semelhante às expectativas, o que mostra que a ciência segue os caminhos certos”, disse Gonçalves.

Os buracos negros têm campos gravitacionais tão fortes que nem a matéria nem a luz conseguem escapar de sua atração. Sua parte visível na foto desta quarta é o que os astrônomos chamam de “horizonte de eventos”, um halo de poeira e gás no contorno desse buraco. O disco captado na foto contém matéria que é acelerada a altas velocidades pela força gravitacional e que terminará por ser engolida ou ejetada para longe, escapando da voracidade do corpo celeste. O halo tem a forma de um crescente porque as partículas voltadas para a Terra aparentam estar mais rápidas – e brilhantes – do que as que estão do outro lado. No centro da imagem, está o que os cientistas chamaram de “sombra do buraco negro”, a região onde o buraco propriamente dito está localizado e que, por não emitir luz, não pode ser observada. Físicos estimam que o corpo celeste seja 2,5 vezes menor do que sua sombra. O buraco no centro da Messier 87 tem uma massa 6,5 bilhões de vezes maior que a do nosso Sol.

Foto panorâmica 

O trabalho foi conduzido pelo projeto Telescópio de Horizonte de Eventos (EHT, em inglês), uma colaboração internacional iniciada em 2012, que envolve cerca de duzentos cientistas. Em 2017, oito telescópios, em diferentes partes do mundo, foram apontados para o buraco negro em Messier 87, As imagens captadas por cada um deles foram reunidas na panorâmica divulgada, após dois anos do processamento de milhares de dados. Daniel Marrone, professor de astronomia da Universidade do Arizona que participou do projeto, explica que todos os equipamentos foram acionados simultaneamente, usando relógios atômicos extremamente precisos, para obter uma sequência de planos do buraco negro. “Foi uma dança coordenada na qual simultaneamente apontamos nossos telescópios em uma sequência cuidadosamente planejada”, afirmou à emissora americana CNN. O anúncio foi feito em entrevistas coletivas simultâneas em Washington, Bruxelas, Santiago, Xangai, Taipé e Tóquio. Em geral, os buracos negros são formados quando uma grande estrela (maior do que o nosso Sol) colapsa no final do seu ciclo de vida. Há, contudo, um outro tipo de buraco negro que atrai a atenção dos cientistas. São os chamados buracos negros supermassivos, de extensão muito maior – caso do fenômeno observado na foto histórica. Eles podem ser o resultado de centenas ou milhares de buracos negros menores que se fundem, da implosão de grandes nuvens de gás ou do colapso de um aglomerado estelar. A existência do fenômeno tem sido discutida há mais de 200 anos – por muito tempo, apenas no plano teórico. Hoje existem evidências de que a maioria, se não todas as galáxias (a Via Láctea, inclusive), têm buracos negros. (com AFP)

ASTROFÍSICA: Aquele invulgar brilho no céu era um buraco negro a nascer?

Da observação de um “brilho espectacularmente fora do normal” ao devorador de estrelas, passando por ecos de luz e buracos negros supermaciços. Quatro histórias sobre estrelas que entraram em colapso e várias questões que diferentes equipas de cientistas têm tentado responder nos últimos tempos.

16 de Junho de 2018. Os telescópios gémeos ATLAS – no Havai – encontraram na constelação de Hércules “um brilho espectacularmente fora do normal” a 200 milhões de anos-luz. De imediato, foi enviado um telegrama astronómico e atribuído o nome de AT2018cow. Esta observação captou logo a atenção de dezenas de equipas de cientistas. Agora, num artigo científico na revista The Astrophysical Journal, uma equipa liderada por Raffaella Margutti – astrofísica da Universidade do Noroeste, nos EUA – apresenta as suas análises ao AT2018cow e especula: esta é a primeira vez que se viu o nascimento de um buraco negro ou de uma estrela de neutrões. Tudo aconteceu numa galáxia anã relativamente próxima da Terra chamada “CGCG 137-068”: viu-se que o AT2018cow era entre dez a 100 vezes mais brilhante do que uma típica supernova (estrela que morre e provoca uma explosão brilhante) e que surgiu e desapareceu mais depressa do que outras explosões estelares. Em apenas 16 dias, este objecto transiente já tinha emitido a maior parte da sua energia. “Soubemos logo que essa fonte [de luz] passou de inactiva para o seu pico de luminosidade máxima em poucos dias. Foi o suficiente para todos ficarmos muito entusiasmados porque era algo fora do normal e que aconteceu muito perto de nós”, salienta a astrofísica.

Raffaella Margutti acompanha a descoberta do AT2018cow – que tem a alcunha de The Cow (em português significa vaca) por coincidência tendo em conta a sequência aleatória de letras atribuída para nomear o objecto – desde o primeiro dia. Afinal, também recebeu o telegrama: “Pensámos que deveria ser uma supernova, mas o que observámos desafiava as nossas noções de morte estelar”, indica a astrofísica. Depois dos ATLAS, a equipa de Raffaella Margutti usou observações de outros telescópios e examinou o AT2018cow com raios X dez vezes mais fortes do que os normais. O que se concluiu? Que se captou o exacto momento em que uma estrela entrou em colapso para se transformar num buraco negro ou numa estrela de neutrões. “Os detritos estelares, que se aproximaram e giraram à volta do ponto de não-retorno do objecto, causaram o brilho extremamente luminoso”, lê-se num comunicado sobre o trabalho. Para a equipa, o AT2018cow pode ajudar a desvendar os primeiros momentos do surgimento de um buraco negro ou de uma estrela de neutrões. “Através da teoria, sabemos que os buracos negros e as estrelas de neutrões se formam quando as estrelas morrem, mas nunca o tínhamos visto depois do seu nascimento”, diz Raffaella Margutti. Tanto um buraco negro como uma estrela de neutrões resultam de uma supernova. Uma estrela em contracção com o dobro da massa do Sol torna-se numa supernova e depois numa estrela de neutrões. Já uma estrela ainda mais maciça (com mais de três massas solares), depois da fase de supernova, transforma-se num buraco negro.

Outra equipa liderada por Anna Ho – do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), nos EUA – também refere num artigo já aceite para publicação na The Astrophysical Journal que o AT2018cow “é provavelmente algum tipo de explosão estelar”, como a própria disse ao PÚBLICO. “Pela observação dos dados dos telescópios de raio X, concluímos que não foi apenas uma libertação de energia vinda de uma explosão – deverá ser algum tipo de produção contínua de energia, um ‘motor’ que funciona continuamente”, explica. “Até agora, este é o objecto transiente deste tipo mais próximo que encontrámos”, frisa por sua vez Raffaella Margutti. E refere que foi encontrado sobretudo por duas razões: devido aos levantamentos frequentes dos ATLAS e porque tinha muito pouca massa à sua volta. “Teria sido difícil vê-lo numa explosão estelar normal, mas o The Cow tinha muito pouca massa à sua volta, o que nos permitiu ver o motor central da radiação directamente.”

No futuro, a equipa de Raffaella Margutti quer estudar a população de estrelas onde o AT2018cow surgiu. “Queremos perceber como se produziu o The Cow.” Quanto à questão se é mais provável que seja um buraco negro ou uma estrela de neutrões, a astrofísica responde: “Haverá ainda outras oportunidades para responder a essa questão e saber o que realmente é.”

Ecos de luz

Mas há mais revelações sobre buracos negros por estes dias. A equipa de Erin Kara (da Universidade de Maryland, nos EUA) apresentou os resultados do seu estudo sobre a evolução da emissão de raios X dos buracos negros na revista Nature. A 11 de Março de 2018, um instrumento a bordo da Estação Espacial Internacional detectou uma explosão de raios X do buraco negro MAXI J1820+070 (ou apenas J1820) a dez mil anos-luz. “O [instrumento] NICER permitiu-nos medir os ecos da luz [de raio X] mais perto da massa estelar de um buraco negro do que alguma vez se tinha conseguido”, refere Erin Kara, acrescentando que antes estes “ecos” só tinham sido observados em buracos negros supermaciços.

Relativamente pequeno (tem dez vezes a massa do nosso Sol), o J1820 é um buraco negro estelar. Estes buracos negros resultam da morte de uma estrela gigante, em que a matéria cede à gravidade e entra em colapso sobre si própria. Desta forma, surgem objectos densos em que nem a luz consegue escapar. Já os buracos negros supermaciços são mais densos e podem ter surgido do colapso de nuvens de gás gigantes ou de aglomerados de estrelas, quando o Universo era muito mais jovem. “Buracos negros como o J1820 têm massas muito mais baixas e evoluem muito mais depressa, por isso podemos ver as suas mudanças em escalas de tempo humanas”, refere Erin Kara. Desta vez, através do J1820, ficámos com uma imagem mais clara da evolução da emissão de raios X de buracos negros.

Através do NICER, a equipa conseguiu recolher dados muito precisos do J1820: “A equipa apanhou os 'ecos' entre os fotões de baixa energia (que devem ter sido inicialmente emitidos pelo disco de acreção, estrutura de materiais difusos ao redor do buraco negro) e dos fotões de alta energia (raios X que provavelmente interagiram com os electrões da corona, região de partículas subatómicas aquecidas por cima ou por baixo desse disco)”, lê-se num comunicado do Instituto de Tecnologia do Massachusetts (MIT). Durante um mês, observou-se que o intervalo entre esses ecos diminuiu significativamente, indicando que a distância entre a corona e o disco encolheu. Portanto, quem controla a evolução da explosão de raios X?

A equipa verificou que a corona se contraiu verticalmente de cerca de 100 quilómetros para dez quilómetros. Ou seja, viu-se que a evolução de raios X é controlada pela contracção da corona e não por mudanças de tamanho do disco de acreção.“É a primeira vez que provamos que a corona encolhe durante esta fase da evolução da explosão”, refere Jack Steiner, do MIT e outro dos autores do artigo, que foi capa da Nature.

Devorar uma estrela

Já o buraco negro estudado pela equipa de Dheeraj Pasham (do MIT) é supermaciço, encontra-se no centro de uma galáxia a cerca de 300 milhões de anos-luz de nós e foi observado em 2014 a “devorar” uma estrela. Quando a estrela é destruída, acontece uma explosão em que há a libertação de energia (nomeadamente emissão de raios X), chamada “efeito de maré​”. “Observou-se uma explosão de raios X surpreendentemente forte, estável e periódica que parecia vir de muito perto da borda do buraco negro. Durante 450 dias, o sinal pulsou a cada 131 segundos e era extremamente intenso – cerca de 40% acima da média do brilho dos raios X de um buraco negro”, refere-se num outro comunicado também do MIT. Desde então, recolheram-se dados de vários telescópios. O que se descobriu agora? “Descobriu-se que há uma modulação regular na radiação de raios X do buraco negro supermaciço depois de ter destruído uma estrela, o que fornece informação sobre quão rápido o buraco negro gira”, indica Dheeraj Pasham, um dos autores do trabalho publicado na revista Science. A equipa estima que este buraco negro gire pelo menos a 50% da velocidade da luz (150 mil quilómetros por segundo). “Até não é muito rápido – há outros buracos negros que giram a cerca de 99% da velocidade da luz. Mas é a primeira vez que somos capazes de usar o efeito de maré para delimitar a rotação de um buraco negro supermaciço”, refere o cientista. Descobriu-se que há uma modulação regular na radiação de raios X do buraco negro supermaciço depois de ter destruído uma estrela Dheeraj Pasham, cientista do MIT Através desta metodologia, Dheeraj Pasham espera que se consiga construir uma função de distribuição da rotação dos buracos negros supermaciços, para que se compreenda toda a sua evolução. Para isso, terão de ser detectados mais buracos negros a devorar estrelas.

Esta semana na Nature, outra equipa de cientistas apresentou novos resultados sobre a formação de buracos negros supermaciços. Resumindo, concluiu-se que os buracos negros supermaciços se formam em regiões sem estrelas que estão em rápido crescimento. “[E​stes buracos negros] dependem de nuvens de gás que levam à criação de galáxias”, disse à CNN John Wise, do Instituto de Tecnologia da Geórgia e um dos autores do trabalho. Antes, pensava-se que isto apenas acontecia em regiões bombardeadas pela radiação de galáxias. Além disso, também se percebeu que os buracos negros supermaciços são mais comuns no Universo do que se pensava. Nos últimos tempos, temos tido várias novidades sobre buracos negros e mais se seguirão. Afinal, como escrevia o astrónomo Carl Sagan no seu livro Cosmos (Gradiva, 2012) “um buraco negro é uma espécie de poço sem fundo”.

POR: Teresa Sofia Serafim

Astrofísica: Localizada em Marte cratera enorme causada por meteorito (FOTO)

As imagens da cratera foram captadas pela HiRISE, a mais poderosa câmera de alta resolução enviada para outro planeta que fornece material com grande riqueza de detalhes.

Cientistas descobriram uma nova cratera na camada de gelo de Marte. Aparentemente, o grande buraco foi causado pelo impacto de um meteorito que caiu no polo sul do Planeta Vermelho, informou na quinta-feira (24) o Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona (EUA).

Cratera causada pelo impacto de um meteorito na superfície de Marte 

Com base nos dados das fotografias, determinou-se que o impacto aconteceu entre julho e setembro do ano passado.

O padrão dos tons de cor revelaria características da força do choque do meteorito, que perfurou a camada de gelo, escavou a areia escura inferior e a lançou na superfície marciana em todas as direções.

Em virtude do material fornecido pela HiRISE, a NASA colabora com missões espaciais para estabelecer o melhor local de pouso, entre outras descobertas importantes, como a confirmação de grandes reservas de água congelada sob a superfície marciana ou a contemplação de avalanches em movimento.

Fonte:/br.sputniknews.com/ciencia_tecnologia/ 

Astrofísica: Rocha mais antiga da Terra teria sido encontrada na Lua

Presume-se que a rocha seja a mais antiga conhecida e se tenha formado na mesma época em que nosso planeta se formou, de acordo com uma análise da revista acadêmica Earth and Planetary Science Letters.

Até esta  descoberta, as rochas mais antigas conhecidas tinham cerca de 2 bilhões de anos. Esta rocha se formou entre 4 e 4,1 bilhões de anos atrás quase 20 quilômetros abaixo da crosta terrestre, mas o mais curioso é que ela foi encontrada muito longe da superfície do nosso planeta – na Lua. A rocha estava entre as amostras trazidas pela tripulação da Apollo 14, e os cientistas as têm analisado metodicamente desde então. Esta rocha em particular estava no final da lista, mas pareceu ser a mais interessante.

Fragmento de uma pedra encontrada provavelmente na Lua

O Centro de Ciência e Exploração Lunar da NASA (CLSE) identificou essa pequena amostra como sendo de origem terrestre por ela conter vários minerais, como quartzo e feldspato, que são comuns na Terra, mas raros na Lua. Foi possível determinar a que profundidade estava a rocha debaixo da superfície terrestre através de análise molecular. Existe a possibilidade de que esta possa ter se formado na Lua, mas é muito remota. A rocha, ao contrário das outras amostras de rochas da Lua, é feita de uma quantidade extremamente alta de minerais da Terra e uma quantidade extremamente baixa de minerais comumente encontrados no satélite natural do nosso planeta. Além disso, teria que ter sido formada no núcleo da Lua e, de algum modo, surgir na superfície. Evidentemente, é intrigante a questão de como essa rocha poderia ter surgido na Lua. Para começar, a própria Lua já foi um pedaço da Terra, separado por uma colisão com um asteroide particularmente grande no início da história do nosso planeta. É possível que nos primeiros anos do nosso Sistema Solar, quando havia grandes asteroides por toda parte, um deles tenha atingido a Terra e lançado detritos para o espaço, e uma dessas rochas pousou na superfície do nosso satélite. Antes da descoberta, havia apenas suposições sobre como seriam as primeiras rochas da Terra, mas agora os cientistas têm algo com que trabalhar. E há uma chance considerável de que esta não seja a única parte da nossa Terra na superfície da Lua. David Kring, pesquisador principal do CLSE e um dos principais autores do artigo publicado recentemente, disse que o próximo passo é procurar assinaturas minerais semelhantes em amostras lunares para encontrar mais relíquias da Terra jovem. "É uma descoberta extraordinária que ajuda a pintar uma imagem melhor da Terra primitiva e o bombardeio que modificou o nosso planeta no amanhecer da vida", disse Kring.

Fonte:br.sputniknews.com/ciencia_tecnologia/ 

Astrofísica: Descoberta uma estrela que não deveria existir

Recriação artística da estrela recém-descoberta INSTITUTO ASTROFÍSICO DE CANARIAS

Astro com mais que o dobro da idade do Sol é achado no halo da galáxia e ajuda a reconstruir a história do cosmo

No halo da nossa galáxia, essa espécie de esfera gigantesca governada pela matéria escura que rodeia o disco luminoso onde fica a Terra, encontram-se algumas das estrelas mais antigas que se conhece. Com mais do dobro da idade do Sol (surgiram apenas 500.000 anos depois do Big Bang), essas estrelas existem praticamente desde o nascimento do universo. Como os fósseis que ajudam a reconstruir a história da vida no nosso planeta, nelas podem ser encontradas muitas das chaves sobre a evolução do cosmo. Uma equipe do Instituto Astrofísico das Canarias (IAC), na Espanha, publicou na revista The Astrophysical Journal Letters a descoberta de um desses astros. Batizado como J0023+0307, encontra-se a 9.450 anos-luz de distância e pertence a uma segunda geração de estrelas do universo. A primeira, surgida do acúmulo das massas de hidrogênio no início da história cósmica, foi formada por estrelas gigantescas e de vida muito curta. Seria desse tipo a estrela nascida 180 milhões de anos depois da grande explosão que pôs fim à Idade Escura do universo.

Acredita-se que nenhum daqueles objetos sobreviveu até nossos dias. Afundados sob o peso de sua própria gravidade e pelo veloz esgotamento do seu combustível, explodiram na forma de supernovas. Mas aquilo, como sabemos, foi só o começo. Nessas explosões, os átomos leves se fundiram para formar outros mais pesados, e assim foram ejetados para o meio interestelar e viraram os tijolos que formaram novas estrelas. Dessa nova geração é a J0023+0307. Os cientistas do IAC procuram “estrelas pobres em metais, porque são as mais antigas da Via Láctea e contêm informação sobre como era o universo no princípio”, explica David Aguado, líder do projeto. Essas estrelas já têm massas menores, similares à do Sol, e contam com mais elementos pesados, como o carbono, que normalmente serve como aglutinante estelar. Neste caso, os autores do estudo foram surpreendidos pela escassa quantidade desse elemento encontrada na estrela recém-descoberta. “Por isso dizemos que esta estrela não deveria existir”, aponta Carlos Allende Prieto, coautor do trabalho. Mas o fato é que ela existe, e isso demonstra que os modelos que reconstroem a evolução do universo são passíveis de melhora.

Aguado considera improvável que haja planetas orbitando ao redor dessa estrela estranha e antiquíssima. Os materiais pesados como o ferro ou os elementos radioativos que podemos encontrar no nosso sistema solar, necessários para formar planetas rochosos como a Terra, só são gerados por sucessivas explosões de supernovas, para que os elementos mais leves se fundam. A J0023+0307 tem, além disso, outras diferenças em relação a estrelas mais jovens, como o Sol. Conforme explica Aguado, formaram-se fora de uma galáxia, solitárias, mas depois começaram a se relacionar com outros astros em aglomerados globulares. Depois, muitos desses aglomerados formaram protogaláxias e galáxias, às quais essas estrelas se integraram.

A equipe do IAC quer agora continuar sua pesquisa sobre essas estrelas do halo galáctico para reconstruir a história cósmica. Em breve, pretendem iniciar um projeto com o Very Large Telescope (“telescópio muito grande”, ou VLT, na sigla em inglês) mantido pelo Observatório Europeu Austral (ESO) no deserto do Atacama, no Chile.  Ali contarão com um telescópio do tamanho adequado e com as ferramentas necessárias para analisar os elementos químicos que compõem a estrela. “O Grande Telescópio das Canarias tem o tamanho adequado, mas ainda não tem um espectrógrafo de alta resolução, embora em breve irá tê-lo”, diz Aguado. “Por isso, para não perder a corrida científica, vamos fazer essa pesquisa no ESO, do qual a Espanha participa”, acrescenta. Como os buscadores de fósseis, os astrônomos continuam preenchendo espaços vazios da genealogia cósmica, que é, como a antropológica, uma maneira de saber um pouco mais sobre quem somos. E, no horizonte, há a esperança de encontrar uma daquelas estrelas primitivas, que nos levem um pouco mais perto do conhecimento de tudo e que, como a J0023+0307, não deveriam existir.

Fonte: El País/DANIEL MEDIAVILLA