Ué, sempre falaram que o Sol era uma estrela bastante comum...

Apenas catalogar as propriedades fisicas de mais uma estrela, mesmo que parecida com o Sol (Ué, sempre falaram que o Sol era uma estrela bastante comum...) seria muito pouco relevante.

Este é um comentário do Osame, do SEMCIÊNCIA, a propósito de contribuição anterior, onde eu discuti um artigo sobre a descoberta de uma estrela, a HD 98618, com propriedades muito semelhantes ao Sol. Ora, embora o Sol seja uma estrela bastante comum, a quantidade de irmãos gémeos do Sol não é tão grande como isso, e descobrir uma tão próxima (126 anos-luz) é apesar de tudo relevante. Para verificar isso nada melhor que uma visita ao grupo de estudo de anãs castanhas liderado por Neill Reid, e do qual esta simpática cadelinha, a Daisy, é a mascote. [... ler mais]

As propriedades de uma estrela dependem essencialmente da sua idade, massa (quantidade de matéria) e composição química. Um gémeo do Sol deverá ainda fazer parte de um sistema de uma só estrela. Só este último facto exclui logo à partida certa de 35% dos sistemas estelares na vizinhança do Sol. Usando os dados do Hipparcos, Neill Reid refere que foram identificados 106 sistemas estelares a menos de 26 anos-luz do Sol (incluindo o Sol). Desses sistemas estelares 70 são sistemas de uma única estrela (incluindo 4 anãs brancas), 29 são binários, 6 são triplos, e um é quintuplo. Fazendo um cálculo simples, para um volume com um raio de 126 anos-luz, teremos aí cerca de 12,000 sistemas estelares, dos quais cerca de 8,000 serão formados por uma única estrela. Vejamos agora quantos devemos esperar com uma massa semelhante à do Sol. Para isso, consideremos mais dados do Hipparcos, desta vez a distribuição das estrelas em massa, de novo cortesia de Neill Reid.


Como se pode ver na imagem acima, a função é quase constante até à massa do Sol, caindo depois muito depressa. Na verdade a maioria das estrelas na nossa Galáxia têm massas muito modestas, e o Sol até é uma estrela "gorda". A estrela HD 98618 tem apenas 2 ± 3 % mais massa que a do Sol. Sejamos um pouco mais generosos e calculemos quantas estrelas terão massa ± 5 % em relação ao Sol. A partir do gráfico acima este intervalo incluirá qualquer coisa como 4% das estrelas, ou seja a 126 anos-luz do Sol, cerca de 320 estrelas. Este número parece grande, mas temos ainda que considerar a idade, vamos considerar um intervalo de ± 300 milhões de anos (± 6.5% da idade do Sol). Assumindo para simplificar que a Galáxia teve uma taxa de formação de estrelas constante, então isso dará menos de 5% das estrelas.

Os seja dos 12,000 sistemas estelares a distâncias inferiores a 126 anos-luz, apenas 16 terão massa e idade próximas do Sol (5% de 320). Mas isso ainda não é tudo, de facto 16 candidatos foi a amostra estudada por Melendez e colegas. É preciso considerar ainda a composição química, e isso reduziu o número de gémeos do Sol a apenas dois. Deve no entanto referir-se que na Galáxia estamos a falar de umas largas dezenas de milhões de estrelas tão ou mais semelhantes ao Sol do que a HD 98618.

Referências
(ref1) Jorge Melendez, Katie Dodds-Eden, & José A. Robles (2006). HD 98618: A STAR CLOSELY RESEMBLING OUR SUN. Astrophysical Journal Letters, no prelo.

Buracos negros, campos magnéticos e uma dupla hélice no espaço

O Telescópio Spitzer observa o Universo no infravermelho, e de vez em quando descobre algumas estruturas desconcertantes, que, para além do interesse científico que despertam, em geral dão imagens bonitas. Esta imagem mostra uma nebulosa próxima do centro da Via Láctea. As dimensões da estrutura são gigantescas, cerca de 80 anos-luz. Ora atendendo a que a luz percorre 300,000 km por segundo façam as contas. Em km, trata-se de um número com muitos zeros. Essa estrutura está a cerca de 300 anos-luz do gigantesco buraco negro que se esconde no centro da nossa galáxia. Só para referência, a Terra está a cerca de 25,000 anos luz desse buraco negro. Ora o que despertou o interesse dos cientistas nesta estrutura foi o facto de mostrar estrutura. A maioria das nebulosas na nossa galáxia têm uma estrutura amorfa, enquanto a imagem acima mostra uma estrutura em dupla hélice que faz lembrar a molécula de ADN nos cromossomas. [... ler mais]

O que pode explicar este tipo de organização? A explicação mais provável segundo Mark Morris, Keven Uchida e Tuan Do, que publicam esta observação num artigo na Nature (ref1), é que estamos a observar perturbações no campo magnético devido a um fenómeno de torção. O artigo parece mais complicado do que na realidade é, e visto que os campos magnéticos são fundamentais para a nossa compreensão do Universo vou descrevê-lo com algum pormenor. Numa tradução livre do resumo:

O campo magnético a poucas centenas de parsecs do centro da Via Láctea tem uma geometria dipolar e é bastante mais forte que noutros locais da Galáxia, com estimativas que chegam a alguns miligauss. A caracterização do campo magnético no Centro Galáctico é importante porque pode afectar as órbitas das nuvens moleculares ao arrastá-las, pode inibir a formação de estrelas, e pode guiar um vento de gás quente ou raios cósmicos para longe da região central.

Um campo magnético de tipo dipolar é semelhante ao que temos na Terra, com um pólo sul e um pólo norte. A presença de um campo magnético afecta a progressão de material electrificado, como por exemplo nuvens moleculares ionizadas por radiação ultravioleta das estrelas. Um campo magnético pode ser entendido como uma série de linhas no espaço que ligam regiões de polaridade magnética oposta. As partículas carregadas electricamente "sentem" esses campos e tendem a segui-los, espiralando ao longo deles, daí a referência dos autores ao campo magnético arrastar as nuvens moleculares, ou guiar raios cósmicos.

Relatamos aqui observações no infravermelho de uma nebulosa com a morfologia de uma dupla hélice entrelaçada a cerca de 100 parsecs do centro dinâmico da Galáxia, com o seu eixo orientado na direção perpendicular ao plano galáctico. O segmento observado tem um comprimento de cerca de 25 parsecs, e contêm cerca de 1.25 voltas completas de cada uma de duas formações contínuas enroladas em forma de hélice. Interpretamos esta característica como uma onda de Alfvén torcional propagando-se a partir do disco galáctico, guiada pela rotação de um disco de gás magnetizado em volta do núcleo.

Esta parte não é tão obscura como parece. As linhas de campo magnético comportam-se um pouco como cordas, e podem ser postas a vibrar tal como cordas. No caso das linhas de campo magnético este movimento de tipo ondulatório é designado por ondas de Alfvén, em honra ao cientista que estudou o fenómeno. Mas então o que significa o torcional? O que se passa é semelhante ao que sucede quando se enrolam os pés de um feixe de cordas: o resto das cordas tende também a enrolar. A hipótese dos cientistas no artigo é que as bases das linhas de campo magnético são enroladas pelo movimento de um disco de gás próximo do núcleo da galáxia, e que essa torção se propaga ao longo das linhas de campo magnético. A nebulosa que nós vemos no infravermelho é devida a gás eletrificado que se move seguindo essas linhas de campo magnético torcidas.

Referências
(ref1) Mark Morris, Keven Uchida and Tuan Do (2006). A magnetic torsional wave near the Galactic Centre traced by a 'double helix' nebula. Nature 440, 308-310. Laço DOI.

M101 em alta resolução

A cerca de 25 milhões de anos-luz de nós, a M101 é uma espécie de versão gigante da Via Láctea, estendendo-se por 170 mil anos-luz em vez dos míseros 100 mil anos-luz da nossa galáxia. Possui também muitas mais estrelas: um milhão de milhões em vez de "apenas" 100 mil milhões como a nossa galáxia. A Equipa do Legado do Hubble acaba de lançar uma imagem de altíssima resolução da M101 conseguida juntando uma série de observações diferentes numa espécie de mosaico. Dados de observatórios na Terra foram utilizados para preencher alguns "buracos". [... ler mais]

Quem tiver paciência para descarregar a imagem de maior resolução, com mais de 450 Megabytes, pode fazê-lo aqui. Mesmo a imagem de resolução média é impressionante. O painel que se mostra na imagem acima contém, no canto superior esquerdo, uma panorâmica global, e depois detalhes correspondentes às regiões indicadas pelas pequenas caixas na panorâmica. Em relação à panorâmica estão ampliadas 10 vezes.

Para terem uma ideia do que se pode ver nas imagens de maior resolução, eis aqui uma ampliação da zona da pequena galáxia espiral no canto superior direito. Além de galáxias mais distantes, estas imagens mostram inúmeros enxames estelares. Cada um dos pontos azuis que aparecem apinhados são na verdade estrelas gigantes, muito maiores, muito mais massivas, e muito mais quentes que o Sol, condenadas e explodirem um dia como supernovas.

Eis outra parte da imagem principal, com mais galáxias, nuvens moleculares, enxames de estrelas e algo que me parece uma nebulosa planetária (a coisa esverdeada no meio da imagem do canto inferior esquerdo).



A descarregar e a apreciar.

Supernova fresquinha na M100

Uma supernova de tipo IA, a SN2006X, acaba de ser descoberta (enfim quase, foi no dia 7 de Fevereiro) a cerca de 40 milhões de anos-luz na galáxia M100 (NGC 4321). A importância deste tipo de supernovas tinha sido discutida numa contribuição recente a propósito das imagens do legado do Hubble. Esta está ainda a expandir-se, a uma velocidade da ordem dos 20,000 km por segundo, e vai ficar ainda mais brilhante nos próximos dias. Foi descoberta por Shoji Suzuki (Japão) e M. Migliardi do CROSS (Itália). Aqueles que sabem italiano podem encontrar mais informação na página do CROSS, para aqueles que entendem japonês mais informação na página de Y. Sano (enfim eu não percebo japonês mas as imagens falam por si). Apesar da lua cheia talvez se consiga ver mesmo com um telescópio não muito potente.

NGC 1309

A chamada Equipa do Legado do Hubble, lança todos os meses uma imagem dos arquivos do Hubble que, para lá da beleza inata destas coisas, esteja ligada a uma descoberta de grande impacto científico. A maioria destas imagens aparecem na Astronomy Picture of the Day. A de hoje mostra a galáxia NGC 1309. Trata-se de uma galáxia próxima, a "apenas" 100 milhões de anos-luz. Trata-se também de uma galáxia relativamente pequena, com cerca de 30,000 anos luz de diâmetro, cerca de um terço da dimensão da Galáxia da Via Láctea, a galáxia a que o Sol pertence. A imagem é de uma grande beleza, mas a NGC 1309 tem uma importância muito para lá dos aspectos estéticos, esta galáxia foi palco de um acontecimento que nos permitiu determinar as dimensões do Universo. [... ler mais]

A galáxia NGC 1309 foi o berço da supernova SN 2002fk cuja luz chegou à Terra em Setembro de 2002. Esta supernova foi de uma categoria a que os astrónomos chamam Tipo Ia, que ocorre quando num sistema binário se tem uma anã branca a roubar massa da estrela companheira. Quando a anã branca atinge um certo limiar de massa e não consegue suportar o colapso gravitacional a estrela "explode", tornando-se o objecto mais brilhante na galáxia durante várias semanas,

Ora as supernovas são muito brilhantes e podem ser vistas a grandes distâncias. O mais interessante é que dado que obedecem todas aproximadamente ao mesmo limiar de massa, emitem todas mais ou menos a mesma quantidade de luz. Logo a quantidade da luz de uma supernova de tipo Ia que chega à Terra deveria permitir em princípio determinar com grande eaxctidão a distância a que essa supernova se encontra. A questão é como calibrar esses objectos. Para isso é preciso que uma supernova de tipo I ocorra num local cuja distância seja bem conhecida. Ora foi aí que entrou a NGC 1309 e o Hubble.

A NGC 1309 está suficientemente próxima para que o Hubble consiga distinguir um grupo de estrelas variáveis chamadas cefeides que existem na nossa própria galáxia e cujas propriedades permitem saber a distância a que se encontram. Os cientistas puderam assim proceder às etapas necessárias para determinar as dimensões do Universo: (1) A partir de observações das cefeides na Via Láctea estabelecer a relação entre as suas propriedades e a distância, (2) usar as observações de cefeides na NGC 1309 para determinar a distância da Terra à NGC 1309, (3) Aproveitar a ocorrência da supernova na NGC 1309 para determinar qual o brilho real deste tipo de supernovas, (4) usar supernovas de tipo Ia que ocorrem em galáxias muito mais distantes para determinar a distância a essas galáxias. Note-se que todos estes passos estão encadeados, e que cada uma destas supernovas de tipo Ia que ocorre perto de nós permite-nos melhorar a precisão com que podemos medir a distância aos objectos mais distantes no Universo.

Imagem astronómica do dia: N44

Não é apenas o Hubble que tira imagens bonitas. A Astronomy Picture of the Day de hoje foi obtida pelo telescópio de 8 metros Gemini, em Cerro Pachon no Chile, e mostra uma região na nossa vizinha Grande Nuvem de Magalhães, a nebulosa N44. A N44 tem um largo buraco circular, com um diâmetro de 250 anos-luz, que tem intrigado os astrónomos que procuram ainda uma explicação para a sua origem. [... ler mais]

Uma hipótese avançada por alguns autores (ref1) foi que os ventos estelares das estrelas mais massivas no interior da "bolha" estavam a empurrar o gás mais brilhante. Contudo, trabalho um pouco mais recente (ref2) mostrou que a velocidade dos ventos estelares é incompatível com essa explicação. Outra possibilidade é que esta caverna espacial tenha sido esculpida por supernovas, algo que é consistente com gás a alta temperatura emitindo raios-X descoberto nessa região (ref3).

Referências
(ref1) Interstellar bubbles. II - Structure and evolution. Weaver, R.; McCray, R.; Castor, J.; Shapiro, P.; Moore, R. (1977) Astrophysical Journal, v. 218, p.377-395.

(ref2) Triggered Star Formation and the Dynamics of a Superbubble in the LMC: The OB Association LH 47/48 in DEM 152. Oey, M. S.; Massey, Philip (1995). Astrophysical Journal v.452, p.210

(ref3) X-rays from Superbubbles in the Large Magellanic Cloud. IV. The Blowout Structure of NGC44, Magnier, Eugene A.; Chu, You-Hua; Points, Sean D.; Hwang, Una; Smith, R. Chris (1996). Astrophysical Journal v.464, p.829

As primeiras estrelas?

A imagem astronómica não vem do sítio habitual mas foi por mim escolhida a partir das páginas do Telescópio Espacial Spitzer. O que estamos a ver é a que se assemelha uma região do céu nocturno, na vizinhança da Constelação do Dragão, após subtrair a luz proveniente de estrelas e galáxias. [... ler mais]

A imagem original é a que se mostra abaixo:
A região foi escolhida, por incrível que pareça, devido a possuir poucas estrelas e galáxias. A imagem obtida após retirar todas os objectos brilhantes não parece grande coisa, mostrando uma espécie de filamentos brilhantes e difusos separados por regiões escuras. Só que as aparências em Astronomia muitas vezes enganam, e poderemos estar a ver pela primeira vez um período importante na história do Universo. A imagem no início desta contribuição representa, segundo Kashlinsky e colegas, num artigo publicado na Nature (ref 1), um fundo de emissão cósmica produzido pelas estrelas nos 200 a 400 milhões de anos após o início do Universo. Esta seria a geração primordial de estrelas, produzida numa época em que o Universo consistia essencialmente de hidrogénio e hélio, e seria nestas estrelas que se formaram pela primeira vez quantidades apreciáveis de elementos pesados. Pensa-se que estas estrelas, chamadas de População III, seriam extraordinariamente massivas, cerca de 100 vezes a massa do Sol, e que "arderiam" muitíssimo depressa, vivendo alguns milhões de anos apenas. A imagem do topo corresponderia por isso a objectos que desapareceram há mais de 13,000 milhões de anos.

Eu voltarei a este tema com um texto mais alargado assim que conseguir acesso ao artigo da Nature, o que significa uma ida a uma biblioteca pois a Nature não é de acesso livre. Esta comunicação baseou-se no resumo do artigo da Nature e nos despachos para a imprensa que se podem encontrar nas páginas da NASA.

Referências
(ref 1) Kashlinsky A., Arendt R. G., Mather J. & Moseley S. H. Nature, 438. 45 - 50 (2005).