Primeiras Imagens do Telescópico Espacial James Webb (JWST)

Hoje, às 11:30 no horário de Brasília, a Nasa divulgou as primeiras imagens oficiais obtidas pelo Telescópio Espacial James Webb (JWST). 

As imagens foram colorizadas artificialmente, pois o JWST captura o espectro na faixa do infravermelho. A Near Infrared Camera (NIRCam) é o principal gerador de imagens do Webb, cobrindo  a faixa de comprimento de onda infravermelho de 0,6 a 5 mícrons. O Mid-Infrared Instrument (MIRI) possui uma câmera e um espectrógrafo que captura a luz na região do infravermelho médio do espectro eletromagnético na faixa de comprimento de onda de 5 a 28 mícrons. 

Para produzir as imagens coloridas exibidas abaixo, o JWST usou suas câmeras infravermelhas para coletar várias imagens em escala de cinza. Seis filtros capturaram diferentes comprimentos de onda de luz infravermelha. Cada filtro teve uma cor a ele alocada. O filtro que captura o comprimento de onda mais longo é o vermelho, o filtro para comprimento de onda mais curto, o azul, com as outras cores do espectro visível alocadas aos filtros intermediários. Ao combinar essas imagens, a imagem composta final apresenta todas as cores visíveis nas fotos abaixo.

Para ampliar as imagens, clique sobre elas.

Nebulosa Carina: A Nebulosa Carina é uma das maiores e mais brilhantes nebulosas do céu, localizada a aproximadamente 7.600 anos-luz de distância, na constelação de Carina. As nebulosas são berçários estelares onde as estrelas se formam. A Nebulosa Carina é o lar de muitas estrelas massivas, várias vezes maiores que o Sol.

WASP-96 b (espectro): WASP-96 b é um planeta gigante, fora do nosso sistema solar, composto principalmente de gás. O planeta, localizado a cerca de 1.150 anos-luz da Terra, orbita sua estrela a cada 3,4 dias. Tem cerca de metade da massa de Júpiter e sua descoberta foi anunciada em 2014.

Nebulosa do Anel Sul: A nebulosa do Anel Sul, ou nebulosa “Eight-Burst”, é uma nebulosa planetária – uma nuvem de gás em expansão, envolvendo uma estrela moribunda. Tem quase meio ano-luz de diâmetro e está localizada a aproximadamente 2.000 anos-luz de distância da Terra.

Quinteto de Stephan: A cerca de 290 milhões de anos-luz de distância, o Quinteto de Stephan está localizado na constelação de Pégaso. É notável por ser o primeiro grupo compacto de galáxias descoberto em 1877. Quatro das cinco galáxias dentro do quinteto estão presas em uma dança cósmica de repetidos encontros imediatos.

SMACS 0723: Aglomerados maciços de galáxias em primeiro plano ampliam e distorcem a luz dos objetos atrás delas, permitindo uma visão de campo profundo em populações de galáxias extremamente distantes e intrinsecamente fracas. Milhares de galáxias – incluindo os objetos mais fracos já observados no infravermelho – apareceram na visão do Webb pela primeira vez. Esta fatia do vasto universo é aproximadamente do tamanho de um grão de areia, mantido à distância de um braço, por alguém no chão. Esse campo profundo, obtido pela Near-Infrared Camera (NIRCam) do Webb, é uma composição feita a partir de imagens em diferentes comprimentos de onda, totalizando 12,5 horas de exposição– alcançando profundidades em comprimentos de onda infravermelhos, além dos campos mais profundos do Telescópio Espacial Hubble, o que levou semanas. A imagem mostra o aglomerado de galáxias SMACS 0723 como era há 4,6 bilhões de anos. A massa combinada desse aglomerado de galáxias atua como uma lente gravitacional, ampliando galáxias muito mais distantes localizadas atrás dele. A câmera NIR do Webb trouxe essas galáxias distantes para um foco nítido – elas têm estruturas minúsculas e fracas que nunca foram vistas antes, incluindo aglomerados de estrelas e características difusas.

Referêmcia: https://www.nasa.gov/webbfirstimages

Trabalho Colaborativo de Vários Observatórios ao Redor do Mundo Produzem Primeira Imagem Direta de Um Buraco Negro

Uma equipe internacional de mais de 200 astrônomos capturou as primeiras imagens diretas de um buraco negro. O resultado foi obtido pelo trabalho conjunto e coordenado de oito  observatórios de rádio em quatro continentes, o EHT-Event Horizon Telescope, um telescópio virtual do tamanho da Terra.

A equipe revelou quatro imagens do buraco negro supermassivo no coração da galáxia M87,  localizada no interior do aglomerado de galáxias de Virgem, a 55 milhões de anos-luz da Terra.

Imagem do buraco negro capturada pelo EHT-Fonte: EHT Colaboration

Com base nas imagens de M87, os cientistas acreditam que estão vendo pela primeira vez a sombra de um buraco negro, na forma da região escura no centro das imagens

A Teoria da Relatividade Geral de Einstein prevê que um campo gravitacional muito intenso faz com que a luz se curve ao redor do buraco negro, formando um anel brilhante em  volta de sua silhueta, e também faz com que qualquer material circundante orbite em torno do mesmo próximo à velocidade da luz. O anel brilhante  nas novas imagens oferece uma confirmação visual desses efeitos.

A partir dessas imagens, os astrônomos calcularam que a massa do buraco negro é cerca de 6,5 bilhões de vezes maior que a do sol.  Pequenas diferenças observadas entre cada uma das quatro imagens sugerem que o material está orbitando em torno do buraco negro à velocidade da luz.Seu tamanho é maior que o da órbita de Netuno.

O objeto foi observado em comprimentos de onda muito curtos, de 1,3 milímetros, que podem atravessar  nuvens de material existentes entre um buraco negro e a Terra. Para visualizar um buraco negro, é necessária uma ampliação (resolução  angular do telescópio) muito grande, impossível de ser obtida por um único telescópio, que teria que ser muito grande. Mas quando múltiplos radiotelescópios, separados por distâncias muito grandes, são sincronizados e focalizados em uma única fonte no céu, eles podem operar como um radiotelescópio muito grande, com um enorme antena, através de uma técnica conhecida como Very Long Base Interferometry, ou VLBI. Nesse caso, o esforço combinado dos 8 radiotelescópios consegue resolver uma imagem de cerca de 20 micro segundos de arco.

Aglomerado de galáxias de Virgem. M87 é o objeto mais luminoso, próximo ao canto superior esquerdo. Ao centro podem ser observadas, também, as galáxias M84 e M86.  Imagem capturada pelo autor em 15/06/2011, às 20:30, sob intensa poluição luminosa, em Belo Horizonte-MG.

.

Observações diretas detectam ondas gravitacionais previstas pela Teoria da Relatividade Geral de Einstein

Cem anos depois que Albert Einstein previu a existência das ondas gravitacionais, cientistas finalmente detectaram essas furtivas ondulações do espaço-tempo.

Físicos do Advanced Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory  (LIGO) revelaram em 11 de fevereiro que  seus detectores gêmeos capturaram sinais de  ondas gravitacionais produzidas pela colisão de dois buracos negros a cerca de 1,3 bilhão de luz- anos da Terra.

Um buraco negro possui cerca de 36 vezes a massa do Sol, e o outro cerca de 29 massas solares. Um orbita ao redor do outro, mas se aproximaram por meio de um movimento espiral e se fundiram em um único buraco negro de massa estimada em  62 massas solares.

Essa é a primeira fusão de buracos negros observada. O evento violento irradia temporariamente mais energia  sob a forma de ondas gravitacionais  do que a luz de todas as estrelas do universo observável emitida na mesma quantidade de tempo.

Os detectores do LIGO funcionam por interferometria, em que um feixe de laser é partido em dois, que são postos a viajar por dois túneis perpendiculares de 4 km cada. Cada feixe é refletido de volta e é recombinado em um detector. Em situações nornais, os dois feixes viajam caminhos de tamanhos idênticos e se cancelam no detector. Quando uma onda gravitacional passa pelo LIGO, o comprimento dos túneis é ligeiramente alterado, o que faz com que os lasers não se cancelem, produzindo um padrão característico de interferência. A Figura a seguir, produzida pela Nature News, ilustra o processo de detecção.




A descoberta foi feita quase simultaneamente por dois detectores do LIGO localizados em Livingston, na Louisina e em Hanford, Washington.

As ondas detectadas foram convertidas em um som audível como uma rápida subida de tom, seguida de uma descida, produzindo uma assinatura sonora compatível com o padrão de radiação proveniente da colisão dos buracos negros.

Softwares de análise dos dados detectaram   uma oscilação, que começou em 35  hertz e rapidamente aumentou para 250 hertz. O sinal tornou-se então caótico e rapidamente caiu. Fundamentalmente, ambos os detectores detectaram mais ou menos ao mesmo tempo, Livingston primeiro e Hanford 7 milésimos de segundo mais tarde. Esse atraso é uma indicação de como as ondas passaram através da Terra. A Figura abaixo exibe graficamente os sinais particamente idênticos detectados pelas estações LIGO de Hanford e Livingston (créditos: Nature News).




Fonte: Nature News - http://www.nature.com/news/einstein-s-gravitational-waves-found-at-last-1.19361

A Terra vista do espaço em tempo-real

A NASA  disponibilizou na internet imagens produzidas em tempo-real pela ISS-International Space Station (Estação Espacial Internacional), com uma vista privilegiada da Terra. Ao todo, são quatro câmeras instaladas na estação espacial para filmar o nosso planeta em alta definição e 24 horas por dia. O vídeo está disponível no site Ustream, e para assistir basta torcer para que a ISS não esteja na parte escura da Terra. Quando isso ocorre a imagem fica negra. Caso esteja cinza, significa que a transmissão está mudando de câmera ou que ocorreu algum problema/interrupção. A localização da estação está disponível no site da NASA.

Imagem capturada quando a ISS passava sobre a Mongólia, às 19:50 de 15/05/2014.Observe a lua ao fundo.

Gravidade Testada em Grande Escala Confirma Relatividade Geral de Einstein

Os cientistas  Henry Cavendish (britânico) e Rosland von Eotvos (húngaro) testaram a teoria geral da relatividade de Einstein em escala cósmica, medindo o desvio para vermelho (redshift) da luz proveniente de galáxias localizadas em aglomerados, causado pela gravidade desses conglomerados e não pela expansão do universo.  A teoria geral da relatividade de Einstein prevê que o comprimento de onda da luz aumenta pela influência da gravidade, fazendo com que ocorra o desvio para o vermelho acima mencionado. Eles viram que a luz das galáxias situadas no interior dos aglomerados levava mais tempo para se libertar do campo gravitacional do  que o luz das galáxias situadas na periferia. Conhecendo-se a massa de cada aglomerado, a teoria da relatividade geral foi usada para avaliar o redshift  gravitacional das galáxias segundo sua posição no aglomerado. O redshift varia proporcionalmente à influência gravitacional do conglomerado.  Segundo os cientistas, os resultados observados corresponderam aos calculados, comprovando a teoria. Esse resultado vem um momento em que cientistas do CERN divulgaram ter observado neutrinos viajando a velocidade ligeiramente superior à da luz, contradizendo um dos pilares da teoria da relatividade restrita de Einstein, que postula ser a velocidade da luz a maior possível de ser atingida.

Referência: Revista Nature,  setembro de 2011.

Estimativa da Idade Aproximada do Universo

Em 1927, Edwin Hubble estendeu as fronteiras do universo conhecido- nossa galáxia- e  postulou que as galáxias mais distantes se afastam sistematicamente de nós com velocidade proporcional à distância em que se encontram. Como tais escalas de distância são enormes, nós não percebemos tal afastamento.  A constante de proporcionalidade H₀  é denominada constante de Hubble. Assim, pode-se escrever que

onde v é a velocidade de afastamento da galáxia em relação a nós e d é a distância em que se encontra de nós.

Medidas efetuadas com o telescópio Hubble têm indicado que o valor atual  da constante de Hubble é

Entretanto, não existe certeza absoluta de que essa constante esteja sendo realmente avaliada com erro menor que 10%. Enquanto permanece essa dúvida, costuma-se normalizar a constante de Hubble da seguinte forma:

A constante h  de normalização deve estar no intervalo 

Os resultados mais recentes mostram que

segundo dados obtidos com o telescópio espacial Hubble.

Podemos fazer uma aproximação grosseira da idade do universo, partindo do princípio que em algum momento no passado,  objetos começaram a se afastar um dos outros a partir de um centro. Se supusermos que as velocidades se mantiveram constantes (mera aproximação, pois sabemos que essa velocidade aumenta devido à energia escura), podemos dizer que uma galáxia com velocidade v percorreu nesse período uma distância 

onde t_h é a denominada idade de Hubble, teoricamente, tempo desde quando o universo começou a se expandir. Assim, substituindo-se (1) e (2) em (3) infere-se que a idade do universo é 

Se h = 0,72 obtemos aproximadamente 13,7 bilhões de anos, como era de se esperar!

Entretanto, nem todos os corpos do universo estão se afastando uns dos outros. No aglomerado de Virgem (visto na figura abaixo), constituído por milhares de galáxias, tais galáxias estão sob a ação gravitacional umas das outras e estão se aproximando.

Aglomerado de Virgem, em foto obtida pelo autor em 15/06/2011às 20:30. 

Erupção Solar Espetacular em 07/06/2011

Em 07 de junho de 2011 desencadeou-se uma tempestade solar tipo M-2 (tamanho médio) com uma espetacular ejeção de massa coronal (CME). A grande nuvem de partículas multiplicou-se e caiu de volta sobre a superfície do sol, cobrindo uma área de quase metade da mesma. O fenômeno foi observado pelo SDO-Solar Dynamic Observatory, da NASA.

O pico da tempestade ocorreu por volta de 1:41 ET (2:41 no horário de Brasília). Foram também registradas imagens em ultravioleta, que revelaram uma grande explosão de gás frio.  Trata-se de  algo único, pois em muitos lugares na erupção parece haver material ainda mais frio - a temperaturas inferiores a 80.000 K.

Quando visto pelos coronógrafos, o evento mostra plasma brilhante e partículas de alta energia saindo do sol. Esta CME desloca-se  a 1.400 km / s de acordo com modelos da NASA. Devido ao seu ângulo, entretanto, efeitos sobre a Terra devem ser bastante reduzidos. No entanto, pode gerar efeitos espaciais, como auroras aqui na Terra, em poucos dias.

 

FONTE:NASA-SDO http://sdo.gsfc.nasa.gov/gallery/potw.php?v=item&id=54  

Estrela WR104

Localizada na constelação de Sagitarius, a cerca de 8000 anos luz da terra, WR104 é um gigante estelar, prestes a sucumbir como uma supernova.