1228: Jovem galáxia contém evidências de que as primeiras galáxias podem ser maiores e mais complexas do que pensávamos

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/ASTROFÍSICA

A1689-zD1 é uma galáxia formadora de estrelas localizada na direcção da constelação de Virgem. Foi observada pela primeira vez graças à lente gravitacional da galáxia Abell 1689, que fez com que a jovem galáxia aparecesse nove vezes mais luminosa. Novas observações feitas usando o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) estão a revelar aos cientistas que a jovem galáxia, e outras como ela, podem ser maiores e mais complexas do que se pensava originalmente.
Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/H. Akins (Grinnell College), B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)

Cientistas usaram o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para observar uma quantidade significativa de gás frio e neutro nas regiões exteriores da jovem galáxia A1689-zD1, bem como fluxos de gás quente provenientes do centro da galáxia.

Estes resultados podem lançar luz sobre uma fase crítica da evolução galáctica para as primeiras galáxias, onde as jovens galáxias começam a transformação para serem cada vez mais como as suas primas mais recentes e mais estruturadas.

As observações foram apresentadas numa conferência de imprensa na 240.ª reunião da Sociedade Astronómica Americana em Pasadena, no estado norte-americano da Califórnia. Serão publicadas numa próxima edição da revista The Astrophysical Journal.

A1689-zD1 – uma galáxia jovem, activa e formadora de estrelas ligeiramente menos luminosa e menos massiva do que a Via Láctea – está localizada a cerca de 13 mil milhões de anos-luz da Terra na direcção da constelação de Virgem. Foi descoberta escondida por trás do enxame galáctico Abell 1689 em 2007 e confirmada em 2015 graças a lentes gravitacionais, que ampliou o brilho da jovem galáxia mais de 9 vezes.

Desde então, os cientistas têm continuado a estudar a galáxia como uma possível análoga para a evolução de outras galáxias “normais”. Esse rótulo – normal – é uma distinção importante que ajudou os investigadores a dividir os comportamentos e características de A1689-zD1 em dois grupos: típicos e invulgares, com as características invulgares a imitarem as de galáxias mais recentes e mais massivas.

“A1689-zD1 está localizada no Universo inicial – apenas 700 milhões de anos após o Big Bang. Esta é a era em que as galáxias estavam apenas a começar a formar-se,” disse Hollis Akins, estudante universitário de astronomia em Grinnell College e autor principal da investigação.

“O que vemos nestas observações são evidências de processos que podem contribuir para a evolução daquilo a que chamamos galáxias normais, em oposição às galáxias massivas. Mais importante ainda, estes processos são processos que não pensávamos anteriormente aplicáveis a estas galáxias normais.”

Um destes processos invulgares é a produção e distribuição, na galáxia, do combustível para a formação estelar, potencialmente em grandes quantidades. A equipa usou o receptor de Banda 6 do ALMA, altamente sensível, para observar um halo de gás carbono que se estende muito para além do centro da jovem galáxia.

Isto poderia ser evidência de formação estelar contínua na mesma região ou o resultado de rupturas estruturais, tais como fusões ou fluxos, nas fases mais precoces da formação da galáxia.

De acordo com Akins, isto é invulgar para as primeiras galáxias. “O gás de carbono que observámos nesta galáxia é tipicamente encontrado nas mesmas regiões que o gás hidrogénio neutro, que é também onde novas estrelas tendem a formar-se.

Se for esse o caso para A1689-zD1, a galáxia é provavelmente muito maior do que se pensava anteriormente. É também possível que este halo seja um remanescente da actividade galáctica anterior, como fusões que exerceram forças gravitacionais complexas na galáxia, levando à ejecção de muito gás neutro a estas grandes distâncias.

Em ambos os casos, a evolução precoce desta galáxia foi provavelmente activa e dinâmica e estamos a aprender que este pode ser um tema comum, embora anteriormente não observado, na formação das primeiras galáxias.”

Mais do que apenas invulgar, a descoberta poderá ter implicações significativas para o estudo da evolução galáctica, particularmente à medida que as observações no rádio desvendam detalhes invisíveis nos comprimentos de onda ópticos. Seiji Fujimoto, investigador pós-doutorado no Cosmic Dawn Center do Instituto Niels Bohr, co-autor da investigação, disse: “A emissão do gás de carbono em A1689-zD1 é muito mais extensa do que a observada com o Telescópio Espacial Hubble e isto pode significar que as primeiras galáxias não são tão pequenas como parecem. Se, de facto, as primeiras galáxias são maiores do que pensávamos anteriormente, isto terá um grande impacto na teoria da formação e evolução das galáxias no Universo primitivo.”

Liderada por Akins, a equipa também observou fluxos de gás quente e ionizado – geralmente provocados por actividade galáctica violenta como super-novas – empurrando para fora do centro da galáxia. Dada a sua natureza potencialmente explosiva, os fluxos podem ter algo a ver com o halo de carbono.

“Os fluxos ocorrem como resultado de actividade violenta, tal como explosões de super-novas – que explodem material gasoso vizinho para fora da galáxia – ou buracos negros nos centros das galáxias – que têm fortes efeitos magnéticos que podem ejectar material em jactos poderosos.

Devido a isto, há uma forte possibilidade de que os fluxos quentes tenham algo a ver com a presença do halo frio de carbono,” disse Akins. “E isso realça ainda mais a importância da natureza multifásica, ou quente para frio, do fluxo gasoso.”

Darach Watson, professor associado no Cosmic Dawn Center do Instituto Niels Bohr e co-autor da nova investigação, confirmou A1689-zD1 como uma galáxia com um alto desvio para o vermelho em 2015, a mais distante galáxia poeirenta conhecida.

“Temos visto este tipo de grande emissão de halos gasosos de galáxias que se formaram mais tarde no Universo, mas vê-lo numa galáxia tão precoce significa que este comportamento é universal mesmo nas galáxias mais modestas que formaram a maioria das estrelas no início do Universo. Compreender como estes processos ocorreram numa galáxia tão jovem é fundamental para compreender como a formação de estrelas ocorre no Universo primitivo.”

Kirsten Knudsen, professora de astrofísica no Departamento do Espaço, Terra e Ambiente da Universidade de Tecnologia de Chalmers e co-autora da investigação, encontrou evidências do continuum de poeira de A1689-zD1 em 2017. Knudsen realçou o papel fortuito da lente gravitacional extrema para tornar possível cada descoberta na investigação.

“Dado que A1689-zD1 está ampliada mais de nove vezes, podemos ver detalhes críticos que de outra forma são difíceis de observar em observações comuns de galáxias tão distantes. Em última análise, vemos aqui que as primeiras galáxias do Universo são muito complexas e esta galáxia continuará a apresentar novos desafios e resultados de investigação durante algum tempo.”

O Dr. Joe Pesce, oficial do programa ALMA na NSF, acrescentou: “Esta fascinante investigação ALMA acrescenta a um conjunto crescente de resultados que indicam que as coisas não são exactamente como esperávamos no início do Universo, mas são realmente interessantes e excitantes, apesar de tudo!”

Estão planeadas para Janeiro de 2023 observações espectroscópicas e infravermelhas de A1689-zD1, usando os instrumentos NIRSpec IFU (Integral Field Unit) e NIRCam no Telescópio Espacial James Webb. As novas observações vão complementar os dados anteriores do Hubble e do ALMA, fornecendo um olhar multi-comprimento de onda mais profundo e mais completo da jovem galáxia.

Astronomia On-line
17 de junho de 2022


 

1181: Pondo em prática a teoria da relatividade especial, através da contagem de galáxias

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Esta imagem feita a partir de uma composição de exposições captadas entre Setembro de 2003 e Janeiro de 2004 pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA mostra quase 10.000 galáxias na mais profunda imagem de luz visível do cosmos, atravessando milhares de milhões de anos-luz.
Crédito: NASA, ESA, S. Beckwith (STScI), Equipa HUDF

Os cientistas que estudam o cosmos têm uma filosofia favorita conhecida como o “princípio da mediocridade”, o que, na sua essência, sugere que a Terra não é realmente nada especial, nem o Sol, nem a nossa Via Láctea, em comparação com o resto do Universo.

Agora, uma nova investigação realizada na Universidade do Colorado, em Boulder, EUA, acrescentou mais uma evidência ao caso da mediocridade: as galáxias estão, em média, em repouso em relação ao Universo primitivo. Jeremy Darling, professor de astrofísica na mesma universidade, publicou recentemente esta descoberta cosmológica na revista The Astrophysical Journal Letters.

“O que esta investigação nos diz é que temos um movimento engraçado, mas esse movimento engraçado é consistente com tudo o que sabemos sobre o Universo – não há nada de especial a acontecer aqui,” disse Darling. “Não somos especiais como uma galáxia ou como observadores.”

Há cerca de 35 anos, os cientistas descobriram o fundo cósmico de micro-ondas, que é a radiação electromagnética deixada pela formação do Universo durante o Big Bang. O fundo cósmico de micro-ondas parece mais quente na direcção do nosso movimento e mais frio para longe da direcção do nosso movimento.

A partir deste brilho do Universo primitivo, os cientistas podem inferir que o Sol – e a Terra em órbita – está a mover-se numa determinada direcção, a uma certa velocidade. Os investigadores descobrem que a nossa velocidade inferida é uma fracção de um por cento da velocidade da luz – pequena, mas não zero.

Os cientistas podem testar independentemente esta inferência contando as galáxias que são visíveis da Terra ou somando o seu brilho. Podem fazê-lo em grande parte graças à teoria da relatividade especial de Albert Einstein de 1905, que explica como a velocidade afecta o tempo e o espaço.

Nesta aplicação, uma pessoa na Terra olhando para o Universo numa direcção – a mesma direcção em que o Sol e a Terra se estão a mover – deveria ver galáxias mais brilhantes, mais azuis e mais concentradas. Da mesma forma, ao olhar na direcção contrária, a pessoa deveria ver galáxias mais escuras, avermelhadas e mais espaçadas.

Mas quando os investigadores têm tentado contar galáxias nos últimos anos – um processo que é difícil de fazer com precisão – eles chegaram a números que sugerem que o Sol está a mover-se muito mais depressa do que se pensava anteriormente, o que está em desacordo com a cosmologia padrão.

“É difícil contar galáxias em todo o céu – normalmente está-se preso a um hemisfério ou menos,” disse Darling. “E, além disso, a nossa própria Galáxia incomoda a contagem. Tem poeira que faz com que contemos menos galáxias e fá-las parecer mais fracas.”

Darling ficou intrigado e perplexo com este puzzle cosmológico, por isso decidiu investigar por si próprio. Ele também sabia da existência de dois levantamentos recentemente divulgados que poderiam ajudar a melhorar a exactidão de uma contagem de galáxias – e a esclarecer o mistério da velocidade: o VLASS (Very Large Array Sky Survey) no estado norte-americano do Novo México, e o RACS (Rapid Australian Square Kilometer Array Pathfinder Continuum Survey) na Austrália

Juntos, estes levantamentos permitiram a Darling estudar todo o céu juntando vistas dos hemisférios norte e sul. Os novos levantamentos também utilizaram ondas de rádio, o que tornou mais fácil “ver” através da poeira da Via Láctea, melhorando assim a visão do Universo.

Quando Darling analisou os levantamentos, descobriu que o número de galáxias e o seu brilho estava em perfeito acordo com a velocidade que os investigadores tinham anteriormente inferido a partir do fundo cósmico de micro-ondas.

“Encontramos uma direcção brilhante e uma direcção ténue – encontramos uma direcção onde há mais galáxias e uma direcção onde há menos galáxias,” disse. “A grande diferença é que se alinha com o Universo primitivo do fundo cósmico de micro-ondas e tem a velocidade certa. A nossa cosmologia está saudável.”

Dado que as descobertas de Darling diferem de resultados passados, o seu trabalho irá provavelmente suscitar alguns estudos de seguimento para confirmar ou contestar os seus resultados.

Mas para além de impulsionar o campo da cosmologia, os resultados são um bom exemplo, no mundo real, da teoria especial da relatividade de Einstein – e demonstram como os investigadores ainda estão a pôr a teoria em prática, mais de 100 anos após o famoso físico a ter proposto pela primeira vez.

“Adoro a ideia de que este princípio básico de que Einstein nos falou há muito tempo é algo que se pode ver,” disse Darling. “É uma coisa realmente esotérica que parece super-estranha, mas se sairmos e contarmos galáxias, podemos ver este efeito giro. Não é tão esotérico ou estranho como se possa pensar.”

Astronomia On-line
7 de Junho de 2022


 

1109: Nova descoberta sobre galáxias distantes: as estrelas são mais massivas do que pensávamos

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/ASTROFÍSICA/GALÁXIAS

A Galáxia de Andrómeda, a nossa grande vizinha galáctica mais próxima, é o objecto mais distante que podemos observar no céu nocturno à vista desarmada.
Crédito: Getty

Uma equipa de astrofísicos da Universidade de Copenhaga chegou a um resultado importante no que diz respeito às populações estelares para lá da Via Láctea. O resultado pode mudar a nossa compreensão de uma vasta gama de fenómenos astronómicos, incluindo a formação de buracos negros, super-novas e a razão pela qual as galáxias morrem.

Desde que os seres humanos estudam os céus que o aspecto das estrelas em galáxias distantes tem sido um mistério. Num estudo publicado na The Astrophysical Journal, uma equipa de investigadores do Instituto Niels Bohr da Universidade de Copenhaga está a colocar de lado a anterior compreensão das estrelas para lá da nossa própria Galáxia.

Desde 1955 que se assume que a composição das estrelas nas outras galáxias do Universo é semelhante à das centenas de milhares de milhões de estrelas dentro da nossa – uma mistura de estrelas massivas, de massa média e de massa baixa. Mas com a ajuda de observações de 140.000 galáxias em todo o Universo e de uma vasta gama de modelos avançados, a equipa testou se a mesma distribuição de estrelas aparente na Via Láctea se aplica noutros locais. A resposta é não. As estrelas em galáxias distantes são tipicamente mais massivas do que as do nosso “bairro local”. A descoberta tem um grande impacto sobre o que pensamos saber sobre o Universo.

“A massa das estrelas diz muito aos astrónomos. Se mudarmos a massa, também mudamos o número de super-novas e buracos negros que surgem das estrelas massivas. Como tal, o nosso resultado significa que teremos de rever muitas das coisas que em tempos presumimos, porque as galáxias distantes parecem bastante diferentes da nossa,” diz Albert Sneppen, estudante do Instituto Neils Bohr e primeiro autor do estudo.

A luz analisada de 140.000 galáxias

Os investigadores assumiram que o tamanho e massa das estrelas noutras galáxias eram semelhantes à nossa durante mais de cinquenta anos, pela simples razão de não as poderem observar através de um telescópio, como podiam fazer com as estrelas da nossa própria Galáxia.

As galáxias distantes estão a milhares de milhões de anos-luz de distância. Como resultado, apenas a luz das suas estrelas mais poderosas chega à Terra. Isto tem sido uma dor de cabeça para investigadores em todo o mundo durante anos, pois nunca puderam esclarecer com precisão como as estrelas de outras galáxias foram distribuídas, uma incerteza que os forçou a acreditar que estavam distribuídas largamente como as estrelas da nossa Via Láctea.

“Só conseguimos ver a ponta do icebergue e sabemos há muito tempo que esperar que outras galáxias se parecessem com a nossa não era um pressuposto particularmente bom de se fazer. Contudo, nunca ninguém foi capaz de provar que outras galáxias formam diferentes populações de estrelas. Este estudo permitiu-nos fazer exactamente isso, o que pode abrir a porta para uma compreensão mais profunda da formação e evolução das galáxias,” diz o professor associado Charles Steinhardt, coautor do estudo.

No estudo, os investigadores analisaram a luz de 140.000 galáxias usando o catálogo COSMOS, uma grande base de dados internacional com mais de um milhão de observações da luz de outras galáxias. Estas galáxias estão distribuídas do ponto mais próximo ao mais distante do Universo, a partir do qual a luz viajou doze mil milhões de anos antes de poder ser observada na Terra.

As galáxias massivas morrem primeiro

De acordo com os investigadores, a nova descoberta terá uma vasta gama de implicações. Por exemplo, continua por resolver a razão pela qual as galáxias morrem e deixam de formar novas estrelas. O novo resultado sugere que isto poderá ser explicado por uma simples tendência.

“Agora que somos mais capazes de descodificar a massa das estrelas, podemos ver um novo padrão; as galáxias menos massivas continuam a formar estrelas, enquanto que as galáxias mais massivas param de formar novas estrelas. Isto sugere uma tendência notavelmente universal na morte das galáxias,” conclui Albert Sneppen.

Astronomia On-line
27 de Maio de 2022


 

Porque é que Vénus gira lentamente, apesar do poderoso “aperto” do Sol

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

O brilhante planeta Vénus, visto perto da Lua Crescente.
Crédito: NASA/Bill Dunford

Se não fosse a atmosfera veloz de Vénus, o planeta irmão da Terra provavelmente não rodaria. Ao invés, Vénus teria sempre o mesmo lado virado para o Sol, da mesma forma que vemos sempre a mesma face da Lua a partir da Terra.

A gravidade de um objecto grande no espaço pode impedir um objecto mais pequeno de girar, um fenómeno chamado bloqueio de maré. Dado que impede este bloqueio, um cientista da Universidade da Califórnia, Riverside, argumenta que a atmosfera precisa de ser um factor mais proeminente nos estudos de Vénus, bem como de outros planetas.

Estes argumentos, bem como as descrições de Vénus como um planeta com bloqueio parcial de maré, foram publicados num artigo da revista Nature Astronomy.

“Pensamos na atmosfera como uma camada fina, quase separada, no topo de um planeta que tem uma interacção mínima com o planeta sólido,” disse Stephen Kane, astrofísico da UCR e autor principal do artigo científico. “A poderosa atmosfera de Vénus ensina-nos que é uma parte muito mais integrada do planeta que afecta absolutamente tudo, até a rapidez com que o planeta gira.”

Vénus leva 243 dias terrestres para completar uma rotação, mas a sua atmosfera circula o planeta de quatro em quatro dias. Ventos extremamente rápidos provocam o arrastamento da atmosfera ao longo da superfície do planeta à medida que circula, abrandando a sua rotação ao mesmo tempo que “afrouxa” o aperto da gravidade do Sol.

A rotação lenta, por sua vez, tem consequências dramáticas para o sufocante clima venusiano, com temperaturas médias acima dos 460º C – quente o suficiente para derreter chumbo.

“É incrivelmente extraterrestre, uma experiência muito diferente de estar na Terra,” disse Kane. “Estar à superfície de Vénus seria como estar no fundo de um oceano muito quente. Não conseguíamos respirar.”

Uma razão para o calor é que quase toda a energia do Sol absorvida pelo planeta é absorvida pela atmosfera de Vénus, nunca alcançando a superfície. Isto significa que um rover com painéis solares, como os que a NASA tem enviado para Marte, não funcionaria.

A atmosfera venusiana também bloqueia a energia do Sol de deixar o planeta, impedindo o arrefecimento ou água líquida à superfície, um estado conhecido como efeito de estufa.

Não é claro se o facto de ter um bloqueio parcial de maré contribui para este estado de efeito de estufa, uma condição que acaba por tornar um planeta inabitável pela vida tal como a conhecemos.

Não só é importante obter mais clareza sobre esta questão, a fim de compreender Vénus, como também é importante para estudar os exoplanetas susceptíveis de serem alvo de futuras missões da NASA.

A maioria dos planetas susceptíveis de serem observados com o recentemente lançado Telescópio Espacial James Webb estão muito perto das suas estrelas, ainda mais perto do que Vénus está do Sol. Por conseguinte, também é provável que tenham bloqueio de maré.

Dado que não se sabe se os humanos consigam alguma vez visitar, em pessoa, exoplanetas, é fundamental ter a certeza de que os modelos de computador têm em conta os efeitos do bloqueio de maré. “Vénus é a nossa oportunidade de corrigir estes modelos, para que possamos compreender correctamente os ambientes de superfície dos planetas em torno de outras estrelas”, disse Kane.

“Não estamos a fazer um bom trabalho no que toca a considerar isto neste momento. Estamos sobretudo a utilizar modelos do tipo Terra para interpretar as propriedades dos exoplanetas. Vénus está a ‘abanar os braços’ como que dizendo, ‘olhem para aqui!'”

Obter clareza sobre os factores que contribuíram para um efeito de estufa em Vénus, o vizinho planetário mais próximo da Terra, também pode ajudar a melhorar os modelos do que poderia um dia acontecer ao clima da Terra.

“Em última análise, a minha motivação ao estudar Vénus é compreender melhor a Terra”, disse Kane.

Astronomia On-line
26 de Abril de 2022


Pelas vítimas do genocídio praticado
pela União Soviética de Putin, na Ucrânia
For the victims of the genocide practiced
by the Soviet Union of Putin, in Ukraine


 

969: Sete milhões para estudar Homo Sapiens, buracos negros e detectar outras Terras

CIÊNCIA/PROJECTOS DISPERSALS

Projectos Dispersals (Universidade do Algarve), FIERCE (Instituto de Astrofísica e Ciência do Espaço da U. Porto) e Gravitas (Técnico de Lisboa) financiados pelo Conselho Europeu de Investigação.

Aquilo que nos parece ser objectos gigantes negros e escuros são mesmo os buracos negros da teoria do Einstein? Esta é uma questão a que o professor Vítor Cardoso do IST quer dar resposta e para cuja investigação recebeu agora uma bolsa de dois milhões de euros.
© Jaci XIV /Creative Commons

O Conselho Europeu de Investigação (ERC) atribuiu quase sete milhões de euros (6,9) a três projectos de investigadores portugueses. Nuno Cardoso Santos, investigador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) e líder do projecto FIERCE, pretende analisar a causa do ruído estelar e “abrir caminho” para detectar outras Terras no Universo. Nuno Bicho, da Universidade do Algarve, vai investigar, através do projecto Dispersals, a dinâmica das primeiras migrações do Homo Sapiens. E Vítor Cardoso, do Técnico de Lisboa, propõe-se a explorar e descobrir o potencial dos buracos negros, no âmbito do projecto Gravitas.

Segundo o IA da Universidade do Porto, o ERC (organismo estabelecido pela Comissão Europeia em 2007) atribuiu um Advanced Grant, com um financiamento de 2,5 milhões de euros, ao projecto FIERCE. Liderado pelo investigador Nuno Cardoso Santos, da equipa de Sistemas Planetários do IA, o projecto pretende, nos próximo cinco anos, criar novos métodos de análise de dados para “modelar e caracterizar as causas do ruído estelar”, o que permitirá “abrir caminho à detecção da Terra 2.0”.

“Apesar dos progressos recentes, ainda não foi possível identificar exoplanetas realmente semelhantes à Terra, à distância certa da sua estrela para serem temperados, com água líquida à superfície e uma atmosfera de nitrogénio e oxigénio”, salienta o Instituto.

Nuno Cardoso Santos, Investigador e professor na FCUP
© Gerardo Santos / Global Imagens

Nuno Cardoso Santos afirma que o projecto vai permitir “detectar e estudar outras Terras, a orbitar outros sóis, utilizando instrumentos como o espectrógrafo ANDES [desenvolvido para o ELT (Extremely Large Telescope), do Observatório Europeu do Sul – ESO, e previsto entrar em funcionamento em 2030”. “Estes métodos serão fundamentais para que se possa estudar em detalhe os planetas rochosos hoje detectados, bem como os que serão descobertos por missões espaciais futuras, como a PLATO, da Agência Espacial Europeia”, acrescenta Nuno Cardoso Santos.

O coordenador do IA, Francisco Lobo, destaca que a atribuição da verba “reforça a procura e estudo de exoplanetas” e que os dados obtidos com o projecto FIERCE “poderão ser usados para outras pesquisas em que equipas do IA estão empenhadas, incluindo o estudo do Sol e da física estelar”.

Dispersals: as migrações africanas do Homo Sapiens

O projecto Dispersals (Dispersões, em português), de Nuno Bicho, foi outro dos escolhidos para uma bolsa de financiamento de entre as 2652 propostas submetidas ao ERC por investigadores de 28 nacionalidades. Os 2,5 milhões de euros atribuídos vão permitir ao investigador estudar as dinâmicas das primeiras migrações do Homo Sapiens em, e a partir de, África e avaliar o modelo genético de que as populações humanas da África Austral foram a génese da migração da espécie, a partir daquele continente, há cerca de 70 mil anos.

Nuno Bicho, Investigador e professor na Universidade do Algarve
© D.R. / Universidade do Algarve

Segundo Nuno Bicho, citado numa nota enviada à Lusa, o projecto, que reúne um conjunto alargado de investigadores internacionais, inclui a realização de trabalhos nas bacias dos rios moçambicanos do Limpopo e Save. O investigador adianta que a área onde vão incidir os trabalhos “medeia as duas regiões chave do aparecimento” da espécie humana, ou seja, a África Austral e a África Oriental”.

O projecto, adianta, fornecerá uma perspectiva fundamental sobre os processos relativos às primeiras migrações e dispersões da espécie no continente africano, e fora dele, “que resultaram na diáspora humana por todo o planeta nos últimos 100 mil anos”. Para o investigador, as três bolsas ERC recebidas até agora pela Universidade do Algarve, através do seu Centro Interdisciplinar de Arqueologia e Evolução do Comportamento Humano, que totalizam 6,5 milhões de euros, irão contribuir para tornar as duas estruturas “num centro de excelência em arqueologia”.

Gravitas: explorar o potencial dos buracos negros

Professor de Física no Instituto Superior Técnico e no Instituto Niels Bohr, em Copenhaga (Dinamarca), Vítor Cardoso recebeu a sua terceira bolsa ERC, de dois milhões de euros, para explorar e descobrir o potencial dos buracos negros.

“Será que os buracos negros existem? Aquilo que vemos que parecem objectos gigantes negros e escuros são mesmo os buracos negros da teoria do Einstein? Ou é algo diferente?”, são algumas das questões a que a equipa liderada por Vítor Cardoso procurará responder, adianta o Técnico.

Foram ainda premiados dois investigadores portugueses no estrangeiro: Ricardo Reis, da London School of Economics and Political Science, e João Alves, da Universidade de Viena.

Diário de Notícias
DN/Lusa
27 Abril 2022 — 00:40


Pelas vítimas do genocídio praticado
pela União Soviética de Putin, na Ucrânia
For the victims of the genocide practiced
by the Soviet Union of Putin, in Ukraine


 

911: Os cientistas avistaram a galáxia mais distante de sempre

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/ASTROFÍSICA

Imagem a três cores de HD1, candidata à galáxia mais distante até à data, criada utilizando dados do telescópio VISTA. O objecto vermelho no centro da inserção é HD1.
Crédito: Harikane et al.

Uma equipa internacional de astrónomos, incluindo investigadores do Centro para Astrofísica |Harvard & Smithsonian, avistou o objecto astronómico mais distante de sempre: uma galáxia.

Chamada HD1, a candidata a galáxia está a cerca de 13,5 mil milhões de anos-luz de distância e foi descrita na revista The Astrophysical Journal. Num artigo de acompanhamento publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, os cientistas começaram a especular exactamente o que é esta galáxia.

A equipa propõe duas ideias: HD1 pode estar a formar estrelas a um ritmo espantoso e possivelmente até é o lar de estrelas de População III, as primeiras estrelas do Universo – que, até agora, nunca foram observadas. Alternativamente, HD1 pode conter um buraco negro super-massivo com cerca de 100 milhões de vezes a massa do nosso Sol.

“Responder a perguntas sobre a natureza de uma fonte tão distante pode ser um desafio,” diz Fabio Pacucci, autor principal do estudo publicado na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, co-autor do artigo de descoberta e astrónomo no Centro para Astrofísica. “É como adivinhar a nacionalidade de um navio a partir da bandeira que exibe, enquanto está longe da costa, com o navio no meio de um vendaval e de um nevoeiro denso.

Talvez se possa ver algumas cores e formas na bandeira, mas não na sua totalidade. É, em última análise, um longo jogo de análise e exclusão de cenários implausíveis.

HD1 é extremamente brilhante no ultravioleta. Para explicar isto, “alguns processos energéticos estão a ocorrer ali ou, melhor ainda, ocorreram há alguns milhares de milhões de anos,” diz Pacucci.

Ao início, os investigadores assumiram que HD1 era uma típica galáxia “starburst”, uma galáxia que cria estrelas a um ritmo elevado. Mas depois de calcular quantas estrelas HD1 estava a produzir, obtiveram “um ritmo incrível – HD1 estaria a formar mais de 100 estrelas por ano. Isto é pelo menos 10 vezes mais do que o que esperamos para estas galáxias.”

Foi aí que a equipa começou a suspeitar que HD1 poderia não estar a formar estrelas normais e quotidianas.

“A primeira população de estrelas que se formaram no Universo eram mais massivas, mais luminosas e mais quentes do que as estrelas modernas,” diz Pacucci. “Se assumirmos que as estrelas produzidas em HD1 são estas primeiras, ou de População III, então as suas propriedades poderiam ser explicadas mais facilmente. De facto, as estrelas de População III são capazes de produzir mais luz UV do que estrelas normais, o que poderia clarificar a luminosidade ultravioleta extrema de HD1.”

No entanto, um buraco negro super-massivo poderia também explicar a luminosidade extrema de HD1. Ao engolir enormes quantidades de gás, podem ser emitidos fotões altamente energéticos pela região em redor do buraco negro.

Se for esse o caso, seria de longe o mais antigo buraco negro super-massivo conhecido, observado muito mais próximo, no tempo, do Big Bang em comparação com o actual detentor do recorde.

“HD1 representaria um ‘bebé gigante na sala de parto’ do Universo primitivo,” diz Avi Loeb, astrónomo do Centro para Astrofísica e co-autor do estudo publicado na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. “Quebra o desvio para o vermelho mais alto de que há registo por quase um factor de dois, um feito notável”.

HD1 foi descoberta após mais de 1200 horas de tempo de observação com o Telescópio Subaru, o Telescópio VISTA, o UKIRT (United Kingdom Infrared Telescope) e com o Telescópio Espacial Spitzer.

“Foi muito difícil encontrar HD1 por entre mais de 700.000 objectos,” diz Yuichi Harikane, astrónomo da Universidade de Tóquio, que descobriu a galáxia. “A cor vermelha de HD1 correspondia às características esperadas de uma galáxia a 13,5 mil milhões de anos-luz de distância surpreendentemente bem, dando-me alguns arrepios quando a encontrei.”

A equipa realizou então observações de acompanhamento utilizando o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para confirmar a distância, que é 100 milhões de anos-luz mais do que GN-z11, a actual detentora do recorde para galáxia mais distante.

Utilizando o Telescópio Espacial James Webb, a equipa de investigação voltará em breve a observar HD1 para verificar a sua distância da Terra. Se os cálculos iniciais se revelarem correctos, HD1 será a galáxia mais distante – e mais antiga – alguma vez registada.

As mesmas observações permitirão à equipa aprofundar a identidade de HD1 e confirmar se uma das suas teorias está correta.

“Formando-se algumas centenas de milhões de anos após o Big Bang, um buraco negro em HD1 deve ter surgido de uma semente massiva a um ritmo sem precedentes,” diz Loeb. “Mais uma vez, a natureza parece ser mais imaginativa do que nós somos.”

Astronomia On-line
12 de Abril de 2022


Pelas vítimas do genocídio praticado
pela União Soviética na Ucrânia


 

824: Apanhados em flagrante: os ventos impelidos por buracos negros super-massivos impactam directamente a formação estelar

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/ASTROFÍSICA

Os ventos lançados por um buraco negro super-massivo impactam a formação de novas estrelas na galáxia Markarian 34. A fracção de luz proveniente de uma população jovem estelar aumenta nas bordas do lado que se aproxima do vento (contornos azuis) em comparação com o resto da galáxia. O lado recuado do vento, mais rápido e mais turbulento (contornos vermelhos), pode estar a impedir a formação de estrelas. Crédito: Arquivo HST/MAST e G. Pérez Díaz

A investigadora Patricia Bessiere do IAC (Instituto de Astrofísica de Canarias) liderou uma investigação que utilizou dados do telescópio Keck no Hawaii para compreender o impacto que os núcleos galácticos activos têm na formação de estrelas das suas galáxias hospedeiras. Os resultados foram publicados na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society | Letters.

Uma das questões-chave que os astrónomos estão a tentar responder é “porque é que as galáxias têm o aspecto que têm?”. As simulações de computador de como as galáxias se formaram e evoluíram sugerem que deveria haver muito mais galáxias grandes do que as que realmente observamos. Portanto, qual é o ingrediente que falta nestas simulações? Qual é o processo dentro das galáxias que impede a formação de demasiadas estrelas?

Sabemos agora que todas as galáxias massivas abrigam um buraco negro super-massivo no seu coração, que é milhões ou milhares de milhões de vezes mais massivo do que o nosso próprio Sol. Quando a quantidade de gás que cai para o buraco negro aumenta abruptamente, torna-se incrivelmente quente e grandes quantidades de energia são libertadas para a galáxia.

Quando um buraco negro está a passar por tal fase, é conhecido como NGA (Núcleo Galáctico Activo) e os astrónomos pensam que este fenómeno pode ser o ingrediente em falta que têm estado à procura. Parte da energia libertada pelo NGA terá o efeito de empurrar o gás para fora da galáxia, um processo conhecido como “ventos impulsionados pelo NGA” ou “feedback do NGA”, o que significa que haverá menos gás a partir do qual se formarão novas estrelas.

Uma equipa de cientistas do IAC tem vindo a tentar apanhar este processo em acção. Usando espectroscopia integral de campo com o instrumento KCWI (Keck Cosmic Web Imager) no telescópio Keck no Hawaii, que permite aos astrónomos obter simultaneamente muitos espectros em diferentes locais da galáxia, eles têm sido capazes de mapear tanto os ventos impulsionados pelo NGA como as idades das estrelas na região interior da bem estudada galáxia activa Markarian 34.

Adoptando esta abordagem, esperavam compreender se estes ventos estavam a ter um impacto directo na formação estelar. Este estudo faz parte do projecto QSOFEED (Quasar Feedback) cujo objectivo é compreender como os buracos negros super-massivos afectam as galáxias que os abrigam.

O que a equipa descobriu mostra que o NGA e os ventos que conduzem têm um impacto complexo nas suas galáxias hospedeiras. De um lado da galáxia, mostraram que à frente e nos limites do vento, formam-se novas estrelas. Patricia Bessiere, que liderou o estudo, explica porque é que isto pode estar a acontecer. “Alguns estudos teóricos e simulações de computador sugerem que, à medida que o vento impulsionado pelo NGA passa pela galáxia, o gás mais denso e frio à frente e para os lados é comprimido, tornando as condições para a formação estelar mais favoráveis. Isto significa que o vento está, de facto, a desencadear a formação estelar, em vez de a suprimir.”

No entanto, no outro lado da galáxia, descobriu-se que o ritmo de formação estelar não é afectado pela passagem do vento. A equipa sugere que tal acontece porque o vento aqui é mais rápido e turbulento, o que significa que as condições para a formação estelar não são igualmente melhoradas. Cristina Ramos Almeida, investigadora do IAC e co-autora do estudo, explica que “o que estamos a ver aqui pode ser evidência de feedback ‘preventivo’, o que significa que o vento está a perturbar o gás na galáxia de modo a que não possa colapsar para formar novas estrelas.”

“Este estudo demonstra que a relação entre os NGAs e as suas galáxias hospedeiras é complexa e pode ter impacto em diferentes regiões de diferentes maneiras. Os resultados desta investigação observacional serão importantes para informar a futura modelagem da evolução galáctica e o papel desempenhado pelos NGAs,” explica Patricia Bessiere.

Para expandir a nossa compreensão desta relação, a equipa planeia agora alargar o seu estudo observando uma maior amostra de NGAs usando o instrumento MEGARA, instalado no telescópio GTC (Gran Telescopio Canarias) de 10 metros. Isto permitirá à equipa obter dados de espectroscopia integral de campo que serão utilizados para caracterizar a distribuição espacial tanto dos ventos como das populações estelares. Isto ajudará os astrónomos a compreender os detalhes da relação entre o NGA e a formação estelar e, igualmente importante, quão comuns tais interacções são.

Astronomia On-line
29 de Março de 2022

 



 

759: Astrónomos desenvolvem novo método para tirar a temperatura dos buracos negros

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/ASTROFÍSICA

Impressão de artista de um buraco negro frio e massivo no centro de uma galáxia, com 100 milhões de vezes a massa do nosso Sol, aquecendo o seu ambiente a milhares de graus, em comparação com um buraco negro mais pequeno e super-aquecido, com 10 vezes a massa do nosso Sol, mas capaz de aquecer o seu ambiente a milhões de graus.
Crédito: Gabriel Pérez Diaz, SMM-IAC

Uma equipa internacional de investigação dirigida por investigadores do IAC (Instituto de Astrofísica de Canarias) descobriu um novo método para medir as massas de buracos negros com base na temperatura do gás que os rodeia quando estão activos. Os resultados do trabalho foram recentemente publicados na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

A confirmação da existência dos buracos negros é um dos resultados mais básicos da astrofísica. Os buracos negros têm uma vasta gama de massas, desde buracos negros de massa estelar, que são o resultado da catastrófica fase final de estrelas muito massivas e têm massas comparáveis à das estrelas, a buracos negros super-massivos nos centros da maioria das galáxias.

A massa de um buraco negro é, de momento, o único parâmetro que os cientistas são capazes de medir. Um artigo recente liderado por Almudena Prieto, investigadora no IAC, mostrou um método original para medir a massa dos buracos negros, desde os de massa estelar até ao tipo super-massivo, baseado numa simples medição do espectro de emissão do gás ionizado que é produzido nas imediações de um buraco negro quando este está activo, ou seja, quando está a “engolir” a matéria que cai no seu campo gravitacional.

Este novo método é baseado numa teoria proposta pela primeira vez em 1973, aplicada a sistemas binários que emitem raios-X, que contêm um objecto compacto, geralmente um buraco negro, e uma estrela companheira. “Este método abre uma nova possibilidade de medir massas de buracos negros, para buracos negros de massa estelar e também para massas intermédias e buracos negros super-massivos,” explica a investigadora. “Ao mesmo tempo, graças à sua base teórica, o novo método fornece a possibilidade de determinar a rotação de um buraco negro, bem como a sua massa.”

Quanto mais pequeno, mais quente, quanto maior, mais frio

A investigação também deu alguns resultados que surpreenderam os investigadores. “Um resultado curioso deste trabalho, talvez contra-intuitivo, é que quanto mais massivo é o buraco negro, mais inactivo se torna e mais frio é o meio que o envolve,” explica Albert Rodríguez Ardilla, investigador do Laboratório Nacional de Astrofísica do Brasil, co-autor do artigo científico. “O contrário ocorre quando têm menos massa, caso em que são capazes de aquecer o material à sua volta a milhões de graus, embora apenas quando estão activos,” acrescenta Rodríguez Ardilla.

Rodríguez Ardilla foi um investigador convidado do IAC no Programa Severo Ochoa em 2014, e realizou uma grande parte da investigação que foi publicada neste artigo recente durante uma segunda estadia de um ano, financiada pelo Governo do Brasil em 2018. Este estudo faz parte do projecto PARSEC que estuda, em vários comprimentos de onda, os núcleos de galáxias locais e os processos de acreção nos seus buracos negros centrais. Os dados para o projeto foram obtidos com o Telescópio Gemini Sul e no Observatório SOAR (Southern Astrophysical Research) no Chile, graças à participação do Brasil nestes observatórios.

Astronomia On-line
18 de Março de 2022

 



 

713: Astrónomos registam os “batimentos cardíacos” de um buraco negro

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/ASTROFÍSICA

ESO/WFI (Optical); MPIfR/ESO/APEX/A.Weiss et al. (Submillimetre); NASA/CXC/CfA/R.Kraft et al. (X-ray)

Os buracos negros formam uma grande coroa antes de emitir jactos que perfuram esta estrutura em direcção ao Espaço interestelar, a velocidades muito próximas das da luz no vácuo.

Uma equipa de cientistas, liderada pelo astrofísico Mariano Méndez da Universidade de Groningen, nos Países Baixos, desenvolveu um gráfico dos “batimentos cardíacos” de um buraco negro, que mede o processo de absorção de material da coroa e de devolução desse material através de jactos expelidos.

“Parece lógico, mas há vinte anos que se debate se a coroa e o jacto são a mesma coisa”, explicou o astrofísico. “Agora vemos que eles surgem um após o outro e que o jacto segue a coroa.”

Os investigadores compilaram 15 anos de dados de vários telescópios. O Rossi X-ray Timing Explorer captou o buraco negro GRS 1915+105 aproximadamente de três em três dias e os astrónomos recolheram toda a radiação de raios-X de alta energia da coroa.

O buraco negro em causa faz parte de um sistema binário localizado a cerca de 36.000 anos-luz de distância do Sol. Como o buraco negro e a estrela estão muito próximos um do outro, este “rouba” material da estrela e forma um disco à sua volta.

O processo gera muita luz a partir do aquecimento do disco e do ambiente em torno do buraco negro. Uma das estruturas que produz luz é a coroa, entre a borda interior do disco de acreção e o horizonte do evento.

Segundo o Science Alert, trata-se de uma região de electrões quentes que se pensa serem alimentados pelo campo magnético do buraco negro. Este actua como uma espécie de sincrotrão para acelerar os electrões a energias tão elevadas que brilham em comprimentos de onda de raios-X.

Apesar das descobertas, há questões que continuam por responder. A radiação de raios-X que os telescópios recolheram da coroa, por exemplo, contém mais energia do que pode ser explicada apenas pela temperatura da coroa. Uma das teorias prováveis centra-se no campo magnético como fornecedor de energia extra.

Da mesma forma, o campo magnético e a energia que o acompanha poderiam explicar a formação dos jactos: se o campo magnético for caótico, a coroa aquece; se o campo magnético se tornar menos caótico, o material pode escapar através das linhas de campo num jacto.

A equipa suspeita de que este processo de canalização de energia para o jacto e para a coroa acontece em buracos negros super-massivos.

O artigo científico foi recentemente publicado na Nature Astronomy.

  ZAP //

ZAP
12 Março, 2022



 

708: Pode o nosso Universo ter sido criado num laboratório?

CIÊNCIA/ASTROFÍSICA

Free-Photos / Pixabay

O astrofísico Avie Loeb, da Universidade de Harvard, acredita que temos de abrir mais a nossa mente à possibilidade de uma espécie mais inteligente do que nós ter criado o nosso Universo num laboratório.

Avi Loeb não é estranho a opiniões controversas dentro da comunidade científica. O astrofísico de Harvard que acredita que o misterioso Oumuamua pode ter sido enviado para o Sistema Solar por uma civilização extraterrestre voltou a propor uma tese polémica — será que o nosso Universo foi criado num laboratório?

Num artigo publicado em Outubro na Scientific American, Loeb expõe os seus argumentos. “O maior mistério da história do nosso Universo é o que aconteceu antes do Big Bang. De onde veio o nosso Universo?“, começa o astrofísico.

Desde flutuações quânticas no vácuo, períodos cíclicos de expansão de contracção até à teoria de cordas, Loeb enumera várias teorias que já foram propostas sobre a origem do Universo.

Mas uma “possibilidade menos explorada” é a de que “o nosso Universo tenha sido criado no laboratório de uma civilização com tecnologia avançada“. “Visto que o nosso Universo tem uma geometria plana com energia líquida zero, uma civilização avançada pode ter desenvolvido uma tecnologia que criou um Universo bebé a partir de nada através de tunelamento quântico”, sugere Loeb.

O astrofísico lembra que esta hipótese acaba por juntar a ciência à noção religiosa de que há um criador. “Não temos uma teoria preditiva que combine os dois pilares da física moderna: a mecânica quântica e a gravidade. Mas uma civilização mais avançada pode ter conseguido este feito e dominado a tecnologia para a criação de Universos bebé”, afirma o especialista.

Caso esta hipótese se verifique, também mostraria que um Universo como o nosso funciona como um “sistema biológico que mantém a longevidade do seu material genético ao longo de múltiplas gerações”.

Assim, “o nosso Universo não foi seleccionado para lá existirmos”, tendo antes sido escolhido de forma dar “origem a civilizações muito mais avançadas do que nós”, com Loeb a descrever os nossos possíveis criadores como “as crianças mais inteligentes no nosso bloco cósmico” que lideram o “processo de selecção Darwinista”.

“A nossa civilização é ainda estéril cosmologicamente por não ter reproduzido o mundo que nos criou”, realça. Loeb propõe ainda que a sofisticação tecnológica de uma civilização seja assim avaliada com base na capacidade que esta tem de reproduzir as condições astrofísicas que possibilitaram a sua existência.

Na escala criada por Nikolai Kardashev, a nossa civilização está ainda atrasada a nível tecnológico, tendo uma classificação C por não ser capaz de recriar condições habitáveis no nosso planeta caso o Sol morra — e Loeb acredita que podíamos até ter uma nota D por estarmos a destruir a Terra com as alterações climáticas.

“A possibilidade de a nossa civilização não ser particularmente inteligente não é algo que nos deve surpreender”, defende Loeb, que acredita que é provável que estejamos “estatisticamente no centro” da distribuição das formas de vida inteligente no cosmos.

Depois de já ter criticado a arrogância da comunidade científica, Loeb deixa um novo apelo a que coloquemos o nosso efeito Dunning-Kruger de parte e que sejamos mais “humildes”, visto que ter um ego demasiado em alta sobre a nossa inteligência pode “acabar mal”, tal como aconteceu com os dinossauros, “que dominaram a Terra até um objecto do Espaço ter destruído a sua ilusão”.

  Adriana Peixoto, ZAP //
Adriana Peixoto
10 Março, 2022