Vibrações em estrelas de nêutrons ajudam astrônomos a repensar idade da Via Láctea

Enquanto o satélite Kepler da NASA estava procurando exoplanetas nos céus, acabou observando cuidadosamente o brilho de uma estrela influenciado por um planeta, relata um artigo publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
A missão de Kepler já foi finalizada, mas os dados recolhidos continuam dando frutos. Cientistas, liderados por pesquisadores do Centro de Excelência ARC para a Astrofísica de Todos os Céus em 3D (Astro 3D, na sigla em inglês), de Sydney, Austrália, utilizaram os dados para estimar a idade das estrelas e, por conseguinte, também a data de nascimento da galáxia.

A pesquisa descreve como os tremores em estrelas no "disco espesso" da Via Láctea lhes proporcionaram uma estimativa mais precisa da idade da galáxia: 10 bilhões de anos.
"Esta descoberta esclarece um mistério", disse ao portal Phys.org o autor principal, Sanjib Sharma, do Astro 3D e da Universidade de Sydney, Austrália. "Dados anteriores sobre a distribuição etária das estrelas no disco não concordavam com os modelos construídos para descrevê-lo, mas ninguém sabia onde estava o erro, se nos dados ou nos modelos. Agora temos certeza de que o encontremos", acrescentou.
O erro estaria em estrelas de nêutrons, nos núcleos ultradensos de estrelas que morreram, e nas violentas correções periódicas em seus campos magnéticos extremamente poderosos.
"Os terremotos geram ondas sonoras dentro das estrelas que as fazem pulsar ou vibrar", explicou o coautor e professor associado Dennis Stello do Astro 3D e da Universidade de Nova Gales do Sul, Austrália. "As frequências produzidas nos dizem coisas sobre as propriedades internas das estrelas, incluindo suas idades. É um pouco como identificar um violino como um estradivário ouvindo o som que ele faz."
O maior terremoto de estrelas já gravado, visto na estrela de nêutrons SGR 1806-20 em 27 de dezembro de 2004, tinha uma frequência de 94,5 Hertz, com um F nítido ligeiramente plano, equivalente à 22ª tecla de um piano, informou o Space.com.
Nesse momento, um intenso clarão de energia que durou um décimo de segundo liberou mais energia do que o nosso Sol emite em 150.000 anos.
Kepler foi lançado em 2009 e desativado no final de 2018, tendo descoberto cerca de 2.600 planetas fora do nosso Sistema Solar.

Créditos: Sputnik

Astrônomos descobrem estrela de nêutrons mais massiva já detectada

Pesquisadores descobriram a estrela de nêutrons mais massiva até o momento. Chamado de J0740+6620, o objeto tem 2,17 vezes a massa do sol (que é 333 mil vezes a massa da Terra) em uma esfera de apenas 20 a 30 quilômetros de diâmetro, aproximando-se dos limites de quão grande e compacto um único objeto pode se tornar antes de acabar em um buraco negro. As descobertas foram feitas por cientistas do NANOGrav Physics Frontiers Center e publicadas na Nature Astronomy.
Apesar de serem estudadas há décadas, as estrelas de nêutrons (que também são chamadas de pulsares) ainda causam muitas dúvidas nos cientistas: elas são as menores do Universo, mas extremamente densas. Por conta disso, calcular a massa de nêutrons é importante para entender como esses objetos estranhos podem existir e, embora os astrônomos geralmente considerem que a massa estelar de nêutrons esteja em torno de 1,4 massa solar, medições recentes revelaram exemplos com dimensões mais avantajadas.
Os pesquisadores encontraram a estrela de nêutrons por acaso enquanto procuravam por ondas gravitacionais. "No [telescópio] Green Bank, estamos tentando detectar ondas gravitacionais de pulsares", diz Maura McLaughlin, autora do estudo. "Para fazer isso, precisamos observar muitos pulsares de milissegundos, que são estrelas de nêutrons em rotação rápida. Este não é um documento de detecção de ondas gravitacionais, mas um dos muitos resultados importantes que surgiram de nossas observações".
A massa da estrela foi medida através de um fenômeno conhecido como "Atraso de Shapiro", baseada na Teoria Geral da Relatividade de Einstein. Neste modelo, enquanto a anã branca fica diretamente na frente do pulsar em relação à Terra, as ondas de rádio do pulsar que chegam até nós devem passar perto da anã branca — proximidade que atrasa a chegada dessas ondas de rádio à Terra por causa da distorção do espaço-tempo produzida pela gravidade da anã branca. Este atraso indica a massa da anã branca, que por sua vez fornece uma medida de massa da estrela de nêutrons.

Créditos: Galileu

Satélite da NASA capta fenômeno misterioso em outra galáxia

O observatório espacial NuSTAR da NASA capturou imagens explosões de luz de cores azul e verde no espaço. O fenômeno ocorreu na galáxia dos Fireworks (NGC 6946) e desapareceu em questão de semanas. Agora, um estudo publicado no Astrophysical Journal oferece algumas explicações sobre o evento espacial misterioso.
Em comunicado, a NASA explica que o objetivo principal das observações do NuSTAR era estudar a supernova — a explosão de uma estrela muito mais massiva que o Sol. Esses eventos podem produzir luz visível suficiente para ofuscar galáxias inteiras por um breve período.
A agência espacial afirma que bolha verde perto do fundo da galáxia não era visível durante a primeira observação do NuSTAR, mas estava brilhando fortemente no início de uma segunda observação, dez dias depois. Essa fonte de raios X recebeu o nome de ULX-4, porque é o quarto do tipo identificado nessa galáxia.
Também existe a possibilidade de a luz vir de um buraco negro: quando um objeto, como uma estrela, se aproxima demais de um buraco negro, a gravidade pode quebrá-lo, lançando os detritos em uma órbita próxima.

Outra teoria diz que a fonte do ULX-4 poderia ser uma estrela de nêutrons, objetos extremamente densos formados a partir da explosão de uma estrela que não era massiva o suficiente para formar um buraco negro. Com aproximadamente a mesma massa do nosso Sol, só que mais compacta, as estrelas de nêutrons podem, como buracos negros, atrair material e criar um disco de detritos que se move rapidamente.
"Esse resultado é um passo para entender alguns dos casos mais raros e extremos em que a matéria se acumula em buracos negros ou estrelas de nêutrons", diz Hannah Earnshaw, pesquisadora de pós-doutorado do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) e principal autora do estudo.

Créditos: Galileu

Esta estrela de nêutrons “bugou” e os astrônomos notaram algo incrível

Uma nova pesquisa da Universidade Monash (Austrália), Universidade da Tasmânia (Austrália) e Universidade McGill (Canadá) revelou segredos fascinantes das estrelas de nêutron, graças ao estudo de um espécime que “bugou”.
Depois que uma estrela chamada Vela mudou seu comportamento de repente e começou a girar muito mais rápido sem causa aparente, lá em 2016, os pesquisadores começaram a examinar o caso e descobriram que estrelas de nêutron são formadas de três camadas diferentes – um achado inédito.
Estrelas de nêutrons são os objetos mais densos do universo. Também giram muito rápido e muito regularmente. Geralmente. Às vezes, alguns destes objetos aceleram de uma hora para outra.
Cerca de 5% das estrelas de nêutrons “bugam” dessa forma. Vela é uma interessante candidata para estudarmos o fenômeno porque passa por ele aproximadamente uma vez a cada três anos. Ela é um pulsar que fica a 1.000 anos-luz de distância de nós.
As observações da estrela foram feitas no Observatório Mount Pleasant da Tasmânia.
Os pesquisadores australianos e canadenses reavaliaram os dados de 2016, interessantes principalmente porque puderam espiar o interior da estrela pela primeira vez, notando que era feito de três diferentes componentes.
Assim, eles propuseram que a aceleração ocorre devido a diferenças nestas camadas da estrela.
“Um desses componentes, uma sopa de nêutrons superfluidos na camada interna da crosta, se move para fora primeiro e atinge a rígida crosta externa da estrela fazendo com que ela gire. Então, uma segunda sopa de superfluido que se move no núcleo alcança a primeira, fazendo com que o giro da estrela diminua”, explicou o astrônomo Paul Lasky, da Universidade Monash, em um comunicado à imprensa.
Os cientistas avançaram seus conhecimentos sobre estrelas de nêutrons, sem dúvida, mas restam ainda alguns mistérios sobre a “falha” que as faz “bugar”.
“Imediatamente antes da falha, notamos que a estrela parece diminuir sua taxa de rotação antes de girar de volta. Na verdade, não temos idéia do motivo, e é a primeira vez que algo assim é visto. Isso pode estar relacionado à causa da falha, mas honestamente não temos certeza”, disse o principal autor do estudo, Dr. Greg Ashton, também da Universidade Monash.
A equipe espera que sua pesquisa inspire novas teorias sobre estrelas de nêutrons e seus “bugs”.

Créditos: Hypescience

Objeto muito raro é encontrado por astrônomos

Os astrônomos observam o espaço buscando duas coisas: objetos que existem e objetos que, teoricamente, deveriam existir, mas ainda não foram vistos. Um destes acaba de ser encontrado: uma estrela de nêutrons extremamente rara formada pela colisão de duas anãs brancas. Estas observações são algumas das evidências mais claras até hoje de que essas estrelas colidem e se fundem, formando estrelas de nêutrons.
Anãs brancas são remanescentes incrivelmente densas e brilhantes de estrelas mortas. Quando pares de anãs brancas se fundem, os pesquisadores esperam que algo chamado uma supernova do tipo 1a ocorra. Mas, neste caso, o objeto não explodiu – apenas produziu ventos estonteantes e surpreendentes. Resultados como esses ajudam os cientistas a entender supernovas e estrelas anãs brancas em geral.
Quando uma estrela está nos estágios finais de sua vida, ela começa a fundir outros materiais além do hidrogênio. Estes materiais são determinados pela densidade da estrela. A colisão de duas anãs brancas aumenta drasticamente a densidade do objeto final, permitindo a fusão de elementos mais pesados. Isso deve criar uma reação de fusão descontrolada que afasta as estrelas, mas não foi isso que aconteceu neste caso.
Em vez disso, a colisão dessas duas anãs brancas forneceu calor suficiente para permitir a ignição de carbono não explosivo. Conforme a estrela queima, ela gera pressão térmica suficiente para evitar o colapso e a supernova que seria resultante. Essa é uma ocorrência incrivelmente rara em relação ao comportamento esperado de um par de anãs brancas em colisão.
“Antes de tudo, esses resultados mostram que as fusões entre anãs brancas acontecem. E em segundo lugar, isso mostra que algumas dessas fusões não explodem”, explica Götz Gräfener, astrônomo da Universidade de Bonn e co-autor do estudo, em entrevista ao site Gizmodo.
Como costuma acontecer, a observação desta rara estrela de nêutrons foi por acaso. Os pesquisadores estavam procurando por nuvens de gás e poeira ao redor de estrelas que emitiam infravermelho quando descobriram a estrela, a cerca de 10.000 anos-luz de distância, na constelação de Cassiopeia, usando dados do telescópio espacial Wide-field Infrared Survey Explorer, da Nasa. Eles nomearam o objeto J005311 e o observaram novamente usando um telescópio de seis metros no Observatório Astrofísico Especial da Academia Russa de Ciências. Eles mediram o brilho e o espectro – os diferentes comprimentos de onda da luz – emitidos pelo objeto para determinar o que estava acontecendo.
J005311 é cerca de 40.000 vezes mais brilhante que o Sol e, com base em suas linhas de emissão, os cientistas afirmam que ele é extremamente quente e está expelindo ventos estelares a 16.000 quilômetros por segundo. E, surpreendentemente, pare ter hidrogênio e hélio em falta. Essas propriedades encaixam com as teorias sobre como um par de anãs brancas deve se parecer, de acordo com o artigo, publicado na revista Nature.
Se os cálculos estiverem corretos, os cientistas podem estar olhando para o precursor de uma supernova. Na massa calculada, o objeto se transformaria em uma estrela de nêutrons de baixa massa e explodiria no que é chamado de supernova de colapso de núcleo tipo 1c, de acordo com o artigo. Isso é diferente do que os cientistas esperam quando anãs brancas colidem – o esperado é que elas se tornem supernovas do tipo 1a.
“Tanto quanto eu posso dizer, a interpretação da fusão da anã branca combina bem com as observações. A velocidade do vento é notável e acho que será importante para futuras observações tentar testar o cenário magnético proposto no artigo”, diz Josiah Schwab, astrofísico teórico da Universidade da Califórnia, não envolvido no estudo, ao Gizmodo. Gräfener, entretanto, prefere ser cauteloso ao classificar o objeto. “Os pesquisadores não podem ter 100% de certeza de que estão observando o resultado da fusão de anãs brancas – pode ser uma estrela enorme que perdeu muito material, embora essa interpretação não corresponda aos dados”, afirma.

Créditos: Hypescience

LIGO e Virgo detectam novas colisões

No dia 25 de abril de 2019, o LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) da NSF (National Science Foundation) e o detector europeu Virgo registaram ondas gravitacionais do que parece ser um choque entre duas estrelas de nêutrons - os remanescentes densos de estrelas massivas que tinham explodido anteriormente. Um dia mais tarde, 26 de abril, a rede LIGO-Virgo identificou outra fonte candidata com uma reviravolta potencialmente interessante: pode, de fato, ter resultado da colisão entre uma estrela de nêutrons e um buraco negro, um evento nunca antes visto.
"O Universo está a dizer-nos para ficarmos atentos," diz Patrick Brady, porta-voz da Colaboração Científica LIGO e professor de física na Universidade de Wisconsin-Milwaukee. "Estamos especialmente curiosos sobre o candidato de dia 26 de abril. Infelizmente, o sinal é bastante fraco. É como ouvir alguém a sussurrar uma palavra num café movimentado; pode ser difícil distinguir a palavra ou até mesmo ter certeza se, de fato, sussurrou. Vai levar algum tempo para chegar a uma conclusão sobre este candidato."
"O LIGO da NSF, em colaboração com o Virgo, abriu o Universo para futuras gerações de cientistas," diz France Córdova, diretora da NSF. "Uma vez mais, testemunhamos o notável fenômeno de uma fusão de estrelas de nêutrons, seguida de perto por outra possível fusão de estrelas colapsadas. Com estas novos achados, vemos as colaborações LIGO-Virgo a atingir o seu potencial de produzir regularmente descobertas que antes eram impossíveis. Os dados dessas descobertas, e de outras que certamente se seguirão, vão ajudar a comunidade científica a revolucionar a nossa compreensão do Universo invisível."
As descobertas vêm apenas algumas semanas depois do LIGO e do Virgo terem voltado às operações. Os detectores gêmeos do LIGO - um em Washington e outro no estado norte-americano do Louisiana -, juntamente com o Virgo, localizado no EGO (European Gravitational Observatory) na Itália, retomaram as operações no 1 de abril, depois de passarem por uma série de atualizações a fim de aumentar as suas sensibilidades às ondas gravitacionais - ondulações no espaço e no tempo. Cada detector agora examina volumes maiores do Universo do que antes, procurando eventos extremos como colisões gigantescas entre buracos negros e estrelas de nêutrons.
"A união de forças humanas e instrumentos com as colaborações LIGO e Virgo foi, mais uma vez, a receita para um mês científico incomparável, e a atual campanha de observação incluirá mais 11 meses," diz Giovanni Prodi, coordenador de análise de dados do Virgo, da Universidade de Trento e do INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) na Itália. "O detector Virgo trabalha com a maior estabilidade, cobrindo o céu 90% do tempo com dados úteis. Isso ajuda-nos a apontar para as fontes, quando a rede está em pleno funcionamento e às vezes quando apenas um dos detectores LIGO está a operar. Temos muito trabalho de investigação inovadora pela frente."
Além dos dois novos candidatos que envolvem estrelas de nêutrons, a rede LIGO-Virgo, nesta última rodada, detetou três prováveis fusões de buracos negros. No total, a rede detectou, desde que fez história com a primeira detecção direta de ondas gravitacionais em 2015, evidências de duas fusões de estrelas de nêutrons, 13 fusões de buracos negros e uma possível fusão entre uma estrela de nêutrons e um buraco negro.
Quando dois buracos negro colidem, distorcem o tecido do espaço e do tempo, produzindo ondas gravitacionais. Quando duas estrelas de nêutrons colidem, não só libertam ondas gravitacionais, mas também luz. Isto significa que os telescópios sensíveis às ondas de luz, em todo o espectro eletromagnético, podem testemunhar estes poderosos impactos juntamente com o LIGO e com o Virgo. Um desses eventos ocorreu em agosto de 2017: O LIGO e o Virgo inicialmente identificaram uma fusão de estrelas de nêutrons em ondas gravitacionais e, nos dias e meses que se seguiram, cerca de 70 telescópios no solo e no espaço testemunharam o rescaldo explosivo em ondas de luz, desde raios-gama, a luz visível, a ondas de rádio.
No caso das duas candidatas recentes a estrelas de nêutrons, os telescópios de todo o mundo correram mais uma vez para rastrear as fontes e captar a luz que se espera que surja dessas fusões. Centenas de astrônomos avidamente apontaram telescópios para zonas do céu suspeitas de abrigar as fontes do sinal. No entanto, desta vez, nenhuma das fontes foi identificada.
"A busca por contrapartes explosivas do sinal de ondas gravitacionais é complexa devido à quantidade de céu que tem que ser estudado e devido às rápidas mudanças esperadas no brilho," diz Brady. "O número de fusões de estrelas de nêutrons, encontradas com o LIGO e com o Virgo, trará mais oportunidades para procurar as explosões ao longo do próximo ano."
Estima-se que a fusão de estrelas de nêutrons de dia 25 de abril, denominada S190425z, tenha ocorrido a cerca de 500 milhões de anos-luz da Terra. Apenas uma das instalações gêmeas do LIGO detectou o seu sinal juntamente com o Virgo (o LIGO em Livingston testemunhou o evento, mas o LIGO de Hanford estava offline). Como apenas dois dos três detectores registaram o sinal, as estimativas da localização no céu a partir do qual teve origem não são precisas, fazendo com que os astrônomos tivessem que rastrear quase um-quarto do céu em busca da fonte.
Estima-se que a possível colisão entre uma estrela de nêutrons e um buraco negro, de dia 26 de abril (referida como S190426c), tenha tido lugar a cerca de 1,2 bilhões de anos-luz de distância. Foi visto pelas três instalações do LIGO-Virgo, que ajudaram a restringir melhor a sua posição para regiões que cobrem cerca de 3% do total do céu.
"A mais recente campanha de observação do LIGO-Virgo está a provar ser a mais excitante até agora," diz David H. Reitze, do Caltech, diretor executivo do LIGO. "Já estamos a ver indícios da primeira observação de um buraco negro a engolir uma estrela de nêutrons. Se se confirmar, será uma aposta ganha para o LIGO e Virgo - em três anos, teremos observado todos os tipos de colisões para buracos negros e estrelas de nêutrons. Mas nós aprendemos que afirmações de detecções requerem uma quantidade enorme de trabalho meticuloso - verificação e reverificação -, de modo que vamos ver onde os dados nos levam."

Créditos: Astronomia On-line

Swift captura ação em raios-X no centro da Via Láctea

Observações recentes pelo Observatório Swift da NASA forneceram aos cientistas uma visão única sobre a atividade no centro da nossa Galáxia e levaram à descoberta de uma entidade celeste rara que pode ajudá-los a testar previsões da teoria da relatividade geral de Albert Einstein. Esta semana, na reunião anual da Sociedade Astronômica Americana, cientistas apresentaram as suas pesquisas em imagens captadas pelo Swift, explicando como estas vão ajudar a decifrar a natureza física das explosões de raios-X e permitiram a descoberta de uma subclasse rara de estrela de nêuntrons. A campanha de sete anos do Swift para monitorizar o centro da Via Láctea duplicou o número de imagens disponíveis aos cientistas das erupções brilhantes em raios-X que ocorrem no buraco negro central da Via Láctea, com o nome Sagitário A* (Sgr A*). Sgr A* fica no centro da região mais interna da Via Láctea, a 26.000 anos-luz de distância na direção da constelação de Sagitário. Tem uma massa pelo menos 4 milhões de vezes superior à do Sol. De acordo com um especialista, apesar do seu tamanho considerável, não é tão brilhante quanto podia ser caso fosse mais ativo. "Tendo em conta a sua dimensão, este buraco negro supermassivo é cerca de bilhões de vezes mais tênue do que podia ser," realça Nathalie Degenaar, investigadora principal da campanha do Centro Galáctico do Swift e astrônoma da Universidade de Michigan em Ann Arbor, EUA. "Apesar de estar atualmente calmo, era bastante ativo no passado e hoje em dia ainda produz regularmente breves explosões de raios-X". Para melhor compreender o comportamento do buraco negro ao longo do tempo, a equipe do Swift começou a fazer observações regulares do centro da Via Láctea em Fevereiro de 2006. A cada poucos dias, o Observatório Swift vira-se para a região mais interior da Galáxia e captura uma exposição de 17 minutos com o seu telescópio de raios-X (XRT). Até à data, o XRT do Swift detectou seis brilhantes erupções durante as quais a emissão de raios-X do buraco negro foi até 150 vezes mais brilhante durante um par de horas. Estas novas detecções permitiram à equipe estimar que erupções semelhantes ocorrem a cada 5 a 10 dias. Os cientistas tentam ver as diferenças entre as explosões para decifrar a sua natureza física. A equipe do XRT do Swift espera que 2014 seja um ano marcante para a campanha. Uma nuvem de gás frio chamada G2, com cerca de três vezes a massa da Terra, vai passar perto de Sgr A* e está já sendo afetada pelas marés do poderoso campo gravitacional do buraco negro. Os astrônomos esperam que G2 passe tão perto do buraco negro durante o segundo trimestre do ano, que aqueça até ao ponto de produzir raios-X. Se parte do gás da nuvem realmente atingir Sgr A*, os astrônomos podem testemunhar um aumento significativo na atividade do buraco negro. O evento vai desenvolver-se ao longo dos próximos anos, dando aos cientistas um lugar de destaque para observar o fenômeno. "Astrônomos de todo o mundo estão ansiosamente aguardando o primeiro sinal do começo desta interação," afirma Jamie Kennea, membro da equipe da Universidade Estatal da Pensilvânia. "Com a ajuda inestimável do Swift, o nosso programa de acompanhamento pode muito bem prever esse indicador." Os cientistas viram o que pensavam ser um sinal em Abril, quando o Swift detectou uma poderosa erupção de alta energia e um aumento dramático no brilho dos raios-X na região de Sgr A*. Ficaram animados ao descobrir que a atividade veio de uma fonte separada muito perto do buraco negro: uma subclasse rara de estrela de nêutrons. Uma estrela de nêutrons é o núcleo esmagado de uma estrela destruída por uma explosão de supernova, com uma massa equivalente a meio milhão de Terras compactada numa esfera não muito maior que uma grande cidade. A estrela de nêutrons, com o nome SGR J1745-29, é um magnetar, o que significa que o seu campo magnético é milhares de vezes superior ao de uma estrela de nêutrons média. Até à data, apenas foram identificados 26 magnetares. A descoberta de SGR J1745-29 pode ajudar os cientistas na sua exploração das importantes propriedades do buraco negro Sgr A*. À medida que gira, o magnetar emite pulsos regulares de raios-X e rádio. E à medida que orbita Sgr A*, os astrônomos podem detectar mudanças sutis no tempo de pulso devido ao campo gravitacional do buraco negro, uma previsão da teoria da relatividade geral de Einstein. "Este programa de longo prazo já colheu muitas recompensas científicas, e graças à combinação da flexibilidade do observatório com a sensibilidade do seu telescópio de raios-X, o Swift é o único satélite capaz de levar a cabo tal campanha," afirma Neil Gehrels, investigador principal da missão no Centro de Vôo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado de Maryland.

Créditos: Astronomia On-line

IGR J18245-2452: Uma estrela de nêutrons passando por uma estranha mudança de comportamento

Essas duas imagens obtidas pelo Observatório de Raios-X Chandra da NASA mostram uma grande mudança no brilho de raios-X de uma estrela de nêutrons com rotação super rápida, ou pulsar, entre os anos de 2006 e 2013. A estrela de nêutrons – a parte extremamente densa remanescente deixada por uma supernova – está numa órbita apertada ao redor de uma estrela de pouca massa. Esse sistema binário, conhecido como IGR J18245-2452 é um membro do aglomerado globular de estrelas M28. O IGR J18245-2452 fornece informações importantes sobre a evolução dos pulsares em sistemas binários. Pulsos de ondas de rádio têm sido observados da estrela de nêutrons enquanto ela completa uma rotação a cada 3.93 milissegundos (uma taxa impressionante de 254 vezes a cada segundo), identificando-a como um pulsar de milissegundo. O modelo mais vastamente aceito para a evolução desses objetos é que a matéria é puxada da estrela companheira na superfície da estrela de nêutrons via um disco ao seu redor. Durante essa chamada fase de acreção, o sistema é descrito como um sistema binário de raios-X de pouca massa pelo fato dos raios-X brilhantes de emissão do disco serem observados. O material em rotação no disco cai na estrela de nêutrons, aumentando a sua taxa de rotação. A transferência de matéria eventualmente diminui a velocidade e o material remanescente é varrido pelo campo magnético da estrela de nêutrons enquanto um rádio pulsar de milissegundo se forma. A evolução completa de um sistema binário de pouca massa de raios-X em um pulsar de milissegundo deve acontecer no decorrer de alguns bilhões de anos, mas no curso dessa evolução, o sistema pode rapidamente variar entre esses dois estados. A fonte IGR J18245-2452 fornece a primeira evidência direta para essas drásticas mudanças de comportamento. Em observações de Julho de 2002 a Maio de 2013 existem períodos quando ela age como um fonte binária de raios-X e os pulsos de rádio desaparecem, e existem momentos quando ela se desliga como uma fonte binária de raios-X e o pulso de rádio é ligado. As últimas observações tanto em raios-X como em rádio telescópios mostram que as transições entre uma fonte binária de raios-X e um rádio pulsar podem acontecer em ambas as direções e numa escala de tempo que é menor do que se esperava, talvez em somente poucos dias. Elas também fornecem poderosas evidências para um elo evolucionário entre os sistemas binários de raios-X e os rádio pulsares de milissegundos.

Fonte: Cienctec

Estrelas de nêutrons podem ajudar a entender a Relatividade Geral e leis da Física

Recentemente, os cientistas descobriram um meio de compreender o funcionamento das estrelas de nêutrons. Elas são corpos tão densos que conseguem embalar a massa de vários sóis em um espaço limitado. Existe uma relação universal que liga um trio de propriedades relacionadas com a rapidez com que a estrela gira e o quanto o seu formato se deforma. Esta relação pode ajudar os astrônomos a compreender à Física dentro de núcleos de estrelas de nêutrons, e distinguir estas estrelas de seus “primos” ainda mais estranhos, as estrelas de quarks. As estrelas de nêutrons nascem quando estrelas massivas ficam sem combustível para a fusão nuclear, isto é, essas estrelas são um dos possíveis estágios finais na vida de uma estrela. Elas são criadas quando estrelas com massa maior a oito vezes a do Sol esgotam sua energia nuclear e passam por uma explosão de supernova. Eventualmente, a pressão é tão grande que os átomos não conseguem reter a sua estrutura e colapsam. Prótons e elétrons fundem-se uns aos outros, produzindo nêutrons, bem como partículas chamadas neutrinos leves. O resultado final é uma estrela cuja massa é composta por 90% de nêutrons. As estrelas de quark são objetos ainda mais densos do que as estrelas de nêutrons, onde até mesmo os nêutrons não conseguem ‘sobreviver’ e acabam “derretendo” em seus quarks constituintes. A partir de observações atuais ainda não é possível, segundo os pesquisadores, dizer definitivamente a diferença entre as estrelas de nêutrons e quarks. No entanto, a nova relação encontrada por Nicolas Yunes, físico da Montana State University, e seu colega Kent Yagi, poderia ajudar a distinguir os dois corpos superdensos. Os cientistas descobriram que, para todas as estrelas de nêutrons, há uma relação entre três grandezas que definem o quão rápido a estrela pode girar e a facilidade na qual a sua forma se deforma. Essa relação significa que, se uma destas quantidades puder ser medida, as outras grandezas podem ser deduzidas. Embora, a princípio, os pesquisadores acreditassem que essas propriedades já estivessem conectadas, eles não perceberam que essa relação de fato era verdadeiramente possível. É semelhante, de acordo com os cientistas, com a relação conhecida por buracos negros, que são ainda mais densos do que estrelas de nêutrons e quarks. Yunes disse: "Para os buracos negros existe uma relação definitiva bem conhecida, mas que faz sentido, porque os buracos negros não têm estrutura interna. Nós esperávamos que isso não fosse verdade, uma vez que você tem objetos que têm estrutura". A compreensão dessa relação poderia ajudar os cientistas a estudarem a relatividade geral e as leis da física em um forte campo gravitacional.

Fonte: Jornal Ciência

Einstein estava certo: testes levam teoria da relatividade a novos limites

Um par estelar bizarro - constituído pela estrela de nêutrons de maior massa conhecida e uma estrela anã branca - permitiu a astrônomos testar a teoria da gravitação de Einstein de maneiras que não tinham sido possíveis até hoje. Até agora, as novas observações desse estranho sistema binário estão exatamente de acordo com as previsões da relatividade geral, mas são inconsistentes com algumas teorias alternativas. Os resultados do estudo serão publicados na revista Science. Com o auxílio do Very Large Telescope do Observatório Europeu do Sul (ESO, na sigla em inglês), uma equipe internacional descobriu um objeto duplo exótico, constituído por uma estrela de nêutrons, pequena mas excepcionalmente pesada, que gira em torno de seu próprio eixo 25 vezes por segundo, e por uma estrela anã branca que a orbita a cada duas horas e meia. A estrela de nêutrons é um pulsar que emite ondas de rádio, que podem ser observadas a partir da Terra com rádio telescópios. Esse par incomum constitui um laboratório único para testar os limites das teorias físicas. O pulsar chamado PSR J0348+0432 é o que resta da explosão de uma supernova. É duas vezes mais pesado que o Sol , mas tem um diâmetro de apenas 20 quilômetros. A gravidade em sua superfície é mais de 300 bilhões de vezes mais intensa que a sentida na Terra, e em seu centro cada pedaço do tamanho de um cubo de açúcar tem mais de um bilhão de toneladas de matéria comprimidas. A sua companheira anã branca é apenas um pouco menos exótica: trata-se de um resto brilhante de uma estrela muito mais leve, que perdeu a sua atmosfera e que lentamente vai se apagando. A teoria da relatividade geral de Einstein, que explica a gravidade como uma consequência da curvatura do espaço-tempo criada pela presença de matéria e energia, tem resistido a todos os testes desde o primeiro momento da sua publicação, há quase um século. Mas ela não pode ser a explicação derradeira e deverá, em última instância, perder a sua validade. Os físicos construíram outras teorias de gravidade que levam a previsões diferentes das da relatividade geral. Para algumas destas alternativas, as diferenças são percebidas apenas para campos gravitacionais extremamente fortes, os quais não podem ser encontrados no Sistema Solar. Em termos de gravidade, o PSR J0348+0432 é de fato um objeto extremo, mesmo quando comparado com outros pulsares que foram usados em testes de alta precisão da relatividade geral de Einstein. Em campos gravitacionais tão fortes, pequenos aumentos na massa podem levar a grandes variações no espaço-tempo em torno destes objetos. Até agora, os astrônomos não tinham idéia do que podia acontecer na presença de uma estrela de nêutrons de massa tão elevada como a PSR J0348+0432. Este objeto oferece a oportunidade única de levar estes testes a território desconhecido. Este é apenas o começo dos estudos detalhados sobre este objeto único, e os astrônomos irão utilizá-lo para testar a relatividade geral com cada vez mais precisão, à medida que o tempo passa.

Fonte: Terra

Estrelas de nêutrons em fusão criam explosões de raios gamma

As explosões de raios-gamma, ou GRBs, do inglês, são uma das mais energéticas explosões do universo. Os astrônomos dividem essas explosões em dois grupos separados: as GRBs Longas com duração de no mínimo 2 segundos e que provavelmente resultam do colapso de uma estrela massiva em um buraco negro, enquanto que as GRBs Curtas duram somente milissegundos e suas origens são desconhecidas. Por anos, os cientistas especularam que duas estrelas de nêutrons em fusão poderiam criar as GRBs Curtas, mas eles não podiam traçar isso de forma observacional, e as simulações computacionais nunca conseguiam durar o tempo suficiente para determinar a causa. Agora, uma equipe de astrônomos conseguiu gerar modelos detalhados em supercomputadores que mostram que a fusão de estrelas de nêutrons podem, de fato gerar as GRBs Curtas. A simulação começou com duas estrelas de nêutrons, cada uma com uma massa 1.5 vezes maior que a massa do Sol e com 27.2 km de largura. Devido a alta densidade e ao resto altamente magnetizado de uma então estrela massiva em poucos milissegundos, seus campos magnéticos se combinam de uma forma caótica. Um buraco negro então é formado no centro do sistema envolto por um redemoinho de material quente e magnetizado. Os astrônomos então observaram que os campos magnéticos se organizam em jatos, que são observados da Terra como sendo as GRBs Curtas. As estruturas de jatos se formam aproximadamente 20 milissegundos depois da fusão, ou 26.5 milissegundos no modelo. As estruturas se mantêm até o fim da simulação, 8.5 milissegundos depois.

Fonte: Cienctec

Terra foi atingida por explosão de raios gama na Idade Média

Em 2012, pesquisadores encontraram evidências de que o nosso planeta foi atingido por uma súbita onda de radiação durante a Idade Média, mas ainda não havia clareza sobre que tipo de evento cósmico pudesse ter sido sua causa. Agora, um estudo sugere que a explosão teria sido resultado da fusão de dois buracos negros ou estrelas de nêutrons em nossa galáxia. Esta colisão teria gerado e arremessado para fora uma grande quantidade de energia. A pesquisa foi publicada no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. No ano passado, uma equipe de pesquisadores constatou a presença em nível incomum de um tipo de carbono radioativo - conhecido como carbono-14 - em algumas antigas árvores de cedro-do-japão. Na Antártida, também, houve um aumento nos níveis de uma forma de berílio - berílio-10 - no gelo. Estes isótopos são criados quando uma radiação intensa atinge os átomos na atmosfera superior, o que sugere que uma explosão de energia havia atingido o nosso planeta. Usando dados recolhidos nas árvores e no gelo, os pesquisadores foram capazes de identificar que este evento teria ocorrido entre os anos 774 e 775 d.C., mas que sua causa era desconhecida. A possibilidade de uma supernova - explosão de uma estrela - foi considerada, mas descartada em seguida porque os rastros de um evento como esse ainda seriam visíveis hoje por telescópio. Outra equipe de físicos americanos recentemente publicou um artigo sugerindo que uma explosão solar extraordinariamente grande poderia ter causado a emissão de energia. No entanto, outros membros da comunidade científica acharam pouco provável que explosões solares fossem capazes de gerar os níveis de carbono 14 e berílio-10 encontrados nas árvores e no gelo. Agora, pesquisadores alemães ofereceram outra explicação: uma enorme explosão que teria ocorrido dentro da Via Láctea. Um dos autores do estudo, o professor Ralph Neuhauser, do Instituto de Astrofísica da Universidade de Jena, disse: "Nós observamos os espectros de curtas explosões de raios gama para estimar se seriam consistentes com a taxa de produção de carbono-14 e berílio-10 - e (achamos) que é totalmente consistente ". Estas emissões enormes de energia ocorrem quando os buracos negros, estrelas de nêutrons ou anãs brancas (estrelas na fase final de suas vidas, prestes a explodir) colidem - as fusões galácticas levam apenas alguns segundos, mas enviam uma vasta onda de radiação. "Explosões de raios gama são eventos muito, muito explosivos e enérgicos. Então usamos a quantidade de energia encontrada (na Terra) para estimar a distância do evento", disse Neuhauser. "Nossa conclusão foi de que era de 3.000 a 12.000 anos-luz de distância - e isso está dentro de nossa galáxia". Embora o evento soe dramático, nossos antepassados medievais podem mal tê-lo notado. Uma explosão de raios gama ocorrida nesta distância teria sido absorvida pela nossa atmosfera, deixando apenas um traço nos isótopos que eventualmente passaram pelo filtro da atmosfera e chegaram às árvores e ao gelo. Os pesquisadores não acham que foi emitida qualquer luz visível. Observações do espaço sugerem que explosões de raios gama são raras. Elas ocorrem no máximo a cada 10 mil anos e pelo menos uma vez em um milhão de anos em uma galáxia. O professor Neuhauser disse ser improvável que o planeta Terra fosse atingido por outro fenômeno do tipo, mas, caso isso ocorra, deverá ter mais impacto. Se uma explosão cósmica ocorrer na mesma distância que o evento do século 8, poderia derrubar nossos satélites. Mas se ocorrer ainda mais perto - a apenas algumas centenas de anos-luz de distância - poderia destruir a camada de ozônio, com efeitos devastadores para a vida na Terra. No entanto, esta hipótese, disse o professor Neuhauser, é "extremamente improvável".

Fonte: Terra

10 tipos de estrela: 6ª Estrelas de nêutrons

Mais densas que o núcleo de um átomo e com poucas dezenas de quilômetros de diâmetro, as estrelas de nêutrons são resultado de uma supernova (estrela 10 ou mais vezes maior que o Sol e que entrou em colapso e explodiu). Qualquer átomo que se aproxime delas é imediatamente “despedaçado” e suas partículas são reorganizadas sob a forma de nêutrons – processo que libera uma quantidade considerável de energia. Se um asteróide de tamanho médio colidir com uma estrela de nêutrons, o choque vai emitir uma onda de raios gama com muito mais energia do que a que o Sol produzirá durante toda a sua vida. Assim, mesmo a centenas de anos-luz, uma estrela de nêutrons representaria uma ameaça considerável à vida na Terra.

Fonte: Hypescience

Vida e morte em uma nuvem formadora de estrelas

W44 é o que sobrou de uma supernova, situada a 10.000 anos-luz no meio de um grupo denso de nuvens formadoras de estrelas, na constelação Aquila, a Águia – e ainda está interagindo com a nuvem molecular que a formou. A supernova que gerou W44 tornou-se uma estrela de nêutrons, um pulsar, depois que a estrela massiva original atingiu o fim da vida e expeliu suas camadas exteriores em uma explosão dramática. Identificado como PSR B1853+01, o pulsar é o ponto brilhante no topo à esquerda de W44, que está em azul claro na imagem. Acredita-se que ele tenha 20.000 anos e sua rotação rápida esteja emitindo um vento de partículas altamente energéticas, além de raios de luz variando do rádio ao raio-X. O centro de W44 também brilha em raio-X, vindo do gás quente que preenche seu arredor, com temperaturas de vários milhões de graus. Essas emissões de alta energia refletem regiões onde elementos mais pesados são encontrados. Na beirada da cavidade, mais fria, o gás é espalhado conforme os restos da supernova se propagam pelo espaço. No topo, à direita da nuvem em expansão, há uma pequena cavidade em forma de arco onde o gás está colidindo com uma região preenchida com gás quente ionizada pela radiação ultravioleta intensa de jovens estrelas massivas. O telescópio Herschel consegue ver no infravermelho também, ou seja, as regiões de gás e poeira aquecidos levemente, onde novas estrelas estão se reunindo. Uma destas regiões é a região formadora de estrelas em forma de ponta-de-flecha à direita de W44, que parece apontar para outro trio de nuvens intrincadas um pouco mais à direita e acima.

Créditos: Hypescience

Os epiciclos do Fermi: a passagem do pulsar Vela

Explorando o cosmos nas energias extremas, o Telescópio Espacial de Raios-Gamma Fermi orbita o planeta Terra a cada 95 minutos. Por desenho, ele alterna sua órbita entre o norte e o sul com o objetivo de pesquisar o céu com o seu Telescópio de Grande Área (LAT). A sonda também gira de modo que os seus painéis de energia sejam apontados para o Sol e o seu eixo de órbita sofre uma precessão, completando uma rotação completa a cada 54 dias. Como resultado desses múltiplos ciclos as passagens das fontes de raios-gamma traçam padrões complexos do ponto de vista do Fermi, como pode ser mostrado acima no gráfico que representa a passagem do Pulsar Vela. Centrado no campo de visão do instrumento LAT, o gráfico cobre 180 graus e segue a posição do pulsar de Agosto de 2008 até Agosto de 2010. A concentração perto do centro mostra que o pulsar Vela esteve na região sensível do campo do LAT durante boa parte desse período. Nascido a partir da morte explosiva de uma estrela massiva dentro da Via Láctea, o pulsar Vela é uma estrela de nêutrons que gira com um período de 11 vezes por segundo, e pode ser visto como a fonte mais brilhante e persistente no céu mapeado em raios-gamma.

Créditos: APOD

Puppis A

Aproximadamente a 3.700 anos atrás as pessoas na Terra teriam visto uma estrela nova muito brilhante no céu. À medida que ela foi se apagando e sumindo da vista, ela foi sendo eventualmente esquecida, até que os astrônomos modernos encontraram o que restou dela, a chamada Puppis A. Vista como uma nuvem empoeirada e vermelha nessa imagem feita pelo Wide-field Infrared Survey Explorer da NASA, a Puppis A é a parte remanescente de uma explosão de supernova. A Puppis A se formou quando uma estrela massiva terminou sua vida em uma explosão extremamente brilhante e poderosa. As ondas de choque que se expandiram dessa explosão estão aquecendo a poeira e as nuvens de gás ao redor da supernova, fazendo com que brilhem e criem a bela nuvem vermelha que nós podemos observar aqui. Muito do material da estrela original foi violentamente expelido para o espaço. Contudo, uma parte desse material permanece em um objeto incrivelmente denso chamado de estrela de nêutrons. Essa estrela de nêutrons, muito apagada para ser vista nessa imagem, está se movendo a uma velocidade extremamente alta, algo superior a 4,5 milhões de quilômetros por hora. Os astrônomos estão perplexos com a absurda velocidade do objeto e apelidaram a estrela de Bala de Canhão Cósmica. Uma parte do gás e da poeira de coloração verde que é observado na imagem acima é proveniente de outra antiga supernova, a remanescente da supernova da Vela. Essa explosão aconteceu a aproximadamente 12.000 anos atrás e numa região quatro vezes mais próxima da Terra do que a Puppis A. Se nós tivéssemos uma visão de raio-X como o Super Homem, ambas as remanescentes (Puppis A e Vela) seriam os maiores e mais brilhantes objetos que nós veríamos no céu noturno.

Créditos: WISE

Estudo indica como estrela "mata" outra e cria buraco negro

Pesquisadores espanhóis descobriram como uma estrela induz outra à morte, em uma espécie de "assassinato estelar", que ocorre em pouco mais de meia hora e origina um buraco negro com uma massa maior que a do Sol e com diâmetro de 20 km. A descoberta é fruto de uma pesquisa liderada por Christina Thöne e Antonio Ugarte Postigo, do Instituto de Astrofísica da Andaluzia, em colaboração com Miguel Ángel Aloy e Petar Mimica, da Universidade de Valência, e foi divulgada pela revista Nature. O inovador estudo traz uma explicação plausível ao enigma conhecido como "Erupção do Natal", uma erupção de raios gama (GRB, na sigla em inglês) de mais de meia hora de duração, que ocorreu no dia 25 de dezembro de 2010. Esta "Erupção do Natal", ou GRB101225A segundo sua identificação científica, é o resultado de uma estrela de nêutrons se fundindo com o núcleo de hélio de uma estrela gigante e antiga, a uma distância de 5,5 bilhões de anos-luz da terra. Este exótico sistema binário passou por uma fase em que a estrela de nêutrons penetrou na atmosfera da estrela companheira gigante e, ao alcançar seu núcleo, se fundiu com ele, sendo o resultado uma gigantesca explosão, inicialmente invisível da Terra. O fenômeno possivelmente também origina um novo buraco negro. A tremenda quantidade de energia liberada pela explosão foi canalizada longe do centro da estrela a velocidades próximas às da luz. Miguel Ángel Aloy explicou à agência EFE que antes se pensava que a maioria das GRB se associava às estrelas maiores que o Sol, que acabam produzindo supernovas. No entanto, a "Erupção do Natal", segundo Aloy, é uma GRB rara, com propriedades distintas das que se conheciam até agora, podendo considerar o fato como uma evidência de que existe uma nova forma de se produzir buracos negros estelares. "Uma estrela em massa morre formando uma supernova, enquanto esta foi induzida à morte por sua companheira, que chega ao núcleo da estrela, onde se induz uma explosão supernova incomum (de fato passaria despercebido se não fosse pela detecção da GRB) e um objeto muito compacto, possivelmente um buraco negro", afirmou. Aloy assinalou que são frequentes os casais de estrelas (sistemas binários), "mas nunca tinha visto quase que ao vivo este assassinato estelar". A propriedade mais incomum desta GRB é que ela contém uma "contribuição térmica extraordinariamente potente", segundo Aloy. As erupções de raios gama são flashes de radiação ultra-intensos, que podem chegar à Terra de qualquer direção do espaço. São fenômenos tão potentes e energéticos que apenas um deles pode ser tão luminoso como todas as estrelas visíveis simultaneamente no céu, embora ocorra somente em poucos segundos. "A classificação das GRB pode ter que ser revisada à luz destas recentes observações, já que as estrelas parecem ter encontrado novas formas de morrer", concluíram.

Créditos: Terra

Qual a origem do ouro no Universo?

De onde vem o ouro que você encontra nas joalherias? Ninguém sabe ao certo. A relativa abundância desse elemento no nosso Sistema Solar parece ser mais alta do que poderia ser encontrado no começo do Universo, nas estrelas, e até mesmo em típicas explosões de supernovas. Alguns astrônomos sugeriram recentemente que elementos pesados ricos em nêutrons, como o ouro pode ter facilmente sido criado em raras explosões ricas em nêutrons como a colisão entre estrelas de nêutrons. Acima, o que se vê é um desenho artístico que tenta reproduzir duas estrelas de nêutrons em movimento espiral uma em direção a outra, pouco antes de colidirem. Como as colisões entre as estrelas de nêutrons são pensadas como sendo a fonte das emissões das explosões de raios-gama de curta dureação, é possível que quando você compra um anel de ouro, ou um brinco, esteja também adquirindo uma parte do que é o resultado de uma das mais poderosas explosões no universo.

Créditos: APOD

Supernova expulsa estrela de nêutrons da nebulosa a 8 milhões de km/h

O telescópio espacial Chandra da Nasa captou uma imagem em raio-X da nebulosa N49 que mostra uma estrela de nêutrons numa velocidade absurda de mais de 8 milhões de km/h após ser lançada para o meio intergaláctico pela explosão de uma estrela supermassiva o que é comumente chamado de supernova. Segundo astrônomos da Universidade de Penn - que utilizaram o telescópio administrado pela Nasa e pela Universidade de Harvard - a nebulosa fica na Grande Nuvem de Magalhães. De acordo com os cientistas, o telescópio observou a N49 por cerca de 30 horas e identificou uma espécie de "bala" disparada após a supernova. Esse objeto é conhecido como estrela de nêutrons ou repetidor leve de raios gama (SGR, na sigla em inglês), uma fonte de raios gama e X. Além disso, esses corpos possuem campos magnéticos muito poderosos e são muitas vezes criados nessas explosões, ou seja, o SGR certamente foi criado pela supernova. Segundo os cientistas, esse fenômeno mostra como a explosão que destruiu a estrela mais velha foi altamente assimétrica. Os cientistas afirmam ainda que os dados do telescópio Chandra indicam que a nebulosa tem cerca de 5 mil anos e a energia da explosão é estimada em aproximadamente duas vezes o de uma supernova normal.

Créditos: NASA