Traçando a Via Láctea de dentro para fora

Usando o telescópio espacial WISE, os investigadores da NASA descobriram mais de 400 "berçários de estrelas" envoltos em poeira, que ajudaram a traçar a forma dos braços espirais da nossa galáxia.

O conceito deste artista retrata as informações mais atualizadas sobre a forma de nossa galáxia, a Via Láctea. Nós vivemos em torno de uma estrela, o nosso Sol, localizado a cerca de dois terços do caminho para fora do centro. Crédito da imagem: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC/Caltech)

Imagine tentar criar um mapa de sua casa enquanto se limita a apenas a sua sala de estar. Você pode espiar através das portas em outras salas ou procurar luz derramando através das janelas. Mas, no final, as paredes e a falta de visibilidade em grande parte impediriam você de ver a imagem por completa.

O trabalho de mapeamento da Via Láctea a partir do planeta Terra, situado a cerca de dois terços do caminho para fora do centro da galáxia, é igualmente difícil. Nuvens de poeira permeiam a Via Láctea, bloqueando a nossa visão de estrelas da galáxia. Hoje, os pesquisadores já possuem um mapa apropriado da estrutura espiral de nossa galáxia, mas, como primeiros novos exploradores gráficos do território, eles continuam pacientemente e meticulosamente a preencherem as lacunas.

Recentemente, pesquisadores se voltaram para um novo método de mapeamento que tira proveito dos dados da NASA Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). Usando a WISE, a equipe de pesquisa descobriu mais de 400 viveiros envoltos em poeira de estrelas, que traçam a forma dos braços espirais da nossa galáxia. Sete destes aglomerados estelares "embutidos" estão descritos em um novo estudo.

"A localização do sol dentro do disco galáctico obscurecido de poeira é um fator complicador para observar a estrutura Galáctica," disse Denilso Camargo da Universidade Federal do Rio Grande do Sul no Brasil.

Os resultados suportam o modelo de quatro-braços da estrutura espiral de nossa galáxia. Nos últimos anos, vários métodos de criação de gráficos da Via Láctea em grande parte levaram a uma imagem de quatro braços espirais. Os braços são onde nascem a maioria das estrelas na galáxia. Eles são cheios de gás e poeira, os ingredientes de estrelas. Dois dos braços, chamados Perseus e Scutum-Centaurus, parecem ser mais proeminentes e cheio de estrelas, enquanto os braços de Sagitário e exterior têm tanto gás como os outros dois braços mas não tantas estrelas.

Aglomerados de estrelas incorporados são uma ferramenta poderosa para poder visualizar o paradeiro dos braços espirais, porque os aglomerados são jovens e suas estrelas ainda não estão à deriva longe dos braços. Estrelas começam suas vidas em locais ricos em gases densos nos braços espirais, mas migram ao longo do tempo. Esses aglomerados de estrelas incorporados complementam outras técnicas para mapeamento de nossa galáxia, como os usados pelos telescópios de rádio, que detectam as nuvens de gás denso em braços espirais.

"Braços espirais são como engarrafamentos em que a multidão de gás e estrelas juntos se movem mais lentamente nos braços. Material que passa através dos braços da espiral, é comprimido e isso desencadeia a formação de estrelas mais densas”, disse Camargo.

WISE é ideal para encontrar os aglomerados de estrelas incorporados porque sua visão infravermelha pode cortar através da poeira que enche a galáxia e aglomerados. Além do mais, WISE digitalizou todo o céu, então foi capaz de realizar um levantamento minucioso da forma da nossa Via Láctea. O Spitzer Space Telescope da NASA também usa imagens infravermelhas para mapear o território da Via Láctea. Ele vasculha ao longo de linhas específicas de visão e contagens de estrelas. Os braços espirais serão onde poderá se encontrar as populações mais densas de estrelas.

Fonte: Astronomy Magazine

Tem como descobrir a massa da Via Láctea?

Com uma pesquisa rápida no google, é possível encontrar as principais características de inúmeros corpos celestes já identificados. De planetas a galáxias os atributos que normalmente ganham destaque são idade, massa, dimensão… Mas para a Via Láctea é um pouco diferente. O peso da nossa galáxia era muito contestado e só havia sido calculado dentro de um fator de quatro – ou seja, o seu peso máximo estimado é de quatro vezes o seu peso mínimo estimado, com grande incerteza.

Concepção artística da Via Láctea.

Observando o efeito que um objeto tem sobre outros ao seu redor, conseguimos calcular sua massa. Para as estrelas e planetas, usamos a Lei da Gravitação Universal de Newton: 

"Dois corpos atraem-se com força proporcional às suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que separa seus centros de gravidade." 

Já para a Via Láctea o cálculo para mensurar a massa não é assim tão simples. A nossa galáxia contém cerca de 100 bilhões de estrelas que formam um disco, com diâmetro entre 100 mil e 200 mil anos-luz.

Felizmente, cientistas da Universidade de Columbia conseguiram estimar a massa da nossa galáxia. Uma técnica publicada no The Astrophysical Journal revelou como descobrir a massa da nossa galáxia num passado distante. 

Eles usaram o conceito gravitacional que quanto maior a massa de um objeto, maior é a sua força gravitacional. Um exemplo claro é o sistema Terra e Lua. A massa do nosso planeta é cerca de 81 vezes maior que a massa da Lua, por isso a Terra aprisionou o corpo celeste em sua órbita. De forma análoga, a Via Láctea interfere nas órbitas dos satélites e estrelas que estão fora do seu disco.

Essas estrelas são originadas da dissolução de aglomerados globulares, nascido quando o universo ainda estava em sua infância. Elas podem determinar não só o peso da Via Láctea, mas também a localização do Sol no seu interior. Ao longo de bilhões de anos essas estrelas desintegram-se lentamente e deixam um rastro para trás.

Hemisfério Norte observado pelo Sloan Digital Sky Survey. É possível observar os filamentos de alguns aglomerados globulares:

Com dados da Sloan Digital Sky Survey (pesquisa resultada de 10 anos de avaliação do céu no Hemisfério Norte, que apresenta os mais detalhados mapas tridimensionais do Universo), a equipe examinou um rastro deixado pelo aglomerado Palomar 5. Os cientistas da universidade de Columbia criaram milhões de modelos para representar a interação desse rastro com a Via Láctea. Com base nos dados, a equipe observou que somente dentro de um certo tamanho e peso a Via Láctea poderia produzir o rastro do Palomar 5. Modelos menores ou maiores produziram padrões diferentes.

O estudo mostrou que a massa da nossa galáxia é equivalente a 210 bilhões de vezes a massa do Sol, com incerteza de apenas 20 por cento.

No futuro, os pesquisadores pretendem usar mais estruturas como o fluxo do Palomar 5 para ganhar uma precisão ainda maior e criar um modelo mais realista da Via Láctea. Estudos como esse são fundamentais para descobrirmos sobre a formação e composição da nossa galáxia.

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 Fonte: IFLScience, NASA, SoFisica, Zenite.

Quem nunca pensou em viajar pelo universo?

Enquanto o turismo espacial não está ao nosso alcance, podemos nos aventurar pelo universo com o auxílio de algumas ferramentas gráficas online, que podem proporcionar o gostinho de uma possível viagem pelo espaço. Vamos conferir?

1. Atlas 3D

Astrofísicos do Museu Americano de História Natural Hayden Planetarium, incorporam dados de dezenas de organizações em todo o mundo para criar o atlas 3D mais completo e preciso do universo. A viagem inicia com a vista do Himalaia, atravessa a atmosfera e passeia pelas órbitas dos planetas da nossa galáxia. Os objetos estão retratados em escala e precisamente posicionados. Para conferir a animação. Assista o vídeo abaixo:

2. Distância entre a Terra e Marte

Para representar a distância entre nosso planeta Terra a Marte, o designer David Paliwoda representou em um infográfico esse percurso representando a distância em pixels. Para ter a ideia dessa distância, clique na imagem abaixo para percorrer a aplicação.

3. 100.000 Estrelas
A próxima animação é do site 100.000 Stars criado para o navegador Google Chome. O site mostra a real localização de mais de 100.000 estrelas próximas. A viagem inicia no Sol e percorre nossa galáxia. Durante o tour, a aplicação informa as distâncias em anos luz percorridas. Para realizar essa viagem, clique na imagem abaixo: 

 4. Escala do universo
A quarta animação, compara diferentes tamanhos de alguns elementos do universo. Na mesma escala, o infográfico retrata desde o comprimento de Planck (1,6 × 10⁻³⁵  m) até a região “Hubble Ultra Deep Field”, onde estima-se que existam mais de 10.000 galáxias.

Vocês já conheciam essas ferramentas?
Qual acharam mais interessante?

Até a próxima, pessoal!

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Fonte: Museu Americano de História Natural, Super Interessante, Distância a Marte, News Game, 100.000 Stars

10 importantes descobertas na Astronomia

10. O Movimento das Estrelas e Planetas

Para entender melhor o movimento das estrelas e dos planetas é preciso voltar milhares de anos, onde as descobertas dos povos babilônico, egípcio, grego, indiano, chinês, maia e persa foram fundamentais. A constatação de que as estrelas no céu seguem um plano fixo com padrões previsíveis, junto com a descoberta de que planetas seguem seus próprios caminhos, são os dois conceitos mais básicos e fundamentais que constituem a base da astronomia moderna. 

9. O modelo heliocêntrico

Os astrônomos tinham especulado sobre o heliocentrismo (a ideia de que a Terra gira em torno do Sol, e não o contrário) desde os tempos antigos. Mas em 1543 Copérnico foi a primeira pessoa a realmente demonstrar a matemática por trás da ideia de provar que era um conceito viável. Demorou um pouco para o modelo de Copérnico tornar-se universalmente aceito. Uma vez que finalmente pegou, formou a base de uma revolução científica, pois eliminou muitos dos problemas causados pelo modelo geocêntrico.

8. Leis de Kepler

No século XV, o astrônomo alemão Johannes Kepler disse ao mundo que planetas se moviam em torno do Sol em rotas elípticas, e não em círculos perfeitos como comumente se acreditava. O movimento elíptico significa que a distância entre o Sol e qualquer planeta se altera ao longo do tempo. Tendo em vista que o movimento de translação de um planeta é equivalente ao tempo que este demora para percorrer uma volta em torno do Sol, é fácil concluirmos que, quanto mais longe o planeta estiver do Sol, mais longo será seu período de translação e, em consequência disso, maior será o "seu ano". Graças as leis de Kepler, os astrônomos foram capazes de prever o movimento dos planetas com uma precisão muito maior do que antes.

7. As Luas de Júpiter

Galileu, sem dúvida um dos cientistas mais importantes da humanidade, descobriu em 1610 quatro luas orbitando Júpiter. Elas foram as primeiras luas de outro planeta a serem vistas, tornando essa descoberta um marco na astronomia. 

6. Mapa de Herschel

De 1780 a 1834, o fabricante de telescópio William Herschel e sua irmã Caroline mapearam sistematicamente os céus, catalogando milhares de estrelas e nebulosas no processo. Eles também descobriram Urano. O mapa de Herschel era extremamente importante, porque revelava a forma e o tamanho da galáxia Via Láctea. 

5. A Teoria da Relatividade

Em 1915, Albert Einstein propôs a teoria da relatividade geral, um complemento da teoria da relatividade restrita, proposta em 1905, também por ele. Resumindo, a teoria afirma que a massa pode deformar o espaço e o tempo, o que permite entender o porquê de grandes massas, como as das estrelas, alterarem a trajetória da luz. Einstein argumentou que o movimento era relativo, e que o conceito de tempo depende da velocidade. Esta nova forma de pensar foi usada para explicar vários problemas astronômicos que haviam sido impossíveis de resolver com os métodos de Newton, e deu aos astrônomos novas formas de teorizar sobre como o universo funciona.

4. O Universo em Expansão

Edwin Hubble deu ao mundo da astronomia uma explosão de conhecimentos entre 1924 e 1929. Ele não só foi o primeiro a descobrir outras galáxias mas, seguindo seus movimentos, ficou sabendo que elas estão se afastando de nós (e as que estão mais longe movendo mais rápido). Essa foi a primeira prova que tivemos de que o universo está se expandindo (e também o ponto de partida da teoria do Big Bang). A descoberta de Hubble mudou nossa concepção do tamanho do universo e provou que o espaço era muito maior que imaginávamos.

 3. Radioastronomia

A radioastronomia ainda é importante hoje, graças a uma descoberta feita por Karl Jansky, em 1931. Seus experimentos com ondas de rádio o levaram a encontrar sinais provenientes do centro da galáxia e, como resultado, ele é considerado o pai da radioastronomia. Os cientistas que o seguiram descobriram que existem todos os tipos de ondas de rádio que chegam até nós a partir do espaço e as fontes de maioria delas são objetos celestes que não podem ser vistos com outros métodos. A radioastronomia logo se transformou em um enorme campo que tem sido responsável pela descoberta de muitas estrelas e galáxias, bem como novas classes de objetos como quasares e pulsares. 

2. Radiação Cósmica de Fundo em Microondas

Arno Penzias e Robert Wilson descobriram a radiação cósmica de fundo na faixa de microondas em 1964. CMBR (acrônimo para Cosmic Microwave Background Radiation) é um tipo de radiação que está presente em quantidades muito pequenas (daí o termo de fundo) e acredita-se ser sobra de quando o universo estava em um estágio muito inicial de crescimento. CMBR ofereceu mais provas em apoio à teoria do Big Bang. A ideia é que essa radiação tem estado presente desde o Big Bang e se espalha para fora quando o Universo se expande. 

1. Planetas extrassolares

Um planeta extrassolar é aquele que está fora do nosso sistema solar. Os astrônomos acreditaram na sua existência por um longo, longo tempo. No entanto, só recentemente as ferramentas para detectar um tornaram-se disponíveis. Então, em 1995, os astrônomos suíços Didier Queloz e Michel Mayor descobriram um planeta na constelação de Pegasus. Os recursos para estudar este tipo de planeta ainda são pequenos, mas a descoberta deles tem servido para levar as pesquisas planetárias a dimensões muito maiores.

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Baseado no texto de Mark Hill para o TopTenz.

20 curiosidades sobre GALÁXIAS

Na imagem, galáxias se colidindo NGC 4038 e 4039.

B. Whitemore/NASA, ESA and the Hubble Heritage Team (STSC/AURA)-ESA/Hubble Collaboration

1. O filósofo Immanuel Kant, no século XVIII, foi o primeiro a teorizar que a Via Láctea não era a única galáxia no universo. Ele cunhou o termo “universo ilha” para descrever a galáxia.

2. Os astrônomos estimam hoje que haja cerca de 100 bilhões de galáxias no universo observável.

3. Um dos primeiros usos do nome Via Láctea em inglês foi no poema “A Casa da Fama” de Chaucer, no século XIV. Ele comparou a galáxia a uma rodovia celestial.

4. Ainda falando sobre rodovias, devido à expansão do universo, as galáxias estão se afastando da nossa. As galáxias mais distantes estão se afastando muito mais rápido que as galáxias mais próximas da Via Láctea.

5. Algumas das galáxias se afastando da Via Láctea são elipsoidais, como bolas de futebol americano. As galáxias também podem ser finas e planas, com braços tentáculos, assim como a Via Láctea.

6. As galáxias pode ter formas irregulares também, incluindo muitas galáxias anãs. Essas galáxias, as menores do universo, contêm apenas algumas centenas ou poucos milhares de estrelas (comparadas às 100 bilhões de estrelas na Via Láctea).

7. Você frequentemente encontrará galáxias anãs agrupadas ao redor de galáxias maiores.

8. Galáxias anãs frequentemente perdem suas estrelas para suas vizinhas maiores por causa da gravidade. Com o afastamento das estrelas pelo céu, as galáxias menores são desfeitas. Infelizmente isso não pode ser visto a olho nu.

9. Você também não pode ver o enorme buraco negro escondendo-se no centro da Via Láctea, apesar de você estar olhando para a direção certa. Segundo os cálculos feitos, o buraco negro fica na direção da constelação de Sagitário.

10.  A maioria das galáxias têm buracos negros em seus centros, e os astrônomos sugerem que sua massa seja cerca de 1/1000 da massa de sua galáxia hospedeira.

11. Duas das galáxias mais próximas da Via Láctea – a Pequena e a Grande Nuvem Magelânica – podem não ter buracos negros. Ou, devido ao fato de ambas serem galáxias de baixa massa, seus buracos negros podem ser muito pequenos para serem detectados.

12. Toda galáxia tem poeira. Produzida pelas estrelas, a poeira faz com que a luz pareça mais vermelha do que realmente é quando observada, o que pode dificultar para os astrônomos o estudo das propriedades das estrelas.

13. Essa poeira pode viajar também. Algumas galáxias conduzem ventos galácticos, expelindo poeira e gás a centenas de quilômetros por segundo para o meio intergaláctico, o espaço entre as galáxias.

14. Esses ventos são causados pela pressão que a luz das estrelas exerce sobre a poeira e o gás; os ventos galácticos mais velozes estão em galáxias mais distantes da nossa, que estão formando estrelas mais rápido que a Via Láctea.

15. A Via Láctea gira a cerca de 250 quilômetros por segundo (cerca de 560.000mph). Uma volta completa dura cerca de 200 milhões de anos.

16. Num ciclo galático atrás, os dinossauros dominavam a Terra.

17. As galáxias giram mais rápido do que o previsto baseado na gravidade de suas estrelas. Os astrônomos supõem que essa força gravitacional extra venha da matéria escura, que não emite ou reflete luz.

18. Se as estrelas dentro de cada galáxia fossem reduzidas ao tamanho de uma laranja, por exemplo, elas estariam cerca de de 4.800 quilômetros distantes uma da outra.

19. Se as galáxias, por sua vez, fossem reduzidas ao tamanho de uma maçã, suas galáxias vizinhas estariam a uma distância de poucos metro. A proximidade relativa das galáxias significa que elas, ocasionalmente, se mesclam.

20. Daqui a 4 bilhões de anos, a Via Láctea irá se fundir com a galáxia de Andrômeda. O resultado desse processo, que vai durar pelo menos algumas centenas de milhões de anos, será uma nova galáxia com formato elipsoidal, já apelidada de “Lactomeda” (“Milkomeda” em inglês).

Tradução livre do artigo de Katherine Kornei, publicado na revista Discover em 02/10,2014. Todos os direitos reservados ao autor. Link direto para a reportagem (em inglês): clique aqui