Aglomerado Phoenix é o maior gerador de estrelas e raios-X

por PGAPereira. O aglomerado de galáxias também é o produtor mais poderoso de raios-X de qualquer aglomerado conhecido e um dos mais maciços. Por PGAPereira e Chandra. Astrônomos descobriram um aglomerado de galáxias extraordinário, um dos maiores objetos do universo, que está quebrando vários importantes registros cósmicos. Observações do aglomerado Phoenix com Chandra X-ray Observatory, da National Science Foundation Telescópio do Pólo Sul, e outros 8 observatórios de classe mundial podem forçar os astrônomos a repensar como essas estruturas colossais e as galáxias que os habitam evoluem. Estrelas estão se formando no aglomerado Phoenix na maior taxa já observada por meio de um aglomerado de galáxias. O objeto também é o produtor mais poderoso de raios-X de qualquer aglomerado conhecido e um dos mais maciços. Os dados também sugerem que a taxa de resfriamento de gás quente nas regiões centrais do aglomerado é a maior já observada. O aglomerado Phoenix está localizado a cerca de 5,7 bilhões de anos-luz da Terra. Ele é chamado não só pela constelação em que está localizado, mas também pelas suas propriedades notáveis. "Enquanto galáxias no centro da maioria dos grupos podem está adormecidas por milhares de milhões de anos, a galáxia central deste aglomerado parece ter voltado à vida com uma nova explosão de formação de estrelas", disse Michael McDonald, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts Cambridge. "A mitologia do Fênix, um pássaro que ressuscitou dos mortos, é uma ótima maneira de descrever esse objeto reanimado".

         Como outros aglomerados, Phoenix contém um vasto reservatório de gás quente, que em si tem mais matéria normal - não a matéria escura - que todas as galáxias no aglomerado combinado. Este reservatório pode ser detectado apenas com telescópios de raios-X, como o Chandra. A sabedoria predominante é que, uma vez que este gás torne-se quente deve arrefecer ao longo do tempo e desviar para o centro da galáxia do aglomerado, formando um grande número de estrelas. No entanto, a maioria dos aglomerados de galáxias só formou algumas estrelas durante os últimos bilhões de anos. Os astrônomos acham que um buraco negro no centro da galáxia apresenta-se como um conjunto de bombas de energia para o sistema, impedindo o arrefecimento do gás a partir de uma explosão que causa a formação de estrela. O famoso aglomerado Perseus é um exemplo de um buraco negro jorrando energia e evitando o gás de se arrefecer de modo a formar estrelas a uma taxa elevada. Repetidos surtos na forma de poderosos jatos do buraco negro no centro de Perseus criou cavidades gigantescas e produziu ondas de som que, por sua vez, mantém o gás quente. "Nós pensamos que estes sons muito profundos podem ser encontrados em aglomerados de galáxias em todos os lugares", disse Ryan Foley do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, em Cambridge, Massachusetts. "O agrupamento de Phoenix está nos mostrando que este não é o caso.Como seu buraco negro não produzir poderosos jatos, o centro do aglomerado de Phoenix está cheio de estrelas que estão se formando cerca de 20 vezes mais rápido do que no aglomerado Perseus. Esta taxa é a mais elevada vista no centro de um aglomerado de galáxias, mas não maior do que visto em qualquer lugar no universo. No entanto, outras áreas com as maiores taxas de formação de estrelas, localizadas fora de aglomerados, têm taxas duas vezes maior. O ritmo frenético de nascimento de estrelas e de refrigeração de gás no aglomerado Phoenix estão obrigando a galáxia e o buraco negro a adicionarem massa muito rapidamente - uma importante fase, os pesquisadores prevêem que será relativamente curta.

          "A galáxia e seu buraco negro estão passando por um crescimento insustentável", disse Bradford Benson, da Universidade de Chicago. "Este surto de crescimento não pode durar mais de uma centena de milhões de anos. “Caso contrário, a galáxia e o buraco negro seriam muito maiores do que suas contrapartes no universo próximo.” Notavelmente, o aglomerado Phoenix e sua galáxia central e o buraco negro supermassivo já estão entre os objetos de maior massa conhecidos de seu tipo. Por causa de seu tamanho enorme, aglomerados de galáxias são objetos cruciais para estudar cosmologia e evolução da galáxia, assim quem encontrar um com propriedades extremas, como o aglomerado Phoenix é muito importante.
"Esta explosão espetacular da estrela é uma descoberta muito importante porque sugere que temos de repensar a forma como as galáxias massivas nos centros de aglomerados crescem", disse Martin Rees da Universidade de Cambridge. "A refrigeração de gás quente pode ser uma fonte muito mais importante de estrelas do que se pensava." O aglomerado Phoenix foi originalmente detectado pelo Pólo da Fundação Nacional de Ciências do Telescópio Sul e mais tarde foi observado em luz visível pelo Observatório Gemini, o telescópio Blanco de 4 metros, e o telescópio Magellan, todos no Chile. O gás quente e a sua taxa de arrefecimento foram estimados a partir dos dados do Chandra. Para medir a taxa de formação de estrelas no aglomerado Phoenix, vários telescópios espaciais foram utilizados, incluindo o Herschel.

Água de Marte

por PGAPereira(©)Fotos NASA

          As moléculas de água em Marte estão no seu solo, precisamente ligadas a certos compostos químicos de sua crosta. Dado que o relevo marciano apresenta uma semelhança física com a da Terra apresento neste arquivo fórmulas de substâncias hidratadas encontradas na crosta do nosso planeta azul que facilmente e aos montes devem fazer parte do solo marciano.Em parte devido a grande percentagem desses compostos hidratados, ainda podemos sonhar com lençóis aqüíferos subterrâneos a pouca profundidade da superfície marciana. Deve-se prossessar esses compostos da superfície com miniKits enviados a Marte e em seguida armazenar a água (gelo) obtida.

Fe₂(SO₄)(NH₄)₂SO₄•24H₂O ;     Sal de Mohr;  Ponto de Fusão =40°C; cor violeta.

FeCl₂2FeCl3 •18H₂O; cloreto ferro-férrico; amarelo; ponto de fusão = 50°C.

Fe₂(SO₄)₃•9H₂O; cor amarela.

FeSO₄•7H₂O;  caparrosa – cor azul esverdeada;  Ponto de Ebulição (-5H₂O)=300°C.

FeSO₄•5H₂O ; cor verde; P. Eb.(-5H₂O)=300°C.

As Cores da água de Marte

Uma pesquisa sobre a constituição química da superfície de Marte para corroborar na obtenção de água fica muito mais simplificada com o tingimento ou coloração característicos dos terrenos suscetíveis de conter água. Certos compostos químicos hidratados possuem cores chamativas que se pode dizer sem margem a erros que tal solo contém água. Em seguida faz-se uma análise quali e quantitativa desse sítio marciano, não sei se o Curiosity presta-se a essa finalidade. Portanto a próxima investida é enviar robôs e minikits para análise e prospecção do solo além de reservatórios de estocagem.

Al₂(SO₄)₃•K₂SO₄•24H₂O. P. Eb.=64,5°C.

Al₂(SO₄)₃•Na₂SO₄•24H₂O. P. Eb.=268°C.

Al₂(SO₄)₃(NH₄)₂SO₄•24H₂O. P. Eb.120°C (-20 H₂O)

BaO₂•8H₂O ; escamas nacaradas; P.F.= (-8H₂O) = 100°.

Habitats

As tempestades de areia, os meteoritos que caem com muito mais freqüência que na Terra devido à proximidades ao cinturão de asteróides, a temperatura muito fria , a ausência da camada de ozônio e a quase extinta atividade sísmica corroboram para a escolha ideal de habitats sob e próximos à superfície marciana. Nesses habitats devem ser incluídos fauna e flora com a instalação de clarabóias para penetração dos raios solares, mas incidindo indiretamente sobre os seres vivos que neles vivem. As estufas que sobre-saem à superfície devem ser confinadas em estufas construídas de materiais que filtrem e impeçam as radiações ultravioletas do Sol e raios cósmicos. Os geradores solares de eletricidade podem ficar expostos, obviamente, na superfície e próximos dos habitats. Marte possui grande quantidade de gases nobres na sua atmosfera rarefeita de poucos metros acima do solo, principalmente argônio e neônio utilizados nas lâmpadas fluorescentes.

Bi(NO₃)₃•5H₂O ; P. Eb.(-5H₂O) = 80°.

CaSO₄•2H₂O ; gesso; P. Eb.(-2H₂O)= 163°C.

Cr₂(SO₄)₃K₂SO₄•24H₂O ; cor vermelha ou verde; P.F.=89°.

Cr₂(SO₄)₃•15H₂O ; P. Eb. (-12H₂O)= 100°C.

H₇P(Mo₂O₇)_6•28H₂O ; cor amarelo cúbico; P. Eb. (-25H₂O)=140°C.

O que as fórmulas químicas sugerem

Atente aos dados que acompanham as fórmulas químicas. A quantidade de moléculas de água de cada fórmula química hidratada é evidenciada por numerais à esquerda dessas fórmulas, (n•H₂O); quanto maior, mais água temos nesse composto que podem ser obtidas via aquecimento, portando um fenômeno físico facilmente obtido utilizando-se espelhos parabólicos concentradores de radiação solar ou acumuladores (baterias).Os pontos de ebulição na maior parte dos casos ou até os pontos de fusão característicos de uma substância é a temperatura mínima que se deve atingir para  liberar (soltar da molécula do composto químico)  uma percentagem de moléculas de água presente em cada fórmula do composto químico hidratado, são dadas por (-n•H₂O) próximos aos respectivos pontos de fusão ou ebulição para essa  substância química. Observe que nem todas as moléculas de água de uma substância são liberadas ou soltas nesses pontos de fusão ou ebulição. Foram escolhidas substâncias com os menores pontos de fusão e ebulição para não dificultar a obtenção de água. Às cores foram acrescentados os arranjos espaciais dos respectivos compostos químicos hidratados encontrados na superfície. Não tive acesso às análises dos robôs da NASA sobre Marte, portanto as fórmulas químicas dadas como exemplos neste arquivo são as encontradas no planeta Terra. Obviamente estou fazendo uma mera analogia e suposição dos fatos (sou graduado em Química Industrial) e até porque essas coletas da NASA são segredos militares e não devem ter sido expostos ao público como ocorre com descobertas sobre reações nucleares. Deixo para outra oportunidade discernir sobre a obtenção simples de oxigênio respirável sobre Marte.

Na₂HPO₄•12H₂O. P. Eb.(-12H₂O)= 180°.;  incolor rômbico.

P₂O₅2WO_2•42H₂O ; cor amarela verde cristalino.

Os compostos orgânicos sobre Marte

Nada consta em registros do florescimento dos seres vivos sobre Marte, aqui temos apenas como suposição. Se Marte experimentou um extenso período de atividades vitais de flora e fauna, obviamente seus depósitos ou fósseis já deviam ter sido descobertos. Os depósitos deixados pelos seres vivos marcianos muito facilitaria as obtenções de água e oxigênio para uma futura colonização do planeta vermelho, isso porque os P.F. e P. Ebulições de seus compostos são muito baixos. Nesses depósitos orgânicos quase tudo se aproveitaria.  

Disco de acresção em buracos negros

Foto. Uma topologia de campo dipolo magnético, mostrando a densidade do gás em um disco de acresção. O azul escuro indica a baixa densidade de gás, e o vermelho escuro indica a alta densidade de gás. As linhas brancas mostram a estrutura do campo magnético.

por PGAPereira e J WBell

Os pesquisadores da Universidade de Virginia usam recursos TeraGrid para simular os discos de acresção que cercam os buracos negros e os jatos astrofísicos que eles criam.

          Para pegar emprestado de uma descrição bíblica da fé, discos de acresção ainda não foram vistos fotograficamente. Os buracos negros devoram a luz e a matéria, não deixando nada para os telescópios detectar. Porém, o gás em órbita e o plasma que se formam um pouco além da atração de buracos negros irradiam energia na forma de raios-X. "Os buracos negros se tornaram uma entidade astronômica viável quando os raios-X (a partir de objetos como discos de acresção) foram detectados", diz John Hawley, no departamento de supercomputação da Universidade de Virgínia. "Eles nos dão provas, levando as coisas da teoria para a observação.” Discos de acresção ao redor de buracos negros são uns dos fenômenos mais energéticos observados no universo, tais como sistemas binários de certas estrelas, quasares poderosos, e os jatos enormes de gás que emitem ondas de rádio que emergem dos núcleos de algumas galáxias. Sua energia é impressionante, tipicamente mais de 10 vezes o que se poderia obter a partir da mesma matéria passando por fusão nuclear. E as características observadas desses fenômenos podem flutuar descontroladamente e muito rapidamente, os raios-X vistos em buraco negro de sistemas binários de estrelas diminuem sensivelmente em ciclos curtos de milissegundos. Em 1991, Hawley e seus colaboradores usaram recursos patrocinados pela NSF em supercomputação para mostrar que, de outra forma, órbitas suaves de gás em um disco de acresção se tornarão altamente turbulentas na presença dos mesmos campos magnéticos relativamente fracos, que tinham sido ignoradas nas simulações anteriores e teorias.

          Gás em discos de acresção orbita em equilíbrio entre as forças gravitacionais e de rotação. “A turbulência magnética dissipa a velocidade orbital do gás”, rompendo o equilíbrio e fazendo com que o gás seja sugado em espiral para dentro do buraco negro. Essa energia dissipada toma a forma de calor. Como o gás tem estado em órbita em uma velocidade próxima à da luz, pode chegar a milhões de graus centígrados. Tal gás quente produz raios-X, revelando a presença do sistema do buraco negro. A turbulência magnética, por sua vez, representa as flutuações na emissão de raios-X. Esta descoberta da importância crítica de campos magnéticos "revolucionou a nossa compreensão de discos de acresção,” escreveu o astrofísico Blaes Omer na edição de 2004 da Scientific American. "A situação é bastante semelhante à primeira... quando os astrônomos perceberam que a fonte primária de energia das estrelas era as reações de fusões nucleares que ocorrem nos núcleos estelares." Hawley e muitos outros pesquisadores ainda estão chegando a um acordo com esta conclusão transformadora. Os campos magnéticos são cruciais para o comportamento de discos de acresção, mas os pontos menores permanecem em grande parte ocultos. "Estamos no ponto em que temos os ingredientes fundamentais para entender esses discos e compreender os processos em curso", disse Hawley.

          Hoje, Hawley, Kris Beckwith, e Julian Johns Hopkins Krolik e Scott Noble estão investigando jatos astrofísicos, executando simulações em grande escala de disco de acresção magnetizados. Estes jatos são feixes de energia que esporadicamente respondem a partir de discos de acresção e podem disparar centenas, milhares e até milhões de anos-luz de distância dos discos orbitando buracos negros supermassivos nos centros das galáxias. Ao simular o disco completo, campos magnéticos e tudo, enquanto orbita o buraco negro, eles perceberam como esses jatos podem ser criados. As simulações mais recentes têm testado a maneira em que diferentes configurações de campos magnéticos influenciam tanto o disco de acresção em jactos gerais como astrofísicos em particular. Até agora, os mais fortes jatos são produzidos pela configuração do campo "dipolar", que têm pólos magnéticos globais norte e sul. Esta configuração é muito parecida com a da Terra, exceto que aqui os campos estão ao longo do eixo de um buraco negro.

          Estes estudos foram conduzidos em grande parte no San Diego Supercomputer Center DataStar e agora estão sendo mudado para o Abe NCSA e para os supercomputadores do Texas Advanced Computing Center. Publicado na edição de 2008 do Astrophysical Journal, os resultados iniciais mostraram que a mudança da orientação e da geometria do campo magnético de um sistema teve pouco impacto sobre o caráter do disco de acresção em si. Eles, no entanto, mostram que a resistência e longevidade de jatos astrofísicos emanando a partir do disco são muito sensíveis à configuração do campo magnético. Esses tipos de simulações e futuras simulações que ocorrerão em supercomputadores petascale próximos do NCSA Blue Waters, revela o comportamento por trás de flutuações de raios-X e outras características que os astrônomos observam cada vez que olham para o céu. Eles preenchem as lacunas entre a teoria e a observação. "O almejado, em última análise, é um modelo que prevê o que você veria com um telescópio de raios-X", diz Hawley. "São esforços preliminares nesse sentido." 

Estrelas mais luminosas estão acompanhadas

por PGAPereira e ESO

          Um novo estudo utilizando o Observatório Europeu do Sul (ESO) Very Large Telescope (VLT), mostrou que as mais brilhantes estrelas de grande massa, que impulsionam a evolução de galáxias, não vivem sozinhas. Quase três quartos destas estrelas são encontrados terem uma estrela companheira por perto, muito mais do que se pensava anteriormente. Surpreendentemente, a maioria destes pares está também experimentando interações perturbadoras, tais como a transferência de massa a partir de uma estrela para a outra, e cerca de um terço estar ainda esperando finalmente se unirem para formar uma única estrela. O universo é um lugar diverso, e muitas estrelas são bem diferentes do Sol. Uma equipe internacional usou o VLT para estudar o que é conhecido como estrelas do tipo O, que têm altas temperaturas, massas e brilhos. Essas estrelas têm vidas curtas e violentas e desempenham um papel fundamental na evolução das galáxias. Elas também estão ligadas a fenômenos extremos, tais como "estrelas vampiros" - onde uma estrela menor companheira suga importa a superfície de seu vizinho maior - e explosões de raios gama. "As estrelas são gigantes absolutos", disse Hugues Sana da Universidade de Amsterdã, na Holanda. "Elas têm 15 ou mais vezes a massa do nosso Sol e pode ser até um milhão de vezes mais brilhante. As estrelas são tão quentes que brilham com uma luz branco-azulada intensa e têm temperaturas de superfície mais de 30.000 graus Celsius”.

           Os astrônomos estudaram uma amostra de 71 estrelas do tipo O - estrelas individuais e em pares (binárias) em seis próximos aglomerados de estrelas jovens na Via Láctea. A maioria das observações em seu estudo foi obtida utilizando os telescópios do ESO, incluindo o VLT.
Ao analisar a luz proveniente dessas metas em maior detalhe do que antes, a equipe descobriu que 75% de todas as estrelas do tipo O existem dentro de sistemas binários, uma proporção maior do que se pensava, e a primeira determinação precisa deste número. Mais importante, porém, eles descobriram que a proporção desses pares que estão pertos o suficiente para interagir - por meio de fusões estelares ou de transferência de massa de estrelas chamadas de vampiras - é muito maior do que ninguém tinha pensado que tem profundas implicações para nossa compreensão da evolução da galáxia. O tipo de estrelas representa apenas uma fração de 1% das estrelas no universo, mas os fenômenos violentos que lhes estão associados significam que eles têm um efeito desproporcional sobre os seus arredores. Os ventos e os choques provenientes destas estrelas podem tanto engatilhar e parar a formação de estrelas, os seus poderes de radiação no brilho da nebulosa brilhante, suas supernovas enriquecem galáxias com os elementos pesados ​​cruciais para a vida, e estão associadas com explosões de raios gama, que estão entre os fenômenos mais energéticos do universo. O tipo dessas estrelas está, portanto, implicado em muitos dos mecanismos que conduzem a evolução das galáxias.

           "A vida de uma estrela é muito afetada se ela existir ao lado de outra estrela", disse Selma Mink Space Telescope Science Institute em Baltimore, Maryland. "Se duas estrelas orbitam muito próximas ente si, elas podem se fundir. Mas mesmo se não o fizerem, o empuxo de uma estrela, muitas vezes, importa a superfície de seu vizinho.” Fusões entre as estrelas, que as estimativas da equipe imaginam será o destino final de cerca de 20 a 30% de estrelas do tipo O são eventos violentos. Mas mesmo o cenário relativamente suave das estrelas vampiros, o que representa um percentual de 40-50 dos casos, tem efeitos profundos sobre a forma como estas estrelas evoluem. Até agora, a maioria dos astrônomos considerou que estrelas binárias massivas que orbitavam próximas eram a exceção, algo que só era necessário para explicar fenômenos exóticos, tais como raios-X binários, os casais de pulsares, e os binários de buracos negros. O novo estudo mostra que para a correta interpretação do universo, esta simplificação não pode ser feita. As estrelas ​​duplas pesadas não são apenas comuns, suas vidas são fundamentalmente diferentes dos de estrelas individuais.

           Por exemplo, no caso de estrelas vampiros menores, as estrelas de massa mais baixa se rejuvenescem quando suga o hidrogênio fresco a partir de sua companheira. Sua massa vai aumentar substancialmente, e sua companheira vai sobreviver, sobrevivendo muito mais do que uma única estrela de mesma massa. A estrela vítima, entretanto, é despojada de seu envelope antes que ela tenha a chance de se tornar uma supergigante vermelha luminosa. Em vez disso, o seu núcleo quente azul fica exposto. Como resultado, a população estelar de uma galáxia distante pode parecer muito mais jovem do que realmente é: Ambas as estrelas vampiros rejuvenescidas e as estrelas vítimas diminuídas se tornam mais quente e mais azul na cor, imitando a aparência de estrelas mais jovens. Conhecer a verdadeira proporção de estrelas de alta massa binárias interagindo é, portanto, crucial para caracterizar corretamente estas galáxias distantes. "A única informação que os astrônomos têm de galáxias distantes é a partir da luz que chega aos nossos telescópios. Sem fazer suposições sobre o que é responsável por essa luz, não podemos tirar conclusões sobre a galáxia, por exemplo, quão grande ou quão jovem ela é. Este estudo mostra que a suposição freqüente que a maioria das estrelas é simples pode levar a conclusões erradas”, disse Sana. Entender o quão grande é estes efeitos e quanto esta nova perspectiva vai mudar a nossa visão da evolução galáctica exigirá mais trabalho. Estrelas binárias de modelagem são complicadas, por isso vai levar algum tempo antes que todas essas considerações sejam incluídas em modelos de formação de galáxias.