Tamanho e massa do buraco negro central da Via Láctea

Foto - Os dois telescópios WM Keck em Mauna Kea, no Havaí, estão observando o centro galáctico. Os lasers são usados ​​para criar uma estrela artificial na atmosfera superior da Terra, que é então utilizada para medir os efeitos de desfocagem da baixa atmosfera (o efeito que faz com que as estrelas cintilem no céu à noite). A desfocagem é corrigida em tempo real, com a ajuda de um espelho deformável. Esta é a técnica de óptica adaptativa.

          Por PGAPereira. Astrônomos da UCLA relatam a descoberta de uma estrela notável que orbita o enorme buraco negro no centro da Via Láctea em uma velocidade extraordinária contornando-o em 11,5 anos - a menor órbita conhecida de qualquer estrela perto deste buraco negro.As estrelas, conhecidas como SO e S0-102, podem ajudar os astrônomos a descobrir se Albert Einstein estava certo em sua previsão fundamental de como os buracos negros do espaço modifica o tempo, disse Andrea Ghez do UCLA da Universidade da Califórnia, Los Angeles. Antes desta descoberta, os astrônomos sabiam de apenas uma estrela, com uma órbita muito curta perto do buraco negro, S0-2, que Ghez usou para chamá-la de "estrela favorita" e cuja órbita é de 16 anos. (O "S" é de Sagitário, a constelação que contém o centro da galáxia e o buraco negro.) "Estou extremamente satisfeito de encontrar duas estrelas que orbitam o buraco negro de nossa galáxia em muito menos do que uma vida humana", disse Ghez. "A maioria das estrelas têm órbitas de 60 anos ou mais." "É a dança de S0-102-2 e que irá revelar a verdadeira geometria do espaço e do tempo perto de um buraco negro, pela primeira vez," disse Ghez. "Esta medida não pode ser feita com uma estrela só." Os buracos negros, que se formaram fora do colapso da matéria, têm alta densidade de tal forma que nada pode escapar de sua atração gravitacional, nem mesmo a luz. Eles não podem ser vistos diretamente, mas sua influência sobre estrelas próximas é visível e fornece um vestígio, disse Ghez.

            A Teoria Generalizada da Relatividade de Einstein prevê que a massa distorce o espaço e o tempo e, portanto, não só retarda o fluxo do tempo, mas também encolhe trechos ou distâncias. "Hoje, Einstein está em cada iPhone, porque o sistema GPS não funcionaria sem a sua teoria", disse Leo Meyer, pesquisador da equipe de Ghez. "O que queremos saber é: Será que o seu telefone também trabalha tão perto de um buraco negro? A estrela recém-descoberta nos coloca em posição de responder a essa questão no futuro.” "O fato de que podemos encontrar estrelas que estão tão perto do buraco negro é fenomenal", disse Ghez. "Agora é um jogo totalmente novo, em termos dos tipos de experiências que podemos fazer para entender como os buracos negros crescem ao longo do tempo, o papel que joga os buracos negros supermassivos no centro das galáxias, e se a teoria da Relatividade Geral de Einstein é válida perto de um buraco negro, onde esta teoria nunca foi testada antes. É emocionante ter agora um meio para abrir esta janela. “Isso não deve ser um local onde as estrelas se sentem particularmente bem-acomodadas", acrescentou. "Mas, surpreendentemente, parece que os buracos negros não são tão hostis a estrelas como foi especulado anteriormente." Ao longo dos últimos 17 anos, Ghez e colegas usaram o Observatório WM Keck, que fica no topo do vulcão dormente do Havaí Mauna Kea, a imagem do centro galáctico com a maior resolução angular possível. Eles usam uma tecnologia poderosa chamada óptica adaptativa para corrigir os efeitos de distorção da atmosfera da Terra em tempo real. Com óptica adaptativa do Observatório Keck, Ghez e seus colegas revelaram muitas surpresas sobre os ambientes ao redor de buracos negros supermassivos, como descobrir jovens estrelas onde não eram esperadas e observando a falta de estrelas antigas, onde muitas eram vistas. "O Observatório Keck tem sido o líder na óptica adaptativa por mais de uma década e permitiu-nos alcançar um grande progresso em corrigir os efeitos de distorção da atmosfera da Terra com alta resolução de imagem angular", disse Ghez. "É realmente emocionante ter acesso ao maior e melhor telescópio do mundo."

           Da mesma forma que os planetas orbitam em torno do Sol, S0 e S0-102-2 estão cada um em uma órbita elíptica em torno do ponto central da galáxia preta. O movimento planetário no nosso sistema solar era o último teste para a Teoria Gravitacional de Newton 300 anos atrás, o movimento de S0-102 e S0-2, disse Ghez, será o último teste para a Teoria Geral da Relatividade de Einstein, que descreve a gravidade como uma consequência da curvatura do espaço e do tempo. "A coisa emocionante sobre ver estrelas passando por sua órbita completa não é só que você pode provar que um buraco negro existe, mas você tem a primeira oportunidade de testar a Física Fundamental, utilizando os movimentos destas estrelas", disse Ghez. "Mostrando o que se passa em torno de uma elipse fornece a massa do buraco negro supermassivo, mas se pudermos melhorar a precisão das medições, poderemos ver desvios de uma elipse perfeita - que é o vestígio da Relatividade Geral" Quando as estrelas chegam a sua aproximação máxima, o seu movimento será afetado pela curvatura do espaço-tempo, e a luz das estrelas que viajam para nós será distorcida, disse Ghez. S0-2, que é 15 vezes mais brilhante do que S0-102, vai passar por sua maior aproximação ao buraco negro em 2018. O desvio de uma elipse perfeita é muito pequeno e requer medições extremamente precisas. Nos últimos 15 anos, Ghez e seus colegas têm melhorado dramaticamente sua capacidade de fazer essas medições.

           Em 1998, Ghez respondeu uma das questões mais importantes da astronomia, mostrando que um buraco negro monstruoso reside no centro da nossa Galáxia, a Via Láctea, e que está a cerca de 26.000 anos-luz de distância da Terra, com uma massa de cerca de 4 milhões de vezes a do Sol. A questão levou o tema ao debate entre os astrônomos furiosos por mais de um quarto de século. Em 2000, ele e seus colegas relataram que, pela primeira vez, os astrônomos tinham visto estrelas acelerarem-se ao redor do buraco negro supermassivo. A pesquisa demonstrou que três estrelas tinham se acelerado por mais de 250.000 mph (402.000 kmh) em um ano em que orbitavam o buraco negro. A velocidade de S0-102 e S0-2 deve também acelerar por mais de 250.000 mph na sua aproximação máxima, disse Ghez. Em 2003, Ghez informou que o caso do buraco negro da Via Láctea foi reforçado substancialmente e que todas as alternativas propostas podem ser excluídas. Em 2005, ele e seus colegas tomaram a primeira imagem clara do centro da Via Láctea, incluindo a área ao redor do buraco negro, utilizando de ótica de laser adaptado de estrela guia no Observatório Keck. A pesquisa fundamental do grupo Ghez da UCLA usando o Observatório Keck evoluiu para provar que um buraco negro supermassivo existe no centro da nossa galáxia para testar os próprios fundamentos da física, disse Taft Armandroff, diretor do Observatório WM Keck. 

Chuva de meteoros Leônidas

por PGAPereira e Astronomy.com. Eles estão de volta! Depois de exposições excepcionais nos últimos anos, a chuva de meteoros Leônidas aparecerá sob céus escuros em 2012. No entanto, ninguém sabe ao certo o que a chuva de meteoros tem reservado para nós. As estimativas variam de alguns meteoros até dezenas de meteoros por hora no pico. Prever as taxas de meteoros, particularmente para a chuva de Leônidas altamente variável, é semelhante a estimar o número de flocos de neve que vai cair em uma área de terreno. Você simplesmente não pode saber até que tudo acabou. E, no caso deste evento, você só vai saber se você está do lado de fora observando. A atividade notável que os observadores testemunharam durante 1999 (uma chuva de bolas de fogo [meteoros brilhantes o suficiente para lançar uma sombra]) e 2000 (mais de 1000 meteoros por hora por um breve período) surgiram porque o cometa 55P/Tempel-Tuttle, o pai que deu origem aos Leônidas, tinha passado através do sistema solar interno em 1998. Este ano, as previsões são mais modestas, mas picos de atividades podem ocorrer a qualquer momento. Pico da chuva de meteoros deve ocorrer em toda a América do Norte antes do amanhecer de 17 de novembro. A Lua atinge o primeiro trimestre no dia 20, de forma que ela só interfere se você observar antes do aparecimento da Lua, cerca de 10 pm, hora local. Mesmo assim Leônidas brilhantes devem brilhar bem. Os Leônidas têm o seu nome, porque se você rastrear todas as trilhas de meteoros para trás no tempo, eles se encontrariam dentro dos limites da constelação de Leo, o leão. Os astrônomos chamam esse ponto o radiante. Para encontrar Leo no céu, primeiro localize a Ursa Maior no nordeste. Faça um buraco no fundo da tigela da Ursa Big. Quando a água escorre, você pode ouvir um rugido forte da água caindo nas costas de Leo. Partículas da chuva de meteoros Leônidas são restos derramados pelo cometa 55P/Tempel-Tuttle. Em 1865, o astrônomo Ernst Tempel descobriu o cometa, e em 1866, outro astrônomo, Horace Tuttle, independentemente o encontrou. O cometa em si mede cerca de (2,5 milhas) 4 km de diâmetro e orbita o Sol com um período de pouco mais de 33 anos. Quando ele faz sua maior aproximação com o Sol, ele também passa perto da órbita da Terra. Esta última aconteceu em 28 de fevereiro de 1998. No nosso encontro de 2012, com o fluxo de detritos Tempel-Tuttle vão durar vários dias, mas a parte mais intensa (quando vamos ver a maioria dos meteoros) normalmente dura apenas duas a três horas. Meteoros Leônidas são rápidos (eles se movem a mais de (40 milhas) 65 km por segundo, e algumas trilhas de fumaça que podem durar alguns segundos. Muitos Leônidas são também brilhantes. Normalmente, os meteoros são brancos ou branco-azulados, mas nos últimos anos alguns observadores relataram os amarelos- rosa e cor de cobre. O veterano observador de meteoro e editor de astronomia contribuinte do Astronomy.com, Mike Reynolds dá este conselho para a visualização: "Você precisa de um céu claro e escuro", diz ele. "Dark (escuro) significa pelo menos (40 milhas) 65 km de qualquer cidade grande. E você não vai precisar de um telescópio. Seus olhos funcionam melhor porque você quer ver no maior campo de visão possível. Dito isso, você pode querer usar binóculos para acompanhar qualquer trilha de fumaça dos meteoros surgindo no céu.” Pegue uma cadeira de gramado, biscoitos, frutas e uma bebida não-alcoólica. (O álcool interfere com a adaptação dos olhos ao escuro, bem como afeta a percepção visual de eventos.) Mais importante ainda, se agasalhar, de preferência em camadas, e trazer cobertores. A observação de Leônidas não envolve nenhum movimento ou exercício. Você deve ficar sentado ou de pé. O melhor conselho que dou a você é observar depois de meia-noite. Este é o momento em que esses locais ficam quase perpendiculares a face da Terra na direção da órbita do nosso planeta ao redor do Sol. Depois da meia-noite, então, a Terra está correndo para o fluxo de meteoros.

A queda de neve de gelo seco em Marte

por PGAPereira e JPL. Dados do Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) deram aos cientistas a evidência mais clara até agora de nevadas de dióxido de carbono em Marte. Isso revela o único exemplo conhecido de neve de dióxido de carbono caindo em nosso sistema solar. O dióxido de carbono congelado, mais conhecido como "gelo seco", requer temperaturas cerca de (-193 ° Fahrenheit) -125º Celsius, que é muito mais frio do que o necessário para a água congelar. Lembra os cientistas acreditem que a neve de dióxido de carbono em algumas partes de Marte possa parecer bastante parecida com a da Terra, o planeta vermelho é muito diferente. "Estas são as primeiras detecções definitivas de nuvens de neve de dióxido de carbono", disse Paul Hayne do Jet Propulsion Laboratory da NASA (JPL), em Pasadena, Califórnia. "Nós estabelecemos firmemente que as nuvens são compostas de dióxido de carbono - flocos de ar marciano - e eles são grossos o suficiente para resultar em acúmulo de neve na superfície." As quedas de neve ocorreram de nuvens ao redor do pólo sul do planeta vermelho no inverno. A presença de camadas de gelo de dióxido de carbono residual sazonal e ao sul de Marte ter calota polar são conhecidos há décadas. Em 2008, a Phoenix da NASA observou queda de neve de água congelada ao norte de Marte. Hayne e seis colegas analisaram os dados obtidos ao olhar para as nuvens bem acima e lateralmente com o Mars Climate Sounder, um dos seis instrumentos do MRO. Este instrumento registra brilho em nove faixas de ondas de luz visível e infravermelho, como forma de examinar partículas e gases na atmosfera marciana. Os dados proporcionam informação sobre a temperatura, tamanhos de partícula, e as suas concentrações. A nova análise basea-se em dados de observações na região polar sul durante o inverno no sul de Marte em 2006-2007, identificando uma nuvem de dióxido de carbono de (300 milhas) 500 km de diâmetro que persiste sobre o pólo e menores, mais efêmera, nuvens de gelo de dióxido de carbono em baixa altitude entre 70 ° e 80 ° sul. "Uma linha de evidência da neve é ​​que as partículas de gelo de dióxido de carbono nas nuvens são grandes o suficiente para cair no chão durante o tempo de vida das nuvens", disse David Kass do JPL. "Outra vem de observações quando o instrumento é apontado para o horizonte, em vez de para baixo, para a superfície. A marca dos espectros de infravermelho das nuvens vistas a partir deste ângulo é obviamente de partículas de gelo de dióxido de carbono e se estendem para a superfície. Através da observação desta forma, a sonda Mars Climate é capaz de distinguir as partículas na atmosfera a partir de gelo seco na superfície.” O pólo sul de Marte é o único lugar onde o dióxido de carbono congelado persiste na superfície durante todo o ano, exatamente onde o dióxido de carbono da atmosfera de Marte fica depositado. Não está claro se ela ocorre como neve congelada ao nível do solo, como geada. Estes resultados mostram que a queda de neve é ​​especialmente vigorosa na parte superior da camada residual. "A descoberta de neve poderia significar que o tipo de depoimento - neve ou geada - está de alguma forma ligado à preservação ano-a-ano da camada residual", disse Hayne.  

Viagens às estrelas sob velas

por PGAPereira. Viagem interestelar é um dos pilares da ficção científica, mas as distâncias envolvidas são proibitivamente grandes. O sistema estelar mais próximo da Terra, Alpha Centauri, está a 4,2 anos-luz de distância, cerca de 26.000.000.000.000 quilômetros de distância. Usando a tecnologia de hoje de propulsão, que nos levaria dezenas de milhares de anos para viajar para tão longe. Se os seres humanos desejam explorar outra estrela ou sistemas planetários, novos tipos de propulsão de naves espaciais por propulsão próximas a velocidade da luz devem ser desenvolvidas. As pessoas sonham de em fazer isso em um tempo muito longo. Uma das primeiras referências a viajar mais rápido do que a luz apareceu na ficção em 1928, em O Skylark of Space por EE "Doc" Smith. Desde então, as unidades de composição, wormholes (buracos de minhocas), hiperespaços e outras noções têm alimentado a imaginação de gerações inteiras. Mas a ciência pode construir a espaçonave que poderia nos levar às estrelas em menos do que uma vida humana? A resposta é "talvez". Físicos, matemáticos e engenheiros têm publicado projetos interessantes, incluindo buraco negro alimentado naves espaciais. Nenhum deles está perto de ser construído, mas algumas das idéias mais viáveis ​​já estão no espaço, ou poderia ser posta em breve. Velas espaciais funcionando por fótons foram colocadas no espaço no ano passado, e um tipo de motor iônico de alto impulso está programado para lançamento em 2014. Apresentamos a seguir as propostas que poderá um dia nos levar às estrelas:

Viagens às estrelas por velas. Se quer viajar para as estrelas em breve, a vela solar simples é provavelmente nossa melhor aposta. Estas velas são impulsionadas pela coleta de fótons de luz quando ricocheteiam na superfície da vela. No verão passado, a agência espacial japonesa Jaxa lançou uma vela solar ao espaço. Chamado Ikaros, a vela foi construída a partir de chapas finas de alumínio revestidas de plástico, e vai ajudar os engenheiros da JAXA a determinar o quão rápido as velas podem acelerar e quanto de energia elas podem recolher. Existem vários modelos de velas espaciais e nem todas usam a radiação solar. Em 1984, o físico americano e autor de ficção científica Robert encaminhou proposta de uma sonda do espaço profundo que chamou Starwisp. Sua vela, originalmente concebida como uma malha de fios de metal fino, teria o diâmetro de mais do que metade de um quilômetro de largura, mas pesa apenas 245 gramas. A base espacial, laser de microondas de 10 milhões de gigawatt - iria bombardear a vela com fótons, eventualmente, acelerando a Starwisp a um quinto da velocidade da luz (60.000 km/seg). Posteriormente continuou a afinar a concepção da vela até a sua morte em 2002. A vela Starwisp proposta teria mais do que um quilômetro de largura. As velas solares já estão no espaço, mas a vela proposta para a sonda hipotética do espaço profundo Starwisp aproveitaria os fótons de um laser para acelerar enormemente rumo às estrelas. Como a vela a fóton funciona. 1) Painéis solares para fornecer energia de um laser de microondas de 10 milhões de gigawatts-, que está alojado em um satélite. 2) Uma lente de 600 quilômetros de diâmetro concentra as microondas para a vela de fótons. 3) A força dos fótons de microondas refletidos vela Starwisp faz com que a nave acelere a cerca de um quinto da velocidade da luz ao longo de um período de duas semanas.