NGC 3521:Galáxias numa bolha

 A linda galáxia espiral NGC 3521 está a 35 milhões anos-luz de distância, na direção da constelação de Leo. Relativamente brilhante no céu da Terra, NGC 3521 é facilmente visível em pequenos telescópios, mas muitas vezes ignorada pelas imagens de amadores em favor de outras galáxias espirais em Leo, como M66 e M65. No entanto, é difícil ignorar este retrato colorido cósmico. Abrangendo cerca de 50.000 anos-luz da galáxia de braços espirais irregulares desiguais atados com poeira, a estrela rosa formando regiões, e aglomerados de estrelas jovens e azuis. Notavelmente, esta imagem de profundidade também encontra NGC 3521 embutida na gigantesca bolha-como conchas. As cascas são provavelmente detritos de maré, fluxos de estrelas arrancadas de galáxias satélites que foram submetidas a fusões com a NGC 3521 em um passado distante. 

Órion visto pelo Spitzer

NASA e JPL  

 Poucas vistas cósmicas excitam a imaginação como a Nebulosa de Orion, um berçário estelar imenso há 1.500 anos-luz de distância. Esta impressionante vista em falsa cor se estende por cerca de 40 anos-luz de toda a região, construída com dados infravermelhos do Telescópio Espacial Spitzer. Comparado com o seu comprimento de onda visual aparente, a porção mais brilhante da nebulosa é igualmente centrada em massa de jovens estrelas quentes de Orion conhecido como o Aglomerado do Trapézio. Mas a imagem também detecta muitas proto-estrelas da nebulosa, ainda no processo de formação, visto aqui em tons de vermelho. Na verdade, as manchas vermelhas ao longo do filamento escuro e empoeirado à esquerda do brilhante aglomerado incluem a proto-estrela catalogada como HOPS 68, recentemente encontrada ter cristais de silicatos do mineral olivina no seu invólucro protoestelar. 

O planeta que orbita um par de estrelas

Imagem: Sob as luzes de dois sóis - conceito deste artista ilustra Kepler-16b, o primeiro planeta conhecido definitivamente orbita duas estrelas - o que é chamado de planeta circumbinário. O planeta, que pode ser visto em primeiro plano, foi descoberto pela missão Kepler da NASA.

  Imagem: Onde o sol se põe duas vezes - A missão Kepler da NASA descobriu um mundo onde dois sóis se põem no horizonte em vez de apenas um. O planeta, chamado Kepler-16b, é o planeta mais "parecido ao Tatooine-" já encontrado na nossa galáxia. Tatooine é o nome do planeta lar de Luke Skywalker no filme de ficção científica Star Wars . Neste caso, o planeta não é pensado para ser habitável. É um mundo frio, com uma superfície gasosa, mas como Tatooine, ele circula duas estrelas. Crédito da imagem: NASA / JPL-Caltech / R. Machucar
Por PGAPereira e Kepler

A existência de um mundo com um por de sol duplo, como retratado no filme Star Wars mais de 30 anos atrás, agora é fato científico. A missão Kepler da NASA fez a primeira detecção inequívoca de um planeta circumbinário - um planeta que orbita duas estrelas - há 200 anos-luz da Terra. Ao contrário de Tatooine de Star Wars, o planeta é frio, gasosos e não pensado para abrigar vida, mas a sua descoberta demonstra a diversidade de planetas em nossa galáxia. Pesquisas anteriores já haviam sugerido a existência de planetas circumbinários, mas a confirmação clara provaram  ser elusiva. Kepler detectou um planeta, conhecido como Kepler-16b, por trânsitos de observação, onde o brilho de uma estrela escurece o planeta cruzando  na frente dele. "Esta descoberta confirma uma nova classe de sistemas planetários que poderiam abrigar vida", disse William Borucki. "Dado que as maiorias das estrelas em nossa galáxia formam parte de um sistema binário, isto significa que as oportunidades de vida são muito mais amplas do que se os planetas se formassem somente em torno de estrelas individuais. Esta descoberta marco confirma uma teoria que os cientistas têm tido ao longo de décadas, mas não conseguiu provar até agora”. Uma equipe de pesquisadores liderada por Laurance Doyle, do Instituto SETI em Mountain View, na Califórnia, os dados utilizados a partir do telescópio espacial Kepler  medem mergulhos no brilho de mais de 150.000 estrelas, para procurar planetas em trânsito. Kepler é a primeira missão da NASA capaz de encontrar planetas do tamanho da Terra em/ ou perto da "zona habitável", a região em um sistema planetário onde a água líquida pode existir na superfície do planeta em órbita.Os  cientistas detectaram o novo planeta no sistema Kepler- 16, um par de estrelas que orbitam uma a outra eclipsando a  que passa em frente ao nosso ponto de vista na Terra. Quando a estrela menor bloqueia parcialmente a estrela maior, ocorre um eclipse primário, e um eclipse secundário ocorre quando a estrela menor é ocultada, ou completamente bloqueada pela  estrela maior. Os astrônomos observaram ainda que o brilho do sistema submergisse mesmo quando as estrelas não estavam eclipsando uma a outra, sugerindo um terceiro corpo. Os escurecimentos adicionais em eventos de brilho, chamado de eclipses terciário e quaternário, reapareceram em intervalos irregulares de tempo, indicando que as estrelas estavam em posições diferentes em sua órbita cada vez que o terceiro corpo passou. Isso mostrou que o terceiro corpo estava circulando, e não apenas uma, mas duas estrelas, em uma órbita de largura circumbinária. A força gravitacional nas estrelas, medida pelas mudanças dos seus tempos de eclipse, foi um bom indicador da massa do terceiro corpo. Apenas um puxão gravitacional muito pequeno foi detectado, que só pode ser causado por uma pequena massa. Os resultados são descritos em um novo estudo publicado sexta-feira, 16 de setembro, na revista Science. "A maioria do que sabemos sobre os tamanhos de estrelas vem de tais sistemas binários eclipsantes, e mais do que sabemos sobre o tamanho dos planetas vem do trânsito”, disse Doyle. "Kepler-16 combina o melhor dos dois mundos, com eclipses estelares e trânsitos planetários em um sistema." Esta descoberta confirma que Kepler-16b é um mundo inóspito frio do tamanho de Saturno e pensado para ser constituído por cerca de metade rocha e metade gás. As estrelas-mães são menores do que o nosso Sol. Uma delas tem 69%  da massa do Sol e apenas 20%  do outro. Kepler-16b orbita em torno de duas estrelas a cada 229 dias, semelhante à órbita de Vênus de 225 dias, mas está fora da zona habitável do sistema, onde pode existir água líquida na superfície, porque as estrelas são mais frias que o nosso Sol. "Trabalhando em filme, que muitas vezes têm a tarefa de criar algo nunca antes visto”, disse o supervisor de efeitos visuais John Knoll da Industrial Light & Magic, uma divisão da Lucasfilm Ltd., em San Francisco. "No entanto, mais freqüentemente, as descobertas científicas provam ser mais espetaculares do que qualquer coisa que ousam imaginar. Não há dúvida de que estas descobertas influenciam e inspiram contadores de histórias. Sua própria existência serve como inspiração a sonhar mais alto e abrir nossas mentes para novas possibilidades além do que pensamos 'saber'“.

Fusão de galáxias com dois buracos negros

Fig. Um par de buracos negros supermassivos foi encontrado em uma galáxia espiral (como a Via Láctea), pela primeira vez. Esta galáxia, chamada NGC 3393, é relativamente próxima a uma distância de 160 milhões de anos luz. Credit: NASA

Por PGAPereira e NASA

Os buracos negros são provavelmente os membros remanescentes de uma fusão de duas galáxias de massas desiguais de um bilhão ou mais de anos.

        Astrônomos usando o observatório de raios-X da NASA descobriram o primeiro par de buracos negros supermassivos em uma galáxia espiral semelhante à Via Láctea há aproximadamente 160 milhões de anos-luz da Terra. Os buracos negros estão localizados perto do centro da galáxia espiral NGC 3393. Separados por apenas 490 anos-luz, os buracos negros são provavelmente os membros remanescentes de uma fusão de duas galáxias de massas desiguais de um bilhão ou mais de anos. "Se estas galáxias não estavam tão próximas, não teríamos nenhuma chance de separar os dois buracos negros da forma que temos hoje”, disse Pepi Fabbiano do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica (CfA), em Cambridge, Massachusetts. "Uma vez que estas galáxias ficam bem debaixo de nossos narizes para os padrões cósmicos, faz-nos saber quantos desses pares de buracos negros ainda permanecem ausentes." Observações anteriores em raios-X e outros comprimentos de onda indicam que somente um buraco negro existia no centro da NGC 3393.

         No entanto, um olhar nos comprimentos de onda do Chandra permitiu que os pesquisadores detectassem e separassem a dupla de buracos negros. Ambos os buracos negros estão crescendo ativamente e emitindo raios-X quando o gás cai em direção a eles e se torna mais quente. Quando duas galáxias espirais de tamanho iguais se fundem, os astrônomos acham que deve resultar na formação de um par de buracos negros e galáxia com uma aparência rompida e formação estelar intensa. Um exemplo bem conhecido é o par de buracos negros supermassivos em NGC 6240, que está localizado a 330 milhões de anos-luz da Terra. No entanto, NGC 3393 é uma galáxia espiral bem organizada, e estrelas velhas dominam seu bojo central. Estes são propriedades incomuns para uma galáxia contendo um par de buracos negros. Em vez disso, NGC 3393 pode ser o primeiro exemplo conhecido onde a fusão de uma grande galáxia e uma muito menor, apelidada de "fusão menor" pelos cientistas, resultou na formação de um par de buracos negros supermassivos.

        Na verdade, algumas teorias dizem que as fusões menores devem ser a forma mais comum de pares para formar um buraco negro, mas bons candidatos têm sido difíceis de encontrar, por cuja razão a galáxia mesclada é esperada parecer tão típica. "As duas galáxias se fundiram sem deixar vestígios antes da colisão, além dos dois buracos negros”, disse Wang Junfeng, também do CFA. "Se houvesse uma incompatibilidade de tamanhos entre as duas galáxias, não seria uma surpresa para uma ainda maior sobreviver ilesa." Se isso fosse uma fusão menor, o buraco negro na galáxia menor deveria ter tido uma pequena massa que a do outro buraco negro antes de suas galáxias começasse a colidir. Boas estimativas das massas dos dois buracos negros ainda não estão disponíveis para testar essa idéia, embora as observações mostrem que ambos os buracos negros são mais massivos do que cerca de um milhão de sóis. Supondo uma fusão menor ter ocorrido, os buracos negros devem se fundir após cerca de um bilhão de anos. Ambos os buracos negros supermassivos são fortemente obscurecido por poeira e gás, o que os torna difíceis de observar em luz óptica. Porque os raios X são mais energéticos, eles podem penetrar este material obscurecendo-o. Espectros de raios-X do Chandra mostram as marcas claras de um par de buracos negros supermassivos.

         A NGC 3393 descoberta tem algumas semelhanças com um possível par de buracos negros supermassivos recém-descobertos por Julia Comerford da Universidade do Texas em Austin, também usando dados do Chandra. Dois raios-X fontes, que podem ser devido a buracos negros supermassivos em uma galáxia cerca de dois bilhões de anos-luz da Terra, estão separados por cerca de 6.500 anos-luz. Como em NGC 3393, a galáxia hospedeira não mostra sinais de perturbação ou extremas quantidades de formação estelar. No entanto, nenhuma estrutura seja de que tipo for incluindo formações em espirais, é vista na galáxia. Além disso, uma das fontes pode ser explicada por um jato, o que implica apenas um buraco negro supermassivo está localizada na galáxia. "Colisões e fusões são uma das maneiras mais importantes para as galáxias e os buracos negros crescerem", disse Guido Risaliti do CfA e do Instituto Nacional de Astrofísica, em Florença, Itália. "Encontrar um par de buracos negros em uma galáxia espiral é uma pista importante em nossa busca para aprender como isso acontece." 

Onde estão os restos dos planetas em trânsito?

Para muitos sistemas de exoplanetas que foram descobertos pelo método de velocidade radial, os astrônomos encontraram excesso de emissões na porção infravermelha do espectro. Estas têm sido geralmente interpretadas como restos de um disco ou uma coleção de objetos semelhantes ao nosso próprio cinturão de Kupier, um anel de corpos gelados além da órbita de Plutão. Mas, como Kepler e outros exoplanetas encontram ancinhos nas missões em que os candidatos transitam pela estrela-mãe, os astrônomos começaram a notar algo incomum: Nenhum dos sistemas com exoplanetas descobertos através deste método foram conhecidos terem discos de detritos. Era este um efeito de seleção estranho, talvez induzido pelo fato de que planetas em trânsito, muitas vezes orbitando próximas as suas estrelas, tornando-os mais propensos a passar ao longo da linha de visão que poderia, por sua vez, trazer formações diferentes de cenários? Ou os astrônomos simplesmente não olhando duro o suficiente? Um estudo recente dos astrônomos no Instituto Astrophysikalisches na Alemanha tenta responder a essa pergunta. A fim de fazê-lo, a equipe comparou (na época) 93 exoplanetas conhecidos em trânsito às estrelas cujos dados de arquivos estavam disponíveis através de missões de infravermelho do IRAS , ISO , AKARI , e WISE . A equipe, então, pesquisou os dados à procura de uma colisão previamente não reconhecida na emissão no infravermelho. Muitas das estrelas que foram pesquisadas detinham um brilho  ​​fraco, devido à distância, por isso a maioria dos telescópios de infravermelho não tinha imagens com profundidade suficiente para desenhar muito na forma de conclusões. Entre IRAS , ISO , Spitzer e AKARI , a equipe só foi capaz de examinar três estrelas, e todas aquelas vieram de observações do Spitzer.

        O retorno mais abundante veio do telescópio WISE que tinha 53 entradas que coincidiu com os sistemas de trânsito conhecidos, um dos quais foi excluído devido a defeitos de imagem. A partir desses 52 candidatos, a equipe encontrou quatro que podem ter contido excesso de emissões. Para acompanhar, a equipe acrescentou observações de outros observatórios que falharam no infravermelho próximo (o levantamento 2MASS) e a parte visual do espectro. Isto lhes permitiu construir uma imagem mais completa do brilho das estrelas em vários comprimentos de onda o que tornaria o excesso de se destacar ainda mais. Embora os quatro sistemas se desviassem de um corpo negro ideal, na porção do espectro esperado para um disco de detritos, apenas dois deles, TrES-2, e XO-5, o fizeram de maneira estatisticamente significativa.Embora este estudo mostre que discos de detritos são possíveis em torno de estrelas em trânsito, ele só foi capaz de confirmar a sua presença em duas estrelas de 52, ou pouco menos de 4% de sua amostra. Mas como isso se compara aos sistemas de descobertas por outros métodos? Um dos estudos citados no jornal usou um método semelhante de comparação de dados de arquivo a partir de observatórios IR para o sistema com exoplaneta conhecido descoberto por outros métodos em 2009. Neste estudo, a equipe encontrou discos de detritos em torno de 10 dos 150 planetas tendo-estrelas, que é cerca de 7%. Devido à taxa de retorno baixa em ambos os estudos, a incerteza inerente coloca estas duas figuras dentro de uma faixa plausível de outro, mas, certamente, mais estudos estarão na ordem no futuro. Eles vão ajudar os astrônomos a determinar exatamente que diferença existe, se houver, bem como dar mais detalhes sobre forma como o sistema planetário se forma e evolui.

Os alimentos dos astronautas da missão à Marte

Horta espacial e comida na mesa

A NASA tem feito um tremendo progresso nos últimos 50 anos em relação à ciência dos alimentos. Longe vão os dias de nutrientes em tubos ao estilo de creme dental e é seguro assumir que os astronautas da NASA não tiveram de beber Tang por décadas.Em uma recente reunião da American Chemical Society, Maya R. Cooper, cientista sênior de pesquisa no Laboratório de Alimentos de Sistemas Espaciais da NASA  discutiu como a alimentação dos astronautas será uma das questões mais difíceis de resolver antes de lançar uma missão tripulada a Marte. Não obstante a Nasa tenha feito progressos, quais os desafios que ainda precisam ser superados para alimentar a tripulação de uma missão tripulada a Marte?Quando planejamos uma viagem de acampamento, o pensamento não muito é dado ao que será consumido durante um fim de semana, uma semana, ou mesmo um mês. A ciência alimentar moderna nos tem dado os produtos que são seguros para comer, mesmo após semanas, e em alguns casos, meses. É muito fácil ir à loja e carregar-se de alimentos deliciosos e nutritivos, com a expectativa de que os alimentos serão relativamente seguros para comer com preocupações menores para a segurança.

        Vôos tripulados, no entanto, não é a sua viagem de acampamento média. Mesmo durante uma missão de uma ou duas semanas, os astronautas da NASA não podem simplesmente abrir uma geladeira e comerem um sanduíche cortado frio. Cientistas de alimentos da NASA devem preparar as refeições, especialmente para os astronautas, a fim de garantir que estas refeições sejam seguras para o consumo durante a missão, não só para a tripulação, mas para seu habitat também. A média de lata ou garrafa pops não iria fornecer o mesmo nível de segurança e satisfação para uma tripulação no espaço como seria para uma pessoa na Terra. Migalhas de comida podem entupir os filtros de ar ou alojarem-se em equipamentos sensíveis. Basicamente, o que funciona bem para um acampamento nem sempre funciona para uma missão ISS e o que funciona para a tripulação da ISS não pode funcionar para uma missão multi-ano para Marte.Em sua palestra, Cooper discutiu algumas das questões como a segurança alimentar e embalagens de alimentos, nutrição, peso, e, claro, a variedade.Cooper citou que a atual alocação diária de alimentos para as tripulações tripuladas do vôo espacial é pouco menos de quatro quilos por dia. Estimar uma caminhada de cinco anos a Marte exigiriam mais de 7.000 quilos de alimentos. "Isso é um impedimento claro para um monte de cenários da missão", disse Cooper. "Precisamos de novas abordagens. Agora, nós estamos olhando a possibilidade de programar um sistema bioregenerativo que envolva o cultivo no espaço e, possivelmente, transporte alguns produtos a granel em um habitat de Marte também. Este cenário envolve o processamento de alimentos e muito mais a preparação da refeição que o sistema atual de alimentos desenvolvido para os ônibus espaciais e a Estação Espacial Internacional.”

        A idéia por trás dos sistemas bioregenerativos é que as plantas poderiam funcionar como multi-tarefas, não apenas fornecer o alimento, mas também a remoção de gás de dióxido de carbono e liberando oxigênio, assim como plantas da Terra. As plantas que são os principais candidatos para uma missão a Marte teriam muito pouca estrutura não comestível. Até agora, dez plantas que exigem pouco espaço e crescem com um mínimo de trabalho foram identificadas. Algumas das dez plantas ideais identificadas são espinafre, alface, cenouras, tomates, morangos, algumas ervas e repolho.Outra idéia que Cooper sugeriu para futuras missões tripuladas a Marte seria enviar produtos alimentares antes do tempo. Enviando suprimentos antes de uma missão resultaria em menos alimentos e embalagens voarem a bordo da nave espacial tripulada que se dirigisse a Marte. Há algumas perguntas sobre o envio de suprimentos de antecedência, ou seja, o que acontece se um nave de abastecimento crítico não conseguisse chegar a Marte e se a tecnologia atual de conservação de alimentos pode garantir o conteúdo nutricional adequado para uma missão a Marte."O Projeto de Tecnologia Avançada de Alimentos da NASA está trabalhando para resolver os problemas de variedade de alimentos, peso, volume, nutrição e eliminação do lixo por meio de pesquisas e colaborações acadêmicas e comerciais externas", observou Cooper.

Andrômeda

A galáxia Andrômeda

O telescópio espacial da Nasa Spitzer tomou uma nova imagem de mosaico da galáxia de Andrômeda. Sob visão infravermelha do Spitzer, a galáxia é um contraste de estrelas velhas e nós de gás e poeira aquecidos por estrelas mais jovens. Embora pareça uma única imagem, o Spitzer tomou 3.000 quadros individuais, que foram costurados no computador para produzir este mosaico final. Andrômeda  é muito maior do que a nossa Via Láctea, e contém cerca de 1 trilhão de estrelas.A galáxia de Andrômeda, nomeada para a princesa mitológica que quase caiu presa de um monstro marinho, parece tranqüila em uma nova imagem a partir do Telescópio Espacial Spitzer da NASA. O mosaico fascinante de infravermelho mostra ondas vermelhas de poeira sobre um mar azul de estrelas. "O que é realmente interessante sobre este ponto de vista é o contraste entre o disco da galáxia, liso e plano de estrelas velhas e suas ondas irregulares de poeira aquecida por estrelas jovens", disse Pauline Barmby do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica, em Cambridge, Massachusetts.

        Barmby e sua equipe usaram os dados do Spitzer para fazer medições que melhorou drasticamente de brilho infravermelho de Andrômeda. Eles descobriram que a galáxia brilha com a mesma quantidade de energia, cerca de 4 bilhões de sóis. Com base nessas medições, os astrônomos confirmaram que há cerca de 1 trilhão de estrelas na galáxia. Nossa galáxia Via Láctea é estimado ter cem bilhões de estrelas. "Esta é a primeira vez que a população estelar de Andrômeda foi determinada utilizando o brilho infravermelho da galáxia", disse Barmby. "É reconfortante saber que nossos números estão de acordo com as estimativas anteriores da massa das estrelas com base no movimento das estrelas.” O retrato em cor falsa também fornece aos novos astrônomos com a melhor aparência da espiral ainda nos braços encharcados de poeira que giram fora do centro da galáxia, uma região escondida pela luz das estrelas brilhantes em imagens de luz visível. Poeira e gás são os materiais de construção de estrelas. Eles são aglutinados ao longo dos braços espirais, onde novas estrelas estão se formando.

        "O Spitzer rastreou os dados com clareza surpreendente do material de formação de estrelas em todo o caminho para a parte interior da galáxia", disse Dr. George Helou, vice-diretor do Centro de Ciência Spitzer, da NASA, do California Institute of Technology em Pasadena. "O desafio é entender o que modela a distribuição desse gás e poeira, e o que modula a formação de estrelas em diferentes locais."As câmeras de infravermelho em série do Spitzer capturaram luz infravermelha que emana de ambas as estrelas mais velhas (azuis) e pós feitos de moléculas chamadas hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (vermelhos). Estas moléculas contendo carbonos são aquecidas pela luz solar e brilham em comprimentos de onda infravermelha. Eles estão frequentemente associados a nuvens densas de novas estrelas, e pode ser encontrado na Terra em churrasqueiras e exaustão do carro, entre outros lugares.A galáxia de Andrômeda, também conhecida pelos astrônomos como Messier 31, está localizada a 2,5 milhões de anos-luz de distância, na constelação de Andrômeda. É a galáxia mais próxima importante para a Via Láctea, tornando-o o espécime ideal para examinar cuidadosamente a natureza das galáxias. Em uma noite clara e escura, a galáxia pode ser notada a olho nu como uma mancha difusa. Andrômeda se estende por cerca de 260.000 anos-luz, o que significa que um feixe de luz levaria 260 mil anos para viajar de uma ponta da galáxia para a outra. Em comparação, a Via Láctea tem cerca de 100.000 anos-luz de diâmetro. Quando vista da Terra, Andrômeda ocupa uma porção do céu equivalente a sete luas cheias. O amplo campo de visão do Spitzer permitiu o telescópio capturar um instantâneo completo da galáxia de Andrômeda, embora a tarefa não fosse fácil. O mosaico final consiste de 3.000 ou mais quadros de imagens individuais costuradas em conjunto sem problemas.