16.4.10

Objeto cósmico misterioso parece viajar quatro vezes mais rápido que a luz

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Objeto cósmico misterioso parece viajar quatro vezes mais rápido que a luz

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/04/2010
Objeto cósmico misterioso parece viajar quatro vezes mais rápido que a luz
A galáxia M82, onde o estranho objeto cósmico surgiu, localizada a 10 milhões de anos-luz da Terra, é uma região conhecida como "berço de estrelas", onde novos sóis formam-se em um ritmo espetacular. Mas onde eles também morrem muito rapidamente.[Imagem: NASA/JPL-Caltech]




Supernova duradoura
Astrônomos da Universidade de Manchester, na Inglaterra, descobriram um novo objeto cósmico que não se parece com nada conhecido até hoje.
De início, quando o corpo celeste surgiu muito repentinamente nos radiotelescópios, em comprimentos de onda na faixa das radiofrequências, os astrônomos pensaram tratar-se de uma supernova.
Mas supernovas perdem o brilho rapidamente, e o novo objeto continua brilhando meses depois de ter sido detectado. "O novo objeto, que surgiu em Maio de 2009, nos deixou coçando a cabeça - nunca vimos nada assim antes", disse o Dr. Tom Muxlow, da Universidade de Glasgow.
Supernovas jovens
A galáxia M82, onde o estranho objeto surgiu, localizada a 10 milhões de anos-luz da Terra, é uma região conhecida como "berço de estrelas", onde novos sóis formam-se em um ritmo espetacular.
Mas muitas dessas estrelas jovens costumam morrer rapidamente, a uma taxa muito elevada, com as gigantescas explosões das supernovas sendo registradas uma vez a cada 20 ou 30 anos.
"O objeto brilhou muito rapidamente, num intervalo de poucos dias, e não mostra nenhum sinal de queda nesse brilho ao longo dos primeiros meses de sua existência. As explosões das jovens supernovas que estávamos esperando ver na M82 brilham em comprimentos de onda de rádio durante várias semanas e, em seguida, vão decaindo ao longo dos meses seguintes." explica o astrônomo.
Velocidade superluminar
Mas a possibilidade de que o novo objeto cósmico fosse uma supernova foi mesmo descartada quando os astrônomos fizeram um acompanhamento preciso de sua posição.
Usando a rede Merlin de radiotelescópios, os cientistas detectaram um movimento aparente do objeto, ao longo de 50 dias, equivalente a mais de quatro vezes a velocidade da luz.
Essas velocidades superluminais não são observadas em remanescentes de supernovas e geralmente só são encontradas em jatos relativísticos ejetados a partir de discos de acreção em torno de buracos negros muito grandes.
O núcleo da M82, assim como o núcleo da maioria das grandes galáxias, deve conter um buraco negro super maciço. O novo corpo celeste está próximo dele, mas a vários arcossegundos de distância do centro dinâmico da M82 - suficientemente longe para tornar improvável que esse objeto esteja associado com o buraco negro desta galáxia.
Ilusão de óptica cósmica
Mas, ainda que não se saiba exatamente no que consiste o novo corpo celeste, é pouco provável que o objeto esteja de fato viajando em velocidades superluminar - é por isso que os astrônomos falam em velocidade aparente.
A explicação mais plausível para o fenômeno é que os feixes de radiação estejam viajando em nossa direção em um ângulo muito pequeno, a uma velocidade que é apenas uma fração da velocidade da luz. Os efeitos da relatividade produziriam um tipo de ilusão de óptica que faz com que o objeto pareça estar viajando a uma velocidade superluminar.
Micro-quasar
Até que novas observações permitam uma melhor análise do objeto, os astrônomos estão chamando-o de microquasar.
Sistemas parecidos têm sido encontrados no interior da Via Láctea na forma de feixes binários de raios X com jatos relativísticos ejetados por um disco de acreção ao redor de uma estrela colapsada, abastecida com material arrancado de uma companheira binária.
No entanto, este objeto é mais brilhante do que qualquer uma dessas fontes já encontrada em nossa galáxia e já está durando meses a mais do que qualquer outro sistema binário de raios X conhecido.
Além de estar situado em uma posição na M82 onde nenhuma fonte variável de raios X foi detectada até agora.

EUA: «Bola de fogo» gigante ilumina céus de Wisconsin

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Os habitantes da cidade de Wisconsin, província norte-americana, foram surpreendidos por uma «enorme bola de fogo» que permaneceu no ar durante cerca de quinze minutos, na noite de quarta para quinta-feira, segundo a cadeia televisiva CNN.
O Serviço de Meteorologia americano recebeu várias chamadas com pedidos de auxílio, por parte dos cidadãos assustados com o fenómeno que teve início por volta das dez horas da noite (locais).
«A bola de fogo foi vista a norte, movendo-se de oeste para este», lê-se no site da CNN. E «antes de ter alcançado o horizonte, desfez-se em pedaços e desapareceu», esclareceu a entidade ao canal.
A bola de fogo foi vista em várias Estados, nomeadamente Missouri, Illinois, Indiana e Wisconsin.
Um vídeo de um outro órgão de comunicação - WISN-TV - mostra um massa de luz a explodir no céu.
Ainda não houve uma explicação oficial acerca do sucedido, no entanto, alguns entendidos dizem tratar-se de uma chuva de meteoritos chamada «Gamma Virginids» que ocorre geralmente entre 4 e 21 de Abril, adianta ainda CNN.
O serviço de meteorologia disse não saber se alguma parte do meteorito atingiu o chão.

15.4.10

Nosso Universo pode estar em uma ponte entre dois outros universos

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Nosso Universo pode estar em uma ponte entre dois outros universos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 13/04/2010
Nosso Universo pode estar dentro de um buraco de minhoca
Pontes de Einstein-Rosen, como a ilustrada acima, nunca foram observadas na natureza, mas oferecem soluções teóricas para a Relatividade Geral ao combinar modelos de buracos negros e buracos brancos.[Imagem: Wikimedia]

Vermes
O nosso universo pode estar situado no interior de um buraco de minhoca (wormhole) - também conhecido como Ponte de Einstein-Rosen - uma espécie de "cano" hipotético que une dois universos.
O próprio buraco de minhoca seria parte de um buraco negro que ficaria dentro de um universo muito maior, que contém o nosso como um traço dificilmente detectável por algum cientista "extra-universal".
Esse cenário, com cara de ficção científica, no qual nosso universo nasceu dentro um buraco de minhoca, está em um artigo que acaba de ser publicado em uma das mais importantes revistas de Física do mundo.
Gravidade e expansão acelerada do Universo
Tal exercício teórico não nasce da ociosidade: acontece que a física atual se debate há anos com problemas difíceis de resolver. O maior deles é a nossa bem conhecida gravidade.
Embora seus efeitos possam ser sentidos o tempo todo, ela não se dá com as outras forças conhecidas. Nenhum cientista conseguiu até hoje desenvolver uma teoria que junte a gravidade às forças nucleares fraca e forte e ao eletromagnetismo.
O outro problema é a expansão do Universo. A gravidade deveria estar fazendo com que ele estivesse se contraindo, ou no mínimo, ela deveria estar desacelerando sua expansão. Mas as observações mostram o contrário, o que fez surgir as teorias da matéria escura e da energia escura.
Saindo pelo cano
Nikodem Poplawski, da Universidade de Indiana, nos Estados Unidos, acredita que esses problemas podem ser resolvidos se nosso universo tiver nascido quando uma estrela gigante, situada em um universo muito maior e muito mais antigo do que o nosso, colapsou, formando uma ponte para um outro universo.
Se o nosso universo surgiu no meio dessa ponte entre esses dois outros universos, a gravidade pode ser rastreada para antes daquele instante mágico do Big Bang, permitindo sua unificação com as outras forças.
E a expansão acelerada do nosso universo seria explicada pelo simples fato de que estaríamos "vazando" pelo buraco de minhoca, atraídos por outro universo.
Buracos brancos
Poplawski admite que apenas um experimento ou uma observação direta poderiam revelar o movimento de uma "partícula" - tão grande quanto o nosso próprio universo - em um buraco negro real.
Mas ele também salienta que, como os observadores somente podem ver o lado de fora de um buraco negro, o interior não pode ser vislumbrado a menos que um observador entre no buraco negro ou já more lá.
"Esta condição seria satisfeita se o nosso universo estiver no interior de um buraco negro existente em um universo maior," afirma ele.
"Como a teoria geral da relatividade de Einstein não escolhe uma orientação para o tempo, se um buraco negro pode se formar a partir do colapso gravitacional de matéria através de um horizonte de eventos no futuro, então o processo inverso também é possível. Um processo assim poderia descrever um buraco branco explodindo: a matéria emergindo de um horizonte de eventos no passado, exatamente como o Universo em expansão," explica Poplawski.
Um buraco branco é conectado a um buraco negro por uma ponte de Einstein-Rosen (ou buraco de minhoca) e é, hipoteticamente, a reversão no tempo de um buraco negro.
Um universo em cada buraco negro
No artigo, Poplawski sugere que todos os buracos negros astrofísicos - e não apenas os buracos negros Schwarzschild e Einstein-Rosen - podem ter pontes Einstein-Rosen, cada um com um novo universo em seu interior, que se formou simultaneamente com o buraco negro.
"Do que decorre que o nosso universo poderia ter-se formado dentro de um buraco negro existente dentro de outro universo", defende ele. Ou, mais especificamente, dentro de um buraco de minhoca que une dois outros universos.
Segundo ele, o conceito de um universo que nasce no interior de um buraco negro de Einstein-Rosen poderia evitar ainda o problema da física atual com o chamado problema da perda de informação dos buracos negros, que afirma que toda e qualquer informação sobre a matéria é perdida quando ela passa pelo horizonte de eventos de um buraco negro - por sua vez, desafiando as leis da física quântica.
Para isso, ele propõe o uso de um sistema de coordenadas euclidianas, chamadas coordenadas isotrópicas, para descrever o campo gravitacional de um buraco negro e para modelar o movimento geodésico radial de uma "partícula de grande massa" no interior desse buraco negro.
Em seu trabalho, Poplawski estudou o movimento radial ao longo do horizonte de eventos (a fronteira de um buraco negro) de buracos negros do tipo Schwarzschild e Einstein-Rosen - ambos soluções matematicamente legítimas da Relatividade Geral. Faltaria agora generalizar mais a sua solução.
Bibliografia:

Radial motion into an Einstein-Rosen bridge
Nikodem J. Poplawski
Physics Letters B
12 April 2010
Vol.: 687, Issues 2-3, Pages 110-113
DOI: 10.1016/j.physletb.2010.03.029

14.4.10

Exoplanetas que orbitam na contramão atropelam teorias

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Exoplanetas que orbitam na contramão atropelam teorias

Planetas que giram ao contrário

O anúncio feito hoje, da descoberta de nove novos exoplanetas, não deveria chamar muito a atenção - afinal, os planetas fora do Sistema Solar conhecidos até agora passaram a somar nada menos do que 452.

Contudo, ao cruzar os dados com observações anteriores de exoplanetas em trânsito, os astrônomos surpreenderam-se com o fato de que seis deles orbitam na direção oposta à da rotação da sua estrela hospedeira - precisamente o contrário do que se passa no nosso Sistema Solar.

Estas novas descobertas virtualmente jogam por terra as atuais teorias da formação dos planetas.

"Esta é uma verdadeira bomba que estamos lançando sobre o campo dos exoplanetas," diz Amaury Triaud, do Observatório de Genebra que, juntamente com Andrew Cameron e Didier Queloz, lidera a maior parte da campanha de observações que permitiu estas descobertas.

Teoria da formação dos planetas

A teoria atual de formação dos planetas propõe que os planetas nascem de um disco de gás e poeira que circunda uma estrela jovem.

Como esse disco protoplanetário gira na mesma direção da estrela, a teoria resultava em que os planetas formados a partir desse disco orbitariam, mais ou menos, no mesmo plano e se moveriam ao longo das suas órbitas na mesma direção que a rotação da estrela.

Esta é cara do nosso Sistema Solar. Como somente há poucos anos os cientistas começaram a descobrir planetas orbitando outras estrelas, não é de estranhar que a teoria que tentava explicar a formação de todos os planetas resulte em sistemas planetários exatamente iguais ao nosso - o único observado até então.

Planetas fora do eixo e na contramão

Depois da detecção inicial dos nove novos exoplanetas, com o instrumento WASP (Wide Angle Search for Planets), a equipe de astrônomos utilizou diversos outros aparelhos para confirmar as descobertas e caracterizar os exoplanetas em trânsito encontrados tanto neste novo rastreamento como nos anteriores.

Surpreendentemente, quando a equipe combinou os novos dados com as observações mais antigas, descobriu que mais de metade de todos os exoplanetas do tipo Júpiter quente estudados tem órbitas desalinhadas com o eixo de rotação das suas estrelas hospedeiras.

A equipe descobriu ainda que seis exoplanetas desta extensa amostragem (dos quais dois são descobertas novas) têm movimentos retrógrados: eles orbitam a sua estrela na direção "errada", ou na contramão.

"Estes novos resultados desafiam claramente o conhecimento convencional de que os planetas devem sempre orbitar na mesma direção da rotação das suas estrelas," afirma Andrew Cameron, da Universidade de St Andrews, na Inglaterra. Foi ele quem apresentou estes novos resultados no Encontro Nacional de Astronomia do Reino Unido, que está acontecendo esta semana em Glasgow.

Consertando a teoria da formação planetária

A origem dos exoplanetas do tipo Júpiter quente é um enigma desde a descoberta do primeiro deles, há cerca de 15 anos. São planetas com massa similares ou maiores do que a de Júpiter, mas que giram em alta velocidade em órbitas muito próximas da sua estrela.

Os astrônomos acreditam que os núcleos dos planetas gigantes se formam de uma mistura de partículas de rocha e gelo, material que se encontra apenas nas regiões mais frias e afastadas do sistema planetário.

Desde modo, estes exoplanetas deveriam formar-se longe da sua estrela - novamente, uma influência clara sobre a teoria do material observacional até agora disponível, ou seja, o nosso próprio Sistema Solar.

Para dar conta dos novos dados, a partir da descoberta desses exoplanetas gigantes gasosos, os astrônomos teorizaram que eles se formariam como sua teoria estabelecia e, só depois, migrariam para órbitas mais interiores, muito mais próximas da estrela hospedeira.

Eles afirmam que este fenômeno poderia ser explicado por interações gravitacionais com o disco de poeira a partir do qual os planetas se formam, em um cenário a se desenrolar ao longo de alguns milhões de anos, resultando numa órbita alinhada com o eixo de rotação da estrela hospedeira. Este cenário permitiria igualmente a formação subsequente de planetas rochosos do tipo da Terra.

Infelizmente, esta hipótese não explica as novas observações.

Consertando a teoria - Tentativa 2

Exoplanetas que orbitam na contramão atropelam teorias
Acostumados com o nosso Sistema Solar, os cientistas acreditavam, com base em sua teoria de formação planetária, que todos os planetas deveriam orbitar suas estrelas mais ou menos no mesmo plano. Vários dos exoplanetas descobertos não obedecem a esta "regra". [Imagem: ESO/L. Calçada]

Para explicar os novos exoplanetas retrógrados agora descobertos, uma teoria de migração alternativa sugere que a proximidade desse tipo de exoplaneta em relação às suas estrelas não se deve a interações com o disco de poeira, mas sim a um processo de evolução mais lento que envolve uma "luta" gravitacional com companheiros planetários ou estelares mais distantes, durante centenas de milhões de anos.

Depois que essas perturbações gravitacionais levam um exoplaneta gigante a uma órbita inclinada e alongada, este sofrerá fricções de maré, perdendo energia cada vez que a sua órbita o aproxima da estrela. Deste modo, ele ficará eventualmente "estacionado" numa órbita quase circular, mas inclinada de maneira aleatória, próximo da estrela hospedeira.

"Um efeito secundário dramático deste processo seria o de que qualquer pequeno planeta do tipo da Terra seria varrido destes sistemas," diz Didier Queloz do Observatório de Genebra. É isto que fez com que os astrônomos afirmarem que, provavelmente, estrelas que possuem gigantes gasosos em suas proximidades não teriam planetas rochosos como a Terra.

Dois dos novos exoplanetas retrógrados descobertos possuem companheiros de grande massa, mais distantes, que poderiam ser as potenciais causas do efeito agora teorizado.

Como se formam os planetas

Se é muito cedo para afirmar que a nova hipótese se estabelecerá como uma nova teoria de formação planetária, uma coisa pelo menos é certa: os astrônomos vão se dedicar ainda com mais afinco na busca de novos exoplanetas, de forma a terem uma amostra observacional que os permita novamente criar uma explicação para a pergunta que não vai parar de ser feita: como se formam os planetas?

Esta teoria alternativa de "luta gravitacional", embora não seja exaustiva e não elimine novas propostas, deverá suprir a lacuna - pelo menos até que se descubra um sistema planetário que tenha tanto um gigante gasoso quanto um planeta rochoso menor.

Observatórios robóticos

Os nove novos exoplanetas foram descobertos pelo instrumento WASP (Wide Angle Search for Planets).

O WASP tem dois observatórios robóticos, cada um com oito câmaras de grande ângulo que monitoram o céu continuamente à procura de eventos de trânsito planetário.

Um trânsito planetário ocorre quando um planeta passa à frente da sua estrela hospedeira - em relação à Terra - bloqueando temporariamente parte da radiação emitida pela estrela e que chega até nós.

As oito câmaras de grande ângulo conseguem monitorar milhões de estrelas simultaneamente, tentando detectar esses raros acontecimentos de trânsito.

Planeta em trânsito

Para confirmar a descoberta e caracterizar um novo planeta em trânsito, é necessário fazer um estudo de velocidade radial para detectar as oscilações da estrela hospedeira em torno do centro de massa comum (estrela + planeta).

Isso é feito com uma rede internacional de telescópios equipados com espectrômetros muito sensíveis. No hemisfério Norte o Nordic Optical Telescope, instalado nas ilhas Canárias, e o instrumento SOPHIE, montado no telescópio de 1,93 metro do Observatório de Haute Provence, na França lideram a busca.

No hemisfério Sul, o HARPS, montado no telescópio de 3,6 metros do ESO, e o espectrômetro CORALIE, montado no telescópio suíço EULER, ambos em La Silla, no Chile, foram utilizados para confirmar a descoberta dos novos planetas e medir o ângulo que a órbita de cada planeta faz com o equador da respectiva estrela.

Os telescópios robóticos Faulkes, situados no Havaí e Austrália, forneceram medições de brilho para a determinação do tamanho dos planetas.

Planetas gigantes gasosos

Exoplanetas do tipo Júpiter quente, também chamados gigantes gasosos, são planetas com massas similares ou maiores do que a de Júpiter, que orbitam as suas estrelas hospedeiras em órbitas muito mais próximas da estrela do que qualquer planeta do nosso Sistema Solar se encontra do Sol.

Como são grandes e estão próximos da estrela hospedeira, eles são mais fáceis de detectar através do seu efeito gravitacional sobre a estrela e, ao mesmo tempo, têm maior probabilidade de passar à frente da estrela.

A maior parte dos primeiros exoplanetas descobertos pertence a esta classe de objetos. Apenas no início de 2010 foi anunciada a descoberta do primeiro exoplaneta temperado, com temperaturas mais baixas, e que foi brindado pelos astrônomos como uma verdadeira Pedra de Roseta planetária.