161.   Estrelas e Galáxias II Bolha Produzida Por Supernova Parece um Ornamento   Uma delicada esfera de gás, fotografada pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA, flutua serenamente nas profundezas do espaço. A concha prístina, ou bolha, é o resultado do impacto da onda expansiva oriunda da explosão de uma supernova com o gás do espaço interestelar. Chamada SNR 0509-67.5 (ou SNR 0509 abreviadamente), a bolha é o remanescente visível de uma poderosa explosão estelar na Grande Nuvem de Magalhães (Large Magellanic Cloud = LMC), uma pequena galáxia situada a 160.000 anos-luz da Terra.   Ondulações na superfície da bolha podem ser causadas por tênues variações na densidade do gás interestelar, ou possivelmente são geradas por fragmentos de material ejetado do interior. O envoltório em forma de bolha tem 23 anos-luz de diâmetro e está se expandindo a mais de 11 milhões de milhas por hora (5.000 quilômetros por segundo).   Os astrônomos concluíram que a explosão foi de uma variedade de supernova especialmente poderosa em energia e brilhante. Conhecidos como Tipo Ia, tais eventos (supernovas) são supostos como o resultado de uma estrela anã branca em um sistema binário que rouba material de sua companheira, até que sua massa ultrapassa o limite de estabilidade, e então eventualmente ela explode.   A Câmera Avançada para Pesquisas do Hubble registrou o remanescente da supernova em 28/10/2006 com um filtro que isola a luz do brilho de hidrogênio visto na bolha em expansão. Essas observações foram então combinadas com imagens de luz visível do campo estelar circundante obtidas com a Câmera 3 de Campo Ampliado do Hubble em 04/11/2010.   Com uma idade de 400 anos vista da Terra, a supernova deve ter sido visível para observadores no hemisfério sul por volta do ano 1600, entretanto, não há registros conhecidos daquela época de uma “nova estrela” na direção da LMC. Uma supernova mais recente na LMC, a SN 1987 A, conseguiu captar a atenção de observadores na Terra e continua a ser estudada com telescópios em terra e no espaço, incluindo o Hubble. Fonte : NASA, 14/12/2010 Créditos : NASA, ESA, e a Equipe Hubble Heritage (STScI/AURA) Agradecimentos : J. Hughes (Rutgers University) As Maiores Estrelas   O pequeno aglomerado aberto de estrelas Pismis 24 fica no núcleo da nebulosa NGC 6357 em Escorpião, por volta de 8.000 anos-luz da Terra. O objeto mais brilhante no centro desta imagem é designado Pismis 24-1 e já foi estimado que sua massa alcance 200 a 300 vezes a massa do Sol. Isso não só o tornaria de longe a mais massiva estrela conhecida na galáxia, mas o colocaria consideravelmente acima do limite superior de massa admitido correntemente, que é de 150 vezes a massa solar para estrelas individuais.   Entretanto, imagens de alta resolução da estrela obtidas pelo Telescópio Espacial Hubble mostraram que ela é realmente composta por duas estrelas orbitando uma em torno da outra, cada uma com massa estimada de 100 massas solares.   Adicionalmente, observações espectroscópicas com telescópios baseados em terra revelaram anteriormente que uma das estrelas é na verdade uma binária compacta além da capacidade de resolução até mesmo do Hubble. Isso divide a massa estimada de Pismis 24-1 entre três estrelas. Embora as estrelas estejam ainda entre as mais pesadas conhecidas, o limite de massa não foi ultrapassado devido à multiplicidade do sistema.   As imagens da NGC 6357 foram obtidas com a Câmera 2 Planetária de Campo Ampliado (WFPC2 = Wide Field Planetary Camera 2) do Hubble em abril de 2002. Fonte : NASA, 12/12/2010 Créditos : NASA, ESA, e J. Maíz Apellániz (Instituto de Astrofísica de Andaluzia, Espanha) Telescópio Fermi da NASA Vê a Mais Poderosa Explosão de Raios Gama Até Agora   A primeira rajada de raios gama vista pelo Telescópio Espacial Fermi de Raios Gama da NASA foi digna dos livros de recordes. A explosão teve a maior energia total, os mais rápidos movimentos e as mais altas emissões iniciais de energia jamais vistas.   “Estivemos esperando por essa”, disse Peter Michelson, o principal investigador do Telescópio Fermi de Banda Larga na Universidade de Stanford. “Emissões de rajadas com essas energias são ainda pouco compreendidas, e o Fermi está nos fornecendo as ferramentas para entendê-las”.   Rajadas de raios gama são as explosões mais luminosas do universo. Os astrônomos acreditam que a maioria ocorre quando exóticas estrelas massivas esgotam seu combustível nuclear. Conforme o núcleo da estrela colapsa para um buraco negro, jatos de matéria – impulsionados por processos ainda não compreendidos inteiramente – são ejetados com velocidade próxima da luz. Os jatos abrem caminho através de toda a estrela em colapso e continuam pelo espaço, onde interagem com gás previamente espalhado pela estrela e geram brilhantes fulgurações que enfraquecem com o tempo.   Essa explosão, designada GRB 080916C, ocorreu às 7:13 da tarde EDT (Eastern Daylight Time) de 15 de setembro, na constelação Carina. Outro instrumento do Fermi, o Monitor de Rajadas de Raios Gama (GBM), simultaneamente gravou o evento. Juntos, os dois instrumentos forneceram uma visão da rajada inicial de raios gama, com energias entre 3.000 até mais de 5 milhões de vezes maiores que a da luz visível.   Aproximadamente 32 horas após a explosão, Jochen Greiner do Instituto Max Planck para Física Extraterrestre em Garching, Alemanha, liderou uma equipe que procurou pelo brilho evanescente da explosão. A equipe simultaneamente registrou aquela região em sete comprimentos de onda usando o Detector Ótico/Infravermelho de Rajadas de Raios Gama (GROND), no telescópio de 2,2 metros do Observatório do Sul Europeu em La Silla, Chile. Em certas cores, o brilho de um objeto distante mostra uma queda característica causada por nuvens de gás do meio. Quanto mais distante o objeto, mais próximo do vermelho estará o comprimento de onda em que essa queda ocorre. Isso fornece aos astrônomos uma estimativa rápida da distância do objeto. As observações seguintes da equipe estabeleceram que a explosão ocorreu a 12,2 bilhões de anos-luz de distância.   “Essa já era uma explosão excitante”, disse Julie McEnery, uma cientista suplente de projeto no Centro Goddard de Vôo Espacial da NASA em Greenbelt, Md. “Mas com a distância calculada pela equipe do GROND, mudou de excitante para extraordinária”.   Com a distância em mãos, a equipe do Fermi mostrou que a explosão excedeu a potência de aproximadamente 9.000 supernovas comuns, se a energia foi emitida igualmente em todas as direções. Esse é um método padrão usado pelos astrônomos para comparar eventos ainda que explosões de raios gama emitam a maior parte de sua energia em jatos estreitos.   Juntamente com as medições do Fermi, a distância também ajuda os astrônomos a determinar a menor velocidade possível para o material emitido na rajada inicial de raios gama. No interior do jato desta explosão, bolhas de gás se moveram a 99,9999 % da velocidade da luz. A tremenda potência e velocidade da explosão faz dela a mais poderosa registrada até agora.   Um aspecto curioso da explosão é um retardo de cinco segundos separando as emissões de energia mais alta daquelas de nível mais baixo. Essa defasagem de tempo foi vista claramente em somente uma explosão anterior.   “Isso pode significar que as emissões de energia mais alta estão vindo de partes diferentes do jato ou foram criadas através de um mecanismo diferente”, disse Michelson.   Os resultados obtidos pela equipe aparecem hoje na edição online da revista Science.   O Telescópio Espacial Fermi de Raios Gama da NASA é uma missão conjunta de astrofísica e física de partículas, desenvolvida em colaboração com o Departamento de Energia dos Estados Unidos e importantes contribuições de instituições acadêmicas e parcerias na França, Alemanha, Itália, Japão, Suécia, e Estados Unidos. Fonte : Centro Goddard de Vôo Espacial da NASA, 19/02/2009 Fulguração de raios-X da GRB 080916C aparece em laranja e amarelo nesta vista que combina imagens dos telescópios Swift de Ultravioleta/Ótico e raios-X Imagem do telescópio Max Planck de 2,2 m em La Silla, Chile, do fulgor evanescente (no círculo) após 31,7 horas da explosão Galáxia M81 em Vários Comprimentos de Onda   Essa bonita galáxia está inclinada formando um ângulo oblíquo com a nossa linha de visada, proporcionando a visão da sua estrutura em espiral. A galáxia é similar à nossa Via Láctea, mas essa vista favorável permite um retrato melhor da arquitetura típica das galáxias espiraladas.   A M81 pode estar entrando em um surto de formação de estrelas ao longo de seus braços espirais devido a um encontro que ela pode ter tido com as vizinhas galáxia espiral NGC 3077 e a M82 há cerca de 300 milhões de anos atrás. A M81 é uma das galáxias mais brilhantes que podem ser vistas da Terra. Ela aparece alta no céu do norte, na constelação circumpolar da Ursa Maior. Com uma magnitude aparente de 6,8 está justamente no limite da visão a olho nu. O tamanho angular da galáxia é mais ou menos o mesmo da lua cheia.   Esta imagem combina dados do Telescópio Espacial Hubble, do Telescópio Espacial Spitzer, e das missões Galaxy Evolution Explorer (GALEX). Os dados de ultravioleta da GALEX são da parte extrema do espectro (135 a 175 nanômetros). Os dados de infravermelho do Spitzer foram obtidos com o detector IRAC 4 (8 microns). Os dados do Hubble são da porção azul do espectro. Fonte : NASA, 30/05/2007 A Galáxia do Sombrero em Infravermelho   Esse anel flutuante é do tamanho de uma galáxia. De fato, ele é parte da fotogênica Galáxia do Sombrero, uma das maiores galáxias no vizinho Grupo de Galáxias de Virgo. A faixa escura de poeira que obscurece a luz visível na seção média da Galáxia do Sombrero brilha intensamente com radiação infravermelha.   A imagem mostra o brilho infravermelho, registrado recentemente pelo Telescópio Espacial Spitzer em órbita, superposto em cores arbitradas sobre uma imagem disponível obtida pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA em luz visível. A Galáxia do Sombrero, ou M104, se espalha por cerca de 50.000 anos-luz e está distante 28 milhões de anos-luz. A M104 pode ser vista com um pequeno telescópio na direção da constelação de Virgo. Fonte : NASA, 21/01/2007 Galáxias NGC 2207 e IC 2163   Essas galáxias em transformação tomaram a forma de uma gigantesca máscara. Os olhos são representados pelos núcleos de duas galáxias em processo de fusão, as NGC 2207 e IC 2163, e a máscara é formada pelos braços em espiral.   A NGC 2207 e IC 2163 se encontraram e começaram essa espécie de tango gravitacional a cerca de 40 milhões de anos atrás. As duas galáxias estão se atraindo mutuamente, estimulando a formação de novas estrelas. Eventualmente, esse balé cósmico chegará a um final, quando as galáxias se fundirem em uma só. A dupla dançarina está localizada a 140 milhões de anos-luz de distância na constelação Canis Major.   A imagem em cores arbitradas consiste de dados de infravermelho do Telescópio Espacial Spitzer da NASA (vermelho) e de luz visível do Telescópio Espacial Hubble da NASA (azul e verde). Os dados de infravermelho do Spitzer iluminam as regiões de poeira das galáxias, enquanto os dados de luz visível do Hubble indicam luz das estrelas. Uma imagem somente com dados do Hubble, mostraria as regiões de poeira como áreas escuras. Os dados do Hubble correspondem a comprimentos de onda da luz de 0,44 a 0,55 microns (azul e verde, respectivamente). Os dados do Spitzer representam radiação de 8 microns. Fonte : NASA, 26/04/2006 Galáxia Cartwheel Faz Ondas   Esta imagem composta colorida por software mostra a galáxia Cartwheel como é vista pelo detector ultravioleta de longo alcance do Explorador da Evolução de Galáxias, GALEX (em azul); pela Câmera 2 Planetária de Campo Ampliado do Telescópio Espacial Hubble na banda B de luz visível (em verde); a Câmera com Dispositivo Infravermelho (IRAC) em 8 microns do Telescópio Espacial Spitzer (em vermelho); e o conjunto Espectrômetro-S de Imagens CCD Avançado do Observatório Chandra (em púrpura).   Aproximadamente 100 milhões de anos atrás, uma galáxia menor mergulhou através do coração da galáxia Cartwheel, criando ondulações de breves formações de estrelas. Nesta imagem, a primeira ondulação aparece como um anel externo azul brilhante ultravioleta. O anel externo azul é tão forte nas observações do GALEX que isso indica ser a Cartwheel uma das galáxias emissoras de UV mais fortes do universo próximo. A cor azul revela para os astrônomos que associações de estrelas 5 a 20 vezes mais massivas que o nosso sol estão se formando nesta região.   As manchas cor de rosa ao longo do anel externo azul são regiões onde raios-X e radiação UV ficaram superpostas na imagem. Estas fontes pontuais de raios-X se parecem muito com grupos de sistemas estelares binários contendo um buraco negro (chamados Sistemas Binários Massivos de Raios-X). As fontes de raios-X parecem se agrupar em volta de conjuntos estelares supermassivos emitindo fortemente na faixa ótica/UV.   O anel interno amarelo-laranja e o núcleo no centro da galáxia resultam da combinação de luz visível e infravermelho, que é mais forte na direção do centro. Esta região da galáxia representa a segunda ondulação, ou anel de onda, criada na colisão, mas tem muito menos atividade de formação de estrelas que o primeiro anel de onda (o externo).   Os tufos de vermelho espalhados pelo interior da galáxia são moléculas orgânicas que foram iluminadas pela fraca vizinha formação de estrelas.   Enquanto isso, os matizes de verde são estrelas mais velhas e menos massivas emitindo luz visível.   Embora os astrônomos não tenham identificado exatamente qual galáxia colidiu com a Cartwheel, duas ou três galáxias candidatas podem ser vistas nesta imagem, junto à parte inferior esquerda do anel, uma como uma bolha néon e a outra como uma espiral verde.   Anteriormente, os cientistas acreditavam que o anel marcava o limite mais externo da galáxia, mas as últimas observações do GALEX detectaram um anel indistinto, não visível nesta imagem, que se estende até o dobro do diâmetro do anel. Fonte : NASA / JPL - Caltech, 11/01/2006 Um Maciço e Oculto Grupo de Estrelas Cheio de Supergigantes Vermelhas   O céu é uma caixa de jóias cheia de estrelas cintilantes nesta imagem de infravermelho. As jóias da coroa são 14 estrelas maciças no limiar de explodir como supernovas. Essas enormes estrelas estão em um dos mais massivos grupos de estrelas na Galáxia Via-Láctea. São uma amostra para a massa do jovem grupo. Os astrônomos estimam que o grupo é pelo menos 20.000 vezes mais massivo que o Sol. Cada supergigante vermelha tem cerca de 20 vezes a massa do Sol.   A imagem em cores compostas foi obtida pelo Telescópio Espacial Spitzer para o projeto Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire (GLIMPSE). O mapeamento penetra a poeira que obscurece a espessura do disco da nossa galáxia e revela estrelas e grupos de estrelas nunca antes vistos. As cores arbitradas da imagem correspondem à emissão em infravermelho. As estrelas aparecem todas azuis porque emitem a maior parte da luz infravermelha em comprimentos mais curtos de onda.   A imagem inserida, uma composição de cores arbitradas, foi obtida pelo Two Micron All Sky Survey (2MASS). Os astrônomos identificaram o grupo como um potencial colosso depois de localizá-lo no catálogo do 2MASS. Eles então usaram o Espectrógrafo Infravermelho Multi-objetivo no Observatório Nacional Kitt Peak, Arizona, para analisar as cores do grupo. A partir desta análise, descobriram as supergigantes vermelhas. Confirmaram o pedigree das supergigantes vermelhas estudando as cores de outras supergigantes vermelhas em dados obtidos pelo Telescópio Espacial Spitzer.   O grupo está distante 18.900 anos-luz na direção da constelação Scutum. É o primeiro em um mapeamento de 130 grupos estelares potencialmente massivos na Via-Láctea, que os astrônomos estudarão nos próximos cinco anos usando uma variedade de telescópios, incluindo os espaciais Spitzer e Hubble. A imagem do Spitzer foi obtida em 4 de abril de 2004; a imagem do 2MASS em 4 de julho de 1999. Fonte : NASA / JPL - Caltech, 09/01/2006 Cassiopéia A - O Remanescente da Supernova   Essa deslumbrante ilustração colorida através de software mostra vários aspectos do remanescente da supernova Cassiopéia A. Foi montada a partir de imagens obtidas por três grandes observatórios da NASA, usando três diferentes faixas de comprimentos de onda. Dados de infravermelho do Telescópio Espacial Spitzer são coloridos de vermelho; dados de luz visível do Telescópio Espacial Hubble estão em amarelo; e dados de raios-X do Observatório Chandra de Raios-X estão em verde e azul.   Localizada a 10.000 anos-luz de distância na constelação do norte Cassiopéia, Cassiopéia A é o remanescente de uma outrora maciça estrela que morreu numa violenta explosão de supernova há 325 anos atrás. Consiste em uma estrela morta, chamada estrela de nêutrons, e um envoltório de material que foi ejetado quando se deu a explosão. Esse remanescente sinaliza a mais recente supernova na nossa galáxia Via-Láctea, e é um dos objetos mais estudados no céu.   Cada um dos observatórios se dedica a diferentes características desse objeto celestial. Enquanto o Spitzer revela poeira aquecida a algumas centenas de graus Kelvin (25º C) na casca externa, o Hubble vê as delicadas estruturas filamentares de gases quentes em torno de 10.000 graus Kelvin (10.000º C). O Chandra investiga os inimaginavelmente gases quentes, em torno de 10 milhões de graus Kelvin (10 milhões de graus Celsius). Esses gases extremamente quentes foram criados quando material ejetado por Cassiopéia A chocou-se contra gases e poeira circundantes. O Chandra também pode ver a estrela de nêutrons de Cassiopéia A (ponto turquesa ao centro da casca).   Os dados do Chandra em azul foram obtidos usando banda larga de raios-X (baixas até altas energias); os dados em verde correspondem a raios-X de energia intermediária; os dados em amarelo do Hubble foram obtidos com um filtro de comprimento de onda de 900 nanômetros, e os dados em vermelho do Spitzer são do detector de 24 microns do telescópio. Fonte : NASA, 06/09/2005 Nota : Cabe notar que a supernova foi VISTA há 325 anos atrás, e como está a 10.000 anos-luz de distância, a explosão teria ocorrido há 10.325 anos. A Galáxia Messier 81   Os magníficos braços em espiral da galáxia próxima Messier 81 são destacados nesta imagem do Telescópio Espacial Spitzer da NASA. Localizada na constelação do norte Ursa Maior, essa galáxia é facilmente visível com binóculo ou um pequeno telescópio. A M81 (NGC 3031 ou UGC 5318) está localizada a uma distância de 12 milhões de anos-luz. Por causa de sua proximidade, a M81 fornece aos astrônomos uma oportunidade atrativa de estudar em detalhe a anatomia de uma galáxia espiral.   A resolução e sensitividade sem precedentes do Spitzer em freqüências de infravermelho mostram uma clara separação entre os vários constituintes chave da galáxia : as estrelas antigas, a poeira interestelar aquecida pela atividade de estrelas em formação, e os locais internos de formação de estrelas massivas. As imagens infravermelhas também permitem medições do conteúdo total de poeira na galáxia, assim como a taxa com a qual novas estrelas estão se formando.   A imagem foi obtida pelo conjunto de câmeras infravermelhas do Spitzer. É uma composição de quatro cores de luz invisível, mostrando emissões nas faixas de onda de 3,6 mícrons (azul), 4,5 mícrons (verde), 5,8 mícrons (amarelo) e 8,0 mícrons (vermelho).   Formando caminhos sinuosos a partir do núcleo branco-azulado da galáxia, estão as predominantes estrelas antigas e pouca poeira, os grandes braços espirais são dominados pela emissão infravermelha da poeira. A poeira na galáxia é banhada por luzes ultravioleta e visível. Ao absorver um fóton de ultravioleta ou luz visível, um grão de poeira é aquecido e reemite a energia em comprimentos de onda mais longos de infravermelho. As partículas de poeira, compostas de silicatos (que são quimicamente similares à areia da praia) e hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, seguem a distribuição de gás na galáxia. A mistura de gás (que é melhor detectado em bandas de onda de rádio) e poeira fornecem uma reserva de materiais brutos para a futura formação de estrelas. Os amontoados de nódulos brilhando em infravermelho dentro dos braços espiralados mostram onde estrelas massivas estão nascendo em gigantescas regiões H II (hidrogênio ionizado). A emissão de 8 mícrons marca as regiões de formação ativa de estrelas na galáxia.   O estudo das localizações dessas regiões com respeito à distribuição da massa total e outros constituintes da galáxia (gás por exemplo) ajudará a identificar as condições e processos necessários à formação das estrelas. Com as observações do Spitzer, essa informação chega até nós sem as complicações da absorção por poeira fria na galáxia, que faz com que a interpretação de resultados com luz visível seja incerta. As estrelas brancas dispersas pelo campo de visão são estrelas em primeiro plano da nossa própria galáxia Via Láctea. Fonte : NASA/JPL-Caltech, 18/12/2003