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Destaques da NASA: fotos astronômicas da semana (10/04 a 16/04/2021)

Daniele Cavalcante
·8 minuto de leitura

A semana foi bastante agitada para os astrofísicos e todos os interessados no estudo de buracos negros, com uma boa quantidade de estudos publicados sobre o assunto e novas imagens reveladoras. Então, nada mais justo que dedicar essa semana para falar um pouco mais sobre esses objetos no Astronomy Picture of the Day (APOD). Afinal, apesar de serem invisíveis, os buracos negros proporcionam imagens incríveis graças aos efeitos gravitacionais que eles exercem sobre a luz.

O APOD da semana também mostrou outros fenômenos que proporcionam paisagens belíssimas, como a luz zodiacal, que fornece aos astrofotógrafos oportunidades para criar fotos exuberantes do nosso céu noturno. E para não dizer que as queridas nebulosas ficaram de fora, você conhecerá a fabulosa NGC 2736, a Nebulosa do Lápis e a curiosa Nebulosa da Chama.

Sábado (10/04) — luz zodiacal

(Imagem: Reprodução/Jean-Francois Graffand)
(Imagem: Reprodução/Jean-Francois Graffand)

Estrelas da constelação de Orion brilham acima da privilegiada cordilheira dos Pireneus, que separa a Península Ibérica do restante da Europa com mais de 430 km de extensão entre a Espanha e a França, e mais de 3.400 metros de altitude. Mas Orion não protagoniza o cenário celeste sozinho — uma faixa de luz zodiacal intensa aparece para tornar a composição panorâmica ainda mais gloriosa.

As constelações conhecidas se misturam com as luzes difusas da Via Láctea, o arco característico da nossa galáxia que se curva em direção ao horizonte. Entre as estrelas mais famosas está Betelgeuse, que aparece bem intensa e amarelada perto do centro da imagem. Ele forma um triângulo com Aldebaran, localizada mais abaixo e à direita, e o planeta Marte, que está um pouco ofuscado pela intensidade da luz zodiacal, à esquerda.

Luz zodiacal é o nome que se dá ao brilho da luz do Sol refletida por grãos de poeira que orbitam entre os planetas do Sistema Solar. É uma luz sempre presente durante a noite e cobre completamente o céu, sendo responsável por 60% da luz natural em uma noite sem Lua. Mas para vê-la como retratada nesta imagem, é preciso estar em um ambiente como este, ou seja, livre da poluição luminosas das cidades.

Domingo (11/05) — colisão entre buracos negros

Neste vídeo, temos a simulação de como deve ser a colisão entre dois buracos negros. Parece um evento tranquilo, mas trata-se de algo um tanto violento, pois são dois objetos extremamente densos — ou seja, pequenos e com quantidade absurda de massa compactada. Os dois objetos estão orbitando entre si, ou melhor, em um ponto gravitacional em comum, até que a força da gravidade de ambos faz com que entrem em colisão. Há várias consequências disso descritas nesse vídeo.

Uma das consequências mais óbvias é que a colisão resulta em um novo e único buraco negro, cuja massa será quase a soma dos dois buracos negros que colidiram. Dissemos “quase” porque parte da massa dos objetos será transformada em energia. Outra consequência são as lentes gravitacionais geradas pela dupla — repare como a luz proveniente das estrelas é distorcida ao redor deles. Também há um anel circundante de estrelas “móveis” ao fundo, conhecido como anel de Einstein.

Por fim, uma das consequências da fusão de buracos negros ficou de fora da simulação: as ondas gravitacionais. Essas ondulações no próprio tecido do espaço-tempo são tão intensas que podem ser detectadas por instrumentos sensíveis aqui na Terra, a milhões ou até bilhões de anos-luz de distância do evento de colisão.

Segunda-feira (12/04) — Nebulosa da Chama

(Imagem: Reprodução/Team ARO)
(Imagem: Reprodução/Team ARO)

A Nebulosa da Chama fica a 1.500 anos-luz de distância, em direção à constelação de Orion, e apresenta um formato semelhante a uma labareda acesa. Mas de onde vem o brilho necessário para essa aparência? Óbvio, não se trata de fogo, mas sim do resultado de sua relação com a estrela Alnitak, a mais oriental do Cinturão de Orion. Essa estrela é o farol enorme e azulado na extrema esquerda, que emite sua luz energética na nebulosa e que afasta os elétrons das grandes nuvens de gás hidrogênio que existem ali. Muito do brilho é resultado da recombinação de elétrons e hidrogênio ionizado.

A ionização é o processo no qual um átomo perde ou ganha alguns elétrons, adquirindo assim carga positiva ou negativa, respectivamente, formando então um íon. Quando um íon positivo encontra-se com um elétron, a tendência é que eles sejam recombinados para que o átomo volte a ter carga neutra. Nesse processo, é liberada energia na forma de um fóton, daí o brilho emitido. Essa imagem foi tirada através de três faixas de cores visíveis, com alguns detalhes em destaque graças à exposição de longa duração da luz emitida apenas por hidrogênio.

Terça-feira (13/04) — Fermilab

(Imagem: Reprodução/Reidar Hahn)
(Imagem: Reprodução/Reidar Hahn)

No dia 7 de abril, cientistas do Laboratório Nacional do Acelerador Fermi, esse aí da imagem, revelaram os primeiros resultados de um estudo iniciado há cerca de quatro anos, sobre o comportamento de uma partícula fundamental chamada múon. O experimento foi iniciado em 2017, mas esse estudo vem de décadas de pesquisa e já passou por diferentes laboratórios.

O objetivo do Fermilab era confirmar uma suposta anomalia nos múons encontrada pelo laboratório antecessor. Se a anomalia for confirmada, significa que essa partícula se comporta de uma maneira que não é prevista pelo Modelo Padrão da física de partículas. O resultado foi positivo, mas ainda não é conclusivo. De acordo com os pesquisadores, apenas 6% de todos os dados que o experimento deverá coletar.

Se de fato os múons apresentam um comportamento inesperado, pode ser que isso seja causado por uma força desconhecida, talvez uma quinta força fundamental. Essa seria uma notícia fantástica e revolucionaria a física atual, porque uma nova força pode abrir as portas para uma ciência completamente nova. Pode ser até mesmo que essa descoberta ajude a resolver um dos maiores problemas da física atual: a incompatibilidade entre a mecânica quântica e a Teoria da Relatividade Geral.

Quarta-feira (14/04) — Nebulosa do Lápis

(Imagem: Reprodução/Greg Turgeon/Utkarsh Mishra)
(Imagem: Reprodução/Greg Turgeon/Utkarsh Mishra)

Essa é a NGC 2736, popularmente conhecida como Nebulosa do Lápis, por causa de sua aparência estreita. Ela fica em direção da constelação da Vela, tem cerca de 5 anos-luz de comprimento e fica apenas a 800 anos-luz de distância de nós. Na verdade, ela é uma pequena parte do que restou da supernova Vela, enquanto o remanescente da supernova em si mede cerca de 100 anos-luz de diâmetro.

Os filamentos entrelaçados ao longo da Nebulosa do Lápis são longas ondulações em uma "folha" de gás brilhante vista quase de lado. A imagem apresenta cores falsas para identificar os elementos: vermelha e azul representam átomos de hidrogênio e oxigênio ionizados, respectivamente.

Quinta-feira (15/04) — M87*

NASA/JPL-Caltech/Event Horizon Telescope Collaboration
NASA/JPL-Caltech/Event Horizon Telescope Collaboration

Em abril de 2019, o Event Horizon Telescope (EHT) revelou ao mundo a primeira e única imagem real de um buraco negro, mais precisamente o M87*, um supermassivo que fica no centro da galáxia Messier 87. Para obter essa imagem incrível, foi necessária a colaboração de muitos observatórios de rádio ou instalações de radiotelescópios ao redor do mundo, o que resulta em um telescópio virtual de altíssima resolução. Nesta semana, a NASA e o EHT divulgaram novas imagens do M87*.

A ideia é usar alguns dos maiores telescópios do mundo para coletar dados do buraco negro em todos os comprimentos de onda. Uma equipe de 760 cientistas de 32 países ou regiões diferentes trabalhou no projeto durante o final de março e meados de abril de 2017, e os resultados mostram que a intensidade da radiação eletromagnética produzida pelo material ao redor do buraco negro (o disco de acreção) foi a mais baixa já detectada. Isso possibilitou melhores condições de estudar o buraco negro sem que a radiação atrapalhasse.

Este estudo sem precedentes já está levando diversos grupos de cientistas a compararem seus modelos teóricos com estas observações únicas, de acordo com Daryl Haggard, co-autor da pesquisa. As novas imagens mostram os jatos relativísticos emitidos por este centro galáctico ativo, e ajuda a compreender melhor o papel do buraco negro na produção desses jatos extremamente poderosos e maiores que a própria galáxia.

Na imagem acima, há um aglomerado de galáxias, com destaque para a galáxia M87, representada em tons de azul. A imagem é do telescópio espacial Spitzer, na luz infravermelha, e revela detalhes dos jatos relativísticos, mesmo a essa distância. No canto superior direito, os jatos são mostrados em maiores detalhes. São dois deles, um à direita se aproximando de nossa linha de visão, e outro do lado oposto do buraco negro. No canto inferior direito, a imagem histórica do M87* divulgada em 2019.

Sexta-feira (15/04) — buracos negros orbitam entre si

Em 2019, a NASA compartilhou a imagem de um buraco negro criada pelo astrofísico Jeremy Schnmittman, revelando como a luz emitida pelo disco de acreção se comporta diante a gravidade do próprio buraco negro. Agora, Schnmittman criou um vídeo que mostra esse mesmo efeito, só que dessa vez com dois buracos negros supermassivos orbitando entre si. O resultado é uma dança fascinante de luzes entrelaçando-se e contornando os horizontes de eventos dos buracos negro.

Por causa da gravidade do objeto, a luz emitida por diferentes regiões do disco de acreção é distorcida, e assim temos essa aparência que lembra um pouco os espelhos de parques de diversão. A parte de trás do disco é dobrada e se torna visível acima do buraco negro, e quando há dois deles orbitando entre si, o resultado é o que vemos no vídeo acima.

A simulação foi criada considerando que o buraco negro maior (o laranja) tem 200 milhões de massas solares, enquanto o menor (azul) tem a metade disso, ou seja, 100 milhões de massas solares. De acordo com Schnittman, essa é a configuração que os astrônomos consideram que os buracos negros conseguiriam manter seus discos de acreção "por milhões de anos".

Fonte: Canaltech

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