Horizonte de eventos

O Horizonte de Eventos é uma fronteira imaginária ao redor de um buraco negro a partir da qual a força da gravidade é tão forte que nada lhe escapa, nem a própria luz.

Na Teoria da Relatividade, horizonte de eventos é um termo utilizado para as fronteiras do espaço-tempo, definido de acordo com um ponto observador, de onde os eventos não podem interagir com o mesmo. Luz emitida de um lado do horizonte nunca chega ao observador, bem como tudo que cruza o horizonte nunca mais é visto. Um buraco negro é cercado por um horizonte de eventos, por exemplo. O universo observável, como o nome já diz, é o universo que podemos observar e que se expande a um segundo luz por segundo desde o big-bang há bilhões de anos atrás. [Fontes]

Como detectamos os buracos negros?

Embora não possamos ver os buracos negros, podemos detectar ou adivinhar a presença de um, medindo seus efeitos sobre os objetos ao seu redor. Alguns destes efeitos são:

• estimativas da massa dos objetos orbitando um buraco negro ou indo em espiral para dentro do núcleo
• efeitos de lente gravitacional
• radiação emitida

Massa
Muitos buracos negros têm objetos em torno deles e, observando o comportamento destes objetos, podemos detectar a presença de um buraco negro. Usamos as medidas do movimento dos objetos ao redor de um suposto buraco negro para calcular sua massa.

O que se procura é uma estrela ou disco de gás que se comporte como se estivesse próximo de uma grande massa. Se uma estrela ou disco de gás visível tem um movimento "vibrante" ou rotatório sem uma razão visível e isso tem um efeito que parece ser causado por um objeto com uma massa maior do que três massas solares (grande demais para ser uma estrela de nêutrons), é possível que um buraco negro esteja causando o movimento. Avalia-se então a massa do buraco negro observando-se o efeito que ele exerce no objeto visível.

No centro da galáxia NGC 4261, por exemplo, há um disco marrom giratório, em forma de espiral. O disco tem o tamanho aproximado do nosso sistema solar, mas pesa 1,2 bilhões de vezes mais do que o sol. Uma massa tão imensa para um disco, poderia indicar que há um buraco negro no seu interior.

Imagem cedida pela NASA/Space Telescope Science Institute Crédito: L. Ferrarese (Johns Hopkins University) e NASA Imagem do telescópio espacial Hubble do centro da galáxia NGC 4261

Lente gravitacional
A teoria geral da relatividade de Einstein previu que a gravidade poderia curvar o espaço. Isso foi confirmado mais tarde durante um eclipse solar, quando a posição de uma estrela foi medida antes, durante e depois do eclipse. A posição da estrela mudou porque a luz proveniente dela foi curvada pela gravidade do sol. Portanto, um objeto com imensa gravidade como uma galáxia ou um buraco negro entre a Terra e um objeto distante, poderia curvar a luz proveniente do objeto distante para dentro de um foco, semelhante ao que faz uma lente. Esse efeito pode ser visto na imagem abaixo.

Imagem cedida pela NASA/Space Telescope Science Institute Crédito: NASA e Dave Bennett (University of Notre Dame) Essas imagens mostram o brilho da galáxia MACHO-96-BL5, proveniente de telescópios instalados na terra (esquerda) e do telescópio espacial Hubble (direita)

Na imagem acima, o aumento do brilho da galáxia MACHO-96-BL5 aconteceu quando uma lente gravitacional passou entre ela e a Terra. Quando o telescópio espacial Hubble olhou para o objeto, viu duas imagens do objeto próximas entre si, o que indicou um efeito de lente gravitacional. O objeto que havia entre eles não foi visto. Portanto, concluiu-se que era um buraco negro passando entre a Terra e o objeto.

Radiação emitida
Quando a matéria cai dentro de um buraco negro proveniente de uma estrela que o acompanha, ela se aquece em milhões de graus Kelvin e é acelerada. A matéria superaquecida emite raios-x, que podem ser detectados por telescópios orbitais, como o Chandra X-ray Observatory (em inglês).

Imagem cedida por CXC/S.Lee Representação gráfica de um buraco negro em um sistema binário, mostrando o disco de acreção em torno do buraco negro e a emissão de raios-x

A estrela Cygnus X-1 é uma fonte potente de raios-x, considerada uma boa candidata para buraco negro. Como na figura acima, os ventos estelares da estrela acompanhante HDE 226868, sopram matéria no disco de acreção ao redor do buraco negro. À medida que esse material cai dentro do buraco negro, emite raios-x, como observado nesta imagem:

Imagem cedida pela NASA/CXC Imagem de raios-x da Cygnus X-1, obtida pelo Chandra X-ray Observatory

Além dos raios-x, os buracos negros podem também ejetar matéria em alta velocidade para formar jatos. Muitas galáxias têm sido observadas com tais jatos. Atualmente, acredita-se que essas galáxias contêm buracos negros supermassivos (bilhões de massas solares) em seus núcleos, que produzem jatos e também fortes emissões de rádio. Um exemplo é a galáxia M87 mostrada abaixo.

Imagem cedida pela NASA Diagrama esquemático de um núcleo galáctico ativo com um buraco negro supermassivo em seu centro

Imagem cedida pela NASA/Space Telescope Science Institute Crédito: NRAO, NSF, Associate Universities, Inc., NASA, e John Biretta (STScI/Johns Hopkins University) As imagens à esquerda e abaixo são de um radiotelescópio terrestre mostrando o coração da galáxia M87. À direita, uma imagem visível proveniente do telescópio espacial Hubble. Observe o jato de matéria saindo da M87.

É importante lembrar que os buracos negros não são aspiradores de pó cósmicos, eles não consomem tudo. Embora não possamos vê-los, há evidências indiretas de que eles existem. Eles têm sido associados com viagens no tempo e buracos de minhoca (worm holes) e continuam sendo objetos fascinantes do universo.

Para mais informações sobre buracos negros e outros fenômenos do espaço, confira os links da próxima página. [Fontes]

Tipos de buracos negros

Há dois tipos de buracos negros:

• Schwarzschild - buraco negro sem rotação
• Kerr - buraco negro com rotação

O buraco negro de Schwarzschild é o mais simples, seu núcleo não gira. Esse tipo de buraco negro tem apenas uma singularidade e um horizonte de eventos.

O buraco negro de Kerr, provavelmente a forma mais comum na natureza, gira porque a estrela do qual foi formado estava girando. Quando a estrela em rotação entra em colapso, a rotação do núcleo é transferida ao buraco negro (conservação do momento angular). O buraco negro de Kerr é composto das seguintes partes:

• singularidade - o núcleo colapsado;
• horizonte de eventos - a abertura do buraco;
• ergosfera - uma região de espaço distorcido de forma oval ao redor do horizonte de eventos. A distorção é causada pelo movimento rotatório do buraco negro que "arrasta" o espaço em torno dele;
• limite estático - a fronteira entre a ergosfera e o espaço normal.

Imagem cedida pela NASA Concepção artística de um buraco negro e seus arredores: o círculo escurecido é o horizonte de eventos e a região em forma oval é a ergosfera

Se um objeto passa para dentro da ergosfera, ele ainda pode ser ejetado do buraco negro, obtendo energia da rotação do buraco.

Contudo, se um objeto cruza o horizonte de eventos, é sugado para dentro do buraco negro e nunca mais escapa. O que acontece dentro do buraco negro é desconhecido. Mesmo as teorias atuais de física não se aplicam a uma singularidade.

Embora não possamos ver um buraco negro, ele tem três propriedades que podem ou poderiam ser medidas:

• massa
• carga elétrica
• taxa de rotação (momentum angular)

Por enquanto, podemos apenas medir de forma confiável a massa do buraco negro através do movimento de outros objetos em torno dele. Se um buraco negro está ao lado de uma estrela ou disco de matéria, é possível medir o raio de rotação ou a velocidade da órbita do material em torno do buraco negro invisível. A massa do buraco negro pode ser calculada através do uso da Terceira Lei Modificada de Kepler do Movimento Planetário ou do movimento rotacional. [Fontes]

Sonda mostra estranha aparência em lua de Saturno

A misteriosa aparência de Jápeto, uma das luas de Saturno, que fascinou os astrônomos durante três séculos por sua imagem em preto e branco, sem tons de cinza, pode ter sido causada pelo derretimento de seu manto de gelo, informou hoje a Nasa.

O derretimento do seu manto de gelo poderia ser a causa da misteriosa aparência de Jápeto

A sonda espacial Cassini-Hyugens, que passou em setembro perto do satélite - descoberto por Giovanni Domenico Cassini em 1671 - enviou imagens da superfície de Jápeto com suas formações claramente diferenciadas entre o preto e o branco.

As imagens sugerem que a radiação do Sol derrete o gelo em um lado de Jápeto, o qual deixa a superfície escura dessa lua descoberta, enquanto que a outra metade conserva seu recobrimento com mistura de gelo, que reflete a luz.

Jápeto é o oitavo satélite mais distante de Saturno e o terceiro em tamanho, após Titã e Rea, com um diâmetro de cerca de 1.500 km. O satélite orbita Saturno a cada 79,33 dias, a uma distância média de 3,6 milhões de km.

A face "frontal" de Jápeto, ou seja, a que encara a direção de sua órbita, é vista escura como piche, enquanto que a face oposta aparece resplandecente como neve.

"Apesar de haver muitos detalhes que devemos esclarecer e compreender, achamos que agora sim entendemos a essência de por que Jápeto é visto desta forma", disse Carolyn Porco, que dirige a equipe de análise de imagens no Instituto de Ciências Espaciais em Boulder, Colorado.

Os astrônomos acham que a aparência de Jápeto se deve a um duplo processo. Em primeiro lugar, à medida que Jápeto orbita em torno de Saturno, sua "face frontal" recolhe uma magra camada de material escuro, pó que se desprende das luas exteriores, o qual acentua a absorção de luz solar.

À medida que a superfície escura se aquece, a taxa de evaporação aumenta até que finalmente toda a superfície de gelo nessa região se derrete. As observações feitas com raios infravermelhos com a Cassini confirmam que o material poeirento e escuro tem uma temperatura de 146ºC negativos, suficiente para que o vapor de água do gelo seja liberado.

Por sua vez, o vapor de água assim formado se condensa no lugar frio mais próximo, como em torno das regiões polares e nas áreas geladas em latitudes mais baixas, sobre o "lado de trás" da lua. Dessa maneira o material escuro perde sua mistura de gelo e torna-se ainda mais escuro enquanto que o material resplandecente acumula gelo e fica mais brilhante. [Fonte]

Phoenix - Fragmentos Brilhantes no Local de Pouso em Marte da Phoenix Deviam ser Gelo traduzido por Luis Gabriel

Pedaços de material brilhante do tamanho de dados desapareceram do interior de uma vala onde haviam sido fotografados pela sonda Phoenix há quatro dias atrás, convencendo os cientistas de que o material era gelo de água que vaporizou após a escvação tê-lo exposto.

"Isto tem que ser gelo," disse o Diretor de Investigação da Phoenix Peter Smith da Universidade do Arizona, em Tucson. "Aqueles pequenos fragmentos desapareceram por completo ao longo de alguns dias, esta é uma evidência perfeita que isto é gelo. Havia alguma dúvida se o material brilhante talvez não fosse sal. Sal não reage assim."

Os pedaços foram deixados no canto inferior esquerdo de uma vala informalmente conhecida como "Dodo-Goldilocks (Dodô-Cachinhos Dourados)" quando o braço robótico da Phoenix aumentou aquela vala em 15 de junho, durante o 20º dia marciano, ou sol, desde o pouso. Vários haviam desaparecido hoje quando a Phoenix olhou a vala de manhã cedo, em Sol 24.

Acima: Estas imagens coloridas foram obtidas pela câmera da Phoenix nos 21º e 25º dias da missão, ou Sol 20 e 24 (15 e 18 JUN 2008).

Créditos: NASA/JPL-Caltech, Universidade do Arizona e Texas A&M University

Também hoje cedo, cavando uma vala diferente, o braço robótico encontrou uma superfície dura que deixou os cientistas excitados com a perspectiva de encontrarem a seguir uma camada de gelo.

O time da Phoenix usou a quinta-feira para analisar novas imagens e dados retornados com sucesso pela sonda naquele dia pela manhã.

Estudando os achados iniciais da da nova vala "Branca de Neve 2", localizada à direita da "Branca de Neve 1", Ray Arvidson da Universidade Washington em Saint Louis, co-investigador do braço robótico, disse, "Cavamos uma vala e achamos uma camada dura na mesma profundidade que a camada de gelo foi encontrada na outra vala."

[Fontes]

Nasa: lua de Saturno tem mais petróleo que a Terra

A lua Titã de Saturno possui reservas de hidrocarbonetos superiores a todas as de petróleo e gás natural conhecidas na Terra, segundo observações realizadas pela sonda Cassini, informcou hoje o Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da Nasa.

Concepção artística da Nasa mostra como seriam as reservas de hidrocarbonetos na lua Titã

Segundo cientistas do Laboratório de Físicas Aplicadas da Universidade de Johns Hopkins, esses hidrocarbonetos caem do céu e formam grandes depósitos em forma de lagos e dunas.

"Titã esta coberta por material que contém carbono. É uma gigantesca fábrica de materiais orgânicos", manifestou Ralph Lorenz, membro da equipe de cientistas que controla as operações do radar da Cassini no laboratório. "Estas enormes jazidas de carbono são uma importante janela para a geologia e a história meteorológica da lua Titã", acrescentou.

A temperatura média em Titã é de -179ºC e, em vez de água, sua superfície está coberta por hidrocarbonetos na forma de metano e etano. Até agora, a Cassini realizou uma prospecção de 20% da superfície da lua Titã, e foram observados centenas de lagos e mares.

Segundo a Nasa, cada uma das várias dúzias desses corpos "líquidos" contém mais hidrocarbonetos que todas as reservas de gás e petróleo conhecidas na Terra. Além disso, suas dunas contêm um volume de materiais orgânicos centenas de vezes maior que as reservas de carvão da Terra.

"Estes cálculos se baseiam nas observações dos lagos das regiões polares setentrionais. Acreditamos que no sul podem ser similares", assinalou Lorenz. A missão da Cassini é um projeto conjunto da Nasa, a Agência Espacial Européia e a Agência Espacial Italiana.

Antigo planeta Plutão agora é um "plutóide"

Depois de ser rebaixado em 2006 da condição de planeta, Plutão recebeu um prêmio de consolação - passou a ser chamado de "plutóide", a exemplo de outros planetas-anões.

Plutão e uma de suas luas, em imagem feita pelo Hubble

O termo foi definido numa reunião em Oslo (Noruega) do comitê-executivo da União Astronômica Internacional, que tem entre suas atribuições a de batizar corpos celestes recém-descobertos.

Os plutóides serão definidos como corpos que orbitam o Sol além de Netuno. Precisam ter forma esférica e não podem ter varrido outros corpos menores de suas órbitas.

Até agora, dois corpos se encaixam nessa definição: Plutão e Eris, um planeta-anão cuja descoberta levou ao rebaixamento do antigo nono planeta. Os cientistas desconfiam que existam outros plutóides no Sistema Solar.

Outro planeta-anão, Ceres, não se encaixa na definição, porque fica aquém de Netuno (no cinturão de asteróides existente entre Marte e Júpiter). [Fonte]

Colisão na infância definiu o futuro do planeta Marte, dizem cientistas

Pancada com objeto de 2.000 km de diâmetro explica características do planeta hoje.
"Cicatriz" do evento cataclísmico está preservada na forma de uma elipse de 10.000 km.

Marte nunca foi um planeta de muita sorte mesmo. Mas um episódio em particular no princípio de sua história pode ter marcado para sempre o destino daquele mundo. Cientistas acabam de confirmar que o planeta vermelho foi vítima de um impacto gigantesco -- de deixar aquele que matou os dinossauros no chinelo -- há cerca de 4 bilhões de anos.

A pancada deixou uma "cicatriz" imensa na superfície marciana, que só agora foi propriamente identificada pelos pesquisadores, de tão grande que era. É uma elipse de 10 mil quilômetros de largura, que só não foi identificada antes porque estava parcialmente camuflada pelo surgimento dos grandes vulcões marcianos por cima dela, numa etapa posterior da história do planeta.

A configuração da superfície marciana, na verdade, sempre foi um mistério. Os cientistas passaram muito tempo intrigados com a grande diferença de topografia dos hemisférios Norte e Sul do planeta. Enquanto o Norte parece liso, com a crosta mais fina, o Sul era muito mais acidentado, e a crosta muito mais espessa.

Mapeando essa diferença da forma mais acurada possível, o grupo de Jeffrey Andrews-Hanna, do MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts), acaba de identificar a elipse-cicatriz e desfazer o mistério: o hemisfério Norte marciano foi vítima de um impacto gigante.

A pancada, do que se sabe nessa região do Sistema Solar, é a segunda maior de que se tem notícia. Maior que essa, só mesmo a que envolveu a Terra, no comecinho de sua história, quando um objeto mais ou menos do tamanho de Marte colidiu com o planeta em formação, dando origem à Lua. Mas a megapancada marciana foi a única que deixou traços na superfície para que identificássemos corretamente. "Impactos maiores certamente ocorreram, mas eles não deixaram crateras para trás", disse ao G1 Andrews-Hanna. "O impacto que formou a Lua deve ter derretido a maior parte da porção externa da Terra, deixando para trás o que chamamos de 'oceano de magma' cobrindo a superfície."

Andrews-Hanna indica que a elipse gigante de Marte -- batizada de bacia Borealis -- é a maior cicatriz de impacto já observada, quatro vezes maior que suas concorrentes principais (as bacias Hellas e Utopia, em Marte, e Aitken, na Lua).

Os resultados do grupo de Andrews-Hanna foram publicados na edição desta semana do periódico científico "Nature". Também foram divulgados dois outros estudos, um vindo do Caltech (Instituto de Tecnologia da Califórnia) e outro da Universidade da califórnia em Santa Cruz.

O primeiro, comandado por Margarita Marinova, investigou em que condições um impacto desses pode ter produzido a cicatriz deixada em Marte. "Com base na simulações de Marinova e seus colegas, o objeto que atingiu o planeta devia ter um diâmetro de cerca de 2.000 km -- eles dão uma faixa que vai de 1.600 a 2.700 km", afirma Andrews-Hanna.

O segundo, liderado por Francis Nimmo, modelou os resultados do impacto sobre a superfície de Marte, incluindo efeitos causados sobre o hemisfério que não foi atingido pela pancada cósmica.

Para os cientistas, é muito importante identificar esse que é o primeiro episódio registrado da vida do planeta vermelho. "Na verdade, tudo que está preservado no registro geológico de Marte é mais novo que esse impacto", diz Andrews-Hanna. "Não temos meio de saber como era o planeta antes do impacto, mas é certo que um evento dessa magnitude teria afetado todos os aspectos da evolução subseqüente de Marte, incluindo clima e atmosfera. Esse foi provavelmente o evento definidor para produzir o planeta Marte que conhecemos hoje."

Cientistas descobrem sistema planetário com três superterras

Equipe européia revela novos resultados com instrumento instalado no Chile.
Avaliação inicial sugere que pelo menos 1 em 3 estrelas tem planetas rochosos.

A estrela HD 40307 não parecia nada especial, um pouco menor, mas bastante parecida com o Sol. Mas, ao observá-la, um grupo de pesquisadores europeus descobriu três planetas ao seu redor -- todos eles aparentemente similares à Terra no que diz respeito à composição.

Concepção artística da estrela HD 40307 com suas três superterras (Foto: ESO)

O achado é parte de um censo maior que, segundo a equipe liderada por Michel Mayor, do Observatório de Genebra, confirma: a cada três estrelas similares ao Sol, pelo menos uma tem planetas rochosos, como a Terra.

"Será que todas as estrelas abrigam planetas e, se for assim, quantos?", pergunta-se Mayor. "Nós podemos ainda não saber a resposta, mas estamos fazendo grandes progressos."

O segredo do sucesso da pesquisa é o instrumento Harps, do Observatório de La Silla, no Chile -- parte do complexo do ESO (Observatório Europeu do Sul). Ele é capaz de detectar mínimas variações no movimento das estrelas -- o sinal de que há um planeta ao seu redor.

Foi com esse instrumento que o mesmo grupo encontrou, em abril de 2007, o primeiro planeta potencialmente habitável -- um astro rochoso, localizado a uma distância da estrela que permite a existência de água líquida em sua superfície.

Todos os planetas rochosos (também ditos terrestres) até agora descobertos não são exatamente iguais aos que existem em nosso Sistema Solar (Mercúrio, Vênus, Terra e Marte); por uma limitação tecnológica, só se pode encontrar astros com massa superior a duas vezes a da Terra, e por aqui não há nenhum planeta rochoso maior que o nosso.

Essa nova categoria de planetas, que não se encaixa nem nos terrestres do Sistema Solar, nem nos gigantes gasosos, foi apelidada pelos cientistas de "superterra".

As três superterras ao redor de HD 40307, localizada a 42 anos-luz de distância, têm 4,2, 6,7 e 9,4 vezes a massa da Terra. Eles giram ao redor da estrela em 4,3, 9,6 e 20,4 dias terrestres, respectivamente.

Os resultados foram apresentados numa conferência realizada em Nantes, na França. Nela, os cientistas também anunciaram a descoberta de dois outros sistemas planetários -- um com uma superterra (7,5 massas terrestres) que orbita a estrela HD 181433 em 9,5 dias e é vizinho de um gigante gasoso como Júpiter, que completa uma volta em cerca de três anos.

O outro sistema contém um planeta com 22 massas terrestres e órbita de quatro dias, acompanhado por um planeta como Saturno com um período de três anos.

Os detalhes serão publicados em artigos aceitos pelo periódico científico "Astronomy and Astrophysics".[Fontes]

Hubble fotografa galáxias colidindo (veja)

Imagens de galáxias colidindo mostram-nas girando, deslizando e escorregando uma na outra, espalhando destruição estrelar que dará origem a galáxias novas e maiores.














O Space Telescope Science Institute em Maryland, nos EUA, divulgou 59 novas imagens do Telescópio Espacial Hubble nesta quinta-feira para celebrar 18º aniversário de seu lançamento.

É um novo atlas do Hubble que ilustra como as colisões galácticas produzem uma memorável variedade de estruturas intrincadas nunca vistas antes em detalhes, segundo o Instituto.

As imagens são uma maneira de olhar para o passado. Leva centenas de milhões de anos para galáxias se fundirem e a luz de suas estrelas viajou por centenas de milhões de anos através do espaço.

Gigantesco buraco negro é catapultado para o espaço

Descoberta a misteriosa ‘coluna vertebral’ do universo

As primeiras estrelas podem ter sido negras

O fato da órbita do telescópio estar fora da atmosfera da Terra, as câmeras do Hubble podem gerar imagens extremamente precisas.

Mas o futuro do equipamento é controverso, pois requer reparos regulares por astronautas para permanecer em condições de funcionamento. Depois do desastre da nave espacial Columbia em 2003, uma missão de reparos programada para o ano seguinte foi cancelada.

A NASA estava planejando abandonar o telescópio, extremamente popular entre os astrônomos. Depois de protestos a Agência Espacial dos EUA voltou atrás na sua decisão e uma nova missão de reparos do Hubble está planejada para Agosto.

Veja os videos Aqui (Ingles).

Está programado para 2013 o lançamento do Telescópio Espacial James Webb, que substituirá o Hubble. [ Fonte]