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Auroras são bem comuns na Terra. São produto da interação de partículas carregadas vindas do Sol que atingem a magnetosfera terrestre seguindo pelas linhas de campo magnético em direção aos polos do planeta. Esse fenômeno é cada vez mais frequente durante os períodos de máxima atividade solar, quando as tempestades solares são mais intensas e ocorrem com maior assiduidade.

Mas esse não é um fenômeno exclusivo da Terra. Júpiter e Saturno também têm auroras. Em um fantástico trabalho de mineração de banco de dados, liderado por Tom Stallard, a equipe do magnetômetro da sonda Cassini apresentou essas imagens fantásticas de Saturno. De um total de 7 mil imagens, umas mil foram usadas para compor esse painel e algumas sequências animadas que mostram o comportamento da alta atmosfera em Saturno.

As cores das imagens do painel são codificadas de modo que a luz refletida do Sol em 2 mícrons está em azul, em verde a luz refletida em 3 mícrons e em vermelho a radiação térmica emitida por Saturno em 5 mícrons.  As nuvens em alta altitude na atmosfera de Saturno refletem luz em 2 e 3 mícrons, mas não em 5, de modo que as manchas azuis e verdes parecem envolver as partes vermelhas que vêm de regiões mais baixas.

Nessas quatro imagens, os traços quase circulares em verde são as auroras registradas em Saturno. As imagens foram garimpadas do arquivo agora, mas havia sido obtidas no dia 24 de maio de 2007. Todo esse esforço tem o objetivo de tentar entender melhor não só as auroras em Saturno, mas também as auroras terrestres, que têm origem semelhante e são, ambas, fenômenos complexos.

E além de tudo, são imagens dignas de Andy Warhol!

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Quem contempla a imagem de uma nebulosa, como a Nebulosa da Lagoa na constelação de Sagitário, não imagina que dentro dela as coisas não são tão calmas. Batizada com esse nome por causa de sua aparência, a Nebulosa da Lagoa (ou M8) é um berçário de estrelas muito estudado. Trata-se de uma região especial de formação de estrelas por formar (também) estrelas de alta massa. Locais assim são mais raros de serem encontrados na Galáxia.

A Nebulosa é marcada pela profusão de gás e poeira, que se aglutinam e lentamente colapsam para formar estrelas. Esse cenário já é bem conhecido e, nessa região, foram encontradas evidências de estrelas ainda rodeadas por disco de acreção, o que indica que elas estão acumulando matéria e ainda não terminaram seu processo de formação.

Bem no centro da Lagoa, um pequeno aglomerado de estrelas com pelo menos oito vezes a massa do nosso Sol emite fortes ventos e intensa radiação ultravioleta. Essas estrelas, por causa da sua massa maior, evoluem muito mais rápido e por isso já terminaram, ou estão a ponto de terminar, sua formação. E já agem alterando o seu ambiente.

Essa modificação pode ser vista nessa espetacular imagem do Telescópio Espacial Hubble. Ela mostra as nuvens de gás (principalmente hidrogênio) sendo esculpidas e dissipadas sob a ação do vento e da radiação emitida pelas estrelas de alta massa. O aglomerado em que elas estão não é visto nessa imagem, que é na verdade um zoom da nebulosa.

As nuvens são moldadas como ondas que se movem lentamente na nebulosa. Eventualmente, elas se compactam e se aglutinam para formar novas estrelas, mas seu destino final é serem dissipadas (literalmente assopradas) pelas estrelas mais massivas do aglomerado. Enquanto isso não acontece, nos deleitamos com essa imagem fantástica.

Anote!
Mais uma para a agenda astronômica da semana. Amanhã, dia 23, de madrugada começa a primavera para nós ao Sul e, claro, o outono para o Hemisfério Norte. Mas, após vinte anos, o início desta nova estação se dará com uma Lua Cheia, a famosa Lua da Colheita ou “Harvest Moon”. Essa Lua Cheia em específico tem muita tradição nos povos do Norte, porque muito antes da eletrificação rural, os camponeses precisavam terminar a colheita antes da chegada do frio e só podiam fazê-lo com luz natural. Bem no finzinho do verão vinha a ajuda de uma Lua Cheia que dava a eles iluminação natural para terminar o serviço. Quando o Sol se puser, pondo fim ao último dia de verão, a Lua da Colheita estará nascendo para marcar o primeiro dia de outono, dando quase 24 horas de claridade nessa ocasião que ocorreu pela última vez há vinte anos.

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A constelação de Carina é uma região bastante rica para quem gosta de garimpar os céus. Vista com facilidade no Hemisfério Sul, é nessa constelação que se projeta um dos braços do padrão espiral da Via Láctea. Nessa região podemos encontrar dezenas de aglomerados de estrelas, nebulosas e regiões de formação estelar. Também em Carina está localizada a estrela mais massiva conhecida em nossa galáxia, eta Carina. Na verdade, um colega meu, Augusto Damineli, mostrou que eta Carina é um sistema duplo, com duas estrelas muito massivas, uma delas com algo em torno de 70 e a outra com 40 vezes a massa do Sol.

Muitos desses aglomerados em Carina contêm várias estrelas de alta massa (com mais de 8 vezes a massa do Sol) que são muito brilhantes e quentes. Por isso mesmo, têm ventos intensos e emitem radiação de alta energia. Com tanta radiação e energia, o resultado é que as nuvens de gás, poeira e gelos são deformadas, esculpidas e comprimidas resultando em condições propícias para a formação de mais estrelas, mas também resultando em imagens fantásticas como essa.

Essa imagem em específico mostra uma região de Carina onde tudo isso está acontecendo: vento e radiação formando esse quadro fantasmagórico de nuvens escuras e estrelas em formação. Essa foto é uma composição de imagens da câmera ACS obtida em 2005 pelo telescópio espacial Hubble, onde um dos filtros é para registrar a emissão vinda de átomos de hidrogênio e outro filtro é para detectar a emissão de átomos de oxigênio. Toda essa profusão de estrelas novas, velhas, nebulosa e radiação acontece a 7 mil anos-luz.

A agenda astronômica desta semana está bem agitada.  Hoje à noite Júpiter estará em oposição e na madrugada estará em máxima aproximação. A cada 13 meses a Terra e Júpiter se aproximam e desta vez eles estarão 75 milhões de km mais próximos do que a última vez, em 1997. No dia seguinte (22) será a vez de Urano estar em oposição. Ambos os planetas podem ser vistos durante a noite toda, mas Urano precisa de um binóculo ou uma pequena luneta, já que é muito fraco para ser visto a olho nu. No dia 23 finalmente acaba o inverno. Mais precisamente à meia-noite e nove minutos chega a primavera.

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Mesmo depois de estudar várias e várias vezes uma região é preciso olhar mais uma vez para se ter certeza. Nesse caso só olhar de novo não basta, precisa de um raio X.

A Nebulosa da Roseta é um berçário de estrelas de alta massa – aquelas que têm pelo menos 10 vezes a massa do Sol – e tem sido estudada há várias décadas. Sabemos que em seu centro está o aglomerado NGC 2244, mas logo ao seu lado está também o aglomerado de estrelas NGC 2237. Situada na Constelação de Monoceros (o unicórnio) a 5 mil anos-luz de distância, essa nebulosa é uma referência quando se estuda a formação de estrelas massivas.

O aglomerado central da nebulosa possui dezenas de estrelas de alta massa e este fato por si só já a faz um alvo bem interessante. É relativamente raro encontrar corpos desse tipo. Além disso, há ventos estelares muito fortes, que influenciam toda a região próxima às estrelas. O fato de várias delas estarem aglomeradas multiplica essa ação na sua vizinhaça, atuando tanto para formar outra geração de estrelas quanto para impedir que a formação continue por muito tempo. É fácil perceber essa ação na imagem como um buraco escavado na nebulosa. Isso é resultado da ação do vento das estrelas do aglomerado NGC 2244.

Na Nebulosa da Roseta, evidências para essa geração subsequente de estrelas já tinham sido encontradas, mas o número dessas estrelas parecia muito menor do que o esperado. Por isso tantas vezes ela foi estudada. Dessa última vez, o telescópio espacial Chandra foi apontado para a região da nebulosa durante 50 horas para procurar as estrelas que estavam faltando.

Essa imagem combina uma foto no óptico, obtida no observatório de Kitty Peak nos EUA, e uma em raios X obtida pelo Chandra, vista aqui como esses retângulos brancos. Cada ponto cor-de-rosa é uma fonte de raios X, ou seja uma estrela. Comparando-se as duas imagens podemos notar vários desses pontos cor-de-rosa nas regiões mais nebulosas. Esses pontos são estrelas de baixa massa (menos do que 8 massas solares) que estão se formando.

Quando essas novas imagens foram comparadas às imagens antigas, 124 novas estrelas foram descobertas no aglomerado NGC 2237, que fica abaixo à direita do centro da Roseta. Com esse estudo do pessoal da Universidade do Estado da Pensilvânia, o aglomerado ficou agora com 160 estrelas conhecidas, estrelas essas formadas após as estrelas de NGC 2244.

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Em 1998 o Universo acabou. Pelo menos o que nós conhecíamos. Até então, a ideia que tínhamos era que ele teve início com o Big Bang, há uns 13 bilhões de anos, e desde então está em expansão, mas de forma a desacelerar um dia. Ou seja, após o seu nascimento, tudo o que existe no Universo passaria a atrair gravitacionalmente a matéria em expansão. Esse movimento seria freado a ponto de um dia a expansão terminar.

Nesse dia haveria três opções: se a densidade do Universo tiver um valor crítico, ele simplesmente ficaria em expansão eterna, mas cada vez mais lenta, tentando alcançar um ponto de equilíbrio estático. Mas se a densidade tiver um valor menor que esse valor crítico, estaria em expansão para sempre, sem sofrer forte desacelaração. Finalmente, se a densidade for maior que o valor crítico, a expansão sofreria forte desacelaração, a ponto de começar a se contrair e voltar a ser uma singularidade de novo.

Só que em 1998 esse cenário para o fim do Universo mudou radicalmente. Um projeto de observação de supernovas em galáxias distantes mostrou que, na verdade, o Universo está em expansão acelerada. É como se uma força interna estivesse agindo de modo a aumentar a velocidade com que as galáxias se afastam umas das outras. Um fato totalmente inesperado para as teorias da época.

Essa força misteriosa foi chamada de energia escura, e a partir de então nenhuma cosmologia pode ser escrita sem envolver essa característica. A energia escura representa mais 72% da composição do universo.

Desde então diversos experimentos foram propostos para estudar e entender a energia escura (não confundir com matéria escura), inclusive com a participação de astrônomos brasileiros. Um desses “experimentos” é o uso de lentes gravitacionais para estudar a geometria do espaço na presença dessa energia.

Um time de astrônomos internacionais analisou a luz de 34 galáxias muito distantes que foi distorcida pelo aglomerado de galáxias chamado Abell 1689. A luz dessas galáxias distantes é deformada ao passar nas imediações do aglomerado (por causa da massa do aglomerado).

Esse efeito é conhecido por lente gravitacional e pode ser visto como esses arcos nessa imagem do telescópio espacial Hubble. A maneira como a luz é distorcida evidencia como é o conteúdo, a geometria e o destino do Universo, uma vez que essas características estão todas interligadas. Por exemplo, a partir da densidade é possível determinar a geometria.

E foi isso que esse time fez usando esses arcos gravitacionais. Juntando a imagem do Hubble, com dados em raios X e micro-ondas, modelos computacionais mostram a ação da energia escura na cor azul na foto de Abell 1689.

Essa pesquisa reduziu os erros associados à medição da influência da energia escura no universo e confirmam que a geometria do universo está muito perto de ser plana. Isso significa que a densidade do universo está muito próxima da crítica, mas com a existência da energia escura, o universo deve continuar a se expandir, acelerando indefinidamente.

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