Arquivo para fevereiro \22\UTC 2014

22
fev
14

Telescópio Subaru detecta tipo raro de nitrogênio no cometa Ison

Os cometas trazem informações preciosas sobre a origem do Sistema Solar. O artigo abaixo é um release do telescópio Subaru e embora seja mais técnico do que normalmente publico, achei pertinente traduzí-lo e adaptá-lo pelo tópico em si e por se relacionar à espectroscopia, ramo ao qual me dedico. O texto original pode ser acessado aqui

Cometa Ison pelas lentes do incrível Damian Peach em Nov_13
Cometa Ison pelas lentes do incrível Damian Peach em Nov_13

Uma equipe de astrônomos, liderada por Yoshiharu Shinnaka e Hideyo Kawakita, ambos da Kyoto Sangyo University, observou com sucesso a Comet ISON durante sua explosão brilhante no meio de novembro de 2013. O espetrógrafo de alta dispersão do Telescópio Subaru (HDS) detectou duas formas de nitrogênio – 14NH2 e 15NH2 – no cometa. Esta é a primeira vez que astrônomos relataram uma clara detecção do isótopo 15NH2 relativamente raro num único cometa e também mediram a abundância relativa de duas formas diferentes de isótopos (“razão isotópica de nitrogênio”) de amoníaco cometário (NH3) (Figura 1 ). Os resultados apoiam a hipótese de que havia dois reservatórios distintos de nitrogênio, na nuvem densa (“nebulosa solar”) a partir do qual o nosso Sistema Solar podem ter se formado e evoluído.

Figura 1: Close-up de espectros de linhas de emissão NH2 (das mesmas transições tanto para 14NH2 e 15NH2) no Cometa ISON, mostrando a diferença de comprimentos de onda e intensidade relativa entre os isótopos. As linhas vermelhas e verdes-tracejadas indicam o espectro observado. A linha azul indica o 15NH2, claramente detectado pela primeira vez. (Crédito: NAOJ)
Figura 1: Close-up de espectros de linhas de emissão NH2 (das mesmas transições tanto para 14NH2 e 15NH2) no Cometa ISON, mostrando a diferença de comprimentos de onda e intensidade relativa entre os isótopos. As linhas vermelhas e verdes-tracejadas indicam o espectro observado. A linha azul indica o 15NH2, claramente detectado pela primeira vez. (Crédito: NAOJ)

Por que a equipe se concentrou em estudar estas diferentes formas de nitrogênio no cometa?

Os cometas são objetos relativamente pequenos  do Sistema Solar , compostos de gelo e poeira , que se formaram há 4,6 bilhões de anos na nebulosa solar , quando o nosso sistema solar estava em sua infância . Como eles geralmente residem em regiões frias longe do Sol, o cinturão de Kuiper e a Nuvem de Oort , eles provavelmente preservam informações sobre as condições físicas e químicas no início do Sistema Solar . Diferentes formas e abundâncias da mesma molécula fornecem informações sobre sua origem e evolução.  Os cometas pertenciam a um berçário estelar (a nuvem interestelar primordial) ou surgiram a partir de uma nuvem distinta , a nebulosa solar, que pode ter formado a estrela do nosso sistema solar , o Sol ? Os cientistas ainda não entendem muito bem como as moléculas cometárias se separam em isótopos com diferentes abundâncias . Isótopos de nitrogênio de amônia (NH3) podem ser a chave para essa questão .

O amoníaco ( NH3 ) é uma molécula particularmente importante , uma vez que é o mais volátil de nitrogênio mais abundadnte  em gelo cometário e uma das moléculas mais simples de um grupo amino ( – NH2 ) intimamente relacionado com a vida . Isso significa que essas diferentes formas de nitrogênio poderiam ligar os componentes do espaço interestelar com a vida na Terra como a conhecemos.
Como a amônia é o principal transportador de nitrogênio em um cometa, é necessário limpá-la a partir da abundância relativa de seus isótopos para entender como 15NH2  se separa em moléculas cometárias. No entanto, a detecção direta de amônia cometária é difícil, e existem apenas alguns relatos de sua detecção. Portanto, a equipe se concentrou em estudar a forma de NH2 desenvolvido após a amônia ter sido discriminada pela luz (“fotodissociação”) no coma de cometas. A equipe teve a sorte de observar o cometa ao se aproximar do Sol, quando a sua composição gelada foi evaporando. Eles também tiveram a sorte porque NH2, um derivado de amônia (NH3), é fácil de observar no comprimento de onda óptico, e a abundância relativa de isótopos de nitrogênio de amônia cometária é provavelmente próximo ao de NH2.

A equipe usou HDS Telescópio Subaru para observar com sucesso o Cometa ISON em 15 de novembro e 16 (UT) , quando o cometa teve sua explosão brilhante que começou no dia 14 de novembro. A observação detectou claramente 15NH2 no Cometa ISON , e a equipe inferiu que a proporção de amônia cometária de 14N/15N é consistente com a média  dos espectros de outros 12 cometas . Em outras palavras , O Cometa ISON é típico na sua abundância relativa de 14N/15N em amoníaco cometário.

Estes resultados suportam a hipótese de que havia dois reservatórios distintos de nitrogênio na nebulosa solar :

1) de gás N2 primordial com um valor protosolar de 14N/15N ,

2) de  moléculas menos voláteis e, provavelmente, sólidas com uma proporção de cerca de 14N/15N  na nebulosa solar.

Figura 2: Comparação de proporções de isótopos obtidas a partir de cometas (esquerda) e núcleo da nuvem molecular (direita). A linha azul indica a proporção de isótopos de nitrogênio na atmosfera da Terra, enquanto a linha amarela mais larga indica a da nebulosa proto-solar. A figura mostra que os isótopos obtidos a partir de moléculas cometárias são semelhantes uns aos outros, enquanto aqueles enquanto aqueles de HCN (cianeto de hidrogénio) e HN3 (amoníaco) no núcleo da nuvem molecular são diferentes. (Crédito: NAOJ)de HCN (cianeto de hidrogénio) e HN3 (amoníaco) no núcleo da nuvem molecular são diferentes.
Figura 2: Comparação de proporções de isótopos obtidas a partir de cometas (esquerda) e núcleo da nuvem molecular (direita). A linha azul indica a proporção de isótopos de nitrogênio na atmosfera da Terra, enquanto a linha amarela mais larga indica a da nebulosa proto-solar. A figura mostra que os isótopos obtidos a partir de moléculas cometárias são semelhantes uns aos outros, enquanto aqueles enquanto aqueles de HCN (cianeto de hidrogénio) e HN3 (amoníaco) no núcleo da nuvem molecular são diferentes. (Crédito: NAOJ)de HCN (cianeto de hidrogénio) e HN3 (amoníaco) no núcleo da nuvem molecular são diferentes.

Isso pode significar que o amoníaco se formou em um ambiente de uma superfície de poeira de baixa temperatura , não no gás da nuvem molecular. As experiências de laboratório mostram que várias moléculas complexas podem se formar sobre a superfície de poeira de baixa temperatura. Se a molécula de amoníaco se formou sobre a superfície de poeira de baixa temperatura, o núcleo de cometa pode conter uma molécula complexa que se relaciona com a origem da vida, em adição ao amoníaco. Se for assim, aumentam as possibilidades de que cometas tenham trazido esses materiais para a Terra.

No futuro a equipe espera  investigar a origem do Cometa ISON e os mecanismos que provocaram sua explosão para que possamos entender melhor a evolução do Sistema Solar.

Referências:

Resultados publicados em Fevereiro 20, 2014 como:

Shinnaka, Y., Kawakita, H., Kobayashi, H., Nagashima, M., & Boice, D.C. 2014 “14NH2/15NH2 ratio in Comet C/2010 S1 (ISON) observed during its Outburst in November 2013)” Astrophysical Journal Letters, V 782, L106

“Spectrum of Outburst from Comet ISON Obtained by Subaru Telescope’s High-Dispersion Spectrograph”, December 2, 2013 Subaru Telescope press release.]

O telescópio Subaru.

Telescópio Subaru, no Havaí.
Telescópio Subaru, no Havaí.
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21
fev
14

Eta Carinae: Rumo a uma nova erupção?

Um novo paper traz interessantes fatos sobre Eta Carinae. Sua temperatura está aumentando e cientistas consideram a possibilidade de que a estrela esteja se preparando para mais uma grande erupção. Não seria de estranhar, afinal Eta Carinae é uma fonte inesgotável de mistérios e surpresas. A seguir o artigo escrito por Shannon Hall para a Universe Today que traduzi e adaptei. O link para o artigo original está aqui. O link para o paper que deu origem a este artigo está aqui

Eta Carinae e o Homúnculo em imagem do Hubble

Eta Carinae e o Homúnculo em imagem do Hubble

 

Estrelas massivas podem devastar seu entorno, desencadeando ventos quentes e forte radiação. Mais de 100 vezes mais pesada do que o Sol e com uma luminosidade de um milhão de vezes maior que a do Sol, Eta Carinae é uma das maiores e mais brilhantes estrelas na nossa galáxia.

O objeto enigmático anda em uma linha tênue entre a estabilidade estelar e explosões tumultuosas. Mas agora uma equipe de astrônomos internacionais está com a preocupação crescente de que ela esteja se orientando para a instabilidade e a erupção

No século 19 a estrela misteriosamente ejetou uma luz extraordinariamente brilhante por duas décadas em um evento que ficou conhecido como a “Grande Erupção”, John Herschel e outros observaram o brilho da Eta Carinae, enquanto seu brilho oscilava em torno do brilho de Vega – rivalizando com uma explosão de supernova.

Sabemos agora que a estrela ejetou material  na forma de dois grandes globos. “Durante a erupção a estrela ejetou mais de 10 massas solares, que podem agora ser observados como a nebulosa bipolar circundante,” disse o autor Dr. Andrea Mehner do European Southern Observatory. Milagrosamente a estrela sobreviveu e a nebulosa tem se expandindo desde então.

Eta Carinae vem sendo observada no Observatório Astronómico do Sul Africano – um telescópio 0.75m fora da Cidade do Cabo – por mais de 40 anos, fornecendo uma riqueza de dados

Desde o início das observações em 1976 até 1998, os astrônomos viram um aumento em todas as bandas de filtros J, H, K e L, que permitem que certos comprimentos de onda de luz infravermelha passem.

“Este conjunto de dados é única por sua consistência ao longo de um período de tempo de mais de 40 anos”, disse Mehner a Universe Today. “Isso nos dá a

oportunidade de analisar as mudanças a longo prazo no sistema, uma vez que Eta Carinae ainda se recupera de sua grande erupção. “

Para entender o aumento de luz global de longo prazo, temos de olhar para uma descoberta mais recente observada em 2005, quando cientistas descobriram que Eta Carinae é na verdade duas estrelas: uma estrela azul enorme e uma companheira menor. A temperatura aumentou por 15 anos até que a companheira chegou muito perto da estrela maciça, chegando  ao periastro.

 

Esse aumento no brilho é provavelmente devido a um aumento global da temperatura de algum componente do sistema de Eta Carinae (que inclui a estrela de grande massa azul, sua companheira menor, e as conchas de gás e poeira que agora envolvem o sistema).

A partir de 1998, no entanto, a tendência linear foi alterada significativamente e brilho da estrela aumentou muito mais rapidamente nas bandas de J e H. Ela está ficando cada vez mais azul, que na astronomia, normalmente significa que ele está ficando mais quente.

EtaInfrared_2014

 

No entanto , é improvável que a própria estrela esteja ficando mais quente . Em vez disso , estamos vendo o efeito de poeira em torno da estrela que está sendo destruída rapidamente. Poeira absorve luz azul. Portanto, se o pó está sendo destruído, mais luz azul será capaz de passar através dos globos nebulosos que rodeiam o sistema . Se este for o caso, então estamos realmente vendo a estrela como ela realmente é, sem que a poeira esteja absorvendo certos comprimentos de onda de sua luz.

Embora a nebulosa esteja lentamente se expandindo e a poeira simultaneamente se dissipando , os autores não acham que isso é o suficiente para dar conta do brilho recente. Ao invés disso, acreditam que Eta Carinae esteja provavelmente girando a uma velocidade diferente ou perdendo massa em um ritmo diferente. “As mudanças observadas podem indicar que a estrela está se tornando mais instável e pode entrar para outra fase eruptiva “, disse Mehner Universe Today.

Talvez Eta Carinae esteja rumando a uma outra ” grande erupção . ” Só o tempo dirá . Mas em um campo onde a maioria dos eventos ocorrem em uma escala de tempo de milhões de anos, é uma grande oportunidade de ver o sistema evoluir numa escala de tempo humana. E quando  Eta Carinae chegar ao periastro no meio deste ano, dezenas de telescópios estarão coletando a sua luz, na esperança de ver uma súbita mudança de eventos que podem nos ajudar a explicar este sistema exótico.

Imagem de Eta Carinae e o Homúculo feita por Rogerio Marcon em abril de 2012.

Imagem de Eta Carinae e o Homúnculo feita por Rogerio Marcon em abril de 2012.

 

12
fev
14

Vênus: brilho intenso nas madrugadas de fevereiro

O blog Space.com nos lembra da beleza que o brilho de Júpiter está nos proporcionando nesse mês de fevereiro.

O texto  escrito por Geoff Gaherty da Starry Night Education, está resumido e adaptado e o original pode ser acessado aqui

Vênus fotografado por Alan Friedman.

Vênus fotografado por Alan Friedman.

Normalmente o brilho de Vênus, como a maioria dos objetos no espaço, diminui quanto mais longe fica da Terra. No entanto, à medida que Vênus vai se movendo em  torno do sol, vai sendo iluminado a partir de ângulos diferentes, e isso também afeta o seu brilho.
Esta semana, a distância do planeta da Terra e seu ângulo em relação ao sol se combinam para que Vênus mostre mais de sua superfície reflexiva do que em qualquer outro ponto na órbita do sol, fazendo com que o planeta brilhe no seu máximo. Infelizmente, os observadores só podem ver Vênus em seu período mais brilhante, ao se levantar cedo pela manhã. A sua localização, a oeste do sol atual faz com que seja uma “estrela da manhã” subindo duas horas antes do sol.

A magnitude de Vênus quando está em seu período menos brilhante é de -3.8. Essa semana ele chegará a uma magnitude de – 4.9. 

O que isso significa? 

Bem, Sírius, a estrela mais brilhante no céu tem uma magnitude de 1.44. A magnitude de Vênus esta semana é portanto 3.5 vezes mais brilhante do que Sírius. 

Costumava-se dizer que Vênus era o objeto mais brilhante no céu depois do sol e da lua, mas isso já não é verdade. A Estação Espacial Internacional, com seus enormes painéis solares, agora supera Vênus por uma margem confortável. Mesmo assim, vale a pena acordar mais cedo e olhar pela janela a cada amanhecer desses dias de fevereiro.

Vênus em fase fotografado por John Chumack.

Vênus em fase, fotografado por John Chumack.