Os pesquisadores investigaram três objetos misteriosos no universo primitivo. Aqui são mostradas suas imagens coloridas, de três bandas de filtro NIRCam a bordo do Telescópio Espacial James Webb. Eles são visivelmente compactos em comprimentos de onda vermelhos (o que lhes vale o termo “pequenos pontos vermelhos”), com alguma evidência de estrutura espacial em comprimentos de onda azuis. Crédito: Bingjie Wang/Penn State. JWST/NIRSpec.
Uma descoberta recente do Telescópio Espacial James Webb (JWST) da NASA confirmou que objetos brilhantes e intensamente vermelhos previamente detectados no universo primitivo derrubam o pensamento convencional sobre as origens e evolução das galáxias e dos seus buracos negros supermassivos.
Uma equipe internacional, liderada por pesquisadores da Universidade Estadual da Pensilvânia, usando o instrumento NIRSpec a bordo do Telescópio James Webb como parte da pesquisa RUBIES, conseguiu identificar três objetos misteriosos no universo primitivo, cerca de 600-800 milhões de anos após o Big Bang. , quando o universo tinha 5% Apenas a partir de sua idade atual. Anunciar A descoberta foi feita hoje, 27 de junho, em Cartas de revistas astrofísicas.
A equipe estudou medições espectroscópicas, ou a intensidade de diferentes comprimentos de onda de luz emitida por objetos. A sua análise encontrou assinaturas de estrelas “velhas”, com centenas de milhões de anos de idade, muito mais velhas do que o esperado num universo jovem.
Os investigadores disseram que também ficaram surpresos ao descobrir sinais que indicam a presença de buracos negros supermassivos nos mesmos objetos, pois estimaram que a sua massa seja 100 a 1.000 vezes maior que a massa do buraco negro supermassivo na nossa Galáxia, a Via Láctea. Nada disto é esperado nos modelos actuais de crescimento de galáxias e de formação de buracos negros supermassivos, que prevêem o crescimento conjunto de galáxias e dos seus buracos negros ao longo de milhares de milhões de anos de história cósmica.
“Confirmámos que estes objetos parecem estar repletos de estrelas antigas – com centenas de milhões de anos – num universo que tem apenas 600 a 800 milhões de anos. Notavelmente, estes objetos detêm o recorde das primeiras assinaturas de luz estelar antiga. ” Bingyi Wang, pesquisadora de pós-doutorado na Penn State e principal autora do artigo, disse:
“Foi completamente inesperado encontrar estrelas antigas num universo tão jovem. Os modelos padrão de cosmologia e formação de galáxias têm sido incrivelmente bem-sucedidos, no entanto, estes objetos luminosos não se enquadram confortavelmente nessas teorias.”
Os pesquisadores descobriram os objetos massivos pela primeira vez em julho de 2022, quando o conjunto de dados inicial do JWST foi lançado. A equipe publicou um artigo de pesquisa em natureza Vários meses depois foi anunciada a existência dos objetos.
Na altura, os investigadores suspeitavam que estes objetos eram galáxias, mas prosseguiram a sua análise obtendo espectros para compreender melhor as verdadeiras distâncias dos objetos, bem como as fontes que alimentam a sua enorme luz.
Os pesquisadores então usaram os novos dados para traçar uma imagem mais clara da aparência das galáxias e do que há dentro delas. A equipa não só confirmou que estas galáxias eram de facto galáxias próximas do início dos tempos, mas também encontrou evidências de buracos negros surpreendentemente massivos e de uma população de estrelas surpreendentemente antiga.
“É muito intrigante”, disse Joel Lyga, professor assistente de astronomia e astrofísica na Penn State e coautor dos dois artigos. “É possível fazer com que isto se encaixe desconfortavelmente no nosso modelo atual do universo, mas apenas se evocarmos alguns. formações loucamente rápidas e estranhas no início do Tempo Esta é, sem dúvida, a coleção de objetos mais incomum e interessante que já vi em minha carreira.”
O Telescópio Espacial James Webb está equipado com sensores infravermelhos capazes de detectar a luz emitida pelas estrelas e galáxias mais antigas. O telescópio permite essencialmente que os cientistas vejam aproximadamente 13,5 mil milhões de anos no passado, perto do início do universo como o conhecemos, disse Leija.
Um desafio na análise da luz antiga é que pode ser difícil distinguir entre os tipos de objetos que podem emitir luz. No caso destes objetos primitivos, eles têm características claras tanto de buracos negros supermassivos como de estrelas antigas.
No entanto, explicou Wang, ainda não está claro quanto da luz observada vem de cada uma, o que significa que podem ser galáxias primitivas inesperadamente antigas que são ainda mais massivas do que a nossa Via Láctea, ou se formam muito antes do que os modelos prevêem, ou Mais galáxias de massa normal poderiam ter buracos negros “supermassivos”, cerca de 100 a 1.000 vezes mais massivos do que uma galáxia assim hoje.
“Distinguir entre a luz emitida pela matéria que cai num buraco negro e a luz emitida pelas estrelas nestes objetos pequenos e distantes é muito difícil”, disse Wang. “Não ser capaz de dizer a diferença no conjunto de dados atual deixa muito espaço para. interpretação desses objetos interessantes, francamente, é “é emocionante que tanto deste mistério permaneça sem solução”.
Além de sua massa e idade inexplicáveis, se parte da luz vier de buracos negros supermassivos, então eles não são buracos negros supermassivos comuns. Eles produzem muito mais fótons ultravioleta do que o esperado, e objetos similares estudados com outros instrumentos não possuem as características de buracos negros supermassivos, como poeira quente e emissão brilhante de raios-X. Mas talvez o que seja mais surpreendente, disseram os pesquisadores, seja o quão grande é.
“Os buracos negros supermassivos estão geralmente associados a galáxias”, disse Lyga. “Eles crescem juntos e passam por todas as suas principais experiências de vida juntos. Mas aqui, temos um buraco negro adulto totalmente formado vivendo dentro do que deveria ser uma jovem galáxia. Realmente não faz sentido, porque essas coisas deveriam crescer juntas. ” Ou pelo menos foi o que pensamos.”
Os investigadores também ficaram intrigados com o tamanho extremamente pequeno destes sistemas, que têm apenas algumas centenas de anos-luz de diâmetro, cerca de mil vezes mais pequenos que a nossa Galáxia, a Via Láctea. O número de estrelas nestes sistemas é aproximadamente o mesmo que o número de estrelas na nossa Galáxia, a Via Láctea – onde o número de estrelas nestes sistemas varia de dez mil milhões a um bilião de estrelas – mas estão confinados a um volume cerca de mil vezes maior que o da Via Láctea. menor que a Via Láctea.
Leija explicou que se pegássemos a Via Láctea e a comprimíssemos ao tamanho das galáxias que encontrássemos, a estrela mais próxima estaria aproximadamente localizada no nosso sistema solar. Quanto ao buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea, que fica a cerca de 26.000 anos-luz de distância, estará a apenas cerca de 26 anos-luz de distância da Terra e será visível no céu como uma coluna gigante de luz. .
“Essas primeiras galáxias serão muito densas com estrelas, estrelas que devem ter se formado de uma forma que nunca vimos antes, sob condições que nunca esperávamos, durante um período que nunca esperávamos ver”, disse Lyga. “Por alguma razão, o universo parou de produzir objetos como estes depois de apenas alguns bilhões de anos. É algo exclusivo do universo primitivo.”
Os pesquisadores esperam continuar com mais observações, que, segundo eles, poderiam ajudar a explicar alguns dos mistérios dos objetos. Eles planejam capturar espectros mais profundos apontando o telescópio para objetos por longos períodos de tempo, o que ajudará a separar a emissão das estrelas e de um potencial buraco negro supermassivo, identificando assinaturas de absorção específicas que podem estar presentes em cada um.
“Há outra maneira de avançarmos e esta é a ideia certa”, disse Lega. “Temos todas essas peças do quebra-cabeça e elas só podem ser resolvidas se ignorarmos o fato de que algumas delas podem quebrar. Este problema pode ser resolvido com um golpe de gênio que até agora nos escapou, a todos os nossos colegas e a toda a comunidade científica. comunidade.”
Mais Informações:
Bingjie 冰洁 Wang 王 et al., RUBIES: Evolução de populações estelares com histórias de formação estendidas em z ∼ 7–8 em candidatos a galáxias massivas identificadas usando JWST/NIRSpec, Cartas de diários astrofísicos (2024). doi: 10.3847/2041-8213/ad55f7
Fornecido pela Universidade Estadual da Pensilvânia
a citação: Pequenos objetos brilhantes descobertos no início do universo confundem os cientistas (2024, 28 de junho) Recuperado em 28 de junho de 2024 em https://phys.org/news/2024-06-tiny-bright-dawn-universe-baffle.html
Este documento está sujeito a direitos autorais. Não obstante qualquer negociação justa para fins de estudo ou pesquisa privada, nenhuma parte dele pode ser reproduzida sem permissão por escrito. O conteúdo é fornecido apenas para fins informativos.
Esta imagem mostra a silhueta da Estação Espacial Internacional (ISS) passando em frente ao disco solar a uma distância de 274 milhas (441,5 km) de nós e a uma velocidade de cerca de 4,5 milhas por segundo (7,31 km/s). .
Esta imagem foi tirada na Figueira da Foz, na costa norte de Portugal, no dia 2 de junho de 2024, às 13h18, hora local (12h18 GMT), e durou apenas 0,54 segundos. O vídeo mostra uma sequência de 200 imagens tiradas em um período de aproximadamente dois segundos.
O trânsito do Sol na Estação Espacial Internacional era difícil de ver, mesmo com um telescópio especial equipado com filtros de hidrogênio. Foi apenas com uma câmera de vídeo rápida da Player One Astronomy que consegui capturar esse raro momento que aconteceu em um piscar de olhos. Apollo-M Maxcom o obturador da câmera configurado para uma taxa de quadros de alta velocidade de até 109 imagens por segundo.
As imagens foram processadas individualmente, sem empilhá-las, e gostei da qualidade obtida usando apenas quadros individuais. A Estação Espacial Internacional aparece branca na primeira sequência, devido à técnica de inversão utilizada para processar imagens da cromosfera do Sol com maior profundidade. A segunda sequência mostra a Estação Espacial Internacional em preto sem este reflexo visível.
Uma foto deslumbrante tirada por Miguel Claro da sombra da Estação Espacial Internacional (ISS) ao passar em frente ao disco do Sol (Crédito da imagem: Miguel Claro)
Curiosamente, estruturas distintas da Estação Espacial Internacional podem ser reconhecidas na imagem, incluindo painéis solares e módulos. A imagem também mostra com grande detalhe jactos de gás na atmosfera exterior do Sol, grandes filamentos de gás e uma grande zona activa (ou mancha solar), bem como algumas saliências solares em torno dos membros do Sol. Nosso Sol tem 1,4 milhão de km de diâmetro e é composto de 73% de hidrogênio, 25% de hélio e 2% de elementos mais pesados.
A Estação Espacial Internacional completa sua órbita ao redor da Terra a cada 90-93 minutos. O laboratório em órbita, que abriga uma tripulação internacional de astronautas, tem cerca de 109 metros de largura. Embora a Estação Espacial Internacional seja bastante grande no céu, com um diâmetro angular de 62,58 polegadas, parece muito pequena quando comparada com o enorme tamanho do disco solar, que tem um tamanho angular de 31,6 pés. Isto faz com que o Sol pareça cerca de 30,3 vezes maior que a Estação Espacial Internacional no momento em que esta imagem foi tirada.
Notícias de última hora sobre o espaço, as últimas atualizações sobre lançamentos de foguetes, eventos de observação do céu e muito mais!
Espero que você goste desta imagem tanto quanto eu, e se quiser apoiar meu trabalho como artista freelance, você pode adquirir esta imagem como impressão e obra de arte ou decoração de parede para sua casa! Explore as diferentes opções de tamanho e diferentes tipos de impressão abaixo ou entre em contato comigo se precisar de mais assistência. Pretendo criar uma edição limitada do Print Drop no futuro que estará disponível na minha galeria de impressão. Enquanto isso, você pode se inscrever no meu boletim informativo para obter acesso antecipado.
A Via Láctea não está sozinha em seu cantinho do universo.
Galáxias anãs pequenas e fracas, algumas com apenas mil estrelas, orbitam a nossa vizinhança cósmica em órbitas longas e graciosas. Não está claro exatamente quantas destas galáxias existem, mas presume-se que o seu número seja muito maior. 60 ou mais Nós encontramos até agora.
Os astrónomos conseguiram recentemente identificar mais dois destes planetas menores, mas esta notícia não resolve o problema como se poderia pensar. Agora parece que existem muitos deles.
Isto acontece porque as novas luas, denominadas Virgo 3 e Sextance 2, foram descobertas numa região do espaço já repleta de mais galáxias anãs do que os modelos de matéria escura prevêem.
“Incluindo quatro satélites anteriormente conhecidos, há um total de nove satélites na banda HSC-SSP.” Escreva uma equipe liderada por Daisuke Homma Observatório Astronômico Nacional do Japão.
“A taxa de detecção de anãs muito ténues é muito superior à taxa prevista pelos modelos modernos para o número de luas da Via Láctea esperada nos modelos de matéria escura fria, sugerindo que estamos perante um problema de ‘demasiados satélites’.”
A matéria escura é algo invisível e desconhecido no universo que contribui para um aumento da gravidade que não pode ser atribuído à matéria comum. As galáxias, incluindo a Via Láctea, estão saturadas e rodeadas por este material misterioso, dando mais velocidade à rotação galáctica e mais força gravitacional para atrair, reter e eventualmente devorar galáxias satélites.
Com base em modelos de matéria escura na Via Láctea, os astrónomos prevêem que a galáxia deve conter muito mais galáxias anãs do que as que foram descobertas até agora. Isto não significa necessariamente que estas galáxias não existam, e os cientistas não poupam esforços para tentar encontrá-las no escuro.
Os modelos baseados na matéria escura também nos dão previsões bastante detalhadas sobre quantas galáxias lunares deveríamos esperar ver em locais específicos, e é aqui que Virgo III e Sexton II representam um problema.
Homma e seus colegas estudaram dados do Hyper Suprime-Cam (HSC) do Programa Estratégico Subaru (SSP) para estudar parte do espaço, em busca de galáxias satélites pertencentes à Via Láctea. De acordo com os modelos de matéria escura, deveria haver cerca de quatro galáxias anãs lunares naquela parte do céu.
Com a descoberta das duas novas galáxias, o número total de satélites naquela região aumenta para nove. Mesmo antes da descoberta das duas galáxias, o número de satélites ali era demasiado elevado para ser explicado.
Mudar as coisas de lugar – excluindo a clássica galáxia anã Sextans, por exemplo, ou adotando um modelo diferente para prever quantas luas deveríamos ver – também não resolve o problema.
O melhor modelo prevê atualmente que existem cerca de 220 galáxias anãs orbitando a Via Láctea. Se aplicarmos a distribuição que encontramos na pegada HSC-SSP ao resto do espaço que rodeia a nossa galáxia, este número total estaria na verdade mais próximo de 500 satélites.
Mas é possível que a pegada HSC-SSP contenha uma concentração maior de satélites do que na parte média do espaço. A única maneira de determinar se este é o caso é continuar a olhar para outras partes do céu e contar as galáxias anãs que encontramos lá.
“O próximo passo é usar um telescópio mais poderoso que capture uma visão mais ampla do céu.” diz o astrônomo Masashi Chiba Da Universidade de Tohoku. “Próximo ano, Observatório Vera C. Rubin “As novas galáxias lunares no Chile serão utilizadas para este propósito. Espero que muitas novas galáxias lunares sejam descobertas.”
Mais Zoom/ Uma versão beta do motor Miranda da Firefly é executada em uma bancada de testes em Briggs, Texas.
Firefly Aeroespacial
BRIGGS, Texas – Um novo foguete de média elevação que está sendo desenvolvido pela Firefly Aerospace e Northrop Grumman eventualmente incluirá um propulsor recuperável que retornará ao seu local de lançamento na Virgínia para reutilização.
A Firefly já havia sugerido que a reutilização dos foguetes estava no roteiro do novo foguete – conhecido até agora como Veículo de Lançamento Médio (MLV) – mas as autoridades revelaram novos detalhes do plano durante uma recente visita da Ars à fábrica de foguetes Firefly em. zona rural central do Texas.
“A Northrop e a Firefly têm uma opinião semelhante, de que a reutilização desta classe de mísseis é um pré-requisito por vários motivos”, disse o CEO da Firefly, Bill Weber. “Economicamente, isso se torna uma vantagem porque não precisamos construir espaço terrestre adicional. … Da mesma forma, começa. A estrutura de preços para os clientes deverá se tornar muito competitiva, o que adoramos, e estaremos na metade do caminho.”
A Firefly é uma das várias empresas que correm para lançar novos foguetes de médio alcance, todos eles pelo menos parcialmente reutilizáveis. A Rocket Lab, talvez a empresa mais dominante na categoria Firefly, está desenvolvendo o foguete Neutron enquanto continua a lançar o foguete Electron menor, que já acumulou 50 missões. A Relativity Space, uma empresa privada bem financiada com sede na Califórnia, está desenvolvendo um foguete Terran R parcialmente reutilizável depois de abandonar seu veículo Terran 1 menor após apenas um vôo de teste. A Stoke Space está projetando um novo foguete com propulsor reutilizável e estágio superior.
Todos esses foguetes são projetados para competir com o foguete Falcon 9 da SpaceX, atual líder de mercado. Esses foguetes eventualmente se juntarão à lista de fornecedores de lançamento militares dos EUA para missões de segurança nacional, que atualmente inclui apenas a SpaceX, a United Launch Alliance e, mais recentemente, a Blue Origin.
Necessário para competir
Até agora, a Firefly forneceu poucos detalhes sobre seu roteiro de reutilização de foguetes. Mas os detalhes revelados à Ars mostram que a MLV usará um método familiar de recuperação.
“Para nosso projeto básico, estamos projetando em torno do pouso propulsivo para retornar ao local de lançamento”, disse Merritt Delia, gerente de propulsão do programa MLV. “Vamos iterar em todas essas coisas, mas basicamente estamos projetando. para reutilização. Não apenas o design, planejamos fazer isso.”
A Firefly pode decidir incluir a opção de pouso em barcos no mar, como a SpaceX está fazendo com seu foguete Falcon 9 e a Blue Origin planeja fazer com seu foguete New Glenn. Rocket Lab e Relativity também planejam fazer pousos de foguetes na praia. No entanto, esta abordagem é cara, requer manutenção do navio e atrasa o retorno dos boosters ao local de lançamento para reabastecimento, disse D'Elia.
Os testes da tecnologia de recuperação de reforço do MLV começarão com o primeiro vôo do foguete, de acordo com D'Elia, quando a Firefly acionará seus motores de controle para demonstrar a primeira manobra de capotamento do primeiro estágio para retornar ao local de lançamento após a separação do estágio superior do MLV.
O CEO da Firefly, Weber, disse que o objetivo da empresa é recuperar e reutilizar totalmente o propulsor MLV até o sexto vôo do foguete. Ele acrescentou: “Do jeito que está, isso acontecerá por volta do sexto voo. Provavelmente será quando a empresa estiver fazendo bem para colocar essa capacidade em voo”.
No solo, a Firefly está projetando motores Miranda para serem capazes de realizar múltiplas queimadas em um único vôo, a capacidade necessária para pousos propulsivos. Os engenheiros estão testando as estruturas compostas do Miranda para garantir que possam suportar vários lançamentos e pousos, incluindo o calor da reentrada.
“Para cumprir a cadência de lançamento, ir tão rápido quanto precisamos, fazê-lo a custos razoáveis, e fazê-lo de uma forma que não causemos mais danos ao planeta ao longo do caminho, não sei como você pode conseguir isso sem reutilização”, disse Weber.
