1 - A descoberta do primeiro planeta extra-solar

Cortesia: Nuno Santos (OAL).

  Em 1995, uma equipa de astrofísicos suíços detectou pela primeira vez o movimento periódico de uma estrela, a 51 Peg, provocado pela influência gravitacional de um planeta gigante em seu torno. Pela primeira vez se provou a existência de planetas em torno de outras estrelas semelhantes ao Sol. Hoje, mais de 150 são conhecidos, e as últimas descobertas, nas quais participaram astrofísicos portugueses do OAL, sugerem mesmo que os planetas de tipo terrestre devem ser comuns na nossa Galáxia.

  2 - A descoberta de "estrelas" anãs-castanhas
  Apesar da previsão teórica de que deveriam existir objectos com massas inferiores a cerca de um décimo da massa do Sol, em 1995 não tinha sido detectado nenhum. Ao fim de dez anos, contam-se às dezenas as anãs-castanhas conhecidas e são alvo de estudo intenso. O seu processo de formação é semelhante ao de uma estrela, mas as suas massas não são suficientes para transformar hidrogénio em hélio nos seus núcleos, como acontece com as estrelas "verdadeiras". Assim, as anãs castanhas são uma espécie de "estrelas falhadas" que arrefecem muito lentamente até à eternidade.

  3 - Discos em torno de estrelas em formação
  No final dos anos noventa, obtêm-se as primeiras imagens de silhuetas de discos, vistos de perfil ou de frente, em torno de estrelas em formação. Algumas imagens revelam também a presença de jactos de matéria emitidos energeticamente pela estrela jovem. Discos e jactos são dois processos que a Natureza utiliza frequentemente para formar objectos, desde estrelas a galáxias. As imagens obtidas confirmam que durante a formação de uma estrela, formam-se discos à sua volta, os quais eventualmente dão origem depois a planetas. Assim, o aparecimento de Vida está ligado à formação de estrelas e de planetas em discos em torno das estrelas.

Cortesia:(em cima) Mark McCaughrean (Max-Planck-Institute for Astronomy). C.Robert O'Dell (Rice University), and NASA e (em baixo) Chris Burrows (STScI), the WFPC2 Science Team and NASA.

  4- Exploração do nosso Sistema Solar
  Nos últimos anos, a Humanidade tem-se maravilhado com as imagens obtidas pelas sondas que aterraram em Marte (Pathfinder, Spirit, Opportunity) e em Titã (Cassini/Huygens). Neste último caso, investigadores do OAL têm participado activamente no trabalho de investigação da atmosfera de Titã.
  Outros avanços de grande importância são os trabalhos sobre o cinturão de Kuiper, uma colecção de pequenos mundos gelados circulando o Sistema Solar num reino para além da órbita de Neptuno. Os astrónomos já catalogaram cerca de 800 objectos de Cintura da Kuiper, entre eles Plutão, Quaoar e 2004 DW, os de maior dimensão. O estudo desta zona do Sistema Solar pode fornecer pistas cruciais sobre a forma como este se formou e evoluiu.

  5 - Explosões de raios gama (Gamma-Ray Bursts - GRB)
  Mais de 40 anos após a sua descoberta, as explosões de raios gama continuam a surpreender. Foi apenas em 1997 que as primeiras distâncias foram medidas a estes objectos, e o seu carácter extra-galáctico definitivamente provado. Em 1998, um GRB foi associado, pela primeira vez, com uma supernova, e nos anos seguintes mais exemplos viriam a ser descobertos. A violência das explosões de supernova necessária para gerar um GRB é tal que surge o termo hipernova. Contudo, o mistério ainda perdura acerca das condições físicas que levam ao despoletar de uma explosão de hipernova. E temos ainda as explosões de raios gama de curta duração, com durações menores de dois segundos, que se pensa serem um acontecimento diferente: eventualmente estas serão o resultado da colisão entre duas estrelas de neutrões, ou entre uma estrela de neutrões e um buraco negro...

  6 - Sloan Digital Sky Survey (SDSS) e quasares distantes
  Na era dos grandes levantamentos, o SDSS representa um dos mais eficientes projectos de mapeamento do céu. Com início em 1999, este levantamento está a mapear um quarto de todo o céu, detectando mais de 100 milhões de objectos celestes. Mais de um milhão de galáxias próximas estão a ser observadas espectroscopicamente, bem como cerca de 100000 quasares, os objectos mais distantes conhecidos. O estudo destes quasares está a surpreender os astrónomos: ferro e poeira, que são produzidos na vida e morte de estrelas de maior massa, são detectados em grandes quantidades em quasares revelados pelo SDSS e que existem pouco mais de mil milhões de anos após o Big Bang (o Universo tem hoje cerca de 13.7 mil milhões de anos de idade). A implicação é pois que os primeiros mil milhões de anos do Universo tiveram uma actividade muito rápida, com estrelas e galáxias a formarem-se muito rapidamente após o Big-Bang. Detectar estes primeiros objectos é o objectivo dos grandes telescópios que estão presentemente a ser planeados e construídos.

Cortesia: NASA, ESA, S. Beckwith (STScI) and the HUDF Team.

  7 - Hubble Ultra Deep Field
  O Hubble Ultra Deep Field é a imagem óptica mais profunda jamais obtida do Universo. Construída a partir de observações com o telescópio espacial Hubble em 2003 e 2004, esta imagem equivale a mais de onze dias de observações consecutivas do mesmo ponto no céu, com o objectivo de detectar as galáxias mais distantes jamais observadas. Ainda em fase de estudo, esta imagem contém mais de 10.000 galáxias estimando-se que contenha um número significativo de galáxias a distâncias nunca antes observadas. Investigadores do OAL participam na investigação da natureza das galáxias observadas neste campo, tentando perceber como se deu a formação e evolução das primeiras galáxias.

  8 - Radiação Cósmica de Fundo
  A radiação cósmica de fundo (em microondas) tem origem no desacoplamento entre radiação e matéria no Universo primordial, 380.000 anos apenas após o Big Bang. Representa a distribuição de matéria que viria a dar origem, muitos milhões de anos mais tarde, às galáxias e estrelas que hoje observamos no Universo. É a imagem mais antiga que se pode obter do Universo, e contém a informação sobre a própria natureza deste. Em Junho de 2001 foi lançado o satélite WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) em direcção ao ponto de Lagrange L2 do sistema Terra-Sol, uma posição quase estável a 1.5 milhões de quilómetros da Terra no sentido oposto ao do Sol, onde chegou 3 meses depois. Após meses de observações, continua a mapear o céu de micro-ondas, cada vez com maior precisão, em busca de uma caracterização cada vez mais completa do Universo.

Cortesia: NASA e equipa científica do WMAP.

  9 - Chandra Deep Field
  A exposição mais longa no Universo jamais efectuada nos raios-X pelo telescópio espacial Chandra (mais de 20 dias de observação ininterrupta) revela buracos negros super-massivos em galáxias no Universo distante. Motores para a evolução, e provavelmente mesmo nascimento, das galáxias, estes buracos negros encontram-se muitas vezes escondidos por detrás de quantidades imensas de poeira, gás e estrelas. Mas a atracção que exercem na matéria circundante, acelerando-a e aquecendo-a, acaba por revelá-los nos raios-X. Nesta imagem temos o melhor censo realizado até hoje de buracos negros no Universo, revelando fontes que são completamente invisíveis no óptico. Estas constituem provavelmente a população de AGNs ricas em poeira que é prevista em modelos de evolução de galáxias, mas que tem escapado à detecção pelos telescópios ópticos mais poderosos. Investigadores do OAL tentam caracterizar esta população recorrendo a estudos nos mais variados comprimentos de onda, incluindo o infravermelho e o rádio. O Chandra foi lançado em Julho de 1999 e continua a fornecer as imagens mais profundas do Universo nos raios-X.

Cortesia: NASA/CXC/PSU/D.M. Alexander.

  10 - Matéria Escura e Energia Escura
  Nos últimos anos, teve lugar a descoberta de algo enigmático e que deixa os cientistas perplexos: o Universo é constituído maioritariamente por "matéria escura" (23%) e "energia escura" (73%), termos que apenas revelam a nossa imensa ignorância acerca da sua natureza. A matéria "normal" (da qual são feitas as estrelas, planetas, pessoas) constitui apenas 4% do Universo, uma gota de água no oceano imenso do Universo! A matéria escura é invisível, não emite radiação e pode ser detectada apenas pelo efeito da sua gravidade. Actualmente, os astrónomos pensam que a maioria da matéria presente no Universo, está concentrada ao longo de grandes filamentos de matéria negra, e que os enxames de galáxias são formados nas intersecções destes filamentos.