3990: Descobrem que a atmosfera da Terra “toca” como um sino. Laplace já sabia (há dois séculos)

CIÊNCIA/FÍSICA

NASA / Wikimedia

Uma nova investigação levada a cabo por Kevin Hamilton e Takatoshi Sakazaki concluiu que a atmosfera da Terra pode “ecoar” como um sino.

As poderosas ondas que surgem nos céus devido à pressão da atmosfera podem harmonizar-se, criando ressonância, de acordo com uma nova investigação levada a cabo pelos cientistas Kevin Hamilton, da Universidade do Hawai em Manoa (Estados Unidos), e Takatoshi Sakazaki, da Unidersity de Kyoto, (Japão).

Toda a atmosfera reverbera de forma semelhante às ondas sonoras no interior de um sino, concluíram os cientistas no novo estudo, cujos resultados foram esta semana publicados na revista científica especializada Journal of the Atmospheric Sciences.

Em comunicado esta semana divulgado, os especialistas sublinham que a “música” da atmosfera terrestres não pode ser ouvida, mas assume-se sob a forma de ondas de pressão atmosférica em larga escala que circundam o nosso planeta ao mover-se em torno do Equador, algumas para leste e outras ainda para oeste.

Para chegar a esta conclusão, os cientistas estudaram estatísticas de pressão atmosférica de um período de 38 anos registado no banco de dados meteorológico ERA5.

Os cientistas descobriram que quando as ondas se movem pelo ar a uma certa altura e velocidade, estas ressoam com a atmosfera, criando um fenómeno semelhante à forma como as ondas sonoras reverberam no interior de um sino.

As descobertas de Hamilton e Sakazaki confirmam a teoria das oscilações globais, cujas raízes remontam a uma obra do século XIX do físico e matemático francês Pierre-Simon Laplace, pode ler-se ainda no mesmo comunicado.

“As frequências e padrões mundiais que observamos combinam muito bem com os [resultados] previstos teoricamente. É emocionante ver como a visão de Laplace e de outros físicos pioneiros é totalmente confirmada dois séculos depois”.

ZAP //

Por ZAP
13 Julho, 2020

 

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3867: Weird green glow spotted in atmosphere of Mars

It’s the first time the emission has been seen on a world beyond Earth.

Artist’s illustration of the European Space Agency’s ExoMars Trace Gas Orbiter detecting the green glow of oxygen in the Martian atmosphere. This emission, spotted on the dayside of Mars, is similar to the night glow seen around Earth’s atmosphere from space.
(Image: © ESA)

The atmosphere of Mars has a distinct green glow, just like Earth’s.

The European Space Agency’s Trace Gas Orbiter (TGO) spotted an emerald glow in Mars’ wispy atmosphere, marking the first time the phenomenon has been spotted on a world beyond Earth, a new study reports.

“One of the brightest emissions seen on Earth stems from night glow. More specifically, from oxygen atoms emitting a particular wavelength of light that has never been seen around another planet,” study lead author Jean-Claude Gérard, of the Université de Liège in Belgium, said in a statement.

“However, this emission has been predicted to exist at Mars for around 40 years — and, thanks to TGO, we’ve found it,” Gérard said.

Related: The 7 biggest mysteries of Mars

In this image, taken by astronauts aboard the International Space Station (ISS) in 2011, a green band of oxygen glow is visible over Earth’s curve. On the surface, portions of northern Africa are visible, with evening lights shining along the Nile river and its delta. (Image credit: NASA)

As Gérard noted, the green emission is characteristic of oxygen. Skywatchers at high latitudes here on Earth can see this signature in the ethereal, multicolored displays known as the auroras, which are generated by charged particles from the sun slamming into molecules high up in the atmosphere.

But night glow is different. It’s caused by the interaction of sunlight with atoms and molecules in the air, which generates a subtle but continuous light. This emission is hard to see, even here on Earth; observers often need an edge-on perspective to make it out, which is why some of the best images of our planet’s green night glow come courtesy of astronauts aboard the International Space Station (ISS).

Day glow, the diurnal component of this constant emission, is even harder to spot. And it’s driven by a slightly different mechanism.

“Night glow occurs as broken-apart molecules recombine, whereas day glow arises when the sun’s light directly excites atoms and molecules such as nitrogen and oxygen,” European Space Agency (ESA) officials wrote in the same statement.

Gérard and his colleagues used TGO’s Nadir and Occultation for Mars Discovery (NOMAD) instrument suite, which includes the Ultraviolet and Visible Spectrometer (UVIS), to study the Red Planet’s air in a special observing mode from April through December of last year.

“Previous observations hadn’t captured any kind of green glow at Mars, so we decided to reorient the UVIS nadir channel to point at the ‘edge’ of Mars, similar to the perspective you see in images of Earth taken from the ISS,” study co-author and NOMAD principal investigator Ann Carine Vandaele, of the Institut Royal d’Aéronomie Spatiale de Belgique in Belgium, said in the same statement.

The team scanned the Martian atmosphere at altitudes between 12 miles and 250 miles (20 to 400 kilometers). They found the green oxygen glow at all heights, though it was strongest around 50 miles (80 km) up and varied with the Red Planet’s distance from the sun.

The researchers also performed modeling work to better understand what’s driving the glow. Those calculations suggested the light is driven mainly by the breakup of carbon dioxide, which makes up 95% of Mars’ thin atmosphere, into carbon monoxide and oxygen.

TGO saw these stripped oxygen atoms glowing in both visible and ultraviolet light, with the visible emission about 16.5 times more intense than the UV.

“The observations at Mars agree with previous theoretical models, but not with the actual glowing we’ve spotted around Earth, where the visible emission is far weaker,” Gérard said. “This suggests we have more to learn about how oxygen atoms behave, which is hugely important for our understanding of atomic and quantum physics.”

TGO has been circling Mars since October 2016. The orbiter is part of the two-phase European-Russian ExoMars program, which plans to launch a life-hunting rover called Rosalind Franklin toward the Red Planet in 2022. (The Rosalind Franklin was originally supposed to lift off this summer, but technical issues with the spacecraft’s parachute and other systems caused the mission to miss that window.)

The new TGO results, which were published online today (June 15) in the journal Nature Astronomy, will be helpful to the Rosalind Franklin team, ESA officials said.

“This type of remote-sensing observation, coupled with in situ measurements at higher altitudes, helps us to predict how the Martian atmosphere will respond to seasonal changes and variations in solar activity,” Håkan Svedhem, ESA’s TGO project scientist, said in the same statement.

“Predicting changes in atmospheric density is especially important for forthcoming missions, including the ExoMars 2022 mission that will send a rover and surface science platform to explore the surface of the Red Planet,” said Svedhem, who is not a co-author of the new study.

Mike Wall is the author of “Out There” (Grand Central Publishing, 2018; illustrated by Karl Tate), a book about the search for alien life. Follow him on Twitter @michaeldwall. Follow us on Twitter @Spacedotcom or Facebook

Livescience
By Mike Wall – Space.com Senior Writer
17/06/2020

 

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3767: A atmosfera de Marte está a escapar para o Espaço (e já se sabe quem é o culpado)

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/ASTROFÍSICA/MARTE

 

O vídeo acima foi capturado directamente do écran dado que não existe endereço url do mesmo.

Marte pode já ter sido um planeta habitável mas, ao longo de milhares de milhões de anos, a sua atmosfera escapou para o Espaço. Os cientistas mapearam as correntes eléctricas na atmosfera marciana que podem ter sido responsáveis por deixar o gás “fugir” e encontraram o verdadeiro culpado.

Usando a nave da NASA Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN), uma equipa de cientistas mapeou os sistemas de corrente eléctrica na atmosfera de Marte pela primeira vez, resultando em visualizações que ajudaram os cientistas a determinar o que estava a permitir que a atmosfera escapasse para o Espaço.

As descobertas, de acordo com o estudo publicado em maio na revista científica Nature Astronomy, sugerem que o vento solar que constantemente flui do Sol é a principal força motriz por trás da fuga atmosférica do Planeta Vermelho.

Os investigadores queriam descobrir quão essencial é um campo magnético para a regulação da atmosfera de um planeta. Marte não tem campo magnético. Em vez disso, partículas carregadas libertadas da atmosfera superior do Sol, conhecidas como vento solar, interagem com a atmosfera de Marte e criam uma magnetosfera induzida – a área do espaço que circunda um planeta.

Os cientistas mapearam as correntes eléctricas em torno de Marte. As correntes eléctricas cobrem o lado do dia do planeta e fluem para a noite. Essas voltas de correntes eléctricas conectam a atmosfera superior de Marte e a sua magnetosfera induzida pelo vento solar.

À medida que os iões e electrões do vento solar colidem com o campo magnético induzido, são forçados a separar-se devido à sua carga eléctrica oposta, com alguns iões a fluir numa direcção e outros electrões noutra. Isso resulta na formação das correntes eléctricas em torno de Marte.

Enquanto isso, raios-x e radiação ultravioleta emitida pelo Sol estão constantemente a ionizar áreas da atmosfera superior de Marte, fazendo com que seja capaz de conduzir electricidade. Esse processo é essencialmente responsável pela fuga atmosférica de Marte.

As correntes transformam a energia do vento solar em campos magnéticos e eléctricos que aceleram as partículas carregadas da atmosfera de Marte, o que faz com que a atmosfera do planeta escape para o Espaço.

“Essas correntes desempenham um papel fundamental na perda atmosférica que transformou Marte de um mundo que poderia ter sustentado a vida num deserto inóspito”, disse Robin Ramstad, físico experimental da Universidade do Colorado e principal autor do estudo, em comunicado.

Sem um campo magnético, Marte está a perder a sua atmosfera há milhares de milhões de anos e a transformar-se num deserto frio e seco.

ZAP //

Por ZAP
1 Junho, 2020

 

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3672: Telescópios e sonda unem forças para investigar as profundezas da atmosfera de Júpiter

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Estas imagens da Grande Mancha Vermelha de Júpiter foram feitas usando dados recolhidos pelo Telescópio Espacial Hubble e pelo Observatório Gemini no dia 1 de Abril de 2018. Combinando observações capturadas quase ao mesmo tempo com dois observatórios diferentes, os astrónomos foram capazes de determinar que as características escuras da Grande Mancha Vermelha são buracos nas nuvens, em vez de massas de material escuro.
Canto superior esquerdo e canto inferior esquerdo (ampliação): Imagem pelo Hubble (visível) de luz solar reflectida das nuvens na atmosfera de Júpiter mostram características escuras dentro da Grande Mancha Vermelha;
Canto superior direito: Imagem infravermelha da mesma área obtida pelo Gemini que mostra calor emitido como energia infravermelha. As nuvens frias aparecem como regiões escuras, mas “clareiras” nas nuvens permitem que a emissão infravermelha brilhante escape das camadas mais quentes por baixo;
Meio inferior: Imagem ultravioleta, pelo Hubble, que mostra luz solar dispersada pelas neblinas acima da Grande Mancha Vermelha. A Grande Mancha Vermelha aparece vermelha no visível porque estas neblinas absorvem comprimentos de onda azuis. Os dados do Hubble mostram que as neblinas continuam a absorver até comprimentos de onda ultravioletas mais curtos;
Canto inferior direito: composição em vários comprimentos de onda recorrendo a dados do Hubble e do Gemini que mostra luz visível a azul e radiação infravermelha a vermelho. As observações combinadas mostram que as áreas que são brilhantes no infravermelho são “clareiras” ou locais onde há menos cobertura de nuvens a bloquear o calor do interior.
As observações do Hubble e do Gemini foram feitas para fornecer um contexto mais amplo da 12.ª passagem da Juno (Perijove 12).
Crédito: NASA, ESA e M. H. Wong (UC Berkeley) e equipa

O Telescópio Espacial Hubble da NASA e o Observatório Gemini, no Hawaii, uniram esforços com a sonda Juno para examinar as tempestades mais poderosas do Sistema Solar, ocorrendo a mais de 800 milhões de quilómetros de distância no gigantesco planeta Júpiter.

Uma equipa de investigadores liderados por Michael Wong da Universidade da Califórnia, Berkeley, e incluindo Amy Simon do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland, e Imke de Pater também da UC em Berkeley, estão a combinar observações em vários comprimentos de onda do Hubble e do Gemini com ampliações adquiridas pela Juno em órbita do planeta gigante, obtendo novas ideias sobre o clima turbulento neste mundo distante.

“Queremos saber como a atmosfera de Júpiter funciona,” disse Wong. É aqui que o trabalho da equipa da Juno, do Hubble e do Gemini entra em cena.

“Show de luzes” no rádio

As tempestades constantes de Júpiter são gigantescas em comparação com as da Terra, atingindo quase 65 km da sua base até ao topo – cinco vezes mais altas do que as tempestades típicas da Terra – e os poderosos relâmpagos são até três vezes mais energéticos do que os maiores “super-relâmpagos” da Terra.

Tal como os relâmpagos na Terra, os de Júpiter agem como transmissores de rádio, emitindo ondas de rádio bem como luz visível quando “piscam” pelo céu.

A cada 53 dias, a Juno passa perto dos sistemas de tempestades, detectando sinais de rádio conhecidos como “sferics” e “assobios”, que podem ser usados para mapear relâmpagos até mesmo no lado diurno do planeta ou em nuvens profundas onde os flashes não são de outra maneira visíveis.

Coincidindo com cada passagem, o Hubble e Gemini observam de longe, capturando imagens globais de alta resolução, essenciais para a interpretação das observações íntimas da Juno. “O radiómetro de micro-ondas da Juno investiga profundamente a atmosfera do planeta, detectando ondas de rádio de alta frequência que podem penetrar através das espessas camadas de nuvens. Os dados do Hubble e do Gemini podem dizer-nos quão espessas são as nuvens e a profundidade a que estamos a observar as nuvens,” explicou Simon.

Ao mapear os relâmpagos detectados pela Juno em imagens ópticas do planeta capturadas pelo Hubble e imagens infravermelhas capturadas ao mesmo tempo pelo Gemini, a equipa de investigação conseguiu mostrar que os eventos de relâmpagos estão associados a uma combinação de estruturas de nuvens: nuvens profundas feitas de água, grandes torres convectivas provocadas pela ressurgência de ar húmido – essencialmente nuvens jovianas do tipo cúmulo-nimbo – e regiões limpas presumivelmente causadas pela inundação do ar mais seco fora das torres convectivas.

Os dados do Hubble mostram a altura das nuvens espessas nas torres convectivas, bem como a profundidade das nuvens em águas profundas. Os dados do Gemini revelam claramente as “clareiras” nas nuvens a altas altitudes, onde é possível vislumbrar as nuvens profundas de água.

Wong pensa que os relâmpagos são comuns num tipo de área turbulenta conhecida como regiões filamentosas dobradas, o que sugere que ocorre aí uma convecção húmida. “Estes vórtices ciclónicos podem ser chaminés internas de energia, ajudando a libertar energia interna por convecção,” disse. “Não acontece em todos os lugares, mas algo nestes ciclones parece facilitar a convecção.”

A capacidade de correlacionar relâmpagos com nuvens profundas de água também fornece aos investigadores outra ferramenta para estimar a quantidade de água na atmosfera de Júpiter, parâmetro importante para entender como Júpiter e os outros gigantes de gás e gelo se formaram e, portanto, como o Sistema Solar como um todo se formou.

Embora as missões espaciais anteriores tenham descoberto muito sobre Júpiter, grande parte dos detalhes – incluindo a quantidade de água na atmosfera profunda, exactamente como o calor flui do interior e o que provoca certas cores e padrões nas nuvens – permanecem um mistério. O resultado combinado fornece informações sobre a dinâmica e sobre a estrutura tridimensional da atmosfera.

Vendo a Mancha Vermelha de modo semelhante a uma “abóbora iluminada”

Com o Hubble e o Gemini a observar Júpiter com mais frequência durante a missão da Juno, os cientistas também são capazes de estudar mudanças a curto prazo e características de curta duração, como as da Grande Mancha Vermelha.

As imagens da Juno, bem como de missões anteriores a Júpiter, revelaram características escuras dentro da Grande Mancha Vermelha que aparecem, desaparecem e mudam de forma com o tempo. Não ficou claro, a partir de imagens individuais, se estas características são provocadas por algum material misterioso de cor escura dentro da camada de nuvens altas ou se são ao invés buracos nas nuvens altas – janelas para uma camada mais profunda e escura.

Agora, com a capacidade de comparar imagens no visível obtidas pelo Hubble com imagens infravermelhas do Gemini, separadas por apenas horas umas das outras, é possível responder à pergunta. As regiões escuras no visível são muito brilhantes no infravermelho, indicando que são, de facto, buracos na camada de nuvens. Em regiões sem nuvens, o calor do interior de Júpiter, emitido sob a forma de luz infravermelha – de outro modo bloqueado por nuvens a alta altitude – é livre para escapar para o espaço e, portanto, aparece brilhante nas imagens do Gemini.

“É como uma espécie de ‘abóbora iluminada’,” disse Wong. “Vemos a luz infravermelha brilhante proveniente de áreas livres de nuvens, mas onde há nuvens, são bastante escuras no infravermelho.”

Hubble e Gemini como rastreadores do clima joviano

A observação regular de Júpiter pelo Hubble e com o Gemini, em apoio à missão Juno, também se mostra valiosa em estudos de muitos outros fenómenos climáticos, incluindo mudanças nos padrões de vento, características das ondas atmosféricas e da circulação de vários gases na atmosfera.

O Hubble e o Gemini podem monitorizar o planeta como um todo, fornecendo mapas básicos em tempo real em vários comprimentos de onda para referência nas medições da Juno, da mesma maneira que os satélites meteorológicos de observação da Terra fornecem contexto para os caçadores de furacões da agência norte-americana NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration).

“Como agora temos rotineiramente estas visualizações de alta resolução de dois observatórios e em comprimentos de onda diferentes, estamos a aprender muito mais sobre o clima de Júpiter,” explicou Simon. “Este é o nosso equivalente a um satélite meteorológico. Podemos finalmente começar a analisar os ciclos climáticos.”

Dado que as observações do Hubble e do Gemini são tão importantes para a interpretação dos dados da Juno, Wong e os colegas Simon e de Pater estão a tornar todos os dados processados facilmente acessíveis a outros investigadores através do Arquivo MAST (Mikulski Archives for Space Telescopes) do STScI (Space Telescope Science Institute) em Baltimore, Maryland.

“O importante é que conseguimos recolher este enorme conjunto de dados que suporta a missão Juno. Existem tantas aplicações do conjunto de dados que nem as podemos antecipar. De modo que permitimos que outros cientistas façam ciência sem aquela barreira de ter que descobrir por conta própria como processar os dados,” disse Wong.

Os resultados foram publicados o mês passado na revista The Astrophysical Journal Supplement Series.

Astronomia On-line
12 de Maio de 2020

 

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3602: Enquanto nos debatemos com a covid-19, a Terra é ameaçada por uma catástrofe pior do que a extinção dos dinossauros

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

(CC0/PD) 9866112 / Pixabay

Apesar de o mundo ter as atenções voltadas para a pandemia de covid-19, os riscos para a natureza causados pelo aquecimento global permanecem claros.

Em vários momentos da história do nosso planeta, quantidades crescentes de dióxido de carbono na atmosfera causaram um aquecimento global extremo que levou à morte da grande maioria das espécies existentes na Terra.

No passado, estes eventos foram desencadeados por uma erupção vulcânica ou um impacto de asteróide. Agora, ao que tudo indica, a Terra caminha para outra extinção em massa – e a culpa é nossa.

O cientista australiano Andrew Glikson sustenta que a actual taxa de crescimento das emissões de dióxido de carbono é mais rápida do que as que desencadearam as duas extinções anteriores, incluindo o evento que dizimou os dinossauros.

É verdade que muitas espécies podem ser capazes de se adaptar às alterações ambientais lentas ou moderadas, mas a história mostra-nos que as mudanças extremas do clima podem ser fatais para a grande maioria das espécies.

Antes do início dos tempos industriais, no final do século XVIII, o dióxido de carbono na atmosfera era de cerca de 300 partes por milhão, isto é, para cada milhão de moléculas de gás na atmosfera, 300 eram dióxido de carbono. Em Fevereiro deste ano, o dióxido de carbono atmosférico atingiu 414,1 partes por milhão.

Segundo um artigo publicado no The Conversation assinado por Andrew Glikson, o dióxido de carbono está a ser derramado na atmosfera a uma taxa de duas a três partes por milhão a cada ano.

Através de registos de carbono armazenados em fósseis e matéria orgânica, o investigador determinou que as actuais emissões de carbono constituem um evento extremo na história da Terra.

As emissões anuais de dióxido de carbono são agora mais rápidas do que após o impacto do asteróide que erradicou os dinossauros (cerca de 0,18 partes por milhão de CO2 por ano) e o máximo térmico de há 55 milhões de anos (cerca de 0,11 partes por milhão de CO2 por ano).

As concentrações atmosféricas de dióxido de carbono ainda não se encontram nos níveis observados há 55 e 65 milhões de anos, mas o influxo maciço de dióxido de carbono significa que o clima está a mudar muito mais rapidamente do que muitas espécies de plantas e animais são capazes de suportar.

No ano passado, um relatório da ONU revelou que cerca de um milhão de espécies estão ameaçadas de extinção e as alterações climáticas foram catalogadas como um dos cinco principais impulsionadores.

Para Glikson, a próxima extinção em massa na Terra é inevitável – “caso não reduzamos drasticamente as emissões de dióxido de carbono e desenvolvamos tecnologias para remover o dióxido de carbono da atmosfera”.

ZAP //

Por ZAP
26 Abril, 2020

 

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3428: JWST vai procurar atmosferas em exoplanetas potencialmente habitáveis

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Esta impressão de artista mostra o sete exoplanetas rochosos do sistema TRAPPIST-1, localizado a 40 anos-luz da Terra. Os astrónomos vão observar estes mundos com o Webb num esforço de detectar a primeira atmosfera num planeta do tamanho da Terra para lá do nosso Sistema Solar.
Crédito: NASA e JPL/Caltech

Este mês marca o terceiro aniversário da descoberta de um sistema notável com sete planetas conhecido como TRAPPIST-1. Estes sete mundos rochosos do tamanho da Terra orbitam uma estrela fria a 39 anos-luz do Sistema Solar. Três desses planetas estão na zona habitável, o que significa que estão à distância orbital ideal para serem quentes o suficiente para que a água líquida exista à superfície. Após o seu lançamento em 2021, o Telescópio Espacial James Webb da NASA irá observar esses mundos com o objectivo de fazer o primeiro estudo detalhado no infravermelho próximo da atmosfera de um planeta na zona habitável.

Para encontrar sinais de uma atmosfera, os astrónomos vão usar uma técnica chamada espectroscopia de transmissão. Observam a estrela hospedeira enquanto o planeta cruza a sua face, um evento conhecido como trânsito. A luz da estrela é filtrada pela atmosfera do planeta, que absorve parte desta luz e deixa impressões digitais reveladores no espectro da estrela.

Encontrar uma atmosfera em torno de um exoplaneta rochoso – a palavra que os cientistas usam para planetas para lá do nosso Sistema Solar – não será fácil. As suas atmosferas são mais compactas do que as dos gigantes gasosos, enquanto o seu tamanho menor significa que interceptam menos luz estelar. TRAPPIST-1 é um dos melhores alvos disponíveis para o Webb, já que a própria estrela também é bastante pequena, o que significa que o tamanho dos planetas, em relação à estrela, é maior.

“As atmosferas são mais difíceis de detectar, mas a recompensa é maior. Seria muito emocionante fazer a primeira detecção de uma atmosfera num planeta do tamanho da Terra,” disse David Lafrenière da Universidade de Montreal, investigador principal de uma das equipas que examinam TRAPPIST-1.

Estrelas anãs vermelhas como TRAPPIST-1 tendem a ter surtos violentos que podem tornar os seus planetas inóspitos. Mas determinar se têm atmosferas e, em caso afirmativo, do que são feitos, é o próximo passo para descobrir se a vida como a conhecemos poderia sobreviver nestes mundos distantes.

Um esforço coordenado

Mais de uma equipa de astrónomos vai estudar o sistema TRAPPIST-1 com o Webb. Planeiam usar uma variedade de instrumentos e modos de observação para obter o máximo de detalhes possíveis para cada planeta no sistema.

“É um esforço coordenado porque nenhuma equipa pode fazer tudo o que queremos com o sistema TRAPPIST-1. O nível de cooperação tem sido realmente espectacular,” explicou Nikole Lewis da Universidade de Cornell, a investigadora principal de uma das equipas.

“Com sete planetas para escolher, cada um de nós pode ‘comer um pedaço do bolo’,” acrescentou Lafrenière.

O programa de Lafrenière terá como alvo TRAPPIST-1d e -1f, num esforço de não apenas detectar uma atmosfera, mas determinar a sua composição básica. Eles esperam ser capazes de distinguir entre uma atmosfera dominada por vapor de água, ou uma composta principalmente de azoto (como a Terra) ou dióxido de carbono (como Marte e Vénus).

O programa de Lewis vai observar TRAPPIST-1e com objectivos semelhantes. TRAPPIST-1e é um dos exoplanetas que mais tem em comum com a Terra em termos de densidade e quantidade de radiação que recebe da sua estrela. Isto torna-o um óptimo candidato à habitabilidade – mas os cientistas precisam de saber mais para ter a certeza.

Uma ampla variedade de planetas

Embora os planetas de TRAPPIST-1 tenham apelo particular do ponto de vista de potencial habitabilidade, o programa de Lafrenière terá como alvo uma variedade de planetas – desde rochosos a mini-Neptunos a gigantes de gás do tamanho de Júpiter – a uma variedade de distâncias das suas estrelas. O objectivo é aprender mais sobre como e onde estes planetas se formam.

Em particular, os astrónomos continuam a debater como os planetas gasosos podem ser encontrados tão perto das suas estrelas. Muitos acreditam que este planeta deve ter-se formado mais longe no disco protoplanetário – o disco em torno de uma estrela onde nascem os planetas -, pois o material está disponível longe da estrela e depois migrou para dentro. No entanto, outros cientistas teorizam que até mesmo os grandes gigantes gasosos podem formar-se relativamente perto da sua estrela.

“Além disso, talvez se tenham formado mais longe, mas quanto mais longe?”, perguntou Lewis.

Para ajudar a informar o debate, os astrónomos vão analisar a proporção de carbono e oxigénio numa variedade de exoplanetas. Esta proporção pode servir como um marcador de onde o planeta se formou, porque varia com a distância da estrela.

Mapas meteorológicos

Além de examinar planetas usando espectroscopia de transmissão, as equipas vão também empregar uma técnica conhecida como curva de fase. Isto envolve a observação de um planeta ao longo de uma órbita inteira, o que só é prático para os mundos mais quentes com os períodos orbitais mais curtos.

Um planeta que orbita a sua estrela muito perto sofre bloqueio de maré, o que significa que mostra sempre a mesma face para a estrela, como a Lua faz com a Terra. Como resultado, observadores distantes que observam o planeta vão vê-lo passar por várias fases, uma vez que lados diferentes do planeta são visíveis a diferentes pontos da sua órbita.

Medindo o planeta em vários momentos, os astrónomos podem construir um mapa da temperatura atmosférica em função da longitude. Esta técnica foi pioneira no Telescópio Espacial Spitzer, que fez o primeiro “mapa meteorológico” de um exoplaneta em 2007.

Além disso, observando a emissão de calor do próprio planeta, os astrónomos podem modelar a estrutura vertical da atmosfera.

“Com uma curva de fase, podemos construir um modelo 3D completo da atmosfera de um planeta,” explicou Lafrenière.

Este trabalho está a ser realizado como parte do programa GTO (Guaranteed Time Observations) do Webb. Este programa foi desenvolvido para recompensar cientistas que ajudaram a desenvolver os principais componentes de hardware e software ou o conhecimento técnico e interdisciplinar do observatório.

O Telescópio Espacial James Webb será o principal observatório científico espacial do mundo quando for lançado em 2021. Vai resolver mistérios do nosso Sistema Solar, olhar para mundos distantes em torno de outras estrelas e investigar as misteriosas estruturas e origens do nosso Universo e o nosso lugar nele. O Webb é um projecto internacional liderado pela NASA e pelos seus parceiros, a ESA e a Agência Espacial Canadiana.

Astronomia On-line
11 de Fevereiro de 2020

 

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3023: NASA: Cientistas fazem descoberta desconcertante sobre o oxigénio de Marte

CIÊNCIA

A atmosfera de Marte tem oxigénio, contudo, são apenas leves traços. Na verdade, além do gás que sustenta a nossa vida, o “ar que se respira” no planeta vermelho é composto por 95% de dióxido de carbono, azoto, argão, água e metano.

Segundo a NASA, a sonda Curiosity, descobriu um padrão de comportamento do oxigénio muito estranho. De tal forma que os investigadores nunca viram comportamento igual e não são capazes de explicar quimicamente o que descobriram.

Marte tem oxigénio que o ser humano respira

Pela primeira vez na história da exploração espacial, os cientistas mediram as mudanças sazonais nos gases que enchem o ar directamente acima da superfície da Cratera Gale em Marte.

Como resultado, foi descoberto algo desconcertante: o oxigénio, o gás que muitas criaturas da Terra usam para respirar, comporta-se de uma maneira que até agora os cientistas não conseguem explicar através de nenhum processo químico conhecido.

Como é a atmosfera de Marte?

Ao longo de três anos de Marte (ou quase seis anos da Terra), um instrumento no laboratório de química portátil Sample Analysis at Mars (SAM) dentro da barriga da sonda Curiosity da NASA inalou o ar da Gale Crater e analisou a sua composição.

Os resultados obtidos depois do SAM cuspir as amostram apresentaram e confirmaram a composição da atmosfera marciana na superfície.

Assim, o ar é composto por 95% em volume de dióxido de carbono (CO2), 2,6% de azoto molecular (N2), 1,9% de argão (Ar), 0,16% de oxigénio molecular (O2) e 0,06% de monóxido de carbono (CO).

Além disso, foi também revelado o processo de como as moléculas do ar marciano se misturam e circulam com as mudanças na pressão do ar ao longo do ano.

Percebeu-se que essas mudanças são causadas quando o gás CO2 congela sobre os pólos no inverno, diminuindo assim a pressão do ar em todo o planeta após a redistribuição do ar para manter o equilíbrio da pressão. Quando o CO2 evapora na primavera e no verão e se mistura, provoca um aumento da pressão do ar.

Há mais oxigénio em Marte no verão

Os dados agora recolhidos, permitiram aos investigadores medir as alterações nos gases da atmosfera imediatamente acima da Cratera Gale. Como resultado, foi descoberto que o nitrogénio e o argão seguem um padrão expectável. As concentrações destes gases aumentam e diminuem naquela região ao longo do ano face à quantidade de CO2 existente no ar.

Contudo, em contracorrente do que eram as expectativas, o mesmo não acontece com o oxigénio.

Surpreendentemente, a quantidade do oxigénio no ar aumentou durante toda a primavera e verão em cerca de 30%. Posteriormente, como voltou aos níveis previstos no outono marciano.

Apesar de ser algo novo para os investigadores, este notaram que o acontecimento não foi um caso isolado. Este padrão repetiu-se a cada primavera.

Na primeira vez que observamos o fenómeno, foi chocante.

Referiu Sushil Atreya, professor de ciências climáticas e espaciais.

O mistério do oxigénio de Marte sem explicação

Assim que os cientistas descobriram o enigma do oxigénio, os especialistas de Marte começaram a trabalhar para o explicar.

Primeiro verificaram a precisão do instrumento SAM que usaram para medir os gases: o Espectrómetro de Massa Quadrupolar. O instrumento estava bem.

A seguir consideraram a possibilidade de que as moléculas de CO2 ou água (H2O) pudessem ter liberado oxigénio quando se separaram na atmosfera, levando ao aumento de curta duração. Contudo, seria necessário cinco vezes mais água acima de Marte para produzir o oxigénio extra, e o CO2 decompõe-se muito lentamente para gerá-lo em tão pouco tempo.

E quanto à diminuição do oxigénio? Poderia a radiação solar ter quebrado as moléculas de oxigénio em dois átomos que explodiram no espaço?

Segundo os cientistas nada disto faz sentido. Isto porque seriam necessários pelo menos 10 anos para que o oxigénio desaparecesse através deste processo.

Estamos a lutar para explicar isto. O facto de que o comportamento do oxigénio não é perfeitamente repetível a cada estação faz-nos pensar que não é um problema que tem a ver com a dinâmica atmosférica. Tem que ser alguma fonte química e sumidouro que ainda não podemos explicar.

Referiu Melissa Trainer, cientista planetária do Goddard Space Flight Center da NASA.

A história do oxigénio marciano

Para os cientistas que estudam Marte, a história do oxigénio é curiosamente semelhante à do metano. Deste modo, o metano está constantemente no ar dentro da Gale Crater em quantidades tão pequenas (0,00000004% em média) que é dificilmente discernível mesmo pelos instrumentos mais sensíveis de Marte.

Ainda assim, o gás foi medido pelo Espectrómetro Laser da SAM. O instrumento revelou que enquanto o metano sobe e desce sazonalmente, aumenta em abundância em cerca de 60% nos meses de verão por razões inexplicáveis. (Na verdade, o metano também aumenta de forma aleatória e dramática. Os cientistas estão a tentar perceber porquê).

Estamos a começar a perceber uma correlação tentadora entre metano e oxigénio durante boa parte do ano de Marte. Julgo que terá algo a ver com isso. Só não tenho ainda as respostas ainda. Ninguém tem.

Concluiu Atreya.

Terá sido produzido por “seres vivos”?

O oxigénio e o metano podem ser produzidos biologicamente (por micróbios, por exemplo) e abiologicamente (da química relacionada à água e às rochas).

Apesar destas tantas dúvidas, os cientistas estão a considerar todas as opções, embora não tenham nenhuma evidência convincente da actividade biológica em Marte.

A sonda da NASA não possui instrumentos para dizer se a fonte do metano ou do oxigénio marciano é biológica ou geológica. Então, os cientistas esperam que as explicações não biológicas sejam mais prováveis e estão a trabalhar rápido para obter respostas definitivas.

Mars Curiosity Rover encontra evidências de um antigo oásis em Marte

Conforme a própria NASA por várias vezes referiu, onde há água há vida e o encontrar de água em Marte é uma prioridade. Nesse sentido, numa última caminhada pela Cratera Gale em Marte, o … Continue a ler


Imagem: NASA
Fonte: NASA

 

2616: Investigação da NASA fornece novas informações sobre a perda atmosférica de Marte

CIÊNCIA

Esta impressão de artista ilustra o passado ambiente de Marte (direita) – que se pensa ter tido água líquida e uma atmosfera mais espessa – vs. o ambiente frio e seco visto em Marte hoje (esquerda).
Crédito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA

De acordo com novas observações de cientistas financiados pela NASA, um importante rastreador usado para estimar a quantidade de atmosfera perdida por Marte pode mudar dependendo da hora do dia e da temperatura da superfície do Planeta Vermelho. As medições anteriores deste rastreador – isótopos de oxigénio – discordam significativamente. Uma medição precisa deste rastreador é importante para estimar quanta atmosfera Marte já teve antes de se perder, o que revela se pode ter sido habitável e como teriam sido as condições.

Marte é hoje um deserto frio e inóspito, mas características como leitos secos de rio e minerais que só se formam na presença de água líquida indicam que, há muito tempo atrás, teve uma atmosfera espessa que retinha calor suficiente para que a água líquida – um ingrediente necessário para a vida – corresse à superfície. Segundo resultados de missões da NASA como a MAVEN e o rover Curiosity, indo até às missões Viking em 1976, parece que Marte perdeu grande parte da sua atmosfera ao longo de milhares de milhões de anos, transformando o seu clima de um que pode ter sustentado vida para o ambiente seco e frio do presente.

No entanto, permanecem muitos mistérios sobre a antiga atmosfera do Planeta Vermelho. “Sabemos que Marte tinha mais atmosfera. Sabemos que tinha água corrente. Além disso, não temos uma boa estimativa das condições – quão parecido com a Terra era o ambiente marciano? Durante quanto tempo?”, disse Timothy Livengood da Universidade de Maryland em College Park, EUA, e do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no mesmo estado norte-americano. Livengood é o autor principal de um artigo sobre esta investigação publicado dia 1 de Agosto na revista Icarus.

Uma maneira de estimar a espessura da atmosfera original de Marte é observando os isótopos de oxigénio. Os isótopos são versões de um elemento com massa diferente devido ao número de neutrões no núcleo atómico. Os isótopos mais leves escapam para o espaço mais rapidamente do que os isótopos mais pesados, de modo que a atmosfera que permanece no planeta é gradualmente enriquecida com isótopos mais pesados. Neste caso, Marte é enriquecido em comparação com a Terra no que toca ao isótopo mais pesado de oxigénio, 18O, vs. o mais leve e muito mais comum 16O. A quantidade relativa medida de cada isótopo pode ser usada para estimar quanto mais atmosfera havia no passado de Marte, em combinação com uma estimativa de quão mais depressa o isótopo 16O escapa, e assumindo que a quantidade relativa de cada isótopo na Terra e Marte já foi semelhante.

O problema é que as medições da quantidade do isótopo 18O em comparação com o 16O em Marte, a proporção 18O/16O, não têm sido consistentes. Diferentes missões mediram diferentes proporções, o que resulta em diferentes entendimentos da antiga atmosfera marciana. O novo resultado fornece uma possível maneira de resolver esta discrepância, mostrando que a proporção pode mudar durante o dia marciano. “Medições anteriores em Marte ou na Terra obtiveram uma variedade de valores diferentes para o rácio isotópico,” disse Livengood. “As nossas são as primeiras medições a usar um único método, de maneira que mostram que a proporção realmente varia num único dia, em vez de comparações entre elementos independentes. Nas nossas medições, a proporção de isótopos varia entre cerca de 9% esgotado em isótopos pesados ao meio-dia marciano a cerca de 8% enriquecido em isótopos pesados por volta das 13:30, em comparação com os rácios isotópicos normais para o oxigénio da Terra.”

Esta gama de rácios isotópicos é consistente com as outras medições relatadas. “As nossas medições sugerem que todo o trabalho anterior pode ter sido feito correctamente, mas discorda porque este aspecto da atmosfera é mais complexo do que pensávamos,” explicou Livengood. “Dependendo da posição marciana onde a medição foi feita, e da hora do dia em Marte, é possível obter valores diferentes.”

A equipa pensa que a mudança nas proporções ao longo do dia é uma ocorrência rotineira devido à temperatura do solo, no qual as moléculas isotopicamente mais pesadas “colam-se” mais aos grãos superficiais e frios à noite do que os isótopos mais leves, e depois são libertados (desabsorção térmica) à medida que a superfície aquece durante o dia.

Dado que a atmosfera marciana é principalmente dióxido de carbono (CO2), o que a equipa realmente observou foram isótopos de oxigénio ligados a átomos de carbono na molécula de CO2. Eles fizeram as suas observações da atmosfera marciana com o IRTF (Infrared Telescope Facility) da NASA em Mauna Kea, Hawaii, usando o HIPWAC (Heterodyne Instrument for Planetary Winds and Composition) desenvolvido em Goddard. “Ao tentar entender a ampla dispersão nas taxas estimadas de isótopos que recuperámos das observações, percebemos que estavam correlacionadas com a temperatura da superfície que também obtivemos,” acrescentou Livengood. “Foi este conhecimento que nos colocou neste caminho.”

O novo trabalho vai ajudar os cientistas a refinar as suas estimativas da antiga atmosfera marciana. Como as medições podem agora ser entendidas como consistentes com os resultados de tais processos nas atmosferas de outros planetas, isto significa que estão no caminho certo para entender como o clima marciano mudou. “Isto mostra que a perda atmosférica ocorreu por processos que mais ou menos entendemos,” realçou Livengood. “Os detalhes críticos ainda precisam de ser trabalhados, mas nós não precisamos de invocar processos exóticos que podem resultar na remoção de CO2 sem alterar as taxas de isótopos, ou na alteração de apenas algumas taxas de outros elementos.”

Astronomia On-line
10 de Setembro de 2019

 

2499: Pela primeira vez, astrónomos encontraram um exoplaneta sem atmosfera

CIÊNCIA

Hubble / ESA

Nos últimos anos, investigadores descobriram um tesouro de planetas rochosos que orbitam anãs vermelhas, pequenas estrelas com um raio 60% menor que o nosso Sol.

Apesar do seu tamanho, estas estrelas são muito activas – tanto que muitos acreditam que os planetas em redor delas podem ter dificuldades em manter uma atmosfera. Agora, uma nova investigação publicada na revista especializada Nature reforça essa ideia.

Uma equipa de astrónomos liderada por Harvard analisou 100 horas de observações do exoplaneta LHS 3844b para identificar sinais de uma atmosfera. Os cientistas descartaram uma atmosfera densa – 10 vezes da que temos na Terra – e uma atmosfera menos densa. O modelo que melhor se ajusta aos dados é um planeta rochoso estéril, semelhante ao Mercúrio, mas com um dia mais quente com cerca de 770°C de temperatura.

“Esta é a primeira vez que conseguimos dizer conclusivamente se um exoplaneta terrestre tem uma atmosfera ou não”, disse a principal autora do estudo, Laura Kreidberg, do Clay for the Center for Astrophysics, de Harvard e Smithsonian, disse à IFLScience.

O planeta tem um raio de cerca de 1,3 vezes o da própria Terra e orbita uma anã vermelha chamada LHS 3844, localizada a 48 anos-luz de distância, na constelação de Indus no céu do sul. Foi um dos primeiros exoplanetas descobertos pela Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) da NASA, depois de lançado no ano passado.

O planeta orbita a estrela em 11 horas, a apenas 10 milhões de quilómetros de distância dela. Isto é cerca de 7% da distância entre a Terra e o Sol. Mesmo que a sua estrela seja muito mais fraca do que o nosso Sol, recebe muito mais radiação.

A questão agora é se esta nova investigação é aplicável a planetas semelhantes no tamanho da Terra, como Proxima b ou os planetas TRAPPIST-1, que foram descobertos nos últimos anos. Estes planetas estão mais longe das suas estrelas do que o LHS 3844b. Por serem menos irradiados, podem conseguir manter a sua atmosfera contra a erosão do vento estelar.

“É difícil generalizar a partir de uma amostra de um. Eu diria que o nosso resultado confirma previsões teóricas de que os planetas terrestres quentes em torno dos M-anões têm dificuldade em manter as suas atmosferas”, explicou Kreidberg. “Precisamos de fazer essa medição em mais planetas, por isso podemos aproveitar o grande tamanho da amostra de exoplanetas para avaliar com que frequência e sob quais circunstâncias mantêm as suas atmosferas”.

O estudo da falta de atmosfera deste planeta foi realizado com o observatório infravermelho da NASA Spitzer, cuja missão está prestes a terminar.

O seu avançado substituto, o Telescópio Espacial James Webb (JWST), estará no espaço em 2021. Estimativas recentes sugerem que a excelente capacidade do JWST levará a observações rápidas de atmosferas do planeta do tamanho da Terra. Um estudo também sugere que pode ser capaz de caracterizar todas as atmosferas dos sete planetas no sistema TRAPPIST-1 em apenas um ano.

ZAP //

Por ZAP
23 Agosto, 2019

 

2279: Hubble e Spitzer revelam atmosfera de planeta de tamanho médio

Esta impressão de artista mostra a estrutura interna teórica do exoplaneta GJ 3470 b. É totalmente diferente de qualquer planeta do Sistema Solar. Com 12,6 massas terrestres, o planeta é mais massivo do que a Terra mas menos massivo do que Neptuno. E, ao contrário de Neptuno, que está a 4,5 mil milhões de quilómetros do Sol, GJ 3470 b pode ter sido formado muito perto da sua estrela anã vermelha, como um objecto seco e rochoso. Atraíu, depois, gravitacionalmente, hidrogénio e hélio de um disco protoplanetário para formar uma espessa atmosfera. O disco dissipou-se há milhares de milhões de anos e o planeta parou de crescer. A ilustração de baixo mostra o aspecto do disco. Através das observações com os telescópios espaciais Hubble e Spitzer da NASA, os cientistas conseguiram analisar quimicamente a composição da atmosfera muito limpa e profunda de GJ 3470 b, fornecendo pistas sobre as origens do planeta. Existem, na Via Láctea, muitos planetas com esta massa.
Crédito: NASA, ESA e L. Hustak (STScI)

Dois telescópios espaciais da NASA uniram forças para identificar, pela primeira vez, a “impressão digital” química detalhada de um planeta com tamanho intermédio entre o da Terra e o de Neptuno. Não existe nenhum planeta como este no nosso Sistema Solar, mas são comuns em torno de outras estrelas.

O planeta, Gliese 3470 b (também conhecido como GJ 3470 b), pode ser um cruzamento entre a Terra e Neptuno, com um grande núcleo rochoso enterrado sob uma profunda atmosfera de hidrogénio e hélio. Com 12,6 massas terrestres, o planeta é mais massivo do que a Terra, mas menos massivo que Neptuno (que tem mais de 17 massas terrestres).

Muitos mundos semelhantes já foram descobertos pelo observatório espacial Kepler da NASA, cuja missão terminou em 2018. De facto, 80% dos planetas na nossa Galáxia podem cair nesta gama de massas. No entanto, os astrónomos nunca foram capazes de compreender a natureza química de tal planeta. Até agora.

Ao fazerem um inventário do conteúdo da atmosfera de GJ 3470 b, os astrónomos conseguiram descobrir pistas sobre a natureza e origem do planeta.

“Esta é uma grande descoberta, da perspectiva da formação planetária. O planeta orbita muito perto da estrela e é bem menos massivo do que Júpiter – que tem 318 vezes a massa da Terra – mas conseguiu acumular a atmosfera primordial de hidrogénio/hélio que em grande não está ‘poluída’ por elementos mais pesados,” comentou Björn Benneke da Universidade de Montreal, no Canadá. “Não temos nada assim no Sistema Solar e é isso que o torna tão impressionante.”

Os astrónomos recrutaram as capacidades combinadas de vários comprimentos de onda dos telescópios espaciais Hubble e Spitzer da NASA para fazer um estudo inédito da atmosfera de GJ 3470 b.

Tal foi conseguido medindo a absorção da luz estelar à medida que o planeta passava em frente (ou “transitava”) da sua estrela e a perda da luz reflectida do planeta quando passava por trás (eclipse) da estrela. Os telescópios espaciais observaram 12 trânsitos e 20 eclipses. A ciência de analisar as impressões digitais químicas com base na luz é chamada “espectroscopia”.

“Pela primeira vez, temos uma assinatura espectroscópica de tal mundo,” disse Benneke. Mas tem muitas dúvidas quanto à sua classificação: deverá ser chamado de “super-Terra” ou “sub-Neptuno?” Ou talvez outro nome?

Por sorte, a atmosfera de GJ 3470 b mostrou-se na maior parte limpa, com apenas neblinas finas, permitindo que os cientistas examinassem profundamente a atmosfera.

“Esperávamos uma atmosfera fortemente enriquecida com elementos mais pesados, como oxigénio e carbono, que formam vapor de água e metano abundantes, de modo idêntico ao que vemos em Neptuno,” explicou Benneke. “Em vez disso, encontramos uma atmosfera tão pobre em elementos pesados que a sua composição se assemelha à composição rica em hidrogénio e hélio do Sol.”

Pensa-se que outros exoplanetas, chamados “Júpiteres quentes”, se formem longe das suas estrelas e, com o tempo, migrem para muito mais perto. Mas este planeta parece ter sido formado exactamente onde está hoje, acrescentou Benneke.

A explicação mais plausível, segundo Benneke, é que GJ 3470 b nasceu precariamente perto da sua estrela anã vermelha, que tem mais ou menos metade da massa do nosso Sol. Ele teoriza que, essencialmente, começou como uma rocha seca e rapidamente acretou hidrogénio de um disco primordial de gás quando a sua estrela era ainda muito jovem. Ao disco chamamos “disco protoplanetário”.

“Estamos a ver um objeto que foi capaz de acumular hidrogénio a partir do disco protoplanetário, mas não fugiu para se tornar um Júpiter quente,” salientou Benneke. “Este é um regime intrigante.”

Uma explicação é que o disco se dissipou antes que o planeta pudesse aumentar ainda mais. “O planeta ficou preso sendo um sub-Neptuno,” disse Benneke.

O Telescópio Espacial James Webb da NASA será capaz de investigar ainda mais profundamente a atmosfera de GJ 3470 b, graças à sua sensibilidade sem precedentes no infravermelho. Os novos resultados já suscitaram grande interesse por parte de equipas norte-americanas e canadianas que estão a desenvolver os instrumentos do Webb. As equipas vão observar os trânsitos e os eclipses de GJ 3470 b no visível, onde as neblinas atmosféricas se tornam cada vez mais transparentes.

Astronomia On-line
5 de Julho de 2019

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2048: Há um enorme buraco na atmosfera de Marte (e a água está a escapar)

NASA

Uma vez a cada dois anos, um gigantesco buraco abres-e na atmosfera marciana, deixando escapar para o Espaço uma parte das escassas reservas de água do Planeta Vermelho.

O estranho mecanismo meteorológico, nunca visto na Terra, foi descoberto por uma equipa internacional de cientistas planetários, liderada por Dmitry Shaposhnikov, do Instituto de Física e Tecnologia de Moscovo, na Rússia. Os investigadores acreditam que é o mesmo mecanismo, ainda em andamento, que causou a perda dos antigos e poderosos sistemas oceânicos e fluviais de Marte, há milhões de anos.

Durante anos, cientistas terrestres observaram com surpresa a presença de vapor de água na atmosfera marciana, bem como a sua estranha “migração” para os pólos do planeta. Mas até agora não tinha sido possível encontrar uma explicação para esses fenómenos. Entender como o ciclo da água em Marte funciona ajudaria a entender como terá passado de mares e rios para quase completamente secos hoje.

A presença de vapor de água na atmosfera superior de Marte é especialmente desconcertante, já que a sua camada intermediária, muito fria, deve interromper completamente o ciclo da água, de acordo com a ABC.

A atmosfera marciana estende-se a aproximadamente 160 quilómetros da superfície. No meio dessa altitude, é composto por gases em um meio extraordinariamente frio – suficientemente frio para congelar o vapor de água e impedir que escape. Ainda assim, o vapor de água consegue passar e atinge as mais altas camadas atmosféricas, onde a radiação ultravioleta do Sol corta as ligações moleculares entre o oxigénio e o hidrogénio, fazendo com que o último se perca irremediavelmente no espaço.

Nem toda a água consegue escapar do planeta. A parte que não o atinge e cuja viagem é interrompida pela camada atmosférica gelada intermediária, flutua a essa altitude em direcção aos pólos do planeta, onde arrefece e cai para a superfície.

A questão é: como é que uma parte da água atravessa a barreira congelada “intransponível”? A resposta, de acordo com as simulações realizadas pelos investigadores, cujo estudo foi publicado na revista Advancing Earth and Science Space tem a ver com uma série de processos atmosféricos que são exclusivos do Planeta Vermelho.

Na Terra, os Verões dos hemisférios norte e sul são muito semelhantes. Mas em Marte, com uma órbita muito mais excêntrica, os dois Verões são muito diferentes. Devido a essa excentricidade, a órbita está muito mais próxima do Sol durante os Verões no hemisfério sul, de modo que são muito mais quentes que os do hemisfério norte.

Quando isso acontece – a cada dois anos – nas simulações, uma “janela” abre-se na atmosfera média de Marte (entre 60 e 90 quilómetros de altitude), um “buraco” real que permite o vapor de água passe e escape para as camadas superiores. Noutras épocas do ano, a falta de luz solar suficiente faz com que o ciclo da água em Marte seja interrompido quase completamente.

Outra grande diferença entre Marte e a Terra é que a sua superfície é frequentemente varrida por gigantescas tempestades de poeira que, bloqueando a luz do sol, arrefecem o planeta. Mas a luz que não alcança a superfície por causa da poeira atinge a sua atmosfera, aquecendo-a e criando as condições certas para a água se movimentar.

Sob as condições extremas de uma tempestade global de poeira, as simulações dos cientistas mostraram que pequenas partículas de gelo se formam ao redor das partículas. Essas partículas de luz flutuam para a atmosfera superior mais facilmente do que a água. É precisamente durante as tempestades que mais água se move do solo para a atmosfera. Os cientistas descobriram que tempestades de areia podem demorar ainda mais água do que os Verões do hemisfério sul.

ZAP //

Por ZAP
25 Maio, 2019

1734: Um meteorito explodiu na atmosfera da Terra. Mas ninguém reparou

NASA detectou a enorme bola de fogo que aconteceu em Dezembro. Mas a explosão, que teve lugar sobre o mar de Bering, passou quase despercebida, apesar de ter sido a segunda maior em 30 anos.

Quando o meteorito explodiu na atmosfera terrestre sobre o mar de Bering, junto à península russa de Kamchatka, libertou dez vezes mais energia do que a bomba atómica lançada no final da II Guerra Mundial sobre a cidade japonesa de Hiroxima.

A enorme explosão, que aconteceu em Dezembro, foi detectada pela NASA, que só agora a divulgou. Mas passou quase despercebida, apesar de ter sido a segunda maior dos últimos 30 anos e a maior desde que uma bola de fogo atravessou o céu sobre Chelyabinsk, na Rússia, há seis anos.

Veja aqui o vídeo da explosão de 2013:

Segundo Lindley Johnson, responsável pela defesa planetária da NASA, explicou à BBC que este tipo de explosão em meteoritos na atmosfera da Terra só ocorre em média duas a três vezes num século.

Era meio-dia de dia 18 de Dezembro quando um meteorito com vários metros de comprimento entra na atmosfera da Terra a uma velocidade de 32 quilómetros por segundo. E explode a 25,6 km de distância da superfície terrestre, com um impacto energético de 173 quilo-toneladas.

De acordo com os cientistas da NASA a energia libertada foi apenas 40% da libertada na explosão sobre Chelyabinsk, mas o facto de ter acontecido sobre o mar fez com que não tivesse as mesmas consequências e ficasse de fora das notícias.

A explosão foi captada pelos satélites militares em final do ano e a NASA foi informada do ocorrido pela Força Aérea americana.

Os cientistas estimam que todos os dias caiam na Terra 48,5 toneladas de matéria meteórica. A quase totalidade desfaz-se em poeira ao entrar na atmosfera terrestre. Quando este fenómeno aumenta acontecem as chamadas chuvas de meteoritos.

Diário de Notícias
18 Março 2019 — 10:30

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Atmosfera da Terra estende-se até à Lua – e além

Onde a nossa atmosfera se funde com o espaço exterior, há uma nuvem de átomos de hidrogénio chamada geo-coroa.
Uma descoberta recente com base em observações da SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) da ESA/NASA mostra que a camada gasosa que envolve a Terra alcança 630.000 km de distância, ou 50 vezes o diâmetro do nosso planeta.
Nota: a ilustração não está à escala.
Crédito: ESA

A parte mais externa da atmosfera do nosso planeta estende-se bem para lá da órbita lunar – quase o dobro da distância da Lua.

Uma descoberta recente com base em observações da SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) da ESA/NASA mostra que a camada gasosa que envolve a Terra alcança 630.000 km de distância, ou 50 vezes o diâmetro do nosso planeta.

“A Lua voa através da atmosfera da Terra,” diz Igor Baliukin do Instituto de Pesquisa Espacial da Rússia, autor principal do artigo que divulga os resultados.

“Nós não sabíamos disto até que ‘tirámos o pó’ a observações feitas há mais de duas décadas pela sonda SOHO.”

Onde a nossa atmosfera se funde com o espaço exterior, há uma nuvem de átomos de hidrogénio chamada geo-coroa. Um dos instrumentos da nave, SWAN, usou os seus sensores sensíveis para traçar a assinatura do hidrogénio e detectar com precisão quão longe estão os limites da geo-coroa.

Estas observações só podiam ser feitas a certas épocas do ano, quando a Terra e a sua geo-coroa aparecessem no campo de visão do SWAN

Para planetas com hidrogénio nas suas exosferas, o vapor de água é frequentemente visto mais próximo da sua superfície. Este é o caso da Terra, Marte e Vénus.

“Isto é especialmente interessante quando se procura planetas com potenciais reservatórios de água para lá do nosso Sistema Solar,” explica Jean-Loup Bertaux, co-autor e investigador principal do SWAN.

O primeiro telescópio na Lua, colocado pelos astronautas da Apollo 16 em 1972, capturou uma imagem evocativa da geo-coroa em redor da Terra e brilhando intensamente no ultravioleta.

“Naquela época, os astronautas à superfície lunar não sabiam que estavam realmente inseridos nos arredores da geo-coroa,” explica Jean-Loup.

Nuvem de hidrogénio

O Sol interage com os átomos de hidrogénio através de um determinado comprimento de onda ultravioleta chamado Lyman-alpha, que os átomos podem absorver e emitir. Dado que este tipo de radiação é absorvida pela atmosfera da Terra, só pode ser observada do espaço.

Graças à sua célula de absorção de hidrogénio, o instrumento SWAN pôde medir selectivamente a luz Lyman-alpha da geo-coroa e descartar átomos de hidrogénio mais longe no espaço interplanetário.

O novo estudo revelou que a luz do Sol comprime átomos de hidrogénio na geo-coroa no lado diurno da Terra, e também produz uma região de densidade reforçada no lado nocturno. A região mais densa do hidrogénio, no lado diurno, é ainda assim bastante esparsa, com apenas 70 átomos por centímetro cúbico 60.000 km acima da superfície da Terra e cerca de 0,2 átomos à distância da Lua.

“Na Terra, chamaríamos a isto vácuo, de modo que esta fonte extra de hidrogénio não é suficientemente significativa para facilitar a exploração espacial,” diz Igor.

A boa notícia é que estas partículas não representam uma ameaça para os viajantes espaciais em futuras missões tripuladas que orbitem a Lua.

“Há também radiação ultravioleta associada à geo-coroa, pois os átomos de hidrogénio espalham a luz solar em todas as direcções, mas o impacto sobre os astronautas em órbita lunar seria insignificante em comparação com a principal fonte de radiação – o Sol,” acrescenta Jean-Loup Bertaux.

Do lado negativo, a geo-coroa da Terra pode interferir com observações astronómicas futuras realizadas nas proximidades da Lua.

“Os telescópios espaciais que observam o céu no ultravioleta, para estudar a composição química de estrelas e galáxias, precisariam de levar isto em conta,” realça Jean-Loup.

O poder dos arquivos

Lançado em Dezembro de 1995, o observatório espacial SOHO tem vindo a estudar o Sol, desde o seu núcleo profundo até à coroa externa e vento solar, há mais de duas décadas. O satélite orbita no primeiro ponto de Lagrange (L1), a cerca de 1,5 milhões de quilómetros da Terra em direcção ao Sol.

Esta posição é um bom ponto de observação para observar a geo-coroa de fora. O instrumento SWAN, da SOHO, observou a Terra e a sua atmosfera estendida em três ocasiões entre 1996 e 1998.

A equipa de investigação de Jean-Loup e Igor, na Rússia, decidiu recuperar este conjunto de dados dos arquivos para análise posterior. Estas vistas únicas de toda a geo-coroa, pela SOHO, estão agora a lançar luz sobre a atmosfera da Terra.

“Os dados arquivados há muitos anos podem muitas vezes ser explorados para novas ciências,” diz Bernhard Fleck, cientista do projecto SOHO da ESA. “Esta descoberta destaca o valor dos dados recolhidos há mais de 20 anos e o excepcional desempenho da SOHO.”

Astronomia On-line
22 de Fevereiro de 2019

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1540: Revelado o segredo da misteriosa atmosfera de Titã, a lua de Saturno

IPGP/Labex UnivEarthS/Universidade de Paris Diderot – C. Epitalon & S. Rodriguez

Um novo estudo do Centro de Engenharia e Ciência Espacial resolve um dos maiores mistérios de Titã, a lua de Saturno: a origem da actual atmosfera de nitrogénio.

O trabalho, publicado na revista Astrophysical Journal, sugere que o interior de Titã é provavelmente quente e o nitrogénio do material orgânico no interior da lua pode contribuir em 50% para a sua atmosfera – rica em nitrogénio.

“Titã é um lua muito interessante porque tem uma atmosfera muito espessa, o que a torna única em relação às outras luas no nosso Sistema Solar”, disse Kelly Miller, investigadora no Centro de Engenharia e Ciência Espacial.

“É também o único corpo o Sistema Solar, além da Terra, que tem largas quantidades de líquido na superfície. Titã, no entanto, tem hidrocarbonetos líquidos em vez de água. Muita química orgânica, sem dúvida, está a acontecer em Titã, por isso é uma fonte inegável de curiosidade”, referiu.

A atmosfera da maior lua de Saturno é extremamente densa, ainda mais espessa que a atmosfera da Terra, e é composta principalmente de gás nitrogénio. “Como Titã é a única lua no nosso Sistema Solar com uma atmosfera substancial, os cientistas perguntam-se há muito tempo qual é a sua fonte”, disse Miller.

“A principal teoria é que o gelo de amónia dos cometas foi convertido, por impactos ou fotoquímica, em nitrogénio para formar a atmosfera de Titã. Embora isto ainda possa ser um processo importante, negligencia os efeitos do que hoje sabemos ser uma parcela substancial dos cometas: material orgânico complexo”.

Outro aspecto estranho da atmosfera de Titã é que também é cerca de 5% de metano, que reage rapidamente para formar compostos orgânicos que caem gradualmente para a superfície. Como resultado, o metano atmosférico teria de ser reabastecido de alguma forma ou, estão, este período de tempo actual é simplesmente uma era única para Titã.

O estudo foi estimulado por dados da sonda Rosetta, da ESA, uma sonda que estudou o cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko e fez a descoberta surpreendente de que o cometa era aproximadamente metade do gelo, um quarto de rocha e um quarto de matéria orgânica. “Cometas e corpos primitivos no Sistema Solar externo são realmente interessantes porque são considerados blocos de construção remanescentes do Sistema Solar”, disse Miller.

“Estes pequenos corpos poderiam ser incorporados em corpos maiores, como Titã, e o material rochoso denso e rico em orgânicos poderia ser encontrado no núcleo”.

Para estudar o mistério de Titã, Miller e co-autores combinaram dados existentes de material orgânico encontrado em meteoritos com modelos térmicos do interior da Lua para ver quanto material gasoso poderia ser produzido e se era comparável à atmosfera actual.

Seguindo a regra padrão de “Se cozinhar algo, produzirá gases”, os cientistas descobriram que aproximadamente metade da atmosfera de nitrogénio, e potencialmente todo o metano, poderia resultar do “cozinhado” destes compostos orgânicos que foram incorporados em Titã no início da sua vida.

ZAP // Sci News

Por ZAP
31 Janeiro, 2019

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1475: Há uma misteriosa espiral na atmosfera de Vénus

(CC0) GooKingSword / Pixabay

A nave espacial não tripulada japonesa Akatsuki encontrou gigantescas estruturas espirais na atmosfera de Vénus, formadas por ventos polares e pela rápida rotação do planeta.

A atmosfera de Vénus ganha atenção de astrónomos há quase 60 anos, desde estudos de sondas soviéticas e americanas. Investigadores descobriram que a capa protectora de Vénus é completamente diferente da do nosso planeta.

Por exemplo, a atmosfera de Vénus é extremamente densa e a pressão na sua superfície é quase cem vezes maior do que na Terra. A alta densidade faz com que o dióxido de carbono, que corresponde a uns 95% da massa do ar de Vénus, se comporte como um fluído exótico, e também ocasiona uma série de efeitos incomuns.

Em particular, a atmosfera deste planeta gira 60 vezes mais rápido do que o próprio planeta, provocando ventos poderosos de 500 quilómetros por hora. Além disso, o dia em Vénus é mais longo do que um ano no planeta – 240 e 224 dias terrestres, respectivamente.

Propriedades atípicas da camada de ar de Vénus dão origem a misteriosas estruturas gigantes, indecifráveis até então por investigadores. A letra gigante Y, que foi descoberta no início dos anos 60, e uma onda vertical de dez mil quilómetros de comprimento são alguns detalhes de Vénus que até agora não foram decifrados.

Hiroki Kashimura, da Universidade de Kobe, e outros membros do grupo científico Akatsuki descobriram outra estrutura muito estranha através de imagens das camadas inferiores das nuvens de Vénus, que foram fotografadas com câmaras de infravermelhos. As imagens foram publicadas na revista Nature este mês.

Estrutura espiral na atmosfera de Vénus, descoberta pela nave Akatsuki

Os cientistas não estavam muito interessados nas nuvens de ácido sulfúrico e, sim, na localização, na densidade e noutras características que mostram a direcção e velocidade dos ventos na atmosfera de Vénus.

Tais observações deveriam ajudá-los a descobrir o que acontece por trás das nuvens e a entender que processos climáticos estão a ocorrer na atmosfera do planeta misterioso.

Em vez disso, depararam-se com outro enigma. Combinando as imagens dos últimos três anos, astrónomos japoneses descobriram que as regiões circumpolares e temperadas da atmosfera de Vénus possuem espirais gigantes, formadas por correntes rápidas de ar. O comprimento de cada “cauda” da espiral é de cerca de dez mil quilómetros, já o diâmetro delas corresponde a centenas de milhares de quilómetros.

Para entender melhor, a equipa pediu ajuda a colegas para a criação de modelos climáticos de Vénus baseados nos dados recebidos da Akatsuki e de outras naves. Os cálculos já tinham indicado a existência de espirais na atmosfera de Vénus, mas não houve oportunidade de comprovação até agora.

Com os cálculos, os astrónomos entenderam como surgem as misteriosas espirais. Constatou-se que são geradas por dois fenómenos conhecidos por terráqueos: ventos polares de alta altitude, que coordenam o clima no nosso planeta, e a força inercial de Coriolis gerada pela rotação da Terra.

Curiosamente, os cálculos demonstram que as espirais deveriam existir na atmosfera de Vénus constantemente, mas na realidade não é assim: apareceram e desapareceram periodicamente e a causa ainda é desconhecida.

ZAP // Sputnik

Por SN
14 Janeiro, 2019

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1101: Surpresa. Atmosfera de Saturno é alimentada pelos seus anéis

Primeiros estudos sobre as derradeiras observações da sonda Cassini, feitas há um ano, antes de ela se despenhar na atmosfera do planeta, mostram um mundo ainda cheio de mistérios. Resultados são publicados na Science

Saturno vista pela Cassini

Foto NASA/JPL-Caltech

Um ano depois do mergulho da Cassini na densa atmosfera de Saturno, surgem agora os primeiros estudos com base nas últimas observações que a sonda fez e enviou para Terra durante os momentos finais da sua missão – e da sua existência. E há novidades para contar. Entre elas, a da estreita, e até agora insuspeita, interacção entre o anel D, o mais próximo da superfície do planeta (os anéis de Saturno não são um contínuo, mas uma sucessão deles), e a sua atmosfera.

No estudo do último sopro da Cassini, os cientistas constataram que as partículas e elementos químicos presentes no anel D, como o metano, o dióxido de carbono ou o azoto estão constantemente “a cair” do anel para alimentar a atmosfera saturniana. Além disso, o anel D, justamente, contém um volume surpreendente de elementos orgânicos que também fazem aquele percurso anel-atmosfera.

A presença de tantos elementos orgânicos no anel interno de Saturno terá a ver com a passagem recente de um cometa, por ali, estimam os cientistas. Como é sabido, os núcleos destes astros viajantes são ricos em moléculas orgânicas, que são essenciais à existência da vida, tal como a conhecemos na Terra – existe até uma teoria de a vida é transportada através do espaço pelos cometas e que, por isso, deverá existir em muitos outros mundos, para além do nosso. As observações da Cassini mostraram, aliás, que a lua Encélado, de Saturno, é um dos mundos dos sistema solar onde existem essas moléculas necessárias à vida.

Com estes novos dados, Saturno revela-se um mundo ainda mais complexo e fascinante,

“O que percebemos é que há uma verdadeira cascata de elementos a cair do anel”, afirma Hunter Waite, que liderou o grupo que fez esse estudo sobre a relação entre o anel D e a atmosfera de Saturno, um dos seis que hoje publicado na revista Science e que, em conjunto, avaliam os últimos dados enviados pela Cassini, a 15 de Setembro do ano passado, pouco antes de se desintegrar na atmosfera do planeta.

Os anéis são maioritariamente feitos de pedaços de gelo e de poeiras, além daqueles elementos químicos. Na atmosfera, entre os mais abundantes, estão o hidrogénio, a água ou ainda o butano e o propano. “O tipo de elementos que usaríamos para fazer um grelhado no quintal”, graceja o astrónomo Kelly Miller, co-autor do estudo.

Um campo magnético diferente

Além dos estudo da atmosfera e dos anéis, que foram observados pela Cassini com uma proximidade inédita, a sonda registou ainda dados sobre o campo magnético do planeta e captou imagens das suas auroras boreais. E também aqui há novidades, já que os dados deixam antever ali um processo de geração do campo magnético que parece muito distinto do que acontece na Terra.

As observações sugerem que o campo magnético de Saturno é produzido por um complexo sistema de camadas no interior do planeta, com uma cintura de radiação adicional localizada no interior dos seus inconfundíveis anéis.

“Observamos a assinatura avassaladora de campos magnéticos em Saturno relacionados com os anéis, ou com padrões de vento na sua atmosfera”, descreve Gregory Hunt, físico do Imperial College de Londres, co-autor do estudo.

Sobre o muito que ainda não se sabe, e sobre os novos mistérios que estes dados fazer emergir, os cientistas não estão preocupados. “A missão da Cassini terminou há um ano, mas vamos continuar a olhar para os seus dados, que vão proporcionar-nos novas descobertas nos próximos anos”, garante Gregory Hunt.

Diário de Notícias
Filomena Naves
04 Outubro 2018 — 19:00

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