4339: Detectado o campo magnético mais forte algum vez visto no Universo

CIÊNCIA/ASTROFÍSICA

ESO / L. Calçada / M. Kornmesser

Uma equipa de astrónomos detectou o campo magnético mais forte alguma vez observado no Universo. É dezenas de milhões de vezes mais forte do que o que é possível gerar em laboratórios da Terra.

A equipa de astrónomos do Telescópio de Modulação de Raio X Duro (Insight-HXMT) revelou o campo magnético mais forte já detectado no Universo. Trata-se do pulsar de raios X em crescimento, GRO J1008-57.

A estrela GRO J1008-57 é um pulsar de raios-X em crescimento que emite poderosos feixes de radiação electromagnética. A GRO J1008-57 apresenta um campo magnético de aproximadamente mil milhões de Tesla na superfície da estrela de neutrões, o que é dezenas de milhões de vezes mais forte do que o que pode ser gerado em laboratórios da Terra.

“Este é até agora o campo magnético mais forte detectado conclusivamente no Universo”, escreveram os autores do estudo, que foi conduzido principalmente por cientistas do Instituto de Física de Altas Energias da Academia Chinesa de Ciências e da Universidade Eberhard Karls de Tübingen na Alemanha, em comunicado.

As estrelas de neutrões têm os campos magnéticos mais fortes do universo. Binários de raios-X de estrelas de neutrões são sistemas que consistem numa estrela de neutrões e uma companheira estelar normal.

A estrela de neutrões acrescenta matéria e forma um disco de acreção circundante. Se o campo magnético for forte, a matéria agregada é canalizada por linhas magnéticas para a superfície da estrela de neutrões, resultando em radiações de raios-X. Como resultado, essas fontes também são chamadas de “pulsares”.

A descoberta foi possibilitada pelo telescópio de modulação rígida de raios-X Insight-HXMT, que é o primeiro observatório espacial chinês em órbita, compreendendo cargas úteis científicas que incluem um telescópio de alta energia, um telescópio de média energia, um telescópio de baixa energia e um monitor das proximidades do ambiente espacial.

Este estudo foi publicado este mês na revista científica Astrophysical Journal Letters.

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16 Setembro, 2020

 

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4209: NASA está a rastrear a estranha “amolgadela” no campo magnético da Terra

CIÊNCIA/GEOFÍSICA

Cientistas da agência espacial norte-americana (NASA) estão a rastrear a estranha “amolgadela” no campo magnético da Terra, que se move lentamente para oeste sobre a América do Sul e o sul do Oceano Atlântico.

Esta depressão, baptizada de Anomalia do Atlântico Sul (SAA, na sua sigla em inglês), é já conhecida dos cientistas, tal como frisa o portal Futurism.

Trata-se de uma área caracterizada por uma redução significativa na força do campo magnético da Terra em comparação com áreas em latitudes geográficas semelhantes.

Neste local, a protecção contra radiação nociva do Espaço, que é garantida pelo campo magnético do nosso planeta, é bastante menor.

Agora, a agência espacial norte-americana está a investigar o movimento desta depressão, que se move para oeste, numa divisão uniforme em dois lobos, tal como descreve a NASA em comunicado de imprensa esta semana divulgado.

Os cientistas acreditam que a “amolgadela” é causada por violentas tempestades solares que deformam os “cinturões de Van Allen”, duas zonas em forma de donut que envolvem a Terra e capturam as partículas carregadas e nocivas do Espaço.

“Um campo localizado com polaridade invertida cresce fortemente na região SAA, tonando a intensidade do campo muito fraca, mais fraca do que a das regiões vizinhas”, explicou em comunicado Weijia Kuang, geofísica e matemática do Goddard Space Flight Center.

O enfraquecimento do campo nesta região pode levar, na pior das hipóteses, à destruição de satélites e é por estes mesmo motivo que a NASA acompanha de perto a depressão.

“Embora [o movimento do SAA] seja lento, este está a passar por algumas mudanças na sua morfologia e por isso é importante que o continuaremos a observar através de missões contínuas”, completou Terry Sabaka, geofísico do Goddard Space Flight Center.

“E isso ajuda-nos a fazer modelos e previsões“, rematou.

 

A misteriosa anomalia do Atlântico Sul é um fenómeno recorrente

Uma investigação recente, levada a cabo por uma equipa de cientistas da Universidade de Liverpool, detectou um comportamento estranho do…

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22 Agosto, 2020

 

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4047: A misteriosa anomalia do Atlântico Sul é um fenómeno recorrente

CIÊNCIA/GEOFÍSICA

(dr) Universidade de Liverpool

Uma investigação recente, levada a cabo por uma equipa de cientistas da Universidade de Liverpool, detectou um comportamento estranho do campo magnético na região do Atlântico Sul que terá ocorrido entre 8 e 11 milhões de anos atrás.

O novo estudo, cujos resultados foram publicados no dia 20 de Julho na PNAS, sugere que a anomalia do Atlântico Sul é uma característica recorrente, pelo que é improvável que represente uma inversão iminente do campo magnético da Terra.

A Anomalia do Atlântico Sul é uma área caracterizada por uma redução significativa na força do campo magnético da Terra em comparação com áreas em latitudes geográficas semelhantes. Neste local, a protecção contra radiação nociva do Espaço é reduzida, sendo que os mais significativos são falhas técnicas a bordo de satélites e naves espaciais.

A equipa de investigadores da universidade britânica analisou o registo do campo magnético da Terra, conservado nas rochas ígneas da ilha de Santa Elena, localizada no meio da anomalia atlântica.

Os registos geo-magnéticos cobrem 34 erupções vulcânicas, que ocorreram entre 8 e 11 milhões de anos atrás. Segundo os investigadores, em todos estes casos, a direcção do campo magnético de Santa Elena apontava para longe do Pólo Norte, tal como hoje.

O campo magnético da Terra não é completamente estável em força e direcção, tanto no tempo quanto no espaço, e tem a capacidade de se alterar ou reverter completamente, com implicações substanciais. Neste campo, a Anomalia do Atlântico Sul é um tópico de debate entre cientistas.

Além de causar danos à tecnologia espacial, os cientistas não sabem o que potencia esta anomalia nem se representa o início do enfraquecimento total do campo geo-magnético.

“O nosso estudo representa a primeira análise de longo prazo do campo magnético nesta região que remonta a milhões de anos. O artigo revela que a Anomalia do Atlântico Sul não é uma anomalia única, uma vez que aconteceu uma muito semelhante há milhões de anos”, esclareceu o principal autor do artigo, Yael Engbers, citado pelo Europa Press.

Esta é a primeira vez que o comportamento irregular do campo geo-magnético na região do Atlântico Sul é demonstrado numa escala de tempo tão longa, o que “sugere que a anomalia do Atlântico Sul é uma característica recorrente e que, provavelmente, não é sinal de uma reversão iminente”.

Além disso, esta investigação apoia estudos anteriores que “apontam para uma ligação entre a Anomalia do Atlântico Sul e as características sísmicas anómalas no manto inferior e no núcleo externo”.

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24 Julho, 2020

 

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3963: Campo magnético da Terra pode mudar 10 vezes mais rápido do que se pensava

CIÊNCIA/GEOFÍSICA

(dr) Peter Reid / The University of Edinburgh

As mudanças na direcção do campo magnético da Terra podem ocorrer dez vezes mais rápido do que se pensava até então, sugerem novas simulações levadas a cabo por cientistas da Universidade de Leeds (Reino Unido) e da Califórnia (EUA).

A nova investigação, explicaram os cientistas em comunicado citado pelo portal de Ciência Phys.org, fornece uma nova visão sobre o fluxo em espiral do ferro a 2800 quilómetros abaixo da superfície e a forma como este influenciou o movimento do campo magnético terrestre nos últimos cem mil anos.

Para chegar a esta conclusão, a equipa utilizou uma abordagem diferente: os especialistas combinaram simulações computorizadas do processo de criação do campo magnético com uma reconstrução publicada recentemente das variações de tempo no campo magnético terrestre nos últimos cem mil anos.

As simulações, cujos resultados foram recentemente publicados na revista científica especializada Nature Communications, demonstraram que as mudanças na direcção do campo magnético da Terra atingiram taxas até 10 vezes maiores do que as variações mais rápidas até agora relatadas, de até um grau por ano.

Os cientistas acreditam que estas rápidas mudanças estão ligadas ao enfraquecimento local do campo. Segundo os especialistas, estas mudanças ocorrem, por norma, em momentos em que o campo inverteu a polaridade ou durante durante excursões geo-magnéticas em que o eixo dipolo – correspondente às linhas do campo que emergem de um pólo e convergem no outro – se afasta dos locais no norte e dos pólos geográficos no sul.

“Temos um conhecimento muito incompleto do nosso campo magnético de há 400 anos. Como estas rápidas mudanças representam alguns dos comportamentos mais extremos do núcleo líquido, estes podem fornecer informações importantes sobre o comportamento do interior profundo da Terra”, disse Chris Davies, professor associado da Universidade de Leeds e autor do estudo.

Catherine Constable, da Universidade da Califórnia, rematou: “Entender as simulações computorizadas refletem com precisão o comportamento físico do campo geo-magnético, conforme inferido a partir de registos geológicos, pode ser muito desafiador”.

O campo magnético da Terra está a enfraquecer misteriosamente

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7 Julho, 2020

 

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3939: Físicos explicam por que as mudanças do campo magnético da Terra são mais fracas no Pacífico

CIÊNCIA/FÍSICA/GEOFÍSICA

NASA Goddard / Flickr
Conceito de artista do Campo Magnético da Terra

Uma nova investigação levada a cabo por físicos da Universidade de Alberta, no Canadá, apresenta uma explicação para o facto de as mudanças no campo magnético da Terra serem mais fracas na região do Pacífico.

“É uma quebra-cabeças desde 1930, quando [este fenómeno] foi notado pela primeira vez”, começou por dizer o geofísico Mathieu Dumberry, principal autor do estudo, citado em comunicado divulgado pelo portal Phys.

Tal como os ventos na atmosfera ou as correntes no oceano, existem movimentos fluídos no núcleo líquido da Terra, explicou Mathieu Dumberry. Estes fluxos centrais geram e mantêm o campo magnético da Terra, o que nos dá a aurora boreal e nos protege das partículas carregadas do Espaço. Os cientistas modelaram o campo magnético da Terra para uma variedade de aplicações, incluindo, por exemplo, os GPS dos smartphones.

“Os fluxos centrais são mais fracos no Pacífico e também apresentam uma corrente em escala planetária que fica próxima do equador na região do Atlântico, mas esta é depois desviada para uma maior latitude na região do Pacífico (…) Mas porque é que isto acontece? Essa é a questão que ainda não compreendemos”, enquadrou Dumberry.

Na nova investigação, cujos resultados foram recentemente publicados na revista Nature Geoscience, os cientistas frisam que olhar para o campo magnético pode fornecer uma nova visão dos fluxos principais que o criam e explicar o mistério quase centenário.

“A nossa explicação envolve a condutividade eléctrica do manto mais baixo”, disse.

“Demonstramos que, se a condutividade eléctrica do manto mais baixo for mais elevada no Pacífico do que em qualquer outro lugar do planeta, e essa maior ‘fricção magnética’ enfraquecer os fluxos do núcleo central, esta também desviará o principal fluxo de corrente planetária da região do Pacífico, uma vez que evita a região de maior condutância, levando consequentemente a mudanças menores no campo magnético da Terra na região”.

Dumberry observou ainda que o modelo coloca novas questões sobre a composição da região da fronteira do manto principal. “O nosso estudo destaca que a região da fronteira do manto principal é bastante heterogénea. A condutância do manto mais baixo provavelmente não é uniforme em todo o planeta”.

“Esperamos que os nossos resultados motivem os geofísicos a investigar melhor as possíveis diferenças entre a região do Pacífico e outros lugares na fronteira do núcleo do manto”, rematou o cientista da Universidade de Alberta.

O campo magnético da Terra está a enfraquecer misteriosamente

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2 Julho, 2020

 

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3774: A Via Láctea pode ter sido esmagada por campos magnéticos quando ainda era um “bebé cósmico”

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

ESA

Nos primeiros dias do Universo, quando a Via Láctea ainda era apenas um bebé cósmico, campos magnéticos poderosos podem tê-la esmagado e ter tido um grande impacto no seu crescimento.

Em entrevista ao NewScientist, astrofísicos da Universidade de Cambridge disseram que as suas simulações sugeriram que a Via Láctea seria significativamente maior hoje, se não fosse pelos campos magnéticos primordiais incrivelmente poderosos que ajudaram a moldar o Universo.

Em simulações de uma galáxia semelhante à Via Láctea, a equipa de astrofísicos removeu os efeitos dos campos magnéticos e observou a galáxia crescer mais 45% em volume, de acordo com um estudo que está disponível na plataforma de pré-publicação ArXiv desde o mês passado.

“É um parâmetro muito importante que geralmente é esquecido porque é muito difícil de entender teoricamente”, disse o investigador Sergio Martin-Alvarez, em declarações à New Scientist. “Mas isto pode mudar potencialmente tudo o que sabemos sobre os estágios iniciais do Universo até aos dias modernos”.

Estes campos magnéticos também podem ser a força motriz que explica a forma como buracos negros super-massivos se formaram no centro de galáxias, como o buraco negro Sagitário A * no centro da Via Láctea. Segundo os cientistas, esmagar galáxias para dentro daria aos buracos negros nascentes toneladas de forragem.

“Se uma galáxia está concentrada no seu centro, existe mais material para alimentar um buraco negro e consegue  aumentar a sua massa rapidamente”, disse Martin-Alvarez.

Este estudo poderia ajudar a explicar a forma como as galáxias se formaram desde o início do Universo e como chegaram às suas formas actuais.

O Sol pode ser fruto de um acidente galáctico entre a Via Láctea e uma galáxia anã

Uma pequena galáxia, chamada Sagitário, moldou a Via Láctea há milhares de milhões de anos: cada vez que passou perto…

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3 Junho, 2020

 

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3755: O campo magnético da Terra está a enfraquecer misteriosamente

CIÊNCIA/ASTROFÍSICA/GEOLOGIA

NASA Goddard / Flickr
Conceito de artista do Campo Magnético da Terra

Novos dados de satélite da Agência Espacial Europeia (ESA) mostram que o campo magnético da Terra está a enfraquecer entre África e a América do Sul.

O enfraquecimento do campo magnético da Terra está relacionado com a Anomalia do Atlântico Sul, uma área que tem crescido consideravelmente nos últimos anos, não se conhecendo ainda ao certo causa deste crescimento.

A Anomalia do Atlântico Sul, precisa o portal Science Alert, é uma vasta extensão de intensidade magnética reduzida no campo magnético do nosso planeta, que se estende desde a América do Sul ao sudoeste de África.

De acordo a ESA, a área da anomalia caiu em força mais de 8% entre 1970 e 2020.

“O novo mínimo oriental da Anomalia do Atlântico Sul apareceu na última década e, nos últimos anos, tem-se desenvolvido vigorosamente“, disse Jürgen Matzka, do Centro de Investigação em Geociências da Alemanha, citado pelo diário The Independent.

“Temos muita sorte em ter os satélites do Swarm em órbita para investigar o desenvolvimento da Anomalia do Atlântico Sul (…) O desafio agora passa por entender os processos do núcleo da Terra que estão a impulsionar estas mudanças”, continuou.

Um campo magnético enfraquecido pode significar, segundo os especialistas da ESA, que o campo magnético da Terra está prestes a reverter, situação em que o Pólo Norte e o Pólo Sul trocam de posição. A última “inversão geo-magnética” ocorreu há 780.000 mil anos, havendo alguns cientistas que defendem que a próxima está atrasada.

Por norma, este fenómeno ocorre a cada 250.000 anos.

Para já, sublinha a ESA, não há motivos para alarme. Segundo a agência espacial europeia, os efeitos mais significativos desde enfraquecimento vão fazer-se sentir em satélites ou naves espaciais, que podem registar falhas técnicas devido a uma maior quantidade de partículas carregadas na órbita baixa da Terra.

Os cientistas vão continuar atentos a eventuais mudanças no campo magnético da Terra, uma vez que é este “escudo” que protege o nosso planeta do fluxo de partículas electricamente carregadas oriundas do Espaço.

Sem o campo magnético, a vida na Terra seria aniquilada por causa da radiação.

O campo magnético da Terra quase morreu há 565 milhões de anos

Há 565 milhões de anos, a força do campo magnético da Terra caiu para o seu ponto mais baixo e…

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30 Maio, 2020

 

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3337: Descoberto pela primeira vez um campo magnético gigante numa galáxia distante

CiÊNCIA/ASTRONOMIA

Composite image by Jayanne English (Univ. of Manitoba). Radio data: Jansky-VLA (Silvia Carolina Mora-Partiarroyo et al. 2019). Optical data: Mayall 4-meter telescope (Maria Patterson and Rene Walterbos, New Mexico State Univ.). Software code for tracing the magnetic field lines: Arpad Miskolczi (Ruhr-Univ. Bochum)

Pela primeira vez, uma equipa internacional de astrónomos captou o campo magnético em grande escala presente no halo galáctico em torno da galáxia NGC 4631, também conhecida como “Whale Galaxy”, localizada a 30 milhões de anos-luz da Terra.

A descoberta, relatada em Novembro na revista científica Astronomy & Astrophysics, foi possível graças a observações do radiotelescópio Karl G. Jansky da National Science Foundation, que permitiu que a equipa descobrisse a direcção e a força do campo magnético.

“Esta é a primeira vez que detectamos claramente o que os astrónomos chamam de campos magnéticos coerentes e de larga escala, no halo de uma galáxia espiral, com as linhas de campo alinhadas na mesma direcção por distâncias de mil anos-luz. Vimos até um padrão regular desse campo organizado a mudar de direcção”, afirmou Marita Krause, do Instituto Max-Planck de Radioastronomia, em comunicado.

Na imagem captada pelos astrónomos, uma visão óptica da galáxia é sobreposta com uma representação das direcções do campo magnético, estendendo-se no halo acima e abaixo do disco da galáxia. A região azul mostra áreas do campo magnético que são apontadas para longe do observador, enquanto as linhas verdes estão a apontar para nós. Existem regiões azuis e verdes alternadas, algo nunca antes visto no halo de uma galáxia.

Estudar o campo magnético além do disco de uma galáxia é importante para a nossa compreensão sobre a evolução da galáxia, tanto em termos gerais como nos termos mais minuciosos que influenciam a formação de sistemas solares como o nosso.

“Para entender como estrelas como o Sol e planetas como a Terra surgiram, precisamos de entender como as galáxias, como a Via Láctea, se formam e evoluem”, explicou Matthew Benacquista, director de projectos da Divisão de Ciências Astronómicas da NSF. “Este projecto é uma tentativa de medir os campos magnéticos galácticos e aprender como influenciam a forma como os gases interestelares são ejectados dos discos das galáxias e contribuem para a formação e evolução das galáxias”.

A técnica usada neste trabalho será agora aplicada a outras galáxias.

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9 Janeiro, 2020

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3318: A Lua já teve o seu próprio campo magnético (e era mais forte do que o da Terra)

CIÊNCIA/ASTROFÍSICA/LUA

(CC0/PD) GuillaumePreat / Pixabay

A Terra tem um campo magnético, que protege a camada de ozono ao repelir ventos solares e que alimenta os principais sistemas de navegação do mundo. Aparentemente, a Lua também já teve o seu próprio campo magnético.

Uma bússola convencional que indica a direcção da Terra não serviria de nada na Lua, que hoje carece de um campo magnético global. No entanto, os cientistas acreditam que já existiu um campo magnético lunar há mil milhões de anos e provavelmente era ainda mais forte do que o campo magnético da Terra hoje.

No novo estudo, publicado esta semana na revista científica Science Advances, cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, conseguiram determinar este facto depois de estudar as amostras da Lua trazidas pela missão Apollo da NASA.

De acordo com um comunicado, o MIT mediu microteslas para determinar mudanças no campo magnético contra o magnetismo da Terra, que hoje é de 50 microteslas. As amostras de rocha, datadas de quatro mil milhões de anos, mediam cerca de 100 microteslas, o que significa que o campo magnético lunar era duas vezes mais forte do que o campo magnético da Terra.

Os cientistas teorizam que a Lua estava muito mais próxima da Terra há quatro mil milhões de anos e, naquele momento, a gravidade da Terra ajudou a Lua a manter o seu campo magnético. À medida que a gravidade da Terra exercia o seu efeito na Lua, agitando o seu núcleo de ferro, produzia um poderoso campo magnético chamado “dínamo”, que era gerado por correntes eléctricas.

Na Terra, estes são os movimentos que causam a erupção dos vulcões. Os mesmos movimentos fizeram com que o magnetismo da Lua ficasse mais forte durante um curto período de tempo, até que o nosso satélite natural se começou a afastar da Terra.

Alguns humanos podem sentir o campo magnético da Terra

Novas evidências experimentais recolhidas por cientistas do Instituto de Tecnologia da Califórnia, nos EUA, sugerem que o cérebro humano é…

Sem a gravidade da Terra para agitar o ferro no interior, o núcleo lunar começou a cristalizar há cerca de 2,5 mil milhões de anos. Uma vez completamente endurecido, não havia mais nada para gerar um campo magnético e a Lua ficou indefesa contra os fortes ventos solares.

Por aqui, a Terra ainda possui o seu próprio campo magnético, que tem passado por algumas transformações recentemente: o pólo norte magnético do nosso planeta parece estar a flutuar cada vez mais rápido em direcção à Sibéria.

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6 Janeiro, 2020

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3282: Mudança no campo magnético da Terra fez nascer um novo tipo de aurora boreal

CIÊNCIA

john.purvis / Flickr

Pensava-se que as luzes coloridas que adornam os céus dos pólos Norte e Sul eram resultado de partículas solares a interagirem com gases na atmosfera. No entanto, uma aurora boreal avistada recentemente é a excepção à regra.

Jennifer Briggs, estagiária da NASA e estudante de Física na Universidade de Pepperdine, na Califórnia, descobriu um novo tipo de luzes polares – auroras – causadas por uma quebra no campo magnético da Terra. A investigadora notou uma anomalia quando estava a analisar imagens de uma ilha norueguesa e dados de satélites com a ajuda de cientistas da agência espacial.

Ao contrário de outros fenómenos do mesmo género, esta aurora boreal não tinha partículas energizadas a colidir com gases atmosféricos. Por norma, as auroras são causadas por partículas do Sol, mas, neste caso, o Sol não teve qualquer tipo de relação.

Quando a aurora foi avistada, o Sol não indicava nenhuma actividade elevada em forma de erupções. O fenómeno levou a NASA a concluir que as luzes eram causadas por uma misteriosa compressão rápida e repentina do campo magnético da Terra.

Não é claro o que terá motivado a “compressão maciça, mas localizada“, que, segundo os cientistas, assemelhava-se a algo a perfurar o campo magnético. A borda da bolha percorreu cerca de 25.000 quilómetros em direcção à Terra, levando apenas 1 minuto e 45 segundos para concluir o trajecto.

De acordo com a Sputnik News, os investigadores sugeriram que poderia ter havido uma tempestade sem precedentes na área onde as partículas solares atravessam a nossa bolha protectora, a magnetosfera. Ainda assim, a causa da tempestade continua desconhecida.

Este fenómeno “é algo que nunca vimos antes”. “O movimento em direcção a leste, para oeste e depois em espiral não é algo que alguma vez tenhamos visto. Hoje, ainda não conseguimos compreender”, disse Briggs, numa conferência de imprensa no início de Dezembro.

Certo é que, independentemente da causa, a misteriosa compressão resultou na impressionante aurora observada numa ilha na Noruega.

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28 Dezembro, 2019

 

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2837: A fusão de estrelas é a origem dos ímanes mais fortes do Universo

CIÊNCIA

Ohlmann / Schneider / Röpke
Simulação da origem de um magnetar

Simulações em computador mostraram que a fusão de duas estrelas cria fortes campos magnéticos. Se essas estrelas explodirem em super-novas, podem tornar-se magnetares.

Investigadores da Universidade de Heidelberg, da Sociedade Max Planck, do Instituto de Estudos Teóricos de Heidelberg e da Universidade de Oxford participaram numa nova pesquisa que mostra de que forma algumas estrelas de neutrões se tornam nos ímanes mais fortes do Universo. Os resultados foram publicados no dia 9 de Outubro na Nature.

Todo o Universo é encadeado por campos magnéticos. O Sol, por exemplo, possui uma “concha” na qual a convecção gera continuamente campos magnéticos.

“Embora as estrelas massivas não possuam essas ‘conchas’, observamos um campo magnético forte e em grande escala na superfície de aproximadamente 10%“, explica Fabian Schneider, cientista do Centro de Astronomia da Universidade de Heidelberg e primeiro autor do artigo científico, em comunicado.

Estes campos descobertos em 1947, mas a sua origem ainda é um mistério.

Há mais de uma década, a comunidade científica sugeriu que fortes campos magnéticos ocorrem quando duas estrelas colidem. No entanto, “até agora, era muito difícil testar essa hipótese, dado que não possuíamos as ferramentas computacionais necessárias”, esclarece Sebastian Ohlmann, da Sociedade Max Planck.

Desta vez, os cientistas usaram o código AREPO, um código de simulação altamente dinâmico do Instituto de Estudos Teóricos de Heidelberg (HITS), que explica as propriedades de Tau Scorpii, uma estrela magnética localizada a 500 anos-luz de distância do planeta Terra.

Em 2016, Fabian Schneider e Philipp Podsiadlowski, da Universidade de Oxford, perceberam que esta estrela é uma retardatária azul, o produto de estrelas fundidas.

“Assumimos que a Tau Scorpii conseguiu o seu forte campo magnético durante o processo de fusão”, explica Podsiadlowski. Através das simulações de computador da estrela, a equipa mostrou que uma forte turbulência durante a fusão de duas estrelas pode criar o campo magnético.

Segundo o Europa Press, fusões estelares são relativamente frequentes. Os cientistas assumem que cerca de 10% de todas as estrelas massivas da Via Láctea são o produto de tal processo.

O número bate certo com a taxa de ocorrência de estrelas magnéticas massivas. Os astrónomos acreditam que essas mesmas estrelas podem formar magnetares quando explodem em super-novas. Um magnetar é um tipo de estrela de neutrões que gira a alta velocidade sobre si mesma e que possui um intenso campo magnético.

O mesmo pode acontecer com Tau Scorpii, quando explodir no final da sua vida. Simulações de computador sugerem que o campo magnético gerado seria suficiente para explicar os campos magnéticos excepcionalmente fortes nos magnetares.

“Acredita-se que os magnetares possuam os campos magnéticos mais fortes do universo, até 100 milhões de vezes mais fortes do que o campo magnético mais forte já produzido por seres humanos”, rematou Friedrich Röpke, do HITS.

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15 Outubro, 2019

 

2713: O campo magnético de Marte palpita misteriosamente (mas só durante a noite)

CIÊNCIA

Kevin Gill / Flickr

A sonda Mars InSight da NASA observou pulsos nocturnos misteriosos no campo magnético do Planeta Vermelho que podem durar até duas horas.

De acordo com o National Geographic, a equipa da sonda InSight divulgou diversos resultados novos na reunião da European Planetary Science Congress and the American Astronomical Society. Os resultados incluem medidas do campo magnético de Marte e nova evidências de água líquida debaixo da superfície marciana.

O InSight foi lançado e pousou em 2018 com três instrumentos científicos planetários, bem como instrumentos auxiliares como o magnetómetro, o primeiro usado em Marte. Uma equipa liderada por Christopher Russell, da Universidade da Califórnia, em Los Angeles, analisou dados do magnetómetro, descobrindo que a área de pouso do InSight possui um forte campo magnético, que correntes eléctricas viajam através da porção ionizada da atmosfera do planeta e que, ocasionalmente, o campo magnético pulsa à noite.

Estes pulsos podem durar até duas horas e são mais fortes na direcção norte, de acordo com o resumo da conferência, citado pelo Gizmodo. Os pulsos em si não são estranhos, de acordo com o relatório da NatGeo, mas o facto de apenas acontecerem perto da meia-noite é. Os cientistas ainda não têm uma explicação para os pulsos, mas esperam usar estas medidas para entender as diferenças entre os campos magnéticos da Terra e Marte.

Quanto às evidências de água em Marte, os cientistas usaram o magnetómetro para encontrar uma região profunda e condutora abaixo da superfície marciana, de acordo com a NatGeo. Porém, ainda são necessários mais estudos antes da identificação conclusiva dessa região e nenhum desses dados foi ainda analisado por pares.

O InSight está a recolher dados há menos de um ano e acabou de acordar da conjunção solar, por isso ainda há muito mais para a sonda descobrir e aprender.

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26 Setembro, 2019

 

2583: O antigo campo magnético de Mercúrio provavelmente evoluiu ao longo do tempo

CIÊNCIA

Imagem com cores melhoradas do terreno de Mercúrio, captada pela MESSENGER.
Crédito: NASA/JHUAPL/Instituto Carnegie

Um novo estudo diz que os antigos pólos magnéticos de Mercúrio estavam longe da localização dos seus pólos de hoje, implicando que o seu campo magnético, como o da Terra, mudou com o tempo.

Alguns planetas têm núcleos metálicos líquidos. Os cientistas geralmente pensam que o campo magnético de um planeta provém dos movimentos fluídos do seu núcleo metálico. O campo magnético cria uma magnetosfera que rodeia o planeta. A magnetosfera da Terra bloqueia grande parte da radiação cósmica e solar, permitindo que a vida exista.

Mercúrio é o outro corpo do Sistema Solar, além da terra, com um núcleo fundido confirmado capaz de gerar um campo magnético.

Uma nova investigação publicada na revista Journal of Geophysical Research: Planets descobriu que os antigos pólos magnéticos de Mercúrio, chamados paleopolos, mudaram ao longo do seu passado. O novo estudo também sugere que o legado magnético de Mercúrio pode ser mais complicado do que se pensava anteriormente.

O estudo dos campos magnéticos dos outros planetas ajuda os cientistas a entender como os campos magnéticos evoluem, inclusive na Terra. A observação do comportamento de outros núcleos metálicos ajuda os cientistas a entender mais sobre a formação inicial e subsequente maturação dos planetas no Sistema Solar.

Os cientistas sabem que Mercúrio evoluiu ao longo do tempo, mas não podem dizer definitivamente como, disse Joana S. Oliveira, astrofísica do ESTEC (European Space Research and Technology Centre) da ESA em Noordwijk, Países Baixos, autora principal do estudo.

Turbulência magnética no Sistema Solar

As alterações no campo magnético não são específicas a Mercúrio. O pólo norte magnético da Terra vagueia entre 55 e 60 km por ano enquanto o pólo magnético sul da Terra cerca de 10 a 15 km. A orientação do seu campo magnético já inverteu mais de 100 vezes ao longo dos seus 4,5 mil milhões de anos.

Os cientistas usam rochas para estudar como os campos magnéticos dos planetas evoluem. As rochas ígneas, criadas a partir do arrefecimento de lava, podem preservar um registo de como o campo magnético era no momento em que as rochas arrefeceram. O material magnético de arrefecimento das rochas alinha-se com o campo do núcleo. Este processo é chamado de magnetização termo-remanescente. Os geólogos analisaram rochas ígneas para determinar que a última inversão do campo magnético da Terra ocorreu há mais ou menos 780.000 anos atrás.

A Terra e a Lua são os únicos estudos de caso que os cientistas possuem para mudanças nos pólos magnéticos dos corpos planetários, porque não há amostras de rochas de outros planetas.

“Se queremos encontrar pistas do passado, fazendo uma espécie de arqueologia do campo magnético, as rochas precisam de ser magnetizadas de maneira mais permanente,” disse Oliveira.

Usando a arqueologia planetária para descobrir a história magnética de Mercúrio

Investigações anteriores já tinham estudado o campo magnético actual de Mercúrio, mas não havia como estudar o campo magnético da crosta sem observações a baixa altitude. Então, em 2015, a sonda MESSENGER começou a sua descida até à superfície de Mercúrio. Recolheu três meses de informações a baixa altitude sobre Mercúrio durante a sua descida. Algumas dessas informações revelaram detalhes sobre a magnetização crustal de Mercúrio. O novo estudo examinou essas diferentes regiões crustais para extrapolar a estrutura magnética do núcleo antigo de Mercúrio.

“Existem vários modelos da evolução do planeta, mas ninguém usou o campo magnético da crosta para obter a evolução do planeta,” disse Oliveira.

Os dados a baixa altitude da MESSENGER, durante o seu percurso de descida, detectaram crateras antigas com diferentes assinaturas magnéticas do que a maioria dos terrenos observados pela MESSENGER. Os investigadores pensavam que as crateras, formadas há cerca de 4,1 a 3,8 mil milhões de anos, podiam conter pistas sobre os paleopolos de Mercúrio.

As crateras são mais propensas a ter rochas magnetizadas termo-remanescentes. Durante a sua formação, a energia de um impacto faz com que o solo derreta, dando ao material magnético a hipótese de se realinhar com o actual campo magnético do planeta. À medida que esse material solidifica, preserva a direcção e a posição do campo magnético do planeta como um instantâneo no tempo.

Oliveira e colegas usaram observações de naves espaciais de cinco crateras com irregularidades magnéticas. Eles suspeitavam que essas crateras tinham sido formadas durante uma altura com uma diferente orientação de campo magnético da de hoje. Eles modelaram o antigo campo magnético de Mercúrio com base nos dados da cratera para estimar as possíveis localizações dos paleopolos de Mercúrio. A área que a MESSENGER sobrevoou e registou durante a sua queda fatídica foi limitada, de modo que os cientistas só puderam usar medições de parte do hemisfério norte.

Surpresas no paleopolo

Os investigadores descobriram que os antigos pólos magnéticos de Mercúrio estavam longe do actual pólo sul geográfico do planeta e podem ter mudado ao longo do tempo, o que foi inesperado. Eles esperavam que os pólos se agrupassem em dois pontos mais próximos do eixo de rotação de Mercúrio no norte e sul geográficos do planeta. No entanto, os pólos estavam distribuídos aleatoriamente e eram todos encontrados no pólo sul.

Os paleopolos não se alinham com o actual pólo norte magnético de Mercúrio ou com o pólo geográfico sul, indicando que o campo magnético dipolar do planeta se moveu. Os resultados reforçam a teoria de que a evolução magnética de Mercúrio foi muito diferente da da Terra ou até mesmo de outros planetas no Sistema Solar. Eles também sugerem que o planeta pode ter mudado ao longo do seu eixo, num evento chamado verdadeira caminhada polar, onde as localizações geográficas dos pólos norte e sul mudam.

A Terra tem um campo dipolar com dois pólos, mas Mercúrio tem um campo dipolar-quadrupolar com dois pólos e uma mudança no equador magnético. O seu antigo campo magnético pode ter sido parecido com um destes, ou até mesmo ser multipolar com “linhas de campo parecidas a esparguete,” finalizou Oliveira. Não há como saber sem várias amostras físicas de rochas de Mercúrio, concluiu.

Oliveira espera que a nova missão a Mercúrio, BepiColombo, recolha mais dados do campo magnético e potencialmente restrinja as conclusões do estudo.

Astronomia On-line
6 de Setembro de 2019

 

2170: Campo magnético pode manter o buraco negro da Via Láctea relativamente calmo

Linhas de fluxo que mostram os campos magnéticos sobrepostos a uma imagem a cores do anel de poeira que rodeia o buraco negro super-massivo da Via Láctea. A estrutura azul em forma de Y é material quente que cai em direcção ao buraco negro, localizado próximo do ponto onde os dois braços da figura em forma de Y se intersectam. As linhas revelam que o campo magnético segue a forma da estrutura empoeirada. Cada dos braços azuis tem o seu próprio campo que é totalmente distinto do resto do anel, visto em rosa.
Crédito: poeira e campos magnéticos – NASA/SOFIA; imagem do campo estelar – NASA/Telescópio Espacial Hubble

Existem buracos negros super-massivos no centro da maioria das galáxias, e a nossa Via Láctea não é excepção. Mas muitas outras galáxias têm buracos negros altamente activos, o que significa que está a cair neles muito material, emitindo radiação altamente energética neste processo de “alimentação”. O buraco negro central da Via Láctea, por outro lado, está relativamente calmo. Novas observações do SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) da NASA estão a ajudar os cientistas a compreender as diferenças entre buracos negros activos e silenciosos.

Estes resultados fornecem informações sem precedentes sobre o forte campo magnético no centro da Via Láctea. Os cientistas usaram o mais novo instrumento do SOFIA, o HAWC+, para realizar estas medições.

Os campos magnéticos são forças invisíveis que influenciam os percursos de partículas carregadas e têm efeitos significativos sobre os movimentos e a evolução da matéria em todo o Universo. Mas os campos magnéticos não podem ser visualizados directamente, portanto o seu papel não é bem compreendido. O instrumento HAWC+ detecta luz infravermelha distante e polarizada, invisível aos olhos humanos, emitida por grãos de poeira. Estes grãos alinham-se perpendicularmente aos campos magnéticos. A partir dos resultados do SOFIA, os astrónomos podem mapear a forma e inferir a força do campo magnético, de outra forma invisível, ajudando a visualizar esta força fundamental da natureza.

“Este é um dos primeiros exemplos em que podemos realmente ver como os campos magnéticos e a matéria interestelar interagem uns com os outros,” observou Joan Schmelz, astrofísica do Centro de Pesquisas Espaciais Universitárias do Centro Ames da NASA em Silicon Valley, Califórnia, EUA, co-autora do artigo que descreve as observações. “O HAWC+ muda o jogo.”

Observações anteriores do SOFIA tinham mostrado o anel inclinado de gás e poeira em órbita do buraco negro da Via Láctea, de nome Sagitário A* (Sgr A*). Mas os novos dados do HAWC+ fornecem uma visão única do campo magnético nesta área, que parece traçar a história da região ao longo dos últimos 100.000 anos.

Os detalhes destas observações do campo magnético, pelo SOFIA, foram apresentados na reunião de Junho de 2019 da Sociedade Astronómica Americana e serão submetidos à revista The Astrophysical Journal.

A gravidade do buraco negro domina a dinâmica do centro da Via Láctea, mas o papel do campo magnético tem sido um mistério. As novas observações com o HAWC+ revelam que o campo magnético é forte o suficiente para restringir os movimentos turbulentos do gás. Se o campo magnético canalizar o gás para que entre no próprio buraco negro, o buraco negro torna-se activo porque consome muito gás. No entanto, se o campo magnético canalizar o gás para que entre em órbita em redor do buraco negro, então o buraco negro ficará quieto porque não está a ingerir nenhum gás que, de outra forma, acabaria por formar novas estrelas.

Os investigadores combinaram imagens no infravermelho médio e longínquo das câmaras do SOFIA com novas linhas de fluxo que visualizam a direcção do campo magnético. A estrutura azul em forma de Y (ver figura) é material quente que cai em direcção ao buraco negro, localizado próximo do ponto onde os dois braços da figura em forma de Y se intersectam. Colocando a estrutura do campo magnético sobre a imagem revela que o campo magnético segue a forma da estrutura empoeirada. Cada dos braços azuis tem o seu próprio componente de campo que é totalmente distinto do resto do anel, visto em rosa. Mas também existem lugares onde o campo se distancia das principais estruturas de poeira, como nas extremidades superior e inferior do anel.

“A forma espiral do campo magnético canaliza o gás para uma órbita em torno do buraco negro,” comentou Darren Dowll, cientista do JPL da NASA e investigador principal do instrumento HAWC+, autor principal do estudo. “Isto pode explicar porque é que o nosso buraco negro está calmo enquanto outros estão activos.”

As novas observações do SOFIA com o HAWC+ ajudam a determinar como o material no ambiente extremo de um buraco negro super-massivo interage com ele, abordando uma antiga questão de porque é que o buraco negro central da Via Láctea é relativamente ténue, enquanto os de outras galáxias são tão brilhantes.

Astronomia On-line
14 de Junho de 2019

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2163: Cientistas encontraram uma nova fonte do campo magnético da Terra

CIÊNCIA

NASA Goddard / Flickr
Conceito de artista do Campo Magnético da Terra

Uma equipa internacional de investigadores descobriu que o manto da Terra contribui para a criação do campo magnético, negando a ideia de que o magnetismo do nosso planeta, crucial para a vida, é gerado apenas pela crosta e pelo núcleo da Terra.

O imenso campo magnético que circunda a Terra, protegendo-o da radiação e das partículas vindas do espaço – e que muitos animais ainda usam para fins de orientação – está a mudar constantemente, razão pela qual os geocientistas o mantêm constantemente sob vigilância.

Geralmente acredita-se que esta camada do planeta está “magneticamente morta” devido à enorme pressão e temperatura que privam os óxidos de ferro das suas propriedades magnéticas.

No entanto, a equipa liderada por Ilyá Kupenko, da Universidade de Münster, conseguiu recriar as condições extremas do manto e revelou que pelo menos um mineral deste tipo, a hematita, mantém a capacidade de criar o campo magnético a temperaturas de cerca de 925ºC.

Portanto, algumas partes da chamada “zona de transição” – a camada entre o manto externo e o manto inferior, que se estende entre 410 e 660 quilómetros abaixo da superfície da Terra – participam na criação da magnetosfera terrestre.

Em particular, de acordo com as conclusões publicadas na revista Nature, são as placas tectónicas subductas relativamente frias, conhecidas como lajes, localizadas principalmente abaixo da região oeste do Pacífico.

“Este novo conhecimento sobre o manto da Terra e a região fortemente magnética do Pacífico Ocidental poderia lançar uma nova luz sobre qualquer observação do campo magnético da Terra”, afirma Kupenko, segundo um comunicado emitido pela Universidade de Münster.

Por enquanto, a ciência não estabeleceu precisamente as causas do movimento dos pólos magnéticos, que se aceleraram nas últimas décadas. A provável reversão da polaridade – um evento que ocorre normalmente a cada 200 mil ou 300 mil anos, mas que não ocorreu nos últimos 780 mil anos – afectaria seriamente a civilização humana.

“O que sabemos agora – que existem materiais magneticamente ordenados no manto do planeta – deve ser levado em conta em qualquer análise futura do campo magnético da Terra e do movimento dos pólos”, rematou o co-autor do estudo, Leonid Dubrovinsky, da Universidade de Bayreuth.

ZAP //

Por ZAP
13 Junho, 2019

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2057: O campo magnético de Júpiter está a mudar (e a culpa é de ventos escondidos)

CIÊNCIA

O campo magnético de Júpiter tem mudado deste os anos 1970 e os físicos provaram-no. Estas mudanças revelam detalhes escondidos sobre o dínamo interno do planeta.

Num estudo publicado na revista Nature Astronomy, uma equipa de investigadores analisou dados de campo magnético de quatro missões passadas a Júpiter (Pioneer 10, que alcançou Júpiter em 1973; Pioneer 11, que alcançou Júpiter em 1974; Voyager 1, que alcançou Júpiter em 1979; e Ulysses, que alcançou Júpiter em 1992).

Os cientistas compararam esses dados a um mapa do campo magnético do planeta produzido pela nave espacial Juno, que conduziu a sonda mais recente e mais completa do planeta gigante. Em 2016, a Juno orbitou muito perto de Júpiter, passando de pólo a pólo, reunindo dados gravitacionais e de campo magnético detalhados.

Isso permitiu aos investigadores desenvolver um modelo completo do campo magnético do planeta e algumas teorias detalhadas sobre como é produzido. Os cientistas por trás deste artigo mostraram que os dados das quatro sondas mais antigas, embora mais limitadas, não se encaixam no modelo de 2016 do campo magnético de Júpiter.

“Encontrar algo tão minucioso como estas mudanças em algo tão imenso como o campo magnético de Júpiter foi um desafio”, disse em comunicado Kimee Moore, cientista de Harvard e principal autora do artigo. “Ter uma linha de base de observações durante quatro décadas forneceu dados suficientes para confirmar que o campo magnético de Júpiter realmente muda com o tempo.”

Os investigadores estavam interessados apenas nas mudanças no campo magnético interno de Júpiter, mas o planeta também tem magnetismo vindo da sua atmosfera superior. Partículas carregadas com origem em erupções vulcânicas em Io, a lua mais volátil de Júpiter, acabam na magnetosfera e na ionosfera e podem alterar o campo magnético.

Mas os cientistas desenvolveram métodos para subtrair os efeitos do seu conjunto de dados, deixando-os com dados quase inteiramente baseados no dínamo interno do planeta.

Os investigadores analisaram várias causas para as mudanças no campo magnético. Os dados aproximaram-se mais das previsões de um modelo em que os ventos no interior do planeta mudam o campo magnético. “Esses ventos estendem-se da superfície do planeta até mais de três mil quilómetros de profundidade, onde o interior do planeta começa a mudar de gás para metal líquido altamente condutor”.

Na verdade, os cientistas não conseguem ver isso tão profundamente em Júpiter, por isso as medidas de profundidade são as melhores estimativas, com várias incertezas. Ainda assim, os cientistas têm teorias para explicar como os ventos se comportam. “Acredita-se que cortam os campos magnéticos, esticando-os e transportando-os pelo planeta”

A maioria das mudanças provocadas pelo vento parece estar concentrada na Grande Mancha Azul de Júpiter, uma região de intensa energia magnética perto do equador de Júpiter. As partes norte e sul da mancha azul estão a deslocar-se para leste de Júpiter e a terça central está a mudar para o oeste, causando alterações no campo magnético.

ZAP //

Por ZAP
27 Maio, 2019

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2040: Juno da NASA encontra mudanças no campo magnético de Júpiter

Esta imagem faz parte de uma animação que ilustra o campo magnético de Júpiter durante um único momento no tempo. A Grande Mancha Azul, uma concentração invisível do campo magnético perto do equador, sobressai como uma característica particularmente forte.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/Harvard/Moore et al.

A missão Juno da NASA fez, em Júpiter, a primeira detecção definitiva, para lá da Terra, de um campo magnético interno que muda com o tempo, um fenómeno chamado variação secular. A Juno determinou que a variação secular do gigante gasoso é provavelmente impulsionada pelos ventos atmosféricos profundos do planeta.

A descoberta ajudará os cientistas a melhor entender a estrutura interior de Júpiter – incluindo a dinâmica atmosférica – bem como as mudanças no campo magnético da Terra. O artigo sobre a descoberta foi publicado na revista Nature Astronomy.

“A variação secular há décadas que faz parte da lista de desejos dos cientistas planetários,” disse Scott Bolton, investigador principal da Juno no SwRI (Southwest Research Institute) em San Antonio, no estado norte-americano do Texas. “Esta descoberta só pôde ser feita graças aos instrumentos científicos extremamente precisos da Juno e à natureza única da órbita de Juno, que a aproxima muito do planeta enquanto viaja de pólo a pólo.”

A caracterização do campo magnético de um planeta requer medições de muito perto. Os cientistas da Juno compararam dados de missões anteriores da NASA a Júpiter (Pioneer 10 e 11, Voyager 1 e Ulysses) com um novo modelo do campo magnético de Júpiter (chamado JRM09). O novo modelo tem por base dados recolhidos pelo seu magnetómetro durante as primeiras passagens científicas da Juno por Júpiter, um instrumento capaz de gerar um mapa tridimensional detalhado do campo magnético.

O que os cientistas descobriram é que, desde os primeiros dados do campo magnético de Júpiter fornecidos pelas naves espaciais Pioneer, até aos dados mais recentes fornecidos pela Juno, houve mudanças pequenas, mas distintas, no campo.

“A descoberta de algo tão minúsculo quanto estas mudanças, em algo tão imenso quanto o campo magnético de Júpiter, foi um desafio,” disse Kimee Moore, cientista da Juno e da Universidade de Harvard em Cambridge, Massachusetts, EUA. “Ter uma linha de base de observações íntima, durante quatro décadas, forneceu-nos dados suficientes para confirmar que o campo magnético de Júpiter realmente muda com o tempo.”

Assim que a equipa da Juno provou a existência de variação secular, procuraram explicar como tal mudança pode ocorrer. A operação dos ventos atmosféricos (ou zonais) de Júpiter explica melhor as mudanças no seu campo magnético. Estes ventos estendem-se desde a superfície do planeta até mais de 3000 quilómetros de profundidade, onde o interior do planeta começa a mudar de gás para metal líquido altamente condutor. Pensa-se que cortam os campos magnéticos, esticando-os e transportando-os pelo planeta.

Em nenhum lugar de Júpiter a variação secular é tão grande quanto na Grande Mancha Azul do planeta, uma mancha intensa de campo magnético perto do equador de Júpiter. A combinação da Grande Mancha Azul, com os seus fortes campos magnéticos localizados e fortes ventos zonais nesta latitude resultam nas maiores variações seculares no campo do mundo joviano.

“É incrível que uma mancha magnética estreita, a Grande Mancha Azul, possa ser responsável por quase toda a variação secular de Júpiter, mas os números confirmam,” disse Moore. “Com esta nova compreensão dos campos magnéticos, durante as futuras passagens científicas vamos começar a criar um mapa global da variação secular de Júpiter. Também poderá ter aplicações para os cientistas que estudam o campo magnético da Terra, que ainda contém muitos mistérios por resolver.”

Astronomia On-line
24 de Maio de 2019

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1970: O núcleo da Terra e o tempero para saladas têm uma coisa em comum

CIÊNCIA

Mitch Battros / Earth Changes Media

Cientistas da Universidade de Yale encontraram um aspecto em comum entre o núcleo da Terra e o tempero para saladas. A descoberta ajuda a compreender as mudanças no campo magnético terrestre ao longo da história.

O campo magnético da Terra é tão essencial que, sem ele, não seria possível existir vida no planeta. No entanto, vários aspectos da sua composição permanecem um mistério para a ciência.

Agora, investigadores da Universidade de Yale, nos Estados Unidos, descobriram uma nova informação nas mudanças do campo magnético terrestre que, segundo os cientistas, “pode parecer familiar para quem já temperou uma salada“.

O campo magnético da Terra é produzido no centro do planeta e é um escudo que o protege contra a radiação dos ventos solares.

Cientistas liderados por Kanani K.M. Lee, professora no departamento de Geologia e Geofísica em Yale, descobriram que ligas de ferro fundido formam dois líquidos distintos quando estão em condições semelhantes às que existem no núcleo da Terra. Isto é explicado por um processo chamado “imiscibilidade“, ou seja, que não se mistura.

“Observamos com frequência na vida quotidiana a imiscibilidade de líquidos, como quando o azeite e o vinagre ficam separados em temperos para saladas“, disse a investigadora de Yale e principal autora do estudo publicado na revista da Academia das Ciências dos Estados Unidos, Sarah Arveson.

“É surpreendente que essa separação possa ocorrer nessas condições, quando os átomos são forçados muito perto uns dos outros sob a imensa pressão que existe no núcleo da Terra”, acrescentou Arveson.

Núcleo

O campo magnético estende-se desde o interior do nosso planeta até ao espaço, onde se encontra com o vento solar, a corrente de partículas carregadas que emanam do Sol. O campo magnético é gerado por correntes eléctricas que, por sua vez, resultam do movimento de correntes de convecção de metal fluido no núcleo externo da Terra.

O núcleo interno de ferro sólido tem cerca de 5,7 mil graus de temperatura, mas a pressão causada pela força da gravidade impede que se torne líquido. O ponto de fusão do ferro aumenta à medida que aumenta a pressão.

À volta desse núcleo interno encontra-se o núcleo externo, uma capa de 2 mil quilómetros de espessura composta por ferro, níquel e pequenas quantidades de outros metais em estado líquido, na qual a pressão é mais baixa e o metal está fundido. O núcleo externo está 2,9 mil quilómetros abaixo da superfície.

Kelvinsong / Wikimedia

A imiscibilidade em ligas complexas fundidas é comum à pressão atmosférica e tem sido documentada extensivamente pela metalurgia e especialistas em materiais.

Até ao momento, estudos relacionados com o comportamento de ligas imiscíveis sob altas pressões estavam limitados às pressões encontradas no manto superior da Terra, entre a crosta terrestre e seu núcleo.

Embora este líquido quente esteja sob movimento forte e constante devido à convecção, possui uma camada líquida distinta no topo. E ondas sísmicas que se movem através do núcleo externo viajam mais lentamente nesta camada superior.

Duas camadas que não se misturam

Cientistas já supuseram várias teorias para explicar essa camada líquida, incluindo a ideia de que as ligas de ferro imiscíveis formam camadas no núcleo, mas até agora não se tinha encontrado nenhuma evidência teórica ou experimental para provar isso.

Através de experiências com células de diamante aquecidas com laser para gerar alta pressão e simulações computacionais, os investigadores de Yale reproduziram as condições encontradas no núcleo externo da Terra.

Dessa forma, conseguiram demonstrar a existência de duas camadas distintas de líquido fundido: um líquido pobre em oxigénio, com ferro e silício, e um líquido de ferro, silício e oxigénio.

Como a camada de ferro, silício e oxigénio é menos densa, esta eleva-se bastante na parte superior, formando uma capa de líquido rico em oxigénio.

“O nosso estudo apresenta a primeira observação de alterações de metais fundidos imiscíveis em condições tão extremas, o que dá a entender que a imiscibilidade em metais fundidos pode prevalecer a altas pressões“, destacou Lee.

A descoberta dos investigadores de Yale ajudará a compreender, segundo os cientistas, as condições na Terra primitiva e as mudanças no campo magnético terrestre ao longo da história.

ZAP // BBC

Por ZAP
13 Maio, 2019


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1887: Mistério dos estranhos “empurrões” no campo magnético da Terra resolvido

NASA Goddard / Flickr
Conceito de artista do Campo Magnético da Terra

O campo magnético da Terra sofre anomalias imprevisíveis, rápidas e intensas conhecidas como solavancos geomagnéticos. Agora, o mistério foi finalmente resolvido.

Os mecanismos por trás deste fenómeno permaneceram um mistério até à mais recente descoberta de um investigador do Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), em França. Em conjunto com um colega dinamarquês, esta equipa criou um modelo de computador para explicar estes empurrões geomagnéticos. O artigo científico foi publicado esta segunda-feira na Nature Geoscience.

Estes tremores geomagnéticos, inicialmente descritos em 1978, são eventos imprevisíveis que aceleram abruptamente a evolução do campo magnético da Terra e distorcem as previsões do seu comportamento numa escala de vários anos.

É importante ressaltar que o campo magnético da Terra influencia várias actividades humanas, nomeadamente o estabelecimento da localização em smartphones e até o voo de satélites de baixa altitude. Neste sentido, é essencial prever com precisão a sua evolução.

No entanto, os empurrões geomagnéticos apresentaram desde sempre um problema para os geofísicos.

O campo magnético da Terra é produzido pela circulação da matéria dentro do seu núcleo metálico, através da energia libertada quando esse núcleo arrefece. Os cientistas sabem que são dois tipos de movimentos os causadores deste tipos de variação: aqueles resultantes do movimento de convecção lenta, que podem ser medidos na escala de um século, e aqueles resultantes de ondas hidromagnéticas “rápidas”, que podem ser detectadas na escala de alguns anos.

Os cientistas suspeitavam que este último movimento desempenhou um importante papel nos solavancos. No entanto, a interacção dessas ondas com a convecção lenta, juntamente com o seu mecanismo de propagação e amplificação, ainda não tinha sido demonstrada.

Aubert et al. / IPGP / CNRS

Para resolver o mistério, Julien Aubert desenvolveu uma simulação de computador muito próxima das condições físicas do núcleo da Terra. A simulação exigiu o equivalente a quatro milhões de horas de cálculo e foi realizada graças aos supercomputadores da GENCI (Genci Grand Équipement National de Calcul Intensif).

Foi desta forma que os especialistas conseguiram reproduzir a sucessão de eventos que resultaram nos tais solavancos geomagnéticos, que surgem na simulação de ondas hidromagnéticas emitidas no núcleo interno. Segundo o Phys.org, as onda são focalizadas e amplificadas à medida que se aproximam do núcleo, causando distúrbios magnéticos comparáveis – em todos os sentidos – aos solavancos observador.

Esta reprodução digital e a compreensão destes empurrões abre o caminho para melhores previsões do campo magnético da Terra. A identificação da causa das variações do campo magnético poderia também ajudar os geofísicos a estudar as propriedades físicas do núcleo e do manto interno da Terra.

ZAP //

Por ZAP
26 Abril, 2019

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1755: Alguns humanos podem sentir o campo magnético da Terra

CIÊNCIA

NASA Goddard / Flickr

Novas evidências experimentais recolhidas por cientistas do Instituto de Tecnologia da Califórnia, nos EUA, sugerem que o cérebro humano é capaz de responder ao campo magnético da Terra, embora num nível inconsciente.

Ainda não é claro se a aparente capacidade de algumas pessoas sentirem o campo magnético do nosso planeta é, de alguma forma, útil – o mais provável é que seja apenas um vestígio do nosso passado mais primitivo.

Apesar desta dúvida, os cientistas deverão continuar a investigar para determinar se a magneto-recepção contribui de alguma forma para o comportamento ou para as capacidades dos humanos, como a orientação espacial.

Aves migratórias, tartarugas marinhas e alguns tipos de bactérias são algumas das espécies capazes de sentir o campo magnético da Terra, usando-o como uma espécie de sistema de navegação integrado. No caso dos humanos, foi em 1980 que foi sugerido pela primeira vez uma possível capacidade de detecção. Contudo, estudos posteriores não encontraram evidências deste fenómeno no Homem.

Agora, e recorrendo a novas técnicas de análises de dados, uma equipa internacional de cientistas, que contou com um biólogo geofísico, um neuro-cientista cognitivo e um neuro-engenheiro, decidiu voltar a analisar a questão.

De acordo com os cientistas, os resultados mistos das investigações anteriores podem estar relacionados com o facto de quase todos os procedimentos dependerem de decisões comportamentais dos seus participantes. Se os humanos possuem um sentido magnético, a experiência diária sugere que este seria muito fraco ou profundamente subconsciente.

Noutras palavras: estas impressões fracas podem ser facilmente mal interpretadas ou até simplesmente perdidas, nota a nova investigação, cujos resultados foram esta semana publicados na revista especializada eNeuro.

Procedimento científico e resultados

A Terra é cercada por um campo magnético gerado pelo movimento do núcleo líquido do nosso planeta. Na superfície, este campo é bastante fraco, cerca de 100 vezes mais fraco do que ode um íman comum de frigorífico.

Para estudar se os humanos são capazes de o sentir, a equipa convidou 34 adultos a sentarem-se numa câmara escura envolta em bobinas através quais passavam correntes eléctricas, alterando o campo magnético na sala – sempre com a mesma intensidade do que a que rodeia o nosso planeta. Os participantes foram orientados a relaxar e fechar os olhos enquanto os cientistas manipulavam o campo à sua volta.

Durante o procedimento, máquinas utilizadas em electroencefalograma (EEG) mediram um tipo de onda cerebral (apelidada de onda alfa) nos participantes, que diminui de amplitude quando o cérebro capta um sinal, seja este visual, sonoro ou magnético.

Dos 34 participantes, quatro indivíduos mostraram nas monitorizações cerebrais fortes reacções a uma determinada mudança no campo magnético. Contudo, estes quatro indivíduos não perceberam o campo magnético de forma consciente. Para toda a amostra,  a participação no estudo foi totalmente serena, como se nada tivesse acontecido. Durante a hora em que estiveram sentados e parados numa sala escura hora, nada sentiram.

Nos quatro indivíduos acima mencionados, o cérebro respondeu fortemente a uma mudança numa determinada direcção – de nordeste para noroeste. De acordo com os cientistas, as suas ondas alfa diminuíram de amplitude até 60%. Esta mudança seria a mesma que sentira uma pessoa fora da câmara deslocando a rapidamente a sua cabeça da esquerda para a direita.

“Não esperávamos uma resposta assimétrica”, disse Connie Wang, autora principal do estudo, em declarações ao Live Science. Embora não seja claro por que motivo aconteceu, os cientistas sugerem que pode ser algo único para os indivíduos, assim como algumas pessoas são destras e outras canhotas.

Para garantir que os resultados não fossem uma casualidade, os participantes foram testados novamente várias semanas depois, e os resultados foram os mesmos.

Perguntas por responder

O facto de a maioria das pessoas não ser capaz de sentir o campo magnético da Terra não é necessariamente um problema. Da mesma forma que algumas pessoas são boas em artes e outras em matemática, os organismos não têm que se comportar ou reagir da mesma forma.

Ainda não é claro por que alguns humanos parecem ter habilidades de magneto-recepção, mas, teoricamente, esta capacidade poderia ajudar na orientação, ou ser um remanescente de uma capacidade que evoluiu cedo na história humana para ajudar os caçadores-colectores a navegar.

Ficam ainda muitas questões sobre este tema por responder. Aliás, até ao momento, os cientistas só descobriram como este fenómeno funciona exactamente num tipo de criatura, a chamada bactéria magnetotática. Estes micróbios migram ao longo das linhas do campo magnético terrestre usando partículas nos seus cérebros, as magnetita (Fe3O4).

Sabe-se, já décadas, que estas partículas existem no cérebro humano – foram descobertas por Joseph Kirschvink, um dos cientistas envolvidos neste estudo. Para perceber se estes micróbios ajudam ou não os humanos a sentir o campo magnético da Terra, serão necessárias mais investigações.

ZAP // HypeScience

Por HS
23 Março, 2019

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1544: O campo magnético da Terra quase morreu há 565 milhões de anos

(dr) Peter Reid / The University of Edinburgh

Há 565 milhões de anos, a força do campo magnético da Terra caiu para o seu ponto mais baixo e quase desmoronou completamente. No entanto, neste exacto momento, o núcleo interno do planeta começou a solidificar, fornecendo uma nova fonte de energia para accionar o escudo magnético.

As camadas da Terra podem ser comparadas a um ovo cozido: a crosta da Terra é, na verdade, uma casca fina e o mando quente, mas ainda sólido, forma uma camada espessa por baixo dela. No meio existem camadas centrais, internas e externas, compostas principalmente por ferro. O núcleo interno é sólido, sendo o núcleo externo a única camada líquida.

Apesar de nunca termos visitado o núcleo da Terra, este afecta profundamente as nossas vidas. O campo magnético é produzido pela convecção do núcleo externo líquido e é esse fenómeno que orienta as nossas bússolas e nos protege dos perigosos ventos solares.

A história do campo magnético da Terra é uma grande questão, uma vez que não temos a certeza de quando o núcleo interno se solidificou.

Na verdade, existem registos geológicos do campo magnético. Segundo o ArsTechnica, minúsculos cristais de minerais magnéticos presentes no magma alinharam-se com o campo magnético da Terra antes de terem sido congelados naquele lugar. Esta informação pode ser particularmente útil na medida em que o campo magnético da Terra inverte frequentemente os pólos.

Além disso, a informação aprisionada por estes minerais foi a última peça que desvendou o mistérios das placas tectónicas, permitindo-nos descobrir onde é que cada continente esteve no passado.

Uma equipa de cientistas, liderada por Richard Bono e John Tarduno, da Universidade de Rochester, estava particularmente interessada em descobrir o quão forte era o campo magnético da Terra a partir destes registos. Assim, os cientistas arregaçaram as mangas e atiraram-se de cabeça para a investigação.

Depois de analisar rochas retiradas de Sept-Îles, no Quebec, Canadá, os cientistas descobriram um período prolongado em que o campo magnético da Terra era muito fraco – cerca de 10 vezes menos intenso do que é actualmente. Esse período de fraqueza durou 75.000 anos – muito mais do que qualquer mudança que ocorre quando os pólos invertem.

Os cientistas afirmam que a intensidade era tão baixa que o campo magnético esteve à beira do colapso. “À medida que a Terra evoluiu, a energia para dirigir a convecção diminuiu gradualmente, até um ponto crítico há 565 milhões de anos, marcado pela intensidade extremamente baixa do campo magnético”, disse Tarduno. “O crescimento no núcleo interno forneceu uma nova fonte para impulsionar a convecção e o geodínamo.”

Na prática, era necessário um grande impulso de energia para impulsionar o geodínamo (processo pelo qual o campo magnético é produzido – por correntes de ferro derretido fluindo em torno de um núcleo sólido) e impedir o colapso do campo magnético da Terra – a solidificação do núcleo fez esse papel.

“Se o geodínamo tivesse desmoronado completamente, a Terra não teria sido protegida do vento solar, o que poderia ter corroído a atmosfera e, eventualmente, roubado água do planeta”, concluiu o cientista. O artigo científico foi publicado recentemente na Nature Geoscience.

ZAP //

Por ZAP
2 Fevereiro, 2019

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1467: O campo magnético da Terra deslocou-se inesperadamente (e não se sabe porquê)

NASA Goddard / Flickr
Conceito de artista do Campo Magnético da Terra

O pólo norte magnético terrestre está a deslocar-se, devido a movimentações do ferro líquido no núcleo do planeta, obrigando a antecipar a revisão do modelo que descreve o campo magnético e suporta sistemas de navegação.

Por causa da deslocação do pólo norte magnético, a nova actualização do Modelo Magnético Mundial vai ser feita na terça-feira, um ano antes do previsto, de acordo com um artigo deste mês na revista científica Nature.

A versão em vigor do Modelo Magnético Mundial é datada de 2015 e era para durar até 2020. Mas o campo magnético, que protege a Terra dos ventos solares e radiações cósmicas e cujos pólos se situam próximo dos pólos geográficos do planeta, está a mudar muito rapidamente e os cientistas têm de antecipar uma revisão do modelo.

Em 2018, especialistas em geomagnetismo aperceberam-se que a margem de erro do modelo estava perto de ultrapassar o limite do aceitável para os erros de navegação.

Dois anos antes, e depois de o Modelo Magnético Mundial ter sido actualizado, parte do campo magnético, mais a sul, desviou-se temporariamente para o norte da América do Sul e o leste do Oceano Pacífico. As oscilações no pólo magnético norte agravaram os problemas. As primeiras medições, em 1831, situavam-no no Árctico Canadiano. Em 2001, entrou no Oceano Árctico.

“A localização do pólo norte magnético parece ser regulada por duas grandes zonas do campo magnético, uma sob o Canadá e outra sob a Sibéria. A área da Sibéria está a ganhar a competição”, sustentou o investigador Phil Livermore, da universidade britânica de Leeds.

Geólogos acreditam que a Terra tem um campo magnético porque o núcleo é formado por um centro de ferro sólido cercado por metal líquido em rápida rotação. Isso cria um “dínamo” que comanda o campo magnético.

Os cientistas suspeitam há muito tempo que, como o núcleo fundido está em constante movimento, mudanças em seu magnetismo podem estar afectando a localização na superfície do norte magnético.

A nova actualização do Modelo Magnético Mundial terá em conta dados dos últimos três anos e será mantida até nova revisão, em 2020.

ZAP // Lusa

Por ZAP
11 Janeiro, 2019

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