4961: Resolvido “mistério azul” de Ceres, o planeta anão

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

NASA
Ceres é um planeta anão localizado no cinturão de asteroides entre Marte e Júpiter

Stefan Schröder, cientista planetário da agência espacial alemã DLR, liderou a equipa que resolveu o mistério da cor azul que envolve algumas áreas do planeta anão Ceres.

Novas experiências realizadas em laboratório permitiram concluir que os eventos de impacto em Ceres fizeram com que material misturado com gelo subisse à superfície do planeta anão.

Por sua vez, o gelo, embutido na estrutura cristalina dos minerais de argila, sublimou e restou um pó, finamente poroso, que reflete a luz solar com uma cor azul devido à sua estrutura esponjosa.

“Como Ceres não tem atmosfera, o gelo de água não é estável na superfície do planeta anão e sublima rapidamente. Isto significa que passa directamente da fase sólida para a fase gasosa”, explicou Stefan Schröder, do Instituto DLR de Investigação Planetária, em comunicado.

NASA / DLR
Material azul na superfície de Ceres

A equipa conseguiu simular, em laboratório, o que acontece quando o gelo de água, como aquele inicialmente introduzido na estrutura cristalina de minerais, escapa para o Espaço.

“O que resta em Ceres é uma camada de poeira finamente porosa, quase esponjosa, que é responsável pelas superfícies azuladas e brilhantes de algumas crateras de impacto recentes”, disse Schröder.

Os cientistas chegaram a estas conclusões em pouco menos de uma semana. De acordo com o EurekAlert, observaram material que continha gelo de água (que correspondia ao material presente nas manchas azuis de Ceres) em laboratório sob condições de vácuo e a temperaturas semelhantes às do cinturão de asteróides externo.

As descobertas foram recentemente publicadas na Nature Communications.

Por Liliana Malainho
16 Janeiro, 2021


4960: Astrónomos descobrem que alguns planetas encolhem quando são bombardeados com a luz das suas estrelas

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Robin Dienel, cortesia do Instituto Carnegie para Ciência

Uma equipa de astrónomos descobriu que uma classe intrigante de planetas do tamanho de Neptuno encolhe ao longo de milhares de milhões de anos.

Após séculos de estudo dos planetas no nosso Sistema Solar, os astrónomos questionam-se sobre a forma como os planetas se formam e evoluem para se tornarem aqueles que os observamos hoje.

Uma das descobertas mais surpreendentes da última década foi a descoberta de um novo ramo da “árvore genealógica” planetária, separando planetas ligeiramente maiores do que a Terra (super-terras) daqueles um pouco mais pequenos que Neptuno (sub-Neptuno).

No entanto, ainda não se sabe como estes planetas de tamanhos diferentes se formaram, uma vez que as observações são apenas uma única imagem de uma vida de milhares de milhões de anos para cada sistema planetário individual. Como os astrónomos não conseguem observar os planetas evoluindo em tempo real, analisam as populações de planetas para inferir como se formam e evoluem.

Usando observações das missões da NASA Kepler e da ESA Gaia, Travis Berger, do Instituto de Astronomia da Universidade do Havai, e a sua equipa descobriram outra peça do quebra-cabeça de formação e evolução de planetas: conforme os planetas são bombardeados com luz intensa das suas estrelas hospedeiras, perdem a sua atmosfera gradualmente ao longo de milhares de milhões de anos.

A equipa usou os dados de Gaia nos tamanhos das estrelas para rever as estimativas dos tamanhos dos planetas e combinou-as com dados de cores estelares para determinar as idades das estrelas hospedeiras do planeta. Depois, compararam os efeitos da idade estelar em mais de 2.600 planetas detectados pelo Kepler.

Alguns planetas, especialmente aqueles que recebem mais de 150 vezes a luz que a Terra recebe do Sol, perdem a sua atmosfera ao longo de mil milhões de anos, uma vez que são inundados com calor e luz da estrela hospedeira.

“A perda de atmosferas planetárias em escalas de tempo de milhares de milhões de anos mostra que estes planetas perdem massa mesmo na velhice”, explicou Berger, em comunicado. “Uma das nossas principais descobertas é que os tamanhos dos planetas diminuem em escalas de tempo mais longas do que se pensava.”

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“Embora os astrónomos tenham predito há muito tempo que os planetas deveriam diminuir de tamanho à medida que envelhecem, não sabíamos se isto poderia ocorrer em escalas de tempo de milhares de milhões de anos. Sabemos agora”, diz Berger. “O facto de vermos os tamanhos dos planetas mudarem em escalas de tempo de milhares de milhões de anos sugere que há um caminho evolutivo, onde planetas do tamanho de sub-Neptuno altamente iluminados passam a tornar-se planetas do tamanho das super-Terras.

Este estudo foi publicado em Agosto na revista científica The Astronomical Journal.

Por Maria Campos
16 Janeiro, 2021


4959: Arqueólogos acreditam ter encontrado a arte rupestre mais antiga do mundo

CIÊNCIA/ARQUEOLOGIA

Cópia obtida através de edição de captura de écran por não ter sido disponibilizado o URL original

Arqueólogos da Universidade de Griffith, na Austrália, acreditam ter descoberto a arte rupestre mais antiga do mundo já encontrada. Em causa está a figura de um javali, pintada numa caverna da Indonésia há pelo menos 45.500 anos.

Em comunicado, a equipa de especialistas detalha que a figura foi descoberta durante uma investigação levada a cabo no principal centro de pesquisa arqueológico da Indonésia, o Pusat Penelitian Arkeologi Nasional (ARKENAS) e que em causa está a figuração de um porco verrugoso de Sulawesi, um javali que é endémico desta ilha indonésia.

“A pintura de porco verrugoso de Sulawesi que encontramos na caverna de calcário de Leang Tedongnge é agora a mais antiga obra de arte figurativa conhecida no mundo, tanto quanto sabemos“, explicou Adam Brumm, que co-liderou a investigação.

“A caverna localiza-se num vale que é cercado por penhascos de calcário íngremes e só é acessível através de uma passagem estreita da caverna durante a estação seca, uma vez que o fundo do vale fica completamente inundado com a chuva. A isolada comunidade de Bugis que vive neste vale diz que [a figura] nunca foi visitada por ocidentais”.

De acordo com os cientistas, a pintura data de há pelo menos 45.500 anos e é parte de um painel de arte rupestre localizado acima de uma saliência alta ao longo da parede posterior da caverna de Leang Tedongnge.

“[A figura] mostra um porco com uma crista curta de pêlos erectos e um par de verrugas faciais semelhantes a uns chifres à frente dos olhos”, continuou, dando conta que esta é uma característica que se observa nos espécimes machos adultos de porcos Sulawesi.

Os cientistas detalham ainda que a figura foi pintada com ocre vermelho, que é uma espécie de argila, e retrata um animal que parece estar “a observar uma luta ou uma interacção social” entre dois outros porcos da mesma espécie.

Apesar de acreditar ter encontrado a arte rupestre mais antiga já encontrada, a equipa não espera que o registo se mantenha durante muito tempo, uma vez que existem evidências arqueológicas que mostram que o Homem viveu na Austrália há, pelo menos, 65.000 anos, e a sua rota mais provável para o continente eram estas mesmas ilhas.

“A descoberta destaca a notável antiguidade da arte rupestre da Indonésia e o seu grande significado para a compreensão da história da arte e o seu papel na história inicial da Humanidade”, rematou Brumm.

Os resultados da investigação foram esta semana publicados na revista cientifica Science Advances, juntamente com um vídeo no qual a equipa explica o trabalho realizado.

Por Sara Silva Alves
16 Janeiro, 2021


4958: Qual é o destino do nosso planeta Terra?

CIÊNCIA/TERRA/UNIVERSO

Tudo tem um fim, até o Universo, e há quem diga que será um fim triste e solitário. A nossa casa, o planeta Terra, e a nossa estrela, o Sol, nasceram juntos e os seus destinos estão ligados. Conforme a nossa estrela se torna uma gigante vermelha e se expande, a Terra torna-se numa rocha seca, queimada e inabitável. Isso acontecerá também quando a nossa galáxia, a Via Láctea, colidir com a galáxia de Andrómeda, na porta ao lado.

Se é o Sol que mantém a vida na Terra, será esse mesmo Sol que irá, daqui a 5 mil milhões de anos, aniquilar todo e qualquer ser vivo no planeta.

Como será o fim do planeta Terra?

É do conhecimento comum que o planeta Terra existe graças ao nosso Sol. O nosso planeta formou-se na órbita da estrela, a partir de uma enorme nuvem de gás e poeira no espaço, há 4,5 mil milhões de anos. Da mesma forma, será o Sol a arruinar todos os seres vivos da Terra, daqui a cerca de mil milhões de anos.

Conforme o Sol evolui, expandir-se-á para se tornar numa estrela gigante vermelha e transformará o nosso planeta em cinzas. Além do mais, a morte da Terra acontecerá num cenário de mudanças em escala galáctica. A nossa galáxia, a Via Láctea, e a galáxia de Andrómeda estarão no meio de uma colisão colossal que alterará para sempre o nosso lar galáctico no espaço.

Sol: fonte de vida hoje e gigante vermelho no futuro

O nosso sol é uma estrela do tipo G e, actualmente, está na metade do seu ciclo de vida. Esta categoria de estrelas é muito estável durante a maior parte da sua vida. Vai fundindo discretamente hidrogénio em hélio no seu interior durante milhar de milhões de anos. Um dia, o hidrogénio no interior do Sol esgotar-se-á.

Nesse momento, a pressão interna da gravidade ganhará sobre a pressão externa da fusão interna do Sol, até este aquecer o suficiente para começar a fundir hélio. Nesse momento, o Sol irá inchar para fora, para se tornar uma estrela gigante vermelha.

À medida que o Sol aquece e se expande, as suas camadas externas envolverão os planetas mais internos, Mercúrio e Vénus. A borda externa do Sol crescerá para atingir aproximadamente a órbita da Terra. Como resultado, a água e a atmosfera do nosso planeta irão ferver. Para trás não ficará nada a não ser rocha carbonizada e sem vida.

Marte vai demorar um pouco para aquecer, mas, eventualmente, o planeta vermelho também estará fora da zona habitável para humanos. Nesse ponto, as luas dos planetas externos – como Júpiter e Saturno – serão os únicos lugares restantes no nosso sistema solar para colónias humanas.

Calma, esses locais serão apenas temporários e quem por cá andar terá de procurar outros locais para chamar de lar.

À medida que o nosso Sol se expande para a fase de gigante vermelha, a zona habitável ao redor dele será empurrada para fora do sistema solar. Imagem via NASA / Wendy Kenigsburg.

O tempo corre contra a humanidade

A fase de gigante vermelho do Sol pode continuar durante mil milhões de anos ou mais, mas, eventualmente, o hélio também acabará. Então, o Sol vai soprar um envelope de gás. Os astrónomos que observam através de telescópios noutros sistemas estelares verão o nosso Sol como o que chamamos de nebulosa planetária, uma grande camada de gás em torno de uma estrela moribunda.

No final das contas, esta casca dissipar-se-á no espaço e o que sobrou do nosso Sol tornar-se-á uma estrela anã branca.

Os astrónomos podem olhar para o espaço para vislumbrar o futuro do planeta Terra. Por exemplo, a 400 anos-luz de distância, uma estrela conhecida pelos astrónomos como SDSS J1228 + 1040 é uma anã branca com a sua mortalha funerária de nebulosa de gás e, dentro dela, os astrónomos encontraram a assinatura de um planetesimal ainda a orbitar o seu sol natal muito depois da sua morte.

O que se vai passar com a nossa galáxia?

Portanto, nisto tudo, o que dizer da própria Via Láctea, a grande ilha de estrelas que contém a nossa Terra e o nosso Sol?

No momento em que o nosso Sol cresce na fase de gigante vermelho – muito antes de se estabelecer como uma anã branca – a própria Via Láctea estará a passar por um longo processo de colisão inevitável com a galáxia espiral gigante vizinha, a galáxia de Andrómeda.

Os últimos humanos na Terra – se algum humano sobrar daqui a dois mil milhões de anos – verão a galáxia de Andrómeda a crescer e a ficar mais brilhante no céu nocturno. Actualmente, é quase invisível a olho nu num local com céu escuro. Contudo, daqui a alguns milhar de milhões de anos, a galáxia de Andrómeda será um turbilhão de estrelas de tirar o fôlego e inconfundível, facilmente visível no céu nocturno de todos os habitantes da Terra.

Assim, à medida que a Andrómeda e a Via Láctea se aproximam uma da outra, a grande massa da galáxia de Andrómeda começa a afectar as estrelas na nossa Via Láctea. A nossa galáxia é ampla e plana, como uma panqueca. Apesar de muito distante, nós, na Terra, actualmente vemos as suas estrelas numa noite escura de Agosto como uma grande faixa nebulosa no céu.

No entanto, à medida que a gravidade da Andrómeda distorcer os seus caminhos, as estrelas da Via Láctea serão espalhadas pelo nosso céu.

Pode parecer incrível, mas as estrelas dentro das galáxias estão tão distantes umas das outras que mesmo quando as duas espirais gigantes colidirem, haverá poucos fogos de artifício de colisões entre estrelas. No entanto, as nuvens de gás nas duas galáxias provavelmente irão colidir. O resultado serão formações de vastos conglomerados de novas estrelas.

O fim de tudo… é o começo!

Por fim, as galáxias da Via Láctea e de Andrómeda irão estabilizar para formar uma nova galáxia em forma de bolha massiva. Neste ponto, a Terra, o nosso Sol e o resto do nosso sistema solar podem estar nalgum local totalmente novo com relação ao centro galáctico.

Actualmente, a Terra fica a cerca de 25.000 anos-luz do centro da Via Láctea. Após a fusão de Andrómeda com a Via Láctea, os astrónomos acreditam que o nosso lar no espaço terá sido extraído para uma nova órbita galáctica a cerca de 100.000 anos-luz do centro da nova e grande galáxia combinada Andrómeda-Via Láctea.

Poderia dizer-se que estamos a ser enviados para uma casa de repouso no interior.

Referiu o teórico TJ Cox do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

E qual será o destino da humanidade?

Isso é impossível de dizer. Se ela sobreviver, o futuro da humanidade dependerá da nossa capacidade de viajar para longe do nosso Sol moribundo e montar acampamento num outro lugar.

Apesar de tudo, felizmente, ainda temos alguns milhar de milhões de anos para descobrir como realizar esta tarefa monumental. Contudo, estamos já no princípio do fim.

Pplware
Autor: Vítor M.
15 Jan 2021


4956: Descoberta de quasar estabelece novo recorde de distância

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Impressão de artista do quasar J0313-1806, visto apenas 670 milhões de anos após o Big Bang.
Crédito: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva

Uma equipa internacional de astrónomos descobriu o quasar que é até à data o mais distante – um monstro cósmico a mais de 13 mil milhões de anos-luz da Terra alimentado por um buraco negro super-massivo mais de 1,6 mil milhões de vezes mais massivo do que o Sol e mais de 1000 vezes mais brilhante do que toda a nossa Via Láctea.

O quasar, chamado J0313–1806, é visto quando o Universo tinha apenas 670 milhões de anos e está a fornecer aos astrónomos informações valiosas sobre como as galáxias massivas – e os buracos negros super-massivos nos seus núcleos – se formaram no início do Universo. Os cientistas apresentaram os seus achados na reunião da Sociedade Astronómica Americana, realizada virtualmente, e num artigo científico aceite para publicação na revista The Astrophysical Journal Letters.

A nova descoberta bate o recorde anterior de distância para um quasar, estabelecido há três anos. As observações com o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) no Chile confirmaram a medição da distância com alta precisão.

Os quasares ocorrem quando a poderosa gravidade de um buraco negro super-massivo no núcleo de uma galáxia atrai o material circundante que forma um disco orbital de material super-aquecido em torno do buraco negro. O processo liberta uma quantidade enorme de energia, tornando o quasar extremamente brilhante, muitas vezes ofuscando o resto da galáxia.

O buraco negro no centro de J0313-1806 é duas vezes mais massivo do que o recordista anterior e esse facto fornece aos astrónomos uma pista valiosa sobre estes buracos negros e o seu efeito sobre as galáxias hospedeiras.

“Esta é a primeira evidência de como um buraco negro super-massivo está a afectar a galáxia em seu redor,” disse Feige Wang, do Observatório Steward da Universidade do Arizona e líder da equipa de investigação. “A partir de observações de galáxias menos distantes, sabemos que isto tem que acontecer, mas nunca vimos isto acontecer tão cedo no Universo.”

Os astrónomos disseram que a enorme massa do buraco negro de J0313-1806, num momento tão precoce na história do Universo, descarta dois modelos teóricos de como estes objectos se formaram. No primeiro destes dois modelos, as estrelas massivas individuais explodem como super-novas e colapsam em buracos negros que então coalescem em buracos negros maiores. No segundo, densos enxames de estrelas colapsam num enorme buraco negro. No entanto, em ambos os casos, o processo leva demasiado tempo para produzir um buraco negro tão massivo quanto o de J0313-1806 na altura a que o vemos.

“Isto indica que, não importa o que façamos, a ‘semente’ deste buraco negro deve ter sido formada por um mecanismo diferente,” disse Xiaohui Fan, também da Universidade do Arizona. “Neste caso, é um mecanismo que envolve grandes quantidades de gás hidrogénio frio e primordial que colapsa directamente para um buraco negro ‘semente’.”

As observações de J0313-1806 pelo ALMA forneceram detalhes tentadores sobre a galáxia hospedeira do quasar, que está a formar novas estrelas a um ritmo 200 vezes maior do que o da Via Láctea. “Esta é uma taxa de formação estelar relativamente alta em galáxias de idade semelhante, e indica que a galáxia hospedeira do quasar está a crescer muito depressa,” disse Jinyi Yang, segunda autora do artigo, também da Universidade do Arizona.

O brilho do quasar indica que o buraco negro está a engolir o equivalente a 25 sóis todos os anos. A energia libertada por essa alimentação rápida, disseram os astrónomos, provavelmente está a gerar um poderoso fluxo de gás ionizado que é visto a mover-se a cerca de 20% da velocidade da luz.

Pensa-se que tais fluxos sejam o que, em última análise, para a formação de estrelas na galáxia.

“Achamos que esses buracos negros super-massivos foram a razão pela qual muitas das grandes galáxias pararam de formar estrelas em algum ponto,” disse Fan. “Observamos esta ‘extinção’ em épocas posteriores mas, até agora, não sabíamos quão cedo este processo tinha começado na história do Universo. Este quasar é a primeira evidência de que a extinção pode ter acontecido em tempos muito antigos.”

Fan realçou que este processo também deixará o buraco negro sem nada para comer e interromperá o seu crescimento.

Além do ALMA, os astrónomos usaram o telescópio Magellan Baade de 6,5 metros, o telescópio Gemini Norte e o Observatório W. M. Keck, ambos no Hawaii, e o telescópio Gemini Sul no Chile.

Os astrónomos planeiam continuar a estudar J0313-1806 e outros quasares com telescópios terrestres e espaciais.

Astronomia On-line
15 de Janeiro de 2021


4955: Pesquisa por ondas gravitacionais encontra novas pistas tantalizantes

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Esta ilustração mostra o projeto NANOGrav a observar objetos cósmicos chamados pulsares num esforço de detetar ondas gravitacionais.
Crédito: NANOGrav/T. Klein

Uma equipa internacional de cientistas pode estar perto de detectar leves ondulações no espaço-tempo que preenchem o Universo.

Pares de buracos negros milhares de milhões de vezes mais massivos do que o Sol podem estar a orbitar-se uns aos outros, gerando ondulações no próprio espaço. O NANOGrav (North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves) passou mais de uma década a usar radiotelescópios terrestres para procurar evidências destas ondulações no espaço-tempo criadas por buracos negros monstruosos. Esta semana, o projecto anunciou a detecção de um sinal que pode ser atribuído a ondas gravitacionais, embora os membros ainda não estejam prontos para reivindicar sucesso.

As ondas gravitacionais foram teorizadas pela primeira vez por Albert Einstein em 1916, mas só foram detectadas directamente quase um século depois. Einstein mostrou que, em vez de ser um plano de fundo rígido para o Universo, o espaço é um tecido flexível que é deformado e curvado por objectos massivos e inextricavelmente ligado ao tempo. Em 2015, uma colaboração entre o norte-americano LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) e o interferómetro Virgo na Europa anunciou a primeira deteção directa de ondas gravitacionais: eram emanadas por dois buracos negros – cada com aproximadamente 30 vezes a massa do Sol – que se orbitavam um ao outro e que depois se fundiram.

Num novo artigo publicado na edição de Janeiro de 2021 da revista The Astrophysical Journal Supplements, o projecto NANOGrav relata a detecção de flutuações inexplicáveis, consistentes com os efeitos das ondas gravitacionais, no “timing” de 45 pulsares espalhados pelo céu e medidos ao longo de um período de 12 anos e meio.

Os pulsares são “pepitas” densas de material que sobram da explosão de uma estrela como super-nova. Vistos da Terra, os pulsares parecem piscar. Na realidade, a luz vem de dois feixes constantes que emanam de lados opostos do pulsar enquanto este gira, como um farol. Se as ondas gravitacionais passarem entre um pulsar e a Terra, o alongamento e a compressão subtis do espaço-tempo parecem introduzir um pequeno desvio no tempo regular do pulsar. Mas este efeito é subtil, e mais de uma dúzia de outros factores também influenciam o “timing” do pulsar. Uma parte importante do trabalho feito pelo NANOGrav é a subtracção desses factores dos dados para cada pulsar antes de procurar sinais de ondas gravitacionais.

O LIGO e o Virgo detectam ondas gravitacionais de pares individuais de buracos negros (ou outros objectos densos chamados estrelas de neutrões). Em contraste, o NANOGrav está à procura de um “fundo” persistente de ondas gravitacionais, ou a combinação ruidosa de ondas criadas ao longo de milhares de milhões de anos por incontáveis pares de buracos negros super-massivos espalhados pelo Universo. Estes objectos produzem ondas gravitacionais com comprimentos de onda muito maiores do que aqueles detectados pelo LIGO e Virgo – tão longas que podem ser necessários anos para uma única onda gravitacional passar por um detector estacionário. Portanto, embora o LIGO e o Virgo possam detectar milhares de ondas por segundo, a missão do NANOGrav requer anos de dados.

Por mais tantalizante que o último achado seja, a equipa do NANOGrav não está pronta para afirmar que encontrou evidências de um fundo de ondas gravitacionais. Porquê a hesitação? Para confirmar a detecção directa de uma assinatura de ondas gravitacionais, os investigadores do NANOGrav terão que encontrar um padrão distinto nos sinais entre pulsares individuais. De acordo com a teoria da relatividade geral de Einstein, o efeito do fundo de ondas gravitacionais deve influenciar o “timing” dos pulsares de maneira ligeiramente diferente com base nas suas posições em relação uns aos outros.

Actualmente, o sinal é demasiado fraco para que tal padrão seja distinguível. O aumento do sinal exigirá que o NANOGrav expanda o seu conjunto de dados para incluir mais pulsares estudados por períodos de tempo ainda mais longos, o que aumentará a sensibilidade da rede de radiotelescópios. O NANOGrav também está a juntar os seus dados aos dados de outras experiências de “timing” de pulsares num esforço conjunto do IPTA (International Pulsar Timing Array), uma colaboração de investigadores que usa os maiores radiotelescópios do mundo.

“Tentar detectar ondas gravitacionais com uma rede de ‘timing’ de pulsares requer paciência,” disse Scott Ransom do NRAO (National Radio Astronomy Observatory) e actual presidente do NANOGrav. “De momento estamos a analisar mais de uma dúzia de anos de dados, mas uma detecção definitiva provavelmente levará mais alguns. É óptimo que estes novos resultados sejam exactamente o que esperaríamos ver à medida que nos aproximamos de uma detecção.”

A equipa do NANOGrav discutiu as suas descobertas numa conferência de imprensa dia 11 de Janeiro na 237.ª reunião da Sociedade Astronómica Americana, realizada virtualmente entre os dias 10 e 15 de Janeiro. Michele Vallisneri e Joseph Lazio, ambos astrofísicos do JPL da NASA no sul da Califórnia, e Zaven Arzoumanian do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA, no estado norte-americano de Maryland, são co-autores do estudo. Joseph Simon, investigador na Universidade do Colorado, em Boulder, e autor principal do artigo, realizou grande parte da análise do artigo como investigador pós-doutorado no JPL. O NANOGrav é uma colaboração entre astrofísicos dos EUA e do Canadá. Os dados do novo estudo foram recolhidos usando o GBT (Green Bank Telescope), no estado da Virgínia Ocidental, e a antena de Arecibo em Porto Rico antes do seu recente colapso.

Astronomia On-line
15 de Janeiro de 2021


4953: Descoberto um mundo com três sóis (que foi “quase esquecido”)

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

R. Hurt / Caltech

O KOI-5Ab foi o segundo candidato a planeta a ser encontrado pela missão Kepler da NASA. Porém, acabou por ser deixado de lado enquanto o telescópio espacial acumulava mais e mais descobertas de planetas.

Pouco depois de a missão Kepler da NASA começar a operar em 2009, o telescópio espacial avistou o que se pensava ser um planeta com cerca da metade do tamanho de Saturno num sistema de múltiplas estrelas.

No entanto, o planeta acabou por ser deixado de lado. “O KOI-5Ab foi abandonado porque era complicado e tínhamos milhares de candidatos”, disse David Ciardi, cientista-chefe do Exoplanet Science Institute da NASA, em comunicado. “Havia escolhas mais fáceis do que KOI-5Ab, e estávamos a aprender algo novo com o Kepler todos os dias, de modo que KOI-5 foi quase esquecido.”

Agora, após uma longa caça que durou muitos anos e muitos telescópios, Ciardi disse que “ressuscitou o KOI-5Ab dos mortos”. Usando dados do Observatório W. M. Keck no Havai, Observatório Palomar da Caltech, Ciardi e outros astrónomos determinaram que KOI-5b parecia estar a circular uma estrela num sistema de três estrelas.

No entanto, ainda não conseguiam descobrir se o sinal do planeta era uma falha errónea de uma das outras duas estrelas ou qual das estrelas o planeta orbitava.

Em 2018, surgiu o TESS. Como o Kepler, o TESS procura o piscar da luz das estrelas que ocorre quando um planeta cruza na frente ou transita por uma estrela. TESS observou uma parte do campo de visão de Kepler, incluindo o sistema KOI-5, e identificou KOI-5Ab como um planeta candidato. TESS descobriu que o planeta orbitava a sua estrela aproximadamente a cada cinco dias.

O planeta, que é provavelmente um gigante gasoso como Júpiter e Saturno devido ao seu tamanho, é incomum porque orbita uma estrela num sistema com duas outras estrelas companheiras, circulando num plano que está desalinhado com pelo menos uma das estrelas.

KOI-5Ab orbita a estrela A, que tem uma companheira relativamente próxima, a estrela B. A estrela A e a estrela B orbitam-se uma à outra a cada 30 anos. Uma terceira estrela ligada gravitacionalmente, a estrela C, orbita as estrelas A e B a cada 400 anos.

Os dados revelam que o plano orbital do planeta não está alinhado com o plano orbital da Estrela B, a segunda estrela interna, como seria de esperar se as estrelas e o planeta se tivessem todos formado a partir do mesmo disco de material rodopiante.

Os astrónomos não sabem o que causou o desalinhamento de KOI-5Ab, mas acreditam que a segunda estrela chutou gravitacionalmente o planeta durante o seu desenvolvimento, distorcendo a sua órbita e fazendo com que migrasse para dentro.

“Não conhecemos muitos planetas que existam em sistemas de estrelas triplas e este é muito especial porque a sua órbita é enviesada”, disse Ciardi. “Ainda temos muitas dúvidas sobre como e quando os planetas se podem formar em sistemas de estrelas múltiplas e como as suas propriedades se comparam a planetas em sistemas de estrela única. Ao estudar este sistema em maiores detalhes, talvez possamos obter uma visão de como o universo faz planetas”.

Estas descobertas foram apresentadas numa reunião virtual da American Astronomical Society.

Por Maria Campos
15 Janeiro, 2021


4950: Cientistas explicam porque é que os crocodilos mudaram tão pouco desde o tempo dos dinossauros

CIÊNCIA/BIOLOGIA

miniformat65 / Pixabay

Uma equipa de cientistas da Universidade de Bristol, no Reino Unido, concluiu que os crocodilos mudaram muito pouco desde o tempo dos dinossauros devido a um padrão evolutivo lento, que ainda assim lhes atribuiu versatilidade suficiente para se adaptarem às mudanças ambientais dos últimos milhões de anos.

Os crocodilos que hoje vivem na Terra são muito semelhantes aos do Período Jurássico, há 200 milhões de anos, enquanto outros animais, como lagartos e pássaros, atingiram a diversidade de muitos milhares de espécies, num período de tempo semelhante ou até inferior.

Em comunicado, a equipa explica que estas diferenças podem ser justificadas por um padrão evolutivo stop-start nos crocodilos, que é conhecido como “equilíbrio pontuado”.

De acordo com o novo estudo, cujos resultados foram recentemente publicados na revista científica Communications Biology, a taxa de evolução destes animais é, por norma, lenta, mas, ocasionalmente, os crocodilos evoluem rapidamente porque o seu ambiente mudou.

Especificamente, o estudo sugere que o ritmo da evolução acelera quando o clima está mais quente, fazendo com que o corpo do animal aumente.

“A nossa análise recorreu a um algoritmo de machine learning para estimar as taxas de evolução. A taxa evolutiva reflete a quantidade de mudanças que ocorreram durante um determinado período de tempo, que fomos capazes de calcular comparando as medições de fósseis e tendo em conta as suas idades”, começou por explicar Max Stockdale, cientista da Escola de Ciências Geográficas da Universidade de Bristol e autor principal do estudo.

“Medimos o tamanho do corpo – o que é importante porque está relacionado com a velocidade de crescimento dos animais – a quantidade de comida de que precisa, o tamanho das suas populações e a probabilidade de extinção”, continuou.

Os resultados demonstraram que a diversidade limitada de crocodilos e a sua aparente falta de evolução é fruto de uma lenta taxa de evolução. De acordo com os cientistas, os crocodilos atingiram um plano corporal eficiente e versátil o suficiente ao ponto de não precisarem de o alterar de forma mais ritmada para sobreviver.

Esta mesma versatilidade pode explicar porque é que os crocodilos sobreviveram ao impacto do asteróide que matou os dinossauros e 70% de todas as espécies da Terra no final do Cretáceo, há cerca de 65 milhões de anos.

Os cientistas observam ainda que os crocodilos se desenvolvem melhor em condições quentes, uma vez que não conseguem controlar a temperatura do corpo e precisam do calor do ambiente para se regularem – são os chamados animais de “sangue frio”.

No tempo dos dinossauros, o clima era muito mais quente do que é agora, podendo esta diferença explicar porque é que existiam muitas mais espécies de crocodilos nesse período. Ser capaz de extrair energia do Sol significa que estes répteis não precisam de tanto alimento como um animal de sangue quente, como uma ave ou mamífero.

“É fascinante observar: há uma relação tão intrincada entre a Terra e os seres vivos com os quais a partilhamos. Os crocodilos ‘caíram’ num estado de vida versátil o suficiente para se adaptarem às enormes mudanças ambientais que ocorreram desde o tempo em que os dinossauros existiam”, rematou Stockdale.

No futuro, a equipa de cientistas da Universidade de Bristol pretende descobrir porque é que alguns crocodilos pré-históricos morreram e outros não.

Afinal, as lágrimas de crocodilo são bastante “humanas”

Uma nova investigação da Universidade Federal da Bahia, no Brasil, descobriu que as lágrimas de pássaros e répteis são quase…

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Sara Silva Alves, ZAP //

Por Sara Silva Alves
14 Janeiro, 2021


4948: Descoberta super-Terra que só precisa de meio dia para orbitar a sua estrela

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Uma equipa de “caçadores de planetas” da Universidade da Califórnia (UC), nos Estados Unidos, descobriu uma super-Terra quente e rochosa (TOI-561b) que só precisa de meio dia terrestre para orbitar a sua estrela.

Esta super-Terra, com uma massa superior à da Terra mas inferior à dos gigantes gasosos do Sistema Solar, como Júpiter ou Saturno, está perto de uma das galáxias mais antigas da Via Láctea e é 50% maior do que a Terra, detalham os cientistas.

“Para cada dia em que estamos na Terra, este planeta orbita a sua estrela duas vezes”, disse Stephen Kane, astrofísico planetário da UC, citado em comunicado.

A curta órbita de TOI-561b pode ser justificada em parte pela proximidade do planeta à sua estrela, que faz com que esta super-Terra tenha uma temperatura média à superfície de 1.700 graus Celsius, valores incompatíveis com a vida tal qual como a conhecemos.

Kane explica também que apesar de a super-Terra ter uma massa três vezes superior à da Terra, a sua densidade é semelhante à do nosso planeta. “Isto é surpreendente, porque esperaríamos que a densidade fosse maior”, explicou, acrescentando: “Isto é consistente com a noção do que a planeta é extremamente antigo”.

Quando mais antigo é uma planeta, sustenta na mesma nota, menos denso será, uma vez que não existiam tantos elementos pesados na altura em que se formou. Estes elementos são produzidos por reacções de fusão nas estrelas à medida que estas “envelhecem”.

Eventualmente, as estrelas acabam por explodir, dispersando estes elementos que, posteriormente, são o ponto de partida para a formação de novas estrelas e planetas.

“TOI-561b é um dos planetas rochosos mais antigos já descobertos (…) A sua existência mostra que o Universo está a formar planetas rochosos quase desde o seu início, há 14 mil milhões de anos”, disse Lauren Weiss, autora principal do estudo, cujos resultados foram recentemente publicados na revista científica especializada Astronomical Journal.

“Baptizada” depois do TESS (Transiting Exoplanet Study Satellite) da agência espacial norte-americana (NASA), esta super-Terra, oficialmente o TESS Object of Interest (TOI) 561, pertence a uma rara população de estrelas conhecida como disco espesso galáctico.

As estrelas abrangidas nesta região são quimicamente distintas, com menos elementos pesados, como ferro ou magnésio, habitualmente associados à construção de planetas.

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Sara Silva Alves, ZAP //

Por Sara Silva Alves
14 Janeiro, 2021


4947: “Rosa galáctica.” Captado anel nuclear à volta de uma galáxia

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

VLT / ESO / TIMER Survey
A galáxia NGC 1097

Com a preciosa ajuda do Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) do Very Large Telescope (VLT) no Observatório Europeu do Sul (ESO), uma equipa de astrónomos conseguiu capturar imagens de um anel estelar, com 5 mil anos-luz de largura, no centro da galáxia espiral NGC 1097.

O anel nuclear, que rodeia a galáxia espiral NGC 1097, encontra-se a 45 milhões de anos-luz de distância da Terra, na constelação da Fornalha. Com “apenas” 5 mil anos-luz de largura, o anel é muito pequeno, se comparado com o tamanho total da galáxia hospedeira.

Segundo o Sci-News, NGC 1097, que se estende ao longo de dezenas de milhares de anos-luz além do seu centro, foi descoberta a 9 de Outubro de 1790 pelo astrónomo William Herschel. A galáxia hospeda um buraco negro, aproximadamente, 140 milhões de vezes mais massivo do que o Sol.

De acordo com os cientistas, o influxo de material em direcção à barra central da galáxia está a fazer com que o anel se ilumine com novas estrelas. As “tiras” mais escuras, que podem ser observadas na imagem, representam a poeira, gás e restos da galáxia que estão a ser canalizados para o buraco negro, situado no centro.

Este processo é responsável por aquecer a matéria circundante. O fenómeno forma um disco de acreção em torno do buraco negro e leva à ejecção de enormes quantidades de energia.

Consequentemente, a poeira próxima aquece e a formação estelar acelera na região em torno do buraco negro super-massivo, dando origem ao anel nuclear de formação estelar explosiva que vemos na imagem em tons de rosa.

Por Liliana Malainho
13 Janeiro, 2021


4946: Cientistas descobrem novo tipo de ligação química. É muito mais forte do que deveria ser

CIÊNCIA/QUÍMICA

GLady / pixabay

Uma equipa de cientistas descobriu um tipo totalmente novo de ligação química. A descoberta mostra que a divisão entre ligações covalentes poderosas, que unem as moléculas, e ligações de hidrogénio fracas, que se formam entre as moléculas e podem ser quebradas por algo tão simples como misturar sal num copo de água, não é tão clara como sugerem os livros de química.

As ligações iónicas ligam metais e não metais para formar sais. As ligações covalentes fortes unem moléculas, como dióxido de carbono e água, enquanto que as ligações de hidrogénio muito mais fracas se formam por causa de um tipo de atracção electrostática entre o hidrogénio e um átomo ou molécula com carga mais negativa, fazendo com que as moléculas de água se atraiam e formem gotículas ou gelo cristalino.

As ligações iónicas, covalentes e de hidrogénio, são relativamente estáveis: tendem a durar longos períodos de tempo e os efeitos são facilmente observáveis.

Contudo, durante uma reacção química, e à medida que as ligações se formam ou se rompem, tudo complica e surgem “estados intermediários” que podem existir durante minúsculas fracções de segundo. Estes são mais difíceis de observar.

O Live Science explica que, nesta nova investigação, os cientistas conseguiram manter os estados intermediários durante um período de tempo que lhes permitiu fazer um exame detalhado.

A equipa descobriu uma ligação de hidrogénio com a força de uma ligação covalente, que liga os átomos a algo semelhante a uma molécula. O artigo científico foi publicado no dia 7 de Janeiro na Science.

O mecanismo desta nova ligação era electrostático, o que significa que envolvia o tipo de diferenças na carga positiva e negativa que definem as ligações de hidrogénio.

Segundo o portal, as novas ligações tinham uma força de 45,8 quilocalorias por mol, maior do que algumas ligações covalentes.

As moléculas de nitrogénio, por exemplo, são feitas de dois átomos de nitrogénio unidos com uma força de cerca de 40 kcal/mol. Uma ligação de hidrogénio normalmente tem uma energia de cerca de 1 a 3 kcal/mol, segundo o livro Biochemistry, dos Institutos Nacionais de Saúde do Reino Unido.

“A existência de um estado híbrido de ligação covalente-hidrogénio não só desafia a nossa compreensão actual do que é exactamente uma ligação química, como oferece a oportunidade de entender melhor as reacções químicas“, escreveram os cientistas Mischa Bonn e Johannes Hunger, do Instituto Max Planck, na Science.

Por Liliana Malainho
13 Janeiro, 2021


4945: Novo estudo afirma que não existe matéria negra no espaço

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/ASTROFÍSICA

Conforme nos ensinaram, o universo é composto por vários elementos. De entre eles, a suposta matéria negra, que interage com a matéria comum através da gravidade e não possui qualquer radiação.

Porém, um novo estudo sugere que essa matéria negra denominada pelos astrofísicos, na realidade, não existe.

Será a matéria negra uma miragem?

A teoria que domina as opiniões dos cientistas é que cerca de três quartos de todo o material do universo é constituído por matéria negra. Esta que nada mais é do que uma substância, ainda desconhecida, que interage com a matéria comum através da gravidade.

Porém, de acordo com um novo estudo realizado por uma equipa internacional de cientistas, essa matéria negra afinal não existe. Isto, porque, entendem eles, a humanidade é que possui um conhecimento científico demasiadamente limitado sobre o comportamento gravitacional das galáxias.

Assim sendo, a suposta matéria negra não causa esse comportamento, como se pensava até agora. Conforme explicam os cientistas, a humanidade simplesmente não entende (ainda) verdadeiramente as leis naturais pelas quais se rege a matéria.

Reforçando esta inédita ideia, apesar de saberem da sua existência, os cientistas ainda não encontraram provas efectivas da sua existência.

Contrariar grandes astrofísicos anos e anos depois

No recente estudo, a equipa de cientistas ressalva que a teoria da dinâmica newtoniana modificada (MOND), estabelecida inicialmente na década de 1980, poderia explicar a existência de um estranho comportamento gravitacional das estrelas. Isto que havia sido associado e explicado como sendo a matéria negra.

Então, esta teoria substitui a dinâmica newtoniana e a Relatividade Geral tal como foram defendidas por Albert Einstein. Contrariamente, argumenta que a força gravitacional de uma estrela deve ser calculada de formas diferentes.

O que estamos realmente a dizer é que há provas absolutas de uma discrepância. O que se vê não é o que se percebe, se tudo o que se sabe é Newton e Einstein.

Disse Stacy McGaugh, chefe do departamento de astronomia da Case Western Reserve University, Cleveland, e co-autora do estudo.

Então, existem várias teorias que pretendem explicar essa matéria, mas nenhuma, na opinião dos cientistas, é amplamente correta.

Autor: Ana Sofia
12 Jan 2021


4942: J1818.0-1607: Chandra estuda magnetar extraordinário

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Ampliação de J1818.0-1607.
Crédito: raios-X – NASA/CXC/Univ. da Virgínia Ocidental/H. Blumer; infravermelho (Spitzer e Wise) – NASA/JPL-CalTech/Spitzer

Em 2020, os astrónomos acrescentaram um novo membro a uma família exclusiva de objectos exóticos com a descoberta de um magnetar. Novas observações do Observatório de raios-X Chandra da NASA ajudam a apoiar a ideia de que é também um pulsar, o que significa que emite pulsos regulares de luz.

Os magnetares são um tipo de estrela de neutrões, um objecto incrivelmente denso composto principalmente de neutrões compactados, que se forma a partir do colapso do núcleo de uma estrela massiva durante uma super-nova.

O que diferencia os magnetares de outras estrelas de neutrões é que também têm os campos magnéticos mais poderosos conhecidos do Universo. Para fins de contexto, a força do campo magnético do nosso planeta tem um valor de aproximadamente 1 G (gauss), enquanto um imã num frigorífico mede cerca de 100 G. Os magnetares, por outro lado, têm campos magnéticos de cerca de mil biliões G. Se um magnetar estivesse localizado a um-sexto do caminho até à Lua (cerca de 64.000 quilómetros), apagaria os dados de todos os cartões de crédito na Terra.

No dia 12 de Março de 2020, os astrónomos detectaram um novo magnetar com o Telescópio Neil Gehrels Swift da NASA. Este é apenas o 31.º magnetar conhecido, entre cerca de 3000 estrelas de neutrões já catalogadas.

Após observações de acompanhamento, os investigadores determinaram que este objeto, denominado J1818.0-1607, era especial por outros motivos. Em primeiro lugar, pode ser o magnetar mais jovem conhecido, com uma idade estimada em cerca de 500 anos. Isto baseia-se no ritmo a que a rotação diminui e na suposição de que nasceu a girar muito mais depressa. Em segundo lugar, também gira a uma velocidade muito mais elevada do que qualquer outro magnetar descoberto anteriormente, completando uma rotação a cada 1,4 segundos.

As observações de J1818.0-1607 pelo Chandra obtidas menos de um mês após a descoberta com o Swift deram aos astrónomos a primeira visão de alta resolução deste objecto em raios-X. Os dados do Chandra revelaram uma fonte pontual onde o magnetar estava localizado, que é cercada por emissão difusa de raios-X, provavelmente provocada por raios-X reflectidos na poeira localizada na sua vizinhança (parte desta emissão difusa de raios-X também pode ser de ventos que sopram da estrela de neutrões).

Harsha Blumer da Universidade da Virgínia Ocidental e Samar Safi-Harb da Universidade de Manitoba no Canadá publicaram recentemente os resultados das observações de J1818.0-1607 com o Chandra na revista científica The Astrophysical Journal Letters.

A imagem composta contém um amplo campo de visão no infravermelho de duas missões da NASA, o Telescópio Espacial Spitzer e o WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer), obtido antes da descoberta do magnetar. Os raios-X do Chandra mostram o magnetar a roxo. O magnetar está localizado perto do plano da Via Láctea a uma distância de aproximadamente 21.000 anos-luz da Terra.

Outros astrónomos também observaram J1818.0-1607 com radiotelescópios, como o VLA (Karl Jansky Very Large Array) da NSF, e determinaram que emite ondas de rádio. Isto implica que também tem propriedades semelhantes às de um típico “pulsar movido a rotação”, um tipo de estrela de neutrões que emite feixes de radiação que são detectados como pulsos repetidos de emissão à medida que gira e desacelera. Apenas cinco magnetares, incluindo este, foram registados a agir também como pulsares, constituindo menos de 0,2% da população conhecida de estrelas de neutrões.

As observações do Chandra também podem fornecer suporte a esta ideia geral. Safi-Harb e Blumer estudaram a eficácia a que J1818.0-1607 converte energia, a partir do seu ritmo decrescente de rotação, em raios-X. Eles concluíram que esta eficiência é mais baixa do que a encontrada normalmente para magnetares, e provavelmente dentro da gama encontrada para outros pulsares movidos a rotação.

Seria expectável que a explosão que produziu um magnetar desta idade tivesse deixado para trás um campo de destroços detectável. Para pesquisar este remanescente de super-nova, Safi-Harb e Blumer analisaram os raios-X do Chandra, os dados infravermelhos do Spitzer e os dados de rádio do VLA. Com base nos dados do Spitzer e do VLA, encontraram possíveis evidências de um remanescente, mas a uma distância relativamente grande do magnetar. A fim de cobrir essa distância, o magnetar precisaria de ter viajado a velocidades muito superiores às das estrelas de neutrões mais rápidas conhecidas, mesmo supondo que seja muito mais antigo do que o esperado, o que permitiria mais tempo de viagem.

Astronomia On-line
12 de Janeiro de 2021


4941: Investigadores obtêm o modelo mais completo de uma super-nova do Tipo Ia

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Impressão de artista de uma super-nova.
Crédito: Pixabay

As super-novas do Tipo Ia, como indicadores de distância cosmológica, levaram à descoberta da expansão acelerada do Universo. No entanto, a natureza das suas progenitoras e dos mecanismos de explosão permanecem mistérios não resolvidos.

Uma equipa internacional liderada pelo Dr. Lingzhi Wang do CAS-SACA (Chinese Academy of Sciences South America Center for Astronomy)/CCJCA (China-Chile Joint Center for Astronomy) investigou uma super-nova próxima do Tipo Ia, SN 2017cbv, e obteve o modelo mais completo da curva de luz e do espectro de uma única super-nova.

O seu estudo foi publicado dia 18 de Novembro na revista The Astrophysical Journal.

“O conjunto de dados é único. É uma das super-novas com a cobertura temporal mais completa das bandas no visível e no infravermelho próximo, o que torna o alvo um padrão ideal para investigações comparativas desta classe de objectos,” disse o Dr. Lingzhi Wang.

O professor Nicholas B. Suntzeff, co-autor do estudo e pioneiro no campo da investigação de super-novas, comentou: “Estas curvas de luz deste estudo serão mostradas continuamente em palestras por todo o mundo, como o melhor exemplo do comportamento fotométrico das super-novas do Tipo Ia.”

“As estimativas confiáveis da extinção e do ‘avermelhamento’ provocados pela poeira nas galáxias hospedeiras das super-novas do Tipo Ia é a questão mais importante na aplicação cosmológica das super-novas do Tipo Ia, que lançou as bases para estudos da energia escura do Universo,” disse o professor Lifan Wang, co-autor deste estudo.

“Com este conjunto exclusivo de dados, somos capazes de definir restrições na massa do níquel sintetizado durante a explosão, de construir o modelo da explosão que melhor se ajusta aos dados, bem como de derivar um limite superior de 0,1 massas solares para a massa do hidrogénio,” disse o Dr. Lingzhi Wang.

Astronomia On-line
12 de Janeiro de 2021


4939: Megalodontes tinham bebés enormes que comiam os seus irmãos no útero

CIÊNCIA/PALEONTOLOGIA

RAPHTOR / Deviant Art
Megalodonte, por RAPHTOR

Os famosos e agora extintos tubarões gigantes, megalodontes, tinham bebés enormes que comiam os seus próprios irmãos no útero. As crias nasciam com mais de dois metros.

Tornado famoso pelo blockbuster de 2018 “Meg: Tubarão Gigante”, o maior tubarão predatório já descoberto, o megalodonte, é algo misterioso. Sabemos que viveu entre 15 e 3,6 milhões de anos atrás e atingiu pelo menos 14 metros de comprimento, mais que o dobro do tamanho de um tubarão-branco adulto. Contudo, aprender mais sobre o tubarão gigante requer um pouco de trabalho de detective.

Por causa do seu esqueleto cartilaginoso macio, apenas algumas partes do corpo do tubarão são mineralizadas e preservadas, incluindo os seus dentes, crânio e coluna vertebral. Isto significa que o registo fóssil é paupérrimo para este animal.

Sem surpresa, os dentes de 17 centímetros do predador têm recebido muita atenção dos cientistas, mas num estudo recentemente publicado na revista Historical Biology, uma equipa de investigadores procurou pistas noutro lugar.

Ao examinar a coluna vertebral do agora extinto megalodonte, a equipa descobriu que ele deu à luz bebés de dois metros de comprimento. Exactamente como é que os bebés ficaram tão grandes provavelmente deveu-se ao canibalismo, comendo os seus irmãos no útero.

Segredos na coluna

Como os humanos, os tubarões têm uma coluna vertebral composta por muitos componentes chamados vértebras, que crescem conforme o animal envelhece. Os investigadores mediram a vértebra de um megalodonte da época do Mioceno, que durou de cinco a 23 milhões de anos atrás.

Comparando a coluna com a dos modernos tubarões brancos, a equipa estimou que o megalodonte em causa tinha cerca de nove metros de comprimento quando era vivo, mas não parou por aí. Os tubarões depositam anéis de tecido duro nas suas vértebras a cada ano e, como o tronco de uma árvore, podem ser usados para estimar a idade.

Para contar estes anéis, os cientistas teriam que cortar o fóssil, danificando-o para sempre. A solução foi usar uma técnica de raio-X para estudar as estruturas internas, sem causar nenhum dano ao espécime de valor inestimável, revelando que este tubarão morreu aos 46 anos.

Olhando através das camadas, a equipa pôde ver o tamanho dessa vértebra quando o tubarão nasceu. Surpreendentemente, a estimativa de tamanho no primeiro anel de crescimento implica que o tubarão tinha dois metros ao nascer, o que significa que, ao nascer, era maior do que um humano adulto.

Alguns tubarões põem ovos, enquanto outros dão à luz crias. Na maioria dos tubarões, no entanto, os ovos eclodem dentro da mãe, onde os filhotes se alimentam da gema e dos fluidos até que nasçam totalmente formados.

A enorme estimativa do tamanho ao nascer para este megalodonte em particular fornece fortes evidências de que esta espécie tinha o mesmo modo reprodutivo. O segredo obscuro do megalodonte é que, para atingir este tamanho no útero, o jovem em desenvolvimento deve ter comido muito.

Comer os irmãos

Este novo estudo argumenta que é muito provável que o crescimento dos bebés foi fomentado pelo canibalismo dos seus irmãos.

Não se sabe exactamente quantos embriões de megalodonte foram produzidos. Hoje, nos tubarões-elefante, milhões de ovos são criados e enviados para fertilização. Os embriões nascidos começam a comer os ovos ao redor e, em alguns casos, como o tubarão-touro, comem outros embriões também. Os tubarões podem carregar um ou mais filhotes em cada um dos seus dois úteros, então é provável que pelo menos dois megalodontes tenham nascido de cada vez.

Este mecanismo de sobrevivência sombrio não é único, já que outros tubarões usam essa estratégia, que existe há pelo menos 70 milhões de anos.

Este estudo também estima de forma conservadora que a expectativa de vida da espécie é de 88-100 anos de idade. Isto vai de encontro às idades estimadas para os tubarões-baleia e tubarões-brancos, ficando aquém do recorde de tubarões da Gronelândia de 500 anos.

Por ZAP
12 Janeiro, 2021


4938: Vidro líquido. Cientistas descobrem novo estado da matéria

CIÊNCIA/FÍSICA

(CC0/PD) goldbug / pixabay

Uma equipa de cientistas da Universidade de Konstanz, na Alemanha, identificou um novo estado da matéria chamado vidro líquido, que possui algumas propriedades incomuns.

Quando uma substância passa de um líquido para um sólido, os átomos de fluxo livre alinham-se numa formação de cristal rígido. Mas este fenómeno não acontece com o vidro: os átomos “congelam” num estado desordenado antes da cristalização, e é por isso que não é um líquido, mas um sólido amorfo.

Um estudo recente, levado a cabo por investigadores da Universidade de Konstanz, na Alemanha, descobriu uma forma de vidro na qual os átomos exibem um comportamento complexo que nunca foi visto anteriormente. No fundo, os átomos movem-se, mas são incapazes de girar.

Este estado transitório da matéria foi baptizado de vidro líquido, segundo o New Atlas.

O estado parece ser a forma presente entre a fase sólida e a coloidal. Esta última não é mais do que uma dispersão da matéria composta por duas ou mais fases, normalmente uma fluida (líquido ou gás) e outra dispersa, em forma de partículas sólidas muito finas – a espuma e o gel são exemplos deste sistema coloidal.

Até agora, a maioria das experiências que envolvem suspensões coloidais basearam-se em colóides esféricos ou partículas. Desta vez, a equipa percebeu que na natureza prevalecem colóides deformados e fabricou pequenas partículas de plástico, esticando-as e arrefecendo-as até que adquirissem formas elípticas.

“Graças à sua forma, as nossas partículas têm uma orientação – ao contrário das partículas esféricas”, realçou Andreas Zumbusch, um dos autores do estudo, publicado recentemente na Proceedings of the National Academy of Sciences.

Isto facilita a observação de comportamentos complexos completamente novos e não estudados anteriormente.

O vidro líquido é o resultado de aglomerados desses colóides elípticos a obstruir-se mutuamente: movem-se, mas não giram. As partículas apresentam mais flexibilidade do que as moléculas de vidro, mas não o suficiente para as comparar a materiais regulares.

“Do ponto de vista teórico, isto é incrivelmente interessante. As nossas experiências fornecem um tipo de evidência para a interacção entre as flutuações críticas e a estrutura cristalina que a comunidade científica tem procurado há bastante tempo”, comentou o investigador Matthias Fuchs.

A equipa acredita que o novo estado de matéria pode ajudar a lançar luzes sobre o comportamento de sistemas e moléculas complexos, que vão de sistemas muito pequenos (biológicos) até outros maiores (cosmológicos). Além disso, pode também ter um impacto no desenvolvimento de dispositivos de cristal líquido, como monitores de computador.

Por Liliana Malainho
12 Janeiro, 2021


4937: O ALMA captura galáxia distante em colisão a morrer à medida que perde a capacidade de formar novas estrelas

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/ESO

As galáxias começam a “morrer” quando param de formar estrelas, mas até agora os astrónomos nunca tinham observado claramente o início deste processo numa galáxia distante. Com o auxílio do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), do qual o Observatório Europeu do Sul (ESO) é um parceiro, os astrónomos observaram uma galáxia a lançar para o exterior quase metade do seu gás, gás esse que deveria ser utilizado para formar estrelas. Esta ejecção de matéria está a ocorrer a uma taxa surpreendente, equivalente a 10 000 sóis por ano, o que significa que a galáxia está a perder muito rapidamente o “combustível” necessário à formação de novas estrelas. A equipa pensa que este evento terá sido despoletado pela colisão com outra galáxia, o que poderá levar os astrónomos a repensar o modo como as galáxias param de formar novas estrelas.

Esta é a primeira vez que observamos uma galáxia com formação estelar massiva típica no Universo distante prestes a ‘morrer’ devido a uma ejecção massiva de gás frio,” disse Annagrazia Puglisi, investigadora principal do novo estudo, da Universidade de Durham, Reino Unido, e do Centro de Investigação Nuclear de Saclay (CEA-Saclay), França. A galáxia, ID2299, está tão distante que a sua luz demora 9 mil milhões de anos a chegar até nós; vemo-la por isso quando o Universo tinha apenas 4,5 mil milhões de anos de idade.

A ejecção de gás está a ocorrer a uma taxa equivalente a 10 000 sóis por ano, removendo uns incríveis 46% do gás frio total existente na ID2299. A pista elusiva que alertou os cientistas para o que estava a acontecer nesta galáxia foi a associação do gás ejectado com uma “cauda de maré”. As caudas de maré são correntes alongadas de estrelas e gás que se estendem para o espaço interestelar e que são criadas quando duas galáxias se fundem, mas que são normalmente muito ténues para poderem ser observadas em galáxias distantes. No entanto, a equipa conseguiu observar esta estrutura relativamente brilhante mesmo na altura em que estava a ser lançada para o espaço, conseguindo identificá-la como uma cauda de maré.

A maioria dos astrónomos pensa que os ventos causados pela formação estelar e a actividade de buracos negros nos centros de galáxias massivas são responsáveis por lançar para o espaço material que, de outro modo, seria utilizado na formação estelar, terminando assim com a capacidade das galáxias de formar novas estrelas. Contudo, o novo estudo publicado hoje na Nature Astronomy sugere que as fusões galácticas podem também ser responsáveis por ejectar para o espaço este “combustível” de formação estelar.

O nosso estudo sugere que as ejecções de gás podem ter origem em fusões e que ventos e caudas de maré podem parecer muito semelhantes,” explica o co-autor do estudo Emanuele Daddi do CEA-Saclay. Por causa disso, algumas das equipas que anteriormente identificaram ventos lançados por galáxias distantes poderão de facto ter observado caudas de maré a ejectar gás dessas galáxias. “Este facto pode levar-nos a rever o que sabemos sobre como ‘morrem’ as galáxias distantes,” acrescenta Daddi.

Puglisi concorda com a importância da descoberta da equipa: “Fiquei muito entusiasmada ao descobrir uma galáxia tão excepcional! Estava ansiosa para aprender mais sobre este estranho objecto, pois convenci-me de que havia aqui uma lição importante sobre a evolução de galáxias distantes.

Esta descoberta surpreendente foi feita por acaso quando a equipa estava a analisar um rastreio de galáxias obtido pelo ALMA com o objectivo de estudar as propriedades do gás frio em mais de 100 galáxias distantes. A ID2299 foi observada pelo ALMA durante apenas alguns minutos, mas o poderoso observatório, localizado no norte do Chile, permitiu à equipa colectar dados suficientes para detectar a galáxia e a sua cauda de ejecção.

O ALMA lançou uma nova luz sobre os mecanismos que podem fazer parar a formação estelar em galáxias distantes. Testemunhar um tal evento de perturbação tão massivo permite-nos acrescentar uma peça importante ao complexo puzzle da evolução galáctica,” explica Chiara Circosta, uma investigadora na University College London, Reino Unido, que também contribuiu para este trabalho.

No futuro, a equipa poderá usar o ALMA para fazer observações com maior resolução e mais profundas desta galáxia, para tentar compreender melhor a dinâmica do gás ejectado. Observações com o futuro Extremely Large Telescope do ESO permitirão à equipa explorar as ligações entre as estrelas e o gás na ID2299, o que nos poderá dar novas pistas sobre a evolução das galáxias.

Informações adicionais

Este trabalho foi descrito num artigo científico intitulado “A titanic interstellar medium ejection from a massive starburst galaxy at z=1.4” que será publicado na revista especialidade Nature Astronomy (doi: 10.1038/s41550-020-01268-x).

A equipa é composta por A. Puglisi (Centre for Extragalactic Astronomy, Durham University, RU e CEA, IRFU, DAp, AIM, Université Paris-Saclay, Université Paris Diderot, Sorbonne Paris Cité, CNRS, França [CEA]), E. Daddi (CEA), M. Brusa (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Bologna, Itália e INAF-Osservatorio Astronomico di Bologna, Itália), F. Bournaud (CEA), J. Fensch (Univ. Lyon, ENS de Lyon, Univ. Lyon 1, CNRS, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, França), D. Liu (Instituto Max Planck de Astronomia, Alemanha), I. Delvecchio (CEA), A. Calabrò (INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, Itália), C. Circosta (Department of Physics & Astronomy, University College London, RU), F. Valentino (Centro Cosmic Dawn do Instituto Niels Bohr, Universidade de Copenhaga e DTU-Space, Universidade Técnica da Dinamarca, Dinamarca), M. Perna (Centro de Astrobiología (CAB, CSIC–INTA), Departamento de Astrofísica, Espanha e INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Itália), S. Jin (Instituto de Astrofísica de Canarias e Universidad de La Laguna, Dpto. Astrofísica, Espanha), A. Enia (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Padova, Itália [Padova]), C. Mancini (Padova) e G. Rodighiero (Padova e INAF-Osservatorio Astronomico di Padova, Itália).

O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é de longe o observatório astronómico mais produtivo do mundo. O ESO tem 16 Estados Membros: Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Irlanda, Itália, Polónia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça, para além do país de acolhimento, o Chile, e a Austrália, um parceiro estratégico. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e operação de observatórios astronómicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrónomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronómica. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera  o Very Large Telescope e o Interferómetro do Very Large Telescope, o observatório astronómico óptico mais avançado do mundo, para além de dois telescópios de rastreio: o VISTA, que trabalha no infravermelho, e o VLT Survey Telescope, concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO é também um parceiro principal em duas infra-estruturas situadas no Chajnantor, o APEX e o ALMA, o maior projecto astronómico que existe actualmente. E no Cerro Armazones, próximo do Paranal, o ESO está a construir o Extremely Large Telescope (ELT) de 39 metros, que será “o maior olho do mundo virado para o céu”.

O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), uma infra-estrutura astronómica internacional, surge no âmbito de uma parceria entre o ESO, a Fundação Nacional de Ciências dos Estados Unidos (NSF) e os Institutos Nacionais de Ciências da Natureza (NINS) do Japão, em cooperação com a República do Chile. O ALMA é financiado pelo ESO em prol dos seus Estados Membros, pela NSF em cooperação com o Conselho de Investigação Nacional do Canadá (NRC) e do Conselho Nacional Científico da Taiwan (NSC) e pelo NINS em cooperação com a Academia Sinica (AS) da Taiwan e o Instituto de Astronomia e Ciências do Espaço da Coreia (KASI). A construção e operação do ALMA é coordenada pelo ESO, em prol dos seus Estados Membros; pelo Observatório Nacional de Rádio Astronomia dos Estados Unidos (NRAO), que é gerido pela Associação de Universidades, Inc. (AUI), em prol da América do Norte e pelo Observatório Astronómico Nacional do Japão (NAOJ), em prol do Leste Asiático. O Observatório Conjunto ALMA (JAO) fornece uma liderança e gestão unificadas na construção, comissionamento e operação do ALMA.

eso2101pt — Nota de Imprensa Científica
11 de Janeiro de 2021
Utilização de Imagens, Vídeos e Música do ESO

 

4935: Descoberto novo tipo de estrela. É diferente de tudo que os astrónomos já viram

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Astronomy & Astrophysics (2020)
Imagens da IRAS 00500+6713

Cientistas da Universidade de Potsdam, na Alemanha, e da Universidade Federal de Kazan, na Rússia, descobriram um tipo de estrela até então desconhecido na nebulosa IRAS 00500 + 6713.

A J005311 é parte do sistema da nebulosa IRAS 00500 + 6713 e nasceu da fusão explosiva de duas anãs brancas ultra-densas. Quando foi descrita pela primeira vez, no ano passado, os cientistas relataram que a estrela era muito brilhante e muito grande para ser uma anã branca comum.

Lidia Oskinova, principal autora do estudo publicado na Astronomy & Astrophysics, analisou as emissões de raios-X da estrela e encontrou provas de uma estranha composição dominada pelos elementos néon e oxigénio.

“As observações permitiram determinar a composição química da nebulosa e melhoraram o nosso conhecimento sobre a composição química da estrela central […]. Descobrimos que o sistema contém muito néon, silício e enxofre. Além disso, a nebulosa está cheia de um gás muito quente na temperatura de alguns milhões de graus, e a estrela central também é uma fonte de emissão de raios-X”, disse ao Gizmodo.

Os resultados da análise confirmam que J005311 é o produto instável de duas anãs brancas, o que a torna um tipo inteiramente novo de estrela. Essa instabilidade levou os investigadores a estimar que, muito provavelmente, J005311 não durará mais do que dez mil anos.

A equipa não conseguiu determinar a sua massa, mas devido a sua alta luminosidade, os cientistas acreditam que a estrela tem cerca de 1,4 vezes a massa solar, o limite para ser considerada uma anã branca.

Por Liliana Malainho
11 Janeiro, 2021


4934: Uma misteriosa oscilação está a fazer com que Marte gire como um “pião”

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/geofísica/marte

toptechwriter / Flickr

Pela primeira vez, os cientistas detectaram a oscilação de Chandler num corpo do Sistema Solar diferente da Terra. Marte experimenta um movimento repetido dos pólos na superfície do planeta para longe do seu eixo médio de rotação.

De acordo com a American Geophysical Union’s (AGU), a oscilação de Chandler surge quando um corpo giratório não é uma esfera perfeita. Esse desequilíbrio afecta a sua rotação. O resultado é um movimento semelhante ao de um pião a balançar ao perder velocidade em vez de uma rotação suave de um globo perfeitamente equilibrado.

A oscilação de Chandler é um dos vários movimentos fora do centro exibidos pela Terra conforme gira no seu eixo. Este movimento na Terra varia de três a seis metros nos pólos e tem um padrão que se repete aproximadamente a cada 433 dias. Embora esse movimento deva diminuir naturalmente com o tempo, na Terra, persiste devido ao fundo do oceano e às flutuações da pressão atmosférica.

“[A oscilação do Chandler] é um sinal muito pequeno normalmente”, disse Alex Konopliv, engenheiro aeroespacial do Laboratório de Propulsão a Jacto da NASA. “São precisos muitos anos e dados de alta qualidade para detectá-lo”.

No novo estudo, os investigadores conseguiram confirmar o movimento em Marte, calculando os efeitos gravitacionais nas órbitas de duas espaço-naves da NASA a orbitar no Planeta Vermelho: Mars Odyssey e Mars Reconnaissance Orbiter.

Medições ao longo de quase duas décadas descobriram que, na superfície, os pólos do planeta desviam-se até 10 centímetros do eixo médio de rotação, com um ciclo repetido de cerca de 207 dias.

A grande quantidade de dados, colhidos durante 18 anos, garantiu que a oscilação identificada fosse intrínseca à forma e ao interior do planeta em vez de factores externos como o derretimento sazonal das calotas polares.

A quantidade de tempo que demora para o pólo completar um ciclo de oscilação reflete o quanto o manto de Marte pode deformar, fornecendo dicas sobre as suas propriedades materiais e estado térmico.

Tal como na Terra, o movimento em Marte deve diminuir naturalmente.

Os cientistas ainda não sabem o que está a manter a oscilação, mas estudos anteriores indicam que será provavelmente devido às mudanças na pressão atmosférica.

O conhecimento sobre a oscilação de Chandler fornece uma visão do interior de Marte: o movimento é impulsionado por propriedades do manto, a camada abaixo da crosta do planeta.

Os novos resultados fornecem informações sobre as propriedades do manto, particularmente sobre como se deforma em períodos mais longos. Essas informações podem ajudar a guiar estudos futuros do interior de Marte, fornecendo novos conhecimentos sobre a sua temperatura e composição.

Este estudo foi publicado em Outubro na revista científica Geophysical Research Letters.

ZAP //

Por Maria Campos
11 Janeiro, 2021


4932: Pela primeira vez, foram encontradas girafas anãs na natureza

CIÊNCIA/BIOLOGIA

– Vídeo editado em modo captura de écran por não estar disponível o link original.

Uma equipa de investigadores detectou, pela primeira vez, girafas anãs na natureza. Segundo os biólogos, a condição parece ser muito rara.

Durante a realização de um levantamento fotográfico da população de girafas no Parque Nacional de Murchison Falls, no Uganda, um grupo de investigadores detectou algo incomum. Uma das girafas selvagens parecia um pouco diferente das outras, com pernas notavelmente mais curtas, apesar de ter o que parecia ser um tamanho corporal sub-adulto.

Depois, enquanto realizavam um trabalho semelhante na Namíbia, avistaram uma segunda girafa selvagem com anormalidades morfológicas semelhantes.

Os bezerros das girafas amadurecem totalmente com entre três e seis anos de idade e acredita-se que esta segunda girafa tenha nascido em 2014, o que significa que este indivíduo deveria ter o comprimento das pernas de um adulto.

Os cientistas acreditam que ambas as girafas são afectadas por uma condição semelhante à displasia esquelética – um termo genérico para doenças que afectam o comprimento dos membros, incluindo nanismo.

Medir a altura de uma girafa não é fácil para um ser humano comparativamente pequeno com uma fita métrica. Além disso, é importante que a recolha de dados não seja invasiva, uma vez que interromper estas animais pode ter consequências negativas no seu comportamento ou sobrevivência.

Para superar isso, foi desenvolvido um método para medir elefantes chamado foto-grametria. A técnica usa um telémetro a laser para medir a distância entre os recursos de interesse. Medindo a distância entre os pixeis digitais na foto e comparando-os com o tamanho real do recurso focal, podem fornecer medições precisas de fotografias de animais grandes, incluindo girafas.

Ao comparar esses dados morfométricos, os cientistas conseguiram estabelecer que as duas girafas que pareciam anormalmente pequenas tinham de facto alturas significativamente diferentes da média de cada população de girafas.

A girafa no Uganda tinha uma falange – segmento mais inferior da perna – com aproximadamente o mesmo comprimento que as outras girafas, mas esta parte da perna da girafa namibiana era significativamente mais curta, cada uma medindo 21,2 centímetros e 15,8 centímetros, respectivamente. Ambas tinham medidas metacarpais e radiais abaixo da média.

Por outro lado, a girafa de Uganda compensava parte da sua baixa estatura com um pescoço que era um pouco mais longo do que o de uma girafa sub-adulta, com quase 1,5 metros em comparação com os normais 1,4 metros. Neste aspecto, a girafa namibiana voltou a ficar abaixo da média.

Segundo os investigadores, esta é a primeira vez que este tipo de displasia esquelética foi relatado em girafas selvagens – e o fenómeno também não parece ter sido testemunhado em nenhum animal em cativeiro.

É difícil deduzir o quão comum é na natureza a partir de pesquisas fotográficas. Porém, o facto de os cientistas não terem conseguido encontrar nenhum membro da comunidade científica e de jardins zoológicos que já tenham visto esta condições em girafas indica que é provavelmente muito raro.

Mas porque é que estes dois animais não desenvolveram as longas pernas características das girafas? “É difícil dizer com certeza, mas especulamos que essas displasias esqueléticas podem estar associadas a algum distúrbio genético, já que o surgimento de displasias esqueléticas costumam estar enraizadas em etiologias moleculares”, disse Michael B Brown, biólogo conservacionista da Giraffe Conservation Foundation, em declarações ao IFLScience.

Este estudo foi publicado em Dezembro na revista científica BMC Research Notes.

Por Maria Campos
10 Janeiro, 2021


4930: Física por trás dos castelos de areia comprova teoria de 150 anos

CIÊNCIA/FÍSICA

clankennedy / Flickr

Construir castelos de areia na praia é uma tradição consagrada pelo tempo em todo o mundo. Recentemente, ajudou uma equipa de investigadores a resolver um mistério de 150 anos: a equação de Kelvin.

Uma equipa de cientistas da Universidade de Manchester, no Reino Unido, liderada pelo Prémio Nobel de Física Andre Geim, conseguiu resolver um mistério de 150 anos que está por trás de um fenómeno natural que ajuda na construção de castelos de areia.

Segundo o SciTechDaily, os investidores conseguiram desmistificar, em laboratório, o microscópico processo de condensação capilar. As conclusões desta equipa provam que Lord Kelvin, um dos grandes pioneiros da Física, estava certo e errado ao mesmo tempo.

Sendo a condensação capilar um fenómeno fundamentalmente microscópico que envolve algumas camadas moleculares de água, por que motivo pode ser descrita usando equações macroscópicas e características macroscópicas da água em massa? O estudo, publicado em Dezembro na Nature, responde a esta questão.

A condensação capilar é um fenómeno omnipresente que influencia propriedades importantes como a fricção, a adesão, o atrito, a lubrificação e a corrosão. Além disso, é importante em muitos processos tecnológicos usados na micro-electrónica, indústria farmacêutica, alimentícia e outras.

Aliás, “nem os castelos de areia poderiam ser construídos se não fosse pela condensação capilar”, explicou Andre Geim.

Mesmo no interior de materiais porosos ou entre superfícies em contacto, o vapor de água condensa-se espontaneamente. No caso dos castelos de areia, a água serve como uma espécie de cola que mantém os grãos juntos, através de forças capilares. Este fenómeno também acontece quando as camadas de água são compostas por poucas moléculas.

Em 1871, o físico Lord Kelvin propôs a primeira descrição macroscópica aproximada da condensação capilar. A “equação de Kelvin” parecia funcionar razoavelmente bem numa escala microscópica, mas não havia qualquer evidência científica. Pelo menos, até agora.

Teoria de 150 anos

A equipa da universidade britânica criou capilares artificiais capazes de acomodar apenas uma camada de moléculas de água. O objectivo era descobrir de que forma um fenómeno fundamentalmente microscópico pode ser descrito usando equações macroscópicas e características macroscópicas da água em massa.

Em laboratório, os cientistas chegaram à conclusão de que a equação de Kelvin pode descrever a condensação capilar mesmo nos capilares mais pequenos – pelo menos, qualitativamente.

“Foi uma grande surpresa. Eu esperava um colapso completo da física convencional”, disse Qian Yang, principal autor do estudo. “A velha equação acabou por funcionar muito bem. Foi um pouco decepcionante, mas também emocionante resolver este mistério centenário.”

Por Liliana Malainho
9 Janeiro, 2021


Nova imagem da luz mais antiga do Universo fornece “twist” ao debate da idade do Universo

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Parte de uma nova imagem da luz mais antiga do Universo, obtida pelo ACT (Atacama Cosmology Telescope). Esta secção cobre uma secção do céu com 50 vezes o diâmetro da Lua, representando uma região do espaço com 20 mil milhões de anos-luz de largura. A luz, emitida apenas 380.000 anos após o Big Bang, varia em polarização (representada aqui pelas cores mais avermelhadas ou azuladas). Os astrofísicos usaram o espaçamento entre estas variações para calcular uma nova estimativa da idade do Universo.
Crédito: Colaboração ACT

A partir do alto de uma montanha no deserto do Atacama, no Chile, os astrónomos do ACT (Atacama Cosmology Telescope) da NSF (National Science Foundation) observaram novamente a luz mais antiga do Universo. As suas mais recentes observações, juntamente com um pouco de geometria cósmica, sugerem que o Universo tem 13,77 mil milhões de anos, +/- 40 milhões de anos.

A nova estimativa coincide com a fornecida pelo modelo padrão do Universo e com as medições da mesma radiação obtidas pelo satélite Planck. Isto acrescenta um novo “twist” a um debate em andamento na comunidade astrofísica, diz Simone Aiola, autor principal de um dos novos artigos científicos sobre as descobertas publicados na revista Journal of Cosmology and Astroparticle Physics dia de 30 de Dezembro de 2020.

Em 2019, uma equipa de investigação calculou, medindo os movimentos de galáxias, que o Universo é centenas de milhões de anos mais jovem do que a equipa do Planck havia previsto. Essa discrepância sugeriu que um novo modelo para o Universo podia ser necessário e gerou preocupações de que um dos conjuntos de medições podia estar incorrecto.

“Agora chegámos a uma resposta em que o Planck e o ACT concordam,” diz Aiola, investigador no Centro para Astrofísica Computacional do Instituto Flatiron. “Atesta ao facto de que estas medições difíceis são confiáveis.”

A idade do Universo também revela quão rápido o cosmos está a expandir-se, um número quantificado pela constante de Hubble. As medições do ACT sugerem uma constante de Hubble de 67,6 quilómetros por segundo por megaparsec. Ou seja, um objecto a 1 megaparsec (cerca de 3,26 milhões de anos-luz) da Terra está a afastar-se de nós a 67,6 km/s devido à expansão do Universo. Este resultado concorda quase exactamente com a estimativa anterior de 67,4 km/s/Mpc da equipa do satélite Planck, mas é inferior aos 74 km/s/Mpc inferidos a partir das medições de galáxias.

“Eu não tinha uma preferência particular por nenhum valor específico – iria ser interessante de uma forma ou de outra,” diz Steve Choi, investigador na Universidade de Cornell. “Determinámos um ritmo de expansão que está de acordo com a estimativa da equipa do satélite Planck. Isto dá-nos mais confiança nas medições da luz mais antiga do Universo.”

Mas a discrepância entre as medições sugere que ou há algo em falta no nosso modelo cosmológico ou há algo errado com as medições, diz Michael Niemack, co-autor dos artigos. Embora várias medições do Universo local nos deem uma constante de Hubble consistentemente mais alta, esta é a primeira vez que duas medições independentes da radiação cósmica de fundo em micro-ondas alcançam uma constante de Hubble consistentemente mais baixa (a radiação cósmica de fundo marca um momento 380.000 anos após o nascimento do Universo quando protões e electrões se juntaram para formar os primeiros átomos. Antes disso, o cosmos era opaco à luz).

“A tensão crescente entre estas medições distantes vs. locais da constante de Hubble sugere que podemos estar à beira de uma nova descoberta na cosmologia que poderá mudar a nossa compreensão de como o Universo funciona. Também destaca a importância de melhorar as nossas medições da radiação cósmica de fundo em micro-ondas com o ACT bem como com o futuro Observatório Simons e com o projecto CCAT-prime que estamos agora a construir,” diz Niemack, professor associado de física e astronomia.

Tal como o satélite Planck, o ACT analisa a radiação cósmica de fundo, o brilho remanescente do Big Bang.

Se os cientistas puderem estimar a distância que esta radiação viajou até chegar à Terra, podem calcular a idade do Universo. No entanto, falar é fácil. Determinar distâncias cósmicas é difícil. De modo que os cientistas medem o ângulo no céu entre dois objectos distantes, com a Terra e os dois objectos formando um triângulo cósmico. Se os cientistas também conhecerem a separação física entre esses objectos, podem usar a geometria do ensino secundário para estimar a distância dos objectos à Terra.

Variações subtis no brilho da radiação cósmica de fundo em micro-ondas fornecem pontos de ancoragem para formar os outros dois vértices do triângulo. Essas variações na temperatura e polarização resultaram de flutuações quânticas no Universo inicial, que foram amplificadas pela expansão do Universo em regiões de densidade variável (as manchas mais densas iriam formar enxames galácticos). Os cientistas têm uma compreensão forte o suficiente dos primeiros anos do Universo para saber que estas variações na radiação cósmica de fundo deveriam ser tipicamente espaçadas a cada mil milhões de anos em termos de temperatura e metade para polarização (para efeitos de escala, a nossa Via Láctea tem cerca de 200.000 anos-luz em diâmetro).

O ACT mediu as flutuações na radiação cósmica de fundo em micro-ondas numa resolução sem precedentes, observando mais detalhadamente a polarização da luz. “O satélite Planck mediu a mesma radiação, mas ao medir a sua polarização com maior fidelidade, a nova imagem do ACT revela mais dos padrões mais antigos alguma vez vistos,” diz Suzanne Staggs, investigadora principal do ACT na Universidade de Princeton.

À medida que o ACT continua a fazer observações, os astrónomos terão uma imagem ainda mais clara da radiação cósmica de fundo e uma ideia mais exata de há quanto tempo o cosmos teve início. A equipa do ACT também examinará essas observações em busca de sinais de física que não se enquadra no modelo cosmológico padrão. Uma física tão estranha poderia resolver a discordância entre as previsões da idade e ritmo de expansão do Universo decorrentes das medições da radiação cósmica de fundo em micro-ondas e dos movimentos das galáxias.

Astronomia On-line
8 de Janeiro de 2021